|
|
Estimation of winter wheat yield using machine learning from airborne hyperspectral data
Švik, Marian ; Pikl, Miroslav ; Janoutová, Růžena ; Veselá, Barbora ; Slezák, Lukáš ; Klem, Karel ; Homolová, Lucie
Methods based on optical remote sensing allow nowadays to assess crop conditions over larger areas. The assessment of crop conditions and potential estimation of crop yields in the early growth\nstages can help farmers to better target their management practice such as application of fertilizers. In this study we analysed airborne hyperspectral images acquired several times during the growing season over two experimental sites in the Czech Republic (Ivanovice and Lukavec). The field experiments on winter wheat included 12 levels of fertilisation (combination of organic and mineral fertilisers). Such an experiment design and the possibility of combining the data from two sites together increased the variability in our wheat yield dataset, which varied between 2.8 and 10.0 t/ha. Further, we used a machine learning method – namely gaussian process regression from the ARTMO toolbox to train two variants of models: a) combining the spectral data from both sites and from the multiple acquisition days and b) combining the spectral data from both sites for individual acquisition days.The results showed that it was feasible to predict wheat yield already at the beginning of April with R2 > 0.85. This promising result, however, requires more thorough validation and therefore we plan to include more data from other sites in the next steps.
|
|
|
UAV monitoring of montane peatbogs
Kevešová, Adriana ; Langhammer, Jakub (vedoucí práce) ; Lendzioch, Theodora (oponent)
Tato práce se zabývá analýzou UAV snímků využívaných k monitorování prostředí, v tomto případě zvláště citlivého ekosystému rašeliniště. Za těchto okolností je zásadní nedestruktivní aspekt monitorování UAV plynoucí z dálkového průzkumu studované oblasti. Na úvod do problematiky, příklady využití UAV technologií a možnosti jejich aplikace při monitorování rašelinišť navazují příklady vizuální analýzy dat pomocí různých softwarů na multispektrálních datech získaných na rašeliništi na Rokytce v Národním parku Šumava. Klíčová slova: UAV, monitoring, rašeliniště, DPZ, multispektrální snímkování, klasifikace
|
|
|
Vliv vegetace na letní teplotní extrémy ve městech hodnocené z pozemních a leteckých dat
ROHÁČ, Václav
Tato práce se zabývá vlivem typů povrchu a druhů vegetace na teplotu okolí při letních teplotních extrémech. Teoretická část cílí na témata dálkového průzkumu Země, elektromagnetického záření, městského a globálního klimatu. V rámci praktické části byla z letecky pořízených hyperspektrálních dat z území statutárního města České Budějovice vyčleněny 3 zájmové plochy, každá reprezentuje z hlediska využití území jinou část města. Prostřednictvím analýz dat byly vytvořeny grafy zobrazující vliv poměrného zastoupení variantních povrchů na teplotu metodou lineární regrese. Z map dřevin vyskytujících se v parcích prvních dvou oblastí byly vybrány nejzastoupenější druhy, u nichž byla zkoumána průměrná teplota do vzdálenosti 2 metrů od nich. Součástí práce je také vyhodnocení dotazníku zodpovězeného obyvateli města na téma preferencí a znalostí o sídelní zeleni.
|
|
|
Přirozená obnova lesa po disturbanci lýkožroutem smrkovým \kur{ (Ips typographus} L.)
ROTOVÁ, Alžběta
Diplomová práce se zabývá hodnocením přirozené obnovy lesa v bezzásahové oblasti v okolí Březníku s použitím spektrálních dat a spektrálních vegetačních indexů v kombinaci s terénními daty přirozené obnovy. Mezi lety 1995-1998 došlo v oblasti k nejvyšší dynamice rozpadu lýkožrouta smrkového a následnému odumření porostů, které od té doby přirozeně regenerují. Obnova lesa byla hodnocena na 15 výzkumných plochách. Zjištěné hodnoty byly porovnány s daty naměřenými Národním parkem Šumava v letech 2008 a 2009. Výsledky terénního měření ukazují mírný pokles počtu jedinců smrku proti roku 2008 a 2009. Porovnání terénních dat se spektrálními indexy dokládá regresní vztah mezi hodnotou spektrálního indexu a přirozené obnovy. Nejvhodnějším indexem pro hodnocení obnovy lesa je dle výsledků index FRI2. V práci bylo také hodnoceno optimum v průběhu vegetační sezóny pro hodnocení obnovy lesního porostu, které se ukázalo být na konci jara a po konci vegetační sezóny. Největší míra přirozené obnovy v zájmovém území byla zjištěna na západních svazích Mokrůvek a také na osluněných jihozápadních svazích. Oblasti zapojeného heterogenního porostu se střídají s oblastmi s lesním porostem rozvolněným, ale se značně zapojeným bylinným patrem. Z výsledků práce vyplývá, že spektrální data a z nich vypočtené spektrální indexy jsou vhodné k hodnocení obnovy lesního porostu. Metody dálkového průzkumu země přinášení systematické pokrytí daného povrchu daty, což napomáhá lepšímu porozumění procesů v lesních porostech.
