Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Possibility of power generation control in small hydro installations for a period of several days

Baczyński D., Kosiński K.

Polityka Energetyczna

|

2018

|

T. 21, z. 4

65--85

EN

The article discusses the importance of small hydro power plants in the Polish power system and defines the legal conditions for the operation of small hydro power plants. The phenomena occurring in the hydrological system of small hydro power plants and their impact on the natural environment were analyzed. An analysis of phenomena occurring in the hydrological system and the activity of small hydro power plants that are operating on the Radunia River helped us identify relations between different types of power plants working in cascades and possibilities of power generation control in period of several days. The above-mentioned analysis has been used in the development of a mathematical model of a hydroelectric plant and cascades of hydroelectric plants. The numerical simulations carried out concerned both the self-operating power plant and a cascade of two identical objects of this type. There is a possibility for small hydro power plant to run as a base load power plant and during periods of high demand as well (peak demand or unexpected loss of generation in the power system). A single hydroelectric power plant can deal with varying peak load demands while adding a second stage increase those abilities. A cascade of reservoir hydropower plants has a much greater ability to store energy and give it back in time. In addition, the existence of a second power plant equipped with a surge reservoir allows for a significant reduction in the amplitude of flows in the river below the cascade, which will reduce the negative impact of the cascade on the environment.

PL

W artykule omówiono znaczenie elektrowni wodnych w systemie elektroenergetycznym Polski oraz określono uwarunkowania prawne dotyczące funkcjonowania małych elektrowni wodnych w systemie elektroenergetycznym. Przeanalizowano zjawiska zachodzące w układzie hydrologicznym małych elektrowni wodnych oraz ich wpływ na środowisko naturalne. Na podstawie analizy funkcjonowania grupy małych elektrowni wodnych działających na rzece Raduni, charakteryzujących się różnymi rozwiązaniami technicznymi, dokonano identyfikacji zależności między różnymi rodzajami elektrowni pracujących w kaskadzie. Wyżej wymienione analizy zostały wykorzystane przy opracowaniu modelu matematycznego testowej elektrowni wodnej oraz testowej kaskady elektrowni wodnych. Przeprowadzone symulacje numeryczne dotyczyły zarówno samodzielnie działającej siłowni, jak i kaskady złożonej z dwóch identycznych obiektów tego typu. Stwierdzono, że w zależności od przyjętego planu pracy siłowni możliwe jest wykorzystanie jej jako elektrowni pracującej zarówno w podstawie, jak i w szczycie obciążenia systemu elektroenergetycznego. Ponadto nawet pojedyncza elektrownia posiada stosunkowo duże możliwości reagowania na zmiany zachodzące w systemie – zarówno te dotyczące wzrostu obciążenia, jak i spadku mocy oddawanej przez sąsiednie elektrownie. Możliwości te znacznie wzrastają w przypadku zbudowania na danym cieku kolejnej siłowni. Kaskada zbiornikowych elektrowni wodnych ma dużo większą zdolność do magazynowania energii i oddawania jej w odpowiednim czasie. Dodatkowo istnienie drugiej elektrowni wyposażonej w zbiornik wyrównawczy pozwala na znaczne zmniejszenie amplitudy przepływów w rzece poniżej kaskady, co zredukuje negatywny wpływ kaskady na środowisko.

2

Effects of thawing methods on the physicochemical properties of freezer stored broiler chicken breast muscles

Augustyńska-Prejsnar A., Ormian M., Sokołowicz Z., Kosiński K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2018

|

T. 23, nr 2

62--68

EN

The aim of the paper was to evaluate the influence of thawing methods on the physicochemical properties of freezer stored breast muscles of broiler chickens. The microwave thawing method was compared with traditional methods of thawing meat in atmospheric air and water conditions. The research material consisted of breast muscles obtained directly after slaughtering of 35-day old Ross 308 broiler chickens, subjected to freezing at -20ºC and stored frozen for 5 weeks. The samples were thawed until the temperature in the centre of the meat reached to 4º±1ºC. The quality of breast muscles before and after the freezing process was assessed. In the assessment of the physicochemical properties of raw breast muscles (thawing loss, pH, colour, shear force and chemical composition) and after cooking (weight loss, colour, shear force and chemical composition) were taken into consideration. It was demonstrated that the thawing of broiler chicken breast muscles using microwave methods had positive impacts on the volume of thaw leakage, as well as the ash content of raw meat that had been subjected to thermal treatment. Breast muscles thawed by microwave methods was, compared with other commonly applied thawing methods, characterized by more intensive red colour (a*) saturation, a situation comparable to meat colouration prior to its freezing. A higher cutting force (less brittleness) was, compared to that thawed in atmospheric air and water, characteristic of breast meat thawed using microwave methods. The study demonstrated that the brittleness of frozen breast meat and subjected to thermal treatment retained a trend similar to that of raw meat.

