{"id":1726,"date":"2020-07-27T09:02:17","date_gmt":"2020-07-27T07:02:17","guid":{"rendered":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/?page_id=1726"},"modified":"2020-11-18T14:21:12","modified_gmt":"2020-11-18T13:21:12","slug":"zakladni-principy-dpz","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/o-copernicu\/zakladni-principy-dpz\/","title":{"rendered":"Z\u00e1kladn\u00ed principy DPZ"},"content":{"rendered":"
\n\t<\/span>\n\tCopernicus CR<\/span><\/a><\/span> > Novinky<\/span><\/a><\/span> > Blog<\/span><\/a><\/span><\/div>\n\n\n\n
<\/div>

Z\u00e1kladn\u00ed principy d\u00e1lkov\u00e9ho pozorov\u00e1n\u00ed Zem\u011b (DPZ)<\/h2>

Z\u00e1kladn\u00edm principem DPZ je m\u011b\u0159en\u00ed mno\u017estv\u00ed elektromagnetick\u00e9ho z\u00e1\u0159en\u00ed odra\u017een\u00e9ho nebo vyza\u0159ovan\u00e9ho zemsk\u00fdm povrchem. Zdrojem tohoto z\u00e1\u0159en\u00ed je ka\u017ed\u00fd objekt na zemsk\u00e9m povrchu, jeho\u017e teplota je v\u011bt\u0161\u00ed ne\u017e absolutn\u00ed nula (tj. -273,15 \u00b0C). V p\u0159\u00edpad\u011b DPZ je uva\u017eov\u00e1no jednak z\u00e1\u0159en\u00ed vyd\u00e1van\u00e9 samotn\u00fdm povrchem Zem\u011b, ale i slune\u010dn\u00ed z\u00e1\u0159en\u00ed povrchem odr\u00e1\u017een\u00e9, p\u0159\u00edpadn\u011b z\u00e1\u0159en\u00ed vyd\u00e1van\u00e9 um\u011bl\u00fdm zdrojem (nap\u0159. radarem), kter\u00e9 zemsk\u00fd povrch odr\u00e1\u017e\u00ed. Zemsk\u00fd povrch a objekty na n\u011bm maj\u00ed ur\u010dit\u00e9 fyzik\u00e1ln\u00ed vlastnosti; p\u0159i dopadu elektromagnetick\u00e9ho z\u00e1\u0159en\u00ed na tento povrch dojde k vz\u00e1jemn\u00e9 interakci z\u00e1\u0159en\u00ed s konkr\u00e9tn\u00edm povrchem, na kter\u00fd dopad\u00e1. Odra\u017een\u00e9 z\u00e1\u0159en\u00ed n\u00e1m pak pod\u00e1v\u00e1 informaci o povrchu, od kter\u00e9ho se odrazilo. Zjednodu\u0161en\u011b \u0159e\u010deno na z\u00e1klad\u011b z\u00e1\u0159en\u00ed odra\u017een\u00e9ho zemsk\u00fdm povrchem jsme schopni ur\u010dit, o jakou l\u00e1tku se jedn\u00e1.\n
\n
\nElektromagnetick\u00e9 z\u00e1\u0159en\u00ed, kter\u00e9 je odra\u017eeno nebo vyd\u00e1v\u00e1no zemsk\u00fdm povrchem, je v p\u0159\u00edpad\u011b DPZ zaznamen\u00e1v\u00e1no speci\u00e1ln\u00edmi p\u0159\u00edstroji \u2013 radiometry, kter\u00e9 mohou b\u00fdt neseny letadlem nebo dru\u017eic\u00ed. N\u00e1sledn\u011b hled\u00e1me vztah mezi hodnotami z\u00e1\u0159en\u00ed nam\u011b\u0159en\u00fdmi radiometrem a vlastnostmi zemsk\u00e9ho povrchu, ze kter\u00e9ho toto z\u00e1\u0159en\u00ed poch\u00e1z\u00ed. Radiometr sn\u00edmaj\u00edc\u00ed elektromagnetick\u00e9 z\u00e1\u0159en\u00ed m\u016f\u017ee b\u00fdt nesen dru\u017eic\u00ed nebo letadlem, ve vz\u00e1cn\u00fdch p\u0159\u00edpadech jsou pou\u017e\u00edv\u00e1ny i pozemn\u00ed nosi\u010de.\n

