Adobe Systems Krusne_hory Satelitní snímky v přírodovědných předmětech kolegové z projektu SATDATA 7.12. 2023: Hana Pokorná,. Lenka Drlíková, Denisa Simerská 1 Adobe Systems 2 Jaký mají satelitní snímky potenciál, jak je využíváme? ̶ Theory X or Theory Y: which fits IT support? - Service Desk Show | 11-12 May 2022 | ExCeL London An example of a thematic map, dominant tree species group. | Download Scientific Diagram Silhouette artist at work on a white background Vector Image Map Icon | Small & Flat Iconset | paomedia Adobe Systems ̶Úvodní přednáška Dálkový průzkum Země, jeho fyzikální podstata Satelitní snímky v pravých a v nepravých barvách ̶ ̶Nástroje, prohlížeče, ukázky: Snímky a prohlížečeSentinel Playground Copernicus Browser EOBrowser ̶Interaktivní osnova předmětu a její materiály 3 Adobe Systems Mapa versus snímek aneb proč snímek? 8 ideas de Mapas África | africa mapa, mapas del mundo, geografía Školní mapy Archivy – Mapujeme svět Afrika-Junior - ScalaZ Klimatické oblasti Afriky. Mapa klimatických zón Afriky Výběr obrázků: Denisa Simerská Model versus reálný pohled 4 Adobe Systems Příklady jevů, které lze zobrazit na snímcích Desertifikace Lesní požáry Tání ledovců Znečištění řek • •Snímky mohou lépe ukázat skutečný rozsah těchto problému •Reálný pohled •Vývoj jevu v čase •Pravé i nepravé barvy/téma“ ? ? ? ? 5 Krusne_hory Adobe Systems 16A_JV_Stredomori.bmp 8 Dálkový průzkum Země – DPZ, EO (Earth Observation, RS – Remote Sensing) DPZ - snímání, pozorování jevů na dálku, bez přímého kontaktu s nimi DPZ zahrnuje problematiku: 1.zhotovování 2.přenosu 3.zpracování 4.vyhodnocení (interpretace) 5.analýzu 6.využití snímků a obrazových záznamů z letadel a vrtulníků a dnes zejména z družic. • Systémy DPZ DPZ je jednou z moderních informačních technologií • • Systém DPZ 1. Subsytém : SBĚR A PŘENOS DAT. Technická část 2. Subsytém : ANALÝZA A INTERPRETACE DAT Zpracování prostorové informace Obrazové materiály letecká a družicová data obsahují prostorovou informaci - geodata obdobně jako topografické či tématické mapy polohová informace (poloha , tvar , velikost) tematická informace (druh vegetace, hloubka vody, zdravotní stav lesa atd.) prostorová informace Fyzikální podstata DPZ •silové pole, jehož charakteristika se v DP zaznamenává, je elektromagnetické záření •částí elektromagnetického záření je i viditelné záření - část spektra, na kterou je citlivý lidský zrak C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr131b.gif C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr132.jpg C:\Documents and Settings\Victor\My Documents\_uni\PhDstudium\_lectures and practicals from ESA courses\_prezentace25\obrazky\EMspectrum2.JPG Kahoot 1 C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr131b.gif Změna odraženého záření C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr133.gif Teorie spektrálního záření •Každý typ povrchu odráží určité množství záření v určitých délkách •každý povrch má typické spektrální chování •jeho průběh zaznamenává spektrální křivka ( tj. kolik a jakého záření konkrétní povrch odráží) C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr141.gif Adobe Systems číslo kanálu označení kanálu poznámka 1 VIS0.6 solární kanály 2 VIS0.8 3 NIR1.6 4 IR3.9 atmosférické okno 5 WV6.2 absorpce vodní páry 6 WV7.3 7 IR8.7 atmosférické okno 8 IR9.7 absorpce ozónu 9 IR10.8 atmosférické okno 10 IR12.0 11 IR13.4 absorpce CO2 12 HRV solární kanál, vysoké rozlišení Seviri, přístroj na družici Meteosat, snímkuje ve 12 kanálech – má 12 „očí“ - senzorů zaznamenávajících záření určité vlnové délky C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr132.jpg Snímky v pravých a nepravých barvách - Barevné syntézy nepravá, false color pravá, true color Adobe Systems RGB syntéza Sestavení snímku v pravé barvě a v nepravé barvě - příklad Adobe Systems Využití nepravých barev v praxi ̶Nepravé barvy – Zdravotní stav vegetace ̶Družice Sentinel 2, kanály – bands v syntéze RGB: B8, B4, B3, https://gisgeography.com/sentinel-2-bands-combinations/ ̶Infračervené pásma – rozlišuje zdravotní stav a množství chlorofylu ̶Zdravější