PL

Celem pracy była ocena wpływu metod rozmrażania na cechy fizykochemiczne przechowywanych zamrażalniczo mięśni piersiowych kurcząt brojlerów. Porównano mikrofalową metodę rozmrażania mięśni piersiowych z tradycyjnymi metodami rozmrażania w warunkach powietrza atmosferycznego i wody. Surowiec do badań stanowiły mięśnie piersiowe pozyskane od 35-dniowych kurcząt brojlerów Ross 308, poddane zamrażaniu w temperaturze -20ºC i przechowywane w warunkach zamrażalniczych przez 5 tygodni. Próbki rozmrażano do temperatury wewnątrz mięśnia 4ºC±1ºC. Oceniono jakość mięśni piersiowych przed i po procesie zamrażania. W ocenie parametrów fizykochemicznych surowych mięśni piersiowych uwzględniono (wyciek rozmrażalniczy, pH, barwę, siłę cięcia, skład chemiczny), po obróbce termicznej (wydajność produktu, barwę, siłę cięcia, skład chemiczny). Wykazano, że zastosowanie mikrofalowej metody rozmrażania mięśni piersiowych kurcząt brojlerów korzystnie wpłynęło na wielkość wycieku rozmrażalniczego i zawartość popiołu w mięśniach piersiowych surowych i poddanych obróbce termicznej. Mięśnie piersiowe rozmrażane metodą mikrofalową w porównaniu do powszechnie stosowanych metod rozmrażania charakteryzowały się wyższym stopniem wysycenia barwy czerwonej (a*), który był porównywalny do barwy mięśni piersiowych przed procesem mrożenia. Wyższą siłą cięcia (gorszą kruchością) cechowały się mięśnie piersiowe rozmrażane metodą mikrofalową w porównaniu do mięśni piersiowych rozmrażanych w powietrzu i w wodzie. Wykazano, że kruchość mięśni piersiowych rozmrażanych i poddanych obróbce termicznej zachowała podobną tendencję, jak w przypadku mięśni surowych.

3

The IOERT IntraLine accelerator : the development, current state, and future plans

Adrich P., Hanke R., Kulczycka E., Kosiński K., Meglicki B., Misiarz A., Pławski E., Staszczak M., Swat K., Syntfeld-Każuch A., Wójtowicz M., Wysocka-Rabin A.

Nukleonika

|

2016

|

Vol. 61, No. 1

3--9

EN

Intraoperative electron radiation therapy (IOERT) is a cancer treatment method that combines oncologic surgery with electron beam radiotherapy. This method can reduce the duration of entire tumor treatment and increase its effectiveness. Moreover, shortening the treatment time signifi cantly reduces the cost and accessibility of the therapy. As a result of interdisciplinary research, an innovative accelerator for IOERT, the IntraLine, was developed. In the course of this work, four patent applications were fi led. Today, the work is half way through. In the near future, the device will be optimized. New mechanical design solutions will be developed. Mechanical optimization will signifi cantly reduce the weight of the device. Accelerators control system, which today is in the demo phase, will also be signifi cantly upgraded. This paper describes the stages of the IntraLine accelerator development, its current state and plans for the future R&D work, within the scope of our new Intra-Dose project.

4

Ocena możliwości identyfikacji łąk produkcyjnych i ekologicznych z wykorzystaniem pojedynczego zdjęcia satelity Landsat

Kosiński K., Hoffmann-Niedek A., Kozłowska T.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 1

71-82

PL

W artykule przedstawiono możliwości identyfikacji produkcyjnych i ekologicznych siedlisk łąkowych na pojedynczym zdjęciu Landsat ETM+. Analizowano niezależnie dwa zdjęcia, pozyskane 10 września 1999 i 1 maja 2001 r. Podjęto próbę rozróżnienia siedlisk na podstawie par charakterystyk: kanałów spektralnych (ETM 3, 4, 5), kanału panchromatycznego (ETM8) i wskaźników różnicowych (NDVI - wskaźnik różnicowy obliczony z kanałów ETM4 i ETM3; ND(3,5) - wskaźnik różnicowy obliczony z kanałów ETM5 i ETM3), uzyskanych niezależnie z dwóch zdjęć. Z kategorią siedliskową związane są trzy pary charakterystyk obliczonych dla początku maja: ETM3 i NDVI, ETM4 i ETM5, jak również NDVI i ND(3,5). Jednak błędy klasyfikacji okazały się zbyt duże. Na zdjęciu wrześniowym nie stwierdzono różnic pomiędzy siedliskami w żadnej z par charakterystyk. Nie wyklucza to możliwości klasyfikacji siedlisk w trybie analizy wieloczynnikowej.

EN

The paper presents possibilities of identification of productive and ecological meadows on a single Landsat ETM+ image. Two images acquired on 10 September 1999 and 1 May 2001 were analyzed independently. Attempt was undertaken to distinguish habitats based on the following pairs of characteristics: spectral channels (ETM 3, 4, 5), panchromatic channel (ETM8) and differential indexes (NDVI, ND(3,5)) obtained from each of the images separately. Three pairs of characteristics are correlated with the habitat category obtained at the beginning of May: ETM3 vs NDVI, ETM4 vs ETM5 and NDVI vs ND(3.5). However, classification errors were far too high. In the image obtained in September, there were no differences between the habitats in any pair of characteristics. However, the possibility of classification of habitats in the multivariate analysis mode is still not excluded.

