POLWET – system for new space-based products for wetlands under Ramsar Convention

• Autorzy: Dabrowska-Zielinska K. , Bartold M. , Gurdak R.

Warianty tytułu

PL

POLWET – teledetekcyjny system monitorowania obszarów bagiennych objętych Konwencją Ramsarską w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main objective of the POLWET project is to establish wetlands monitoring system and to create the dedicated EO-based information service as a platform enabling on-line accessibility of the final products to the end-users. The service will be useful for appropriate sustainable wetlands management and conservation, by offering the products such as: land use/land use changes, changes of water surface, floods extent, moisture conditions, biomass development and changes. Within the POLWET project various EO-based products will be generated for the selected wetland areas in Poland included to Ramsar Convention. High and low resolution optical satellite data derived from Landsat mission (1984–2015) and Terra.MODIS (2001–2015) will be applied. Radar images derived from Envisat.ASAR (2003–2011) will be exploited as well. The satellite observations derived from Sentinel mission (2015–2016) will be used to elaborate the latest maps. Data collected by the satellites characterize diversified spatial, temporal and radiometric resolution. The satellite observations allow to elaborate comprehensive information service, performed at a local as well as global level. For each of thirteen Ramsar Convention protected areas in Poland, series of maps presenting vegetation indices and surface temperature will be produced on the basis of satellite observations. The maps of vegetation indices enable spatiotemporal analysis of vegetation condition and support on monitoring of environmental hazards. The maps of surface roughness and soil moisture will be elaborated on the basis of archival and actual Sentinel-1 radar images. The relationship between backscatter σ0 and vegetation parameters will be established for each of the wetland land cover class. The canopy height model will be developed from radar images as well. Within the research the methodology on change detection using Landsat time-series covering period 1987–2014 was developed. The results on land cover changes over Narew valley were firstly verified analyzing the maps derived from Narew National Park headquarters. Next the results on changes were validated using the numerical data derived from the CORINE Land Cover database. The accuracy of properly detected changes over Narew National Park has been achieved at 86.3%. The project POLWET, funded by European Space Agency ESA is in the stream of researches where multitemporal and high-resolution satellite data Landsat and Sentinel are exploited in order to monitor global land cover changes. The information system built within the project of Ramsar wetland sites in Poland, will support future GlobWetland III project, which is international initiative aimed to build information service for two hundred wetland areas covered in the Mediterranean Basin.

PL

Projekt POLWET ma na celu zbudowanie serwisu wspomagającego zarządzanie obszarami przyrody chronionej objętymi Konwencją Ramsarską w Polsce. W ramach projektu jest opracowywany system monitorowania mokradeł wraz z dedykowaną platformą, oferującą szeroką gamę modułów tematycznych. Pierwszą grupę tematyczną stanowią moduły z mapami pokrycia terenu i jego zmian, zbiorowisk roślinnych, wód powierzchniowych oraz wiosennych podtopień. Drugą grupę stanowią moduły z szeregami map prezentujących czasowo-przestrzenny rozkład wybranych wskaźników i parametrów charakteryzujących kondycję roślinności oraz warunki atmosferyczne. Do opracowania map tematycznych zostaną wykorzystane wieloletnie zobrazowania optyczne z satelitów Landsat (1984–2015), Terra.MODIS (2001–2015) oraz radarowe z satelity Envisat.ASAR (2003–2011). Najnowsze opracowania będą przygotowywane na podstawie danych satelitarnych pochodzących z misji Sentinel (2015–2016), należących do Programu Obserwacji Ziemi COPERNICUS. Dane te charakteryzują się zróżnicowaną rozdzielczością przestrzenną, czasową i radiometryczną. Pozwalają one na opracowanie kompleksowego serwisu informacji, zarówno na poziomie lokalnym jak i krajowym. Dla każdego z trzynastu obszarów ochrony przyrody, wpisanych na listę Konwencji Ramsar zostały przygotowane serie map wskaźników roślinnych i temperaturowych opracowanych na podstawie obserwacji satelitarnych. Mapy wskaźników umożliwiają czasowo-przestrzenną analizę kondycji roślinności oraz dają wsparcie w zdalnym monitorowaniu zagrożeń środowiskowych. Na podstawie archiwalnych zobrazowań radarowych i aktualnych zdjęć satelitarnych Sentinel-1 zostaną opracowane mapy wilgotności gleby i jej zmian, a także szorstkości podłoża charakteryzujące wysokość i strukturę zbiorowisk roślinnych. W wyniku realizacji dotychczasowych prac została opracowana metodyka detekcji zmian pokrycia terenu na podstawie szeregów czasowych Landsat. W oparciu o dane numeryczne, udostępnione przez Narwiański Park Narodowy, weryfikowano wyniki śledzenia zmian w pokryciu terenu w latach 1987–2011. Następnie na podstawie CORINE Land Cover zostały zweryfikowane wyniki zmian. Dokładność rozpoznanych zmian osiągnięto na poziomie 86.3%. Niniejszy projekt POLWET, finansowany przez Europejską Agencję Kosmiczną ESA, wchodzi w nurt badań stosowanych wykorzystujących możliwości wieloczasowych, wysokorozdzielczych zdjęć satelitarnych Landsat i Sentinel do monitorowania zmian pokrycia powierzchni Ziemi. Może stanowić wsparcie do lokalnych działań dotyczących ochrony i zarządzania obszarami mokradeł. Jak również może wesprzeć GlobWetland, międzynarodowe przedsięwzięcie, w ramach którego jest przygotowywany serwis informacji dla 200 obszarów mokradeł zlokalizowanych w basenie Morza Śródziemnego.

