Nowoczesne\nobserwacje satelitarne daj\u0105 nam niespotykane dot\u0105d mo\u017cliwo\u015bci w zakresie\nzar\u00f3wno lokalnego (regionalnego), jak i globalnego monitorowania rolnictwa,\numo\u017cliwiaj\u0105c ogl\u0105danie Ziemi w rozdzielczo\u015bci przestrzennej od 10 do 20 metr\u00f3w,\nz cz\u0119stotliwo\u015bci\u0105 czasow\u0105 (okresem, jaki mija \u015brednio od poprzednich do\nponownych \u201eodwiedzin\u201d tego samego wycinka Ziemi przez satelit\u0119) rz\u0119du 1-2 dni.\nDzi\u015b taki monitoring satelitarny prowadzi przede wszystkim Sentinel-2, ale\nzbierane przez niego informacje stanowi\u0105 kontynuacj\u0119 poprzednich system\u00f3w\nsatelitarnych wykorzystywanych na potrzeby rolnictwa, takich jak Landsat. <\/p>\n\n\n\n

\nDane z satelity Sentinel-2 umo\u017cliwiaj\u0105 badania w\u0142a\u015bciwo\u015bci gleb i uwarunkowa\u0144 w\nzakresie upraw rolnych, wraz z mapowaniem aktualnego stanu rolniczych czynno\u015bci\nuprawowych. Wszystko to <\/p>\n\n\n\n

pomaga\nbadaczom oraz samym rolnikom w ocenie u\u017cyteczno\u015bci grunt\u00f3w, przewidywaniu\nilo\u015bci i jako\u015bci zbior\u00f3w w danym okresie, monitorowaniu zmian sezonowych i\nwprowadzaniu krajowych czy regionalnych system\u00f3w pomocy we wdra\u017caniu polityk\nzr\u00f3wnowa\u017conego rozwoju. Obrazy z Sentinel-2 mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c wykorzysta\u0107 do\nszacowania zmian w produkcji rolnej i produktywno\u015bci pastwisk \u2013 mi\u0119dzy innymi\nwywo\u0142anych susz\u0105, a tak\u017ce monitorowania spadku produktywno\u015bci ziemi i\ndegradacji gleby w wyniku nadmiernej uprawy, wypasu lub niew\u0142a\u015bciwego\nnawadniania. Mapy rolnicze pozwalaj\u0105 na niezale\u017cne i obiektywne szacowanie\nzasi\u0119gu upraw w danym kraju lub czasu trwania w nim sezonu wegetacyjnego, co\nmo\u017ce pos\u0142u\u017cy\u0107 do wsparcia dzia\u0142a\u0144 na rzecz zapewnienia bezpiecze\u0144stwa\n\u017cywno\u015bciowego na obszarach szczeg\u00f3lnie pod tym wzgl\u0119dem wra\u017cliwych.
\n
\n<\/p>\n\n\n\n

Przyk\u0142adem\nu\u017cytecznego dla tego typu analiz produktu jest kompozycja barwna RGB Agriculture<\/em>\ntworzona z wykorzystaniem kana\u0142\u00f3w spektralnych czujnika MSI (Multispectral\nInstrument) znajduj\u0105cego si\u0119 na satelitach Sentinel-2.  <\/p>\n\n\n\n

