Monitoring przyrodniczy Bagien Biebrzańskich z zastosowaniem teledetekcji

• Autorzy: Budzyńska M. , Dąbrowska-Zielińska K. , Turlej K. , Małek I. , Bartold M.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of the Biebrza wetlands using remote sensing methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wobec wzrastającego zagrożenia naturalnego środowiska ekosystemu Bagien Biebrzańskich oraz konieczności jego ochrony dużego znaczenia nabiera monitoring przyrodniczy aktualnego stanu pokrycia roślinnego oraz uwilgotnienia terenu. Metody teledetekcji są w takim przypadku bardziej dokładne i szybsze od metod polowych, pozwalają rozpoznać oraz określić aktualną strukturę przestrzenną roślinności i wyznaczyć granice jej poszczególnych elementów, jak również oszacować uwilgotnienie danego siedliska. Współczesna technika satelitarna umożliwia prowadzenie kompleksowych badań jednocześnie na dużych obszarach, często trudno dostępnych. Wykorzystuje się informacje pozyskiwane w różnych zakresach widma elektromagnetycznego i w różnym czasie. Autorzy proponują wykorzystanie zdjęć pozyskiwanych przez satelity środowiskowe, pracujące w widmie optycznym i mikrofalowym. Zdjęcia zarejestrowane w widmie optycznym wykorzystano do klasyfikacji zbiorowisk roślinnych, obliczenia wskaźników roślinnych oraz gęstości strumieni ciepła. Zdjęcianzarejestrowane w zakresie mikrofalowym wykorzystano do obliczenia wskaźnika LAI (ang. "Leaf Area Index") i wilgotności gleby. Algorytmy szacowania różnych parametrów biofizycznych opracowane na podstawie danych naziemnych i satelitarnych dla poszczególnych zbiorowisk roślinnych, występujących na obszarze Bagien Biebrzańskich, pozwalają na wykonywanie map tematycznych tych siedlisk z dużą rozdzielczością czasową i przestrzenną. Porównywanie kolejnych sekwencji czasowych takich map umożliwia monitoring przyrodniczy ekosystemu bagiennego, wychwycenie zmian ilościowych i jakościowych oraz ich kierunku. Z uwagi na dynamizm siedlisk bagiennych i ich różnorodności biologicznej informacje te mogą być wykorzystane w planowaniu działań, zmierzających do ochrony tego ekosystemu przed degradacją.

EN

This study was carried out in the Biebrza Valley, a NATURA 2000 and Ramsar Convention site situated in Northeast Poland. This paper presents monitoring and mapping of various soil-vegetation variables using optical and microwave satellite data. Satellite data used in the study included: ENVISAT ASAR and MERIS; ALOS PALSAR, AVNIR-2, and PRISM; NOAA.AVHRR; Terra ASTER and MODIS; Landsat ETM+. Optical images were used for classification of wetland communities and calculation of vegetation indices. Latent Heat Flux (LE) was estimated from NOAA. AVHRR and meteorological data and soil moisture index was calculated as the ratio of Sensible Heat Flux (H) to LE. Parallel to satellite observations the soil-vegetation variables were measured at the test site. Data from optical and microwave satellite images and soil-vegetation field measurements were analysed to develop methods for the Leaf Area Index (LAI), biomass, and soil moisture assessment over wetlands. Monitoring and mapping of various soil-vegetation variables is very important part of better management and protection of wetland areas. Presented results allow for monitoring and mapping soilvegetation parameters of wetlands and their changes over time. The methodology developed is suitable for applications in the system of wetland monitoring in Europe. The studied areas can be perceived as a reference for other wetlands.

Słowa kluczowe

PL

bilans cieplny; biomasa; ewapotranspiracja; LAI; teledetekcja; wilgotność gleby

EN

biomass; evapotranspiration; heat budget equation; LAI; remote sensing; soil moisture

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 11, z. 3
• Strony: 39--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Budzyńska M.

autor

Dąbrowska-Zielińska K.

autor

Turlej K.

autor

Małek I.

autor

Bartold M.

