VIII Ogólnopolska konferencja "GIS w Nauce"

Ocena kondycji użytków zielonych z wykorzystaniem satelitarnych danych spektralnych w aspekcie zmienności czasowej i przestrzennej w warunkach suszy rolniczej

Paweł Dąbek, Arkadiusz Głogowski, Henryk Grzywna, Beata Olszewska

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Międzynarodowe organizacje zajmujące się klimatem informują że rok 2016 był najcieplejszym w historii pomiarów, a drugim w kolejności był rok 2018. Dwadzieścia najcieplejszych lat w historii pomiarów odnotowano w ostatnim półwieczu. Ostatnie lata mocno wskazują, że mamy do czynienia ze zmianami klimatu. W szczególności zwiększyła się częstości ekstremalnych zjawisk pogodowych, w tym także niedoboru opadów i suszy.

Susza  jest najbardziej złożonym zjawiskiem spośród wszystkich zagrożeń związanych z pogodą. Jest długotrwała, ma tendencje do przedłużania się oraz może obejmować duże obszary. Monitoring suszy opiera się na wykorzystaniu dużej ilości danych, w tym sumy opadów, wielkości parowania, stanów wód i stanu wilgotności gleby. Monitoring suszy wymaga także prowadzenia długotrwałych pomiarów terenowych.

W monitoringu środowiska powszechnie już wykorzystuje się dane satelitarne: spektralne, termalne, i mikrofalowe. Zmiana rozdzielczości przestrzennej (zwiększenie dokładności) do poziomu kilku metrów lub centymetrów, umożliwia prowadzenie pomiarów w trybie operacyjnym nawet na dużych obszarach. Dodatkowo wiele z dostępnych danych satelitarnych jest typu open access.

Znalezienie zależności między tradycyjnymi metodami monitoringu oraz informacjami o środowisku a spektralnym danymi satelitarnymi pozwoli na prowadzenie monitoringu suszy tylko przy użyciu danych spektralnych. Celem prowadzonych badań jest znalezienie zależności pomiędzy parametrami suszy rolniczej w obszarze nizinnych użytków zielonych, a danymi spektralnymi. Praca zawiera analizę zmian kondycji użytków zielonych w kontekście monitoringu suszy rolniczej. Badania prowadzone były na użytkach zielonych na nizinnych terenach (do 300 m n.p.m.) w województwie dolnośląskim (Polska). Analizie poddano ok. 800 użytków o łącznej powierzchni ok 750 km2, które zostały wyznaczone na podstawie Corine Land Cover 2018. Opracowano kilkanaście wskaźników spektralnych opisujących stan roślin przez zawartość chlorofilu (e.g. NDVI), antocyjanów, karotenoidów i wody w komórkach, które są możliwe do wyznaczenia z danych satelity Sentinel-2 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Obrazy zostały pobrane dla okresu 2016-2018. W niniejszej pracy prezentujemy wyniki zmiany kondycji użytków zielonych będących pod wpływem czynników meteorologicznych, w odniesieniu do wskaźnika wegetacji roślin (NDVI). Wstępne wyniki analiz już pokazują zmienność stanu i kondycji użytków zielonych, zarówno w aspekcie przestrzennym (np. różnica w terminie rozpoczęcia sezonu wegetacyjnego, zróżnicowane lokalne warunki meteorologiczne), oraz czasowym (zmienność kondycji roślin w trakcie trwania sezonu wegetacyjnego, w tym również obserwowane różnice w kolejnych latach).