CUPRINS
1.CONSIDERAŢII GENERALE. ELEM ELEMEN ENTE TE
ALE
FOND FONDUL ULUI UI
FORE FOREST STIE IER R
IDEN IDENT TIFIC IFICAB ABIL ILE E
PRIN RIN
TELEDETECTIE 2.TEHNICI DE TELEDETECŢIE 3. SCURT ISTORIC 4. UTILIZAREA TELEDETECŢIEI ÎN SILVICULTURĂ 4.1. REALIZĂRI PE PLAN INTERNAŢIONAL. DIRECŢII URMĂRITE 4.2. CERCETĂRI PRIVIND APLICAREA TEHNICILOR DE TELEDETECŢIE ÎN SILVICULTURĂ SILVICULTURĂ ÎN ŢARA NOASTRĂ
BIBLIOGRAFIE
1
ELEMENTE ALE FONDULUI FORESTIER IDENTIFICABILE PRIN TELEDETECTIE 1. CONSIDERAŢII GENERALE Teledetecţia, Teledetecţia, ca mijloc modern şi eficace de culegere a informaţiilor de la distanţă mare asupra obiectelor şi fenomenelor de pe suprafaţa terestră, datorită rezultatelor promiţătoare obţinute până în prezent în evaluarea resurselor naturale ale Pământului, protecţia mediului ambiant, meteorologie, meteorologie, etc, are o aplicaţie din ce în ce mai largă şi pătrunde în noi noi domenii de activitate activitate printre care şi în silvicultur silvicultură. ă. Transformarea datelor înregistrate în informaţi utile scopului urmărit presupune un studi studiuu amănun amănunţit ţit şi atent atent al înreg înregist istrăr rărilo ilor. r. etod etodele ele de studiu studiu şi prelu prelucra crare re a înregi înregistr strări ărilo lorr sateli satelitar taree analo analogic gicee şi numer numerice ice !digi !digital tale", e", sunt sunt cele cele cunosc cunoscut utee în fotogrametrie, însă perfecţionate şi adaptate la natura înregistrărilor. înregistrărilor. #alorif lorifica icarea rea superi superioar oarăă a imagi imagini nilor lor sateli satelitar taree se realiz realizeaz eazăă prin prin metode metode numerice. $aptul că înregistrările satelitare sunt în fond înregistrări codificate numeric în mai multe benzi de lungimi de undă, e%primând valorile reflectanţei detaliilor înregistrate în suprafeţe egale ce corespund pi%elilor pi%elilor !elemente de imagine" se pretează prin e%celenţă la prelucrări numerice. ai mult c&iar, această cale dispune de cele mai mari posibilităţi pentru evidenţierea evidenţierea corespondenţei dintre dintre natură şi înregistrarea înregistrarea ei. Prelucrările digitale digitale se e%ecută direct după înregistrările magnetice compatibile cu calculatorul. Teledetecţia satelitară reprezintă cea mai modernă metodă de detectare a stării de vegetaţie a arborilor, arborilor, a vătămărilor produse arboretelor prin' ( prelucrarea prelucrarea digitală a imaginilor imaginilor ( prelucrarea prelucrarea numerică a datelor receptate receptate ( prelucrarea simultană de imagini din mai multe ferestre de lungimi de undă !de obicei )" de mare semnificaţie ceea ce permite utilizarea în mod selectiv a câte două sau mai multe imagini în raport cu situaţia. Totodată Totodată este de observat că imaginile preluate sub formă de elemente de suprafaţă * pi%eli * care au făcut faima acestor te&nologii !anii 1+)(1+-" 1+)(1+-" sunt azi de suprafeţe mult mai mici şi deci mai la obiect şi deci mai punctuale, mai capabile să redea detaliile.
ELEMENTE ALE FONDULUI FORESTIER IDENTIFICABILE PRIN TELEDETECTIE 1. CONSIDERAŢII GENERALE Teledetecţia, Teledetecţia, ca mijloc modern şi eficace de culegere a informaţiilor de la distanţă mare asupra obiectelor şi fenomenelor de pe suprafaţa terestră, datorită rezultatelor promiţătoare obţinute până în prezent în evaluarea resurselor naturale ale Pământului, protecţia mediului ambiant, meteorologie, meteorologie, etc, are o aplicaţie din ce în ce mai largă şi pătrunde în noi noi domenii de activitate activitate printre care şi în silvicultur silvicultură. ă. Transformarea datelor înregistrate în informaţi utile scopului urmărit presupune un studi studiuu amănun amănunţit ţit şi atent atent al înreg înregist istrăr rărilo ilor. r. etod etodele ele de studiu studiu şi prelu prelucra crare re a înregi înregistr strări ărilo lorr sateli satelitar taree analo analogic gicee şi numer numerice ice !digi !digital tale", e", sunt sunt cele cele cunosc cunoscut utee în fotogrametrie, însă perfecţionate şi adaptate la natura înregistrărilor. înregistrărilor. #alorif lorifica icarea rea superi superioar oarăă a imagi imagini nilor lor sateli satelitar taree se realiz realizeaz eazăă prin prin metode metode numerice. $aptul că înregistrările satelitare sunt în fond înregistrări codificate numeric în mai multe benzi de lungimi de undă, e%primând valorile reflectanţei detaliilor înregistrate în suprafeţe egale ce corespund pi%elilor pi%elilor !elemente de imagine" se pretează prin e%celenţă la prelucrări numerice. ai mult c&iar, această cale dispune de cele mai mari posibilităţi pentru evidenţierea evidenţierea corespondenţei dintre dintre natură şi înregistrarea înregistrarea ei. Prelucrările digitale digitale se e%ecută direct după înregistrările magnetice compatibile cu calculatorul. Teledetecţia satelitară reprezintă cea mai modernă metodă de detectare a stării de vegetaţie a arborilor, arborilor, a vătămărilor produse arboretelor prin' ( prelucrarea prelucrarea digitală a imaginilor imaginilor ( prelucrarea prelucrarea numerică a datelor receptate receptate ( prelucrarea simultană de imagini din mai multe ferestre de lungimi de undă !de obicei )" de mare semnificaţie ceea ce permite utilizarea în mod selectiv a câte două sau mai multe imagini în raport cu situaţia. Totodată Totodată este de observat că imaginile preluate sub formă de elemente de suprafaţă * pi%eli * care au făcut faima acestor te&nologii !anii 1+)(1+-" 1+)(1+-" sunt azi de suprafeţe mult mai mici şi deci mai la obiect şi deci mai punctuale, mai capabile să redea detaliile.
/tât de legate sunt te&nicile de prelucrare şi tratare a datelor de teledetecţie în sistem 02 în cadrul unor aplicaţii încât mulţi autori au folosit formula de caracterizare sub forma 02(32, unde 32 * 3emote 2ensing * teledetecţie. 2istemele informatice geografice sunt sisteme desc&ise dinamice care pot prelua orice informaţie privitoare la o situaţie din teren !din pădure" e%primată prin puncte de pe înregistrări satelitare, inclusiv date alfa(numerice, stocarea şi prelucrarea lor, inclusiv aducerea la zi ca şi livrarea sub formă tematică a rezultatelor în strate sau sub formă tabelară şi grafică. 4ncă 4ncă de la sfârşi sfârşitu tull anilo anilorr 5)6, 5)6, te&nol te&nologi ogiile ile telede teledetec tecţi ţiei ei cunosc cunosc ritmu ritmuri ri de dezvoltare rapide. Paleta aplicaţiilor fotografiei aeriene dar mai ales a teledetecţiei în econom economia ia forest forestier ierăă este este largă largă şi se datore datorează ază atât atât caract caracteri eristi sticil cilor or vegeta vegetaţie ţieii cât şi cara caract cter eris isti tici cilo lorr
senz senzor oril ilor or
de
capt captar are( e(în înre regi gist stra rare re..
/stfe stfel, l,
fiec fiecar aree
obie obiect ct
se
individualizează prin însuşiri caracteristice de emisivitate, şi în special de reflectanţă, în raport cu diferitele lungimi de undă din spectrul vizibil şi apropiat, mai ales în infraroşu. 4n problemele cunoaşterii pădurii, precum şi a sc&imbărilor din viaţa ei, un loc deosebit îl ocupă azi teledetecţia. /cest loc se intensifică atât prin cantitatea şi calitatea informaţiilor ce se pot obţine pe această cale, cât şi prin posibilitatea obţinerii lor în timp real. Teledetecţia ca metodă modernă de investigaţie, cunoaştere şi investigare de la distanţă, se întemeiază atât pe te&nici fotografice şi nefotografice de înregistrare şi transmitere a informaţiilor de la distanţe mari şi foarte mari, inclusiv din sateliţi, precum şi prelucrarea multiplă a datelor, cu precădere automată. 4n accepţiune largă teledetecţia îngl înglob obea ează ză şi foto fotogr gram amet etri ria. a. 4n acce accepţ pţiu iune ne rest restrâ râns nsăă un prog progra ram m de tele telede detec tecţi ţiee presupune, de regulă, preluări şi prelucrări de date satelitare, dar şi eventual înregistrări aeriene la scări mici şi foarte mici. 7etect 7etectare areaa de la dista distanţă nţă presu presupun punee înregi înregistr strare areaa datelo datelorr ce se bazeaz bazeazăă pe interacţiunea dintre radiaţii şi materie şi analiza lor fundamentală bazată pe corelaţiile dintre însuşirile înregistrării şi cele corespunzătoare corespunzătoare obiectelor şi fenomenelor din natură. 4nregistrările se bazează pe radiaţiile provenite de la sursă !soare, emiţătoare de unde" şi reflectate diferenţiat de către suprafaţă incidentă, vegetaţie, pădurile care se analizează. 7upă traversarea atmosferei aceste radiaţii ating platforma de detecţie !avion,
8
satelit", sunt recepţionate de un captor !obiectiv fotografic, oglinzi baleatoare, antenă" şi transmise la un senzor !placă fotografică, detector" unde are loc o nouă interacţiune !formarea imaginii latente, transformarea radiaţiilor în semnale electrice". /nal /n aliz izaa înre înregi gist stră rări rilo lorr pres presup upun unee o prel preluc ucra rare re lor lor prel prelim imin inară ară şi în fina finall interpretarea lor efectivă bazată pe observarea şi analiza imaginilor sau9şi prin măsurarea unor parametri ai interacţiunilor dintre radiaţii şi materie, respectiv cantităţile, lungimea de undă * frecvenţa, distribuţia pe %(: !&istograma" * polarizarea şi pe z ( faza. 2tabilirea coresp corespond ondenţ enţei ei imagi imagine ne * obiect obiect,, respec respectiv tiv efect efect * cauză, cauză, presup presupun unee cunoaş cunoaşter terea ea elementelor componente ale procesului de detecţie în ansamblu, raportate la momentul înregistrărilor înregistrărilor şi la lungimea de undă a radiaţiilor receptate. Te&nicile de teledetecţie sunt variate şi se diferenţiază, în esenţă, după sezonul respectiv, după cuplul captor(sezon folosit care înregistrează răspunsul spectral al obiectelor şi fenomenelor, în lungimi de undă cunoscute. Parametrii caracterizaţi !domeniul spectral, sensibilitatea, puterea de rezoluţie şi fidelitatea geometrică" definesc totodată şi mijlocul de teledetecţie. 4n acest sens se disting te&nici sau sisteme de prelucrare fotografice şi nefotografice. 4n sistem fotografic înregistrările, inclusiv din satelit, au loc instantaneu, cu ajutorul camerei, folosind filme şi filtre adecvate. Privite în ansamblu se pot obţine imagini în alb(negru folosind filme cu emulsia dispusă într(un singur strat, sensibilă la întreg spectrul vizibil sau9şi infraroşu apropiat şi imagini color !normale sau în culori false" cu mai multe straturi, fiecare sensibil la o anumită bandă !culoare". maginea multispectrală sau multibandă presupune înregistrarea simultană în alb( negru a aceleiaşi suprafeţe de teren cu două sau mai multe emulsii senzibilizate fiecare la o anumită lungime de undă, cu deosebire în infraroşu şi verde. 4n acest sens se apelează fie la mai multe camere !;(<", fie la o cameră cu mai mulţi obiectivi sau, la o cameră cu un singur obiectiv, prevăzută cu suprafeţe de descompunere spectrală a fasciculului incident. $iecare imagine în parte evidenţiază anumite aspecte ale arborilor, arboretelor, fenomenelor cu rezultate superioare în ansamblu. $otografia color(compus !composite" sint sintet etiz izeaz eazăă aces aceste te înre înregi gist stră rări ri sub sub form formaa unei unei sing singur uree imag imagin ini, i, înre înregi gist stră rări rile le multispectrale se proiectează şi se e%pun succesiv, suprapus pe o peliculă color infra, când se obţine o imagine color de o e%presivitate e%presivitate deosebită.
;
2.TEHNICI DE TELEDETECŢIE 7etecţia în sistemele nefotografice utilizează senzori(detectori prin intermediul cărora se obţin imagini prin baleiere fără a produce înregistrări pe film în mod direct, radiaţiile receptate se e%tind de la ultravioletul apropiat până la microundele metrice. 2e distinge în mod deosebit baleierea optico(mecanică multispectrală, !.2.2." în care caz oglinda sau prisma mătură sau prospectează terenul pe liniile unei fâşii survolate compuse din elementele de suprafaţă !puncte" denumite pi%eli corespunzătoare puterii de rezoluţie de la o anumită înălţime. 3adiaţiile incidente, reflectate sau emise, sunt transformate în semnale electrice, înregistrate şi transmise la sol în sistem digital respectiv codificate numeric pe benzi magnetice. /ceste date sunt prelucrate direct sau sunt în imagini cu aspect fotografic alcătuite pe linii din pi%eli sau elemente de imagine ec&ivalente elementelor de suprafaţă, de tonuri corespunzătoare intensităţii radiaţiilor, respectiv a semnalului electric.
Baleierea electronică , ce stă la baza sistemului de televiziune, permite transmiterea imaginilor vizualizate direct pe sistemul de afişaj, înregistrate pe benzi magnetice sau pe film. 2istemul de fototeleviziune presupune preluarea imaginilor cu o cameră fotografică, developarea automată a filmului, citirea lui prin baleiere la bordul satelitului şi telemetrarea semnalului la sol.
