Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane metody teledetekcji satelitarnej w monitoringu środowiska terenów górniczych

Przeździecki K., Zawadzki J.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 1 (13)

11--24

PL

Monitoring i ochrona środowiska na terenach górniczych jest złożonym zadaniem obejmującym specyficzne aspekty, będące konsekwencją działalności związanej z wydobywaniem surowców mineralnych. Degradacja środowiska różni się na terenach w których wydobywa się węgiel kamienny od degradacji występującej przy wydobywaniu węgla brunatnego metodą odkrywkową. Do głównych problemów należą m.in. osiadanie terenu, zagrożenie pożarowe na zwałowiskach odpadów powęglowych, zmiany wilgotności gleby, przekształcenie użytkowania terenu oraz złożona degradacja środowiska powodowana powyższymi czynnikami. Monitoring i badanie wyżej wymienionych aspektów środowiska terenów górniczych, szczególnie na dużych obszarach, przy użyciu metod terenowych jest trudne, czasochłonne oraz wymaga dużych nakładów finansowych. Zastosowanie systematycznych badań zdalnych, w szczególności teledetekcji satelitarnej, uzupełniających lub niekiedy wręcz praktycznie eliminujących badania terenowe pomaga uzyskać znaczne oszczędności. Niewątpliwym atutem badań zdalnych jest możliwość uzyskania informacji praktycznie w tym samym czasie na dużym obszarze, co zapewnia spójność czasową pomiarów. Jest to bardzo istotne z punktu widzenia zjawisk wykazujących dużą zmienność w czasie i w przestrzeni (np. wilgotność gleby). W przypadku niektórych procesów, które nie wykazują dużej dynamiki, lub gdy ich analiza wymaga oceny stanu początkowego, możliwa jest analiza historyczna w oparciu o dane satelitarne sięgająca wiele lat wstecz. Badania zdalne są również dogodnym narzędziem w planowaniu, nadzorowaniu rekultywacji oraz monitoringu terenów zdegradowanych.

EN

Environmental protection and monitoring in mining areas is a complex issue which includes a variety of aspects, as a consequence of complicated activities related to the mining of mineral resources. A degradation of environment is different depending on areas where hard coal is mined and where lignite is mined in open cast mines. Among others, related main environmental problems are: subsidence, fire hazard on heaps of coal wastes, soil moisture changes, land use changes and complex environmental degradation caused by one or more of the above-mentioned factors. Investigating and monitoring of those aspects of environment in the mining areas, especially over the vast areas, using field methods, is difficult, time consuming and expensive. Systematic using of remote sensing methods, especially based on satellite data, as supplementary or even as primary methods instead of field measurements can save a lot of money. An undoubted advantage of remote sensing is acquiring of information at virtually the same time, which ensures consistency of time of the measurements. It is very important in monitoring of phenomena with high time variability (such as soil moisture). Another advantage is possibility to analyze initial state of environment using historical data for many years ago. Remote sensing methods are also convenient tools for planning, supervising and monitoring the rehabilitation of degraded areas.

2

Wstępne wyniki klasyfikacji siedlisk łąkowych pod względem odwodnienia w rejonie kopalni węgla brunatnego Bełchatów przy użyciu statystyk strefowych oraz danych satelitarnych

Przeździecki K., Zawadzki J., Miatkowski Z.