5

Żużel z pieca elektrycznego huty miedzi głogów jako materiał do konstrukcji osłon przed promieniowaniem jonizującym

Gambal P., Adrich P., Starowicz A., Kosiński K., Milczarek J.J., Matijczak P., Wronka S., Wysocka-Rabin A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 7

447-454

PL

W artykule określono mikrostrukturę i właściwości blach ze stopów ołowiu PbSblSnO,2AsO,3Se i PbCaO,lAISnO,5Ag. Blacha ze stopu antymonowego posiada praktycznie dwufazową budowę. W przybliżeniu jednofazową strukturę ma natomiast drugi stop - wapniowy. Blachy są częściowo zrekrystalizowane. Taśmy z obydwu stopów posiadają zbliżone własności mechaniczne i technologiczne. Korzystniejsze zestawienie tych własności wydaje się mieć taśma ze stopu wapniowego. Taka charakterystyka dwóch odmiennych stopów sprzyja hybrydowej budowie akumulatorów. Badane stopy poddano testowi odporności na utlenienie w wysokiej temperaturze 550 [stopni]C podczas długotrwałej ekspozycji, bez zabezpieczenia lustra kąpieli oraz z zastosowaniem topnika. Stopień utlenienia stopu wapniowego jest wielokrotnie większy od stopu antymonowego. Ochronne działanie topnika na kąpiel powoduje znaczne zmniejszenie stopnia utlenienia każdego badanego stopu (od 10 do ponad 20 razy w zależności od czasu ekspozycji). Ustalono dominujący wpływ dodatków stopowych na stopień utlenienia danej kąpieli stopowej i tym samym ogólny uzysk ołowiu w procesie wytwarzania akumulatorów.

EN

In this work attenuation of ionizing radiation by samples of waste slag from electric furnace of the GtOGOW Copper Smelter was measured. Three types of radiation were used in the study: 6 MV X-rays generated by a linear electron accelerator, thermal neutrons and y radiation from nuclear reactor. The objective of the study was to assess the potential of the waste slag as a material for construction of shields against ionizing radiation. For the 6 MV X-rays the waste slag was found to attenuate the radiation slightly better than barite concrete and substantially better than regular concrete. The waste slag attenuates reactor gamma radiation (of effective energy close to 0.9 MeV) a little bit better than lead. In terms of attenuation of thermal neutrons the waste slag is about 2.5 times less efficient than cadmium and 4.6 times more efficient than lead. The results can be understood in view of metal and calcium rich composition of the slag (i.e., 8.7% Fe, 0.7% Pb, 0.66 % Cu, 20.7 % CaO) and its relatively high density (p = 3.289 g/cm3). The measured attenuations combined with mechanical durability of the material and economical considerations suggest that the waste slag of GtOGOW Copper Smelter has a very high potential of application as a construction material for shields against ionizing radiation.

6

Próba rozpoznania ekologicznych i produkcyjnych siedlisk łąkowych na podstawie sezonowej zmienności charakterystyk spektralnych i tekstury zarejestrowanych na zdjęciach satelitów Landsat

Kosiński K., Hoffmann-Niedek A., Kozłowska T.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 2

37-43

PL

Walory ekologiczne użytków zielonych zależą w znacznej mierze od ich uwilgotnienia (Kozłowska, 2005). Do rozpoznawania uwilgotnienia siedlisk w teledetekcji użytków zielonych wykorzystuje się różnice tonalne (Witek, Ochalska, 1968). W analizach wilgotnościowych obok zakresu widzialnego wykorzystuje się bliską i średnią podczerwień (Klaus et al., 2012; Remm, 2004). Podejmowane są próby zastosowania wskaźnika NDVI do szacowania biomasy (Kozłowska i in., 2000) oraz badania uwilgotnienia i jego zmian (Kozłowska et al., 2004, Miatkowski i in., 2006; Kosiński, Hoffmann-Niedek, 2008; Martinez, Ramil, Chuvieco, 2010). Wykorzystuje się cechy strukturalne obrazu, rozpatrywane na różnych poziomach rozdzielczości przestrzennej (Osinski, 2003; Schellberg et al., 2008). W monitoringu satelitarnym użytków zielonych z rozróżnieniem różnych form wilgotnościowych wykorzystuje się wieloczasowe dane spektralne (Debinski, Jakubauskas, Kindscher, 2000; Wang, Tenhunen, 2004). Dużą wagę przywiązuje się do terminów kwietniowych i majowych (przed pierwszym pokosem) oraz wrześniowych, po trzecim pokosie (Kozłowska, Rogowski, 1991, Weiers et al., 2004; Miatkowski i in., 2006; Kosiński, Hoffmann-Nie dek, 2008). Do rozpoznawania użytków zielonych wykorzystuje się również zobrazowania dwuczasowe zarejestrowane w odstępie wieloletnim (Kosiński, Hoffmann-Niedek, 2008). Na dwóch zdjęciach wykonanych w czternastoletnim odstępie w tej samej porze roku (początek maja), wzmocnionych spektralnie (NDVI), temporalnie (ilorazowy wskaźnik zmian NDVI) i przestrzennie (wskaźnik struktury pasowej obliczany z zastosowaniem zespołu filtrów kierunkowych), wydzielono siedliska produkcyjne i nieprodukcyjne (ekologiczne). Zastosowanie wskaźnika struktury pasowej pozwoliło oddzielić grądy zubożałe suche od spontanicznych samozadarnień poornych na siedliskach żyźniejszych i korzystniej uwilgotnionych. Celem niniejszej pracy jest analiza znaczenia zmienności sezonowej cech spektralnych i strukturalnych w identyfikacji siedlisk łąkowych. Podjęto próbę odpowiedzi na pytanie: jak wielu charakterystyk trzeba użyć, aby możliwe było wydzielenie podstawowych kategorii siedliskowych. Hipoteza robocza. Zmienność sezonowa jednej charakterystyki na zobrazowaniach satelitów serii Landsat pozwala odróżnić siedliska produkcyjne od ekologicznych. Problem. Wybór metody filtracji kierunkowej do obliczenia wskaźnika struktury pasowej: filtracja czterokierunkowa (Kosiński, Kozłowska, 2003; Kozłowska i in., 2004; Acharyya, Kundu, 2001), filtracja dwunastokierunkowa (Kosiński, 2007). Z uwagi na większą rozdzielczość kątową filtracji dwunastokierunkowej postawiono pomocniczą hipotezę, w myśl której ta właśnie filtracja powinna dać lepsze efekty od filtracji czterokierunkowej.

