DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 75 <-- 75 --> PDF |
PREGLEDNI ČLANCI — REVIEWS UDK 630*659.2:528.7 Sum. list CXVII (1993) 293 MOGUĆNOST PRIDOBIVANJA INFORMACIJA O ŠUMAMA IZ UMJETNIH ZEMLJINIH SATELITA Zvonimir KALAFADŽIĆ & Vladimir KUŠAN SAŽETAK: Korištenje snimaka iz umjetnih zemljinih satelita za pridobivanje informacija postalo je nezaobilazna tehnologija u mnogim djelatnostima čovjeka, a posebice u upravljanju i praćenju stanja prirodnih bogatstava, naročito u šumarstvu. U radu su opisani umjetni zemljini sateliti koji su do sada lansirani za potrebe snimanja i proučavanja Zemlje. Pri tome je posebna pozornost posvećena satelitima iz serije LANDSAT (USA) i SPOT (Francuska) jer su njihove snimke naročito pogodne za proučavanjebiljnog svijeta a posebice šumskog pokrova. Isto tako je opisani način pridobivanja i prenošenja snimljenih snimki na Zemlju. Posebno su prikazane glavne osobine satelitskih snimki, načini njihove interpretacije i uporabe te mogućnosti njihovog uklapanja u geografski informacijski sustav (GIS). Opisana je sadašnja razina korištenja satelitskih snimki u Hrvatskoj, te su dane preporuke za njihovo uvođenje i korištenje u hrvatskom šumarstvu. Kl j u č n e riječ i: satelit, satelitska snimka, fotointerprelacija, GIS. UVOD Uvođenje modernih tehnologija u potrajno gospodarenje prirodnim bogatstvima i u obnovi kakvoće okoliša postalo je jedan od preduvjeta za uspješno poboljšanje stanja u bivšim socijalističkim zemljama srednje i istočne Europe. Za odvijanje tog procesa moraju postojati vjerodostojne informacije o trenutnom stanju i stvarnim mogućnostima kontrole promjena, koje mogu nastupiti (Kalensk y 1991.). U zadnjim dekadama ovog stoljeća daljinska istraživanja pomoću snimki iz Satelita postala su jedan od najučinkovitijih izvora podataka o prirodnim bogatstvima i stanju okoliša na velikim područjima. Svemirska era na području daljinskih istraživanja započela je 1972. godine lansiranjem prvog satelita za istraživanje zemlje LANDSAT 1 u SAD. Danas se oko Zemlje vrti već peti satelit iz te serije, uz satelite bivšeg SSSR-a, Francuske, Japana, Indije i Europske zajednice. Ti sateliti neprestano snimaju i šalju podatke o Zemlji, koji se mogu primijeniti u mnogim * Zvonimir Kalafadžić, dipl. ing. i mr. Vladimir Kušan, dipl. inž., Šumarski fakultet, Zagreb 293 |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 76 <-- 76 --> PDF |
znanstvenim i gospodarskim područjima. Dobivanje informacija o objektima od interesa na daljinu, bez izravnog dodira s njima, nazivamo »daljinska istraživanja«. Metode daljinskih istraživanja na osnovi snimki iz svemira danas su uveliko operacionaliziranc, te su u Svijetu, bilo razvijenom, bilo nerazvijenom, postale nezaobilazne pri rješavanju raznih problema, pa tako i šumarskih. Kada se radi o pridobivanju raznovrsnih dinamičnih informacija o sastavu i stanju kopna, mora i atmosfere, osobito u svjetskim razmjerima, daljinska istražiavnja su jedino prihvatljiva metoda, s izuzetnim prednostima u pogledu vremena i ekonomičnosti (B r u k n e r i dr. 1992). Vrlo mali krug šumarskih stručnjaka u Hrvatskoj upoznat je s raspoloživim snimkama i podacima snimljenim iz svemira, te o njihovim svojstvima, sadržaju i mogućnostima pridobivanja informacija. Ovdje ćemo prikazali najvažnije snimke iz svemira, informacije koje se pomoću njih mogu dobiti, te mogućnosti njihove primjene u šumskom gospodarstvu. U primjeni snimki iz satelita nalazi se Hrvatska, a posebice šumarstvo, na začelju kako u Europi, tako i u svijetu. U nekim strukama je zaostajanje manje, kao npr. u meteorologiji, pa i u geologiji. U našem šumarstvu uopće ne postoji primjena informacija na osnovi satelitskih snimki. Taj veliki, dvadesetogodišnji zaostatak za svijetom trebalo bi nadoknaditi zalaganjem cijelog hrvatskog šumarstva. SENZORI I SATELITI U daljinskim istraživanjima postoje tri osnovne vrste senzora za pridobivanje podataka: klasične fotokamere, sustavi koji funkcioniraju na fizikalnim, nefotografskim osnovama (skeneri, TV kamere) i radari. Prve snimke Zemlje iz Svemira snimili su ručnim foto kamerama (MFKG Zeiss Jena, RMKA 30/23 Zeiss Oberkochen i ITEC LFC USA) ruski i američki astronauti. Ta snimanja dala su dobre rezultate, posebice za geološka istraživanja, ali će do djelatne upotrebe tih snimanja doći vjerojatno tek u budućnosti, uspostavom trajnih svemirskih stanica s ljudskom posadom (Hildebrandt 1987). Napretkom tehnologije razvijeni su nefotografski sustavi za snimanje Zemlje (skeneri) na fizikalnim osnovama. Ovakvi