vegetace je více červená ̶Infračervený, červený a zelený band – hodnocení hustoty vegetace – rostliny odrážení blízké infračervené záření a zelené světlo a zároveň pohlcují červenou barvu (proto se nám jeví jako zelené), hustá vegetace se při této kombinaci zobrazuje jako červená. Voda jako černá a města a holá půda jako šedá/hnědá ̶ Obsah obrázku text, elektronika, hra Popis byl vytvořen automaticky C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr141.gif C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr132.jpg Adobe Systems Využití nepravých barev v praxi Obsah obrázku mapa Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text, elektronika, displej, snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky Požáry v Řecku v létě 2021 Značná část vegetace na zasaženém území shořela – lze pozorovat rozdíl Úbytek vegetace v důsledku požárů v okolí města Istiaia v srpnu 2021 (šedá barva značí spálenou vegetaci – nemá žádný chlorofyl). Adobe Systems Indexy pro zjišťování vláhy a vegetace 21 Adobe Systems Vodní vláha-vlhkostní index / Moisture index Obsah obrázku mapa Popis byl vytvořen automaticky 22 Adobe Systems 23 Jak vypadá stejné území v různých letech? Obsah obrázku rostlina, barevné, květina, strom Popis byl vytvořen automaticky Úhrn srážek leden až červenec 2017 Jihomoravský kraj 145 [mm] Česká republika 379 [mm] Obsah obrázku rostlina, květina Popis byl vytvořen automaticky Úhrn srážek leden až červenec 2020 Jihomoravský kraj 367 [mm] Česká republika 439 [mm] Adobe Systems 24 Jak funguje NDVI -vegetační index? Obsah obrázku text, strom, rostlina Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky ZDRAVÝ STROM = ______ 50 - 8 50 + 8 ZDRAVÝ STROM = = 0,72 __ 42 58 NEZDRAVÝ STROM = 40 - 30 _____ 40 + 30 NEZDRAVÝ STROM = = 0,14 __ 10 70 Zdroj: Normalized difference vegetation index. (2023, September 20). In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Normalized_difference_vegetation_index Negative values of NDVI (values approaching -1) correspond to water. Values close to zero (-0.1 to 0.1) generally correspond to barren areas of rock, sand, or snow. Lastly, low, positive values represent shrub and grassland (approximately 0.2 to 0.4), while high values indicate temperate and tropical rainforests (values approaching 1).[1] Adobe Systems 27 Vývoj NDVI během roku, po měsících Obsah obrázku mapa Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text, rostlina Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text, rostlina Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku rostlina, tráva, zelenina Popis byl vytvořen automaticky Adobe Systems C:\Documents and Settings\Svatonova\Dokumenty\Obrázky\terra scanování.jpg Družice – dráhy Adobe Systems http://www.wmo.int/pages/prog/sat/images/cgms_satellites_1000.jpg Oběžné dráhy družic Adobe Systems Obr161 Oběžné dráhy družic Dle synchronnosti: •Synchronní se Zemí, geosynchronní •Synchronní se Sluncem Dle výšky letu: •Nízké – LEO (Low Earth Orbit, cca do 2 tis. km) •Střední MEO – medium Earth Orbit (8 – 20 tis. Km nad povrchem Země, GNNS •GEO - Geostacionární 36 tis km Adobe Systems Dráha geosynchronní – zvl. případ geostacionární (rovníková) dráha ̶ vzdálenost cca 36 000 km ̶od západu k východu ̶úhlová rychlost oběhu družice odpovídá úhlové rychlosti rotace Země tj. pro pozorovatele na Zemi je tedy družice stále na stejném místě ̶geostacionární Ømeteorologické družice Ømonitorující synoptické procesy v atmosféře a umožňující ukazovat stav a pohyb oblačnosti, analyzovat a předpovídat počasí • •družice METEOSAT Adobe Systems Snímání družicí na subpolární dráze Adobe Systems 33 Přestávka a přihlášení se ̶ Adobe Systems 34 Společná práce - Živé ukázky ̶1. Snímky z družice Meteosat ̶2. Snímky z družic Sentinel: 1.Prohlížeče Sentinel Playground 2. Copernicus Browser 3.EO Browser Adobe Systems 35 1. Snímky z družice Meteosat ̶ zdroj na ČHMÚ, SHMÚ ̶Animace, pohledy Adobe Systems Ukázky: •Slovenský hydrometeorologický ústav Animace Atlantik, Afrika, Evropa – pohyb vzduchových mas nad oceánem a kontinenty, oblačnost nad oblastmi kontinentů (např