E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Laboratoř pro zpracování hyperspektrálních dat

Informace o projektu FRVŠ 861/2012/A/a

Obrazová spektroskopie patří mezi moderní metody dálkového průzkumu Země (DPZ) umožňující získávání nejen kvalitativní, ale i kvantitativní informaci o sledovaném jevu. Její aplikace v přírodních vědách jsou široké, zahrnují geografické, biologické, geologické či environmentální disciplíny. V rámci projektu FRVŠ 861/2012/A/a bylo rozšířeno stávajícího vybavení laboratoře DPZ katedry aplikované geoinformatiky a kartografie PřF UK v Praze tak, aby bylo možné do výuky zahrnout metody zpracování leteckých a družicových hyperspektrálních dat a dále seznámit studenty s metodami pořizování kalibračních a kontrolních dat během pozemních kampaní a laboratorních měření.

Pořízené vybavení obsahuje:

25 licencí software ENVI pro zpracování obrazových dat včetně modulu pro atmosférickou korekci

  • Profesionální software obsahující funkce pro načtení, předzpracování a analýzu širokého spektra obrazových dat DPZ. Je vhodný pro zpracování hyperspektrálních dat, umožňuje práci se spektrálními knihovnami. Dále je možné propojení se SW ArcGIS využívaným na PřF UK v Praze. Modul SW ENVI umožňuje provést atmosférickou korekci snímků pomocí několika algoritmů včetně  QUACK a FLAASH, které jsou využitelné jak pro multispektrální, tak pro hyperspektrální družicová data. Atmosférická korekce je z teoretického hlediska náročnější téma, nicméně její správné provedení je nezbytné pro korektní klasifikaci družicových snímků.

Mobilní Spektroradiometr ASD FieldSpec 4 WR

  • Ruční spektroradiometr rozsahem 350-2500 nm vhodný pro aplikace v oblasti fyziologie rostlin, zemědělství a lesnictví. Jeho hlavní využití ve výuce je pro demonstraci odrazových vlastností vegetace v závislosti na její fenologické fázi a zatížení okolním prostředím, studium spektrální charakteristiky půdy, minerálů, hornin a dalších materiálů, dále pro vytváření spektrálních knihoven, verifikaci výsledků zpracování leteckých či družicových hyperspektrálních dat. Oproti jiným přístrojům téže třídy se ASD FieldSpec 4 WR vyznačuje nižší hladinou šumu, je možné jej upgradovat na verzi s vyšším spektrálním rozlišením.

Integrační sféru RTS-3ZC pro měření spektrální odrazivosti a propustnosti

  • Integrační sféra umožňuje měřit intenzitu záření odraženého nebo propuštěného daným vzorkem za účelem zjištění jeho spektrální odrazivosti a propustnosti. Bodový zdroj záření aproximuje intenzitu slunečního záření na zemském povrchu. Integrační sféra je kompatibilní se spektroradiometrem ASD FieldSpec 4 WR, s nímž je propojena optickým kabelem. Je vhodná pro aplikace v oblasti fyziologie rostlin pro určení odrazivosti a propustnosti listoví.

Softwarové vybavení bylo voleno tak, aby umožnilo práci s celou škálou obrazových dat (nejen s daty hyperspektrálními) a obsahovalo funkce pro jejich kvalitní zpracování od radiometrických korekcí po výsledné mapové produkty.

Cílem projektu bylo zároveň pořídit vybavení, které by přispělo k prohloubení mezioborové spolupráce v rámci fakulty a posílilo povědomí o možnostech využití metod DPZ v jiných vědních disciplínách. Spoluřešiteli projektu byly katedra experimentální biologie rostlin a Ústav životního prostředí PřF UK v Praze, s nimiž katedra aplikované geoinformatiky a kartografie úzce spolupracuje.

