Kartiranja poplav s satelitskimi posnetki

1. Kartiranja poplav s satelitskimi posnetki Tatjana Veljanovski, Peter Pehani, Žiga Kokalj in Krištof Oštir Znanstvenoraziskovalni center SAZU Center odličnosti Vesolje-SI CGS plus: Poplavna varnost in uporabne informacijske tehnologije Ljubljana, 26. oktober 2010

2. Vsebina Program Vesolje in velike nesreče, Program SAFER Pregled prejetih podatkov Obdelava satelitskih posnetkov in kartiranje poplav september 2010 Rezultati kartiranja Validacija zaznave vode na radarskih posnetkih Ovrednotenje hitrega kartiranja pri nesrečah

3. Vesolje in nesreče 1. International Charter Space and Major Disasters • www.disasterscharter.org/home • 15+ vesoljskih agencij in partnerjev • 10 let, 280 aktivacij • Poplave, potresi, cikloni, požari, vulkani in drugo • Organizira snemanje in posreduje podatke • Slovenija: URSZR aktivirala 3x (2000, 2007, 2010) • Obdelava posnetkov in kartiranje: ZRC SAZU 2. Projekt SAFER (Services and Applications for Emergency Response) • www.emergencyresponse.eu • EU FP7 projekt, GMES Emergency Responce Core Services • 10+ vesoljskih agencij • Preko 50 partnerjev oz. servisnih ponudnikov (infoterra, DLR, Telespacio, CNES, JRC...), končni uporabnik tudi URSZR • Servis za hitro kartiranje: DLR-ZKI - 24 urni odziv 3. Druge iniciative • UNOSA, SERTIT...

4. Potek del ob aktivaciji Programa

5. Zajem posnetkov Načrt zajema posnetkov: • SPOT in Envisat (ESA), RADARSAT-2 (CSA), Prisma (JAXA) Skupno prejeli 20 posnetkov (11 arhivskih): • 4 RADARSAT-2 (12.5 m) • 3 Envisat (12.5 m) • 2 Landsat (30 m) Pri obdelavi in analizah uporabili še: • DMV 12.5 (GURS) Opazovana območja: • Ljubljana in južno, Krka, Zasavje

6. V okviru Programa pridobljeni satelitski posnetki (razen arhivskih) ENVISAT (Lj) RADARSAT-2 (Lj) RADARSAT-2 (Lj) RADARSAT-2 (Lj) Radarski ENVISAT (Krka) RADARSAT-2 (Zasavje) Optični Landsat (Lj) 17. 18. 19. 21. 23. 25. 26. 28. ... 2.10.

7. Kartiranje poplavLjubljansko barje Radarski posnetki: 23.9. 19.9. 2.10. 26.9. 19.9. Črna 23.9. Brezovica 26.9. 2.10.

8. Kartiranje poplavLjubljansko barje Radarski posnetki: 23.9. 19.9. 2.10. 26.9.

9. Kartiranje poplavLjubljansko barje 19.9. 23.9. 26.9. 2.10.

10. Kartiranje poplavkraška polja 19.9. Radensko polje 23.9. Planinsko polje Dobrepolje 26.9. 2.10. Cerkniško polje Ribnica

11. Kartiranje poplav Stanje poplav v različnih datumih Dinamika zadrževanja vode, umikanja vode

12. Validacija zaznave vode Glavni problemi: • Prekomerna zaznava v razgibanem reliefu (šum, sence) • Nesklenjena zaznava na Ljubljanskem barju • Premajhna zaznava vode v urbanem okolju Ljubljana Vič Ljubljana Vič – Tbilisijska ul. Foto: Vojko Birk

13. Validacija produktov hitrega kartiranja v okviru projekta SAFER 30.9.2010 Foto: P. Pehani

14. Kaj zazna radar ZAZNAVA VODE: samo popolnoma gladka vodna površina brez motečih objektov velikosti 12.5 x 12.5 m ne vrača signala, in se zato kasneje klasificira kot voda VODA

15. VODA

16. Validacija zaznave vode . Ljubljansko barje Foto: V. Birk

18. Validacija zaznave vode z radarskimi posnetki Glavni problemi – odpravljanje znotraj HK: • Prekomerna zaznava – lahko modeliramo • Premajhna zaznava vode – težje modeliramo • Vzroki za premajhno zaznavo: • Urbano okolje: visoki objekti (hiše, drevesa, drogovi) – geometrija, razpršen odboj – radar vode ne zazna • Visoko rastlinje (obrežno rastje, visokorastle kulture): signal ne prodre do poplavljenih tal – radar vode ne zazna • Moteči objekti (visoko drevo sredi travnika, el. vodi): območje poplavljenosti verjetno podcenjeno

19. Ovrednotenje hitrega kartiranja Prednosti: • Situacijske karte (v nekaj urah) • Časovne serije (dnevno spremljanje stanja med/po dogodku) • Dinamika zadrževanja / odtekanja vod na širšem območju • Radarski podatki (neodvisni od vremena) • Slabosti: • Podcenjena zaznava • Ne-zaznava v urbanem okolju • Ločljivost: 12.5 m • Nadgradnja: • Napredno odpravljanje šuma • Modeliranje premajhne zaznave vode (ni enostavno, ni pa nemogoče) • Integracija radarskih in optičnih podatkov (!)

20. Zaključki Kaj trenutno zmoremo? • Obdelava v nekaj urah, takojšnja objava (situacijske karte) • Spremljanje na nekaj dni, odvisno od načrta snemanja • NRT - Lokalno znanje in poznavanje razmer • Potrebna & mogoča je kasnejša analiza dogodkov • Nadgradnja postopkov: ML, OBIA, modeliranje razlivanja vode • Ocena škode • Izboljšanje postopkov pri odpravljanju posledic poplav in preprečevanju ponovitve (vhodni podatek za simulacije?)

21. Zaključki Kaj je mogoče pričakovati? • Dnevno spremljanje, na nekaj ur (lastna vesoljska tehnologija) • Integracija visokoločljivih radarskih in optičnih podatkov (natančnejše lociranje obsega in učinkov na okolico) • Samodejna obdelava - takojšnja objava rezultatov/produktov na enem mestu http://space.si http://iaps.zrc-sazu.si

22. Hvala za pozornost. http://space.si/presentation http://iaps.zrc-sazu.si

24. Obdelava posnetkov- podrobneje

25. Kaj zazna radar?

26. Kaj zazna radar? VODA: popoln odboj na gladki vodni površini, ni povratnega signala do radarja

27. Kaj zazna radar OBJEKTI: razpršen odboj, del signala se vrne do sprejemne antene radarja

28. Kaj zazna radar RASTRIRANJE: razdelitev na piksle, tipična velikost 12.5 m

29. Kaj zazna radar ZAZNAVA VODE: samo popolnoma ravna vodna površina brez motečih objektov velikosti 12.5 x 12.5 m ne vrača signala, in se zato kasneje klasificira kot voda VODA