Sborník příspěvků 2012 - Katedra hydromeliorací a krajinného ...

Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství, FSv ČVUT v PrazeVODA A KRAJINA 2012SPEKTRÁLNÍ REFLEKTANCE A KVALITA VODY TŘEBOŇSKÝCH RYBNIČNÍCHSOUSTAVSPECTRAL REFLECTANCE AND WATER QUALITY OF WATERBODIES IN TŘEBOŇ BASINHana Vinciková 1AbstractWater quality assessment is important both for the various appropriate authorities responsible forwater quality monitorg, and for scientific purposes as the source data in many environmental studies.The study is focused on water surface reflectance measurement by means of remote sensing. At firstthe reflectance, as an indirect indicator of water quality, was measured in marine waters and later thismethod was used for monitoring of large inland water bodies. In the Czech Republic conditionsknowledge about usage and evaluation of water surface reflectance is missing, especially due toamount of small turbid water bodies and water matrix compexity. Water surface reflactance wasmeasured in small turbid eutrophic fishponds and mesotrophic sandpits in the Třeboň basin. Thestudied water bodies differ in spectral response, reflecting the extent of their eutrophication. Variousalgorithms were selected and tested. These algorithms allow estimating content of suspended solidsand phytoplankton amount (expressed as chlorophyll-a concentration) on the basis of reflectancevalues.KeywordsHyperspectral reflectance, Water quality, turbid waters, Remote Sensing1 ÚVOD DO PROBLEMATIKYVyužívání dálkového průzkumu Země (DPZ) pro nejrůznější ekologické aplikace má v Česku i vesvětě poměrně dlouhou tradici. U nás se využívá především v otázkách hodnocení krajiny, zpravidla khodnocení strukturálních charakteristik krajiny, jako jsou tvar a distribuce jednotlivých typůkrajinného krytu, případně pro odhad množství celkové biomasy [1]. Díky tomu, že lze měřeníperiodicky opakovat, lze kromě vyhodnocování aktuálního stavu sledovat i změny, které v zájmovýchoblastech nastaly v čase. Metodami DPZ lze hodnotit nejenom strukturu krajiny, ale také funkčníaspekty, tedy ty projevy krajiny, které jsou dané jejím biofyzikálním stavem a přeměnou slunečníenergie na povrchu [2]. V hydrologii byly v našich podmínkách zjišťovány možnosti využití DPZzejména při monitorování povodní [3]. Doposud však dálkový průzkum Země nebyl využit prosledování kvality vody v malých vodních nádržích v podmínkách České republiky.1.1 Spektrální odrazivost vody (reflektance)Spektrální odrazivost či reflektance je klíčovou charakteristikou používanou v DPZ k identifikaciobjektů, které odráží světlo. Prakticky všechna distanční měření ve viditelné části spektra mohou býtpřevedena na reflektanci, která je standardní optickou vlastností související se složením látek apovrchů, od kterých se dopadající světlo odráží [4],[5]. Definována je reflektance jako poměr intenzityzáření odraženého a záření dopadajícího na určité vlnové délce. Každý objekt na zemském povrchudopadající světlo různým způsobem absorbuje nebo odráží a díky tomu mají objekty specifický tvarspektrální křivky, tzv. spektrální signaturu. Tohoto jevu se využívá při výběru vlnové délky, ve kteréje vhodné data o zájmovém objektu získávat [6].Spektrální signatura vody se od jiných povrchů výrazně liší. Oproti jiným povrchům vykazujereflektance vody výrazně nižší hodnoty. Maximální odrazivost vody je ve viditelné části spektra,1 Hana Vinciková, Ing., Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, Katedra krajinnéhomanagementu/Laboratoř aplikované ekologie, Studentská 13, 370 05 České Budějovice.hanavincikova@seznam.cz.289