Warto\nna pocz\u0105tek zaznaczy\u0107, \u017ce mamy tu do czynienia z kompozycj\u0105 barwn\u0105 typu False<\/em>\nColor<\/em>.  Od bardziej \u201enaturalnych\u201d\nkompozycji True<\/em> Color<\/em> (w przybli\u017ceniu zgodnych z barwami, jakie\nwidz\u0105 ludzkie oczy, zapewniaj\u0105cymi intuicyjne rozpoznawanie obiekt\u00f3w widocznych\nna obrazach) r\u00f3\u017cni si\u0119 ona tym, \u017ce tworzone t\u0105 metod\u0105\nobrazy s\u0105 z\u0142o\u017ceniem realizowanym z u\u017cyciem tej samej idei koncepcji barwnej,\nale przy dopasowaniu poszczeg\u00f3lnym odbieranym przez satelit\u0119 kana\u0142om spektralnym\ninnych barw docelowych \u2013 niekoniecznie skorelowanym z tym, co widzi cz\u0142owiek. Ze\nwzgl\u0119du na fakt, \u017ce na kompozycjach w barwach\n\u201eprawdziwych\u201d liczne detale s\u0105 cz\u0119sto trudne do rozr\u00f3\u017cnienia, kontrasty bywaj\u0105\nniskie, a r\u00f3\u017cne rodzaje ro\u015blinno\u015bci s\u0105 s\u0142abo odr\u00f3\u017cnialne, w kompozycjach False\nColor <\/em>wykorzystuje si\u0119 zamiast pasm \u015bwiat\u0142a widzialnego tak\u017ce bliskiej i\n\u015bredniej podczerwieni. Zwi\u0119ksza to docelowo kontrasty (separacj\u0119 widmow\u0105\npozyskanego obrazu) i mo\u017ce u\u0142atwi\u0107 interpretacj\u0119 danych. Kompozycja barwna RGB Agriculture<\/em>\nbazuje w\u0142a\u015bnie na takiej kombinacji poszczeg\u00f3lnych pasm spektralnych, w kt\u00f3rych\nszaty ro\u015blinne s\u0105 dobrze wyr\u00f3\u017cnione: pola uprawne maj\u0105 kolor wyra\u017anie zielony,\ngo\u0142a ziemia – purpurowy, a ro\u015blinno\u015b\u0107 nieuprawna ma bardziej stonowane odcienie\nzieleni. Wyb\u00f3r podczerwieni jako dodatkowo r\u00f3\u017cnicuj\u0105cego pasma spektralnego nie\njest tu przypadkowy, bowiem li\u015bcie maj\u0105 zazwyczaj niski wsp\u00f3\u0142czynnik odbicia w\nwidzialnym zakresie spektralnym ze wzgl\u0119du na siln\u0105 absorpcj\u0119 przez chlorofil,\na jednocze\u015bnie wysoki wsp\u00f3\u0142czynnik odbicia w bliskiej podczerwieni ze wzgl\u0119du\nna wewn\u0119trzne rozpraszanie i s\u0142ab\u0105 absorpcj\u0119 tego zakresu promieniowania w\ntkance li\u015bcia. Nic wi\u0119c dziwnego, \u017ce obrazach w tej kompozycji barwnej np.\nwczesn\u0105 wiosn\u0105 pola uprawne przyjmuj\u0105 ja\u015bniejszy ton zieleni, poniewa\u017c\ncharakteryzuj\u0105 si\u0119 wy\u017cszym wsp\u00f3\u0142czynnikiem odbicia promieniowania podczerwieni\nbliskiej ni\u017c prezentowane w odcieniach br\u0105zu lasy li\u015bciaste, na kt\u00f3rych jeszcze\nnie rozwin\u0119\u0142y si\u0119 li\u015bcie. Ten wyra\u017any kontrast zanika z biegiem czasu i\npost\u0119puj\u0105cego okresu wegetacyjnego, kiedy r\u00f3\u017cne rodzaje ro\u015blinno\u015bci li\u015bciastej\ns\u0105 w pe\u0142ni rozwini\u0119te i przyjmuj\u0105 jasnozielon\u0105 barw\u0119. Natomiast lasy iglaste\nprzez ca\u0142y rok pozostaj\u0105 w kolorze ciemno zielonym. Kompozycja ta pokazuje\ntak\u017ce wyra\u017anie r\u00f3\u017cnice mi\u0119dzy pustymi polami uprawnymi a polami w zaawansowanym\nstadium uprawy. Ponadto wspomagaj\u0105c si\u0119 dodatkowymi kana\u0142ami spektralnymi (w\nprzypadku Sentinel 2 posi\u0142kuj\u0105c si\u0119 dodatkowymi kana\u0142ami po\u015brednimi 5\/6\/7\nznajduj\u0105cymi si\u0119 mi\u0119dzy pasmem widzialnym i podczerwieni\u0105 blisk\u0105), prawie ka\u017cdy\ntyp uprawy mo\u017cna scharakteryzowa\u0107 okre\u015blon\u0105 sygnatur\u0105 odbicia spektralnego, w\npraktyce umo\u017cliwiaj\u0105c\u0105 rozr\u00f3\u017cnienie gatunk\u00f3w ro\u015blin. W kompozycji Agriculture<\/em>\ndobrze wyr\u00f3\u017cnione s\u0105 te\u017c sztuczne elementy obszar\u00f3w miejskich czy ci\u0105g\u00f3w\nkomunikacyjnych, kt\u00f3re maj\u0105 niski wsp\u00f3\u0142czynnik odbicia promieniowania, dzi\u0119ki\nczemu widoczne s\u0105 w barwach fioletu lub szaro\u015bci.<\/p>\n\n\n\n