sustavi pogodniji su od foto kamera zbog mogućnosti prenošenja rezultata njihovih snimanja na Zemlju bežičnim telekomunikacijama (SI. 1). Skeneri snimaju teren u pojasima okomitim na smjer kretanja satelita. Ima ih različitih konstrukcija, a općenito se može reći da dužina pojasa ovisi o akcionom kutu instrumenta, a širina pojasa o vidnom polju detektora. Dimenzije »pixel-a« (piksla), najmanje terenske površine koja se na snimci može uočiti (tzv. »moć razlučivanja «) ovise o visini orbite. Skeneri se razlikuju i po broju valnih područja — kanala , u kojima snimaju, no uglavnom su višekanalni, multispektralni. Izvorni podaci snimanja, nakon prijema na Zemlji, pohranjuju se u digitalnom obliku na magnetskim vrpcama. Iz takvih podataka može se proizvesti slika u analognom, fotografiji sličnom, obliku. Analogna snimka interpretira se vizuclno na isti način kao i aerosnimke. Digitalni zapis (snimka) analizira se pomoću elektroničkih računara. Rezultati digitalne obrade mogu se prikazali i u analognom obuku (kao slika) i u kartografskom obliku (kao tematska karta). 294 |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 77 <-- 77 --> PDF |
Q POHRANA PODATAKA ZELENO SPEKTROMETAR CRVFNO Slika 1. HSS na satalitiaa LANDSAT 1, 2 i 3. Na satelitiaa LANDSAT 4 o i 5 visina sniaanja je 705 ka a kut sniaanja 14,9 . 2a svaku scenu četiri sniake su prenošene do prijeme stanice na Zenlji. (Sabins 1987 iz NASA 1976) Prvi sateliti sa skenerom za snimanje Zemlje (multispektralni skener MSS) lansirala je NASA 30. srpnja 1972. godine. Taj satelit zvao se ERTS 1, kasnije LANDSAT 1. Kretao se oko Zemlje po približno polarnoj orbiti na visini od 917 km. Obilazio je Zemlju za 103 minute, a cjelokupnu je snimio u 252 prolaza kroz 17 dana. Svaki 18. dan snimala se nova snimka istog terena. Osim pomoću multispektralnog skenera koji je imao moć razlučivanja 79 m, snimao je Zemlju i pomoću trikanalne TV kamere. |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 78 <-- 78 --> PDF |
Poslije satelita LANDSAT 1 lansirano je još četiri satelita iz iste serije i više drugih s poboljšanim senzorima, te nekoliko američkih i sovjetskih satelita s ljudskom posadom i sa zadatkom snimanja Zemlje. Ispitano je više sustava za snimanje, a snimci su primijenjeni za rješavanje niza problema u geoznanostima, pa tako i u šumarstvu. Tablica 1 Država Visina leta Širina pruge Skancr Moć razlučiKanali snimanja (broj i spektralno područje) (´) Satelit Ponavfanje vanja VID BIC SIC TIC Ukupno fun 2 2 USA-705 km MSS »I 30 ni. 0.5-0.6 (zeleno) 0.7-0.8 4 LANOSAT 185 km 0.6-0.7 (crveno) 0.8-1.1 18 dana 3 t 2 TMP) 30 m 0.45-0.52 (plavo-0.76-090 1.55-1.75 -zelene 2,08-2.35 7 0.52-0.60 (zeleno) 120m/0.5°C 0.63-0.69 (crveno) i 10.4-12.5 i FRANCUSKA 830 km HRV IH 10m 0.50-0.90 (PAN) 1 SP0T1&2 60 km 26 dana 2 1 HRV2 20 m 0.50-0.59 (zeleno) 0.79-0.90 3 0.61-0.69 (crveno) (1) VID = Vidfivi dio spektra; BIC - bliže infracrveno, SIC = srednje intracrveno; TIC termalno (dalje) inlracrveno <2> MSS = Multispectral Scaner (Multispektralni skener) (3) TM = Thematic Mapper (Tematski kartograf) (<) HRV = Haute Resolution Visible (Visoka rezolucija u vidljivom spektru) Za praktičnu primjenu danas se koriste podaci što ih prikupljaju sateliti bez ljudske posade. To su u prvom redu (Tablica 1 i 2) američki sateliti serije LANDSAT (4 i 5) te francuski sateliti SPOT (1 i 2 lansirani 1986. i 1990.). U isto vrijeme lansirani su i japanski satelit MOS-1 (1987.) te indijski satelit IRS-1 (1988.). Senzori instalirani na spomenutim satelitima snimaju uglavnom u područjima vidljivog i infracrevnog spektra. Noviji sateliti, kao što su japanski JERS-1 i europski ERS-1, lansirani 1992., opremljeni su radarskim uređajima za snimanje, koji za razliku od skenera daju upotrebljive snimke u svako doba dana, bez obzira na meteorološke uvjete. Primjena tih snimki većinom je u razvojnoj fazi. PRIDOBIVANJE INFORMACIJA Ovdje će uglavnom biti riječ o pridobivanju informacija na osnovi multispektralnih snimki snimljenih iz satelita serije LANDSAT (USA): skeneri MSS i TM, te satelita SPOT (Francuska). 296 |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 79 <-- 79 --> PDF |
