Prezentace aplikace PowerPoint

Aplikace DPZ v územním plánování
Data z evropské služby GMES Land
Tomáš Soukup
GISAT
Aplikace dálkového průzkumu Země v územním plánování a krizovém řízení
26. září 2012 Přírodovědecká fakulta UK v Praze, Praha
Obsah
 GISAT
 Územní plánování a DPZ: land cover / land use
 Evropské služby v rámci GMES: CLC, HRL Soil Sealing,
UrbanAtlas
 Představení dat Urban Atlas
 Výhody, aplikace
 Data - zdroje
 Data exploration tool - prototyp webové platformy
1
GISAT - základní fakta
Soukromá SME společnost
Služby v oblasti využití dálkového průzkumu Země od 1991
Aktivní v ČR (např. SZIF, CENIA, MO) i v zahraničí (např. EEA, ESA, ESTAT, DGENV, WB)
Technologická i tématická podpora uživatelů
Technologie - image processing, GIS:
• analýza obrazu, extrakce prostorových informací
• webové služby a aplikace (komerční i Open Source řešení)
Tématické oblasti (hlavní):
• životní prostředí, zemědělství, rozvoj zástavby
Specifická odbornost: land cover / land use monitoring
Aktivní v rozvoji GMES služeb
2
GISAT - Web
Více informací na www.gisat.cz
3
Hlavní úkoly územního plánování
 vytvářet v území podmínky pro udržitelný rozvoj, tj. komplexní
řešení problémů životního prostředí, sociálních a hospodářských
problémů ve vzájemných souvislostech
 vymezovat veřejný zájem na využití území
 posazovat racionální uspořádání území a pro hospodárné
vymezování stavebních pozemků
 podporovat územní prevence katastrof
 prosazovat ochranu nezastavitelného území a nezastavitelných
pozemků v zastavěném území
 zajišťovat ochranu přírodních stanovišť a stanovišť druhů
…..
Informace o území
Prostorová data o území
DPZ monitoring
DPZ = efektivní zdroj aktuálních informací o území
4
Územní plánování a LC / LU
Krajinný pokryv (land cover) a využívání půdy (land
use) společně podávají o daném území doplňující se
informace jak o potenciálu krajiny, tak i o naplnění
tohoto potenciálu tj. informace, které jsou nezbytné
pro budoucí rozhodování
Znalost stavu a změn krajinného pokryvu, struktury
využívání půdy a dlouhodobých trendů těchto změn,
pochopení jejich příčin a důsledků, to jsou základní
podmínky pro kvalifikované plánování v území ve
smyslu udržitelného rozvoje
Landscape Mosaic, painting by Jerry Points © Jerry Points
5
Envisat MERIS © ESA
dataúzemní
- current portfolio
DPZEO
pro
plánování
Medium and Low resolution EO data: ~ 100m - 1km
Terra ASTER © NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS
dataúzemní
- current portfolio
DPZEO
pro
plánování
High resolution EO data: ~ 5 - 80m
Ikonos © GeoEye
DPZ
pro
územní
plánování
EO data
- current
portfolio
Very high resolution EO data: ~ 0.5 - 5m
MDA
RADARSAT-2©©Astrium
TerraSAR-X
DPZ
pro- current
územní
plánování
EO data
portfolio
Radar multi-scale EO data: ~ 1 - 100m
Kontext - GMES
Co je GMES a evropské GMES služby?
GMES = „globální monitoring životního prostředí a bezpečnosti“