Jako\nprzyk\u0142ad pos\u0142u\u017c\u0105 nam zdj\u0119cia z satelity Sentinel-2 zebrane w latach 2019-2020 i\nopracowywane przez naukowc\u00f3w z IMGW-PIB w ramach projektu Sat4Envi. <\/p>\n\n\n\n

W\nprezentowanym poni\u017cej przyk\u0142adzie zastosowania kompozycji barwnej RGB Agriculture<\/em>\n(kana\u0142y 2\/8a\/11) dokonano por\u00f3wnania uzyskanych obraz\u00f3w dla trzech wybranych\ndat, dla kt\u00f3rych mo\u017cemy spodziewa\u0107 si\u0119 najwi\u0119kszego zr\u00f3\u017cnicowania szaty\nro\u015blinnej oraz widoczno\u015bci stanu teren\u00f3w rolniczych w funkcji czasu oraz cyklu\nwegetacji i upraw. Takimi skrajnymi przypadkami o r\u00f3\u017cnej widoczno\u015bci tych\nsamych obszar\u00f3w le\u015bno-rolnych s\u0105: zima (w tym przypadku jest to grudzie\u0144 2019\nr.), wczesna wiosna (kwiecie\u0144 2020 r.) i koniec sezonu letniego (sierpie\u0144 2020\nr. – okres, gdy spodziewa\u0107 mo\u017cemy si\u0119, \u017ce na wi\u0119kszo\u015bci teren\u00f3w rolnych b\u0119dzie\nju\u017c po \u017cniwach).<\/p>\n\n\n\n

