1
Praktikum z geoinformatiky – podzim 2023
Interpretační znaky satelitních snímků, technické parametry snímků
2
„Půlení semestru“ - plán cvičení
1.11.
Název: Interpretační znaky, technické parametry
T: DPZ – Interpretační znaky, technické parametry
Aktivity ( již kompletní vědomosti a základní dovednosti viz předchozí
cvičení, tj. využití pro konkrétní aktivity 1 až 4)
……………………………………………………………
PRÁCE NA AKTIVITÁCH 1 – 2 – 3 – 4:
8.11.
Název: ArcGIS on line, individuální práce
Pročíst materiály v interaktivní osnově, uschovat je pro možné další využití.
Individuální práce na aktivitách projektu, finálně dopracovat aktivity 1 a 2 v
projekt. listu
15.11.
Název: Kvíz na geografické téma s využitím map, snímků, fotografií
atd. Zpracování kvízu pro projektu, práce na aktivitách. Konzultace.
22.11
Název: ESA a NASA, snímky, videa pro výuku geografie a přírodovědných
předmětů, možnosti vzdělávání pro studenty a učitele. Práce na aktivitách.
Finálně aktivity 3 a 4.
29 .11. individuální práce
Název: Zpracování prezentace geografického tématu pro projekt (pro
učitele a jeho úvodní výklad. Využití poznámek pro vysvětlení tématu apod.
Případně pro zájemce zpracování posteru, možnost jeho vytištění, vystavit
na chodbě ústavu.
6.12.
Práce na projektu, průběžné konzultace.
Dopracování projektu v grafice, zapracované připomínky.
13.12. – Odevzdání projektu.
1. část semestru:
I. výuka zeměpisu s GI materiály - s mapami, portály, se satelitními snímky;
II. cvičný geografický projekt a jeho aktivity – dovednosti připravit s novými prvky výuku zeměpisu,
III. základní vědomosti o mapových dovednostech a procesu intepretace, stabilní vědomosti o DPZ
IV. dovednosti práce s aplikacemi - Sentinel playgroung, EO Browser, Browser
V. Příprava materiálů pro aktivity
3
Obsah a výstupy ze cvičení:
̶ Teoretická část:
̶ Interpretační znaky satelitních snímků, technické parametry snímků
̶ Společná část
̶ Aktivity
̶ Užitečné zdroje a odkazy
̶ Individuální část
̶ Aktivity – 1 – 2 – 3 – 4: promyslet jejich obsah, zúročit nové vědomosti a dovednosti.
Pracovat na aktivitách a dodržet minimální požadavky na jejich obsah stran zapojení
práce s mapami a satelitními snímky (viz zadání aktivit projektu).
̶ Výstupy:
̶ Rozvržení aktivit - názvy, poznámky k obsahu, dopsat do metodického listu k projektu
̶ Zpracování aktivit – částečně
̶ Ukládat do své odevzdávárny
4
5
Satelitní snímek
̶ Satelitní snímek je digitální nebo analogový obraz Země nebo jiné planety pořízený z
družice.
̶ Snímky jsou vytvářeny pomocí senzorů na družicích, které zaznamenávají elektromagnetické
záření od objektů na Zemi a převádějí ho na digitální data.
̶ Satelitní snímky jsou důležitým nástrojem pro studium zemského povrchu, části atmosféry a
hydrosféry, klimatu, vegetace, a dalších geografických a environmentálních jevů.
6
Interpretační znaky na satelitních snímcích
Při interpretaci satelitních snímků je využíváme tzv. interpretační znaky, které pomáhají
porozumět tomu, co snímek zobrazuje, jaké jsou kvantativní a kvalitativní vlastnosti objektů či
jevů.
Klíčovými interpretačními znaky jsou:
• Tvar
• Rozměr, velikost (příp. poměr šířky k délce),
• Barva (pravé barvy a jejich interpretace a nepravé barvy a jejich intepretace, příp. indexy)
• Textura
• Stín – vlastní a vržený (reliéf, vysoké objekty)
• Vzájemná poloha s ostatními objekty, patern, kontext
• Znaky lidské aktivity, typické prvky lidmi vybudovaných objektů– např. jad. elektrárna –
chladicí věže apod. ; letiště – vzletová dráha
Technické parametry satelitních snímků
Interpretaci ovlivňují technické parametry satelitních snímků:
̶ prostorové rozlišení, schopnost snímat a rozlišovat detaily
̶ radiometrické rozlišení, schopnost rozlišit jemné rozdíly elektromagn. záření
̶ spektrální rozlišení, schopnost zachytit a rozlišit různé části elektromagnetického spektra
̶ časové rozlišení, četnost, s jakou je daná oblast Země snímána stejným satelitem.
7
Prostorové rozlišení
Souvisí s velikosti pixelů na snímku
udává schopnost snímat a rozlišovat detaily na Zemi - čím menší je velikost pixelu, tím lepší je prostorové
rozlišení, tj. i vyšší kvalita a možnost zachytit menší objekty.
Prostorové rozlišení se obvykle udává v metrických nebo kilometrických jednotkách na jeden pixel na snímku.
8
9
Prostorové rozlišení
Satelitní snímky se obvykle dělí do tří hlavních kategorií podle jejich prostorového rozlišení:
̶ Nízké prostorové rozlišení (Low-Resolution Imagery):
Přibližně 30 metrů a více na pixel: poskytuje hrubší obrazové informace a je vhodný pro sledování
velkých geografických území, jako jsou celé země nebo regiony. Používá se pro globální měření
klimatických změn, monitorování lesů a vegetace na širší úrovni.
