Wykorzystanie technik hiperspektralnych do kartowania wód Jeziora Zegrzyńskiego

• Autorzy: Sabat A. , Jarocinska A. , Magnuszewski A. , Slawik L. , Zagajewski B. , Ochtyra A. , Niedzielko J.

Warianty tytułu

EN

The use of hyperspectral techniques for waters mapping of the Zegrzyńskie Lake

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The paper presents a possibility of an application of Imaging Spectroscopy to acquire thematic maps of water quality. Thanks to very high spectral, radiometric and spatial resolution of AISA hyperspectral images, which allow to identify zones of water with different properties. An analysis of the spatial distribution of physico-chemical parameters of water was made in 2014 for the Zegrzyńskie Lake. A Hhyperspectral image was acquired by the MGGP Aero aircraft and the Finnish AISA Eagle scanner. Remote sensing indices of water quality (Secchi Disk Depth (SDD), Colored Dissolved Organic Matter (CDOM)) and vegetation index – Carotenoid Reflectance Index 1 (CRI 1), which determines the content of chlorophyll and other plant pigments in the water, was calculated on the image. Based on spatial distribution of water quality indices the IsoData classification was performed. The result was a set of maps with five zones of concentrations of different substances in of the Zegrzyńskie Lake. The verification was made based on in-situ acquired samples of water during airborne data imaging. Due to differences in suspended substances load and different water velocity Bug and Narew water flow in separate streams and mix in the middle of the artificial lake. Following research showed a high correlation between the calculated indices and field measurements. They also confirmed the usability of AISA hyperspectral images to create thematic maps of water quality.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Prace i Studia Geograficzne
• Rocznik: 2016
• Tom: 61
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.85-103,rys.,tab.,map.,bibliogr.

Twórcy

autor

Sabat A.

• Zakład Geoinformatyki, Kartografii i Teledetekcji, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Uniwersytet Warszawski, Warszawa

autor

Jarocinska A.

• Zakład Geoinformatyki, Kartografii i Teledetekcji, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Uniwersytet Warszawski, Warszawa

autor

Magnuszewski A.

• Zakład Hydrologii, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Uniwersytet Warszawski, Warszawa

autor

Slawik L.

• MGGP Aero Sp. z o.o, Tarnów

autor

Zagajewski B.

• Zakład Geoinformatyki, Kartografii i Teledetekcji, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Uniwersytet Warszawski, Warszawa

autor

Ochtyra A.

• Zakład Geoinformatyki, Kartografii i Teledetekcji, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Uniwersytet Warszawski, Warszawa

autor

Niedzielko J.

