Czasopismo | GOSPODARKA WODNA | Rocznik 2020 - zeszyt 7

Sentinel-2 nowe źródło danych w badaniach koryt rzecznych

Sentinel-2 new source of data in research on riverbeds

nr katalogowy: 127305

Streszczenie

Zmiany morfologiczne zachodzące w korytach rzek są dynamiczne i wymagająvmonitorowania. Skutecznym sposobem śledzenia dynamiki zmian są analizy ob- razów satelitarnych, które pozwalają na określenie geometrii form korytowych i tempa ich deformacji. W pracy omówiono źródła danych satelitarnych, w tym także tworzony przez IMGW-PIB portal „Sat4Envi”. Przedstawione zostały parametry techniczne misji satelitarnej Sentinel-2 (roz- dzielczość radiometryczna, spektralna, przestrzenna i czasowa), a także możli- wości zastosowania zdjęć optycznych. Jako przykład w badaniach form koryto- wych pokazano wskaźniki teledetekcyjne NDWI, MNDWI, AWEInsh, AWEIsh, LSWI, MLSWI, SWM, obliczone na podstawie obrazu Sentinel-2 zarejestrowanego w dniu 5/09/19. Celem analizy jest wyróżnienie form korytowych w wybranym odcinku koryta dolnej Wisły (km 816-828) w warunkach niskiego przepływu oraz analiza prze- mieszczenia form korytowych w ciągu roku. Wyniki pokazują przydatność danych satelitarnych do badania form korytowych dużych rzek.

Abstract

Morphological changes occurring in riverbeds are dynamic and need to be mon- itored. An effective method of following the dynamics of such changes are satel- lite image analyses, which allow for determination of the riverbed forms geome- try and their deformation rate. The article discusses the sources of satellite data, including the Sat4Envi portal created by the Institute of Meteorology and Water Management – National Research Institute. It presents technical parameters of the Sentinel-2 satellite mission (radiomet- ric, spectral, spatial and temporal resolution), as well as the possibility to use optical photographs. As an example of data used in research on riverbed forms, the authors discuss the NDWI, MNDWI, AWEInsh, AWEIsh, LSWI, MLSWI and SWM remote sensing indexes, calculated based on the Sentinel-2 image recorded on 05/09/2019. The aim of the analysis is identification of riverbed forms in the selected section of the lower Vistula River (km 816-828) in low flow conditions and an analysis of riverbed forms movement throughout the year. The results show the useful char- acter of satellite data in research on large riverbed forms.