EN

The aim of this research was to verify the significance of spectral and textural seasonal changes for distinguishing. grassland habitats. The two main groups of habitats were studied according to water conditions: ecological and productive grasslands. The two Landsat ETM+ images were used, acquired in May 1 and September 10th Seasonal changes of spectral (ETM3,4,5) and panchromatic (ETM8) bands were calculated as well as, normalized differential indexes (NDVI and ND(5,3) = (ETM5 - ETM3)/(ETM5 + ETM3), textural indexes, obtained by multidirectional filtering (four directional (SSI4) and twelve-directional (SSI12) strip structure indexes. The ETM4 band proved to be the only characteristic statistically significant for distinguishing grassland habitats. Seasonal changes in ETM4 band allow to distinguish ecological grasslands with full producer accuracy. However, due to low user accuracy (30%) terrain verification or further classification is needed using additional characteristics.

7

Rozpoznawanie ekologicznych użytków zielonych na zdjęciach Landsat ETM+

Kosiński K., Hoffmann-Niedek A., Kozłowska T.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

155--163

PL

Celem pracy jest weryfikacja składowych barwnych mapy satelitarnej przeznaczonej do interpretacji wizualnej z rozróżnieniem użytków zielonych ekologicznych i produkcyjnych. Wykorzystano zdjęcia satelity Landsat wykonane w dwóch terminach: 2011-05-01 i 1999-09-10. Wartość identyfikacyjną kanałów spektralnych ETM4, ETM5 oraz kanału panchromatycznego ETM8 oceniano metodą półautomatycznej klasyfikacji obiektowej. Do próby statystycznie reprezentatywnej dla dwóch mezoregionów (Kotliny Szczercowskiej i Równiny Piotrkowskiej) zastosowano test χ2 w modyfikacji Yates’a. Potwierdzono znaczenie wartości kanału ETM4 pozyskanych z dwóch zdjęć wykonanych w różnych porach roku w interpretacji użytków zielonych ekologicznych i produkcyjnych. Jednak z uwagi na wysoki poziom błędów konieczne jest wykorzystanie wielu cech interpretacyjnych lub weryfikacji terenowej obiektów rozpoznanych jako ekologiczne. Wzmocnienie dwuczasowej kompozycji kanałów ETM4 i ETM5 wartościami kanału ETM8 nie wpływa na możliwość rozpoznania użytków zielonych ekologicznych na podstawie cech barwnych obrazu.

EN

The aim of the work is to verify color components of the satellite maps intended for distinguishing of ecological and production grassland due visual interpretation. Landsat images have been carried out in two dates: 2011-05-01 and 1999-09-10. Semi-automated object classification was performed on the training and test samples using spectral bands ETM4 and ETM5, and panchromatic ETM8. Different pairs of bands were analyzed separately. Test sample were statistically representative for fragments of the two geographical regions: Szczercowska Basin and Piotrkowska Plain. Yates's chi-squared test was applied. Confirmed the importance of the channel ETM4 registered in the two times of the year in the distinction of ecological and production grassland. However, due to a high level of error it is necessary to use more classification cues and/or terrain verification of field sites identified as ecological. Bitemporal composition of ETM4 and ETM5 bands enhanced with ETM8 band does not affect the ability to identify ecological grasslands by colour cues.

8

Critical resources software and control modeling with finite automata

Schreyer B., Kosiński K.

Theoretical and Applied Informatics

|

2010

|

Vol. 22, No. 3

155-163

EN

There are analogies between modeling the transportation systems with critical resources (CR) and a critical section (CS) problem in operating systems. This article is developing this analogy in the direction of using the finite automata. The article analyses Peterson’s algorithm [4], [5] and Lamport’s algorithm [2] using deterministic finite automata (DFA) as well as it takes into consideration the problem of modeling traffic with binary semaphore using nondeterministic finite automata (NFA). Introduction of finite automata makes traffic control modeling much clearer on programming side and brings hardware application closer to such control.

PL

Problem poruszany w artykule dotyczy modelowania ruchu w systemie transportowym ze środkami krytycznymi (CR). Jest oparta na analogii z podobnym problemem sekcji krytycznej (CS) w systemach operacyjnych. Niniejszy artykuł jest rozwinięciem tej idei w naturalnym kierunku uogólnienia tj. z zastosowaniem automatów skończonych. Artykuł analizuje algorytm Petersona oraz algorytm Lamporta przy użyciu deterministycznych automatów skończonych, jak również problem modelowania ruchu przy pomocy semaforu binarnego przy użyciu niedeterministycznych automatów skończonych. Wprowadzenie automatów skończonych czyni modelowanie sterowania ruchem na drodze programowej bardziej przejrzystym jak również przybliża zastosowanie hardwaru do tego sterowania. W artykule dokonano analizy trzech algorytmów krytycznej sekcji w systemach operacyjnych w zastosowaniu do sterowania jednostkami transportowymi w kontroli przyznawania środków krytycznych. W analizie zastosowano skończone automaty deterministyczne oraz niedeterministyczne. Jak wynika z tej analizy, wszystkie trzy warunki (1) poprawnej kontroli JT zostały spełnione. Jednocześnie automaty skończone pozwoliły na zwarte i przejrzyste modelowanie problemu CR w systemach transportowych.