Tehnica radar foloseşte un fascicol de radiaţii din domeniul microundelor emis de pe platforma de detecţie şi recepţionat de o antenă după ce a prospectat suprafaţa de e%plorat, în acest caz imaginea se înregistrează în bandă continuă pe film. Te&nicile de prelucrare şi interpretare ale datelor sunt specifice sistemului de preluare. 4nregistrările fotografice sunt tratate în laborator prin procedee specifice tipului de film. nformaţiile se obţin prin fotointerpretarea analogică, vizuală, directă şi instrumentală, cu aparatură adecvată, făcând apel la teste şi c&ei de fotointerpretare. =nele caracteristici calitative şi cantitative ale imaginii pot fi interpretate prin asistarea fotointerpretării analogice cu densitometrării şi prelucrarea datelor numerice care sporeşte astfel obiectivitatea şi siguranţa rezultatelor înspecial la scări mici.
Înregistrările în sistem digital se valorifică eficient prin metode numerice pretându(se la prelucrarea şi interpretarea automată la calculator pe baza unor softuri specifice. Pentru diminuarea, eventual eliminarea perturbaţiilor produse de filtrul atmosferic şi a distorsiunilor se impune, în prealabil, calibrarea fotometrică şi geometrică a datelor satelitare. 4n acest sens, răspunsul spectral şi aspectul geometric al acestora este comparat şi corelat cu valori sigure, standard, prezentate, pe cât posibil, simultan, asupra unor suprafeţe etalon şi zone reprezentative denumite situri prin înregistrări aeriene şi terestre. 4ntreaga activitate de interpretare automată necesită un comple% de prelucrări primare prin intermediul cărora se obţin imagini multispectrale depozitate pe bezi magnetice compatibile cu softurile implementate la un calculator sau sub formă de imagini cu aspect fotografic constituite din pi%eli. 7upă imaginile multispectrale se obţin rezultate numerice sau grafice iar >uic?(loo? * urile oferă atât imaginea de ansamblu a suprafeţei prospectate cât şi posibilitatea unor fotointerpretări. @ste vorba de un concept ce include toate instrumentele şi metodele de înregistrare a informaţiilor precum metode de observare şi analiză. 7iferenţele ce ţin de analiză constau în' ( puterea !acurateţea" datelorA ( capacitatea programelor de analiză şi interpretare a acestor date. @lementele ce permit distingerea şi interpretarea obiectelor prin intermediul datelor satelitare constau în' ( fereastra energetică !flu% de energie"A ( propagarea energiei la traversarea atmosfereiA ( interacţiunea energiei cu suprafaţa terestrăA ( sistemul sensor. /naliza şi interpretarea datelor ţine şi este condiţionată de' ( interpretarea vizuală a datelorA ( interpretarea digitală a datelor A ( date de referinţă sigure cu privire la obiectele de studiu preluate din zonele testA ( posibilităţile de prelucrare a informaţiilor,respectiv softurile avute la dispoziţieA ( modalităţile de utilizare ale datelor.
<
nformaţia nu trebuie înţeleasă numai sub formă de imagine clasică ci, în cadrul teledetecţiei, sunt incluse instrumente şi te&nologii care redau informaţia punctual sub formă de pi%eli !sub formă digitală numerică" prin localizarea absolută sau relativă pe suprafaţa terestră. Bonceptul de teledetecţie face referire la un sistem de observare a Pământului care măsoară flu%ul de energie electromagnetică produs de suprafaţa terestră şi energie electromegnetică reflectată sau emisă de obiectele de care se doreşte să se obţină informaţii. 2istemul de teledetecţie implică pe lângă imagine sau informaţia digitală provenită de la senzorii satelitului şi amplasarea unor senzori similari plasaţi pe verigi intermediare, care oferă imaginea, informaţia unei aplicaţii spaţiale cu caracter de program operaţional ce funcţionează în cadrul unui sistem comple%. Prin poziţia e%terioară şi distanţa faţă de suprafaţa terestră, informaţia satelitară oferă o vizune panoramică asupra obiectelor şi fenomenelor imposibil de obţinut prin alte te&nici. @%istă diferenţe clare faţă de fotografia aeriană, de e%emplu' o fotogramă la scara 191-666 surprinde o suprafaţă de teren de 1< ?m A la scara 1986666 suprafaţa surprinsă este de ;+ ?m iar o imagine realizată cu senzori satelitari este !de e%emplu Candsat T" surprinde o suprafaţă de 8;666 ?m pe o singură imagine iar cu sistemul DE// o suprafaţă de + milioane ?m . 2enzorii instalaţi pe platforma spaţială oferă o viziune unică la un moment dat asupra zonei studiate care vine în completarea în ordine secvenţială a altor surse de informaţii. 7in această caracteristică derivă omogenitatea datelor pentru toată zona observată, ele fiind preluate cu un acelaşi senzor în acelaşi moment şi în aceleaşi condiţii de ac&iziţie. 2enzorii amplasaţi pe platforma de teledetecţie culeg informaţii în diverse lungimi de undă ale spectrului electromagnetic, în general din zona vizibil, infraroşu şi microunde în concordanţă cu transmisia atmosferică. 4n acest fel se pot obţine date sigure asupra asupra unor parametri noi precum temperatura şi rugozitatea suprafeţei, mai ales prin folosirea infraroşului apropiat, în care e%istă diferenţieri esenţiale. =tilizând diferite zone ale spectrului electromagnetic se pot obţine informaţii certe cu privire la diversele obiecte studiate.
)
Periodicitatea este o caracteristică de actualitate în domeniul teledetecţiei, deoarece sateliţii, în funcţie de obiectivul şi de tipul de orbită pe care înconjoară Pământul, oferă date privitoare la suprafaţa terestră. nformaţiile sunt transmise cu o anumită repetitivitate, de e%emplu' 86 minute în cadrul programului @T@E2/T, 16 minute în cadrul programului DE//, 1< zile în cadrul programului C/D72/T T şi 6 zile la programul 2PET. Totodată accesul la informaţie se face în timp real, lucru foarte important pentru studierea fenomenelor în momentul apariţiei şi manifestării lorA de asemenea, periodicitatea permite studiul fenomenelor în dinamica desfăşurării lor cum ar fi fenologia proprie a vegetaţiei, evoluţia anumitor boli în pădure sau evoluţia calamitatăţilor !inundaţii, incendii, doborâturi de vânt, fenomene de uscare, etc" area majoritate a datelor aciziţionate de senzorii plasaţi pe sateliţi sunt transmise sub formă digitală putând fi prelucrate pe baza unor programe !softuri" pe calculator, realizându(se analize integrate imposibil de obţinut în mod tradiţional !fotointerpretarea tradiţională se bazează pe o singură fotografie, nu pe şapte". Baracterul digital al datelor oferă posibilitatea ca prin intermediul programului să se reconstituie imagini la diferite scări necesare bazelor cartografice şi totodată să fie introduse informaţii noi direct în baza de date sau în sistemul 02 facilitând integrarea cu alte date din mediul natural.
3. SCURT ISTORIC 4n anul 1; în lucrarea lui 0emma $risius intitulată F7e radio astronomico et geometrico liberG s(a prezentat pentru prima dată desenul unei camere obscure, iar cu cinci ani mai târziu 0. Bardano menţiona posibilitatea montării unei lentile conve%e la camera obscură. 4n anul 1-< a fost realizată prima fotografie de către D.H. Diepce fiind considerat şi inventatorul fotografiei. Ca ) ianuarie 1-8+, la /cademia de /rte şi Itiinţe din $ranţa, $. /rgao a comunicat punerea la punct a dag&erotipiei, procedeul a fost realizat de H.. 7agnerre pe baza cercetărilor lui Diepce. 4n jurul anului 1-;6 s(a menţionat posibilitatea utilizării fotografiei pentru întocmirea &ărţilor topografice, lucru demonstrat de /. Caussedat, considerat părintele fotogrametriei, cu lucrările efectuate în 1-6.
-
4n anul 1- Dadar !0.$. Tournac&ou" a realizat prima fotografie aeriană folosind un balon ridicat la -6 m deasupra satului francez Ca Petit Jicetre, iar după trei ani mai târziu Caussedat a e%ecutat fotografii aeriene cu ajutorul unor camere fotografice fi%ate la un zmeu. Primele stereoscoape cu oglinzi au fost realizate de 3. K&eatstone în 1-8-, iar cu lentile în 1-;+ de 7. JreLster, pentru ca în 1-) Melm&olz să realizeze stereoscopul cu patru oglinzi, asemănător celui de azi. 4n anul 1-)1 3.C. addo% a inventat plăcile fotografice uscate, acoperite cu emulsii de gelatină, iar fabricarea acestora pe cale industrială a început cu anul 1-); în /nglia şi apoi în 0ermania şi 2.=./, iar suportul transparent din celuloid a fost introdus de 0. @astman în anul 1--. 4n anul 1-)) K.J. Koodburg a obţinut patentul pentru un sistem automat pentru fotografia luată din balon utilizând plăci fotografice uscate iar în 1-)+ . Triboulet a fi%at o cameră fotografică la nacela unui balon liber e%ecutând fotografii aeriene cu a%a de fotografiere verticală de la înălţimea de 66 m. Tot Koodburg, în dorinţa de a înregistra din balon o suprafaţă mai mare de teren, în 1--1 a construit o cameră fotografică cu patru obiectivi, iar în 1--) H. $airman a obţinut patentul pentru un aparat pentru fotografia aeriană cu funcţionare automată. Termenul de fotogrametrie a fost folosit pentru prima dată în 1-+8 într(un articol publicat de /. egdenbauer, articol ce se refera la metodele de măsurare cu ajutorul fotografiei. Ca ; aprilie 1+6+ a fost realizată prima fotografie aeriană din avion, la Bentocelle în talia. 4n anul 1+16 a luat fiinţă la #iena 2ocietatea nternaţională de $otogrametrie, care organizează în 1+18 primul Bongres nternaţional de $otogrametrie, congres care va avea loc cu regularitate din patru în patru ani !e%ceptând perioada celor două războaie mondiale", congrese la care se prezintă şi se dezbat problemele ştiinţifice, te&nice şi organizatorice importante cu privire la fotogrametrie, fotointerpretare şi teledetecţie. Ca + august 1+86 ia fiinţă 2ocietatea Daţională 3omână de $otogrametrie la constituirea căruia au participat << de mebri.
+
7espre primele fotografii aeriene luate din avion în scopuri cartografice a amintit Tardivo în lucrarea sa prezentată la Bongresul nternaţional de $otogrametrie din 1+18, unde a prezentat şi un fotoasamblaj al oraşului Jengazi din Cibia. 4n anul 1-+ Mauron a realizat separarea în trei culori, deci fotografia color prin folosirea pigmenţilor roşii, galbeni şi albaştri, dar brevetul cu privire la un film color cu mai multe straturi a fost obţinut de annes şi 0odoLs?z în 1+;, iar filmele color au apărut pe piaţă începând cu 1+8, utilizarea pentru fotografia aeriană fiind realizată în anul 1+8) de 0. 0oddard. 4n scopuri militare, de recunoaştere, fotografia aeriană a fost utilizată încă de la începutul primului război mondial, în 3omânia înfiinţându(se secţii fotoaeriene în cadrul aviaţiei, cu sprijinul misiunii franceze în anul 1+1<. 4n timpul celui de al doilea război mondial te&nica fotografiei aeriene a fost folosită în mod intensiv de toate armatele aflate în conflict realizându(se fotografii de la mari înălţimi de +666 m. Balitatea materialelor fotosensibile şi a camerelor creşte, iar înălţimea de aerofotografieire depăşete uneori 6666 m. 7upă anul 1+86 se poate vorbi de o utilizare intensivă a fotointerpretării aeriene în domenii ca geodezia, agricultura, silvicultura, &idrologia, urmărirea mediului înconjurător etc. E altă etapă a teledetecţiei începe cu anul 1+;< când s(au realizat primele imagini din spaţiul e%traatmosferic cu ajutorul rac&etelor #, dar primele fotografii de pe orbită s( au obţinut din nava spaţială ercur: ; în anul 1+<1, fotografii color utilizate şi valorificate de .B. B&oLn în 1+<; în scopuri geologice. Bosmonautul Booper a obţinut în anul 1+<8, + fotografii utilizabile, în cadrul misiunii orbitale ercur: +. 4n cadrul a numeroase programe spaţiale de cercetare ca 0emini, /pollo, 2oiuz, 2?:lab, 2aliut s(au realizat fotografii convenţionale ale scoarţei terestre folosite în diverse domenii de activitate. 4n noiembrie 1+<- are loc fotografierea în alb(negru a Cunii de la distanţa de ;6 ?m de către staţia Nond < a zonei vizibile şi invizibile de pe Pământ. Bu privire la fotografia neconvenţională se fac următoarele precizări' •
H.B. a%Lell a propus în anul 1- să se înregistreze aceeaşi imagine pe trei plăci fotografice, folosind filtre albastru * violet, verde şi roşuA
16
•
în anul 1+66 ves a realizat o cameră fotografică multispectrală cu trei obiectivi, folosind o singură emulsie pentru înregistrarea imaginilorA
•
în 1+86 s(a construit în 0ermania camera manuală aeriană Telec&rome cu doi obiectivi identici şi două filtre, roşu şi verde cu ajutorul căreia a fost posibilă obţinerea a două imagini distincte pe aceeaşi placă fotosensibilă realizându(se prin proiectare imagini color compusA
•
în anul 1+<6 sistemul aditiv multispectral colorvision a fost prezentat de K&eelerA
•
primele fotografii multispectrale ale Pământului efectuat din satelitul /pollo + au fost realizate în anul 1+<+A
•
în anul 1-66 $.K. Mersc&el a constatat e%istenţa unei energii calorice în zona de dincolo de roşu a unui spectru vizibil produs de o prismă, descoperindu(se e%istenţa zonei razelor infraroşii ale spectrului electromagneticA
•
în 1+81 2tevens a e%perimentat un film sensibil la infraroşu în vederea efectuării de fotografii aeriene dintr(un balon aflat la mare înălţimeA
•
în 1+; a fost produs filmul fals(color pentru detectarea camuflajelorA
•
în 1+< BolLell face primele e%perimentări cu privire la identificarea şi clarificarea tipurilor de vegetaţie agricolă şi forestieră, folosind fotografii aeriene şi filme pancromatice alb(negru, color, infraroşu alb(negru şi infraroşu colorA
•
la un an după constatarea lui Mersc&el, în 1-61, H.K. 3itter a descoperit razele ultraviolete iar în 1-6; T. Ooung a confirmat prin propriile e%perienţe că razele ultraviolete posedă proprietăţile undelor electromagneticeA
•
primele fotografii pe filme sensibile la radiaţiile ultraviolete au fost realizate în scopuri astronomice pentru fotografierea spectrală a Cunii la începutul secoluluiA în 1++ K.M. Krig&t a publicat fotografiile Cunii realizate în < benzi spectrale dintre care una fiind realizată în zona ultravioletului apropiat. o
4n ceea ce priveşte domeniul înregistrărilor nefotografice pot fi amintite următoarele etape mai importante'
•
în anul 1-)+ 2.P. Cangle: a efectuat e%perimente în zona infraroşie a spectrului către 8 µ m , dar abia în ultimile decenii s(au făcut înregistrări în infraroşul termic, fiind condiţionată de fabricarea detectorilor sensibili la anumite lungimi de undăA
11
•
sateliţii meteorologici Tiros şi Dimbus, lansaţi începând cu anul 1+<6, respectiv 1+<;, au fost primii care au purtat în spaţiu sensori de baleiere în infraroşuA
•
în 1+6; Mulsme:er a obţinut un brevet cu privire la detector de obstacole şi navigaţia vapoarelor fiind vorba de detectarea undelor radio reflectate de un obiectA
•
•
arconi studia în 1+ posibilităţile de detectare a obiectelor prin radioA primul sistem radar de înregistrare aeriană a suprafeţei terenului a fost pus la punct în 1+; prin realizarea primului tip de 2C/3A
•
înregistrări sistematice ale Pământului de pe orbite circumterestre s(au e%ecutat începând cu 1+<6 prin lansarea satelitului meteorologic Tiros 1A
•
prin lansarea în iulie 1+) a satelitului Candsat 1, numit iniţial @3T2 1, specializat pentru înregistrări de teledetecţie s(au obţinut imagini multispectrale cu un sistem de baleiere şi cu un comple% de camere de televiziune.
