Soil moisture content (SMC) is an important element of the environment, influencing water availability for plants and atmospheric parameters, and its monitoring is important for predicting floods or droughts and for weather and climate modeling. Optical methods for measuring soil moisture use spectral reflection analysis in the 350-2500 nm range. Remote sensing is considered to be an effective tool for monitoring soil parameters over large areas and to be more cost effective than in situ measurements. The aim of this study was to assess the SMC of bare soil on the basis of hyperspectral data from the ASD FieldSpec 4 Hi-Res field spectrometer by determining remote sensing indices and visualization based on multispectral data obtained from UAVs. Remote sensing measurements were validated on the basis of field humidity measurements with the HH2 Moisture Meter and ML3 ThetaProbe Soil Moisture Sensor. A strong correlation between terrestrial and remote sensing data was observed for 7 out of 11 selected indexes and the determination coefficient R2 values ranged from 67%-87%. The best results were obtained for the NINSON index, with determination coefficient values of 87%, NSMI index (83.5%) and NINSOL (81.7%). We conclude that both hyperspectral and multispectral remote sensing data of bare soil moisture are valuable, providing good temporal and spatial resolution of soil moisture distribution in local areas, which is important for monitoring and forecasting local changes in climate.
PL
Zawartość wody w glebie (SMC) jest ważnym elementem środowiska wpływającym na dostępność wody dla roślin, parametry atmosferyczne, a jej monitorowanie jest istotne w prognostyce powodzi lub susz a także modelowaniu pogody i klimatu. Optyczne metody pomiaru wilgotności gleby wykorzystują analizę odbicia spektralnego w zakresie od 350 do 2500 nm. Uważa się, że teledetekcja jest skutecznym narzędziem monitorowania parametrów gleby na dużych obszarach i jest bardziej opłacalna w porównaniu z pomiarami in situ. Celem pracy jest ocena SMC gleby niepokrytej/skąpo pokrytej roślinnością na podstawie danych hiperspektralnych ze spektrometru polowego ASD FieldSpec 4 Hi-Res poprzez wyznaczenie wskaźników teledetekcji i wizualizacji na podstawie danych wielospektralnych uzyskanych z UAV. Pomiary teledetekcyjne zostały zweryfikowane na podstawie pomiarów wilgotności w terenie za pomocą miernika wilgotności HH2 z sondą Thete Probe ML3. Silną korelację między danymi naziemnymi i teledetekcyjnymi zaobserwowano dla 7 z 11 wybranych wskaźników, a wartości współczynników determinacji R2 wahały się w granicach 67%-87%. Najlepsze wyniki uzyskano dla indeksu NINSON o wartościach współczynników determinacji 87% a także dla indeksu NSMI 83,5% i NINSOL 81,7%. Dane z teledetekcji hiper- i multispektralnej dotyczące wilgotności niepokrytej/skąpo pokrytej roślinnością gleby mają wielką wartość, ponieważ zapewniają dobrą czasową i przestrzenną rozdzielczość rozkładu wilgotności gleby na obszarach lokalnych co jest istotne dla monitoringu i prognozowania lokalnych zmian klimatu.
The paper presents research on the near real-time atmospheric sounding system. The main objective of the research was the development and testing of the weather sounding system based on a weather balloon. The system contains a redundant system of radiosondes, a lifting platform containing weather balloon and a holding system as well as ground station. Several tests of the system were performed in August and September 2019. Altitude, reliability, resistance to weather conditions and data convergence were tested. During tests, new procedures for such missions were developed. The final test was performed for the ILR-33 Amber Rocket as a part of pre-launch procedures. The test was successful and allowed to use acquired atmospheric data for further processing. Several post-tests conclusions were drawn. The altitude of sounding by a weather balloon depends mostly on weather conditions, the amount of gas pumped and the weight of a payload. The launching place and experience of the crew play an important role in the final success of the mission, as well.
PL
W artykule przedstawiono badania nad systemem sondowania atmosferyczny w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Głównym celem badania było stworzenie oraz testowanie systemu sondowania atmosfery opartego o balony meteorologiczne. W skład systemu wchodzi redundantny system radiosond, platforma nośna zawierająca balon meteorologiczny i system mocujący, a także stacja naziemna. W sierpniu i wrześniu 2019 r. przeprowadzono kilka testów systemu. Badano wysokość, niezawodność, odporność na warunki atmosferyczne i zbieżność danych z innymi źródłami. Podczas testów opracowano nowe procedury dla misji tego typu. Końcowy test został przeprowadzony dla rakiety ILR-33 Bursztyn w ramach procedur przedstartowych. Test zakończył się sukcesem i umożliwił wykorzystanie pozyskanych danych atmosferycznych do dalszego przetworzenia. Wyciągnięto kilka wniosków po testowych. Wysokość sondowania osiągana przez balon meteorologiczny zależy głównie od warunków pogodowych, ilości wtłoczonego gazu i masy ładunku użytkowego. Miejsce startu i doświadczenie załogi odgrywają również ważną rolę w końcowym sukcesie misji.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.