Roczniki Geomatyki

|

2016

|

T. 14, z. 4(74)

521--529

PL

Wydobycie surowców mineralnych metodami odkrywkowymi niesie za sobą konieczność odwadniania złóż mineralnych. Na skutek działania systemu odwadniającego na dużym obszarze powstaje lej depresji wód podziemnych, który ujemnie oddziałuje na środowisko. Na skutek obniżenia zwierciadła wód podziemnych w środowisku zachodzą często nieodwracalne zmiany. Sytuacja ta jest szczególnie widoczna w przypadku siedlisk hydrogenicznych, które ze swojej natury są zależne od wody. Zasięg leja depresji wyznaczony za pomocą pomiarów w studniach piezometrycznych nie zawsze daje informacje na temat jego faktycznego oddziaływania na zbiorowiska roślinne. Dzieje się tak ponieważ wiele zależy od głębokości ukorzenienia roślin. W pracy autorzy przedstawią metodykę klasyfikacji terenów łąkowych pod względem odwodnienia oraz uzyskane przy jej zastosowaniu wstępne wyniki z obszaru Kotliny Szczercowskiej znajdującej się pod wpływem systemu odwadniającego kopalni węgla brunatnego PGE GiEK S.A. O/KWB Bełchatów. Analizy zostały wykonane na podstawie zdjęć misji Landsat (5TM, 7ETM oraz 8 OLI/TIRS). Do najważniejszych etapów opisywanej metodyki należy zaliczyć tzw. metodę trójkąta pozwalającą na wyznaczenie wskaźnika TVDI (ang. Temperature-Vegetation Dryness Index) oraz zastosowanie statystyk strefowych. Jako źródło danych o pokryciu terenu wykorzystano bazę Corine Land Cover 2006. Wyniki uzyskane za pomocą metodyki teledetekcyjnej zostały porównane z danymi o zasięgu oddziaływania leja depresji otrzymanymi z pomiarów naziemnych przez specjalistów z Kujawsko-Pomorskiego Ośrodka Badawczego Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego w Falentach. Wyniki są obiecujące i dobrze dopasowują się do przebiegu zasięgu oddziaływania leja depresji. Umożliwia to stosowanie opisywanej metodyki do systematycznej klasyfikacji siedlisk łąkowych badanego terenu, przy niewielkich nakładach finansowych.

EN

Mineral extraction in open-cast mines entails the necessity of dewatering mineral deposits. As a result of operations of a drainage system over a large area a depression cone of groundwater is formed which adversely affects the environment. Lowering of the groundwater table results in environmental changes which frequently could be irreversible. This situation is particularly evident in the case of hydrogenic habitats which by their nature are dependent on water. The range of the depression cone determined by measuring in piezometric wells does not always provide information on its actual impact on plant communities. This is caused by the high influence of the rooting depth of plants. The authors present a methodology for the classification of grassland areas in terms of moisture conditions and obtained preliminary results from the Szczercowska Valley influenced by the drainage system of the lignite mine GiEK PGE SA O / KWB Bełchatów. The analysis were made on the basis of Landsat 7 ETM+ images. The most important part of the described methods is the, so-called, triangle method which is used to calculate TVDI (ang. Temperature-dryness Vegetation Index) and zonal statistics. Corine Land Cover 2006 data was used as a source of land cover data. The results obtained by means of remote sensing methods were compared with the data describing the range of the influence of the depression cone obtained from field measurements performed by experts from the Kujawsko-Pomorskie Research Centre of the Institute of Technology and Life Sciences in Falenty. The results are promising and they coincide with the impact range of the depression cone established by field measurements. This allows to use the described methodology for systematic and inexpensive classification of grassland habitats in the studied area.

3

Uzyskiwanie bezpłatnych danych z serwisu pogodowego www.ogimet.com

Przeździecki K, Zawadzki J., Sikorski W.

Roczniki Geomatyki

|

2014

|

T. 12, z. 3(65)

317--325

PL

W artykule autorzy zaprezentowali metodę pobierania, dekodowania oraz konwersji informacji meteorologicznych z raportów SYNOP. Praca pokazuje możliwość bezpłatnego zdobycia danych oraz ich przetworzenia do wybranego formatu, tak aby możliwe były dalsze analizy przestrzenne na zbiorze danych. Omawianą metodę zademonstrowano na przykładzie estymacji temperatury powietrza na wysokości pomiarowej 2m na terenie Polski. Dane zostały pozyskane z serwisu pogodowego www.OGIMET.com. Dekodowanie raportów SYNOP oraz konwersja została wykonana autorskim skryptem, natomiast do reprezentacji przestrzennej danych oraz ich analizy zostały wykorzystane bezpłatne programy SAGA GIS oraz Quantum GIS.