• Instytut Geodezji i Kartografii w Warszawie, ul. Modzelewskiego 27, 02-679 Warszawa; tel. [phone],

Bibliografia

• BANASZUK H, SZUNIEWICZ J., BIENIEK B., CHRZANOWSKI S., JAROS H. 2000. Plan ochrony. Operat: Ochrona zasobów i walorów przyrody nieożywionej i gleb. Maszynopis. BNP.
• BARTOSZUK H. 2005. Zbiorowiska roślinne Biebrzańskiego Parku Narodowego. W: Przyroda Biebrzańskiego Parku Narodowego. Pr. zbior. Red. A. Dyrcz, C. Werpachowski. Osowiec Twierdza. BPN s. 133-148.
• DĄBROWSKA-ZIELIŃSKA K. 1995. Szacowanie ewapotranspiracji, wilgotności gleb i masy zielonej łąk na podstawie zdjęć satelitarnych NOAA. Prace Geograficzne IGiPZ PAN. Nr 165 ss. 82.
• DĄBROWSKA-ZIELIŃSKA K., GRUSZCZYŃSKA M., STANKIEWICZ K., HOŚCIŁO A. 2002. Dane satelitarne pozyskiwane w widmie optycznym i mikrofalowym jako źródło informacji o bilansie wodnym dla basenu rzeki Biebrzy. W: Fotogrametria i teledetekcja w społeczeństwie informacyjnym. Materiały Ogólnopolskiego Sympozjum Naukowego. Białobrzegi k/W-wy. Warszawa. PW Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. Vol. 12a s. 85-95.
• DABROWSKA-ZIELINSKA K., BUDZYNSKA M., LEWINSKI St., HOŚCIŁO A., BOJANOWSKI J. 2009a. Application of remote and in situ information to the management of wetlands in Poland. Journal of Environmental Management. No. 90 s. 2261-2269.
• DABROWSKA-ZIELINSKA K., BUDZYNSKA M, KOWALIK W., MALEK I., TURLEJ K., BOCHENEK Z. 2009b. Soil moisture and evapotranspiration of wetlands vegetation habitats retrieved from satellite images. W: Earth observation and water cycle science, towards a water cycle Multi-mission Observation Strategy. Proc. ESA Conference. Frascati (Rome), Italy. ESA SP-674, January 2010. P7 s. 1-8.
• DABROWSKA-ZIELINSKA K., BUDZYNSKA M., KOWALIK W., MALEK I., TURLEJ K. 2010. Characterizing status of selected ecosystems using optical and microwave remote sensing data. Proc. ESA Living Planet Symposium. Bergen, Norway. ESA SP-686, December 2010. Wetlands s. 1-8
• DEMBEK W., OŚWIT J., RYCHARSKI M. 2005. Torfowiska i torfy w Pradolinie Biebrzy. W: Przyroda Biebrzańskiego Parku Narodowego. Pr. zbior. Red. A. Dyrcz, C. Werpachowski. Osowiec Twierdza. BPN s. 33-58.
• GRUSZCZYNSKA M., DABROWSKA-ZIELINSKA K. 1998. Application of microwave images from European Remote Sensing Satellites (ERS-1/2) for soil moisture estimates. Journal of Water and Land Development. No. 2 s. 7-18.
• GRUSZCZYNSKA M. 1999. Historia i wykorzystanie zdjęć radarowych. Fotointerpretacja w Geografii. Problemy Telegeoinformacji. Nr 29 s. 23-33.
• GUS 2008. Wynikowy szacunek produkcji głównych ziemiopłodów rolnych i ogrodniczych. Informacja sygnalna. Warszawa ss. 31.
• GUS 2009. Wynikowy szacunek produkcji głównych ziemiopłodów rolnych i ogrodniczych. Informacja sygnalna. Warszawa ss. 32.
• KAUFMAN Y.J., TANRE D. 1992. Atmospherically resistant vegetation index (ARVI) for EOS-MODIS. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. Vol. 30 no. 2 s. 261-270.
• LIU H.Q., HUETE A.R. 1995. A feedback based modification of the NDVI to minimize canopy background and atmospheric noise. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. Vol. 33 ss. 457-465.
• MATUSZKIEWICZ A. 1990. Biebrzański Park Krajobrazowy. Atlas. Osowiec Twierdza. BPN.
• OKRUSZKO H., SZUNIEWICZ J., KAMIŃSKI J., CHRZANOWSKI S. 1996. Charakterystyka środowiska oraz zakres potrzeb jego renaturyzacji w Basenie Środkowym Biebrzy. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 432 s. 9-32.
• OŚWIT J. 1991. Łąkowe zbiorowiska roślinne Bagien Biebrzańskich na tle warunków siedliskowych. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych. Z. 372 s. 297-333.
• TUCKER C.J., SELLERS P.J. 1981. Satellite remote sensing of primary productivity. International Journal of Remote Sensing. Vol. 7 s. 1395-1416.
• ULABY F.T. 1982. Radar signatures of terrain: Useful monitors of renewable resources. Proc. of the IEEE. Vol. 70 no. 12 s. 1410-1428.
• ULABY F.T. 1998. SAR biophysical retrievals: lesson learned and challenges to overcome. Proc. of Second International Workshop on Retrieval of Bio- and Geo-Physical Parameters from SAR Data for Land Applications. ESTEC. Norwijk, The Netherlands s. 19-25.