Postup práce

Údaje z let 2004 a 2005 byly pro potřeby projektu zpracovány Mgr. Pavlem Sedlákem, Ph.D. Metodicky tedy tato práce navazovala, nicméně byly provedeny některé nové analýzy, a to i zpětně, tj. za roky 2004 – 2007.

Geometrické korekce

Geometrické korekce slouží k úpravě snímku tak, aby vzájemná poloha objektů v obraze odpovídala poloze objektů ve skutečnosti. V tomto případě skutečnost pomineme, protože se jedná o šikmé snímky a jejich nasazení do geografického souřadnicového systému (např. S-JTSK) by obraz značně zdeformovalo. V této aplikaci stačí, když všechny snímky budou stejně usazeny vůči sobě v negeografickém souřadnicovém systému. Zde bylo opět navázáno na již udělanou práci a snímky z let 2006 a 2007 byly rektifikovány ke snímku z 16. 4. 2005.

Rektifikace je obecný proces transformace polohy všech obrazových prvků (pixelů) z jednoho souřadnicového systému do druhého (v podstatě deformace obrazu) na základě sběru identických bodů na dvojici obrazů (tzv. vlícovacích bodů). Následným krokem je převzorkování, tj. proces transformace DN hodnot do nové soustavy (zpět do pravidelné mřížky). Výsledkem jsou tedy stejně usazené snímky, tj. porovnatelné. [1]

Pro geometrické korekce byl zvolen Erdas Imagine ve verzi 8.5. V modulu Data Preparation se nachází položka Image Geometric Correction. V záložce Set Geometric Model jsem vybrala polynomickou rektifikaci 1. řádu. Polynomická transformace provádí výpočet pomocí souřadnic vlícovacích bodů, přičemž výpočet pro polynom 1. řádu je nejrychlejší – jedná se pouze o posunutí, změnu měřítka a rotaci bodů. Minimální počet vlícovacích bodů pro 1. řád je 1 bod. Pomocí jednoho bodu lze vypočítat pouze posun, pomocí dvou posun a změnu délek a s použitím tří bodů posun, změnu délek a otočení. Teprve v tomto případě se jedná o úplnou transformaci pro 1. řád. [2] Při rektifikaci byl brán ohled na co možná nejmenší RMS chybu a na správné sesazení snímků.

Klasifikace sněhové pokrývky v prostředí ArcView GIS

Dalším krokem bylo samotné zpracování snímků nástroji ArcView GIS 3.3 s extenzí Image Analysis. Nejprve byla založena nová polygonová vrstvu pro každý snímek se jménem shodným s rektifikovaným obrazem (datum pořízení snímku). V Seed Tool Properties byly nastaveny vlastnosti nástroje, zejména Seed Radius (tolerance při výběru podobných pixelů) a vlastnost Include Island Polygons (kompaktnost vybrané oblasti nebo možnost nezahrnovat ostrovní polygony do výběru), který pak byl použit pro výběr sněhové pokrývky na jednotlivých snímcích. Na jednom snímku bylo vždy potřeba několikrát měnit parametr Seed Radius – pro výběr velkých nebo malých ploch sněhu. Tímto způsobem vznikla vrstva s překrývajícími se polygony. Použitím funkce Union Graphics v záložce Edit byly polygony sloučeny, odstraněny zbytečné hranice a odstraněno překrývání.

Oříznutí vrstev a snímků

Výsledné vrstvy a všechny rektifikované snímky byly oříznuty vrstvou zájmového území (obdelnik.shp) pomocí extenze Geoprocessing, resp. nástroje Subset Image v Image Analysis. Pouze jediná vrstva (04-26 v roce 2006) je při levém okraji menší než zájmové území, a to z důvodu špatného záběru fotoaparátu.

Plocha sněhové pokrývky

Stanovení plochy sněhové pokrývky bylo provedeno pomocí volně dostupného Avenue skriptu, který do tabulky doplnil informaci o ploše a obvodu prvků. Plocha byla určena pouze relativně (absolutní výpočet na šikmém snímku by byl komplikovaný), stoprocentní plocha představuje plochu na snímku, kde se sníh může vyskytovat (není započtena obloha, ale plocha stromů ano).

Rastrová analýza

K rastrovým analýzám bylo nejprve potřeba převést všechny vektorové vrstvy na grid pomocí příkazu Theme – Convert to Grid. Byl získán grid s hodnotou 1 pro místa se sněhovou pokrývkou a hodnotou NoData pro místa bez sněhové pokrývky. Reklasifikací bylo docíleno gridu s hodnotou 1 pro sníh a hodnotou 0 pro „nesníh“. Takové gridy mohly vstoupit do analýzy. V rámci ročníku byly jednotlivé gridy sečteny a výsledky jsou interpretovány v kapitole Výsledky

Zpracování mapy odtávání sněhu

Posledním krokem bylo vytvoření samotné mapy znázorňující odtávání sněhu na svahu pod Petrovými kameny. Vizualizace proběhla v produktu ArcGIS 9.2, jenž poskytuje lepší nástroje pro tvorbu map než jeho předchůdce. Zároveň byla sjednocena legenda pro předešlé roky a znovu vytvořena mapa i pro roky 2004 a 2005.

Mapa byla nazvána „Odtávání…“, i když je zřejmé, že v průběhu zimního období mohlo přisněžit, což bylo i pozorováno. Nepravidelnost pořizování snímků navíc zakrývá menší oscilace. Obecně však botaniky zajímal právě proces odtávání sněhu ve vztahu k výskytu a vývoji sledovaných rostlin, proto také bylo snímkováno období od dubna do června, kdy už celkově vzato dochází k úbytku sněhové pokrývky.

Z důvodu přehlednosti a návaznosti jsou na mapách zobrazeny pouze vybrané časové horizonty. Nebylo možné použít ve všech letech stejné termíny, protože se plně nepřekrývaly. Uvedené měřítko a směrovka jsou pouze orientační. Byly sestrojeny přibližně. Především měřítko se na šikmém snímku výrazně mění – tím víc, čím více se profil (zakřivení) terénu odlišuje od roviny fotografie.

Určení data výskytu poslední sněhové pokrývky v bodech

Samostatnou kapitolou pak bylo určení data výskytu poslední sněhové pokrývky ve fenologických bodech, jejichž poloha byla vyznačena na letním snímku zájmového území (Příloha č. 2). Snímek byl v Erdas Imagine rektifikován s konečnou RMS chybou 0,342.

Následovala vektorizace 40 bodů do nové bodové vrstvy v ArcView GIS a přeložení nad jednotlivé snímky a odečtení termínu posledního snímku, kdy se ještě v daném místě vyskytovala sněhová pokrývka.