SbornÃk pÅÃspÄvkÅ¯ 2012 - Katedra hydromelioracÃ a krajinnÃ©ho ...

More documents

Recommendations

Info

Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství, FSv ČVUT v PrazeVODA A KRAJINA 2012v infračervené oblasti klesá a voda se zde chová téměř jako absolutně černé těleso (pohlcuje veškerédopadající záření) [6], čehož se využívá při mapování vodních ploch.Obecně nízká reflektance čisté vody s rostoucím obsahem různých látek a příměsí obsažených vevodě roste. Opticky aktivní látky obsažené ve vodním sloupci a jejich typické absorpční a rozptylovévlastnosti tak dávají charakteristický tvar křivce reflektance, která je zaznamenatelná pomocí senzorů svysokým spektrálním rozlišením. Toho se pak využívá při hledání algoritmů pro odhad množství látekve vodě z reflektance.Metoda měření reflektance vodní hladiny (R) pomocí DPZ byla jako nepřímý ukazatel kvalityvody dosud používána převážně v oceánském prostředí. V těchto vodách oligotrofního charakteru jeinterpretace dat relativně snadná. Výsledný tvar reflektanční křivky je dán převážně přítomnostífytoplanktonu a produkty jeho degradace, proto i odhad koncentrace chlorofylu jako míry množstvífytoplanktonu z reflektance je relativně jednoduchý. Používá se jednoduchý algoritmus založený napoměru vlnových délek v modré a zelené části elektromagnetického spektra, tzv. blue-green ratio(R 440 /R 550 ) [7]. U vnitrozemských produktivních a turbidních vod obecně, kam patří i vody v ČR, jsoukvalita vody a tím i její spektrální vlastnosti, proměnlivé. Z toho důvodu výše zmíněný jednoduchýalgoritmus nelze použít. Tyto vody, kromě fytoplanktonu, obsahují i další opticky aktivní látky (např.minerální a organické nerozpuštěné látky), které modifikují výslednou reflektanci a ztěžují jejíinterpretaci.2 ZÁJMOVÉ ÚZEMÍZájmové území (Obr. 1) se nachází na území CHKO Třeboňska a jeho nejbližším okolí (48°48´-49°11´ N, 14°38´-15°00´ E). Stejně jako celá Česká republika, je Třeboňsko charakteristické velkýmvýskytem vodních ploch, které jsou z velké části tvořeny umělými nádržemi a rybníky. Tyto vody jsoupřevážně využívány k produkčním či rekreačním účelům, či jako zásobárny pitné vody. Znamená totedy, že na poměrně malém území je vysoká koncentrace vodních ploch, jejichž trofický stav sepohybuje mezi oligotrofním až eutrofním či hypertrofním charakterem.Obr. 1 Zájmové území – Třeboňsko290
Katedra hydromeliorací a krajinného inženýrství, FSv ČVUT v PrazeVODA A KRAJINA 20123 DATA A METODYNa vybraných lokalitách byla měřena hyperspektrální reflektance z vodní hladiny v malýchturbidních eutrofních rybnících a oligotrofních – mezotrofních zatopených pískovnách.3.1.1 Přístrojové vybaveníSpektrální odrazivost vody (reflektance) byla měřena dvěma typy přístrojů.Měření přímo v terénu na vybraných vodních plochách byla provedena pomocí dvoukanálovéhospektrometru AvaSpec. S využitím speciálního plováku nesoucího 2 optická vlákna byla zaznamenanázároveň odrazivost z vodní hladiny (L w ) a celkové množství dopadajícího slunečního záření (L ref ).Výsledná reflektance byla vypočtena jako poměr mezi intenzitou záření odraženého z hladinya intenzitou referenčního spektra dopadajícího slunečního záření pro dané spektrum vlnových délek– Lw/Lref [8].S využitím leteckého hyperspektrálního senzoru AISA Eagle (Spectral Imaging Ltd., Finsko) bylatéměř v jeden časový okamžik získána reflektance celé zájmové oblasti. Oblast byla nasnímána v 6letových liniích při rychlosti 50 m/s a výšce letu 1850 m. Proces získání výsledné reflektance jev případě leteckého snímkování složitější. Vyžaduje podpůrné pozemní měření pro kalibracinaměřených dat a tzv. pre-processing procedury (atmosférické, geometrické a radiometrické korekce).Technickou specifikaci obou typů přístrojů uvádí Tabulka 1. Lokality měřené přímo v terénu iletové linie snímané z letadla uvádí Obrázek 1.Senzor Spektrometr AvaSpec-2048-2 AISA EagleVýrobce Avantes, Nizozemsko Spectral Imaging Ltd., FinskoSpecifikaceDvoukanálový spektrometrterénní/laboratorníLetecký hyperspektrální senzor AISAEagle; 244 spektrálních pásemSpektrální rozsah 200–1100 nm 400–970 nmSpektrální rozlišení lepší než 1 nm 2,3 nmDetektor CCD (2048 