\nDPZ m\u00e1 oproti klasick\u00fdm metod\u00e1m pozemn\u00edch m\u011b\u0159en\u00ed \u0159adu v\u00fdhod. Data jsou po\u0159\u00edzena pom\u011brn\u011b rychle i za rozs\u00e1hl\u00e1 \u00fazem\u00ed. Z\u00e1rove\u0148 jsou z\u00edsk\u00e1v\u00e1na za celou plochu, odpad\u00e1 tak nutnost interpolace z bodov\u00fdch m\u011b\u0159en\u00ed. Prov\u00e1d\u011bn\u00e1 m\u011b\u0159en\u00ed jsou opakovateln\u00e1; je tak mo\u017en\u00e9 z\u00edskat pro konkr\u00e9tn\u00ed \u00fazem\u00ed \u010dasovou \u0159adu sn\u00edmk\u016f za ur\u010dit\u00e9 obdob\u00ed. T\u00edm doch\u00e1z\u00ed i ke sn\u00ed\u017een\u00ed finan\u010dn\u00edch n\u00e1klad\u016f za po\u0159\u00edzen\u00ed dat. DPZ z\u00e1rove\u0148 umo\u017e\u0148uje z\u00edsk\u00e1v\u00e1n\u00ed informac\u00ed i ze \u0161patn\u011b p\u0159\u00edstupn\u00fdch m\u00edst. D\u00edky mo\u017enosti automatizace cel\u00e9ho procesu zpracov\u00e1n\u00ed dru\u017eicov\u00fdch nebo leteck\u00fdch sn\u00edmk\u016f je mo\u017en\u00e9 l\u00e9pe prov\u00e1d\u011bt dlouhodob\u00fd a udr\u017eiteln\u00fd monitoring pot\u0159ebn\u00e9 oblasti. Velkou p\u0159ednost\u00ed DPZ je mo\u017enost z\u00e1znamu informace pro \u010dlov\u011bka neviditeln\u00e9. Lidsk\u00e9 oko je schopn\u00e9 zaznamen\u00e1vat pouze viditeln\u00e9 z\u00e1\u0159en\u00ed o rozsahu vlnov\u00fdch d\u00e9lek p\u0159ibli\u017en\u011b 380 \u2013 720 nm, zat\u00edmco pro DPZ jsou vyu\u017e\u00edv\u00e1ny vlnov\u00e9 d\u00e9lky cca 300 nm \u2013 1 m.\n
\n
P\u0159i pou\u017eit\u00ed del\u0161\u00edch vlnov\u00fdch d\u00e9lek je mo\u017en\u00e9 sledovat daleko v\u00edce charakteristik povrchu. Nap\u0159. vegetace m\u00e1 v infra\u010derven\u00e9 \u010d\u00e1sti spektra daleko v\u00fdrazn\u011bj\u0161\u00ed projev ne\u017e ve spektru viditeln\u00e9m, na infra\u010derven\u00fdch sn\u00edmc\u00edch je tak daleko l\u00e9pe odli\u0161iteln\u00e1 od ostatn\u00edch povrch\u016f. Pokud byl sn\u00edmek po\u0159\u00edzen v tepeln\u00e9 \u010d\u00e1sti spektra, je mo\u017en\u00e9 z n\u011bj ur\u010dit teplotu objekt\u016f na zemsk\u00e9m povrchu.\nN\u011bkter\u00e9 dru\u017eice maj\u00ed i tzv. panchromatick\u00e9 p\u00e1smo, kter\u00e9 zahrnuje oblast viditeln\u00e9ho z\u00e1\u0159en\u00ed. Toto p\u00e1smo m\u00edv\u00e1 vy\u0161\u0161\u00ed rozli\u0161en\u00ed ne\u017e ostatn\u00ed p\u00e1sma; pomoc\u00ed techniky zvan\u00e9 pansharpening je s jeho pomoc\u00ed mo\u017en\u00e9 zlep\u0161it rozli\u0161en\u00ed multispektr\u00e1ln\u00edho obrazu.\n
\n
Parametry dru\u017eicov\u00fdch dat<\/b>