EN

In the paper, authors present a method for downloading, decoding and converting meteorological information from SYNOP reports. The paper shows the possibility of free acquisition of data and their processing to the convenient format, in order to enable further analysis of the spatial data set. Described method is demonstrated on the example of estimation of air temperature on 2m in Poland. The data were obtained from weather service www.OGIMET.com. The authors developed script for decoding and conversion of SYNOP reports. Visualization of spatial data and their analysis were performed in open-source programs SAGA GIS and Quantum GIS.

4

Zastosowanie wybranych metod teledetekcyjnych w monitoringu i inżynierii środowiska

Przeździecki K., Zawadzki J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2014

|

z. 68

5--18

PL

Współczesne metody teledetekcyjne, w szczególności oparte o dane satelitarne, pozwalają na realizację badań środowiska na skalę praktycznie niemożliwą do uzyskania w przypadku badań terenowych. Ponadto obserwacje zdalne pozwalają na jakościową i ilościową ocenę obserwowanych parametrów z wysoką rozdzielczością przestrzenną i czasową na dużych obszarach. Kolejnym atutem jest możliwość uzyskania informacji praktycznie w tym samym czasie dla dużego obszaru co zapewnia spójność czasowa pomiarów. Jest to bardzo istotne z punktu widzenia pewnych zjawisk wykazujących dużą zmienność w czasie i w przestrzeni (np. wilgotność gleby). W przypadku niektórych procesów, które nie wykazują dużej dynamiki lub ich analiza wymaga oceny stanu początkowego, możliwa jest analiza historyczna do nawet około 20 lat wstecz. Teledetekcja i systemy informacji przestrzennej powinny stanowić, i często stanowią nieodzowne narzędzia w wizualizacji, planowaniu i prowadzeniu badań szeroko pojętego środowiska.

EN

During the last few decades, there has been a quantum leap in information technologies. This also applies to remote sensing research. There has been a significant improvement in the availability of data and commercial and open source software packages for spatial analysis. The paper briefly presents several methods of land observations using remote sensing which could be useful for the purposes of environmental engineering research. Visualization of cases, vegetation condition analysis, soil moisture observations and monitoring of changes on the surface are only a few possible applications. Remote sensing methods, in particular those based on satellite data, allow for the implementation of a research scale virtually impossible to carry out in field studies and in-situ measurements. Moreover, remote research allows a qualitative and quantitative as of the observed parameters with much greater spatial and temporal resolutions (especially for large areas). The authors put a lot of emphasis on showing potential benefits of using remote sensing in environmental engineering issues.

5

Obserwacje zróżnicowania przestrzennego warunków wodnych trwałych użytków zielonych w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni w regionie oddziaływania kopalni odkrywkowej węgla brunatnego

Miatkowski Z., Przeździecki K, Zawadzki J.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 4(61)

59--66

PL

W publikacji autorzy opisują problematykę związaną ze zdalnymi obserwacjami wilgotności gleby przy użyciu zobrazowań satelitarnych w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni. Obszarem badań jest teren Kotliny Szczercowskiej, w rejonie której znajduje się Kopalnia Węgla Brunatnego Bełchatów. Obszar jest interesujący zarówno z punktu widzenia dynamiki zmian wilgotności gleby powodowanej odwodnieniem terenu i wywoływanej przez to presji antropogenicznej Obrazowanie w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni pozwala na monitorowanie stanu pokrywy roślinnej, zasobu wody zawartej w roślinności, jak również wilgotności gleby. W pracy wykorzystany został wskaźnik TVDI (z. ang. temperaturę vegetation-dryness index) otrzymywany przy użyciu metody trójkąta na podstawie danych Landsat 7 ETM+. Otrzymane wyniki są zgodne z oczekiwaniami i potwierdzają zasadność wykorzystywania metody trójkąta w analizach wilgotności gleby oraz jej potencjał do określenia zmian zasięgu leja depresji w wieloleciu.