Zakoupené softwarové a přístrojové vybavení je a bude využíváno zejména studenty bakalářských studijních oborů Geografie a kartografie, Fyzická geografie a geoinformatika, Biologie, Ochrana životního prostředí a magisterských oborů Kartografie a geoinformatika a Ochrana životního prostředí v předmětech:

  • Dálkový průzkum Země (Z350P35) - ukázka cvičení
  • Zpracování hyperspektrálních dat (MZ370P36) - ukázka cvičení
  • Získávání informace z dat DPZ (Z370P08) - ukázka cvičení
  • Aplikace geoinformatiky (Z370P14)
  • Fyziologické funkce rostlin v ekosystémech (MB130C22)
  • Terénní praktikum z ekofyziologie rostlin (MB130T22)
  • Environmentální informatika (MO550P83
  • Environmentální informatika-turnusové cvičení (MO550P83)
  • Energie-příroda a společnost (MO550P84)
  • Energie-příroda a společnost-turnusové cvičení (MO550P119)
  • Metody environmentálního výzkumu- turnusové cvičení (MO550C05)
  • Aplikace DPZ (MO550P78)
  • Geoinformační metody pro studium životního prostředí (MO550P59)
  • Úvod do environmentální informatiky (MO550P66)

 

Získané přístrojové a softwarové vybavení je využíváno k řešení kvalifikačních prací:

  • Diplomové práce
    • Vytvoření algoritmu klasifikace vybraných bylinných společenstev v Krkonošském národním parku s využitím leteckých hyperspektrálních dat (Jan Jelének)
    • Využití hyperspektrálních dat k detekci a klasifikaci antropogenních materiálů v Krkonošském národním parku (Kateřina Novotná)
    • Mapování vybraných druhů hornin vrcholových partií Krkonoš s využitím laboratorní a obrazové spektroskopie (Jana Kubečková)
    • Hodnocení fyziologického stavu porostů smrku ztepilého (Picea abies) v Krkonoších na základě obsahu chlorofylu s využitím leteckých hyperspektrálních dat (Jaroslav Nýdrle)
    • Hodnocení fyziologického stavu porostů smrku ztepilého (Picea abies) v Krkonoších na základě obsahu ligninu s využitím leteckých hyperspektrálních dat (Renáta Suchá)
    • Mapování horských ekosystémů Krkonoš s využitím leteckých hyperspektrálních dat (Roman Dorič)
    • Využití hyperspektrálních dat ke klasifikace horských ekosystémů Krkonoš se zaměřením na vybrané biotopy alpinského bezlesí (Martina Andrštová)
    • Klasifikace lesních ekosystémů v Krkonoších z různých typů dat dálkového průzkumu Země (Olga Rudiková)
  • Bakalářské práce
    • Hodnocení mezidruhové a sezónní variability spektrálního projevu vybraných druhů vegetace s vyžitím spektroskopických metod (Štefan Božik)
  • Dizertační práce
    • Využití obrazové spektrometrie pro monitoring zátěže vegetace polutanty obsaženými v půdním substrátu Sokolovské hnědouhelné pánve (Jan Mišurec)
    • Hodnocení zásob uhlíku v lesních porostech s využitím hyperspektrálních dat a dat laserového skenování (Magdalena Indrová)
    • Možnosti hyperspektrálních dat pro hodnocení fyziologického stavu vegetace (Lucie Červená)
    • Optické vlastnosti listu vybraných dřevin ve vztahu k obsahu polyfenolických látek (Monika Kovářová)
    • Využití environmentálního modelování a GIS při studiu kvantitativních změn v životním prostředí
    • Faktory ovlivňující heterogenitu vegetace v průběhu spontánní sukcese

 

Pořízené softwarové a přístrojové vybavení představuje významný krok ke zkvalitnění teoretické i praktické výuky na řešitelských pracovištích PřF UK v Praze. Umožňuje studentům podrobné seznámení s nejmodernějšími přístroji pro pořizování kalibračních a kontrolních dat v rámci podpůrných pozemních kampaní při snímání zemského povrchu optickými skenery DPZ i při pracích vycházejících z laboratorních spektroskopických dat a dále nabízí široké možnosti pro předzpracování a analýzy multispektrálních a hyperspektrálních obrazových dat (ENVI). Navíc otevírá prostor pro širší mezioborovou a mezinárodní spolupráci. Pořízené vybavení je jako celek jedinečné v rámci vysokých škol v ČR.

Akce dokumentů