Mapování vývoje spektrálního projevu vybraných dřevin během vegetačního období

Ing. Mikuláš Čapla

Bakalářská práce

Mapping the development of spectral characteristics of selected tree species during the growing season

Anotace:

Spektrální odrazivost je v pasivním dálkovém průzkumu Země základním stavebním kamenem. Schopnost vegetace odrážet či naopak pohlcovat sluneční záření závisí na mnoha faktorech, mezi nejzásadnější patří obsažený poměr fotosyntetických pigmentů a fyziologická a morfologická stavba listu. Tato práce si kladla za cíl popsat a porovnat spektrální projev vybraných druhů dřevin napříč jedním vegetačním obdobím. Výzkum byl zaměřen na území PP Housle a blízké okolí v rámci vegetační sezóny 2021. Sběr dat proběhl v pěti letových misích v 1,5 měsíce dlouhých intervalech, za použití bezpilotního letounu eBee X s multispektrální kamerou MicaSense RedEdge-MX. Zkoumán byl spektrální projev pěti druhů stromů: javor klen (Acer pseudoplatanus), dub letní (Quercus robus), habr obecný (Carpinus betulus), smrk ztepilý (Picea abies) a borovice lesní (Pinus sylvestris). S každým náletem vznikla zpracovaná ortofotomozaika čítající pět spektrálních pásmem (B, G, R, RE, NIR). Výsledky nasvědčovaly znatelně dynamickému vývoji, téměř všechny vynesené křivky odpovídaly typickému průběhu vegetace. Největší rozdíly mezi dřevinami se projevily u odrazivosti v pásmu NIR, kde byl společně s GREEN až do srpna zaznamenán nárůst, od srpna dále následoval pokles. Nižší hodnoty odrazivosti v BLUE a RED byly zjištěny uprostřed sezóny. Zřetelně se projevily spektrální rozdíly mezi listnatými a jehličnatými stromy, u jehličnanů byla odrazivost NIR většinou výrazně nižší. Tomu odpovídal sezónní vývoj NDVI, který potvrdil podstatně dynamičtější průběh odrazivosti u listnatých stromů.

Abstract:

Spectral reflectance is a cornerstone in passive remote sensing. The ability of vegetation to reflect or absorb solar radiation depends on many factors. The most crucial one is the proportion of photosynthetic pigments and physiological and morphological leaf structure. This thesis aims to describe and compare the spectral characteristics of selected tree species during one growing season. The research was focused on the territory of the natural monument Housle and the surrounding area within the growing season of 2021. Data collection took place in five flight missions at 1,5 month intervals, using the eBee X drone with the MicaSense RedEdge-MX multispectral camera. The spectral characteristics of three deciduous trees and two conifers were studied: sycamore maple (Acer pseudoplatanus), common oak (Quercus robus), common hornbeam (Carpinus betulus), Norway spruce (Picea abies), and Scots pine (Pinus sylvestris). The output of each mission was a processed orthophotomosaic containing five spectral bands (B, G, R, RE, NIR). The results indicated a noticeable dynamic development, almost all plotted curves corresponded to a typical course of vegetation. The key differences between trees manifested themselves in the reflectivity in the NIR band. Together with GREEN, there was detected an increase until August which was later on followed by a decrease. Lower reflectance values in BLUE and RED were found in the middle of the season. The spectral differences between deciduous and coniferous trees were clearly evident. For conifers, the NIR reflectivity was mostly significantly lower. This was in accordance with the seasonal development of the NDVI which confirmed a much more dynamic course of reflectivity in deciduous trees.

Klíčová slova

dálkový průzkum Země, reflektance, spektrální charakteristika, UAV, druhy stromů

Keywords

remote sensing, spectral characteristics, UAV, tree species, reflectance

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 31. 3. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jan Komárek, Ph.D.
• Oponent: Petr Keil, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta životního prostředí

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