4. UTILIZAREA TELEDETECŢIEI ÎN SILVICULTURĂ REALIZĂRI PE PLAN INTERNAŢIONAL. DIRECŢII URMĂRITE Terenurile forestiere din @uropa ocupă circa 1+ milioane &ectare ceea ce înseamnă că pădurea şi alte terenuri acoperite cu vegetaţie forestieră acoperă apro%imativ ) din suprafaţa continentului !Qreuselo, 1++;". n decursul ultimilor 6 de ani majoritatea datelor publicate referitoare la pădurile @uropei au fost apro%imative. n ciuda eforturilor @=3E2/T !2tatistical Effice of t&e @uropean Bommunities" datele ar&ivate sunt de o calitate îndoielnică, rar sunt direct comparabile, neaduse la zi într(un mod ordonat şi adesea limitate accesului proprietarilor de păduri sau altui sector interesat. /ceastă informaţie derivă din cerinţele naţionale realizate la momente diferite, folosind metode diferite de colectare a datelor şi cu pronunţate diferenţe în sublinierea definiţiilor. 2istemele satelitare au devenit în momentul actual surse de imagini purtătoare de vaste informaţii, constituindu(se practic într(o clasă informaţională distinctă. Baracteristicile sistemelor cu ar fi' acoperirea terestră foarte mare, ciclul regulat de 1
preluare, senzorii de baleiere multispectrală, posibilitatea înregistrării datelor în sistem 02, fac ca acestea să fie folosite în diverse domenii, la stadiul diferitelor procese şi fenomene care au loc în natură. 3ezultatele ce se pot obţine sunt condiţionate în primul rând de senzorii cu care sunt dotate ec&ipamentele de înregistrare a imaginilor satelitare, respectiv de rezoluţia pe care o pot asigura şi, în al doilea rând, de capacitatea programelor de clasificare de a valorifica multitudinea informaţiilor. 4n ultimul timp apariţia imaginilor satelitare de foarte mare rezoluţie spaţială şi mai ales studiul tridimensional şi stereoscopic al informaţiilor desc&ide noi perspective de utilizare a teledetecţiei în gospodărirea pădurilor. 7e asemenea, în momentul de faţă sunt testate noile te&nologii satelitare radar şi lidar aeropurtate ambele prezentând interes pentru aplicaţii specifice sectorului forestier. Cucrările şi programele de cercetare în domeniul aplicaţiilor teledetecţiei ale unor instituţii de prestigiu precum $/E, Bentrul de Bercetări al Bomosiei @uropene, @$ din $inlanda sunt relevante în acest sens. 7e asemenea, în 2=/ şi Banada, atât în cadrul instituţiilor regionale forestiere cât şi în cadrul unor renumite universităţi, e%istă centre specializate de aplicare a teledetecţiei în silvicultură. 4n programul $/E activitatea privind aplicaţiile teledetecţiei în domeniul forestier se referă la cartarea în scopul folosirii planificate a teritoriului, gestionarea raţională a pădurilor, aplicaţii în protecţia pădurilor. 7e asemenea activitatea acestui for s(a concretizat în proiectul 3@2P/2 ( sistem de prelucrare şi ar&ivare a datelor de teledetecţie ( care furnizează date, respectiv imagini, de teledetecţie corectate geometric !georeferenţiate" optimizate pentru aplicaţii concrete din silvicultură care sunt la dispoziţia instituţiilor forestiere naţionale şi regionale cu scopul de a stabili şi întări capacităţile ţărilor în curs de dezvoltare în vederea evaluării şi monitorizării resurselor forestiere. 7e fapt această organizaţia $/E are ca obiect constant ajutorarea ţărilor în curs de dezvoltare şi în ceea ce priveşte aplicarea te&nologiilor teledetecţiei în economiile acestor ţări, elaborând un program de promovare a acestor te&nologii denumit RTeledetecţie pentru factorii de decizieG care prevede câteva acţiuni specifice pentru sectorul forestier precum'
18
•
gesti!"#e" #es$#se%# &#estie#e !studiu de caz în aroc" care se bazează
pe cartarea şi inventarierea pădurilor precum şi monitorizarea şi detectarea sc&imbărilor şi integrarea rezultatelor în baza de date cu privire la consecinţele acţiunilor umane prin intermediul teledetecţieiA •
m!it#i'"#e" st(#ii )e s(!(t"te " *()$#i%# !studiu pilot în Polonia"
privind poluarea aerului datorată activităţilor industriale care determină ploi acide ce afectează substanţial starea de vegetaţie, în special a pădurilor din această zonă. Pe baza imaginilor Cansat T au fost delimitate şi clasificate mai multe niveluri de afectare a pădurilor' molidişuri afectate, arborete de molid puternic afectate, arborete de molid complet distruse, precum şi arborete amestecate de răşinoase cu foioase afectate de poluare în diferite grade. •
m!it#i'"#e" i!+e!)ii%# )e *()$#e !studiu pilot tot în Polonia" generate
de secete prelungite şi intensitatea poluării care a determinat creşterea numărului de arbori uscaţi precum şi a păturii ierbacee uscate sau activităţii turistice. 4n acest scop 2erviciul $orestier Polonez aplică noile te&nici şi te&nologii ale teledetecţiei folosind imagini satelitare de medie rezoluţie' Candsat T, 2PET, radar !@32", în combinaţie cu imaginile de joasă rezoluţie /#M33. 7e asemenea, Bentrul de Bercetări Bomune al Bomisiei @uropene prin nstitutul pentru ediu şi durabilitate are proiecte proprii privind utilizarea te&nologiilor teledetecţiei inclusiv pentru păduri' •
*#ie+t$% E!,i#!me!t N"t$#"% H"'"#)s care are ca obiectiv îmbunătăţirea
calităţii &ărţilor de risc referitoare la incendiile de pădure prin utilizarea datelor satelitareA •
*#ie+t$% E!,i#!me!t E$#-L"!)s+"*e ale cărui obiective constau din
folosirea datelor de teledetecţie pentru estimarea, cartografierea şi monitorizarea peisajului, mai ales cu accent pe analiza unor criterii şi indicatori pentru dezvoltarea durabilă, menţinerea condiţiilor de mediu şi biodiversitate. 4n cadrul nstitutului @uropean pentru Păduri !@$" se derulează cercetări ce sunt aplicate în diverse scopuri folosind te&nicile de teledetecţie în sectorul forestier. 4n activitatea acestui institut sunt dezvoltate proiecte care utilizează, pentru studiul arboretelor, printre alte metode, te&nicile teledetecţiei precum proiectul T@2@E !Treat: @nforcement 2ervices =sing @art& Ebservation", Tema ' carbonul, care vizează 1;
utilizarea datelor de teledetecţie în monitorizarea biomasei la scară continentală şi globală în vederea aplicării prevederilor tratatului de la Qioto. Pentru reuşita aplicaţiilor teledetecţiei, în diferite domenii de activitate, este nevoie de o bună rezoluţie spaţială şi spectrală, scop în care au fost concepute procedee prin care se combină, respectiv se sintetizează, o imagine clară cu una de rezoluţie spaţială bună şi cu un bogat conţinut spectral, de e%emplu utilizarea combinată a imaginilor Candsat T cu o bună rezoluţie spectrală şi a imaginilor 2PET pancromatice cu o rezoluţie spaţială de calitate, metoda purtând numele de /322 !/melioration de la 3ezolution 2patial par njection de 2tructures". 4n vederea utilizării înregistrărilor multispectrale a fost utilizat senzorul aeropurtat /7/3, cu o rezoluţie spaţială de 6, m, sensibil în benzile !roşu" şi ; !infraroşu apropiat" corespunzătoare cu benzile spectrale 1 şi ale senzorului multispectral satelitar /#M33, e%periment efectuat pentru îmbunăţirea modului de interpretare a imaginilor /#M33 în primul rând în privinţa incendiilor de pădure. Boncomitent cu perioada zborurilor s(au efectuat determinări ale conţinutului de apă a vegetaţiei în zone test, iar variaţiile coeficientului D7# au fost corelate cu variaţiile sezoniere ale conţinutului de apă a vegetaţiei constatându(se pe de o parte o bună corelaţie între valoarea D7#(ului şi variaţia conţinutului de apă iar pe de altă parte faptul că la speciile forestiere din zonele test, şi în mod deosebit la răşinoase, variaţia conţinutului de apă este nesemnificativă. Tot în urma cercetărilor efectuate cu înregistrările multi(temporale Candsat T s(a constatat că raportul între benzile spectrale şi ; a crescut pe o perioadă de secetă prelungită asupra arboretelor de Pinus palustris la care au fost analizate inelele de creştere anuală. Prin efectuarea unor corelaţii între benzi şi mărimea inelelor, s(a remarcat faptul că în arboretele unde raportul benzilor spectrale cu ; a fost ridicat valoarea creşterii anuale a fost scăzută. Cimitele metodei sunt' valoarea scăzută a coeficientului de corelaţie, natura comple%ă a efectului multi(anual al secetei asupra valorii creşterii anuale, combinarea efectului secetei cu natura solului !sol superficial", incertitudinea în privinţa fenomenului măsurat prin creşterea reflectanţei în banda , costul ridicat al imaginilor satelitare multitemporale. 0estionarea optimă şi eficientă a resurselor forestiere solicită utilizarea unor te&nologii moderne fiabile capabile să stoc&eze, reactualizeze, valorifice şi să analizeze
1
corect datele. 4n acest scop au fost folosite în /ustria şi în alte ţări precum $inlanda, 0ermania, instrumentele 02 şi teledetecţia pentru luarea deciziilor şi realizarea unor lucrări utile precum conservarea şi managementul resurselor vegetale, aceste instrumente fiind folosite şi pentru prospectarea diversităţii vegetaţiei sau ca sursă de informaţii pentru planificarea lucrărilor silviculturale. 7epartamentul de Teledetecţie şi /erofotografie din cadrul Eficiului $ederal /ustriac şi Bentrul de Bercetări pentru Păduri prezintă, într(un raport anual, utilitatea teledetecţiei în care se specifică' Rmultiplele posibilităţi ale teledetecţiei utilizate în silvicultură sunt studiate în câteva proiecte pilot care vin în completarea utilizării standard a fotografiilor aeriene color infraroşu, utilizarea datelor satelitare sunt testate în vederea rezolvării unor probleme curente în silviculturăG. 4n articolul RJiodiversitatea pădurilor şi estimarea acesteia prin teledetecţieG !nnes şi Qoc& 1++-" se face următoarea afirmaţie' RTeledetecţia reprezintă un instrument important pentru studiul diversităţii ecosistemelor şi a diverselor aspecte structurale ale ecosistemelor individualeG. 4n cadrul articolului sunt trecute în revistă mai multe metode de utilizare a te&nicilor teledetecţiei pentru studiul aspectelor diverse ale biodiversităţii ecosistemelor forestiere de la scara peisajului la scara arboretelor. L" s+"#" *eis"$%$i pot fi surprinse aspecte privind gradul de fragmentare şi distribuţia elementelor componente ale ecosistemelor. L" s+"#( me)ie teledetecţia oferă posibilitatatea identificării limitelor între elementele componente ale ecosistemelor, iar %" !i,e%$% "#/#ete%# teledetecţia este aptă să furnizeze un număr mare de informaţii privind aspectele structurale, natura suprafeţei coronamentului, aspecte privind etajele de vegetaţie inclusiv prezenţa păturii ierbacee şi a resturilor vegetale la sol. I)e!ti&i+"#e" s*e+ii%# &#estie#e prin intermediul mijloacelor teledetecţiei a fost
studiată de artin et al.,1++- prin utilizarea unui senzor &iperspectral. 4n urma acestor cercetări s(a reuşit separarea a 11 tipuri de pădure prin utilizarea algoritmului de clasificare cunoscut sub numele de ma%ima asemănare şi prin combinarea caracteristicilor c&imice ale frunzelor diverselor specii, realizând corelaţii între datele &iperspectrale şi structura c&imică a frunzei, iar acurateţea estimată a clasificărilor a fost de peste ) din cazuri.
1<
4n Be&ia şi 0ermania a fost întrebuinţată te&nologia teledetecţiei, respectiv imaginile Candsat T, pentru stabilirea nivelului de degradare a pădurilor, evidenţiindu(se cu această ocazie trei niveluri de degradare' uşoară, moderată şi puternică. Totodată s(a dovedit că urmărirea limitei dintre vizibil şi infraroşu apropiat, aşa numita Rlimita roşieG, poate avertiza la timp asupra începutului declinului procesului de fotosinteză !declinul vegetaţiei", lucru posibil mai ales atunci când se folosesc datele ce provin de la senzori cu rezoluţie spectrală ridicată, !senzori &iperspectrali", ce se găsesc pe platformele satelitare !@ntc&eva, et al., 1++<". 4n vara anului 66 la @dinburg a avut loc un eveniment deosebit pentru acest domeniu care a subliniat tendinţele actuale în ceea ce priveşte perspectivele utilizării teledetecţiei în silvicultură, respectiv un simpozion patronat de Meriot Katt =niversit: la care s(au prezentat peste +6 de lucrări având autori de prestigiu din peste douăzeci de ţări majoritatea din @uropa, /merica de Dord şi /sia. Prezentările s(au făcut pe şapte secţiuni' inventar forestier, te&nologii noi, aplicarea proiectului 2iberia, creşterea pădurii, sănătatea pădurii, ecologie forestieră şi dezvoltări în ţările europene cu economie în tranziţie. Preocupările pentru aplicarea noilor te&nologii sunt sugerate de direcţiile principale subliniate în aceste lucrări' estimarea volumului arboretelor şi a altor parametri ai structurii arboretelor, monitorizarea sc&imbărilor în starea de vegetaţie a pădurii, identificarea tipurilor de vegetaţie, monitorizarea regenerărilor, management forestierA cartarea pădurilor, monitorizarea activităţii de e%tindere şi dezvoltare a suprafeţei ocupate de păduri.