Na zdj\u0119ciu z 6 grudnia 2019 r. widzimy bardzo dobrze zasi\u0119g \u015bniegu w Tatrach oraz na polach uprawnych (odcienie cyjanu i ciemnoniebieskie, w zale\u017cno\u015bci od k\u0105ta o\u015bwietlenia obszar\u00f3w) \u2013 samo Zakopane ma tu, zgodnie ze wcze\u015bniejszym opisem, barw\u0119 szar\u0105.\u00a0 W miar\u0119 przesuwania si\u0119 z po\u0142udnia na p\u00f3\u0142noc pokazanego obszaru Polski \u015bnieg zaczyna ust\u0119powa\u0107 jednak miejsca obszarom le\u015bnym (kolor ciemnozielony dla las\u00f3w iglastych, br\u0105zowy dla li\u015bciastych \u2013 ci\u0119\u017cki wizualnie do odr\u00f3\u017cnienia w tej porze roku od wilgotnego niezaro\u015bni\u0119tego gruntu w tle; lasy mieszane posiadaj\u0105 r\u00f3\u017cne proporcje tych dw\u00f3ch kolor\u00f3w w zale\u017cno\u015bci od sk\u0142adu gatunkowego).\u00a0 Kompozycjabarwna RGB Agriculture<\/em> wyra\u017anie pokazuje te\u017c zasi\u0119g naturalnych i sztucznych zbiornik\u00f3w wodnych \u2013 na przyk\u0142ad Jeziora Dobczyckiego (kolor ciemnogranatowy). Du\u017ce miasta \u2013 w tym Krak\u00f3w \u2013 s\u0105 g\u0142\u00f3wnie szare i fioletowe, nie wida\u0107 tu zbyt wiele \u015bniegu, pojawia si\u0119 on natomiast na wy\u017cynach, na polach uprawnych na p\u00f3\u0142noc do Krakowa (w okolicach Ska\u0142y i S\u0142omnik, jak r\u00f3wnie\u017c w okolicy pas\u00f3w startowych lotniska w Balicach (na wsch\u00f3d od Krakowa). Mimo zaawansowanej zimy widoczna jest tak\u017ce trawiasta p\u0142yta lotniska (kolor jasnozielony, ro\u015blinno\u015b\u0107), od kt\u00f3rej wyra\u017anie odcinaj\u0105 si\u0119 pasy startowe (obszary zurbanizowane, kolor fioletowy). Podobn\u0105, cho\u0107 nieco bardziej intensywn\u0105 barw\u0119 zieleni przyjmuj\u0105 te\u017c krakowskie B\u0142onia \u2013 wielka, tr\u00f3jk\u0105tna \u0142\u0105ka le\u017c\u0105ca w pobli\u017cu centrum miasta. W samym Krakowie widoczne s\u0105 te\u017c popularne k\u0105pieliska \u2013 Bagry, Zalew Kryspinowski i Zalew Budzy\u0144ski. Dzi\u0119ki wykorzystaniu specyficznych w\u0142a\u015bciwo\u015bci odbicia promieniowania w r\u00f3\u017cnych pasmach spektralnych uzyskujemy mo\u017cliwo\u015b\u0107 \u201ewydobycia\u201d szczeg\u00f3lnego element\u00f3w obrazu jakim s\u0105 chmury na tle \u015bniegu. W pa\u015bmie widzialnego zakresu \u015bwiat\u0142a zar\u00f3wno chmury jak i \u015bnieg bardzo dobrze odbijaj\u0105 promieniowanie s\u0142oneczne o tym samym zakresie fali i cz\u0119sto dla interpretatora nie znaj\u0105cego dobrze topografii terenu (np. rozmieszczenie pasm g\u00f3rskich) mog\u0105 by\u0107 to elementy nie do odr\u00f3\u017cnienia (chmura i \u015bnieg zlewa si\u0119 w bia\u0142y obszar). Wykorzystuj\u0105c kombinacje kolor\u00f3w RGB takie jak np. \u201eAgricluture\u201d jeste\u015bmy w stanie odr\u00f3\u017cni\u0107 \u201ebiel\u201d chmury wodnej od \u201ebieli\u201d \u015bniegu widzianego w zakresie widzialnym \u015bwiat\u0142a poprzez zastosowanie kana\u0142u podczerwieni \u015bredniej (kana\u0142 11 dla MSI Sentinel 2). W zakresie podczerwieni \u015bredniej \u015bnieg i l\u00f3d bardzo silnie absorbuj\u0105 promieniowanie elektromagnetyczne, natomiast chmura wodna odbija je jednakowo dobrze jak w przypadku \u015bwiat\u0142a widzialnego \u2013 ta specyficzna w\u0142a\u015bciwo\u015b\u0107 pozwala nam w \u0142atwy spos\u00f3b odr\u00f3\u017cni\u0107 nisko zalegaj\u0105c\u0105 chmur\u0119\/mg\u0142\u0119 w kotlinach g\u00f3rskich na pograniczu Polski i S\u0142owacji w po\u0142udniowo-wschodniej cz\u0119\u015bci charakteryzowanego obszaru od miejsc wolnych od zachmurzenia, ale z zalegaj\u0105cym \u015bniegiem. <\/p>\n\n\n\n

