Vyhodnocení zdravotního stavu lesních porostů s využitím satelitních dat Sentinel-2 a Google Earth Engine

Vojtěch Zástěra

Master's thesis

Forest health assessment using Sentinel-2 optical satellite imagery and Google Earth Engine

Anotácia:

Diplomová práce je zaměřena na vytvoření automatizovaného algoritmu z dostupných družicových dat Sentinel-2 v prostředí Google Earth Engine. Dále bylo vybráno několik vegetačních indexů (NDVI, NDWI, SARVI, REIP 3), pro které byla na vhodných snímcích zjištěna jejich hodnota, a ta byla následně statisticky, pomocí korelace a regresní analýzy, porovnávána s biochemickými parametry jehličí, sesbíraných v dílčích povodích sítě GEOMON během srpna 2017. Součástí práce je i popis ostatních družicových systémů vhodných pro snímání vegetace, ostatních softwarových možností pro zpracování snímků, popis jednotlivých dílčích povodí a metodická stránka tvorby automatizovaného algoritmu. Výsledkem bylo nejen vytvoření automatizovaného algoritmu, ale také pomocí něho, získání hodnot vegetačních indexů a jejich porovnání s biochemickými parametry sesbíraných jehlic. Z výsledků statistické analýzy je však zřejmé, že korelace mezi těmito dvěma parametry není nikterak vysoká. Může být zapříčiněna nedostatečnými atmosférickými korekcemi či specifickými podmínkami některých lokalit. Při tvorbě diplomové práce však bylo zjištěno, že možnost využití cloudového uložiště a výpočetní kapacity vzdálených serverů společnosti Google LLC, je velkou výhodou pro jednotlivce či instituce, které nedisponují kvalitním hardwarovým vybavením a hledají alternativu pro zpracování snímků dálkového průzkumu Země. Ke kvalitnímu výsledku postačí dostatečné internetové připojení, společně se znalostí programovacích jazyků JavaSricpt nebo Python, pomocí kterých program umožňuje uživateli v okně skriptového editoru, vytvoření vlastního postupu, s možností využití velké škály datasetů a přednastavených funkcí, jak od vývojářů Google, tak i samotných uživatelů tohoto prostředí.

Abstract:

The diploma thesis focused on creating an automated algorithm from available satellite data of Sentinel-2 in the Google Earth Engine environment. Several vegetation indices were selected (NDVI, NDWI, SARVI, REIP 3) and their value was calculated on suitable images. These calculated values were afterwards comapred to biochemical parameter of needles, which were obtained from collected data in GEOMON sub-basins during August 2017. Statistical comparison was based on correlation and regression analysis. The thesis also describes suitable sattelite systems for vegetation observation, other software options for image processing, description of individual sub-basins and methodological aspect of automated algorithm creation. The result was not only the creation of an automated algorithm, but also the subtraction of vegetation index values and their comparison with biochemical parameters of collected needles. However, it is clear from the results of the statistical analysis that the correlation between these two parameters is not high. It may be due to insufficient atmospheric corrections or specific conditions in some locations. The ability to use the cloud storage and computing capabilities of Google LLC's remote servers is a great advantage for individuals or institutions that do not have quality hardware and are looking for an alternative way to process remote sensing imagery. Sufficient internet connection is enough to get a good result, along with the knowledge of the JavaSricpt or Python programming languages, which allows the user to use the script editor window to create their own procedure, using a wide range of datasets and preset features from both Google developers and users of this environment.

Kľúčové slová

Google Earth Engine, Sentinel-2, NDVI, NDWI, REIP3, SARVI, GEOMON

Keywords

Google Earth Engine, Sentinel-2, NDVI, NDWI, REIP3, SARVI, GEOMON

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 18. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Tomáš Klouček, Ph.D.
• Oponent: David Moravec, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

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