|
|
|
Změny pokryvu a orografie povodí 4. řádu ve vztahu k výstavbě dálnice hodnocené ze satelitních dat Sentinel-2 a leteckých LiDAR dat
ŽŮČEK, Petr
Práce se zabývá sledováním změny krajinného pokryvu a orografie v povodí čtvrtého řádu. Pro tento účel byla použita satelitní multispektrální data Sentinel-2 a data leteckého LiDAR skenování. Hlavním cílem práce bylo ověřit, do jaké míry lze veřejně dostupná a bezplatná satelitní data Sentinel-2 využít k hodnocení změn území a pro potřeby krajinného plánování. K ověření cíle byla využita časová řada satelitních dat Sentinel-2 pro zhodnocení změny krajinného pokryvu ve vztahu ke stavbě nového úseku dálnice D3 na vybraném území. Sentinel-2 data byla stažena, převzorkována, a klasifikována. Byla použita metoda řízené klasifikace Maximum Likelihood. Kategorie pokryvu byly vytvořeny pomocí trénovacích ploch v softwaru ArcMap. Přesnost klasifikace z dat 22. 9. 2020 byla ověřena pomocí kontrolních bodů, které byly generovány náhodně a terénním šetřením byly zjištěny třídy pokryvu. Z výsledných dat klasifikace byly získány údaje o změně krajinného pokryvu. LiDAR data byla převzorkována na stejné prostorové rozlišení a byly vyhodnoceny rozdíly. Byla nalezena místa s výraznou změnou orografie. Z LiDAR dat byly vytvořeny modely linií soustředěného odtoku. Výsledky modelů byly porovnány a diskutovány. Výsledky srovnání Sentinel-2 dat za období 2017 až 2020 ukazují výrazné zvýšení zastoupení oblastí s řídkou vegetací o 46,39 ha a ploch s travnatou a křovinnou vegetací o 38,36 ha. Dále došlo k zvýšení ploch luk o 7,02 ha a lesních mýtin o 1,95 ha. Sníženo bylo zastoupení orné půdy o 34,78 ha, lesů o 29,05 ha, vodních ploch o 12,12 ha, urbanizace o 13,39 ha a ploch s probíhající stavbou o 4,38 ha. Výsledky srovnání LiDAR dat ukázaly několik oblastí s výraznou změnou orografie. Srovnání modelů linií soustředěných otoků odhalilo výraznou změnu. Výrazná část vody z povodí odtékala do sousedního povodí 1-06-03-0030. Po rekultivaci bývalého odkaliště se rozdělené části koryta Hodějovického potoka propojily a voda z celého povodí končí v uzávěrném profilu řešeného povodí. Celková přesnost 91,4 % a Kappa koeficient 0,902 ukazují, že použitý postup zpracování Sentinel-2 dat umožňuje dostatečně prostorově i tematicky přesnou klasifikaci krajinného pokryvu, vyjma území urbanizace. Klasifikace v zastavěném území měla uživatelskou přesnost 86,7 %. Data zjištěná ze Sentinel-2 dat mohou být tedy použita v několika částech krajinného plánování. Je možné je použít k: aktualizaci využití území, určování aktuálního stavu porostu, sledování lesních komplexů, nebo sledování rekultivací. LiDAR data mohou být efektivně použita ke sledování změn orografie, modelování linií soustředěného odtoku a určování kritických bodů.
|
|
|
Možnosti využití satelitních dat Sentinel-2 v krajinném plánování
TOMS, Petr
Diplomová práce se zaměřuje na analýzu změn krajinného pokryvu a vlhkostních charakteristik na povodí Dobřejovického potoka pomocí Sentinel-2 dat. Cílem práce bylo zjistit, jak mohou být získané výsledky využity pro krajinné plánování. V první části diplomové práce je zpracovaná literární rešerše, týkající se principů dálkového průzkumu Země, elektromagnetického spektra, spektrálního projevu objektů, multispektrálních dat a satelitních dat Sentinelem-2, zajišťovaných Evropskou kosmickou agenturou. Praktická část obsahuje popis zájmového území, využité metody při zpracování Sentinel-2 dat. Důležitá část se zaměřuje na klasifikaci dat, ze kterých jsou vytvořeny výstupy, interpretovány výsledky a zhodnocena přesnost klasifikace změn krajinného pokryvu. Dále se praktická část věnuje vypočítání vegetačních indexů, díky kterým můžeme získat informace o vlhkostních charakteristikách. Část práce dále poukazuje na využitelnost získaných výsledků ve formách krajinného plánování.