Aspecte referitoare la tehnicile tili!ate" 7in literatura de specialitate rezultă o preocupare a mai multor cercetători pentru dezvoltarea de te&nicilor de prelucrare a imaginilor satelitare în scopul utilizării mai eficiente a acestora în silvicultură. 7intre aceste preocupări amintim' •
prin studiul relaţiilor statistice dintre panta terenului şi mărimea
semivariogramei imaginilor de înaltă rezoluţie(simulate, a arboretelor s(a estimat efectul topografiei asupra determinărilor privind dimensiunile arborilor şi a consistenţei obţinute prin măsurarea te%turii. odelele tridimensionale ale arboretelor de diferite esenţe au fost suprapuse peste pante cu diverşi gradienţi.
1)
=tilizând o abordare optico(geometrică, imaginile de un metru rezoluţie au fost generate în 16 de serii reprezentând diferite combinaţii de tipuri de pădure şi combinaţii privind geometria soare(teren. ărimea semivariogramelor acestor imagini a fost măsurată pe patru direcţii iar legătura cu panta terenului a fost estimată prin intermediul unei relaţii de regresie. 3ezultatele arată că topografia afectează te%tura imaginii în mod deosebit în arboretele cu consistenţă redusă, iar eroarea datorată pantei şi e%poziţiei terenului, în estimarea mărimii şi consistenţei este relativ mică în cazul arboretelor cu consistenţă mare !2t ( Enge, J., 1+++"A •
a fost definit un nou concept pentru clasificarea supervizată a conţinutului
imaginilor satelitare de tip Candsat T şi anume acela al cosinusului ung&iului din spaţiul spectral. etodele de clasificare utilizate până în prezent folosesc distanţele euclidiene dintre centrele clusterilor, sau versiuni modificate !Ja:esian sau a&alanobis", pentru atribuirea pi%elilor într(o clasă sau alta. /utorii, în această lucrare, iau în considerare cosinusul ung&iului dintre vectorii care sunt definiţi de centrele clusterilor în locul distanţei dintre acestea. /vantajul metodei constă în reducerea unei clasificări eronate datorate variaţiilor valorilor pi%elilor din cauza înclinării şi e%poziţia versanţilor sau atmosfera terestră. !2o&n, O., oran, @., 0urri, $., 1+++". •
în diverse aplicaţii de teledetecţie este necesară o bună rezoluţie spaţială,
pe lângă rezultatul clasificării conţinutului imaginilor. /tunci când e%istă un set de imagini cu rezoluţii spaţiale şi spectrale diferite se utilizează procedeul prin care se sintetizează o nouă imagine care să prezinte rezoluţia spaţială cea mai bună şi cel mai bogat conţinut spectral. =n e%emplu este cel al utilizării imaginilor Candsat T cu o bună rezoluţie spectrală şi al imaginilor 2PET pancromatice care prezintă o bună rezoluţie spaţială. Jazată pe modelarea multi(rezoluţie a imaginii, metoda /322 !/melioration de la 3esolution 2patiale par njection de 2tructure" a fost concepută cu scopul de a îmbunătăţi atât rezoluţia spaţială cât şi conţinutul spectral al imaginii fuzionate rezultate. /utorii acestei metode prezintă o comparaţie cantitativă a diferitelor variante şi un e%emplu de fuziune a imaginilor de tip 2PET S2 !multispectrale, 6 m rezoluţie, senzor cu baleiaj electronico(optic" cu imaginile Q#3(1666 !pancromatice, 1 m rezoluţie, cameră fotografică cu emulsie". 7e asemenea este analizat conceptul pentru cazul 1-
frecvent utilizat al imaginilor Candsat T, multispectral !86 m rezoluţie, cu ) benzi spectrale" şi 2PET !16 m rezoluţie, pancromatic" !3anc&in,T.A Kold C.,666". /lte studii care utilizează înregistrările satelitare pentru obţinerea bazei de date referitoare la pădurile @uropei sau zonelor neacoperite de pădure includ munca 2O !nternational 2pace Oear * 1++". Produsul obţinut din datele DE// ( /#M33 a prezentat o precizie a clasificării de -, !0etis /. 1++". /ceastă bază de date paneuropeană a fost utilizată apoi ca sursă de date terestre de referinţă pentru obţinerea unor alte baze de date referitoare la zonele cu pădure şi fără pădure ale @uropei finalizate în cadrul proiectului $32 !$orest nformation from 3emote 2ensing Project" !0regorz,$.(1++<". Pentru îmbunătăţirea separării dintre terenurile acoperite cu pădure şi cele fără pădure s(au făcut studii privind utilizarea indicelui D7# împreună cu temperatura suprafeţei solului. Blasificarea a fost realizată într(un mod stratificat în legătură cu variaţiile intrinseci privind condiţiile creşterii pădurii cauzate de regimul ecologic şi climatic diferit !Ciu, . et al.".
Pro!"#! $!r%&'#! E importantă cale în dezvoltarea teledetecţiei şi aplicarea acesteia în silvicultură şi amenajarea pădurilor o constituie diversele programe iniţiate mai ales pe plan internaţional. /stfel, obiectivul proiectului onitorizarea Pădurii în @uropa folosind Teledetecţia !$orest onitoring in @urope Lit& 3emote 2ensing ( $@32" constă în evidenţierea utilităţii datelor Robservării PământuluiG !@art& Ebservation" pentru monitorizarea pădurii la scară europeană şi la completarea informaţiei deja colectate prin metode tradiţionale. n particular, scopul principal al acestui proiect constă în dezvoltarea şi implementarea metodologiilor pentru aplicarea datelor optice şi microundelor în teledetecţie pentru îmbogăţirea informaţiei georeferenţiate standardizate !de e%emplu, locaţia şi mărimea" şi informaţia statistică !e%emplu, estimarea suprafeţei" în vederea dscrierii pădurii şi a altor terenuri acoperite cu vegetaţie forestieră în @uropa. P#ie+t$% 0MERS este implementat în cadrul programului Bentrul pentru
Ebservarea Pământului !Bentre for @art& Ebservation Programme". Proiectul va contribui pe termen lung Bomisiei strategiilor forestiere şi constă în introducerea de te&nologii noi în @uropean $orest nformation şi Bommunication 2:stem !@$B2" Programme.
1+
3ezultatele acestui proiect vor servi direct în susţinerea 2erviciilor Bomisiei @uropene !@uropean Bommission 2ervices" în structurile agricole, pădurii, măsurilor asupra mediului înconjurător şi mediul rural, cercetărilor în agricultură. n ceea ce priveşte înregistrările satelitare, proiectul urmăreşte cuantificarea diferenţelor dintre utilizarea datelor satelitare de medie şi înaltă rezoluţie pentru cartografiere şi pentru estimarea suprafeţelor păduroase pe categorii, identificarea potenţialului şi limitelor datelor satelitare multitemporare în completarea informaţiei e%istente şi investigarea posibilităţii folosirii regulate a metodelor dezvoltate. /u fost prelucrate date preluate cu senzorii /2=(2Q, 32 K$2, 2pot S2, 2pot Pan şi Candsat T. n stabilirea şi cooperarea parteneriatului între ţările P&are şi =niunea @uropeană sunt deosebit de importante cunoaşterea situaţiei reale asupra mediului înconjurător, parametrii acestuia şi evaluarea din punct de vedere al timpului a producţiei principalelor ţări implicate. /ceste date statistice trebuie să fie colectate în concordanţă cu metode similare sau comparabile cu cele aplicate în cadrul =niunii @uropene. etodele au fost dezvoltate pe parcursul a 16 ani !1+--(1++-" în timpul *#ie+t$%$i MARS . P#ie+t$% MERA3 este o completare a Proiectului @3/5+ în concordanţă cu
folosirea bazei de date BE3D@ Cand Bover pentru ţările P&areA este un proiect comple% şi multidisciplinar. /cesta a implicat diferite instituţii în participare precum şi diferite servicii ale Bomisiei @uropene. /ctivităţile proiectului @3/ se referă la adoptarea metodelor deja e%istente în ţările P&are şi în implementarea metodei /32 în mai multe ţări. Proiectul @3/5+ este organizat în două direcţii în care s(a stabilit o reţea naţională şi internaţională. Prima direcţie constituie ac&iziţionarea rapidă, la timp şi armonizarea informaţiei privind sc&imbările importante în folosirea terenului şi a producţiei pe &ectar comparativ cu anul anterior la nivel regional pentru şase ţări !Julgaria, 3epublica Be&ă, =ngaria, Polonia, 3omânia şi 2lovacia". Programul @3/5+ constituie, de asemenea, parte a acestei direcţii. / doua direcţie constă în începerea implementării activităţilor de bază @3/ în cinci noi ţări P&are !/bania, @stonia, Cituania, Cetonia şi 2lovenia". Partenerii din punct de vedere te&nic sunt Dational $ocal Point !D$Ps" în fiecare ţară participantă şi Hoint 3esearc& Bentre de pe
6
lângă Bomisia @uropeană ca unitate de conducere a programului !Programme anagement =nit (P=". E metodologie pentru obţinerea informaţiilor satelitare sub formă de &ărţi ale terenurilor în @uropa a fost dezvoltată pentru prima dată în cadrul Bomisiei Bomunităţii @uropene !Bommission of t&e @uropean Bommunities ( B@B" * BE3D@ Cand Bover Project !@@/ Tas? $orce, 1++". Jaza de date conţine elemente informaţionale pentru trei clase de păduri' răşinoase, foioase şi păduri de amestec răşinoase cu foioase plus terenuri agro(forestiere. 2uprafeţele păduroase mai mici de &ectare nu au fost considerate deoarece ieşeau din mărimea predefinită a unităţilor de folosinţă a terenurilor. P#ie+t$% CORINE L"!) C,e# pentru =niunea @uropeană a fost realizat în
@uropa Bentrală şi de @st ca parte a programului P&are 3egional @nvironmental Programme. Proiectul a constat în cartografierea terenului la scara 1 ' 166666 în concordanţă cu nomenclatura standard europeană !;; categorii". etodologia a avut în vedere interpretarea imaginilor satelitare !Candsat T&ematic apper" şi stocarea rezultatelor în sistemele de informaţii geografice. n vederea îmbogăţirii rezultatelor s(a folosit şi asistarea de calculator. Jaza de date reprezintă unealta principală în studierea mediului înconjurător, evaluarea impactului şi planificarea regională. /u fost identificate şi cartografiate sc&imbări majore în covorul vegetal în perioada 1+)6 * 1++6 pentru Julgaria, 3epublica Be&ă, =ngaria, 3omânia şi 2lovacia. n anul 1++- BE3D@ Cand Bover acoperea 81 de ţări din @uropa şi /frica de Dord. Pentru 3omânia aplicaţiile au constat în' crearea de biotopuri BE3D@, crearea unei baze 02 privitoare la sol şi resursele terenului la scara 1 ' 66666, elaborarea a două foi de &artă la scara 1 ' 166666 pentru eroziunea actuală şi potenţială a solului, inventarierea sc&imbărilor BE3D@ Cand Bover în partea de nord(est a 3omâniei !finalizată în iulie 1++<", întocmirea de proiecte regionale la scara 1 ' 166666 pentru reabilitarea peisajelor degradate şi sc&imbării categoriilor de folosinţă, aducerea la zi a covorului vegetal pentru cursurile de apă din Barpaţi în vederea îmbunătăţirii modelului &idrologic cu parametrii semidistribuiţi, aducerea la zi a covorului vegetal pentru cursurile de apă în vederea estimării resurselor de apă provenite din zăpadă, folosirea datelor acoperirii terenului în zone urbane pentru îmbunătăţirea modelelor pentru vreme,
1
folosirea bazei de date a acoperirii terenului pentru estimarea secetei şi monitorizarea prin proiect 02 în Eltenia. E nouă versiune a nomenclaturii Borine Cand Bover la scara 1 ' 6666 pentru ţările P&are a fost terminată în mai 1++- în cadrul activităţilor PTC9CB. /ceastă nomenclatură include 16; clase ale covorului vegetal. Principalele beneficii ale e%tinderii nomenclaturii şi folosirii unităţii de cartare de ; &a sunt' o detaliere mai mare a &ărţilor tematice în ceea ce priveşte suprafeţele artificiale care au cel mai mare impact asupra mediului, o diferenţiere mult mai bună a vegetaţiei forestiere şi a vegetaţiei seminaturale, a terenurilor mlăştinoase, descreşterea procentajului claselor &eterogene agricole.