společná evropská iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) a Evropské
komise (EK)
vedle evropského navigačního systému Galileo, druhý základní pilíř vesmírné
politiky Evropského společenství.
spolu s iniciativami INSPIRE a SEIS (Shared Environmental Information
System), rámec všech evropských aktivit na podporu využívání prostorových
dat.
Hlavní cíle:
 harmonizace mezi roztříštěnými národními standardy v oblasti monitoringu
životního prostředí a bezpečnosti v rámci celé Evropské unie (EU)
 vytvoření evropských kapacit a podpora využívaní dat DPZ pro rozhodování
na evropské, národní, regionální i lokální úrovni
 poskytování spolehlivých a aktuálních služeb (na dlouhodobé a udržitelné
bázi) pro potřeby tvůrců veřejných politik v oblastech životního prostředí,
regionálního rozvoje, plánování, bezpečnosti…
10
Kontext - GMES
Globální životní prostředí je pod tlakem…
Voda - 20% všech povrchových vod vážně ohroženo
znečištěním
Půdní eroze - postiženo celkově 17% rozlohy evropského
území
Biodiverzita - 335 druhů je v Evropě kriticky ohroženo
Zemědělství - intensifikace, biopaliva, tlaky na strukturu
území, snižování biodiverzity, vodní bilance/sucho
Plochy osídlení a komunikační síť narůstají a to vede k
zvyšování nepropustnosti ploch a fragmentaci krajiny
11
Kontext - GMES služby
V jakých oblastech GMES nabízí služby?
Jaké jsou GMES Land služby?
 globální monitoring
 kontinentální monitoring – CORINE Land Cover, vrstvy HRL
 lokální monitoring – Urban Atlas
V jakém stavu je implementace GMES Land služeb?
Implementace lokální služby je
již v operačním režimu v rámci
GIO (GMES Initial Operation):
Urban Atlas data 2006, 2012-13
12
Kontext - GMES Land služby
 Globální komponenta
GlobCover, GlobCorine, ECVs
využívá data DPZ s ~300m rozlišení
 Kontinentální komponenta
CORINE Land Cover + koncept doplňkových vrstev s vysokým
rozlišením (HRLs) např. Soil Sealing / Imperviousness
využívá data DPZ s ~20m rozlišení
 Lokální komponenta
UrbanAtlas
využívá data DPZ s ~1-2.5m rozlišení
13
GMES Land služby - CORINE Land Cover
Tématický obsah: 44 hierarchických tříd
Rozlišení: MMU 25ha stav, změny 5ha
Dostupnost: 1990, 2000, 2006, 2012
14
GMES Land služby - HRL Soil Sealing
Tématický obsah: 1-100% sealing
Rozlišení: rastrová vrstva, pixel: 20x20m
Dostupnost: 2006, 2009, 2012
15
GMES Land služby - Urban Atlas
Tématický obsah: 22 hierarchických tříd
Rozlišení: MMU 0,25ha
Dostupnost: 2006, 2012
16
Urban Atlas
Urban Atlas - první celoevropsky srovnatelná data o
urbanizovaných oblastech
 služba vyvinuta v rámci ESA projektů GUS a GSELAND
 podpora rozhodování na regionální úrovni či na úrovni funkční
městské aglomerace v oblastech životního prostředí, regionálního
rozvoje, strategického plánování, územního plánování…
 obsah zacílen na sledování vývoje zástavby (udržitelný rozvoj,
ochrana půd, monitoring urban sprawl, zelená infrastruktura…)
17
17
Urban Atlas - aktuální stav
 první verze pro rok 2006 financována DG REGIO + Evropský fond pro
regionální rozvoj (ERDF)
 aktualizace financována GMES/GIO
 distribuce (zdarma!) Evropská Agentura pro životní prostředí (EEA)
 sběr dat probíhá na ploše 410100 km² pro více než 350 měst a
regionů Evropské unie
 pokrývá všechny hlavní města EU a dále rozsáhlý výběr měst a
regionů, které se účastní evropského projektu UrbanAudit (LUZ =
Large Urban Zones)
 v České republice pokrývá 13 regionů
 první update pro rok 2012/2013
 další aktualizace plánovány v intervalu 3-5 let
18
18
UrbanAtlas - pokrytí EU38
19
19
UrbanAtlas - pokrytí ČR
20
20
UrbanAtlas v ČR
13 regionů v ČR:
 Praha
 Brno
 Plzeň
 Ostrava
 Ústí nad Labem
 Olomouc
 Liberec
 České Budějovice
 Pardubice
 Hradec Králové
 Zlín
 Jihlava
 Karlovy Vary
21
21
UrbanAtlas - základní parametry





