Sborník příspěvků 2012 - Katedra hydromeliorací a krajinného ...

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