9

Znaczenie pola powierzchni i długości obiektów w półautomatycznej klasyfikacji obiektowej użytków zielonych na zdjęciach satelitów serii LANDSAT

Kosiński K.

Teledetekcja Środowiska

|

2009

|

T. 42

35--41

EN

Semi-automatic method for object classification of the grassland procedure involves two stages: 1) the creation of image segments as a representation of natural spatial complexes, 2) classification of the segments. So far, the classification algorithms were used refer to the three categories of characteristics: spectral, panchromatic or geometric. In the first stage of the work segmentation were performed of the composition of the two satellite images Landsat7 acquired at different seasons of the year: in September 1999 and the beginning of May 2001. Panchromatic data were used for distinguishing complexes due to the greater (in comparison with spectral data) spatial resolution. In the area of grasslands landscape-vegetation complexes (Matuszkiewicz, 1990, Kosiński, Hoffmann -Niedek, Zawiła, 2006) were distinguished of approximately a hundred to a few hundred meters in length and of about 20 ÷ 200 panchromatic image pixels. Semi-automated delimitation of complexes were carried out under the visual control, using as auxiliary material aerial photographs and topographic maps. In the second stage (classification of segments) an attempt were taken to assess the suitability of selected geometrical features to distinguish grasslands in use (currently or potentially) from grasslands unfit for production use due to excessive or insufficient moisture. The classification algorithm used GIS tools for measuring area and length of segments and artificial neural networks as a tool for classification. The previous studies of the Piotrkowska Plain show that the complexes of meadows used differ from those abandoned in terms of size and shape of objects (Kosiński, Hoffmann- Niedek, 2006, Fig. 1). Hypothesis that area and length of the landscape -vegetation complex are cues of identification in relation to the use and moisture of grasslands. 43 complexes of the grassland have been established as training samples on the Piotrkowska Plain in the Pilsia valley. In order to avoid overfitting classification algorithm to data from the Piotrkowska Plain, in order to allow the application of the algorithm for another mezoregionu 10 complexes have been selected as a validation set in the Szczercowska valley. To evaluate the classification results 32 complexes have been collected from Szczercowska Basin (test set). All treining set objects were described in terrein. Validation and test set objects were classified by a more accurate metod (based on biteporal image: Kosiński, Hoffmann -Niedek, 2008) and checked at random in the field. Objects of learning, validation and test set have been grouped into five categories according to use and habitat moisture (Kosiński, Hoffmann -Niedek, 2008; Table 1). For learning neural networks fife categories of objects of the learning and validation set were generalised into the three classes. In the Szczercowska Valley combination of characteristics (area and length) of the abandoned complexes is more close to the meadows in use than on the Piotrkowska Plain (Table 2). Therefore, the classification algorithm of the Piotrkowska Plain can not be directly applied to Szczercowska Basin. To obtain the correct result of classification, the classes of test set has been interpreted differently than in the learning and validation sets (Table 3, Figure 2). In the test sample 3/4 of the 23 complexes of meadows potentially used were classified correctly, while of nine abandoned ones due to unfavorable moisture habitats correctly classified 2/3. Thus confirmed the working hypothesis. Application of artificial neural networks can cancel the designation of non parametric empirical indicators of the size and shape of the complexes (Fig. 1). Neural networks auto-uwilgotmatically builds a morpfometric model based on simple indicators such as area and length of the object. Two model types of artificial neural network have been tested: 1) multilayer perceptrons (MLP) wich use hyperplanes to divide up feature space, 2) radial basis function network (RBF) wich use hyperspheres. MLP networks have proved to be more suitable to build the model than the RBF network.

10

Teledetekcja użytków zielonych z zastosowaniem komercyjnego oprogramowania ERDAS i wolnego ILWIS

Kosiński K.

Teledetekcja Środowiska

|

2008

|

T. 39

119--123

11

Klasyfikacja obiektowa użytków zielonych z wykorzystaniem wieloletnich zmian NDVI i filtracji kierunkowych obrazu satelitarnego

Kosiński K., Hoffmann-Niedek A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

273--282

PL

W artykule przedstawiono algorytm półautomatycznej klasyfikacji obiektowej kompleksów krajobrazowo-roślinnych użytków zielonych na podstawie dwóch zobrazowań satelitów serii Landsat, wykonanych w odstępie 17 lat. NDVI z dwóch terminów, wskaźnik wieloletnich zmian NDVI oraz wskaźnik struktury pasowej wykorzystano do wydzielenia użytków zielonych spośród innych form użytkowania. Przedstawiono mapę poklasyfikacyjną okolic Bełchatowa. Wyróżniono 5 kategorii użytków zielonych.

