Termální dálkový průzkum Země - analýza krajinné změny s možným dopadem na teplotní poměry

Dominik Pasler

Bachelor's thesis

Thermal remote sensing - analysis of landscape changes with a possible impact on temperature conditions

Abstract:

Bakalářská práce se věnuje sledování krajinných změn. Tyto změny nastaly v krajině, ve které vichřice poškodily lesní plochy. Poškozené lesní plochy musely být následně pokáceny. Pomocí metod dálkového průzkumu Země bylo zkoumáno, zda poškození a následné vykácení lesů mělo vliv na povrchovou teplotu v místě narušených lesních ploch. K vyřešení cíle a postupu byly využity družicové snímky Landsat 5. Družicové snímky byly staženy z Earth Explorer United States Geological Survey, kde je možné od roku 2008 volně stahovat dostupná data. Stažené družicové snímky byly zpracovávány v softwarech SNAP 8.0 a ArcGis Desktop 10.7.1. Nejprve byly v softwaru SNAP snímky oříznuty na zkoumanou oblast, následně byla pomocí spektrálního indexu NDVI odvozena emisivita. Dále byly provedeny atmosférické korekce a výpočet povrchové záře a povrchové teploty. V softwaru ArcGis Desktop, respektive aplikaci ArcMap 10.7.1 byly pak provedeny prostorové analýzy. Zkoumaná oblast byla v okolí Zruče nad Sázavou, která se nachází ve Středočeském kraji. V roce 2008 došlo k poškození lesů vinou vichřic Kyrill a Emma. Zda došlo k teplotním změnám bylo zjišťováno z družicového snímku pořízeného v roce 2007, tedy asi rok před změnou, a z družicového snímku pořízeného v roce 2009, tedy asi rok po změně. Po zpracování družicových snímků a vyhodnocení výsledků vyšlo najevo, že krajinné změny měly vliv na povrchovou teplotu na místě poškození. Povrchová teplota se zvýšila v průměru na všech sledovaných poškozených plochách asi o 3,5 °C. Zjednodušený model ukázal, že při malém úbytku lesní plochy (cca do 13 %) se povrchová teplota prakticky nemění. Od této hranice na každých dalších 10 % úbytku lesa vychází nárůst povrchové teploty asi o 1,4 °C.

Abstract:

The bachelor thesis deals with the monitoring of landscape changes. These changes occurred in a landscape where storms damaged forest areas. These forest areas subsequently had to be felled. Using the Earth remote sensing method, it was determined whether the damage and deforestation had an effect on the surface temperature at the site of the forest defect. Landsat 5 satellite images were used to address goals and progress. Satellite images were downloaded from the Earth Explorer United States Geological Survey, where available data can be freely downloaded since 2008. The downloaded satellite images were processed in SNAP 8.0 and ArcGis Desktop 10.7.1 software. First, the images were cropped to the examined area in the SNAP software, then the emissivity was derived using NDVI, then atmospheric corrections and the calculation of the surface radiance and surface temperature were performed. Spatial analyzes were then performed in ArcGis Desktop 10.7.1. The researched area was in the vicinity of Zruč nad Sázavou, which is located in the Central Bohemian region. In 2008, the forests were damaged by Kyrill and Emma storms. Whether there were temperature changes was determined from a satellite image taken in 2007, about a year before the change, and from a satellite image taken in 2009, about a year after the change. After processing the satellite images and evaluating the results, it turned out that the landscape changes had an effect on the surface temperature at the site of damage. The surface temperature increased on average on all areas about 3.5 ° C. At the same time, it turned out that with a small decrease in forest area (up to about 13 %), the surface temperature practically does not change. From this limit, for every 10 % of forest loss, the surface temperature increases by about 1.4 ° C.

Keywords

krajinná změna, dálkový průzkum Země, termální dálkový průzkum Země, DPZ

Keywords

landscape change, thermal remote sensing, RS, remote sensing

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 3. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. David Moravec, Ph.D.
• Reader: Ondřej Lagner, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme:
Landscape Technical and Administration Services in Environment