Tablica 2 Karakteristike kanala skenera Thematic Mapper TM (LANDSAT 4&5) Broj Valna duljina (u.m) Karakteristike 1. 0.45-0.52 piavozeleno Kartiranje dna plitk* voda; razlikovanje tla i vegetacije te listača i četinjača za ustanovljavanje stanja vitalnosti vegetacije (MSS kanal 1) 2. 0.52-0.60 zeleno Područje maksimalne refleksije zelenog s vegetacijom; pogodno za ustanovljavanje stanja vitalnosti vegetacije (MSS-kanali) 3. 0.63-0.69 crveno Područje koje apsoitira ktorofS; Sto je važno za razikovanje tipova vegetacije (MSS kanal 2) 4 0.76-0.90 bttže IC Pogodno za kartiranje obaMh Inija, te za ustanovljavanje biomase (MSS dio kanala 3 i kanala 4) 5. 1.55-1.75 srednje IC Pokazuje vlažnosttta i vegetacije. Prodire kroz oblake. Daje dobar kontrast među tipovima vegetacije. 6. 10.40-12.50 termalno Noćne snimke pogodne za termalna kartiranja, te za ustanovljavanje vlažnosti tla. 7-2.08-2.35 srednje IC Apsorpciono područje uzrokovano hklroksunim ionima u mineraima. Na osnovi kanala 5 i 7 mogu se kartirati hidrotermičke promjene stijena, u kojima nalazimo rudna ležišta. Skenerske snimke su izvorno u digitalnom obliku, zapisane na magnetskim vrpcama. Prije početka njihove obrade obavlja se korektura i poboljšanje originalnih podataka i to: — radiometrijska korektura: uklanjanje razlika nastalih nejednoličnim radom senzora ili ujednačavanjem kontrasta raznih snimljenih snimki, — geometrijska korektura: uspostavljanje istog položaja piksla na skenerskoj snimci i na površini Zemlje (karti); — poboljšanje slike: uklanjanje određenih pogrešaka pri snimanju, npr. tzv. »šumova«, te umjetno naglašavanje nekih detalja važnih za interpretaciju snimke, npr. promjene kontrasta. Podaci o objektima od interesa, pa tako i o šumama, dobivaju se iz multispektralnih snimki na dva načina: (1) vizuelnom interpretacijom ana |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 80 <-- 80 --> PDF |
lognih snimki, sličnih fotografiji, koje se izrađuju na osnovi magnetskih zapisa ili (2) digitalnom analizom zapisa na magnetskim vrpcama. Vizuelna interpretacija analognih satelitskih snimki, metodološki je slična interpretaciji aerosnimki snimljenih iz zrakoplova. Ona je uvjetovana ograničenim čovjekovim sposobnostima gledanja, zapažanja i uspoređivanja. Tako je istovremeno moguća vizuelna analiza snimki samo tri pojedinačna kanala. Za vizuelnu interpretaciju većinom se izrađuju tzv. kolor kompoziti, analogni proizvodi u boji, na osnovi pojedinačnih snimki tri izabrana kanala. Kod izrade kolor kompozita mogu se neke posebnosti pojedinih kanalai izgubiti. Zato se smatra da je za obradu skenerskih snimki najpogodnija digitalna analiza, u koju se prema potrebi, te prema raspoloživoj računarskoj tehnici i programskoj podršci, mogu uključiti podaci svih snimljenih kanala. Kompjuterska analiza digitalnih zapisa predstavlja u daljinskim istraživanjima kvalitetan napredak. Čovjek nije u mogućnosti uočiti sve razlike u crno-bijelim tonovima, te razlike u tonu, svjetlini i zasićenju boje kod snimki u boji. Uočene razlike se mogu opisati samo kvalitativno, Pojavljuju se poteškoće kod uspoređivanja dijelova jedne snimke, a osobito više snimki ili snimki iz različitog vremena. Vizuelna interpretacija je subjektivan proces i da bi se dobili konzistentni rezultati moraju se intenzivno usklađivati rezultati raznih interpretacija. Digitalnom obradom interpretacija je neovisna o slabosti ljudskih osjetila i prepuštena je, elektroničkim računarima, koji uvijek za iste podatke daju isti rezultat. Uključivanjem svih raspoloživih podataka i automatiziranjem procesa, podaci se dobivaju jednostavnije, konfornije i objektivnije. Daljinska istraživanja iz svemira omogućuju površinsku inventarizaciju objekata i njihovih stanja (tipovi šuma, oštećenosti šuma i si.) na vrlo velikim prostranstvima, koja do sada nije bilo moguće odjednom promatrati, inventarizirati i kartirati. Prepoznatljivost objekata na snimkama, npr. livade ili bukove sastojine, ovisi o njihovim refleksionim karakteristikama u spektralnom području na koje je primijenjen osjetljiv senzor. Prepoznavanje nekog objekta ili njegovog stanja moguće je u slučaju ako za njega postoji specifična spektralna signatura signifikantno različita od okolišnih objekata, te ako se objekt može eventualno prepoznati po svojem karakterističnom obliku. Nosač površinskih informacija je element slike (piksl), čije površinske dimenzije ovise o moći razlučivanja primijenjenog skenera. Tako se satelit SPOT veličina piksla za skaner HRVI (pan) iznosi -00 m- (10 X 10 m), za HRV2 400 m2 (20 x 20 m), a za skaner TM satelita LANDSAT 5 900 m2 (30 X 30 m). Tako velike površine su u prirodi rijetko homogene, zato svi piksli za određeni objekt nisu potpuno jednaki. Spektralna svojstva određenih objekata (stratuma) na površini Zemlje, npr. šumskih sastojina po vrsti drveća, starosti, oštećenosti, pa livada, vode i si., mogu se prikazati srednjom vrijednosti odbijenih valova u valnim područjima, kanalima snimke, te rasipanjem oko te srednje vrijednosti. Za rasne stratume te vrijednosti su različite. O razlikama u spektralnim signaturama i veličini rasipanja ovisi mogućnost razlikovanja pojedinih objekata. Na osnovi podataka za neke poznate objekte (primjerne površine, trening područja) elektroničko računalo ima zadaću da, između milijuna po 298 |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 81 <-- 81 --> PDF |
