Ugrás a tartalomhoz

Műholdakról távérzékelt adatok feldolgozása és hasznosítása

Mika János, Utasi Zoltán, Biró Csaba, Pénzesné Kónya Erika (2011)

EKF TTK

3. A távérzékelési módszerek alkalmazásának lépései a növényzet vizsgálatában

3. A távérzékelési módszerek alkalmazásának lépései a növényzet vizsgálatában

Elővizsgálatok

1. a teljes reflektancia spektrum felvétele: fontos a spektrum spektrális felbontása (nm pontosság).

2. a tanulmányozni kívánt jelenségre legérzékenyebb hullámhossz-tarományok azonosítása;

3. specifikus reflektancia indexek bevezetése a spektrumok értékelésének fő eszközei.

Itt alapelv a vizsgálni kívánt jelenségre leginkább változó („válaszoló”) hullámhossz (tartomány) standardizálva egy alkalmas konstans (változatlan) hullámhossz intervallummal. Ez a változás sokszor kihat a levelek fényelnyelési sajátosságaira, ami a vegetációs index értékében is megjelenik.

Analitikus vizsgálatok

• megfelelő időpontban és gyakorisággal légi vagy műholdfelvételek (teljes spektrum vagy. csak az azonosított „érzékeny” hullámhossz tartományok felvétele);a teljes spektrum felvétele hasznosabb, hiszen későbbi másfajta típusú indexek bevetését is lehetővé teszi, ám jóval költségesebb. A rutinszerű vizsgálatokra ma készítenek olyan terepi spektrométereket, melyek a számítani kívánt index szűk tartományában mérnek.

• „hamis színes” (false colour) képek előállítása, ahol a színek egy-egy spektrális index értékéivel feleltethetők meg (lényegében térbeli allokációja egy-egy sajátságnak)

• földi validálás: a távérzékelés helyességének földfelszíni ellenőrzése:

korábban meg nem látogatott részterületek felkeresése és földi „kontakt” vizsgálatokkal ellenőrzése, hogy helyes információt ad-e a távérzékelés.

Ilyen például a vegetáció térkép.

A különböző kategóriák indexeinek meghatározása egy tipikus összetett munkát igényel, amelynek révén terepi körülmények között meghatározhatjuk, hogy az adott kategórián belül melyik index nyújtja a vizsgált növényi tulajdonság szempontjából legérzékenyebb eredményt. Ezek az indexek értelemszerűen nem pontos koncentrációs értékeit mutatják az egyes növényi tulajdonságoknak, hanem fizikailag azzal szorosan korreláló térben lehatárolt intenzitási megoszlásokat az adott növényi ökoszisztémára vonatkozóan. Valamennyi index-számítás igényli a fentiekben már vizsgált és értékelt spektrális adatelőkészítési eljárásokat, amelyek korrekt elvégzése után lehet csak megfelelő eredményt elvárni.

Attól függően, hogy a biodiverzitásban bekövetkező változásokat akarjuk ezekkel az indexekkel jellemezni, vagy néhány fajcsoportra jellemző színkép elemzésére kerül sor (invazív növények, erdőfelületek), ki lehet választani a megfelelő index csoportot az állapot elemzésre és a jövőbeli változások megjósolhatóságára.

A módszer hátrányai:

  1. térbeli felbontás korlátja: legkisebb képegység (képpont, pixel) meghaladja a kívánt jelenség méretét,

  2. időbeni felbontás korlátja: a vizsgálni kívánt jelenség hosszabb v. rövidebb időskálán jelentkezik, mint amit rendelkezésre álló felvételek vizsgálni engednek; a növényzet fenológiájának hatása;

  3. spektrális felbontás korlátja: a jelenség a visszavert fény spektrális összetételét úgy változtatja meg, amit a rendszer nem érzékel

  4. az érzékelés korlátai: jórészt csak a vegetáció legfelső összefüggő lombsátrát érzékeljük, zárt erdőben a cserje- v. gyepszintet nem;

  5. jelenség szinten maradunk: a spektrális reflektancia változása legtöbbször tünet, a tényleges ok felderítése csakis földi kontakt eljárásokkal lehetséges.

A különböző élettani sajátosságú, a pigmenteket különbözőképpen felépítő és hasznosító növénycsoportok más-más hullámhosszúságú fényt nyelnek el és vernek vissza, melyek változásai jól követhetők egy-egy nagyobb területegységben. Ilyen pl. az erdőtűz és a tarvágás, majd az azt követő újulat változásai időben.

A mezőgazdaság területén már sok alkalmazást kidolgoztak a vegetációs index használatára. Használható például mezőgazdasági növények műtrágya szükségletének meghatározására és a kijuttatás hatásának nyomon követésére, vagy az öntözés pillanatnyi vízigényhez igazított alkalmazására. Kutatások folynak az előzetes termésbecslésre való alkalmazhatóságáról, vagy a szőlőültetvényekben történő hasznosításról.

A műszert mezőgazdasági járműre (pl. traktor) szerelve, valamint GPS-szel összekapcsolva vegetációtérképezés is végezhet, annak érdekében például, hogy a későbbi műtrágyázást területileg differenciálni lehessen.

Távérzékelési módszerek alkalmazásával megoldható feladatok a mezőgazdaság területén:

− földhasználati térképezés,

− fontosabb növénykultúrák területének meghatározása,

− mezőgazdasági termésbecslés,

−az agrokultúra minősítése,

− gyomosodás vizsgálata,

− növénykárosodások felderítése,

− talajtani alkalmazás, talajtérképezés,

− vegetáció-térképezés,

− a biomassza-produkció becslése,

− erdőgazdálkodás.

11.4 ábra: Alkalmazási terület: Szántóföldi növényzet monitorozása Magyarországon (NOVMON adatbázis)

11.5 ábra: Távérzékelésen alapuló vegetáció térkép (eCognition Software picture)

XII.Biodiverzitás, kártevők, állatvilág

Távérzékeléssel, űrfelvételek alapján objektív módon az egész területet, környezetével együtt, egyben vizsgálva, rövid időn belül lehet felvételezni és az adatokat kiértékelve pontos felmérési eredményt adni. A távérzékelés igen fontos előnye, hogy standardizált, nemzetközileg is elfogadott eljárásokkal fajlagosan alacsony áron és gyorsan nyújt objektív, nagyon alacsony hibaarányú, számszerűsített eredményt az élő rendszerek, ökoszisztémák állapotáról is.