pixelů) CCDIntegrační čas 1,11 ms – 10 minut nastavitelnýSignál/šum 200:1 350:1 – 1400:1Tab. 1 Přístrojové vybavení k zaznamenání hyperspektrální reflektace z vodní hladiny3.1.2 Chemická analýza vodySouběžně se spektrálními měřeními reflektance byl proveden také odběr vzorků vody prolaboratorní analýzy. Vzorky vody byly odebírány do 2l polyethylenových lahví a během 4 hodin bylydopraveny do laboratoře k analýzám. Koncentrace chlorofylu-a byla odhadnuta spektrofotometrickypři 664 nm po extrakci ve směsi 90% acetonu:metanolu [9]. Koncentrace celkových nerozpuštěnýchlátek byla získána jako suchá hmotnost sestonu zachyceného na zvážených Whatman GF/C filtrecha vysušených do konstantní hmotnosti při teplotě 60°C.3.1.3 Matematické vztahy pro výpočet kvalitativních parametrů kvality vodyV testovacím období byly vybrány nejlepší algoritmy pro odhad množství látek ve vodáchTřeboňska. Testováno bylo celkem 25 algoritmů dostupných z literatury, které se nejčastěji používajík odhadu látek ve vnitrozemských vodách.Odhad parametru z hyperspektrální reflektance se provádí na základě korelačních vztahů meziparametry naměřené reflektance hyperspektrálním senzorem a laboratorně zjištěnými koncentracemilátek (chl-a, TSS) ve vodách [10]. Nejlepších výsledků bylo dosaženo při použití mocninného modeluzávislosti, a to jak pro odhad koncentrace chlorofylu, tak pro odhad koncentrace celkovýchnerozpuštěných látek. Pro odhad množství chlorofylu přinesl nejlepší výsledky algoritmus založený napoměru reflektancí v 714 a 650 nm. Odhad množství TSS ve vodách je založen na algoritmuvyužívajícím hodnoty reflektance v blízké infračervené oblasti 806 nm.291
Page 3:
SBORNÍK PŘÍSPĚVKŮ KONFERENCE V
Page 6 and 7:
Katedra hydromeliorací a krajinné
Page 8 and 9:
Page 10 and 11:
=>=>Katedra hydromeliorací a kraji
Page 12 and 13:
Page 14 and 15:
Page 16 and 17:
Page 18 and 19:
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Page 24 and 25:
Page 26 and 27:
Page 28 and 29:
Page 30 and 31:
Page 32 and 33:
Page 34 and 35:
Page 36 and 37:
Page 38 and 39:
Page 40 and 41:
Page 42 and 43:
Page 44 and 45:
Page 46 and 47:
Page 48 and 49:
Page 50 and 51:
Page 52 and 53:
Page 54 and 55:
Page 56 and 57:
Page 58 and 59:
Page 60 and 61:
Page 62 and 63:
Page 64 and 65:
Page 66 and 67:
Page 68 and 69:
Page 70 and 71:
Page 72 and 73:
Page 74 and 75:
Page 76 and 77:
Page 78 and 79:
Page 80 and 81:
Page 82 and 83:
Page 84 and 85:
Page 86 and 87:
Page 88 and 89:
Page 90 and 91:
Page 92 and 93:
Page 94 and 95:
Page 96 and 97:
Page 98 and 99:
Page 100 and 101:
Page 102 and 103:
Page 104 and 105:
Page 106 and 107:
Page 108 and 109:
Page 110 and 111:
Page 112 and 113:
Page 114 and 115:
Page 116 and 117:
Page 118 and 119:
Page 120 and 121:
Page 122 and 123:
Page 124 and 125:
Page 126 and 127:
Page 128 and 129:
Page 130 and 131:
Page 132 and 133:
Page 134 and 135:
Page 136 and 137:
Page 138 and 139:
Page 140 and 141:
Page 142 and 143:
Page 144 and 145:
Page 146 and 147:
Page 148 and 149:
Page 150 and 151:
Page 152 and 153:
Page 154 and 155:
Page 156 and 157:
Page 158 and 159:
Page 160 and 161:
Page 162 and 163:
Page 164 and 165:
Page 166 and 167:
Page 168 and 169:
Page 170 and 171:
Page 172 and 173:
Page 174 and 175:
Page 176 and 177:
Page 178 and 179:
Page 180 and 181:
Page 182 and 183:
Page 184 and 185:
Page 186 and 187:
Page 188 and 189:
Page 190 and 191:
Page 192 and 193:
Page 194 and 195:
Page 196 and 197:
Page 198 and 199:
Page 200 and 201:
Page 202 and 203:
Page 204 and 205:
Page 206 and 207:
Page 208 and 209:
Page 210 and 211:
Page 212 and 213:
Page 214 and 215:
Page 216 and 217:
Page 218 and 219:
W [cm]I.II.III.IV.V.VI.VII.VIII.IX.
Page 220 and 221:
W [cm]W [cm]I.I.II.II.III.III.IV.IV
Page 222 and 223:
Page 224 and 225:
Page 226 and 227:
Page 228 and 229:
Page 230 and 231:
Page 232 and 233:
Page 234 and 235:
Page 236 and 237:
Page 238 and 239:
Page 240 and 241:
Page 242 and 243: Katedra hydromeliorací a krajinné
Page 309: ISBN 978-80-01-05107-8
show all

SbornÃ­k pÅÃ­spÄvkÅ¯ 2012 - Katedra hydromelioracÃ­ a krajinnÃ©ho ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

SbornÃk pÅÃspÄvkÅ¯ 2012 - Katedra hydromelioracÃ a krajinnÃ©ho ...