22
Vektorová data krajinného
krytu a využití půdy (LC/LU)
22 hierarchických funkčních
tříd (18 zaměřeno na
městské areály)
Zdrojová data:
SPOT5, Kompsat2, Ikonos,
QuickBird nebo jiná VHR DPZ
data či letecké orthofoto
TeleAtlas
MMU: 0,25ha pro městské
areály;
1ha pro ostatní
Měřítko 1:10000
22
Urban Audit - základní informace






23
data Urban Atlas od počátku koncipována
jako prostorová data doplňující statistické
informace ESTAT Urban Audit
~ 300 statistických ukazatelů o demografii,
společnosti, hospodářství, životním prostředí,
dopravě, informační společnosti a volném
čase
na 3 úrovních:
LUZ, CC, SDC
časové pokrytí 1991, 1996, 2001, 2004, 2008
zdroj: ESTAT
údaje pro Českou republiku bez SDC
23
Projekt UrbanAtlas+
UrbanAtlas+ testování potenciálu využití dat GMES UrbanAtlas







projekt Evropské kosmické agentury
v rámci motivačního programu pro Českou republiku - výzva 2009
(AO/1-6052/09/NL/CBI)
testování potenciálu operačních dat GMES Urban Atlas v ČR z GIO
příprava metodiky využití pro operačních data Urban Atlas (DG REGIO)
přímá návaznost na předchozí aktivity GISATu a URM HMP v projektu
ESA GSELAND
zpracovatel GISAT
partneři: Útvar rozvoje města (URM) Hlavního města Prahy
Krajský Úřad Plzeňského kraje
Krajský Úřad Moravskoslezského kraje
Krajský Úřad Jihomoravského kraje
24
Analytický rámec - koncept
Klasifikace toků land cover / land use
Matice změn
stavové & změnové účty
strukturální indexy
DB změn
Indikátory pro podporu rozhodování
DB stavů land cover / land use
25
25
Analytický rámec - koncept
Podpora otázek typu
 jaké jsou prostorové struktury a intenzity jednotlivých
změn?
 jak moc jsou úbytky kompenzovány přírůstky?
 Jak se mění kvalita v průběhu času?
 které procesy jsou zodpovědné za úbytky a přírůstky?
 jaká je vnitřní dynamika jednotlivých tříd?
Strukturální indikátory
 jak se mění densita zástavby
 jak se mění fragmentace zástavby
 jak se mění charakter zástavby (urban sprawl)
26
Podpora rozhodování
více vhledu do prostorové distribuce a intensity změn
27
Podpora rozhodování
více vhledu do struktury změn - nejen salda, ale i úbytky a
přírustky (tj. umožnuje postihnout vnitřní dynamiku změn)
více vhledu do prostorové distribuce a intensity změn
více vhledu do struktury změn - nejen salda, ale i úbytky a
přírustky (tj. umožnuje postihnout vnitřní dynamiku změn)
28
Podpora rozhodování
flexibilní uživatelské analytické jednotky – KÚ, uživatelské
zonace, koridory
29
Podpora rozhodování
Srovnání stavu a vývoje mezi jednotlivým oblasti – flexibilní
kombinace se socio-economickými daty
30
Územní indikátory (Plzeňský kraj)
GSELand
Urban structure - 2001
within whole mapping area
13000
2%
12000
24%
14000
7%
Structure of urban increase
within whole mapping area
13000
41%
11000
67%
11000
10%
12000
49%
Územní indikátory (Praha)
GSELand
Územní indikátory (Moravsko-slezsky kraj)
GSELand
 2745.8 ha půdy zastavěno mezi lety 2001-2006
 Celková plocha vyjádřená počtem fotbalových hřišť
Modelování - scénáře
SP-02.I01 – Scénáře růstu
zástavby s použitím lineárních
populační trendů
Růstové scénáře městské
zástavby jsou výsledkem
modelování potenciální
budoucí městské stavební
činnosti.
Umožňují sledovat a analyzovat
vývoj zástavby ve městech a
jednotlivých čtvrtích v čase
Modelování - analýza rizik
Závislost nárůstu hustoty zástavby a povrchové teploty
(evaporation capacity loss = heat waves risk)
Courtesy: Gábor, P.; Jombach, S. and Ongjerth, R., URBIO 2008
Modelování - analýza rizik
Závislost nárůstu hustoty zástavby a změny odtokových
poměrů (retention capacity loss = flash flood risk)
Courtesy: Bernd G. Tyrna & Volker Hochschild,
2010, Eberhard Karls University Tuebingen
Při sealingu 1ha plochy se retenční kapacita území sníží přibližně o 4.000
m³ tj. dodatečný náklad na kanalizační služby činí 6.500 € /ha za rok.
According German study. Courtesy: Silke Hoke, AHU AG
Výhody dat UrbanAtlas