EN

Semi-automated object classification of grasslands is presented. Landscape-vegetation complexes were distinguished on panchromatic data composites of two Landsat ETM+ images registered on 1999-09-10 and 2001-05-01. Bitemporal spectral data were used for classification. Two Landsat images were used: TM, 19870503 and 2001-05-01. Four indices were calculated: NDVI 1987-05-03, NDVI 2001-05-01, wzNDVI87/01 (NDVI change index), and WSP (strip structure index). The analysis confirmed the hypothesis that meadows may be distinguished from arable lands and from formerly arable sods after directional filtering of the index of multi-year NDVI change. Cluster analysis was performed to classify landscape-vegetation complexes. The full algorithm is described. Some errors found during terrain verification are discussed. A postclassification map of the Bełchatów environs (central Poland) was developed. Five grassland categories were distinguished.

12

Zastosowanie cech strukturalnych obrazu Landsat ETM+ w klasyfikacji obiektowej kompleksów krajobrazowo-roślinnych

Kosiński K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17a

385--394

PL

Kompleks krajobrazowo-roślinny zastosowano jako jednostkę podstawowa w rejestracji roślinności na kompozycji danych panchromatycznych LandsatETM+. Zastosowano sześć wskaźników struktury i tekstury: wariancje w oknie 5×5 pikseli (Var5×5), wskaźnik struktury pasowej (SSI) oraz trzy wskaźniki małych obiektów: obiektów wielkości 3×3 piksele (S3×3), jednego piksela (S1×1) i wskaźnik różnicowy (S3×3Dif). W obszarach miejskich możliwa jest identyfikacja kompleksów roślinności z zabudowa i kompleksów bez udziału roślinności.

EN

Landscape vegetation complexes are used as the basic units for vegetation detection on Landsat ETM+ panchromatic data composition. Six structure and texture indexes are used: variance (Var5×5), strip structure index (SSI) and three small structure indexes: of size 3×3 pixels (S3×3), one pixel (S1×1) and differential index (S3×3Dif). Complexes of vegetation and buildings and complexes lack of vegetation may be distinguished in urban areas.

13

Zastosowanie analizy wielkości i kształtu w klasyfikacji użytków zielonych na zdjęciach Landsat ETM+

Kosiński K., Hoffmann-Niedek A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

331--339

PL

W naturalnym procesie widzenia z obrazu wydzielane są względnie jednorodne segmenty (Laliberte et al., 2004). Analizowane są takie cechy segmentów, jak kolor, tekstura, częstotliwość przestrzenna, położenie, wielkość, kształt, orientacja, ruch, efekt stereo (Zipser, Lamme, Shiller, 1996; Bach M., Meigen T., 1999; Jacob P., 2003). Znaczenie koloru w wizualnej interpretacji użytków zielonych na zdjęciach Landsat ETM+ można ocenić na podstawie analizy porównawczej składowych barwnych segmentów obrazu. Analiza barwna kompleksów krajobrazowo-roślinnych wydzielonych na mapie satelitarnej doliny Luciąży pozwala wyróżnić cztery kategorie użytków zielonych (Kosiński, 2005). Celem pracy jest określenie znaczenia wielkości i kształtu kompleksów w interpretacji użytków zielonych. Praca jest kontynuacją badań w dolinie Luciąży na Równinie Piotrkowskiej. Kompleksy krajobrazowo-roślinne (jednostki geobotaniczne w randze przestrzennej uroczyska) wydzielano na kompozycji dwóch zdjęć Landsat ETM+. Do delimitacji kompleksów zastosowano interaktywne grupowanie pikseli metodą Region Growing. Analiza wielkości i kształtu wydzielonych w ten sposób segmentów obrazu pozwala odróżnić łąki użytkowane na siedliskach świeżych od pozostałych użytków zielonych, roślinności darniowej i muraw. Wg dobranych empirycznie kryteriów jedenaście spośród trzynastu badanych kompleksów tego typu było prawidłowo sklasyfikowanych. Spośród pozostałych 39 kompleksów użytków zielonych 37 zostało zakwalifikowanych prawidłowo. Połączenie wyników klasyfikacji wg składowych barwnych z klasyfikacją wg wielkości i kształtu pozwala dobrać parametry klasyfikacji pozwalającej wyeliminować błędy operatora w klasyfikacji łąk użytkowanych na siedliskach świeżych. Wyniki wymagają weryfikacji na szerszym materiale, w szczególności rozszerzenia badań na inne mezoregiony.

EN

Image processing during the human vision process tends to generalize images into homogenous areas. When interpreting grasslands on aerial photos and satellite images, image segments are understood as quasi-homogeneous vegetation units: what looks similar in a remotely sensed image is assumed to be similar in nature as well. Image segments are distinct due to a number of cues, including: color, texture, spatial frequency, contrast, size, shape, location, orientation, motion and stereo effect. It was found that four classes of meadow landscape-vegetation complexes may be distinguished based on colour components of the composition of two Landsat ETM+ images. Landscape-vegetation complexes are small geobotanic units corresponding to the nanochore level of physico-geographical units. The aim of this article was to find additional cues useful for meadow interpretation on satellite images. The hypothesis was that it was possible to employ size and shape factors in interpreting grasslands areas. Length, perimeter and area were measured for 52 segments. Classification parameters were adjusted in an empirical manner. Two indexes were produced: a stretch index and a size index calculated based on the three factors. Both indexes are required for identification of fresh meadows in use (complexes of U type), in opposition to other categories of grasslands. 13 U-type landscape--vegetation complexes were found during terrain research. Among them, 11 were correctly classified. 2 complexes of other types were incorrectly classified as U-type. Size and shape analysis appears to be an additional criterion in grassland interpretation.

