Výskumný ústav pôdoznalectva a ochrany pôdyo

MONITORING PODMIENOK PROSTREDIA

DENNÉ A NOČNÉ TEPLOTY A VLHKOSŤ POVRCHU ZEME
STANOVENÉ ZO SATELITNÝCH OBRAZOVÝCH ZÁZNAMOV

V súčasnosti sa vyhľadávaným zdrojom údajov o krajine javí aplikácia progresívnych metód diaľkového prieskumu Zeme (DPZ). Metódy DPZ umožňujú rýchly prístup, zber, spracovanie, následne aj reprezentáciu a účelovú interpretáciu relatívne aktuálnych, tematicky rôznorodých priestorových údajov, čo predstavuje východiskový predpoklad ich potenciálneho využitia pre monitoring stavu a dynamiky krajiny.
Princíp aplikácie metód DPZ zameraných na odvodenie priestorových údajov o dennej a nočnej teplote povrchu Zeme a o vlhkosti povrchu Zeme, a to bez bližšej špecifikácie charakteru konkrétnych povrchov, spočíva v interpretácii satelitných obrazových záznamov s malým priestorovým rozlíšením. Pri interpretácii sa využívajú analytické vzťahy (vzorce), odvodené na základe poznania rozdielnych spektrálnych charakteristík rôznych povrchov Zeme.

TEPLOTA POVRCHU ZEME
Teplota povrchu Zeme je stanovená na základe analýzy satelitných obrazových záznamov nasnímaných satelitným systémom NOAA, resp. jeho senzorom AVHRR (s priestorovým rozlíšením 1,1 x 1,1 km). Pomocou 4. a 5. kanála senzora AVHRR je možné realizovať výpočet teploty snímaného povrchu (Land Surface Teperature – LST), a to podľa vzorca:


kde T4 a T5 reprezentujú teplotu čierneho telesa Zemského povrchu v kanáloch 4 a 5.

e = (e4 + e5)/2
de = e4 - e5

kde e4 a e5 reprezentujú emisivitu v kanáloch 4 a 5, pričom definované sú nasledovne:

e4 = 1.0094 + 0.047 ln(NDVI)
e5 = e4 + 0.01,

kde NDVI je kompozícia maximálnych hodnôt za 10 dní.

K dispozícií sú vždy dva údaje o teplote povrchu Zeme – denná a nočná. Denná LST je odvodená z troch satelitných obrazových záznamov získaných počas popoludňajších preletov satelitov NOAA, pričom sa vykonáva kompozícia obrazových elementov s najlepšími atmosférickými podmienkami (kritériom je maximálna hodnota LST). Nočná LST je podobne, kompozícia troch nočných preletov na základe maximálnej hodnoty LST. Následne sa denné hodnoty teplôt povrchu prepočítajú na priemerné údaje za jednotlivé dekády. V rámci internetovej aplikácie sú stanovené údaje – teploty povrchu Zeme interpretované prostredníctvom grafov, ktoré umožňujú pre konkrétny kultúrny diel LPIS, resp. pre štvorec gridovej siete s priestorovým rozlíšením 1x1 km vizuálne zhodnotiť chod teploty povrchu v aktuálnej vegetačnej sezóne, prípadne porovnať ho s chodmi teploty povrchu za vopred definované roky.

VLHKOSŤ POVRCHU ZEME
Vlhkostný index WSVI (Water Supplying Vegetation Index) vychádza z teoretického poznatku, podľa ktorého hodnoty vegetačného indexu NDVI získané interpretáciou satelitných obrazových záznamov v suchých podmienkach klesnú oproti normálu, a zároveň v rovnakom čase teplota vegetácie snímaná satelitným systémom oproti normálu narastie. Oba tieto efekty súvisia s vlhkosťou dostupnou pre vegetáciu. Vhodnou kombináciou týchto dvoch faktov môžeme získať index poskytujúci obraz o vlhkostných podmienkach vegetácie (povrchu).

Vlhkostný index WSVI je definovaný vzťahom:

WSVI = NDVI / Ts
kde Ts je denná teplota povrchu Zeme.

Rovnako, ako v prípade vegetačného indexu NDVI a teploty povrchu Zeme, aj pri vlhkostnom indexe WSVI sa stanovujú hodnoty pre jednotlivé dekády. V rámci internetovej aplikácie sú stanovené údaje – vlhkosti povrchu Zeme interpretované prostredníctvom grafov, ktoré umožňujú pre konkrétny blok LPIS, resp. pre štvorec gridovej siete s priestorovým rozlíšením1x1 km vizuálne zhodnotiť chod vlhkosti povrchu v aktuálnej vegetačnej sezóne, prípadne porovnať ho s chodmi vlhkosti povrchu za vopred definované roky.

    Rok:
    
 Dekáda:
 
 
    Mapy:
    


TUNGALAGSAIKHAN, P., GUENTHER, K. P., 2004: NOAA AVHRR derived Land Surface Temperature Maps (LST), http://taurus.caf.dlr.de:8080/short_guide/D-LST.html
WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION, 2007: Drought monitoring ich China with WSVI, http://www.wmo.ch/pages/prog/sat/CGMS/Directoryofapplications/en/ap4-11.htm
 
Používaním tohto portálu súhlasíte s podmienkami zmluvy na jeho použitie.
© VÚPOP Bratislava – Posledná aktualizácia: 08. 02. 2017