A()!"#! )r*+$ ,o+#or-'r!' )$%r&or M!it#i'"#e" st(#ii )e s(!t"te " *()$#i%# bazată pe teledetecţie reprezintă o
concepţie relativ nouă. @forturile internaţionale sunt îndreptate în vederea îmbunătăţirii monitoringului forestier ca parte a 2istemului de Ebservare Terestră 0lobală !0lobal Terrestrial Ebserving 2:stem". Ca primul congres 0lobal $orest Ebservation of $orest Bover !0E$B, 666" care s(a ţinut în /frica Bentrală !februarie 666 în Cibreville, 0abon", anumite publicaţii au evidenţiat limitele sistemelor de monitoring forestier identificate de serviciile naţionale ale pădurilor şi partenerii internaţionali ai acestora. /cestea includ' lipsa resurselor financiare şi umane, accesul limitat la date şi informaţii, accesul slab la nternet şi lipsa facilităţilor pentru pregătire. M!it#i'"#e" %" !i,e% !"i!"% " i!)i+e%$i s$*#"&eei &%i"#e a devenit o activitate
regulată în Banada începând cu anul 1++8 când Bentrul Banadian pentru Teledetecţie !Banada Bentre for 3emote 2ensing" şi guvernul federal au iniţiat proiectul Joreal @cos:stem Productivit: 2imulator !J@P2" în vederea monitorizării dinamicii spaţiale şi temporare a ecosistemelor precum şi stabilirea rolului său în sc&imbarea climatului folosind teledetecţia. 7intre multe intrări ale modelului bazate pe date terestre, una din intrările majore în model a fost calcularea indicelui suprafeţei foliare pentru 16 zile după imagini D7# şi intrările privind acoperirea terenului derivate după seturi de date Candsat T cu rezoluţia de 86 m. eşirile din acest model includ estimarea producţiei
nete primare !Det Primar: Production" şi a evapotranspiraţiei care constituie aspecte importante în studiile sc&imbării climatului global. 2erviciul Banadian al Pădurilor !Banadian $orest 2ervice" a întreprins un proiect numit 5ii!)i+"t#ii St(#ii P()$#ii !Jioindicators of $orest Bondition Project" pentru analiza modului în care senzorii &iperspectrali pot fi utilizaţi în stabilirea cu precizie a stării de sănătate a pădurilor. Proiectul încearcă să combine semnalele optice de deasupra coronamentului cu terenul bazându(se pe bioindicatorii fiziologici. Pentru colectarea datelor a fost utilizat senzorul Bompact /irborne 2pectrograp&ic mager !B/2" în vederea obţinerii unei rezoluţii spaţiale şi spectrale ridicate. /lături de înregistrările cu senzorul B/2 s(au efectuat e%perimente pe teren pentru a evidenţia influenţa pigmenţilor clorofilieni şi fluorescenţi în răspunsul spectral. Teledetecţia a fost folosită în monitoringul forestier din Polonia, 3epublica Be&ă şi 0ermania cu ocazia evidenţierii efectelor ploilor acide care au dus la declinul pădurilor din unţii 2udeţi, @rzgebirge(2umava şi Marz. n acest sens s(au folosit, într(o primă etapă, pentru testarea aptitudinilor, imagini satelitare Candsat şi 2pot. 7intre acestea, pe baza imaginilor satelitare Candsat T au fost evidenţiate trei clase de stare a sănătăţii în cazul pădurilor de molid !Picea abies" şi cinci clase suplimentare care caracterizează pădurea afectată de poluare' arborete puţin afectate, arborete afectate, arborete puternic afectate, arborete aproape distruse şi arborete total afectate. nterpretarea &ibridă !vizuală şi cu ajutorul calculatorului" a imaginilor Candsat T a permis evaluarea pierderilor în creştere a arboretelor datorită catastrofei ecologice din unţii 2udeţi !Tomasz NaLila, D., 1++8". n ciuda eforturilor semnificative realizate de specialiştii din fotogrametrie, teledetecţie, cartografie şi topografie pentru multe zone ale lumii nu e%istă &ărţi topografice la scară mare. Cipsa &ărţilor topografice detaliate constituie o problemă serioasă pentru integrarea datelor în sistemele de informaţii geografice. ulte ţări dezvoltate ca 2tatele =nite ale /mericii şi ţări europene sunt cartografiate la diferite scări variind de la 1 ' 6666 şi 1 ' 666 la scări mari 1 ' 666 şi 1 ' 16666. Tările în curs de dezvoltare ar trebui să dispună de &ărţi c&iar la scara 1 ' 666 pentru folosirea acestora în diferite sectoare de activitate. =n studiu statistic al Daţiunilor =nite arată progresul lent în cartografiere, în particular, pe suprafeţe întinse din /frica, /merica Catină şi /sia
8
Procentul anual al cartografierii terenului pe 0lob 2cară 1 ' 666 1 ' 6666 1 ' 166666 1 ' 66666
/coperire !" 18 ; ; -6
Progres anual !" 6,8 1, 6,(
2tudiile referitoare la realizarea &ărţilor prin mijloacele teledetecţiei în ceea ce priveşte suprafeţele ce urmează a fi împădurite şi reîmpădurite prezintă, în general, o precizie bună în evaluarea clasei de regenerare bazată pe răspunsul spectral al datelor multispectrale.
C&'(/"'r!' #!r!+%r&or /o&o(+$ ,'0+ ('#!&#'r! I+"!r"r $! (#'+$'r$-'r! =na din preocupările specialiştilor în teledetecţie o constituie clasificarea terenurilor pe categorii de folosinţă utilizând imagini satelitare. Ca nivel global nu e%istă nomenclatoare care să permită realizarea unor clasificări unitare a terenurilor după categoriile de folosinţă, inclusiv forestiere, motiv pentru care se încearcă standardizarea acestora. n ultimii ani s(au făcut eforturi considerabile în vederea realizării unei standardizări în ceea ce priveşte clasificările suprafeţelor cu vegetaţie şi fără vegetaţie la nivel global. /stfel, s(au întocmit nomenclatoare pentru sol !FKorld 3eference Jase for 2oil 3esourcesG, KE3C7(2ET@3 Program" şi pentru vegetaţie !F=D@2BE classification of vegeatationG, $70B 9 D#B2". /vând în vedere marea bogăţie a tipurilor diferite de clasificări !în cea mai mare parte a nomenclaturii acoperirea terenului9folosinţa terenului ( CB9C=" necomparabile, diferite organizaţii au înţeles necesitatea analizării nomenclaturilor e%istente şi efectul standardizării. /semenea eforturi în legătură cu nomenclaturile CB9C= sunt multiple. $/E !$ood and /griculture Erganisation" a realizat o clasificare universală aplicabilă !Cand Bover Blassification 2:stem * CBB2" care descrie şi clasifică tipurile de sol în forme diferenţiate. Bonceptul teoretic, modular, a fost adoptat de proiectul /$3BE#@3. n cadrul Programului privind ediul nconjurător al Daţiunilor =nite !=nited Dation ;
@nvironment Programme * =D@P" lansat în anul 1++8 s(a constatat că scopul definirii unei singure clasificări globale a acoperirii terenului şi a categoriilor de folosinţă este nerealist. n anii care au urmat a fost sc&iţată linia călăuzitoare pentru definirea nomenclatorului C=9CB !K:att şa., 1++)". Programul nternaţional al 0eosferei şi Jiosferei !nternational 0eosp&ere*Jiosp&ere Programme*0JP*72" a publicat un produs global privind acoperirea terenului !CB" cu mărimea caroiajului de 1 ?m bazându( se pe imagini satelitare !JelLard ş.a., 1+++". n anul 1++- =niunea @uropeană !=@" a comandat două studii' BC/=7@ !Boordinating Cand =se and Bover 7ata and /nal:ses in @urope" şi C/D@2 !7evelopment of an Marmonised $rameLor? for ulti(purpose Cand Bover 9 Cand =se nformation 2:stems 7erived from @art& Ebservation 7ata". /ctivităţile /genţiei @uropene de ediu !@uropa @nvironment /genc:*@@/" a culminat cu programul BE3D@. E altă încercare în realizarea unei clasificări statistice armonizate a utilizării terenului, a fost clasificarea BC=2T@32 !Blassification for Cand =se 2tatistics*programul de teledetecţie @=3E2T/T" de @=3E2T/T9B@27 Bommunautaire în 1++8. n anul 666 @=3E2T/T a început un larg proiect european numit C=B/2 !Cand =se9Bover /rea $rame 2tatistical 2urve:". Principalele tendinţe în dezvoltarea nomenclaturilor clasificărilor sunt' •
)isti!ge#e" dintre acoperirea terenului !land cover ( CB" şi categoria
de folosinţă !land use ( C=" care în nomenclatoarele mai vec&i nu se diferenţiază. n cadrul programelor C=B/2 şi 2CB@2, acestea sunt strict separateA •
"#m!i'"#e" e$#*e"!( a diferitelor programe şi activităţi ce
furnizează informaţiile de o importanţă fundamentală referitoare la teren. /ctualele politici sectoriale ale =niunii @uropene sunt comparabile numai într(o nomenclatură şi o metodologie de colectare uniformă pentru câteva din ţările membreA •
+#e6te#e" +e#e#ii 7! *#i,i!" *#e+i'iei , respectiv poziţionarea precisă a
datelor şi o mai mare acurateţe tematică şi certitudine a clasificării. /ceasta presupune e%istenţa unor baze de date geografice care să combine datele referitoare la teren cu alte date digitale referitoare la
acelaşi set precum şi creşterea rezoluţiei spaţiale a imaginilor satelitareA •
+"#t"#e" s+8im/(#i%# conduce la o metodologie total diferită de cea
folosită în prezent deoarece bazele de date geografice devin pentru mulţi utilizatori din ce în ce mai vasteA •
+!,e#si$!e" )e !me!+%"t$#( are în vedere că la baza
nomenclaturilor e%istente sunt volume imense de date culese de o inestimabilă valoare cu o c&eltuială financiară mare. B&iar dacă anumite definiţii din nomenclatură nu pot fi privite ca optime acestea pot fi considerate ca puncte de plecare pentru cartografierea sc&imbărilor. Ca definirea noilor nomenclaturi trebuie să se realizeze conversia datelor din nomenclatoarele e%istente în limitele unei precizii tematice impuseA •
e&i+"+it"te" +%e+t(#ii i!&#m"ii%# este deosebit de importantă
deoarece ac&iziţionarea datelor este foarte costisitoare iar beneficiarii care le folosesc nu dispun de mari resurse financiare. ijlocul pentru creşterea eficacităţii este colectarea automată în conte%tul clasificării conţinutului imaginilor satelitareA •
*#i!+i*ii%e sistem$%$i m)$%"# *e!t#$ !me!+%"t$#( presupune că
utilizatorul poate sc&iţa propria sa nomenclatură funcţie de scopul propus, de scară şi de situaţia geografică pe baza soft(urilor disponibile. Pe baza sistemului modular al nomenclaturii este construit sistemul CBB2 !Cand Bover Blassification 2:stem" iniţiat de $/E. 3ealizarea acestor deziderate va conduce cu siguranţă la obţinerea unor baze de date cu nomenclaturi standardizate astfel încât accesarea acestora să se facă cu uşurinţă de orice ţară membră.
Pro0r',! $! "&'(/"'r! =tilizarea teledetecţiei în ac&iziţionarea de date referitoare la covorul vegetal, inclusiv în silvicultură, a făcut obiectul unor programe prin care s(au realizat clasificări în diferite grupe. Bonducerea unor astfel de programe prezintă avantajul culegerii cu uşurinţă a datelor folosind imagini satelitare şi obţinerii unor &ărţi tematice pe suprafeţe <
întinse. ai mult, pentru o parte din programe începute în anii +6 s(a trecut astăzi la actualizarea datelor. P#g#"m$% CORINE LAND COVER 9COOR)i!"ti! )es IN&#m"ti!s s$# E!,i#!me!t: este un program european ce are ca obiectiv furnizarea de informaţii
uniforme şi comparabile referitoare la covorul vegetal din cadrul suprafeţelor din =niunea @uropeană pentru aplicaţii ce cuprind aspecte ale mediului înconjurător. /c&iziţia datelor s(a făcut la scara 1 ' 166666 bazată pe evaluarea imaginilor satelitare C/D72/T T diferenţiind ;; de clase ale covorului vegetal. =nitatea minimă de cartare a fost &a iar pentru detaliile liniare lăţimea minimă luată în considerare a fost 166 m. n primul inventar Borine Cand Bover desfăşurat între anii 1+-(1++ în cadrul ţărilor din =niunea @uropeană şi ţărilor P&are, interpretarea vizuală a fost făcută pe baza imaginilor satelitare. ncepând cu anul 666 seturile de date Borine sunt aduse la zi. Eperaţia se realizează direct, prin digitizarea pe ecran a imaginilor, ceea ce sporeşte substanţial acurateţea şi reduce costurile. 7iferenţele între cele două clasificări sunt evidente în ceea ce priveşte durata înregistrărilor, rezoluţia spaţială a imaginilor, precizia geometrică, costul, etc. !tab. 8". 2ursa de bază pentru introducerea informaţiilor în vederea actualizării bazei de date o constituie mozaicul realizat la nivel european din imagini satelitare ortorectificate !Candsat ) @TU" datate 666 !/0@ 666" cu o abatere ma%imă permisă de 1 an !1+++ * 661". Eperaţiunea, denumită F2naps&ot of @urope for :ear 666G a permis, ca pe baza acestor date să se întocmească o nouă &artă a covorului vegetal !BCB 666" finalizată la sfârşitul anului 668. 2c&imbările în covorul vegetal de peste &a între BCB 1++6 şi BCB 666 sunt puse în evidenţă şi aşezate într(un strat nou în 02 denumit R s+8im/"#eG !c&ange". Ca nivel european structura coordonatoare a BCB prin @uropean Topic Bentre for Cand Bover !acum @uropean Topic Bentre on Terrestrial @nvironment" este în aria de responsabilitate a /genţiei @uropene de ediu !@uropean @nvironment /genc:". Bomparaţie între inventarierile programelor BCB @lemente de bază
BCB 1++6
BCB 666
)
ntervalul înregistrării imaginilor 3ezoluţia spaţială a imaginilor Precizia geometrică =nitatea minimă de cartare ărimea minimă de cartare pentru sc&imbări 7urata proiectului Bostul9 ?m
1+-< * 1++ 86 m 166 m &a ( 16 ani < V9?m
666 U9( 1 an 8691 m m &a &a 8 ani 8V9?m
P#g#"m$% LUCAS 9L"!) Use;C,e# A#e" 0#"me St"tisti+"% S$#,e<: este
specializat în îmbinarea informaţiilor privind acoperirea terenului cu cele despre utilizarea acestuia. Prezintă o mare importanţă în definirea şi evaluarea unor sectoare ca agricultură pe care este concentrat în special, silvicultură, transporturi, precum şi pentru planificarea regională. P#ie+t$% LACOAST ! L"!) +,e# +"st 1= " a fost realizat de nstitutul Daţional
de 0eografie la cererea Bomunităţii @uropene pentru $ranţa şi Jelgia şi a fost finanţat de B@E !Benter for @art& Ebservation". Ebiectivul proiectului a fost analiza modificărilor ocupării solului pentru zonele de coastă în decursul timpului. Proiectul a cuprins 8 faze iar informaţia de referinţă a fost furnizată de proiectul Borine Cand Bover. Nona luată în studiu a constat într(o bandă de 16 ?m localizată pe coasta belgiană şi 6 de ?m de coastă franceză a /tlanticului. P#ie+t$% MUR5AND> !onitoring of =rban 7:namics 1+++" a fost iniţiat de
Bomunitatea @uropeană având ca obiectiv modelarea evoluţiei marilor zone urbane din @uropa la scara 1 ' 666. 3ealizarea acestuia s(a făcut de B@/T. 2uprafaţa minimă luată în considerare este de 1 &a pentru zonele artificializate şi de 8 &a pentru celelalte zone. Jaza de date a fost realizată prin intermediul imaginilor 3B(1B completată cu ortofotograme digitale la scara 1 ' ;6666.
