CzechGlobe – Centrum výzkumu globální změny AV

Potenciál red-edge spektrální informace
z dat Sentinel-2 pro zisk kvantitativních
charakteristik vegetace
Lucie Homolová
RedEdge projekt
Sentinel-2
4. České uživatelské fórum Copernicus, 12 -13 května v Praze
Red-Edge (675 – 760 nm)
2
Cíle projektu
1. Zrekonstruovat RedEdge spektrum ze S2 dat
2. Ohodnotit potenciál RedEdge pro odhad
kvantiativních parameterů vegetace
4. České uživatelské fórum Copernicus, 12 -13 května v Praze
3
Výzkumné lokality
Kukuřice (Španělsko)
Smrkový les (ČR)
Citrusový sad (JAR)
Bukový les (ČR)
4
Metodika – radiativní transfer
Úroveň listu
PROSPECT
Obsah chlorofylu
Obsah vody
Obsah sušiny
Struktura listu
Úroveň celého porostu
DART
Reflektance
Transmitance
PROSPECT: Feret et al. PROSPECT-4 and 5. Remote Sens. Environ. 2008, 112.
DART: Gastellu-Etchegorry et al. DART 5 for modelling airborne and stellite spectroradimeter and lidar acquisitions. Remote Sens.
2015, 7(2).
5
Simulace PROSPECT/DART
Simulace v modelu
PROSPECT
Look-up tabulky
Kukuřice
3500 kombinací
LAI
0.5 – 5.2
62 pozic
slunce/senzor
3 druhy půdy
217 000
Citrusy
3000 kombinací
LAI
1–8
56 pozic
slunce/senzor
3 druhy půdy
168 000
Buky
482 kombinací
LAI
3 – 10
4 hustoty
zapojení lesa
4 sklony svahu
61 700
Smrky
900 kombinací
LAI
3 – 10
4 hustoty
zapojení lesa
4 sklony svahu
115 200
4. České uživatelské fórum Copernicus, 12 -13 května v Praze
6
Metodika
Support vector machines
Odhady
Databáze simulovaných
spekter (look-up tables)
Leaf area index
Obsah chlorofylu
Simulace RT
Simulované S2 snímky
DART & PROSPECT
Parameterizace RT
Kvantitativní charakteristiky
vegetace
Pozemní měření
4. České uživatelské fórum Copernicus, 12 -13 května v Praze
Korekce
Data letecké obrazové
spektroskopie
7
Obsah chlorofylu Cab (µg cm-2)
Vztah mezi REP - Cab
Buky
Smrky
REP (nm)
REP (nm)
4. České uživatelské fórum Copernicus, 12 -13 května v Praze
8
Důležitost spektrálních pásem
(Buky – Cab)
Důležitost spek. ásem (-)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
443 490 560
665 705 740 783
842 865 945 1375 1610 2190 REP
S2 spektrální pásma (nm)
9
Důležitost spektrálních pásem
(Kukuřice – LAI)
Důležitost spek. ásem (-)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
443 490
560
665
705
740
783
842
865
S2 spektrální pásma (nm)
945 1375 1610 2190 REP
10
Důležitost spektrálních pásem
(Smrky – Cab*LAI)
1.0
Důležitost spek. ásem (-)
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
490
560
665
705
740
783
S2 spektrální pásma (nm)
842
865
945
REP
11
Co můžeme říct závěrem?
• Rozdíly v přesnosti odhadovaných parametrů mezi
ekosystémy
• Nízká přidaná hodnota REP při využití všech S2 pásem
• Nutnost validace odhadů ze satelitních dat
=> Využití leteckého DPZ
4. České uživatelské fórum Copernicus, 12 -13 května v Praze
12
FLIS = Flying Laboratory of Imaging Systems
Visible and near infra-red
imaging spectroscopy
CASI-1500
SASI-600
Thermal imaging
spectroscopy
TASI-600
Conference „Global Change: A complex Challenge“, Brno, 23-24 March, 2015
Laser scanning
Riegl LMS – Q780
13
FLIS = Flying Laboratory of Imaging Systems
Open accessThermal
k výzkumným
imaging
Laser scanning
spectroscopy
infrastrukturám CzechGlobe
Visible and near infra-red
imaging spectroscopy
CASI-1500
SASI-600
TASI-600
Conference „Global Change: A complex Challenge“, Brno, 23-24 March, 2015
Riegl LMS – Q780
14
Poděkování
Růžena Janoutová, Zbyněk Malenovský, Jan Hanuš &
František Zemek
Lucas Landier, Tom Crochet &
Jean-Philippe Gastellu-Etchegory
Béatrice Berthelot
[email protected]