Monitoring šíření lýkožrouta v NPR Rejvíz z dat Landsat 8

Barbora Maletínská

Bakalářská práce

Monitoring of the bark beetle spreading around NPR Rejvíz using Landsat 8 data

Anotace:

Bakalářská práce se zabývá monitorováním šíření lýkožrouta smrkového pomocí družicových dat Landsat 8 v letech 2013 až 2021. Práce je zaměřena na národní přírodní rezervaci Rejvíz, která se nachází v okrese Jeseník poblíž osady Rejvíz a leží v chráněné krajinné oblasti Jeseníky. Z družicových snímků této oblasti byly vypočteny tři spektrální indexy, pomocí nichž je možné pozorovat zdravotní stav vegetace. Konkrétně se jedná o Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Normalized Difference Moisture Index (NDMI) a Moisture Stress Index (MSI). Tyto tři spektrální indexy byly následně statisticky porovnány pomocí Wilcoxonova a Kruskal-Wallisova testu, aby bylo možné zjistit, zda se od sebe v jednotlivých letech liší. Porovnávány byly jak porosty, kde se po celou dobu nevyskytoval lýkožrout, tak porosty, kde se vyskytovala ohniska jeho napadení. Výsledky statistických testů ukazují, že hodnoty indexů MSI a NDMI vykazují mezi nenapadenými a napadenými plochami velmi podobných hodnot, naopak NDVI se svými výsledky od zbylých indexů liší. NDVI vykazuje menší statistický rozdíl mezi nenapadenými a napadenými oblastmi, přesto je tento rozdíl u kritických let statisticky významný. NDVI také působí citlivěji na menší změny, které nejsou tak znatelné, naopak MSI a NDMI tyto menší změny spíše zanedbávají a znatelně zachycují hlavně extrémnější odchylky od normálních hodnot. Bakalářská práce prokazuje, že multispektrální družicová dat vysokého rozlišení a z nich vypočtené spektrální indexy poskytují vhodný nástroj pro dlouhodobé pozorování zdravotního stavu smrkových porostů a jejich poškození lýkožroutem.

Abstract:

The bachelor thesis is focused on monitoring the spreading of the bark beetle using Landsat 8 satellite data between 2013 and 2021. The thesis is focused on the Rejvíz National Nature Reserve, located in the Jeseník district near the village of Rejvíz and situated in the Jeseníky Protected Landscape Area. Three spectral indices have been calculated from satellite images of this area to observe the health status of the vegetation. Specifically, these indices are Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Normalized Difference Moisture Index (NDMI) and Moisture Stress Index (MSI). These three spectral indices were statistically compared using Wilcoxon and Kruskal-Wallis tests to see if they differed from one another from year to year. Comparisons were made between stands that were not infested by the bark beetle over time and stands that had outbreaks of the bark beetle. The results of the statistical tests show that the MSI and NDMI index values show very similar values between the uninfested and infested areas, while the results of the NDVI differ from the other indices. The NDVI shows less statistical difference between uninfested and infested areas, yet this difference is statistically significant for critical years. The NDVI is also more sensitive to smaller changes that are not so obvious, whereas the MSI and NDMI tend to neglect these smaller changes and capture mainly the more extreme differences from normal values. The bachelor thesis demonstrates that high-resolution multispectral satellite data and the spectral indices calculated from them provide a suitable tool for long-term observation of spruce stand health and its damage by bark beetle.

Klíčová slova

lýkožrout, dálkový průzkum Země, multispektrální data, NDVI, MSI, NDMI

Keywords

bark beetle, remote sensing, multispectral data, NDVI, MSI, NDMI

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 3. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Tomáš Klouček, Ph.D.
• Oponent: Ondřej Lagner, Mgr. Ing.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

Bakalářský studijní program:
Geografické informační systémy a dálkový průzkum Země v životním prostředí