O projektu Kůrovcová mapa

Portál Kůrovcová mapa vznikl v úzké spolupráci autorů projektu KŮROVCOVÉ INFO a Specializovaného pracoviště dálkového průzkumu země ÚHÚL Frýdek-Místek.

Hlavním důvodem pro testování analýz satelitních snímků v lesnickém provozu v reálném čase je snaha všech účastníků projektu přispět k boji s kůrovcovou kalamitou v ČR.
Záměrem bylo poskytnutí provozním lesníkům další nástroj monitoringu lesa, který by jim umožnil v období sanitárních těžeb získat lepší přehled o leckdy velmi dynamickém rozvoji napadení porostů kůrovci spravovaném nebo na sousedním majetku.

Jaká data tvoří kůrovcovou mapu

Kůrovcová mapa je geografická vrstva vzniklá analýzou družicových snímků na základě automatizovaného vyhodnocení vegetačních indexů pro území pokryté smrkovými porosty v ČR. Důležitý podklad představují tematické výstupy pracoviště SP DPZ ÚHÚL ve Frýdku-Místku:
1. Aktuální rozšíření smrku vyššího než 12 m  na základě tzv. Mapy dřevin ČR vytvořené z dat Sentinel-2 v roce 2016 a výšek lesních porostů dle Digitálního modelu povrchu z dat Národního leteckého snímkování ČÚZK.
2. Aktuální rozšíření holin pro období 2017-2018 – na základě tzv. Mapy výrazného poklesu Indexu listové plochy LAI z dat Sentinel-2 v roce 2018.
Samotná obrazová analýza pak byla provedena na podkladě mozaiky družicových snímků ze systému Planet Inc. s prostorovým rozlišením 3 m/pixel, vytvořené k aktuálnímu datu pro území celé ČR.
Detekce suchých porostů a aktuálních těžeb probíhá v prostředí objektové analýzy obrazu na základě hodnot vegetačních indexů, a to pro území smrku nad 12 m výšky, dále zmenšené o území holin 2017-2018.

Podkladová vrstva aktuálního rozšíření SM vyššího než 12 m včetně SM ve směsích

Tato vrstva byla vytvořena na základě normalizovaného digitálního modelu povrchu z dat Národního leteckého snímkování z roku 2016 (východ ČR) a 2017 (západ ČR) a Mapy lesních dřevin ÚHÚL z družicových dat Sentinel-2. Povrchový model je výsledkem obrazové korelace digitální leteckých měřických snímků pořízených v letech 2010-2017. Bodová mračna jsou dále filtrována a normalizována pomocí digitálního modelu reliéfu ČÚZK DMR_4G. Rastry jsou uloženy v prostorovém rozlišení 2 m/pixel. Mapa lesních dřevin vznikla řízenou klasifikací družicových snímků ESA Sentinel-2 provedenou na základě spektrální odezvy dřevin v průběhu fenologických fází vegetace s využitím trénovacích dat nasbíraných během pozemního šetření NIL. Výběrem ploch NIL s výskytem lesních dřevin s dominantním nebo majoritním zastoupením bylo možné provést zatřídění pixelů dat Sentinel dle hlavních hospodářských dřevin (SM, BO, BK, DB) a na ostatní listnaté a ostatní jehličnaté dřeviny. Tematická přesnost pro hlavní dřeviny vychází: SM 95 %, BK 74 %, DB 73 %, a BO 71 %.
Z takto vytvořené vrstvy byly na základě normalizovaného digitálního modelu povrchu vytvořeného ÚHÚL (nDSM) vybrány pouze SM (+směsi) vyšší než 12 m. Zjednodušeně lze říci, že nDSM představuje výšky jednotlivých porostů.
Výsledkem je tedy mapa zobrazující aktuální rozšíření SM (+směsi) s porostní výškou nad 12 m, který představuje potenciálně atraktivní dříví pro lýkožrouta smrkového.

Podkladová mapa výrazného poklesu indexu listové plochy (LAI)

Tato mapa vznikla na základě nové certifikované metodiky hodnocení zdravotního stavu lesů pomocí DPZ vytvořené Ústavem pro hospodářskou úpravu lesů Brandýs nad Labem ve spolupráci s Ústavem výzkumu globální změny, Akademie věd České republiky, v. v. i., jako vstupní zdroj dat jsou využita multispektrální družicová data Sentinel-2. Prostorové rozlišení je 20x20 m. Více o této metodě naleznete zde.
Aktuální hodnota indexu listové plochy (LAI) odpovídá množství listové biomasy v porostu. Její změna v čase výrazně koresponduje se změnou defoliace, která je jedním z indikátorů změny zdravotního stavu. Proto změna hodnoty LAI prezentovaná v kategorii výrazný pokles LAI koresponduje s výrazným zhoršením zdravotního stavu. V dané kategorii tedy detekuje buď vzniklou holinu, nebo mrtvé dřevo. Pro účely této práce byla využita detekce změny LAI mezi vrcholem vegetační sezóny 2018 a vrcholem vegetační sezóny 2017.

Výsledná mapa suchých a čerstvě vytěžených SM porostů

Na základě dat družicového systému Planet Inc. byla vytvořena mozaika celé ČR s rozlišením 3 m/pixel. Z této bezešvé mozaiky ČR byla odvozena mapa vegetačního indexu NDVI a provedena analýza pouze na území dle mapy aktuálního rozšíření SM vyššího než 12 m včetně SM ve směsích. Byly detekovány dvě kategorie: stojící suchý les a čerstvé holiny (holá půda). Tyto byly odděleny na základě hodnot vegetačního indexu TGI (Triangular Greenness Index).
Výsledkem je mapa aktuálního výskytu čerstvě vytěžených ploch a suchého lesa detekovaného na území dle vstupu č. 1, a to k datu – konec září 2018, a to mimo území, kde již byly detekovány holiny z předchozího období (vstup č. 2). Zjednodušeně se dá říct, že se jedná o mapu nově vzniklých holin a stojícího mrtvého dřeva.

Tým projektu kurovcovamapa.cz