dataka za neku snimku, po određenom algoritmu, pronađe one piksle koji unutar nekog dopuštenog rasipanja imaju istu kombinaciju podataka, kakva je ustanovljena za trening područja. Na osnovi izvršene klasifikacije automatski se kartira prostorni raspored objekata i pojava, koji su bili analizirani. Klasifikacije na osnovi samo originalnih spektralnih signatura objekata često su puta ograničene činjenicom da se mnoge vegetacijske forme u određenom trenutku vrlo slično preslikavaju. Rezultati klasifikacije mogu se poboljšati ciljanim računskim manipulacijama originalnim digitalnim zapisima, te uvođenjem u analizu dodatnih informacija, kao što su npr. nadmorske visine terena, pedološki i geološki podaci, te sezonske snimke istog terena tijekom godine, tzv. multitemporalne snimke. PRIMJERI PRIMJENE SATELITSKIH SNIMKI Mogućnost pridobivanja velikog broja podataka o pojavama na površini Zemlje, pomoću satelita, bila je prihvaćena od svjetske istraživačke i profesionalne javnosti, osobito u domeni tzv. geoznanosti, pa tako i u šumarstvu, pogotovo jer mnogi od tih podataka nisu do tada raspoloživim sredstvima uopće bili dostupni. Primjena snimki iz svemira postala je nezaobilazno sredstvo za rješavanje raznih istraživačkih i praktičnih problema. Od mnogih u stručnoj i znanstvenoj literaturi opisanih primjera primjene satelitskih snimki navest ćemo samo neke, prema područjima primjene: — ekologija: planiranje ekoloških odluka (K o 1 e j k a 1991), nadgledavanje promjena ekosustava (Carniero 1985, Harne 1991a, Beneš & Križek !991), prognoza površinske temperature šuma (Mande l 1991), modeliranje globalnog ciklusa COL, (Badhwa r & McDonal d 1986), ustanovljavanje i primjena indeksa lisne površine (Herwitz i dr. 1990, S parne r i dr. 1990). — šumska proizvodnja: procjena produktinvosti šuma (Cook i dr. 1989), ustanovljavanje temeljnice i biomase lišća (Frankli n 1986), inventarizacija šuma (Wu 1985, Schade & Dalangin 1986, Po so 1986) — karliranje tipova šuma: (Horler & Ahern 1986, Schar dt 1989, Xu 1990) — zaštita šuma: kartiranje vjetroizvala (Wieczore k 1991), otkrivanje oštećenosti šuma djelovanjem insekata, na pr. resičara Tacniotkrips incosequens Uzel (Vogelmann & Rock 1989), potkornjaka Dendroctorus ponderosae Hoph. (G i m b a r z e v s k y i dr. 1992), djelovanjem štetnih gljiva (Harne 1991b), onečišćenjem okoliša (B e r e s j o 1985, Kadro & Kunz 1985), praćenje požara (Chuvieco 1989, A n o n. 1988) — lovstvo: karte prehrambenih mogućnosti (Ormsby & Lunetta Lunett a 1987), utvrđivanje habitata određene vrste (A n o n 1987). Kada se govori o mogućnostima primjene metoda daljinskih istraživanja iz Svemira za potrebe šumskog gospodarstva mora se naglasiti da se te metode ne smiju nikada promatrati ekskluzivno, same sebi dovoljnim, nego da se satelitski podaci smatraju samo jednim od ravnopravnih izvora informacija. Daljinska istraživanja iz Svemira su samo proširenje daljinskih istraživanja, fotogrametrije i fotointerpretacije na osnovi snimanja iz |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 82 <-- 82 --> PDF |
aviona. Snimke iz zrakoplova ne mogu se potpuno zamijenili snimkama iz Svemira. Isto lako ne može se izbjeći terensko prikupljanje informacija. Želja je smanjenje skupih terenskih radova. Problemi se najbrže i najekonomičnije rješavaju ako se uz satelitske podatke svrsishodno uključi interpretacija klasičnih aerosnimki odgovarajućed mjerila, te u svakom slučaju podaci prikupljeni izravno na terenu. Važnost daljinskih istraživanja, osobito iz Svemira, raste povećanjem inventariziranog prostora, ekstenzivnijim šumskim gospodarstvom, te manjim zahtjevima na potankost i točnost informacija (SI. 2). šumskog gospodarstva a) Primjena satelitskih snimki i aerosnimki sitnog mjerila (1:30.000 ) b) Primjena aerosnimki srednjeg mjerila (1:15.O00 - 1:30.000) c) Prikupljanje podataka u terenu Intenzitet šumskog gospodarstva I — Izvan gospodarenja, neotvorene šume, velike šumske ploštine VI Visoki intenzitet gospodarenja na malim šumskim ploštinama Slika 2: Primjena terenskih mjerenja i različitih vrsta snimki dobivenih daljinskim istraživanjima za inventuru i nadzor šuma (Prema: Hildebrandt 1907) |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 83 <-- 83 --> PDF |
Svaka Cptointerpretacija, pa i ona na osnovi satelitskih snimki, ne iscrpljuje se samim promatranjem snimki. Uspješna primjena metoda daljinskih istraživanja temelji se na stručnom znanju šumara fotointerpretatora, na iskustvu u radu sa snimkama, te na intenzivnom znanstvenom i stručnom radu. To osobito vrijedi za primjenu satelitske tehnologije, gdje je uz razvoj tehnike snimanja i obrada snimki, potrebno uložiti znatne napore za iznalaženje odgovarajućih metoda pridobivanja željnih informacija. Primjena u svakom gospodarskom području, pa tako i u šumarstvu, ima svojih specifičnosti. Te specifičnosti su ovisne i o svojstvima objekata koji se proučavaju. Kod šumskih sastojina radi se o karakteristikama vezanim za njihov položaj na površini Zemlje, kao što su vrste drveća, stojbinske i sastojinske prilike. Iskustva stečena u drugim dijelovima svijeta ne mogu se doslovno prenijeti na prilike u Hrvatskoj. Gledajući s te strane, naše zaostajanje na području primjene svemirskih tehnologija zahtijevat će znatan napor šumarske struke i cijelog društva u Hrvatskoj da se taj zaostatak za svijetom nadoknadi. SATELITSKE SNIMKE I GIS Rezultati vizualne i digitalne interpretacije satelitskih snimki odnose se na podatke o kakvoći i količini pojava i objekata na zemljinoj površini što je već opisano u prethodnom poglavlju. Ti se rezultati najčešće prikazuju u obliku tematskih karata u kojima je prikazana prostorna rasprostranjenost pojava i objekata na površini Zemlje te njihov međusobni odnos. Količine podataka koje se mogu dobiti digitalnom interpretacijom snimki iz satelita su vrlo velike. Klasičnim postupcima postalo je nemoguće obuhvatiti, održavati, interpretirati i analizirati tako velike količine podataka u nekom realnom vremenu, što je stvorilo potrebu primjene kompjutera pri rješavanju takvih zadataka. To je omogućio brzi razvoj kompjutorske tehnologije u prošlom desetljeću, naročito na području radnih stanica i osobnih računala koja su postala dostupna svakome. Razvoj kompjutorske tehnologije i digitalne obrade snimaka iz satelita piatila su i istraživanja na polju informacijskih sustava. Cilj je bio pronaći sveobuhvatni informacijski sustav za prihvat, usklađištenja, obradu i analizu velike količine prostorno određenih podataka. Takav sustav je geografski informacijski sustav — GIS. Pod GIS-om podrazumijevamo skup opreme programa i prostorno određenih podataka koji omogućava brzo i kvalitetno rukovanje, upravljanje, obradu i stvaranje novih informacija potrebnih za donašenje odluka u svim čovjekovim djelatnostima (Kuša n i dr 1992). Svaki GIS sastoji se od (1) elektronske opreme za ulaz, obradu i izlaz podataka, (2) programske podrške za unos, pohranu, pretraživanje, analizu i ispis podataka, te (3) podataka koji mogu biti znakovni ili brojčani, a moraju biti prostorno određeni. Ako promatramo samo podatke, može se reći da se GIS sastoji od niza slojeva različitog sadržaja u kojima su pojave i objekti na površini Zemlje prostorno određeni. Iz toga se može zaključiti da rezultati interpretacije snimki iz satelita mogu biti, a vrlo često i jesu sastavni dio GlS-a (SI. 3). |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 84 <-- 84 --> PDF |
PRIDOBIVANJE PODATAKA VRSTE PODATAKA podaci" postojati podad podaci s podaci iz baza tabelarni s terena postojećih daljinskih podataka podaci (izmjera) karata istraživanja -snimački listovi - digitalizacija - digitalna obrada -elektronsko kodiranje UNOS PODATAKA ORGANIZIRANJE BAZE PODATAKA Tematske atributi -volumen -prirast -starost idr. MODELI STRATEGIJE Novi programi Vanjski statistički programi Zahtjevi korisnika SADRŽAJ tablice tabela dobnih razreda... VRSTE DATOTEKA Grafičke vektori -katastar -odsjeci -vodotod -ceste... rasten -tematske karte -LANDSAT -SPOT snimaka BAZE PODATAKA DRUGIH KORISNIKA OBRADE I ANALIZE - rukovanje podacima (promjene, brisnje. dodavanje.sortiranje....) - združivanje, analize, modeliranje, simuradje - prostome anaSze - praćenje, tmdovi. prognoziranje ISPIS REZULTATA GRAFIKA vektori raster sastojinska fitocsnološka karta... karta... Slika 3: Model GlS-a za uređivanje šuma |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 85 <-- 85 --> PDF |
