Detekce půdní vlhkosti pomocí družicových dat

Bc. Gabriela Bobotová

Master's thesis

Soil moisture detection from satellite measurement

Abstract:

V současné době, kdy hrozí snižování obsahu půdní vláhy vlivem sucha, je vhodné sledovat tento vývoj v globálním měřítku, což je možné pomocí nástrojů dálkového průzkumu Země. Tato práce se zabývala analýzou obsahu půdní vlhkosti za období 2015–2017, a to ze třech zdrojů fungujících na odlišném principu. Jsou zde popsány způsoby monitoringu půdní vlhkosti a popis standardně využívaných typů dat, tedy optické, termální a radarové a dále způsoby práce s těmito daty. Také jsou zde popsány vybrané vhodné zdroje dat, jimiž byly volně dostupná data z družice SMOS, gravimetrická data z družic GRACE a data v optickém spektru senzoru MODIS. Hodnoty byly zpracovány ve třech úrovních dle zkoumaného území – ČR, Evropa a celý Svět, vyjma Antarktidy, Arktidy a Grónska. Byly vypracovány časové řady, které znázorňují průběh měsíčního průměru půdní vlhkosti za období 2015–2018. Hodnoty z těchto produktů byly porovnány a jsou zde popsány hlavní shody a odlišnosti ve výsledných datech. Přičemž bylo zjištěno, že data se shodovala více pro ČR a Evropu než pro celý Svět, kdy hlavní rozdíl byl v zaznamenané době nárůstu půdní vláhy. Nejprve na nárůst vláhy u všech grafů reagoval senzor MODIS, následně gravimetrická družice GRACE, až po té mikrovlnná družice SMOS. Byly také zjištěny neočekávané rostoucí trendy u družice SMOS a GRACE pro případ ČR. Pro Evropu vyšly trendy téměř konstantní. Trendy pro svět vyšly konstantní, s výjimkou MODIS, kdy je trend mírně klesající.

Abstract:

Currently, when there is a risk of reduction in soil moisture content due to drought, it is appropriate to monitor developments on a global scale, which is possible using remote sensing tools. In this work the soil moisture content was analysed from three sources operating on different principals. This work deals with different sources of soil moistue for the period 2015-2017, from three sources operating on different principles. There are described methods of monitoring soil moisture and a description of standardly used types of data, which are optical and radar, as well as methods of working with these data. Selected sources are also described here. For this purpose, were used freely available data from SMOS satellite, gravimetric GRACE satellites and MODIS sensor. The data were compiled in three levels according to the studied area - the Czech Republic, Europe and the World, except for Antarctica, the Arctic and Greenland. Further the time series have been developed, which show the course of the monthly average soil moisture for the period 2015–2018. The values from these products were compared and the main similarities and differences in the resulting data are described here. It was found that the data coincided more for the Czech Republic and Europe than for the whole world, where the main difference was in the time of increase in soil moisture. The MODIS sensor reacted to the increase first, then the GRACE satellite, and than SMOS microwave satellite. Unexpected growing trends were also found in the case of the Czech Republic. For Europe, the trends turned out to be almost constant. Trends for the world have come out constant, except for MODIS, where the trend is slightly declining.

Keywords

Půdní vlhkost, Sucho, SMOS, GRACE, DPZ, MODIS

Keywords

Remote sensing, Soil moisture, Drought, GRACE, SMOS, MODIS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. David Moravec, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

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