4.2 CERCETĂRI PRIVIND APLICAREA TEHNICILOR DE TELEDETECŢIE ÎN SILVICULTURĂ ÎN ŢARA NOASTRĂ A()!"#! %r,r#! Bercetări privind aplicarea te&nicilor de teledetecţie în silvicultură în ţara noastră au fost întreprinse de mai multă vreme. Primele cercetări s(au desfăşurat în cadrul
-
$acultăţii de 2ilvicultură şi @%ploatări $orestiere din Jraşov' 3usu !1+)6(1+--", 3usu, Joş, Qiss, B&iţea !1+)8(1+-8". 4n cursul acestor cercetări au fost valorificate cunoştinţele cu privire la caracteristicile spectrale ale arboretelor, s(a încercat delimitarea pădurilor afectate de poluare, separarea folosinţelor şi speciilor forestiere şi delimitarea eroziunii în păduri precum şi metode de prelucrare analogică comple%ă cum sunt selectarea, adiţia şi e%tragerea de benzi spectrale. 4n ultimii ani, în cadrul $acultăţii de 2ilvicultură şi @%ploatări $orestiere din Jraşov, preocupările legate de utilizarea teledetecţiei în silvicultură au continuat. 4n acest sens se pot cita lucrări care prezintă folosirea teledetecţiei pentru obiectivizarea monitorizării stării vegetaţiei forestiere !Qiss, B&iţea, #orovencii, 1+++" precum şi utilizarea imaginilor multispectrale pentru calculul indicele diferenţial normalizat al vegetaţiei !D7#" pentru determinarea stării vegetaţiei forestiere, în corelaţie cu datele de observaţie terestre !Qiss şi #orovencii, 661". 2unt evidenţiate avantajele utilizării unui indice obiectiv în comparaţie cu evaluarea vizuală, care implică un anumit grad de obiectivitate şi diferenţe între evaluatori dar şi dezavantajul costurilor ac&iziţiei imaginilor satelitare. /lte preocupări privesc utilizarea teledetecţiei, împreună cu alte te&nici informatice !02, fotogrametrie, 0P2" în cadastru forestier !B&iţea şi #orovencii, 661". 2unt de asemenea abordate aspecte teoretice care pot fi aplicate în utilizarea imaginilor satelitare pentru silvicultură. /stfel este studiat un factor deosebit de important, în special în clasificarea imaginilor satelitare şi anume efectul topografiei asupra semnalului înregistrat de senzorii satelitari în zonele de vegetaţie forestieră precum şi modul de înlăturare a acestei influenţe !#orovencii, 66". /specte de ultimă oră privind clasificarea imaginilor prin segmentare, în care sunt luate în considerare, pe lângă semnalul spectral şi te%tura vegetaţiei forestiere sunt abordate de asemenea, din punct de vedere teoretic !#orovencii, 66". 4n cadrul nstitutului de Bercetări şi /menajări 2ilvice au fost începute cercetări privind utilizarea teledetecţiei în silvicultură în anii 5-6 şi au continuat şi în anii 5+6' Pătrăşcoiu şi Eprescu !1+-"A Pătrăşcoiu !1+--", 0ancz şi Jadea !1++6"A Pătrăşcoiu, 0ancz, Trofimov !1++8".
+
Ca început s(au utilizat imagini satelitare sub formă analogică, la acea vreme nee%istând mijloace de prelucrare digitală. 4n anul 1+-- s(a utilizat pentru prima oară camera multispectrală 2Q(; pentru fotografierea E.2.@. i&ăeşti în patru benzi spectrale, trei în vizibil şi una în infraroşu. Pe baza acestora s(au efectuat diverse studii prin metode analogice, prin utilizarea în principal a unui proiector multispectral, în colaborare cu nstitutul 0eologic al 3omâniei( 03 !Pătrăşcoiu et al., 1+--". 7upă 1++6 s(au utilizat şi imagini aeriene multispectrale preluate cu camera 2Q(; şi sub formă digitală !scanate cu sistemul $@/0". Prelucrările s(au efectuat la început cu sistemul 3EJET3ED !produs în fosta 370" şi apoi cu sistemul @37/2 !produs în 2=/", ambele din dotarea nstitutului 0eologic al 3omâniei, cu care s(au efectuat cercetări în colaborare. 4n anul 1++ în cadrul B/2 Jucureşti a fost înfiinţat un colectiv specializat unde s(au desfăşurat, în continuare, cercetări privind aplicarea teledetecţiei în silvicultură. /stăzi colectivul este dotat cu mijloacele necesare lucrării computerizate a imaginilor de teledetecţie !în principal prin @37/2 Im"gi!e".
T!,! r!'&-'#! Bercetări metodologice s(au desfăşurat şi se desfăşoară în cadrul unor teme de cercetare vizând unele aplicaţii ale teledetecţiei satelitare în silvicultură, cum sunt' ?0$!)"me!t"#e" $!$i sistem i!teg#"t )e "!"%i'( +"!tit"ti,( 6i +"%it"ti,( " e+sisteme%# &#estie#e *#i! te%e)ete+ieG !Pătrăşcoiu et al.,1++8", RCe#+et(#i *#i,i!) $ti%i'"#e" 7!#egist#(#i%# s"te%it"#e 7! m!it#i!g$% &#estie# G !0ancz et al.,1++-", ( ?Ce#+et(#i *#i,i!) e%"/#"#e" 8(#i%# g#$*e%# )e s*e+ii &#estie#e 6i " 8(#i%# $ti%i'(#ii te#e!$%$i@ &#m"t )igit"% 9IS: *e /"'" *#e%$+#(#ii 6i "!"%i'ei im"gi!i%# s"te%it"#e !0ancz et al.,
66" etc. 7e asemenea s(au utilizat te&nicile teledetecţiei satelitare în cadrul unor proiecte cu colaborare internaţională, cum a fost' R$orest @cos:stem appingG !Bartarea @cosistemelor $orestiere" !0ancz, Bioară şi /postol, 1++-", în colaborare şi cu finanţarea Bentrului de Bercetări Bomune al Bomisiei @uropene de la spra, talia, în care s(a reuşit utilizarea clasificării supervizate pentru delimitarea unor ecoregiuni forestiere pe câteva
86
zone test. ai recent s(a desfăşurat proiectul T/$3E în colaborare cu centrul de suport 02 al /genţiei $lamande a Teritoriului din 3egiunea $lamandă, Jelgia, finalizat în anul 66. 4n cadrul acestei colaborări, printre altele, au fost e%perimentate şi evaluate te&nici de clasificare automată a imaginilor Candsat )@TU. 4n urma e%aminării prelucrărilor se constată că cele mai utile din punctul de vedere al punerii în evidenţă a stării de sănătate şi a vitalităţii vegetaţiei forestiere, sunt' ridicarea contrastului pe baza &istogramei unei zone din cadrul vegetaţiei
•
forestiereA •
ridicarea contrastului prin decorelare pe baza principalilor componenţiA
•
indicele normalizat al vegetaţiei !D7#"A
•
diferenţe între benzile spectrale.
$iecare dintre aceste tipuri de prelucrări prezintă caracteristici specifice utile în evidenţierea unor zone cu reflectanţă spectrală diferită. etoda diferenţelor între benzile spectrale pune bine în evidenţă sc&imbările în starea vegetaţiei forestiere, fiind sensibil la variaţiile provocate în semnalul spectral de stresul &idric !0ancz, 668".
4n cadrul temei /1.;; ( ?Ce#+et(#i *#i,i!) e%"/#"#e" 8(#i%# g#$*e%#
)e s*e+ii &#estie#e 6i " 8(#i%# $ti%i'(#ii te#e!$%$i 7! &#m"t )igit"% 9IS: *e /"'" *#e%$+#(#ii 6i "!"%i'ei im"gi!i%# s"te%it"#e *e '!( test G !66" se arată următoarele' •
în ceea ce priveşte metodologia de realizare a &ărţii acoperirii terenului prin
clasificarea supervizată a imaginii Candsat )@TU setul de benzi originar este suficient pentru obţinerea unei bune acurateţi deci nu este necesară adăugarea de benzi suplimentare care prin această operaţie pot conduce uneori la scăderea calităţii acurateţei clasificăriiA pentru o reuşită a realizării &ărţilor este de o importanţă majoră studiul
•
eşantioanelor şi eliminarea celor care nu corespund din punct de vedere al &istogramei privind distanţa faţă de medieA •
alegerea claselor prin prisma informaţiei spectrale constituie cel mai bun
criteriu conducând la o bună acurateţe a clasificăriiA
81
•
metoda clasificării supervizate s(a dovedit un mijloc eficient pentru
realizarea &ărţilor raster şi vector a acoperirii terenului doar în condiţiile cunoaşterii detaliate a metodologiilor de clasificare. 4n ceea ce priveşte realizarea &ărţilor forestiere prin interpretarea vizuală asistată se pot face următoarele constatări' •
metoda este fezabilă şi utilă pentru poziţionarea corectă, la scara dorită, a
limitelor tipurilor de ecosisteme forestiere, a formaţiunilor ecosistemice, a vegetaţiei forestiereA •
practic în momentul de faţă nu e%istă altă metodă pentru relizarea &ărţilor
tematice la scări medii pentru delimitarea acestor informaţiiA •
baza de date geografică odată realizată poate fi e%ploatată în diferite
moduri, inclusiv pentru determinarea suprafeţelor ocupate de fiecare tip de ecosistem forestier şi formaţie ecosistemică.
3ealizarea în cadrul B/2 a sub(proiectului R 0#est E+s
fost o oportunitate pentru realizarea unor e%perimente privind utilizarea imaginilor satelitare în delimitarea ecosistemelor forestiere. /ceste e%perimente, realizate în patru zone test, au evidenţiat potenţialul ridicat al imaginilor Candsat T în delimitarea, prin prelucrarea spectrală a datelor, în special cu ajutorul metodei clasificării supervizate, a ecoregiunilor forestiere.
4n cadrul temei P1 ( ?Re"%i'"#e" 6i $ti%i'"#e" #t&t*%"!$#i%# )igit"%e
s+"#" 1B3@ /"'"te *e im"gi!i s"te%it"#e )e &"#te 7!"%t( #e'%$ie s*"i"%( 6i " "!"%i'ei IS@ *e!t#$ %$+#(#i%e )e #e"me!""#e " O.S.E. S(+e%eG !668" se menţionează
următoarele' •
rezultatele obţinute susţin afirmaţia că acurateţea imaginilor satelitare de
foarte înaltă rezoluţie spaţială şi a te&nicilor 0P2 este comparabilă cu cea a planurilor de bază la scara 1'666 şi este suficientă pentru aducerea informaţiilor la zi în lucrările de amenajarea pădurilor mai ales în cazul în care se delimitează arborete din suprafeţe ce aparţin aceluiaşi proprietar. Pentru limitele cu alţi proprietari precizia nu este suficientă conform normativelor cadastrului general, dar ele pot fi folosite însă cu titlu informativA
8
•
limitele clare !evidente" pe imaginea satelitară, acolo unde materializarea
pe teren este clară, cum sunt parc&ete e%ploatate, arborete cu diferenţe mari de vârstă, de consistenţă, de compoziţie, pot fi preluate direct de pe imaginea satelitară ?onos dar numai dacă în prealabil amenajistul s(a asigurat că limitele identificate pe imaginea satelitară corespund cu cele materializate pe terenA •
în arboretele de amestec sau în cele cu vârste greu de identificat pe
imagine sunt necesare ridicări topografice efectuate cu staţii totale sprijinite pe puncte determinate cu 0P2(ul pentru a e%ista siguranţa identităţii dintre limitele materializate pe teren şi realitatea din terenA •
imaginile satelitare de foarte înaltă rezoluţie spaţială, în cazul în care sunt
recente !dacă e posibil c&iar din anul amenajării", constituie un instrument util inginerilor amenajişti pentru orientarea în teren în ceea ce priveşte noile arborete de separat, a formei viitoarelor limite sau pentru corectarea celor vec&iA •
prin această lucrare s(a e%perimentat şi perfectat o metodologie prin care
să se poată realiza ortofotoplanuri la scara 1'666 cu ajutorul imaginilor satelitare ?onos care pot substitui sau eventual completa actualele planuri de bază utilizate în activitatea de gospodărire a pădurilor.
4n cadrul proiectului Te8!i+"% Assist"!+e &# 0#est I!&#m"ti!
M"!"geme!t i! Rm"!i" 9TAMI0RO:, elaborat de B/2 se fac următoarele precizări' •
dintre multiplele obiective ale proiectului trei
produse au fost dezvoltate în mod deosebit' unul referitor la utilizarea terenurilor, altul la ecologia speciilor forestiere şi ultimul cu referire la arboreteA •
proiectul referitor la folosinţa terenurilor şi cel la
ecologia speciilor forestiere au fost analizate prin intermediul imaginilor Candsat )@TU, iar cel referitor la păduri prin intermediul înregistrărilor ?onos. =rmărind o bună calitate geometrică a produselor, atenţia s(a îndreptat asupra procesului de ortorectificare a imaginilor satelitare bruteA •
setul de date referitor la utilizarea terenurilor şi cel
referitor la ecologia speciilor forestiere au fost derivate prin proceduri de clasificare semiautomate, interpretări vizuale adiţionale şi corecţiiA
88
proiectul referitor la păduri, inclusiv fondul forestier
•
a fost derulat folosind o te&nică inovativă de procesare a imaginilor obiect orientateA în timpul desfăşurării proiectului o atenţie specială a
•
fost acordată modernizării sistemelor forestiere speciale 02 care vor permite silvicultorilor români să îşi modernizeze &ărţile forestiere într(un mod semiautomat.