Pri tumc je odnos GIS-a i digitalne obrade satelitskih snimki interaktivan. Naime, vrlo često se obrada satelitskih snimki nastoji olakšati i poboljšati povezivanjem satelitske snimke s postojećim topografskim ili tematskim kartama da bi se dobio željeni rezultat (npr. prilikom procjene volumena ili biomase šumskih sastojina pomoću satelitskih snimki karta tipova šuma u digitalnom obilku može poslužiti za prethodnu stratifikaciju satelitske snimke). Postojanje GlS-a omogućava prostorne i vremenske analize kakve do sada nisu bile moguće. Rezultati takvih analiza jesu izlazne informacije u obliku tematskih karata, statističkih podataka i matematskih modela za ustanovljavanje mogućih smjerova razvoja i procjenu opasnosti koje pri tom razvoju prijete. To u današnjim, poremećenim ekološkim uvjetima omogućava stalno praćenje stanja šuma te donošenje pravovremenih i ispravnih odluka pri gospodarenju s njima. MOGUĆNOST PRIMJENE U HRVATSKOJ Prema iskustvima u svijetu mogu se metode daljinskih istraživanja iz svemira na području šumarstva u prvom redu primijeniti na velikim prostranstvima za nacionalne i regionalne inventure i za trajna praćenja stanja šuma i razvitka šumskih površina, osobito u manje razvijenim zemljama trećeg svijeta, te u pojasu šuma četinjača u borealnim područjima sjeverne polutke. U Hrvatskoj, kao dijelu srednje Europe mogu se također uspješno primijeniti opisane tehnologije i metoda na raznim područjima i razinama: A) Za izradu karata šumovitosti i tipova šuma u mjerilu 1:50 000 do 1:200 000 i sitnijem. Te karte mogu predstavljati jedinstveni sustav za, cijelu državu, s podjelom na listove, istovjetnom za službene topografske karte ili se mogu izraditi za pojedine šumske regije. Na njima se ne bi vidjelo samo prostiranje šumskih površina, nego bi izravno bile snimljene bitne značajke šumskih sastojina, obzirom na sklop, sastav listača i četinjača i si. Takve karte su važan izvor informacija za uspostavljanje trajno održavane banke podataka o šumama kao osnove za donošenje odluka u šumskogospodarskom i pejsažno ekološkom smislu. Ti podaci su neophodan sastavni dio budućeg jedinstvenog GlS-a, na regionalnoj, državnoj, a eventualno i na europskoj razini. B) U okviru redovitog uređivanja šuma u Hrvatskoj se izrađuju u desetogodišnjem turnusu pregledne šumsko-gospodarske karte 1:25 000 i sitnijeg za pojedine gospodarske jedinice i šumsko-gospodarska područja. U njima je za državne šume na osnovi topografskih karata prikazana unutarnja podjela šuma, te glavne prometnice i naselja. U uređajnim elaboratima za privatne šume kartografski prilozi su opterećeni nedostacima svojih izvora, uglavnom katastarskih planova: zastarjelost i neažurnost. Sastojinske prilike i razlike nisu se uglavnom do sada uopće prikazivale. Modernizacija i svakodnevna dopuna kartografskih priloga sitnijeg mjerila u uređajnim elaboratima moguća je na osnovi satelitskih snimki u obliku kolor kompozita ili digitalno klasificiranih tematskih karata. U |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 86 <-- 86 --> PDF |
njima bi bio prikazan stvaran izgled šumskih sastojina, s bitnim razlikama u sklopljenosti, sastavu i strukturi, kvantitativno i prostorno. Brzo i ekonomično pridobivanje pouzdanih i stalno nadopunjavanih podataka, kartografskih podloga, ovisi jedino o postojanju odgovarajuće računarske opreme i programske podrške, te u daljinskim istraživanjima izobraženih djelatnika. C) Nacionalne inventarizacije šuma imaju za cilj da odrede šumsko bogatstvo (površine, drvne zalihe, prirast) neke zemlje, te da periodičnim ponavljanjem ustanove razvitak, te djelovanje prirodnih i gospodarskih utjecaja na tom području. U Hrvatskoj se podaci o šumama na razini države dobivaju kao zbroj inventura po gospodarskim jedinicama. Kod toga se zbrajaju rezultati raznorodnih inventarizacija koje se razlikuju po godini inventarizacije, točnosti i intenzitetu, što utječe na konzistentnost podataka za cijelu državu. Mnoge zemlje u svijetu provode nacionalne inventarizacije šuma jedinstvenom metodologijom i s jedinstvenom točnosti. One daju vjerodostojnije podatke o šumama na razini države, a služe i kao kontrola inventura provedenih na razini šumske privrede, te za vrednovanje uspješnosti mjera šumsko-gospodarske politike. Po našem mišljenju u Hrvatskoj bi nakon stjecanja nezavisnosti bilo neophodno provesti nacionalnu inventuru šumskog bogatstva i ustanoviti kojim resursima raspolažemo tzv. nulto stanje. Racionalizacija nacionalnih inventura moguča je primjenom metoda inventarizacije u više laza ili stupnjeva, gdje bi izvor podataka za prvu fazu ili stupanj, koji površinski pokriva cijelu državu bile snimke iz Svemira. U ostalim višim fazama podaci bi se dobivali uzorkovanjem na aerosnimkama