Afrika– rovníkové vlhké klima – sucho nad Saharou), při nahrání více snímků rozednívání, stmívání. V pravých barvách a v infračerveném kanálu, družice nad bodem 0°, 0° http://www.shmu.sk/sk/?page=1&id=meteo_druzica Obr.1. Náhled na obrazová data z družice Meteosat, VIS Hana Svatoňová - MUNI Adobe Systems ČHMÚ Adobe Systems EARTH Observatory - NASA snímky, mapy, satelitní mapy, kolekce, zajímavá témata ̶https://earthobservatory.nasa.gov/ 38 Adobe Systems 39 Adobe Systems 40 Adobe Systems Zápatí prezentace 41 2. Snímky z družic Sentinel prohlížeče: 1.Sentinel Playground 2. Copernicus Browser 3.EO Browser ̶Prohlížeče Sentinel Playground ̶https://www.sentinel-hub.com/explore/sentinelplayground/ ̶Uživatelské rozhraní ̶ nástroje: ̶výběr družice ̶ výběr místa ̶nastavení oblačnosti scény ̶výběr data - období - dostupnost snímků ̶barevná syntéza: pravé barvy a nepravé barvy ̶nástroj rendering - sestavení snímků v syntéze RGB dle jednotlivých pásem - naučit se a pochopit, jak se sestaví snímek v pravých barvách a jak v nepravých barvách. ̶ ̶ ̶jev sinice ̶ ̶ Adobe Systems Zápatí prezentace 42 Prohlížeč Sentinel Playground ̶https://www.sentinel-hub.com/explore/sentinelplayground/ ̶Uživatelské rozhraní ̶ nástroje: ̶výběr družice ̶ výběr místa ̶nastavení oblačnosti scény ̶výběr data - období - dostupnost snímků ̶barevná syntéza: pravé barvy a nepravé barvy ̶nástroj rendering - sestavení snímků v syntéze RGB dle jednotlivých pásem - naučit se a pochopit, jak se sestaví snímek v pravých barvách a jak v nepravých barvách. ̶ ̶ ̶jev sinice ̶ ̶ Adobe Systems 43 Snímek krajiny v pravých barvách ̶ Adobe Systems Snímek v nepravých barvách 44 Adobe Systems Využití nepravých barev v praxi Obsah obrázku mapa Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text, elektronika, displej, snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky Požáry v Řecku v létě 2021 Značná část vegetace na zasaženém území shořela – lze pozorovat rozdíl Úbytek vegetace v důsledku požárů v okolí města Istiaia v srpnu 2021 (šedá barva značí spálenou vegetaci – nemá žádný chlorofyl). 45 Adobe Systems Zápatí prezentace 46 Řecko, požáry: 29.7 2021 a 11.8 vyhledejte, vyzkoušejte pro letošní rok a Rhodos ̶ Obsah obrázku mapa Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text, elektronika, displej, snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky Adobe Systems Využití nepravých barev v praxi Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky ̶Radarová data ̶Sentinel-1 ̶Vysílá signál a měří za jak dlouho se signál vrátí ̶Zaseknutí lodě Evergreen v Suezském kanále v březnu 2021 à a detekce nákladních lodí, které čekaly na proplutí do Evropy (první snímek ukazuje „běžný“ provoz o měsíc dříve) ze strany Rudého moře (podobný počet lodí byl i na straně od Středozemního moře) – paralyzování celosvětového obchodu à celosvětové ekonomické dopady Adobe Systems Úkol č. 1 . Sentinel Playground a snímky a indexy ̶Sentinel Playground ̶Vyhledání Brněnské přehrady ̶snímek bez oblačnosti ̶říjen 2023 ̶2. říjen 2023 ̶Pravé barvy ̶Nepravé barvy: Infrared, Agriculture ̶Indexy: NDVI ̶ ̶ ̶ Adobe Systems Browser ̶https://dataspace.copernicus.eu/browser ̶ ̶ ̶ Adobe Systems Adobe Systems CopernicusBrowser, ̶Browser https://dataspace.copernicus.eu/browser ̶vyžaduje registraci ̶ úkoly: zobrazíme si satelitní snímek s parametry, plus nástroje 1. místo: Brno a okolí, 2. satelitní snímek z družice Sentinel 2 3.Oblačnost menší než 40 % 4.Den 2. října 2023 5.True colors, 6.False colors, 7.NDVI, Moisture 8.Nástroj Compare – dvě možnosti: split a opacity 9.Indexy v čase – vývoj 10.Spektrální křivka vybraného povrchu ̶ ̶ ̶ Adobe Systems EO Browser ̶EO browser ̶Mode Education ̶Více družic ̶Znečištění ovzduší - Sentinel 5, radarová data - Sentinel 1 ̶Zajímavé snímky a jevy ̶Znečištění, NO x. , ozon….. ̶NDVI – vývoj během roku ̶Vlhkost ̶Požáry ̶Vulkanická činnost ̶Válka – Ukrajina ̶ ̶ ̶ ̶ Adobe Systems 58 Prohlížeče satelitních snímků - přehled Adobe Systems 59 Adobe Systems 60 Adobe Systems 61 Adobe Systems 62 Národní geoportál Inspire Adobe Systems 63 Mobilní aplikace Adobe Systems 64