14

Wydzielanie kompleksów krajobrazowo-roślinnych na zdjęciach Landsat ETM+ z zastosowaniem procedury region growing

Kosiński K., Hoffmann-Niedek A., Zawiła A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

341--350

PL

Celem pracy jest delimitacja kompleksów krajobrazowo-roślinnych na wieloczasowych zdjęciach Landsat ETM+. Kompleks krajobrazowo-roślinny to niewielka jednostka geobotaniczna nawiązująca do nanochory w hierarchicznym systemie jednostek fizycznogeograficznych. Kompleksy wydziela się jako względnie jednorodne segmenty obrazu z zastosowaniem procedury Region Growing. Analizowany jest dobór opcji procedury i granicznej odległości euklidesowej (SED). Zalecana jest opcja aktualizacji średniej. Nie stwierdzono możliwości ustalenia konkretnej wartości SED dla poszczególnych typów kompleksów. Stąd konieczność ręcznego doboru SED dla każdego z segmentów.

EN

The aim of the article was the delimitation of landscape-vegetation complexes on multitemporal Landsat ETM+ images. A landscape-vegetation complex is a small geobotanic unit corresponding to a nanochore level of physico-geographical units (Matuszkiewicz, 1990, 1992; Richling, Solon, 2002). A landscape-vegetation complex consists of one or both of the two main components: plant communities (phytocoenoses) and anthropogenic forms of relief and land cover (excavations, water reservoirs, ditches, dams, roads, buildings etc.). A landscape-vegetation complex is useful for mapping terrains under spatially-differentiated anthropogenic pressure. Landscape-vegetation complex may be visually interpreted on diachronic composition of panchromatic data. The composition used in this paper consist of the three bands: - red component: ETM(8) acquired in September, - green component: ETM(8) acquired in May, - blue component: ( ETM(1) + ETM(2) + ETM(3) ) / ETM(8), September data. Nine types of complexes may be distinguished on the composition (Kosiński, 2005): - waters, - build up and railway areas, - pine woods, - broadleaf forests and thickets, - arable lands and four categories of grasslands. In this project, landscape-vegetation complexes have been interactively delimited as semi-homogeneous image segments using a Region Growing procedure. 6 interpreters participated in this work. Procedure options and Spectral Euclidean distance (SED) were interactively adjusted for each segment and different options were tested. The update region mean option was assumed to be recommended. In forest areas, the required spectral Euclidean distance was low and in grasslands it is higher. However, there is no possibility to use one SED value for any type of complex. It may be manually adjusted for each segment. Complexes were classified on the basis of colour component values. Aerial photos and topographic maps were used as additional data.

15

Zastosowanie procedury Region Growing w klasyfikacji użytków zielonych na podstawie zdjęć Landsat ETM+

Kosiński K.

Roczniki Geomatyki

|

2005

|

T. 3, z. 2

69-76

EN

The aim of this research was to verify the method of classification of grassland landscape-vegetation complexes based on Landsat ETM+images. Research was conducted in the Middle-Poland Lowland. Panchromatic data were used: panchromatic band (ETM8) and the sum of vision bands (ETM1 + ETM2 +ETM3). Two images were acquired on 10th Sept. 1999 and on 1st May 2001. Landscapevegetation complexes were semi-automatically distinguished on the satellite map using Region growing procedure. Test plots were established, differing in humidity and land use. Landscape-vegetation complexes were classified on the basis of clusters created for the test plots and for the complexes. Terrain verification was performed. Four types of grassland complexes were distinguished: 1) com76 Krzysztof Kosinski plexes containing plant communities of All. Vicio lathyroidis-Potentillion argenteae or of O. Sisymbrietalia, 2) complexes of unused meadows of Cl. Molinio-Arrhenatheretea, without moist or wet habitats, 4) complexes containing plant communities of Cl. Phragmitetea, moist meadows of All. Calthion palustris, forests of Ass. Fraxino-Alnetum or trees along watercourses.

16

Zastosowanie wskaźnika NDVI do wyróżniania łąk o różnym poziomie użytkowania i uwilgotnienia

Kozłowska T., Kosiński K., Kwiecień R., Ziaja W.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2004