i terenskim mjerenjima. D) Poseban slučaj inventura šuma na velikim površinama je ustanovljavanje oštečenosii šuma. Pomoću multispektralnih satelitskih snimki moguće je ustanoviti površinskn raspored oštećenosti sastojina, osobito jakih i vrlo jakih oštećenja. Ti podaci bi bili nadopuna uobičajenih terestričkih inventura oštećenosti, na osnovi uzoraka. Multitemporalnim analizama mogao bi se dobiti kronološki slijed oštećenja. E) Nakon domovinskog rata 1991. godine dio hrvatskog teritorija je pod okupacijom. Uz pretpostavku postojanja odgovarajućih uređaja i kadrova, na osnovi satelitskih snimki mogao bi se dobiti djelomičan uvid u situaciju površinski izraženih fenomena na tom području, kao što su npr. razrušenost naselja, djelovanje neprijateljskog topništva po poljoprivrednim površinama, izvršene sječe šuma, opožarene šume i si. Multitemporalnc snimke omogućavaju kronološko praćenje tijeka djelovanja ratnih događanja na okoliš. ZAKLJUČAK Porast broja stanovnika na Zemlji i gospodarski razvitak stvaraju povećanu potražnju za šumskim proizvodima, što se može zadovoljiti jedino ispravnim gospodarenjem šumama, koje se mora zasnivati na načelima potrajnog gospodarenja. Potrebno je postići i trajnu ravnotežu između ekonomskog iskorišćivanja šumskih proizvoda i osiguranja socijalnih koristi od šuma, kao što je |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 87 <-- 87 --> PDF |
opskrba vodom, zaustavljanje i sprečavanje erozije, zaštita životinjskog svijeta, rekreacija stanovništva i si. Učinkovito gospodarenje zahtijeva vjerodostojne informacije za kartiranje šumskih površina, inventuru drvne zalihe, ustanovljavanje oštećenosti i bolesti šuma i mnoge druge. Prikupljanje tih informacija može se racionalizirati i pojeftiniti primjenom fotointerpretacije i ostalih metoda daljinskih istraživanja. Jedan od ravnopravnih izvora informacija su i snimke snimljene iz Svemira s umjetnih zemljinih satelita. Postoje primjeri i operacionalizirane metode njihove primjene za rješavanje mnogih problema u šumskom gospodarstvu. Snimke iz Svemira trebaju postati integralni sastavni dio budućeg geografskog informacijskog sustava (GlS-a) Republike Hrvatske. U primjeni satelitskih snimki u znanstvenim istraživanjima i praktičnoj primjeni zaostajemo za svijetom oko dvije dekade. To zaostajanje bi naporom cijele zajednice trebalo što prije nadoknaditi. LITERATURA An on (1987): Ducks Unlimited Wetland Habitat Inventory, EOSAT — Landsat Application Notes, Voi. 2 (2): 4 p. Anon (1988): The Yellowstone Wildfires of 1988, EOSAT — Landsat Data Users Notes, Vol. 3 (3): 8 p. Badhwar, G. D. & R. B. McDonald (1985): Satellite derived leaf aera index and vegetation maps as input to global carbon cycle models — a hierarchical approach. Int. J. Remote Sensing 7 (2): 265—281. Be n e š, T. & M. Križe k (1991): Environmental monitoring in the ČSFR uy means of remote sensing. Prcc. 11th EARL Sei Symposium. Graz: 269. B er es jo, L. (1985): Multitemporal LANDSAT data for detection and mapping of forest damage. Experiences from a test area in Schwarzwald, West Germany. Proc. IUFRO 4.02´6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered Forests. Zuerich: 117—121. Brukner, M., 01 u i ć, M. & S. Tomanić (1992): Geografski i zemljišni informacijski sustav Republike Hrvatske — Metodološka studija. INA INFO. Zagreb: 143 str. Carniero , C. M. R. (1985): Monitoring the modifications in the forest ecosystem of the brasilian Amazon region through remote sensing techniques. Proc. IUFRO 4.02´6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered Forests. Zuerich: 64—69. Chuvieco , E. (1989): Multitemporal Analysis of TM Images: Application to Forest Fire Mapping and Inventory in a Mediteranian Environment, In: Proc. of a Workshop on »Earthnet Pilot Proect on Landsat TM Applications«, Frascati, Italy, 1987: 279—285. Cook, E. A., L. R. Iver sun & R. L. Graham (1989): Estimating forest productivity with Thematic Mapper and bioeeouraphical data. Remote Sens. Environ 28: 131—141. Franklin , J. (1986): Thematic Mapper analysis of coniferous forests structure and composition. Int. J. Remote Sensing 7 (10): 1287—1301. Gimbarzevsky, P., A. F. Dawson &G. A. VanSickle (1992): Assesment of aerial photographs and multispectral scanner imagery for measuring monntain pine beetle damage. Information Report BCX333. Forestry Canada. Pacific Forestrv Centre, Victoria: 31 str. Harne, T. (1991a): Automated forest ecosystem monitoring. Proc 11th EARSeL Symposium. Graz: 256—262. Harne, T. (1991b): Spectral properties of fungi damage and other forest changes in multitemporal Landsat TM data. Proc. 11th EARSeL Svmposium. Graz: 344—345. |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 88 <-- 88 --> PDF |