Słowa kluczowe

EN

environmental monitoring; Ramsar Convention; satellite image; wetland

PL

monitoring środowiska; obraz satelitarny; obszar bagienny; Konwencja Ramsarska

• Wydawca: Instytut Geodezji i Kartografii
• Czasopismo: Geoinformation Issues
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 8, no. 1(8)
• Strony: 25--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Dabrowska-Zielinska K.

• Institute of Geodesy and Cartography, 27 Modzelewskiego St., 02-679, Warsaw, Poland, Tel.: [phone], Fax: [phone]

autor

Bartold M.

• Institute of Geodesy and Cartography, 27 Modzelewskiego St., 02-679, Warsaw, Poland, Tel.: [phone], Fax: [phone]

autor

Gurdak R.

• Institute of Geodesy and Cartography, 27 Modzelewskiego St., 02-679, Warsaw, Poland, Tel.: [phone], Fax: [phone]

Bibliografia

• [1] Atmospheric / Topographic Correction for Satellite Imagery. ATCOR-2/3 User Guide, Version 9.0.2, March 2016.
• [2] Bochenek Z., Turlej K., (2010): Application of object-oriented method for classification of VHR satellite images using rule-based approach and texture measures, Geoinformation Issues, Vol. 2, No 1(2), pp.19–26.
• [3] Bochenek Z., Shrestha S., Malek I., (2014): Hybrid approach for mapping wetland habitats based on application of VHR satellite images, Geoinformation Issues Vol. 5, No 1(5), pp. 21–28.
• [4] Dabrowska-Zielinska K., Budzynska M., Kowalik W., Malek I., Turlej K., (2010): Characterizing status of selected ecosystems using optical and microwave remote sensing data, Proceedings of ESA Living Planet Symposium, 28 June – 2 July 2010, Bergen, Norway.
• [5] Dabrowska-Zielinska, K., Budzynska M., Tomaszewska M., Bartold M., Turlej K., (2012): ENVISAT. MERIS spectral bands and ENVISAT ASAR – discussion on applications of Sentinel 1 and 2 for agriculture in Poland, Geophysical Research Abstracts, Vol. 14, EGU General Assembly 2012, Wien.
• [6] Dabrowska-Zielinska K., Budzynska M., Malek I., Tomaszewska M., Ziolkowski D., Gatkowska M., Napiorkowska M., (2013): Modelling of Vegetation Parameters from Microwave data, 5th TerraSAR-X / 4th TanDEM-X Science Team Meeting, 10-14 June 2013, German Aerospace Center (DLR).
• [7] Dabrowska-Zielinska K., Budzynska M., Tomaszewska M., Bartold M., Gatkowska M., Malek I., Turlej K., Napiorkowska M., (2014): MonitoringWetlands Ecosystems Using ALOS PALSAR (L-Band, HV) Supplemented by Optical Data: A Case Study of Biebrza Wetlands in Northeast Poland, Remote Sensing: Special Issue “Remote Sensing of Peatlands”, Vol. 6, No 2, pp. 1605–1633, doi:10.3390/rs6021605.
• [8] Dabrowska-Zielinska K., Budzynska M., Tomaszewska M., Malinska A., Gatkowska M., Bartold M., Malek I., (2016): Assessment of Carbon Flux and Soil Moisture in Wetlands Applying Sentinel-1 Data, Remote Sensing 2016, Vol. 8, No 9, pp. 1–22, doi:10.3390/rs8090756.
• [9] Turner R.K., van den Bergh J.C.J.M., Söderqvist T., Barendregt A., van der Straaten J., Maltby E., van Ierland E.C., (2000): Ecological-economic analysis of wetlands: scientific integration for management and policy, Ecological Economics, Vol. 35, No 1, pp. 7–23, doi: 10.1016/S0921-8009(00)00164-6.
• [10] Ziolkowski D., Turlej K., Bochenek Z., (2013): Indicators of landscape diversity derived from remote sensing based land cover maps – spatial and thematic aspects, Ecological Questions, Vol. 17, pp. 113–129, doi:10.2478/ecoq-2013-0021.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).