Oddělení dálkového průzkumu Země

Ing. Lucie Homolová, Ph.D. – vedoucí
Vědečtí pracovníci:
Ing. Vojtěch Bárta, Ph.D.
Ing. Olga Brovkina, CSc.
Ing. Daniel Kopkáně, Ph.D.
Ing. Petr Lukeš, Ph.D.
Ing. Jan Novotný, Ph.D.
Ing. Miroslav Pikl, Ph.D.
doc. Mgr. Ing. František Zemek, Ph.D.

Doktorandi:
MSc. Antonín Kusbach,
Mgr. Marian Švik

Ostatní:
Ing. Barbora Navrátilová

Motto:

Věda z nadhledu, aneb pomáháme pochopit změny v krajině pomocí dat dálkového průzkumu Země.

Naše oddělení využívá moderní a rychle se rozvíjející se metody dálkového průzkumu Země ke sledování aktuálního stavu a změn ekosystémů. Cílem bádání je vytvářet inovativní postupy kombinací různých metod dálkového průzkumu, které slouží jak ke kvalitativnímu tak i kvantitativnímu hodnocení aktuálního stavu, ke studiu časoprostorových změn a reakcí ekosystémů na různé vlivy, a odhalovat nové souvislosti mezi složkami ekosystémů. Náš výzkum se primárně zaměřuje na studium lesních, zemědělských a městských systémů a je často propojen s dalšími týmy ÚVGZ a jinými výzkumnými institucemi, protože integruje širokou škálu dat z různých úrovní ekosystémů (např. list – jeden strom – porost – celá krajina) v lokálním a regionálním měřítku.

K našemu bádání využíváme unikátní výzkumnou infrastrukturu – leteckou laboratoř zobrazujících systémů (FLIS z angl. Flying Laboratory of Imaging Systems), kterou provozuje ÚVGZ jako jedinou svého druhu v ČR a jednu z mála v Evropě. Letecká laboratoř je vybavena špičkovými snímači, které umožňují synchronní sběr obrazových spektroskopických dat, termálních dat a dat laserové skenování, jejichž syntézou dostáváme komplexní informaci o stavu krajiny. Kromě leteckých dat analyzujeme i širokou škálu pozemních spektroskopických a laserových dat a družicových snímků (např. Sentinel, Landsat, Modis).

Hlavní činnosti oddělení:

Studium spektrálních a biochemických charakteristik na úrovni listu a vztažením těchto veličin na úroveň celého porostu či krajiny pomocí 3D modelů přenosu elektromagnetického záření.
Kvantitativní odhady parametrů vegetace (např. obsah pigmentů a vody v listoví, index listové plochy) z různých typů dat DPZ.
Modelování 3D struktury lesa z dat pozemního a leteckého laserového skenování, 3D rekonstrukce porostů a modelování radiačního režimu a signálu chlorofylové fluorescence.
Kvantifikace a popis struktury lesa a inventarizačních parametrů (např. detekce jednotlivých stromů, druhové složení, výška stromu, šířka koruny) a odhadu produktivity (např. nadzemní biomasa, listová plocha) z různých typů leteckých a satelitních DPZ dat.
Studium teplotních charakteristik povrchů a teplotního režimu měst pro efektivnější plánování a zlepšení podmínek pro život ve městech.

Aktuálně řešené projekty:

Predikce vlivu nepříznivých environmentálních rizik na produkční a mimoprodukční funkce zemědělských ekosystémů pomocí metod dálkového průzkumu Země (2020 – 2022; TAČR SS01020397)
Průběžné hodnocení nadzemní biomasy dřevinného patra lesních ekosystémů pomocí pokročilých metod dálkového průzkumu Země (2019 – 2022; NAZV – QK1910150)
Hodnocení funkce ekosystémů na základě sledování kvantitativních parametrů vegetace z dat dálkového průzkumu Země vysokého prostorového, spektrálního a časového rozlišení (2019-2022; MŠMT Inter-Action – LTAUSA18154)
Teplotní komfort v obcích: pocitový vjem obyvatel, fyzikální skutečnost, role zeleně (2019 – 2021; TAČR ÉTA – TL0200032
Tvorba nástrojů pro plánování a hodnocení ekologického benefitu městské vegetace (2019 – 2021; TAČR EPSILON – TH04030496)

Vybrané publikace:

Novotný J, Navrátilová B, Janoutová R, Oulehle F, Homolová L. Influence of Site-Specific Conditions on Estimation of Forest above Ground Biomass from Airborne Laser Scanning. Forests 2020, 11, 268.
Janoutová R, Homolová L, Malenovský Z, Hanuš J, Lauret N, Gastellu-Etchegorry J-P Influence of 3D Spruce Tree Representation on Accuracy of Airborne and Satellite Forest Reflectance Simulated in DART. Forests 2019, 10, 292.
Siegmann B, Alonso L, Celesti, M, Cogliati S, Colombo R et al. The High-Performance Airborne Imaging Spectrometer HyPlant—From Raw Images to Top-of-Canopy Reflectance and Fluorescence Products: Introduction of an Automatized Processing Chain. Remote Sensing 2019, 11, 2760.
Rautiainen M, Lukeš P, Homolová L, Hovi A, Pisek J, Mõttus M. Spectral Properties of Coniferous Forests: A Review of In Situ and Laboratory Measurements. Remote Sensing 2018, 10, 207.
Manakos I, Tomaszewska M, Gkinis I, Brovkina O et al. Comparison of Global and Continental Land Cover Products for Selected Study Areas in South Central and Eastern European Region. Remote Sensing 2018, 10, 1967.
Pivovarník M, Khalsa S J S, Jiménez-Muñoz J C, Zemek F. Improved Temperature and Emissivity Separation Algorithm for Multispectral and Hyperspectral Sensors. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 2017, 55(4), 1944-1953.
Lukeš P, Homolová L, Navrátil M, Hanuš J. Assessing the consistency of optical properties measured in four integrating spheres.International Journal of Remote Sensing 2017, 38(13), 3817-3830.
Brovkina O, Novotný J, Cienciala E, Zemek F, Russ R. Mapping forest aboveground biomass using airborne hyperspectral and LiDAR data in the mountainous conditions of Central Europe. Ecological Engineering 2016, 100, 219-230.
Rossini M, Nedbal L, Guanter L, Ač A, Alonso L, et al. Red and far red Sun‐induced chlorophyll fluorescence as a measure of plant photosynthesis. Geophysical Research Letters 2015, 42, 1632– 1639.

Aplikované výstupy:

Stále málo?

- - Podívejte se na video o leteckém snímkování a k čemu letecká data používáme
  - Pojďte na virtuální prohlídku naší letecké laboratoře
  - Podívejte se, na kterých lokalitách snímkujeme – http://mapserver.czechglobe.cz/mapa
  - Zajímají vás parametry leteckých snímačů, či podrobnosti o zpracovávání dat? Navštivte stránky našeho technického oddělení, které se stará o provoz letecké laboratoře.
  - Prolistujte si knihu o leteckém dálkovém průzkumu
  - Urban Vegetation and Ecology Monitoring Using Remote Sensing
  Sledujte nás
- Fotogalerie: