Posouzení kvality dat z ICESat-2 v horském prostředí

Eliška Šárovcová

Bachelor's thesis

Assessment of ICESat-2 performance in mountain environment

Anotácia:

Tato práce se jako jedna z prvních zabývá evaluací přesnosti nově vzniklé datové sady družice ICESat-2, vypuštěné v září roku 2018 NASA za účelem mapování moc-nosti ledovců, terénu a jiných atributů Zemského povrchu. Posuzována byla přesnost jejích měření výšky terénu v horském prostředí – na německé straně Krušných hor a na české i polské straně Krkonoš – k tomu byl použit datový produkt ATL08 obsahující výšky terénu a vegetace. Cílem bylo posoudit, je-li tato vertikální přesnost blízká hodnotám očekávaným na základě první studie, která se daty ATL08 zabývala (RMSE 0,85 m) a odvodit, na kterých faktorech je nejvíce závislá. Byly vybrány tři environmentální proměnné (svažitost, orientace ke světovým stranám a zalesnění), jejichž vliv na přesnost měření byl zkoumán – měření byla rozřazena do kategorií jednotlivých charakteristik prostředí a pro každou z nich byly počítány metriky chyb. Jako referenční hodnoty k měření ICESat-2 byly použity digitální modely terénu zájmových území získané leteckým laserovým skenováním. Pro vyhodnocení přesnosti byly použity metriky ME a RMSE. Ve výrazně diverzifikovaném prostředí Krkonoš vyšly hodnoty těchto chyb -0,03 m a 3,95 m. V Krušných horách, které jsou homogennější, byla přesnost měření družice vyšší (ME -0,10 m a RMSE 2,06 m). Nejvlivnější proměnnou prostředí se ukázala být svažitost, po ní mělo největší vliv zalesnění a téměř žádný vliv neměla orientace svahů ke světovým stranám. Významnou roli navíc hrála kombinace těchto aspektů. Přesnost měření ICESat-2 na zájmových úze-mích dle této práce koresponduje s výsledky jiných podobně zaměřených studií. Přesnější popis a kvantifikace vnějších vlivů na přesnost měřeni je k dalšímu prostu-dování.

Abstract:

This thesis deals with verification of the accuracy of new dataset originated from measurements of satellite ICESat-2 launched in September 2018 by NASA. Mission ICESat-2 is meant to map the thickness of glaciers, the elevation of the terrain and other attributes of Earth's surface. To evaluate the accuracy of measurements of terrain in a mountain environment (on the German side of Ore Mountains and both Czech and Polish sides of Giant Mountains) data product ATL08 consisting of terrain and canopy elevations was used. The objective was to assess if the achieved vertical accuracy is similar to expected values based on the first study following up ATL08 dataset (RMSE 0,85 m) and to deduce on which variables the accuracy most depends. Three environmental factors (slope, aspect and afforestation) were chosen and their influence on the measurements was investigated. All of the measurements were individually sorted out to categories of environmental variables, and out of these categories were calculated error metrics. Digital terrain models obtained by airbor-ne lidar scanning were used as reference values and ME and RMSE metrics were used for evaluation of accuracy. In a substantially diversified environment of Giant Mountains the error values were equal to -0,03 and 3,95 m, respectively. In more homogeneous Ore Mountains the measurements of ICESat-2 were more accurate (ME -0,10 m and RMSE 2,06 m). The most influential variable of the environment turned out to be slope, the next most influential was afforestation, and the least seminal was aspect. This thesis shows that the combination of the three factors mentioned above has a big impact on the accuracy as well. The outcome of this work corresponds with the re-sults of other similarly focused studies. More precise description and quantification of external influence are to be studied further.

Kľúčové slová

Letecké laserové skenování, satelitní LiDAR, Krkonoše, Krušné hory

Keywords

Airborne Laser Scanning, satellite LiDAR, Giant Mountains, Ore Mountains

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 6. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Vítězslav Moudrý, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / odbor:
Environmental Sciences / Applied Ecology