<\/figure>\n\n\n\n

Kolejne zdj\u0119cie pochodzi z 9 kwietnia 2020 r. Najbardziej rzuca si\u0119 tu w oczy brak \u015bniegu \u2013 wyst\u0119puje on tylko w wy\u017cszych partiach g\u00f3rskich, tatrza\u0144skie pi\u0119tra ro\u015blinne \u2013 regle, s\u0105 teraz w du\u017cej mierze ods\u0142onione (kolor ciemnozielony). Podobne barwy odpowiadaj\u0105 lasom wok\u00f3\u0142 Zakopanego i Nowego Targu \u2013 miasta te s\u0105 teraz wyra\u017anie fioletowawe, podobnie jak mniejsze miasta w okolicy. \u015anieg zalega jeszcze silnie pomi\u0119dzy Nowym Targiem a Mszan\u0105 Doln\u0105, w Gorcza\u0144skim Parku Narodowym (ciemna ziele\u0144 las\u00f3w plus odpowiadaj\u0105cy po\u0142aciom \u015bniegu cyjan). Wida\u0107 go m. in. na masywie Turbacza. Nie ma go natomiast w Puszczy Niepo\u0142omickiej (barwa zgni\u0142ozielona), znikn\u0105\u0142 te\u017c zupe\u0142nie z okolic Krakowa. Wok\u00f3\u0142 Krakowa i Proszowic widzimy natomiast zar\u00f3wno tereny silnie zabudowane (fiolet\/szaro\u015b\u0107) jak i \u201epuste\u201d obszary rolne (odcienie br\u0105zu i r\u00f3\u017cu). To prawdopodobnie ziemia zalegaj\u0105ca na polach. Pojawiaj\u0105 si\u0119 ju\u017c jednak du\u017co liczniej ni\u017c w grudniu obszary z pocz\u0105tkiem wegetacji ro\u015blinnej \u2013 w barwach jasnozielonych. Na samym obszarze Krakowa na uwag\u0119 zas\u0142uguje obszar Parku Jordana \u2013 ma\u0142y zielony kwadrat po\u0142o\u017cony na p\u00f3\u0142noc od B\u0142o\u0144. Wida\u0107 w nim wyra\u017anie mi\u0119dzy cz\u0119\u015bci\u0105 silnie zadrzewion\u0105 parku (zachodni\u0105) a bardziej trawiast\u0105 (wschodni\u0105). Krakowski Las Wolski, podobnie jak Puszcza Niepo\u0142omicka, dopiero budzi si\u0119 do \u017cycia \u2013 ma kolor zieleni zmieszanej z br\u0105zem. Pod tym wzgl\u0119dem znacznie r\u00f3\u017cni si\u0119 od wyra\u017anie ciemnozielonych las\u00f3w iglastych, co dowodzi, \u017ce zdj\u0119cia Agriculture<\/em> znakomicie podkre\u015blaj\u0105 r\u00f3\u017cnice pomi\u0119dzy poszczeg\u00f3lnymi gatunkami ro\u015blin \u2013 w tym przypadku drzew \u2013 dominuj\u0105cych na danym obszarze.<\/p>\n\n\n\n