H e r w i t z, S. R., D. L. Peterson & J. R. Eastman (1990): Thematic Mapper detection of changes in the leaf area of closed canopy pine plantations in central Massachusetts. Remote Sens. Environ. 29: 129—140. Hildebrandt , G. (1987): Toy or Tool — Fernerkundung aus dem Weltraum: Spiel oder Werkzeug fur die Forstwirtschaft? Forstw. Chi. 106 (3): 141—168. Hör ler, D. N. H. & F. J. Ahern (1986): Forestry information content of Thematic Mapper. Int. J. Remote Sensing 7 (3): 405—428. Kadro , A. & S. Kunt z (1985): Ergebnisse computergestuetzer Waldschadenserhebungen mit multispectralen scannerdaten. Proc. IUFRO 4.02 6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered Forests. Zuerich: 179—182. Kal en sky, Z. D. (1991): Overview of FAO Remote Sensing Activities in the Central/ Eastern European Countries, In: Proc. 11th EARSEL Symposium, Graz, Austria, 157—165. Kolejka , J. (1991): Application of remotely sensed data in ecological decision making: Example of the Novomlynske nadrže Reservoirs. Proc. 11th EARSeL Symposium Graz: 225—229. Kušan, V., V. V o n d r a, Z. Kalafadžić, R. B e 1 u š i ć & M. A n a n i ć (1992): GIS — tehnologija koja dolazi, Zbornik sažetaka simpozija »Doprinos znanosti razvoju šumarstva Hrvatske«, Zagreb 1992, 35—36. Ma n dl, P. (1991): The analysis of Landsat TM thermal data. Combination of modelling and Graphical Information System or fthe prediction of surface temperatures of forested areas. Proc. 11th EARSeL Symposium. Graz: 352—353. Ormsby , J. P. & R. S. Lunett a (1987): Whitetail deer food availability maps from Thematic Mapper data. P. E. & R. S. 53 (8): 1081—1085. P o s o, S. (1985): Towards the integrated use of Satellite data for forest inventories: A methodological perspective. Proc. IUFRO 4.02/6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered Forests. Zuerich: 317—319. Sab ins, F. F. (1986): Remote Sensing: Principles and interpretation. W. H. Freeman and Company, New York: 450 str. Schade , J. & N. Dalangi n (1985): The Philippine national inventory. Monitoring forest resources by remote sensing. Proc. IUFRO 4.06/6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered Forest. Zuerich: 105—108. Schardt , M. (1989): Forest Classification with TM Data in the Area of Freiburg, Federal Republic of Germany, In: Proceedings of a Workshop on »Earthnet Pilot Project on LANDSAT TM Applications«, Frascati, Italy, 1987: 251—259. Sparner, M. A., L. L. Pierce, D. L. Peterson & S. W. Running (1990): Remote Sensing of temperate coniferous forest leaf area index. The influence of canopy closure, understory vegetation and background reflectance. Int. J. Remote Sensing 11(1): 95—111. Vogel mann, J. E. & B. N. Rock (1989)? Use of Thematic Mapper data for the detection of forest damage caused by the Pear Thrips. Remote Sens. Environ. 30: 217—225. Wieczorek , J. (1991): Mapping of Windfall damage in. the Hunsrueck plateau (Germany) utilizing LANDSAT TM data. Proc. 11th EARSEL Symposium. Graz: 348—388. Wu, J. K., Q. F. Zen g & W. T. Wan g (1985): Forest inventory using LANDSAT imagery in the Mao-Shan area of China. Int. J. Remote Sensing 6 (12): 1783— —1795. X u, G. Q. (1990): Investigations into Forest Classification using LANDSAT data. Case studies in Central Styria. Joanneum Research. Graz, Austria: 118 str. Possibilites of Obtaining Information about Forests Using Satellite Imagery Summary The use of imagery taken from artificial earth satellites for information gathering has become essential technology in many human activities, especially in 1 lumanagement and monitoring of natural rcsourses, particular in forestry. |
ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 89 <-- 89 --> PDF |
In the article the satellites launched till now for earth exploring, the way of images obtaining and their transfer to the Earth are described. The emphasis was given to the satellites of the series LANDSAT (USA) and SPOT (France), whose imagery was found to be appropriet for vegetation studies, including forestry. The properties of the satellite images, the way of their processing, use and incorporation in GIS are elaborated. The present level of the use of satellite imagery in Croatia is stated and the recomendations for their implementation and use in Croatian forestry are given. Key words : Satellite, Satellite imagery, photointerpretation, GIS. |