Aplikace dálkového průzkumu Země za účelem monitoringu změn v přirozenosti pobřežních ekosystémů

Bc. Tereza Hüttnerová

Master's thesis

Application of remote sensing to monitor changes in the nature of coastal ecosystems

Abstract:

Práce se zabývá potenciálním využitím metod dálkového průzkumu Země za účelem monitoringu pobřežních oblastí. Zkoumané lokality se nachází na západním pobřeží Itálie, konkrétně byly analyzovány tři čištěné pláže (umělé lokality) a tři nečištěné pláže (přirozené lokality).K ověření metod dálkového průzkumu Země byly použity následující zdroje dat i) optické snímky z konstelace satelitů Sentinel-2A a Sentinel-2B a ii) radarové snímky z konstelace satelitů Sentinel-1A a Sentinel-1B. V první části byly klasifikovány optické snímky pomocí fuzzy algoritmu Spectral unmixing, ze kterého bylo určeno procentuální zastoupení jednotlivých kategorií (písek, vegetace, sopečný prach a popel, voda a chybová data) na plážích. Ve druhé části byly zpracovány radarové snímky a následně byla určena hodnota zpětného rozptylu v jednotkách decibelu. Výsledky analyzovaných snímků potvrzují vyšší průměrné procentuální zastoupení vegetace na nečištěných lokalitách, průměrná procentuální hodnota vegetace na nečištěných plážích se pohybovala v rozmezí mezi 13–28 %, zato na čištěných plážích vyšla hodnota v rozmezí 4-8 %.Z výsledků práce je patrné, že vyšší hodnoty zpětného rozptylu byly zaznamenány na nečištěných plážích, které byly složeny z procentuálně vyššího množství vegetace. Dalším prokázaným faktorem ovlivňujícím zpětný rozptyl byl typ podloží. Pláže s vysokým procentuálním zastoupením kategorie písek dosahovaly nižších hodnot zpětného rozptylu, než pláže s vyšším zastoupením kategorie sopečný popel a prach. I přes to, že byly snímky v letním období ovlivněny přítomností rušivých elementů (turisté a plážový materiál), metody dálkového průzkumu Země reflektovaly danou situaci na pobřežních lokalitách a výsledky poukazují na vhodnost případného použití i pro takto malé dynamicky se vyvíjející lokality.

Abstract:

The thesis deals with the potential use of remote sensing methods for monitoring of coastal areas. The target areas are located on the west coast of Italy, specifically three cleaned beaches (artificial sites) and three uncleaned beaches (natural sites) were analyzed.The following data sources were used to verify remote sensing methods: (i) optical images from the constellation of satellite Sentinel-2A and Sentinel-2B; and (ii) radar images from the constellation of satellite Sentinel-1A and Sentinel-1B. In the first part, optical images were classified using the fuzzy algorithm Spectral unmixing, from which the percentage of individual categories (sand, vegetation, volcanic dust and ash, water and error data) on the beaches was determined. In the second part, radar images were processed and the backscatter value in decibel units was determined. The results of the analyzed images confirm a higher average percentage of vegetation in uncleaned beaches, the average percentage of vegetation on uncleaned beaches ranged between 13–28%, while on the cleaned beaches the value ranged from 4-8%.The results of the study indicate that higher values of backscatter were recorded on uncleaned beaches, which were composed of a higher percentage vegetation. Another proved factor influencing backscatter was the type of subsoil. Beaches with a high percentage of sand have lower backscatter values than beaches with higher volcanic ash and dust. Despite the fact that the images were influenced by the presence of disturbing elements (tourists and beach material) in the summer, remote sensing methods reflected the situation at the coastal sites and the results indicate the suitability of possible use even for such small dynamically developing sites.

Keywords

Radar, zpětný rozptyl, optické snímání, Spectral unmixing, mediteránní oblast

Keywords

Radar, backscatter, optical data, Spectral unmixing, mediterranean region

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. David Moravec, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape and Land Management / Landscape and Land Management