4n lucrarea RCe#+et(#i *#i,i!) "*%i+"#e" &tg#"met#iei@ te%e)ete+iei 6i
sisteme%# i!&#m"ti+e geg#"&i+e 7! si%,i+$%t$#( !0ancz 668 (teză de doctorat" se
subliniază următoarele' •
scopul cercetărilor a fost de a studia posibilitatea
utilizării imaginilor satelitare cu rezoluţie mai scăzută ca sursă de informaţii suplimentare pe suprafeţe mari, într(un timp relativ redus, informaţii utilizabile în următoarele scopuri' realizarea &ărţilor tematice privind vegetaţia forestieră la scări medii şi mici, supraveg&erea aplicării prevederilor amenajamentului, evidenţierea stării de sănătate a pădurilorA •
pentru determinarea posibilităţilor de separare a
arboretelor au fost analizate caracteristicile spectrale ale vegetaţiei în concordanţă cu senzorul Candsat T, rezultând că cele mai importante elemente sunt consistenţa, înclinarea şi e%poziţia versanţilor, tipul vegetaţieiA •
totodată
au fost analizate
posibilităţile
de
separabilitate spectrală prin următoarele metode' matricea de contingenţă, distanţele euclidiene în spaţiul spectral, analiza repezentărilor grafice în spaţiul spectral reliefând comple%itatea problemei separării arboretelor pe baza semnalului spectralA •
separarea răşinoaselor, foioaselor şi amestecurilor
pe baza claselor spectrale este relativ comodăA •
diferenţierea claselor de vârste este relativ mai
dificilă pe baza claselor spectrale mai ales din cauza unor factori perturbatori precum e%poziţia şi panta versanţilorA •
cele mai bune rezultate obţinute pe baza
prelucrărilor spectrale se realizează prin ridicarea contrastului pornind de la &istogramă,
8;
ridicarea contrastului prin decorelarea pe baza principalilor componenţi, valorificarea diferenţelor între benzile spectrale şi pe baza indicelui diferenţial normalizat al vegetaţieiA în vederea îmbunătăţirii informaţiilor obţinute de pe
•
imaginile Candsat trebuie utilizate în combinaţie mai multe metode de prelucrareA •
e%istW o multitudine de factori care contribuie la formarea semnalului
spectral al arboretelor precum' specia, vârsta, condiţii staţionale, consistenţa, pătura ierbacee, litiera, solul, condiţiile locale de umiditateA imaginile satelitare de medie rezoluţie Candsat T
•
sunt utile pentru detectarea unor neomogenităţi mari în interiorul arboretelorA •
imaginile satelitare de medie rezoluţie spaţială prezintă o serie de avantaje
precum' preţul, e%istenţa lor în ar&ive, ceea ce permite urmărirea fenomenelor în timpA realizarea ortofotoplanurilor a dovedit posibilitatea
•
folosirii mijloacelor soft ale fotogrametriei digitale pentru a pentru a oferi suport cartografic lucrărilor din silvicultuăA •
forma digitalW permite diverse operaţiuni precum' sc&imbarea scării,
modificarea contrastului, identificarea şi sublinierea limitelor, iar georeferenţierea imaginilor permite includerea acestora în baza de date 02.
4n lucrarea RUti%i'"#e" im"gi!i%# s"te%it"#e )e #e'%$ie &"#te 7!"%t(
9VHSRSI: 7! *%"!i&i+"#e" m"!"geme!t$%$i &#estie# 6i m!it#i!g R !0ancz, 66; (
raport final" se menţionează următoarele'
1" •
@valuarea potenţialului pentru câteva scopuri' separarea principalelor grupe de specii forestiere !răşinoase conifere şi
foioase, şi, dacă este posibil, amestecuri între ele"A •
structura spaţială a coronamentuluiA
•
estimarea unor parametri biometrici cum ar fi' înc&iderea coronamentului,
diametrul coroanelor, înălţime, densitate, etc. etodele planificate a fi folosite au fost studiul orientat al pi%elilor, clasificarea orientată a obiectelor şi interpretarea vizuală.
8
" @valuarea potenţialului în cazl fiecarui tip de imagine în vederea folosirii acestora drept suport cartografic pentru planificarea managementului activităţilor forestiere !ortofotoplanul"A 8" @valuarea potenţialului pentru fiecare tip de imagine în stabilirea stării vegetaţiei forestiereA ;" 2tabilirea metodologiei sarcinilor mai sus menţionate, pentru a fi uşor de aplicat şi în alte zoneA " @stimarea raportului cost9beneficiu pentru fiecare tip de imagine. Bomparaţia între 2PET şi ?onos privind potenţialul utilizării în silvicultură a fost făcută în acord cu obiectivele proiectului enumerate la început. 7in păcate nu toate obiectivele au fost atinse din cauza timpului prea scurt, datorat întârzierii datei de începere a lucrărilor şi livrarea târzie a imaginilor ?onos, şi din cauza faptului că nu a fost posibilă obţinerea de imagini pentru toate suprafeţele studiate. Prin urmare comparaţia poate fi făcută numai între imaginile 2PET P/D şi ?onos P/D. 7e asemenea, a fost pus în evidenţă potenţialul înregistrărilor ?onos multispectral şi a imaginilor fuzionate.
7in lucrarea F 0%si#e" im"gi!i%# s"te%it"#e )e #e'%$ie s*"i"%(
7!"%t( 7! m"!"geme!t$% &#estie# 6i m!it#i!g G !66;(B/2(0ancz" se desprind
următoarele aspecte cu privire la diferenţierea speciilor' este posibil să fie diferenţiate principalele grupe de specii cum ar fi răşinoasele faţă de foioase şi să se facă diferenţieri şi între vârste, dacă acestea sunt destul de evidente, c&iar şi pe imagini pancromatice. 2tructura primară a pădurii poate fi determinată pe imaginile 2PET P/D, dar cea mai bună posibilitate este oferită de fuziunea imaginilor ?onos. Pe 2PET P/D este aproape imposibil să se separe grupele mici de fag mai tânăr, în timp ce pe ?onos P/D este posibil acest lucru. Pe imaginile multispectrale separarea este uşor de realizat dar cea mai bună diferenţiere poate fi făcută pe imaginile fuzionate. maginile fuzionate ?onos oferă posibilitatea evidenţierii e%emplarelor de molid mici într(o zonă de regenerare naturală. 4ntr(o astfel de zonă şi la această scară este destul de uşor de observat structura pădurii. 4n cazul unui coronament mai omogen, golurile în coronament, dacă sunt suficient de mari, pot fi determinate pe imaginile 2PET, şi desigur
8<
pe imaginile ?onos. Pe imaginile 2PET pancromatice nu se pot identifica coroanele individuale ci numai găurile în coronament. Tot din această lucrare, cu privire la folosirea #M232 în planificarea activităţilor forestiere se menţionează că după ce imaginile au fost georeferenţiate, vectorul strat al unităţilor elementare de planificare forestieră poate fi superimpus. /cest strat a fost preluat din &ărţi topografice, la scara 1'666, utilizate de specialiştii forestieri ca suport pentru limitele unităţilor elementare !@.=.". /ceste limite sunt stabilite în cadrul pădurilor, în concordanţă cu criteriile specifice şi măsurate cu instrumente topografice pe teren folosind metode specifice şi apoi transpuse pe &ărţi topografice. /curateţea cerută de regulamentele te&nice de planificare forestieră româneşti şi de reglementările cadastrului este de apro%imativ cm. 7e asemenea trebuie menţionat că e%istă câteva tipuri de limite cu caracter obligatoriu, majoritatea admnistrative. Bele mai importante sunt limitele parcelare, care sunt date fie de caracteristici naturale ale terenului !culmi, văi, albii de râuri" sau uneori artificiale cum ar fi drumuri, etc, care se pot întâlni cu uşurinţă pe teren. 4n cadrul acestor limite de parcele pot fi identificate, dacă este necesar, subparcelele care sunt date pe criterii de arboret.
/ceste unităţi elementare sunt separate în concordanţă cu criteriul de
omogenitate al arboretului, bazat în principal pe specie, consistenţă, clasă de producţie, provenienţă, vârstă, etc. Cimite pot fi observate în multe cazuri pe #M232 şi, prin urmare, se poate verifica dacă acestea sunt corect reprezentate pe planurile topografice. 7esigur aceasta este posibil dacă imaginea geo(referenţiată asigură o precizie ridicată. #erificarea acurateţei georeferenţierii constituie o problemă deosebit de importantă care trebuie să fie rezolvată calitativ şi cantitativ. Met)" +"%it"ti,(, utilizată în cadrul acestei lucrări constă în verificarea cu grijă a limitelor, situate în partea superioară a imaginii afişată la scară mare. 7acă majoritatea limitelor au o poziţie bună din totalul de limite detectabile în cadrul unei imagini, trebuie să fie considerată drept o referinţă bună şi, prin urmare, toate limitele nepoziţionate bine sunt considerate greşite şi trebuie corectate. etoda necesită e%perienţă din partea interpretatorului. Met)" +"!tit"ti,( este necesară pentru a colecta mai multe puncte 0P2 de pe teren, corespunzătoare caracteristicilor vizibile ale imaginii, astfel fiind posibil calculul coeficientului erorii cum ar fi 32
8)
!reziduu mediu pătratic". 7in cauza timpului prea scurt nu a fost posibil încă să se colecteze mai multe puncte 0P2 de pe teren. 4n concluzie, pentru a spori calitatea lucrărilor cu privire la aspectele abordate, se poate menţiona' •
în cadrul lucrării au fost analizate posibilităţi de e%ploatare a informaţiilor
oferite de înregistrările 2PET şi ?onos . @%istă avantaje şi dezavantaje ale folosirii imaginilor 2PET şi ?onos . maginnile 2PET au avantajul preţului scăzut, în special pentru datele e%istente şi imaginea continuu preluată. maginea ?onos e mult mai utilă, cel puţin din punct de vedere al studiilor forestiere detaliate. 7e asemenea, datorită unor mai bune proprietăţi geometrice ale înregistrărilor ?onos acestea sunt foarte utile pentru planificarea managementului forestierA •
caracteristicile spectrale ale acestor înregistrări 2PET, dar mai ales ?onos
fac, de asemenea, ca ele să fie utilizate pentru aceste scopuri. Bele trei benzi în spectrul vizibil !două pentru 2pot" permit simularea culorilor naturale. Janda infraroşu mediu a înregistrărilor 2PET nu este foarte utilă în studiul vegetaţieiA •
ultimul, dar nu cel din urmă, rezoluţia spaţială de 1m, pancromatic şi ;
multispectral a înregistrărilor ?onos este mult mai bună decât cea de şi 16 m a imaginii 2PETA •
principalul avantaj al înregistrărilor 2PET este preţul. 7in cauză că suprafaţa
minimă care trebuie cumpărată este de ;66 ?m iar forma înregistrărilor este de trapez, iar pentru ?onos 166 ?m şi poate avea formă poligonală care se poate potrivi mai bine cu suprafaţa dorită, pentru arii mici, mai puţin de 166 ?m preţul este comparabil' ;16 euro pentru ?onos şi 66 euro pentru 2PET !ambele multispectral(pancromatic"A •
în cadrul acestui proiect nu a fost posibilă atingerea tuturor scopurilor
propuse din cauza timpului prea scurt. @%ploatarea cantitativă a vederii stereoscopice nu s(a putut obţine şi s(a folosit numai vizualizarea mono. Totuşi abordarea demonstreză un mare potenţialA •
combinaţia vederii stereoscopice, jumătate pancromatică, jumătate color
!fuzionarea imaginii" arată o mare posibilitate de utilizare a imaginilor 87 mai ales până la scara 1'1666A
8-
•
alte aspecte în cadrul lucrării au fost, de asemenea, abordate mai puţin în
profunzime decât s(ar fi dorit tot din cauza timpului scurt avut la dispoziţie. 7ar toate acestea dovedesc un potenţial deosebit în ceea ce priveşte folosirea imaginilor satelitare de rezoluţie spaţială foarte înaltă. @ste de aşteptat ca în viitor să apară mai mulţi sateliţi ec&ipaţi cu astfel de dispozitive, performanţele să se mărească şi preţurile să scadă. 7eja preţul lui #M232 este comparabil cu imaginile aeriene iar pentru scări până la 1'66 beneficiile sunt egale, înregistrările de tipul #M232 prezentând multiple avantaje.
4n lucrarea RCe#+et(#i *#i,i!) *si/i%it(i%e )e $ti%i'"#e " m"gi!i%#
s"te%it"#e 7! %$+#(#i%e )e "me!""#e" *()$#i%# R!#orovenci(66, teză de doctorat" se
subliniază următoarele' •
lucrările preliminare !georeferenţierea imaginilor satelitare, pregătirea
mozaicului, vectorizarea planurilor de bază, modelul digital al terenului, corecţiile datorate atmosferei, normalizarea topografică", sunt absolut necesare pentru realizarea comparaţiilor între scene, identificării eşantioanelor folosite la clasificare şi suprapunerii peste imagini a straturilor vectoriale cu limite parcelare şi subparcelareA •
imaginile satelitare Candsat T şi Candsat )@TU precum şi ?onos
conţin o cantitate importantă de informaţie care poate fi evidenţiată prin diferite metode' componentele principale şi indicii de vegetaţie. /naliza componentelor principale, care constă în comprimarea într(o singură bandă a datelor conţinute în mai multe benzi spectrale, constituind punct de plecare pentru unele elemente ale descrierii parcelare prin analize statistice legate de vectorii şi valorile proprii care au permis cuantificarea cantităţii de informaţie conţinută în imagini precum şi corelarea dintre benzi. ndicii de vegetaţie D7#, T2#/ sau 2/# s(au dovedit a fi elemente de bază în analiza stării de vegetaţie a arboretelorA •
obţinerea unor date suplimentare necesare sectorului forestier este posibilă
după imaginile satelitare Candsat T şi )@TU prin prelucrări spectrale de tipul raportului între benzi, transformări Rtasseled capG, transformări 30J(M2, fuziuni de imagini care permit separarea răşinoaselor de foioase precum şi delimitarea categoriilor de folosinţă a terenuluiA •
fuzionarea de imagini conduce la îmbunătăţirea calităţii imaginii în sensul
că rezoluţia spaţială ajunge la rezoluţia imaginii pancromatice, în cazul imaginilor 8+
Candsat la 1m. Procedeul facilitează printre altele diferenţierea răşinoaselor de foioase, identificarea suprafeţelor în curs de regenerare, evidenţierea limitelor fondului forestier cu alte categorii de folosinţă ca păşuni sau fâneţeA •
prelucrările realizate asupra imaginilor satelitare Candsat T şi )@TU
reprezintă modalităţi de evidenţiere a unei cantităţi mari de informaţii conţinute de acestea. $aptul că aceste imagini au o rezoluţie spaţială medie, fără aplicarea acestor prelucrări spectrale, acestea nu pot aduce informaţii suplimentare pentru sectorul forestier, motiv pentru care se impune efectuarea lor ori de câte ori este posibilA •
rezultatele obţinute în clasificarea supervizată a conţinutului imaginilor
satelitare Candsat se diferenţiază puţin între ele în funcţie de metodele folosite în analize, numărul de benzi luate în studiu, precum şi de prelucrările spectrale efectuate în prealabilA •
metodele de clasificare conduc la rezultate uşor diferenţiate datorită, în
primul rând, algoritmilor diferiţi care stau la baza. Prin folosirea şi interferarea rezultatelor oferite de metoda *#/"/i%it(ii m"ime@ met)" )ist"!ei ?M"8"%"!/is şi met)" )ist"!ei mi!ime se pot evidenţia diferite tipuri de structuri, se poate scoate în
relief fie o specie sau alta, un tip de pădure sau altul !făgete pure, amestecuri, molidişuri". Prin metoda distanţei minime se evidenţiază faptul că limitele între toate clasele sunt destul de bine conturateA •
numărul benzilor spectrale selectate influenţează simţitor precizia
clasificării, constatându(se o ameliorare a preciziei prin trecerea de la o singură bandă la două sau mai multe benzi, dar folosirea de peste patru benzi poate conduce la informaţii redundante. $olosirea benzilor şi ) poate uşura operaţia de identificare a tipurilor de rocăA •
dacă nu interesează descrierea comportamentului spectral al arboretului, pe
benzi, în clasificări pot fi introduse imaginile rezultate prin aplicarea PB/ !analiza componentelor principale" şi mai mult decât atât pot fi obţinute noi imagini prin adăugarea de straturi, fiecare din acestea reprezentând o anumită transformare, aducând un spor de precizie în clasificarea prin combinaţii de trei straturi' stratul 1 compus din primele trei componente principale !PB1, PB, PB8", stratul constituit din PB şi PB) şi stratul 8 reprezentat de banda ; !infraroşu apropiat"A ;6
•
clasificarea conţinutului imaginilor satelitare ce includ vegetaţie forestieră
mai ales din zonele montane, se poate realiza doar pe formaţii forestiere deoarece, c&iar prin aplicarea normalizării topografice efectele acestora !pantă, e%poziţie" nu pot fi înlăturate în totalitateA •
cercetările realizate cu privire la separabilitatea spectrală în vederea
diferenţierii speciilor au dovedit că nu e%istă situaţii în care vegetaţia forestieră să prezinte o separabilitate totală indiferent de benzile luate în studiuA •
analiza eşantioanelor amplasate în subparcelele cu arborete de amestec sau
arborete pure au evidenţiat faptul că folosirea imaginilor Candsat T sau )@TU, cu rezoluţie spaţială de 86 m nu permit o diferenţiere clară a acestor arborete după compoziţie, vârstă sau consistenţă, cazurile confuze fiind relativ frecvente, separabilitatea spectrală între arboretele cu reflectanţă apropiată este mică iar elipsele din spaţiul spectral se suprapun uneoriA cea mai bună diferenţiere realizându(se între speciile cu comportament spectral total diferit !e%emplu molid, fag"A •
prin folosirea imaginilor satelitare de medie rezoluţie spaţială Candsat
T şi Candsat )@TU pot fi evidenţiate unele sc&imbări intervenite în timp în interiorul fondului forestier. /ceastă operaţie trebuie privită cu circumspecţie deoarece are loc compararea unor imagini preluate la diferite date, deci în condiţii diferite ceea ce poate altera răspunsul spectral ca element de bazăA •
imaginile ?onos datorită înaltei rezoluţii de 1m permit următoarele'
identificarea şi delimitarea arboretelor, determinarea unor elemente structurale precum consistenţă, compoziţie, mod de participare şi grupare, reconstituirea limitelor fondului forestier şi a altor categorii de folosinţă a terenului, urmărirea modului de comportament a arboretelor în urma diverselor intervenţii silviculturale sau de alt gen, urmărirea stării de vegetaţie a arboretelor cu ajutorul înregistrărilor succesive.