\nP\u0159i v\u00fdb\u011bru vhodn\u00fdch dat DPZ pro konkr\u00e9tn\u00ed aplikaci je nutn\u00e9 zam\u011b\u0159it se na n\u011bkolik z\u00e1kladn\u00edch parametr\u016f dru\u017eicov\u00fdch sn\u00edmk\u016f. Prvn\u00edm z nich je prostorov\u00e9 rozli\u0161en\u00ed, kter\u00e9 n\u00e1m definuje, jak velk\u00e1 plocha na zemsk\u00e9m povrchu odpov\u00edd\u00e1 jednomu pixelu na sn\u00edmku.  \u010c\u00edm vy\u0161\u0161\u00ed je prostorov\u00e9 rozli\u0161en\u00ed, t\u00edm v\u011bt\u0161\u00ed podrobnosti lze na sn\u00edmku rozeznat. V tomto ohledu lze rozli\u0161ovat dru\u017eice n\u00edzk\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed po\u0159izuj\u00edc\u00ed sn\u00edmky o velikosti pixelu v\u011bt\u0161\u00ed ne\u017e 1 km. Sn\u00edmky tohoto prostorov\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed jsou sice m\u00e1lo podrobn\u00e9, av\u0161ak zachycuj\u00ed velkou \u010d\u00e1st zemsk\u00e9ho povrchu a sn\u00edmkov\u00e1n\u00ed je mo\u017en\u00e9 prov\u00e1d\u011bt velmi \u010dasto, i n\u011bkolikr\u00e1t denn\u011b. Tento typ rozli\u0161en\u00ed je typick\u00fd pro meteorologick\u00e9 dru\u017eice, jak\u00fdmi jsou nap\u0159. NOAA nebo MetOp. Dru\u017eice st\u0159edn\u00edho rozli\u0161en\u00ed maj\u00ed velikost pixelu v rozmez\u00ed 100 a\u017e 250 metr\u016f. Vyu\u017e\u00edvaj\u00ed se p\u0159edev\u0161\u00edm pro studie region\u00e1ln\u00edho rozsahu, p\u0159i\u010dem\u017e sn\u00edm\u00e1n\u00ed jednoho povrchu je opakov\u00e1no v \u0159\u00e1du n\u011bkolika dn\u016f. St\u0159edn\u00ed prostorov\u00e9 rozli\u0161en\u00ed m\u00e1 nap\u0159. dru\u017eice Envisat. Velikost pixelu dat vysok\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed je cca 10 a\u017e 50 metr\u016f, pat\u0159\u00ed sem nap\u0159. dru\u017eice Landsat nebo SPOT. Sn\u00edmky st\u0159edn\u00edho a vysok\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed jsou pou\u017e\u00edv\u00e1ny zejm\u00e9na pro monitorov\u00e1n\u00ed zemsk\u00e9ho povrchu (nap\u0159. sledov\u00e1n\u00ed oce\u00e1n\u016f, zdravotn\u00edho stavu vegetace nebo mapov\u00e1n\u00ed v region\u00e1ln\u00edm m\u011b\u0159\u00edtku). Pomoc\u00ed dru\u017eic velmi vysok\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed lze ji\u017e sledovat zemsk\u00fd povrch velmi detailn\u011b, velikost pixelu je v tomto p\u0159\u00edpad\u011b 5 metr\u016f a m\u00e9n\u011b. Takto podrobn\u00e1 data jsou vyu\u017e\u00edv\u00e1na p\u0159edev\u0161\u00edm pro \u00fazemn\u00ed pl\u00e1nov\u00e1n\u00ed \u010di podrobn\u00e9 lok\u00e1ln\u00ed mapov\u00e1n\u00ed. Dru\u017eice velmi vysok\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed jsou v\u011bt\u0161inou provozov\u00e1ny komer\u010dn\u00edmi subjekty a po\u0159izuj\u00ed data na objedn\u00e1vku.\n