• MGGP Aero Sp. z o.o, Tarnów

Bibliografia

• Beetona A., 1958, Relationship Between Secchi Disc Readings and Light Penetration in Lake Huron, Transactions of the American Fisheries Society, 87, 73-79
• Bok G. (red.), 1994, Ocena jakości wód rzeki Narew w profilu granicznym w latach 1977-1993 oraz jakości wód Zbiornika Siemianówka w latach 1991-1993, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Ministerstwo Zasobów Naturalnych i Ochrony Środowiska Republiki Białorusi, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Białystok, 29 s.
• Canadian Council of Ministers of the Environment, 1999, Canadian Water Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life: Total particulate matter, Winnipeg.
• Choromański K., Kamiński I., Wawer K., Wiszniewska A., 2013, Analiza funkcjonalna Zbiornika Zegrzyńskiego, opracowanie przygotowane przez Biuro Konsultacyjne KOSIKO Sp. z o.o. udostępnione na stronic Lokalnej Grupy Rybackiej Zalewu Zegrzyńskiego http://lgrzz.pl/.
• Dekker A.G., Zamurović-Nenad Ž., Hoogenboom H. J. Peters S. W., 1996, Remote sensing, ecological water quality modelling and in situ measurements: a case study in shallow lakes, Hydrological Sciences Journal, 41 , 531-547.
• Dekker A.G., Vos R. J., Peters, S., 2001, Comparison of remote sensing data, model results and in situ data for total suspended matter (TSM) in the southern Frisian lakes, Science of The Total Environment 268, 197-214.
• Dojlido J., Taboryska B., Dmitruk U., 2006, Analiza zmian jakości wód Zbiornika Zegrzyńskiego, Zmiany jakości wody wybranych zbiorników wodnych, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa, 56-90.
• Fan C., 2014, Spectral Analysis of Water Reflectance for Hyperspectral Remote Sensing of Water Quailty in Estuarine Water, Journal of Geoscience and Environment Protection 2, 19-27.
• Gitelson, A.A., Y. Zur, O. B. Chivkunova, and M.N. Merzlyak, 2002, Assessing Carotenoid Content in Plant Leaves with Reflectance Spectroscopy, Photochemistry and Photobiology, 75, 272-281 .
• Głowienka E., 2008, Porównanie metod korekcji atmosferycznej dla danych z sensorów hiperspektralnych, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 18, 121- 130
• Goetz A.F.H., Vane G., Solomon J.E., Rock B.N., 1985, Imaging Spectrometry for Earth Remote Sensing, Science, 228: 4704, 1147-1153.
• Gołdyn R., Messyasz B., Kowalczewska-Madura K., Cerbin S., 2010, Stan jakości wód jeziora Durowskiego latem w roku 2010, Wydawnictwo Uniwersytetu Adama Mickiewicza, Poznań, 44 s.
• Harma P., Vepsalainen J., Hannonen T., Pyhalahti T., Kamari J., Kallio K., Eloheimo K., Koponen S., 2001, Detection of water quality using simulated satellite data and semiempirical algorithms in Finland, The Science of the Total Environment 268, 107-121.
• Jensen J. R., 1983, Biophysical Remote sensing - Review Article, Annals of the Associations of American Geographers, 73: 1, 111-132
• Kallio, K., Koponen, S., Pulliainen, J., 2003, Feasibility of airborne imaging spectrometry for lake monitoring-a case study of spatial chlorophyll a distribution in two meso- eutrophic lakes, International Journal of Remote Sensing, 24: 19, 3771- 3790.
• Koponen S., Pulliainen J., Kallio K., Hallikainen M., 2002, Lake water quality classification with airborne hyperspectral spectrometer and simulated MERIS data, Remote Sensing of Environment, 79, 1, 51-59.
• Lubelska Fundacja Ochrony Środowiska Naturalnego w Lublinie (red.), 1997, Charakterystyka wód granicznego odcinka rzeki Bug w latach 1990-1996, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Chełm, 68 s.
• Magnuszewski, A. S., 2014, Procesy korytowe w Jeziorze Zegrzyńskim, Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej, tom XX, 299- 306
• Mróz M., Osińska-Skotak K., Mleczko M., 2011, Teledetekcja pasywna w badaniu ekosystemów wód przybrzeżnych. Zdjęcia satelitarne Zalewu Wiślanego, [w:] M. Kruk, A. Rychter, M. Mróz (red.), Zalew Wiślany- środowisko przyrodnicze oraz nowoczesne metody jego badania na przykładzie projektu VISLA, Wyd. Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej, 129-163.
• Osińska-Skotak K., 2010, Metodyka wykorzystania super i hiperspektralnych danych satelitarnych w analizie jakości wód śródlądowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 153 s.
• Pierson D. C., Strombeck N., 2000, A modelling approach to evaluate preliminary remote sensing algorithms: use of water quality data from Swedish Great Lakes, Geophysica, tom 36, nr 1-2, 177-202
• Słapińska M., Berezowski T., Chormański J., Zagajewski B., Magnuszewski A., Sławik Ł., 2014, Nowe metody badań jakości wód wykorzystujące technikę teledetekcji lotniczej-przykłady zastosowań, materiały z konferencji „Środowisko informacji” opublikowane przez Ministerstwo Ochrony Środowiska, Warszawa http://www.mos.gov.pl/drukuj/kategoria1615733.html.
• Zagajewski B., 2010, Ocena przydatności sieci neuronowych i danych hiperspektralnych do klasyfikacji roślinności Tatr Wysokich, Teledetekcja Środowiska 43, 113 s.
• Zagajewski B., Jarocińska A., Olesiuk D., 2010, Metody i techniki badań geoinformatycznych, Warszawa, 118 s.
• Strona internetowa: Jezioro Zegrzyńskie - od przygody do zwycięstwa http://www.jeziorozegrzynskie.info/