EN

In this paper, the authors describe problems associated with remote sensing of soil moisture using satellite imagery in visible and infrared bands. The area of research is Szczercowska Valley in where Belchatow brown coal mine is located. Research area is particularly interesting in terms of the dynamics of soil moisture changes caused by deep and extensive terrain drainage. This gives the opportunity to compare the results and to achieve potential profit through the integration of results from both methods. Imaging in the visible and infrared bands allows to monitor the condition of vegetation cover, water contained in vegetation and soil moisture. In this paper, the authors decided to use Temperature Vegetation Dryness Index obtained using triangle method based on Landsat 7 ETM+ data. The results are consistent with expectations and confirm rationality of using triangle method in soil moisture changes monitoring and its potential to identify changes in depression cone area in a multi-year period.

6

Delimitacja lasów za pomocą zdjęć satelitarnych MODIS i MERIS na przykładzie Bolimowskiego Parku Krajobrazowego i Puszczy Kozienickiej

Przeździecki K., Szymankiewicz K., Zawadzki J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2013

|

z. 66

5--20

PL

W pracy podjęto trudny temat związany z delimitacją ekosystemów leśnych na trzy kategorie: las iglasty, mieszany i liściasty przy wykorzystaniu optycznych zdjęć satelitarnych (MODIS/TERRA i MERIS/ENVISAT) o średniej rozdzielczości przestrzennej (odpowiednio 300 m i 1000 m). Głównym celem pracy było opracowanie szybkiej i niedrogiej metody pozwalającej na rozróżnienie na wybranych obszarach trzech rodzajów lasów - iglastych, liściastych i mieszanych na podstawie zmian sezonowych wybranych wskaźników roślinności umożliwiających wykonywanie delimitacji z częstotliwością roczną. W niniejszej pracy zdecydowano się na wykorzystanie sezonowych zmian wybranych wskaźników roślinności (między innymi NDVI, FAPAR, LAI) poprzez wyznaczenie tzw. wskaźników ilorazowych, będących ilorazami wskaźników roślinności z kwietnia i lipca. Wyznaczono przedziały wartości wybranych wskaźników ilorazowych dla lasów iglastych, liściastych i mieszanych w drzewostanach naturalnych. Jak wskazują wyniki analiz, granice przedziałów wskaźników opracowane w powyższej pracy mogą być zastosowane do efektywnej delimitacji rodzaju lasów na podstawie zdjęć satelitarnych. Metoda została zweryfikowana na terenie Bolimowskiego Parku Krajobrazowego oraz Puszczy Kozienickiej poprzez porównanie wyników delimitacji rodzaju lasu na terenie obu parków z rozkładem przestrzennym rodzaju lasu otrzymanym na podstawie bazy danych Corine Land Cover 2000.

EN

Annual monitoring of changes in a forest requires appropriate inventory of the forest ecosystem in terms of wood resource estimation forest condition impact of anthropological stress on forests etc. High resolution remote sensing data are precise, yet expensive, and difficult for frequent monitoring of large areas. Therefore, medium and low resolution methods for creating forest ecosystem classifications, on the basis of vegetation indexes derived from satellite observations, are indispensable. The paper presents a method of annual, large-scale classification of the forest type (coniferous, deciduous, and mixed) using medium and low resolution remote sensing images in forest ecosystems. The proposed method is based on vegetation indexes (NDVI, LAI, FAPAR, LAIxCab), calculated from MODIS and MERIS satellite data. The idea is to collect and watch seasonal changes in a particular ecosystem for a few years and to gain annual records of typical vegetation cycle for each type of forests in the scope. This work employed satellite data from MERIS, MODIS since the beginning through the end of a vegetation season, each year in order to gain a base for evaluating anomalies of changes, under systematical processing. The base is initiated for the years 2007-2010, with resolution of 300-1000 m, and essential vegetation indexes provided with statistical measures for selected national parks in Poland and compared to the Bolimowski Park and Kozienicki Forest. Temporal measures of changes are created by the ratio of particular indexes determined for selected persistent reference clusters characterized by the ratio of a temporal index value normalized to its typical value achieved in July, that is in the middle of a vegetation season. Each type of a forest ecosystem has its own specific dynamics of development, thus it enables recognition of the type by comparing temporal changes of the ratio of indexes. Results were firstly supported by clustering from the CLC (Corine Land Cover) database, developed for the entire European Union, and then evaluated in temporal measures from MERIS (resolution 300 m) and MODIS (resolution 1000 m). Low resolution data from these sources provided quite good updates of the CLC clustering, which is fixed and updated only for periods of about 5-10 years. The CLC data base was helpful for initiating the work, but then it turned out not necessary because real measures are originated by seasonal changes from MODIS and MERIS. The conclusion is that medium and low resolution data are very useful for supporting essential annual inventory in forests.

7

Wykorzystanie bazy danych GLDAS i narzędzi Open Source w badaniach wilgotności gleby

Kędzior M., Przeździecki K, Zawadzki J.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 3

67--76

PL

GLDAS (ang. Global Land Data Assimilation System) jest globalną bazą danych, udostępniającą swoje zasoby publicznie i bez konieczności ponoszenia dodatkowych opłat przez użytkownika. GLDAS dostarcza informacji przydatnych w wielkoobszarowych badaniach gleby – zmienne przechowywane w bazie opisują między innymi temperaturę gleby, wskaźnik opadu atmosferycznego, ciśnienie atmosferyczne, ewapotranspirację, spływ powierzchniowy oraz wilgotność gleby na kilku poziomach głębokości. W celu uzyskania najwyższej jakości informacji, dane są modelowane przy użyciu zarówno wyników obserwacji satelitarnych, jak i wyników pomiarów naziemnych. W celu wiernego odwzorowania rzeźby terenu i jej wpływu na uzyskiwane wyniki, podczas modelowania korzysta się z jednego z czterech wybieranych numerycznych modeli terenu. Baza opisuje obszar mieszczący się w szerokościach geograficznych od -60° do 90° i długościach geograficznych od -180° do 180°, uwzględniając cały obszar UE (co jest istotne z punktu widzenia implementacji dyrektywy INSPIRE), zapewniając jednocześnie rozdzielczość przestrzenną co najmniej 1. stopnia geograficznego. Artykuł przedstawia w systematyczny i szczegółowy sposób możliwości wykonywania kompleksowych analiz w oparciu o dane GLDAS i narzędzia typu Open-Source. W szczególności zostały przedstawione możliwości wykonania analiz zdalnych, umożliwiających przeprowadzanie złożonych obliczeń na dużych zbiorach danych bezpośrednio na serwerze oraz został opisany sposób komunikacji z serwerem GDS (ang. Grads Dods Server) przy użyciu protokołu DODS na przykładzie badań wilgotności gleb.

EN

GLDAS (Global Land Data Assimilation System) is a global-range database, which resources are available to the public free of charge. GLDAS provides relevant information useful in large-area soil research - variables stored in the database describe inter alia soil temperature, precipitation rate, atmospheric pressure, evapotranspiration, surface runoff and soil moisture on several deep levels. In order to obtain the highest quality information, the data are modelled with the use of both satellite and ground- based measurements. In order to use reliable terrain model and for predicting its impact on the obtained results, GLDAS uses one of the four Digital Elevation Models. The database provides data for latitudes from -60 ° to 90 ° and longitudes from -180 ° to 180 °, taking into account the whole of the EU (which is important for the implementation of INSPIRE Directive), while providing a spatial resolution of at least 1 geographical degree. The paper presents in a systematic and detailed manner the ability to execute a comprehensive analysis based on GLDAS data and open source tools. In particular, the feasibility of remote analysis are presented, allowing to carry out complex calculations on large data sets directly on the server and are described as communication with the server GDS using the DODS protocol on soil moisture parameters as examples.