\nDal\u0161\u00edm d\u016fle\u017eit\u00fdm parametrem dat DPZ je \u010dasov\u00e9 rozli\u0161en\u00ed, kter\u00e9 ud\u00e1v\u00e1, s jakou \u010dasovou periodou jsou po\u0159izov\u00e1na za stejn\u00e9 \u00fazem\u00ed. Zat\u00edmco meteorologick\u00e9 dru\u017eice n\u00edzk\u00e9ho prostorov\u00e9ho rozli\u0161en\u00ed mohou sn\u00edmek stejn\u00e9ho \u00fazem\u00ed po\u0159\u00eddit n\u011bkolikr\u00e1t denn\u011b, v p\u0159\u00edpad\u011b dru\u017eic s rozli\u0161en\u00edm v \u0159\u00e1du metr\u016f se m\u011b\u0159en\u00ed opakuj\u00ed jen velmi m\u00e1lo. Spektr\u00e1ln\u00edm rozli\u0161en\u00edm je my\u0161lena jednak \u0161\u00ed\u0159ka elektromagnetick\u00e9ho spektra, jakou je radiometr schopen sn\u00edmat, ale i po\u010det p\u00e1sem, do kter\u00fdch je tento interval rozd\u011blen. V tomto ohledu je mo\u017en\u00e9 rozli\u0161ovat multispektr\u00e1ln\u00ed data, kter\u00e1 obsahuj\u00ed n\u011bkolik jednotek p\u00e1sem o \u0161\u00ed\u0159ce v \u0159\u00e1du des\u00edtek nm, a hyperspektr\u00e1ln\u00ed data, kter\u00e1 obsahuj\u00ed n\u011bkolik des\u00edtek a\u017e stovek spektr\u00e1ln\u00edch p\u00e1sem o \u0161\u00ed\u0159ce n\u011bkolika nm. Hyperspektr\u00e1ln\u00ed sn\u00edmky proto poskytuj\u00ed velmi podrobnou informaci o zemsk\u00e9m povrchu. V sou\u010dasnosti ob\u00edh\u00e1 kolem Zem\u011b mno\u017estv\u00ed dru\u017eic, kter\u00e9 se li\u0161\u00ed sv\u00fdm prostorov\u00fdm, \u010dasov\u00fdm a spektr\u00e1ln\u00edm rozli\u0161en\u00edm a jsou tak vhodn\u00e9 pro r\u016fzn\u00e9 aplikace.\n

Radarov\u00fd DPZ<\/b>
\nPokud chceme sledovat zemsk\u00fd povrch v del\u0161\u00edch vlnov\u00fdch d\u00e9lk\u00e1ch, je nutn\u00e9 vyu\u017e\u00edt vlastn\u00ed zdroj energie, nebo\u0165 z\u00e1\u0159en\u00ed Zem\u011b i Slunce je v t\u00e9to oblasti pom\u011brn\u011b n\u00edzk\u00e9 a t\u00edm i obt\u00ed\u017en\u011b zaznamenateln\u00e9. Toto lze obej\u00edt pou\u017eit\u00edm tzv. zobrazuj\u00edc\u00edch radar\u016f generuj\u00edc\u00edch vlastn\u00ed z\u00e1\u0159en\u00ed, kter\u00e9 je n\u00e1sledn\u011b zemsk\u00fdm povrchem odr\u00e1\u017een\u00e9. Radary pracuj\u00ed v oblasti mikrovlnn\u00e9ho z\u00e1\u0159en\u00ed (cca 0,8 \u2013 100 cm). Pou\u017eit\u00e1 vlnov\u00e1 d\u00e9lka p\u0159itom ovliv\u0148uje pronikavost z\u00e1\u0159en\u00ed; p\u0159i pou\u017eit\u00ed vlnov\u00fdch d\u00e9lek del\u0161\u00edch ne\u017e 30 cm je za ur\u010dit\u00fdch podm\u00ednek mo\u017en\u00e9 sledovat i objekty pod povrchem. Proto\u017ee radar produkuje vlastn\u00ed z\u00e1\u0159en\u00ed, na rozd\u00edl od optick\u00fdch dat nen\u00ed z\u00e1visl\u00fd na denn\u00ed dob\u011b a na po\u010das\u00ed. Radarov\u00e9 sn\u00edmky je tedy mo\u017en\u00e9 po\u0159izovat i v noci a jeho paprsky proch\u00e1z\u00ed skrze obla\u010dnost (s v\u00fdjimkou vlnov\u00fdch d\u00e9lek kolem 1 cm, kter\u00e9 jsou naopak pou\u017e\u00edv\u00e1ny k detekci sr\u00e1\u017eek). Radarov\u00e1 data proto maj\u00ed \u0161irok\u00e9 vyu\u017eit\u00ed v meteorologii, v krizov\u00e9m \u0159\u00edzen\u00ed (d\u00edky schopnosti radarov\u00e9ho z\u00e1\u0159en\u00ed proniknout skrz obla\u010dnost jsou \u010dasto vyu\u017e\u00edv\u00e1ny p\u0159i povodn\u00edch) \u010di pro detekci ledu a sn\u011bhu. Dal\u0161\u00ed vyu\u017eit\u00ed naleznou radarov\u00e1 data p\u0159i tvorb\u011b v\u00fd\u0161kov\u00fdch model\u016f ter\u00e9nu a sledov\u00e1n\u00ed ter\u00e9nn\u00edch zm\u011bn (d\u00edky diferen\u010dn\u00ed radarov\u00e9 interferometrii je mo\u017en\u00e9 pozorovat vertik\u00e1ln\u00ed pohyby ter\u00e9nu v \u0159\u00e1du cm a\u017e mm).\n
\n
Leteck\u00e1 data<\/b>
\nLetadla jsou star\u0161\u00edm typem nosi\u010de. Takto po\u0159\u00edzen\u00e9 sn\u00edmky maj\u00ed v\u011bt\u0161inou lep\u0161\u00ed prostorov\u00e9 rozli\u0161en\u00ed ne\u017e v p\u0159\u00edpad\u011b sn\u00edmk\u016f dru\u017eicov\u00fdch. Jejich provoz je operativn\u011bj\u0161\u00ed, tzn. letadlo je mo\u017en\u00e9 rychleji nasm\u011brovat nad sn\u00edman\u00e9 \u00fazem\u00ed, ne\u017e je tomu u dru\u017eice. Nev\u00fdhodou leteck\u00fdch nosi\u010d\u016f je zejm\u00e9na v\u011bt\u0161\u00ed prostorov\u00e9 zkreslen\u00ed a dra\u017e\u0161\u00ed po\u0159\u00edzen\u00ed sn\u00edmku ne\u017e v p\u0159\u00edpad\u011b dru\u017eice. Leteck\u00e9 sn\u00edmky jsou vyu\u017e\u00edv\u00e1ny zejm\u00e9na pro tvorbu ortofotomap (nap\u0159. Ortofoto \u010cesk\u00e9 republiky po\u0159izovan\u00e9 \u010c\u00daZK). Vzhledem k vy\u0161\u0161\u00ed technologick\u00e9 n\u00e1ro\u010dnosti konstrukce hyperspektr\u00e1ln\u00edch senzor\u016f jsou leteck\u00e9 nosi\u010de velmi \u010dasto vyu\u017e\u00edv\u00e1ny pro po\u0159izov\u00e1n\u00ed hyperspektr\u00e1ln\u00edch dat. P\u0159\u00edkladem jsou nap\u0159. senzory AISA nebo HyMap, pou\u017e\u00edvan\u00e9 zejm\u00e9na v oblasti geologie a pro studium vegetace.<\/p> <\/div> <\/div><\/div> <\/div>\n\n\n

\n
\"\"
Obr.1- Princip DPZ, Zdroj: Upraveno podle http:\/\/geoportal.icimod.org<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n<\/div>\n\n
\n
\"\"
Obr. 2- projev r\u016fzn\u00fdch typ\u016f povrchu na dru\u017eicov\u00e9m sn\u00edmku \u2013 spektr\u00e1ln\u00ed k\u0159ivka. Zdroj \u2013 upraveno podle JPL<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"","protected":false},"author":6,"featured_media":0,"parent":15,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"pro\/page-templates\/full-width-page.php","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-1726","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/1726","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1726"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/1726\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2253,"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/1726\/revisions\/2253"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/15"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/copernicus.chmi.cz\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1726"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}