|
|
|
Analýza energetické bilance intravilánu města pomocí metod dálkového průzkumu Země
ŠOUREK, David
Energetická bilance intravilánu každého sídla je závislá na specifikách aktivního povrchu a dalších komplexních jevech. Převažují plochy se suchým a nepropustným charakterem v porovnání s okolní krajinou. Různé druhy zástavby mají odlišné vlastnosti, jež určují způsob distribuce slunečního záření prostřednictvím energetických toků. Ty vyjadřuje především zjevné teplo, latentní teplo výparu a teplo vedené do půdy. Důležitou roli v podílech daných toků hraje vegetace, která dokáže efektivně transformovat příchozí solární radiaci a ovlivnit tím mikroklimatickou situaci prostřednictvím klimatizačního efektu evapotranspirace a dalších ekosystémových služeb. Účinnost závisí na stavu vegetace a panujících podmínkách (roční období, počasí, zásoby vody atd.). Za zájmové území bylo zvoleno město Písek. Zkoumání probíhalo ve dvou letních a dvou podzimních termínech roku 2019 pomocí dálkového průzkumu Země a statistického vyhodnocení. Výsledky ukázaly závislost růstu toku latentního tepla výparu v lokalitách s vyšší hustotou vegetace a dostatečnou zásobou vody. Vysoká teplota povrchu a tok zjevného tepla se vyskytovaly v zástavbě s převažujícími materiály s velkou tepelnou kapacitou, tj beton, asfalt, plech, kámen apod. Byly tak definovány problematické kategorie zástavby z pohledu přehřívání ploch a výskytu lokálních tepelných ostrovů. Konkrétně se jednalo o historické centrum, průmyslové zóny a obchodní zóny. Lepší mikroklimatická situace panovala v parku s vodní plochou, suburbiích a zástavbě rodinných domů.
|
|
|
Vliv způsobu využití krajiny na místní klima
RŮŽIČKA, Vít
Cílem práce je analýza vlivu způsobu hospodaření v CHKO Třeboňsko na místní klima a hledání vzájemných souvislostí. Pro samotnou práci a následnou prezentaci výsledků pomocí grafů byla použita současná a historická data dálkového průzkumu Země z družic Landsat. K vyhodnocení bylo nezbytné praktické zvládnutí metodického postupu zpracování satelitních dat získaných z programu Landsat, včetně analýzy dynamických veličin. Hodnotícími ukazateli byly zejména teplota povrchu a spektrální indexy NDVI a NDMI. Zatímco množství vegetace a vlhkosti za sledovaný časový úsek v krajině mírně vzrostly, teplota zůstala stejná, nebo mírně klesla. Na základě zjištěných údajů je možné předpokládat, že na místní klima na Třeboňsku má vliv vegetace pomocí evapotranspirace a regionální klimatické změny.
|
|
|
Tepelný ostrov města - analýza stavu a možnosti zlepšení
CHVOJKOVÁ, Aneta
Růst teploty povrchu v městském prostředí a tvorba tepelných ostrovů je jedním z nejvíce viditelných jevů zhoršujícího se klimatu obecně. Tento jev je neodmyslitelně spojený s rostoucí mírou urbanizace a s rozvojem měst. Tepelné ostrovy ve městech vznikají kumulací vysokých hodnot teploty povrchu a výrazně se odlišují od oblastí v jejich venkovském okolí. Teplota povrchu závisí na několika faktorech. Jedná se například o barvu, propustnost nebo materiál, jakým je povrch tvořen, dále o zastoupení vegetačního porostu v daném prostoru nebo rozvržení ulic. Velký vliv na teplotu v městském prostředí má také antropogenní činnost ve formě spalování fosilních paliv nebo dopravy. Jedním z nástrojů, jak co nejefektivněji zmírňovat nárůst teplot je především kvalitní vegetační porost a snaha o zadržování vody v městském prostředí a v krajině obecně. Zájmovým územím této práce, která se zabývá výše popsanou problematikou, je město Kardašova Řečice, kde bylo vymezeno dvanáct zkoumaných lokalit. Pomocí analýzy satelitních dat byly identifikovány problémové oblasti z hlediska teploty povrchu a několik menších tepelných ostrovů. Výsledky analýzy spektrálních vegetačních indexů ukázaly vzájemnou korelaci mezi teplotou povrchu a zastoupením vegetace, což bylo analyzováno pomocí dat spektrálních vegetačních indexů NDVI a NDMI. Nejvyšší teploty a nejmenší povrchová vlhkost byla zjištěna na plochách s nejmenším zastoupením vegetace (zeleně). Na plochách, kde byl dostatek vegetačního krytu a vody pro evapotranspiraci byla situace opačná. Jelikož byl prokázán významný pozitivní vliv vegetace na zmírňování růstu teploty povrchu v městském prostředí, byla navržena strategie na zlepšení podmínek pro život ve městě pomocí realizace vhodně zvolené zelené a zeleno-modré infrastruktury.
|
|
| |
host ::
RSS.