Pokrytí - data pokrývají funkční oblasti tj. nekončí na hranici města a mají potenciál
především v mapování okolí měst, monitoringu rozšiřování příměstské zástavby
Porovnatelnost - data jsou porovnatelná data mezi městy, regiony i mezi státy
Standardní nomenklatura - třídy vztažené k de facto standardu pro mapování
krajinného krytu v Evropě - CORINE Land Cover
Dostupnost – data jsou dostupná zdarma
Efektivita – kombinace s existujícími detailními daty pro vnitřní město, korelace,
přechod mezi měřítky, identifikace hot-spots tj. prioritních problémových oblastí pro
sběr přesnějších informací,
Zajištěná aktualizace - jasný aktualizační plán. Pravidelné a systematické aktualizace je
nezbytná pro operativní využití při plánování činností. Hlavní síla je v pravidelném
monitoringu změn!
Retrospektiva - potenciál pro retrospektivní mapování měst Atlas pomocí archivních
leteckých snímků (plné pokrytí pro více let, je v současné době)
Potenciál pro využití pro účely územního plánování měst a regionů, monitoring rozvoje
měst a regionů a monitorování životního prostředí

37
Nutnost některých změn ve specifikaci v rámci první aktualizace !!!
37
CORINE Land Cover
zdroj dat:
38
CENIA
EEA http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/
38
HRL Soil Sealing / Imperviousness
zdroj dat:
39
EEA http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/
39
Urban Atlas
zdroj dat:
40
EEA http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/urban-atlas
40
Urban Atlas
zdroj dat:
41
EEA http://dataservice.eea.europa.eu/map/UrbanAtlasBeta/
41
Land Use Data Centre
zdroj dat:
42
EEA http://www.eea.europa.eu/themes/landuse/
42
Land Use Data Centre
data exploration:
GISAT Evropská data Urban Atlas / Urban Audit
http://urbanatlas.gisat.cz/
GISAT Data Urban Atlas CZ
http://uaplus.gisat.cz/
43
43
Land Use Data Centre
data exploration:
GISAT Evropská data Urban Atlas / Urban Audit
http://urbanatlas.gisat.cz/
GISAT Data Urban Atlas CZ
http://uaplus.gisat.cz/
Živá prezentace WebTool
Webový nástroj je založen na Open Source řešení a architektura systému je
založena na třívrstvé architektuře klient-server.
Podpora prohlížečů: IE v9.0, Google Chrome, Firefox nebo Safari. Optimalizováno
pro Google Chrome
44
44
Děkuji za pozornost
Tomáš Soukup
GISAT
[email protected]
45