̶ Střední prostorové rozlišení (Medium-Resolution Imagery):
Několik metrů na pixel: zachycujít středně velké objekty a jsou často používány pro měření menších
geografických oblastí, jako jsou města nebo menší vesnice. Tato kategorie snímků je často využívána
pro urbanistické plánování, zemědělství a environmentální analýzy.
̶ Vysoké prostorové rozlišení (High-Resolution Imagery):
Méně než jeden metr na pixel: umožňuje zachytit velmi malé objekty a detaily. Používá se pro
detailní průzkumy městských oblastí, vojenské účely, sledování změn v infrastruktuře a vědecký
výzkum. V některých případech mohou mít satelitní snímky v této kategorii rozlišení pouze několik
centimetrů na pixel.
Volba vhodného prostorového rozlišení závisí na konkrétním účelu analýzy a na potřebách uživatele
satelitních dat.
10
Radiometrické rozlišení satelitních snímků
schopnost senzoru na palubě satelitu rozlišit jemné rozdíly elektromagn. záření přicházející od objektů na
Zemi.
̶ udává, kolik odstínů šedi může senzor rozlišit.
̶ Větší radiometrické rozlišení znamená, že senzor může zachytit jemnější odstíny mezi různými
povrchy.
̶ často vyjádřeno v bitech na pixel (například 8-bitový nebo 16-bitový senzor). Čím vyšší je počet bitů na
pixel, tím větší je rozsah odstínů šedi, které mohou být zachyceny, což zvyšuje schopnost snímat
detaily a rozlišovat jemné rozdíly ve světelných vlastnostech objektů.
Spektrální rozlišení satelitních snímků
Schopnosti senzoru na palubě satelitu zachytit a rozlišit různé části elektromagnetického
spektra. Podle elektromagnetického záření dělíme snímky na:
̶ snímky pořízené ve viditelné části spektra tj. v intervalu vlnových délek 0,4 μm až
0.7 μm,
̶ infračervené snímky (NIR– near infrared) jsou pořízené v intervalu 0,7 μm až 3.0
μm, obvykle se ještě dělí na snímky pořízené v blízkém infračerveném intervalu
(VNIR – very near infrared) a SVIR středním infračerveném intervalu (SVIR – short
wavelength infrared),
̶ termální snímky zachycují interval vlnových délek 3,0 μm až 100 μm,
̶ snímky pořízené v intervalu mikrovlnných délek – radarová data 1 mm to 1 m.
11
12
Časové rozlišení satelitních snímků
̶ četnost, s jakou je daná oblast Země snímána stejným satelitem
̶ obvykle vyjádřeno v intervalech mezi po sobě jdoucími snímky téže oblasti.
̶ jeden z klíčových faktorů, které určují schopnost satelitních systémů poskytovat aktuální a
spolehlivé informace pro různé aplikace
13
Společná část
̶ Aktivity projektu
̶ Zdroje a odkazy
14
Geografický projekt a jeho GIT aktivity
1. Aktivita 1 - využívá a rozvíjí mapové dovednosti nad vybranými mapami včetně volby mapy –
vyhledání vhodných zdrojů, mapy, mapové servery, šk. atlasy, webové atlasy, Národní geoportál
Inspire apod. Správné kladení otázek na čtení, analýzu a intepretaci mapy viz mapové dovednosti
2. Aktivita 2- mapy a snímky v pravých barvách, porovnávání mapy a snímku, popis snímků podle
mapy, rozpoznávání objektů na snímků v pravých barvách (čtení, analýza a intepretace), Google
Earth, Google maps, mapy.cz a další
3. Aktivita 3 – snímky v nepravých a pravých barvách, čtení, analýza a intepretace snímků,
Sentinel Playground a další zdroje
4. Aktivita 4 – porovnávání dvojic snímků, vývoj vegetačního nebo vlhkostního indexu během
roku na vybraných plochách, intepretace informací, Timelapse ze snímků, Browser nebo EO
browser
EARTH Observatory - NASA
snímky, mapy, satelitní mapy, kolekce, zajímavá
témata
̶ https://earthobservatory.nasa.gov/
15
16
17
18
Flotila družic Sentinel, program Copernicus
̶ https://collgs.czechspaceportal.cz/flotila-druzic-sentinel/
19
Využití motivačního videa ve výuce - příklad
̶ https://www.youtube.com/watch?v=BPbHDKgBBxA
Remote Sensing - videa
̶ LANDSAT
̶ https://www.youtube.com/watch?v=BPbHDKgBBxA
̶ Landsat - 9
̶ https://www.youtube.com/watch?v=k3biSynSBgo
̶ Video Landsat
̶ http://landsat.gsfc.nasa.gov/?p=5203
̶ Kanály, barevné kombinace
̶ https://www.youtube.com/watch?v=A6WzAc1FTeA
̶ Oběžné dráhy - názorné vysvětlení) a základní součásti satelitu a jejich
použití
̶ https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g&t=283s
̶ Jak satelity pracují video EN
https://www.youtube.com/watch?v=ror4P1UAv_g
20
Zajímavá videa
̶ Meteosat 7 Indian ocean, infrared camera
̶ https://www.youtube.com/watch?v=ZJiab8MvRDI
̶ Meteosat nové generace - EUMETSAT
̶ https://www.youtube.com/watch?v=FyNheErpBEw
̶ Sentinel 3 https://www.youtube.com/watch?v=ZRxB5mSassg
̶ Video – dráha se sluncem synchronní
̶ https://www.youtube.com/watch?v=ylvgxNF3C0c
̶ GPS: https://www.youtube.com/watch?v=8eTlI19_57g
21