Veda a výskum

Identifikácia, analýza a hodnotenie spustnutej poľnohospodárskej pôdy aplikáciou satelitných údajov diaľkového prieskumu Zeme

doc. RNDr. Ján Feranec, DrSc.

Geografický ústav SAV

Pustnutie poľnohospodárskej pôdy (ornej pôdy, lúk a trvalých kultúr – sadov a viníc) je postupný proces zarastania, prejavujúci sa fyziognomickými znakmi, napr. heterogénnym zoskupením vegetácie, variabilitou jej výšky a tiež pribúdaním nových druhov vegetácie – náletových burín, krovín a stromov. Takýto proces pustnutia je charakteristický pre štáty strednej Európy po roku 1989 ako dôsledok transformácie poľnohospodárstva.

Konvenčné prístupy registrácie spustnutej poľnohospodárskej pôdy využívajú najmä údaje z terénneho prieskumu. Pri požiadavke operatívneho získania informácií o výskyte a dynamike spustnutých areálov, najmä na rozsiahlych územiach, nastávajú problémy. Satelitné údaje prispievajú k ich eliminácii, nakoľko sú zaznamenávané pravidelne, čo dovoľuje sledovať vývoj pustnutia na rôzne veľkých územiach v rovnakom čase.

Spolu s T. Gogom, D. Szatmárim, M. Rusnákom, R. Pazúrom a M. Kopeckou (v kontexte projektu ESA PECS Advanced Techniques for Biomass Mapping in Abandoned Agriculture Land Using Novel Combination of Optical and Radar Remote Sensing Sensors, v spolupráci s tímom T. Buchu – koordinátorom z Národného lesníckeho centra vo Zvolene) sme terénnym prieskumom na Podunajskej nížine a vo Zvolenskej kotline zaznamenali charakteristiky zarastajúcej vegetácie – jej druhového zloženia, výšky, celkovej pokryvnosti a zoskupenia do vzoriek. Následne boli integrované s profilmi vegetačného indexu NDVI, vypočítaného zo spektrálnej odrazivosti zaznamenanej satelitom Sentinel. Profily NDVI približujú fenologický stav rastlín a spolu s terénnymi charakteristikami dokumentujú možnosti odlíšiteľnosti zarastajúcej vegetácie od poľnohospodárskych kultúr. V ďalšom procese automatizovanej identifikácie zarastania sú údaje NDVI a terénne charakteristiky vstupmi do objektovo orientovanej klasifikácie snímok metódou OBIA. Získané výstupy poskytujú informácie o výskyte a rozlohách spustnutej pôdy, čo prispeje k návrhu systému na monitorovanie prírastku biomasy na nej.

http://atbiomap.nlcsk.org

Image1

Obr. 1. Porovnanie hodnôt NDVI zarastajúcich lúk krovinami (61) s rôznymi krovinovými formáciami (62, 63, 64).

 

Image2

Obr. 2. Triedy spustnutej poľnohospodárskej pôdy (AAL1, AAL2, AAL3) a krajinnej pokrývky/využitia krajiny (LC/LU) identifikované aplikáciou metódy OBIA a algoritmom Random Forest (RF) v JZ časti Podunajskej nížiny (a) a JV časti Zvolenskej kotliny (b).