|

T. 4, z. 2a

201-218

PL

Badania prowadzono na Nizinie Środkowopolskiej, w dwóch sąsiednich mezoregionach: Kotlinie Szczercowskiej i Wysoczyźnie Bełchatowskiej w latach 1991-2001. Na zmeliorowanych użytkach zielonych wybrano 17 stanowisk reprezentujących trzy grupy siedliskowe: A - położone na glebach mineralnych, umiarkowanie wilgotne i okresowo posuszne, B - na glebach organicznych, przeważnie umiarkowanie wilgotne oraz C - na glebach organicznych, nadmiernie uwilgotnione . W stanowiskach tych oznaczono rodzaj gleby oraz określono poziom wody gruntowej i skład botaniczny. Na podstawie dwóch zdjęć landsatowskich wykonanych na początku maja w 1987 i w 2001 r. utworzono mapę satelitarną. Skonstruowano ją jako kompozycję trzech składowych barwnych: 1) wskaźnika NDVI dla 1987 r., 2) wskaźnika NDVI dla 2001 r., 3) wskaźnika struktury pasowej. Wskaźnik struktury pasowej obliczono na podstawie dwóch wskaźników NDVI wg dwustopniowej procedury: 1) obliczenie wskaźnika zmian NDVI, 2) filtracja kierunkowa i dolnoprzepustowa. Tak utworzoną mapą satelitarną zinterpretowano wynikami badań terenowych. Interpretację zweryfikowano na podstawie analizy dwuwymiarowych klastrów wyznaczonych dla wskaźników użytych jako składowe kompozycji. Zastosowana w pracy metoda przetwarzania zdjęć satelitarnych umożliwia wyróżnienie 11 form użytkowania ziemi, przy czym wskaźnik struktury pasowej podkreśla pasowość pól ornych oraz łąk użytkowanych. Umożliwia to bardziej precyzyjne wydzielenie form użytkowania. Wyróżniono m.in. łąki użytkowane, łąki nieużytkowane niezabagniane oraz łąki nieużytkowane zabagniane.

EN

The study has been conducted in the Middle-Poland Lowland in two adjacent regions: Szczerców Basin and Bełchatów Upland, in the years 1991-2001. Seventeen study sites were established on reclaimed grasslands, representative for three habitat groups: A - fresh and occasionally drying grasslands on mineral soils, B - fresh and occasionally drying grasslands on organic soils, C - excessively moist and wet grasslands on organic soils. Soil type, ground water level and floral structure have been specified. A satellite map has been constructed from two Landsat images taken in the beginning of May, in the years: 1987 and 2001. A composition of the three color components have been constructed: 1) NDVI index calculated for the year 1987, 2) NDVI index for the year 2001, 3) strip structure index. The strip structure index has been calculated from the two NDVI indexes in double-step processing: 1) calculation of NDVI change index, 2) directional and low pass filtering. Field studies have been applied to interpret the satellite map. The results of interpretation have been verified on the basis of two-dimensional clusters that were identified for the indexes used as color components. The image processing method enables to distinguish 11 land use forms. Strip structure index emphasis the strip farms and grasslands in use. This allows to distinguish more precisely the land use forms e.g. grasslands in use, not used swamping grasslands and fresh and wet grasslands not used.

17

Znaczenie rozdzielczości spektralnej zdjęć Landsat ETM+ w identyfikacji łąk o różnym uwilgotnieniu i użytkowaniu

Kosiński K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2004

|

Vol. 14

1--9

PL

Oceniono wpływ rozdzielczości spektralnej zdjęć Landsata ETM+ na możliwość identyfikacji łąk1 różniących się uwilgotnieniem i użytkowaniem. Materiał do badań pozyskano z dwóch (traktowanych łącznie) zdjęć, wykonanych na początku maja i w październiku. Na podstawie analizy wizualmej ustalono, że spośród kanałów spektralnych najlepsze zobrazowanie tworzą kanały 3 i 4. Porównano informację pozyskaną z kanałów 4 i 3 z informacją zawartą w kanale 8 i sumie kanałów widzialnych. Analizę porównawczą wykonano na podstawie klastrów dwuwymiarowych histogramów reprezentujących zidentyfikowane w terenie kategorie łąk. Okazało się, że bazując na kanałach 3 i 4, jak również przy użyciu sumy kanałów widzialnych oraz kanału 8 uzyskano podobny wynik. W obu przypadkach wyodrębnieniono pięć kategorii łąk: łąki mokre, silnie wilgotne użytkowane, pozostałe łąki użytkowane, łąki nieużytkowane z innych przyczyn niż uwilgotnienie oraz łąki suche łącznie z samozadarnieniami poornymi

18

Zastosowanie wskaźnika NDVI i filtracji kierunkowej do rozpoznawania użytków zielonych oraz analizy zmian siedlisk i zbiorowisk łąkowych

Kosiński K., Kozłowska T.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2003

|

Vol. 13b

387--395

PL

Przedstawiono metodę konstrukcji mapy satelitarnej użytków zielonych oraz zmian siedlisk i zbiorowisk łąkowych w okresie wieloletnim na podstawie analizy wartości i rozkładu przestrzennego wskaźnika NDVI. Użyto kompozycji trójbarwnej, w której dwie składowe barwne stanowią wartości NDVI obliczone ze zdjęć landsatowskich wykonanych w odstępie 14 lat. Jako trzeciej składowej użyto wskaźnika zmian NDVI, który w celu odróżnienia łąk od innych form użytkowania ziemi poddano filtracjom kierunkowym. Utworzona w ten sposób fotomapa pozwoliła wyodrębnić 11 form użytkowania ziemi. W szczególności powala odróżnić łąki użytkowane od nieużytkowanych, a w obrębie tych ostatnich łąki zabagniające od niezabagniających.

EN

A simple method was elaborated to display changes in meadow communities and habitats using two dates of Landsat imagery. The normalized difference vegetation index (NDVI) was computed for each date of imagery to define high and low vegetation biomass. Color composites were generated by combining the two dates of NDVI and the index of NDVI changes with either the red, green, or blue (RGB) image plans. Directional filtration of the index of NDVI changes were used to register a striped structure of arable areas. The result was that the structural difference between meadows and arable areas was quantified and visualized in color composition. Finally 11 categories of land use were distinguished.