T!+$+! $! $!-*o&#'r! ' #!&!$!#!"! C!r+!&! tot mai mari şi mai pretenţioase din partea anumitor sectoare de activitate constituie stimulentul de bază în dezvoltarea şi perfecţionarea continuă a te&nicilor de teledetecţie. n acest sens obiectivul principal urmărit pe plan internaţional vizează )i,e#si&i+"#e" şi )e',%t"#e" sisteme%# )e *#e%$"#e care să permită obţinerea de ;1
imagini de calitate cu costuri cât mai scăzute. /ceastă cerinţă presupune apariţia de noi sisteme performante şi specializate pe sectoare de activitate, respectiv pentru agricultură, silvicultură, meteorologie, urbanism, ş.a. performante în acelaşi timp şi din punct de vedere al acurateţei preluării datelor.
I,%+#r!' (!+-or&or $! +r!0(#r'r! a imaginii se impune în atingerea acestui obiectiv ca tendinţă majoră în vederea sporirii puterii de rezoluţie, respectiv reducerea dimensiunilor pi%elului ca unitate elementară de suprafaţă. 7in acest punct de vedere se constată că'
#e'%$i" s*"i"%( la nadir s(a îmbunătăţit simţitor ajungând la 1 m pentru
imaginile IF!s 2 şi @G1 m pentru imaginile $i+F/i#) 2, performanţe care nu demult erau inimaginabile. ai mult, pentru viitor se preconizează şi se aşteaptă apariţia de senzori care asigură o rezoluţie spaţială peste cele mai optimiste aşteptări, )e @3 m pentru sectorul civilA
#e'%$i" s*e+t#"%( are în vedere sporirea numărului de benzi prin
îngustarea intervalului acestora, idee care a condus la apariţia se!'#i%# 8i*e#s*e+t#"%i. /ceştia permit prelucrarea de date în zeci sau c&iar sute de
benzi spectrale ceea ce asigură o recunoaştere mai uşoară a detaliilor pe baza semnalului spectral precum şi clasificări realizate pe mai multe grupe sau claseA
#e'%$i" tem*#"%( realizează înregistrarea aceleiaşi scene la un interval
de timp mai scurt prin mărirea numărului de sateliţi sau prin posibilitatea preluării de imagini lateraleA
#e'%$i" #")imet#i+( se îmbunătăţeşte odată cu apariţia de noi senzori de
preluare prin creşterea de la ) la - biţi în cazul imaginilor Candsat T şi Candsat @TU şi apoi la 11 biţi pentru imaginile ?onos . /ceastă creştere presupune că fiecare pi%el înregistrat în imagine să se găsească într(un şir mai mare de valori pe scara de gri sau pe scara nuanţelor de culori ceea ce permite o separabilitate mai bună a detaliilor terenului înregistrat.
I+ Ro,+' sunt disponibile înregistrările din programele spaţiale L"!)s"t şi SPOT , folosite alături de imaginile noilor sateliţi, care sunt accesibile în mod curent şi pot
;
fi utilizate în lucrările de amenajarea pădurilor. /stfel, în cadrul primului s(a lansat satelitul Candsat ) @TU care a introdus o bandă în pancromatic cu rezoluţia spaţială de 1 m iar pentru banda termală a crescut rezoluţia spaţială de la 16 m la <6 m. Ca rândul său, programul 2PET a introdus noului senzor încă o bandă spectrală în infraroşu apropiat, sateliţii fiind înzestraţi suplimentar cu un senzor numit R Veget"ti,eG care foloseşte la preluarea de date privind covorul vegetal. Pe lângă programele spaţiale tradiţionale ale ţărilor avansate au apărut şi unele iniţiate de ţări cu mai puţină tradiţie în domeniu ca C8i!"@ I!)i"@ 5#"'i%i"@ R$si" . =n pas important în ac&iziţionarea de imagini satelitare îl au sateliţii Aste# , care preiau imagini cu rezoluţia de 1 m, IRS lansaţi de ndia, cu o rezoluţie spaţială de < m depăşind astfel sateliţii 2PET şi SPIN 2, lansat de 3usia, care preia imagini cu o rezoluţie spaţială foarte ridicată, de 1 m. n viitor, Bompania israeliană est I!)i"! S*"+e va dispune de un satelit cu un senzor capabil să înregistreze imagini cu rezoluţia spaţială de 1@J m iar al doilea satelit de tip ?onos de foarte înaltă rezoluţie spaţială, preconizat să intre în funcţiune în 66(66<, va avea o rezoluţie de @3 m în modul pancromatic şi de 2 m în modul multispectral.
C' #!+$+ 0!+!r'& în dezvoltarea sistemelor satelitare se constată, aşadar, apariţia de noi programe satelitare cu performanţe ridicate prin preluare de imagini satelitare cu înaltă rezoluţie spaţială. n această situaţie se găsesc sateliţii şi senzorii din programele IF!s 2, $i+F/i#) 2 şi O#/,ieK capabili să preia înregistrări de calitate deosebită. 7e reţinut că rezoluţia spaţială ridicată, de 1 m a imaginilor ?onos, nu poate înlocui deocamdată fotogramele aeriene care au o rezoluţie de 6, * 6,8 m. Prin lansarea cu succes a satelitului Xuic?bird se reduce însă diferenţa dintre rezoluţia spaţială a imaginilor satelitare şi cea a fotogramelor aeriene astfel încât, în viitorul apropiat, şi în anumite aplicaţii, ultimele ar putea fi înlocuite, în funcţie de progresele ce se vor realiza în domeniu. n noile condiţii de azi rezoluţia spectrală ridicată şi folosirea celei temporale în cazul imaginilor ?onos şi Xuic?bird, aria mare de acoperire şi capacitatea de a prelua imagini de pe orice suprafaţă, inclusiv din zonele în care nu se poate zbura cu avionul, pot reprezenta avantaje majore în folosirea înregistrărilor de teledetecţie în comparaţie cu fotogramele aeriene.
;8
Pe lângă aceasta se constată şi tendinţa de apariţie a se!'#i%# +"#e *#ei"$ im"gi!i *e#e+8e !Precision 2tereo ;m B@+6 ?onos, 2PET" pentru aceeaşi suprafaţă,
asigurând în acest fel posibilitatea realizării modelului stereoscopic după imagini satelitare şi obţinerea modelului digital al terenului !7T". n următorii ani sunt programaţi a fi acoperiţi peste 86 milioane ?m cu imagini satelitare 2PET M32 în vederea întocmirii 7T(ului.
L' ((#!,%& RADAR $! #!&!$!#!"! cu desc&idere sintetică, spre care se îndreaptă atenţia în prezent, se disting două direcţii de dezvoltare'
#")"#e *%"#imet#i+e, care oferă o rezoluţie spaţială de mărime
decimetrică sau c&iar subdecimetrică la înregistrarea unor imagini mult mai complete şi
determinări structurale de înaltă precizie asupra
coronamentului păduriiA
#")"#e i!te#&e#met#i+e, care permit, de asemenea, colectarea de date cu
înaltă rezoluţie spaţială. 2enzorii radar se diversifică şi sunt apreciaţi datorită faptului că preiau imagini indiferent de condiţiile atmosferice şi de iluminare a scenei. ntrucât înregistrările în acest sistem conduc la imagini laterale, diferite de perspectivele centrale obţinute prin înregistrările satelitare, şi procedeele de corectare şi prelucrare diferă. n consecinţă, preocupările pe plan internaţional se concentrează în vederea punerii la punct a sistemelor softLare de prelucrare a acestor înregistrări.
R!$%"!r!' )r!%&% $! '"5-o+'r! ' $'#!&or şi diversificare a serviciilor legate de folosirea lor constituie o tendinţă actuală susţinută de lărgirea continuă a pieţei şi a concurenţei având în vedere interesul crescând pentru utilizările teledetecţiei. n acest sens reţine atenţia eforturile tot mai evidente de implementare a unor programe satelitare noi finanţate de diferite companii. /mintim aici cazul programului ?onos susţinut de firme din 2=/ !3a:t&eon Bompan:, Co?&eed artin Borp.", din /sia !itsubis&i Borp. ( Haponia, M:undai 2pace Y /ircraft ( Boreea, #an 7er Morst Ctd. ( 2ingapore" şi @uropa !32 /ffiliates, 2Ledis& 2pace Borporation", program care are astfel toate şansele să fie realizat.
T!+$+' $! "o&'or'r! între marile firme de profil este evidentă şi benefică sub raport financiar şi pentru utilizatori. 2e remarcă astfel înţelegerea între 2pace maging şi
;;
@37/2, care permite ca programele @37/2 să fie integrate în sistemul de vizualizare, prelucrare şi gestionare a imaginilor ?onos şi înc&eierea convenţiei în vederea distribuirii imaginilor satelitare ?onos cum este cea realizată între 2pace maging şi firma @23.
O+!r!' ,o$!&!&%&% $0#'& '& #!r!+%&% după imagini satelitare şi folosirea lui în interpretarea datelor se constituie, de asemenea, ca un domeniu de mare interes pentru practică. /stfel, în prezent cele mai utilizate imagini sunt înregistrările /ster şi în sistem 3adar. n acelaşi scop, naveta spaţială E!)e,$# , numită SRTM !2uttle3adar Topograp&: ission", planificată pentru viitorul apropiat, are ca obiectiv principal obţinerea modelului digital al terenului prin te&nica interferometriei radar pentru -6 din suprafaţa Pământului. etoda presupune folosirea a două radare, unul montat pe navetă iar cel de(al doilea pe braţul unei gondole situate la <6 m în afara navetei. n aceste condiţii, modelul digital al terenului poate fi obţinut prin interferarea semnalelor preluate de cele două radare printr(o singură trecere. 7eşi misiunea navetei va fi de numai 11 zile, aceasta va fi o realizare deosebită deoarece modelul digital se preconizează a avea o rezoluţie de 16 m.
I+ )ro"!('r!' ,'0+&or ('#!&#'r!, ca bază a interpretării lor, se constată atenţia acordată diversificării programelor e%istente prin crearea de noi soft(uri cât mai apropiate de utilizator, ieftine şi mai uşor de operat. /stfel, produsele firmei @37/2, din ce în ce mai performante, au ajuns până la versiunea -.<, având toate modulele încorporate iar în cazul programului 03/22, ce funcţionează sub sistemul de operare Cinu%, s(a realizat versiunea care lucrează sub KindoLs tocmai în vederea uşurării modului de operare cu acesta. Pentru obţinerea unor clasificări a terenurilor care să redea cât mai fidel realitatea au apărut noi soft(uri specializate în domenii de largă utilizare a teledetecţiei. /stfel, firma germană De&i!ie!s Im"gi!g a realizat programul ReCg!iti!G bazat pe R+%"si&i+"#e"-/ie+t G ca alternativă la F+%"si&i+"#e"-*ie% G care foloseşte în acest scop, pe lângă sem!(t$#" s*e+t#"%( a obiectelor şi tet$#", ,e+i!(t"te"@ &#m" şi +!tet$% obiectelor. 7e asemenea, se constată diversificarea vieL(erelor care permit vizualizări sugestive ale imaginilor satelitare apelând la unele proceduri de îmbunătăţire a contrastului şi de operare cu imagini.
I+#!0r'r!' $'#!&or $! #!&!$!#!"! + ((#!,!&! $! +/or,' 0!o0r'/"! !02" alături de datele fotogrametriei digitale şi te&nicile 0P2, reprezintă, evident, preocupări
;