Bibliografia

[1] Acharya T. D., Subedi A., Lee D. H. 2018. Evaluation of Water Indices for Surface Water Extraction in a Landsat 8 Scene of Nepal. Sensors, 18(8), 2580. doi:10.3390/ s18082580.
[2] Bukata R., Jerome J., Kondratyev A., Pozdnyakov D. 1995. Optical Properties and Remote Sensing of Inland and Coastal Waters, ISBN: 9780203744956.
[3] Burshtyńska K., Halochkin M., Tretyak S., Zayats I. 2017. Monitoring of riverbed of river Dniester using GIS technologies. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 29, pp. 25–36, ISSN 2083-2214, eISSN 2391-9477, doi: 10.14681/ afkit.2017.002.
[4] Centrum Badań Kosmicznych PAN (CBK). 2019. Awaria kolektorów ściekowych oczyszczalni Czajka. Poster.
[5] Dana-Negula I., Poenaru V., Olteanu V., Badea A. 2016. Sentinel-1/2 data for ship traffic monitoring on the Danube river. ISPRS – Intenational Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. XLI-B8. 37–41. 10.5194/isprsarchives-XLI-B8-37-2016.
[6] Du Y., Zhang Y., Ling F., Wang Q., Li W., Li X. 2015. Water Bodies’ Mapping from Sentinel-2 Imagery with Modified Normalized Difference Water Index at 10-m Spatial Resolution Produced by Sharpening the SWIR Band, Remote Sensing, 8, 354.
[7] Drusch M., Del Bello U., Carlier S., Colin O., Fernandez V., Gascon F., Hoersch B., Isola C., Laberinti P., Martimort P., Meygret A., Spoto F., Sy O., Marchese F., Bargellini P. 2012. Sentinel-2: ESA’s Optical High-Resolution Mission for GMES Opesrational Services, Remote Sensing of Environment, Volume 120, p. 25–36, ISSN 0034-4257.
[8] Feyisa G., Meilby H., Fensholt R., Proud S. 2014. Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery, Remote Sensing of Environment, 140, 23–35 C.
[9] Fletcher K. 2012. Sentinel-2: ESA’s Optical High-Resolution Mission for GMES Operational Services (ESA SP-1322/2 March 2012) ISBN 978-92-9221-419-7.
[10] Golenia M., Gurdak R., Jarocińska A., Mierczyk M., Ochtyra A., Zagajewski B. 2016. Zastosowanie zobrazowań satelitarnych Landsat do detekcji zmian obszarów zurbanizowanych.
[Application of Landsat images in urban change detection]. In: Buławka N., Chyla J. M., Lechnio J., Misiewicz K., Stępień M. (eds.), Forum GIS UW. GIS na Uniwersytecie Warszawskim. Forum użytkowników licencji edukacyjnej SITE oprogramowania ArcGIS na Uniwersytecie Warszawskim. Conference proceedings. Volume II/III, Pages 91–101, ISBN (Online) 978-83-61376-78-1.
[11] Jain P., Schoen-Phelan B., Ross R. 2020. Automatic flood detection in SentineI- 2 images using deep convolutional neural networks. In Proceedings of the 35th Annual ACM Symposium on Applied Computing (SAC ’20). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 617–623. DOI: https://doi. org/10.1145/3341105.3374023.
[12] Jensen J.R. 2007. Remote Sensing of the Environment: An Earth Resource Perspective, Second Edition. Pearson Education. pp. 421, eISBN-13: 9781292034935.
[13] Jurgens C. 1997. The modified normalized difference vegetation index (mNDVI) a new index to determine frost damages in agriculture based on Landsat TM data, International Journal of Remote Sensing, 18:17, 3583-3594.
[14] Kuhn C., et all. 2019. Performance of Landsat-8 and Sentinel-2 surface reflectance products for river remote sensing retrievals of chlorophyll-a and turbidity, Remote Sensing of Environment, t. 224, s. 104–118 doi: 10.1016/j.rse.2019.01.023.
[15] Kurczyński Z. 2014. Fotogrametria. Wydawnictwo Naukowe PWN, pp. 311 ISBN 978-83-01-19135-1.
[16] Kwak Y., 2017. Nationwide Flood Monitoring for Disaster Risk Reduction Using Multiple Satellite Data, ISPRS Int. J. Geo-Inf. 6, no. 7: 203.
[17] McFeeters S. 1996. The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features, International Journal of Remote Sensing, 17:7, 1425–1432.
[18] Otsu N. 1979. A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms in IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, vol. 9, no. 1, pp. 62–66 doi: 10.1109/TSMC.1979.4310076.
[19] Papa M., Nones M., Cavallo C., Gargiulo M., Ruello G. 2020. Data-fusion of satellite and ground sensors for river hydro-morphodynamics monitoring. 10.5194/ egusphere-egu2020-20381.
[20] Pluto-Kossakowska J., Władyka M., Tulkowska W. 2018. Ocena obrazowych danych teledetekcyjnych do identyfikacji obiektów w zielonej i błękitnej infrastrukturze. Teledetekcja Środowiska. pp. 13–27, ISSN 0071-8076.
[21] Robak A., Gadawska A., Milczarek M., Lewiński S. 2016. The detection of water on Sentinel-2 imagery based on water indices. Teledetekcja Środowiska. pp. 59–72 ISSN 0071-8076.
[22] Voigt S., Trnka J., Kemper T., RiedlingerT., Husson A. 2009. Satellite Based InforJmation to Support European Crisis Response. W: Jasani B., Pesaresi M., Schneiderbauer S., Zeug G. (red.), Remote Sensing from Space (s. 33–45). Springer Science, ISBN: 978-1-4020-8483-6.
[23] Wieland M., Martinis S. 2020. Large-scale surface water change observed by Sentinel-2 during the 2018 drought in Germany, International Journal of Remote Sensing, 41:12, 4742–4756, doi: 10.1080/01431161.2020.1723817.
[24] Xu H. 2006. Modification of Normalized Difference Water Index (NDWI) to Enhance Open Water Features in Remotely Sensed Imagery, International Journal of Remote Sensing, 27(14), 3025–3033.
[25] Zagajewski B. 2010. Ocena przydatności sieci neuronowych i danych hiperspektralnych do klasyfikacji roślinności Tatr Wysokich. Teledetekcja Środowiska 43: 113.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


GOSPODARKA WODNA- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2020-7 , nr katalogowy 127305 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


GOSPODARKA WODNA- e-zeszyt (pdf) 2020-7 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	32.00 zł

Prenumerata

GOSPODARKA WODNA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

384.00 zł

GOSPODARKA WODNA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GOSPODARKA WODNA - papierowa prenumerata roczna	432.00 zł brutto 400.00 zł netto 32.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
GOSPODARKA WODNA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

474.00 zł

GOSPODARKA WODNA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
GOSPODARKA WODNA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	582.00 zł brutto 538.89 zł netto 43.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

582.00 zł

Zeszyt

2020-7

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma