Monitorování vybraných půdních vlastností bezkontaktními metodami

Bc. Ladislav ROZKOŠNÝ

Diplomová práce

Monitoring of selected soil properties contactless methods

Anotace:

Diplomová práce s názvem Monitorování vybraných půdních vlastností bezkontaktními metodami vznikla na Katedře geoinformatiky Univerzity Palackého v Olomouci. V práci je kladen velký důraz na teoretickou část, neboť byla stěžejní pro další zpracování. Cílem práce bylo vybrat dostupné algoritmy a metody pro stanovení půdních vlastností bezkontaktními metodami. Následně bylo zapotřebí tyto metody aplikovat na zájmovém území k němuž byly dostupné hodnoty půdních vlastností, multispektrální a hyperspektrální data. Na závěr bylo cílem posoudit kvalitu a použitelnost stanovených algoritmů a metod. Rešeršní část ukázala, že nejpoužívanější metodou s nejlepšími výsledky je statistická predikce pomocí metody PLSR. K tomuto modelování byl zajištěn hyperspektrální snímek zájmového území, na kterém predikce proběhla. V této práci bylo zjištěno, že se jedná o vhodnou metodu i pro naše zájmová data a zájmové území i přes horší výsledky samotné predikce. Horší predikční schopnost nebyla dosažena z důvodu špatné aplikace metody nebo její nevhodnosti, ale z důvodu horšího charakteru některých vstupních datových souborů. Multispektrální snímky vykazovaly menší použitelnost než snímky hyperspektrální. V práci bylo zjištěno, že použitelnost těchto dat je v aplikaci spektrálních indexů, které popisují komplexní charakteristiku půdy, nikoliv však izolovaných vlastností. Výstupem práce je přehled dostupných studií s touto tematikou, samotný snímek s predikovanými hodnoty PLSR metodou a ucelený postup pro případnou další aplikaci tohoto modelování. Během práce vznikly také dva manuály pro základní zpracování dat dálkového průzkumu země v softwarech ENVI a SNAP.

Abstract:

The master thesis titled Monitoring of selected soil properties contactless method was created by the Department of Geoinformatics of Palacky University in Olomouc. The work is emphasized on theoretical part because this part was crucial for next analysis. The main goal of the paper was the selection of available algorithms and methods for estimation of soil properties using contactless methods. Afterwards, it was needed to apply these approaches on the area of interest to which values of soil properties, multispectral and hyperspectral data was available. In conclusion, the last goal was the assessment of precision and usability of selected methods. Research part showed statistical prediction through the PLSR method as the most used and as the method with the best results. The hyperspectral image of the area of interest was ensured for this predictive modelling thereon. In this paper, the mentioned method was assessed as suitable for our datasets and the area of interest despite worse results of prediction. The worse ability of prediction wasn't achieved because of poor application of the method or impropriety but because of the worse character of some input data sets. Multispectral images showed smaller usability than hyperspectral images. In this paper, the usability of these images was found out in spectral indices application, which describes a comprehensive characterization of the soil, but not isolated properties. The output of this work is the review of available studies on the similar topic, the image of predicted values by PLSR method and complete procedure for next application of this approach. During the work, two manuals were created for basic processing of remote sensing data in the software SNAP and the software ENVI.

Klíčová slova

půdní vlastnosti, hyperspektrální data, multispektrální data, PLSR, spektrální indexy

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 4. 2017

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. RNDr. Vilém Pechanec, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Geografie / Geoinformatika