<\/figure>\n\n\n\n

Ostatnia kompozycja barwna zosta\u0142a utworzona z danych zarejestrowanych 2 sierpnia 2020 r. To niemal \u015brodek lata \u2013 widzimy, \u017ce \u015bniegu w Tatrach praktycznie ju\u017c nie ma. Dobrze wida\u0107 za to poszczeg\u00f3lnie pi\u0119tra ro\u015blinne wysokich g\u00f3r, a tak\u017ce pojedyncze, rzucaj\u0105ce d\u0142ugie i ciemne cienie, bia\u0142e chmury cumulus nad Tatrami. Na najwy\u017cszych szczytach g\u00f3r w Tatrach uwidacznia si\u0119 ods\u0142oni\u0119ta \u201enaga\u201d ska\u0142a, kt\u00f3ra w tej kompozycji barwnej r\u00f3wnie\u017c przybiera sw\u00f3j charakterystyczny kolor – magenta. Wok\u00f3\u0142 Zakopanego jest zielono \u2013 znajduj\u0105 si\u0119 tu pastwiska, brak natomiast du\u017cej ilo\u015bci p\u00f3l uprawnych. Szaro fioletowe \u201e\u017cy\u0142y\u201d \u015bledz\u0105 obszary zabudowane i miejskie, kt\u00f3re zdaj\u0105 si\u0119 koncentrowa\u0107 w okolicy dolin rzecznych. Chmury pojawiaj\u0105 si\u0119 tak\u017ce nad Gorcami oraz wok\u00f3\u0142 Tarnowa. Podobnie jak przy opisie obrazu dot. okresu zimowego, tak i tu mo\u017cemy scharakteryzowa\u0107 rodzaj widocznego zachmurzenia poprzez jego kolor. Chmury wodne pietra niskiego takie jak niewielkie cumulusy widoczne nad Tatrami, Gorcami i innymi wy\u017cszymi partiami g\u00f3r, widoczne s\u0105 w bia\u0142ym kolorze. Chmury pi\u0119tra wysokiego jak ob\u0142oki widoczne w okolicach Tarnowa zbudowane z drobnych kryszta\u0142k\u00f3w lodu przyjmuj\u0105 kolor cyjanowy. Puszcza Niepo\u0142omicka i Las Wolski przybra\u0142y ju\u017c dojrzalsze, bardziej intensywne barwy zieleni \u2013 drzewa s\u0105 tam pokryte li\u015b\u0107mi.\u00a0 Najwyra\u017aniej okolice Krakowa i nie tylko dotkn\u0119\u0142a susza \u2013 trawa na terenie lotniska w Balicach, a nawet w cz\u0119\u015bci Parku Jordana i B\u0142o\u0144 jest silnie po br\u0105zowiona. Uwag\u0119 zwraca r\u00f3wnie\u017c bardzo du\u017ca ilo\u015b\u0107 br\u0105zowych i r\u00f3\u017cowych p\u00f3l uprawnych, w szczeg\u00f3lno\u015bci po\u0142o\u017conych na p\u00f3\u0142noc od Krakowa. To miejsca, w kt\u00f3rych plony zosta\u0142y ju\u017c zebrane. Du\u017co jest r\u00f3wnie\u017c obszar\u00f3w z go\u0142\u0105 ziemi\u0105 (jasny fiolet) \u2013 tam tak\u017ce jest ju\u017c po \u017cniwach. Wci\u0105\u017c rosn\u0105cych ro\u015blin uprawnych jest zatem o tej porze roku ma\u0142o, ale i te pola nietrudno znale\u017a\u0107 \u2013 na zdj\u0119ciu s\u0105 one pokazane w barwach jasnozielonych.<\/p>\n\n\n\n

<\/figure>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Czy kompozycja barwna RGB Agriculture z satelity Sentinel-2 pomaga monitorowa\u0107 stany upraw i stopie\u0144 wykorzystania ziem w Polsce? dr El\u017cbieta Kuligowska, mgr Bartosz Wieczorek, Zak\u0142ad Teledetekcji Satelitarnej, IMGW-PIB Nowoczesne obserwacje satelitarne daj\u0105 nam niespotykane dot\u0105d mo\u017cliwo\u015bci w zakresie zar\u00f3wno lokalnego (regionalnego), jak i globalnego monitorowania rolnictwa, umo\u017cliwiaj\u0105c ogl\u0105danie Ziemi w rozdzielczo\u015bci przestrzennej od 10 do […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/575"}],"collection":[{"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=575"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/575\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":579,"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/575\/revisions\/579"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=575"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=575"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/sat4envi.imgw.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=575"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}