Teledetekcja środowiska

geografia

obowiązkowe

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z fotointerpretacją oraz współczesną teledetekcją naziemną, lotniczą i satelitarną. Uczestnicy zajęć zapoznają się z praktycznymi elementami pozyskania danych lotniczych i satelitarnych oraz samodzielnie przetworzą te materiały bazując na darmowym oprogramowaniu SNAP (anglojęzyczny pakiet Europejskiej Agencji Kosmicznej). Studenci posiądą praktyczne umiejętność tworzenia map wybranych komponentów środowiska, analizować uzyskane wyniki i przygotować raport z zakresu stanu środowiska.

lektura monograficzna
w sali

Teledetekcja środowiska ma na celu prezentację metod i technik zdalnego pozyskania informacji o środowisku i ich praktycznego zastosowania. W trakcie wykładu słuchacze zapoznani zostaną z: definicjami oraz podstawowymi pojęciami, rodzajami fotografii i zobrazowań wielospektralnych, metodyką interpretacji zdjęć lotniczych. Omówiony zostanie rys historyczny badań satelitarnych. Duża część zajęć poświęcona jest metodom przetwarzania danych oraz praktycznemu wykorzystaniu danych teledetekcyjnych.

W zależności od sytuacji epidemiologicznej tryb prowadzenia zajęć będzie dostosowany do zaleceń władz UW (wykłady i ćwiczenia mogą być prowadzone w sposób zdalny (online), hybrydowy lub też w sali ćwiczeniowej i wykładowej).

W trakcie wykładów zaprezentowane zostaną następujące zagadnienia:

• podstawy badań teledetekcyjnych: podstawowe pojęcia, zakresy promieniowania elektromagnetycznego, charakterystyki i biblioteki spektralne, wskaźniki teledetekcyjne,

• dostęp do danych lotniczych, satelitarnych, wykorzystanie teledetekcji do monitoringu środowiska,

• poziomy pozyskiwania danych teledetekcyjnych,

• naziemne badania teledetekcyjne,

• historia i współczesne misje satelitarne,

• europejskie współczesne projekty badań teledetekcyjnych,

• metody przetwarzania danych teledetekcyjnych (korekcja geometryczna, atmosferyczna, klasyfikacja nadzorowana, nienadzorowana),

• praktyczne zastosowania teledetekcji (przykładowe projekty teledetekcyjne).

Podczas ćwiczeń studenci zapoznają się z:

• ze zdjęciami lotniczymi - panchromatycznymi, spektrostrefowymi, wielospektralnymi, stereoskopowymi,

• pozyskaniem cyfrowych zdjęć satelitarnych (źródła i metody),

• obsługą open-sourcowego programu do przetwarzania danych satelitarnych(wyświetlanie wybranych wyciągów spektralnych, tworzenie kompozycji barwnych),

• obliczaniem teledetekcyjnych wskaźników roślinności,

• klasyfikacją zdjęć satelitarnych i oceną dokładności,

• interpretacją uzyskanych wyników.

W trakcie zajęć wykorzystywany jest anglojęzyczny pakiet oprogramowania SNAP, studenci zapoznają się z fachowym słownictwem anglojęzycznym dotyczącym procedur pozyskania i przetwarzania danych satelitarnych.

Do każdego ćwiczenia przygotowana jest instrukcja wykonania ćwiczenia oraz wytyczne do sporządzenia raportu, który należy przesłać prowadzącym w ciągu tygodnia. Zasadnicza część ćwiczeń wykonywana jest podczas zajęć, samodzielnie studenci dopracowują graficzną i redakcyjną stronę ćwiczenia, a także przygotowują zwięzły opis, co powinno zająć mniej niż trzy godziny dla każdego wykonywanego ćwiczenia.

Podczas wykładu prezentowane są najważniejsze elementy, ich utrwalenie oraz ewentualne uzupełnienie wiedzy w oparciu o źródła literaturowe zajmie około 90 godzin samodzielnej pracy studentów, w tym 30 godzin na zapoznanie się z materiałami do wykładów, a także około 60 godzin do ćwiczeń, w tym utrwalenie poszczególnych procedur przetwarzania obrazu.

Obciążenie studentów podczas zajęć wynosi 60 godzin, czyli 30 godzin podczas wykładów oraz 30 godzin podczas ćwiczeń.

Adamczyk J., Będkowski K., Metody cyfrowe w teledetekcji, SGGW, Warszawa 2005.

Borsa M., Zagajewski B., Kulawik B., Łabaj A., Jedlińska S., Pulak A., 2017. Teledetekcja w planowaniu przestrzennym. Ministerstwo Infrastruktury i Budownictwa, Small GIS, Warszawa, pp. 221.

Ciołkosz A., Miszalski J., Olędzki J.R., Interpretacja zdjęć lotniczych, PWN, Warszawa 1999.

Ciołkosz A., Kęsik A., Teledetekcja satelitarna, PWN, Warszawa 1989.

Sitek Z., Wprowadzenie do teledetekcji lotniczej i satelitarnej, AGH, Kraków 2000.

Zagajewski B., Jarocińska A., Olesiuk D., Metody i techniki badań geoinformatycznych. Uniwersytet Warszawski, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych, Warszawa, 2010.

Strony internetowe:

https://step.esa.int/main/download/snap-download/

http://eospso.gsfc.nasa.gov/index.php

http://www.esa.int/esaEO/index.html

Efekty uczenia się: K_W01, K_W04, K_W07, K_W09, K_W10,K_U03, K_K06

Efekty kierunkowe:

K_W01 - studenci zapoznają się kierunkami badawczymi i osiągnięciami współczesnej geografii, dotyczy to zakresu badań przestrzennych, nowoczesnych metod pozyskania przetworzenia danych, integrując informacje z zakresu geografii, geoinformatyki, planowania przestrzennego, leśnictwa, botaniki,fizjologii roślin, a także zmian społecznych.

K_W04 studenci potrafią przeanalizować zmiany pokrycia terenu i ich wpływ na człowieka.

K_W07 - studenci zapoznają się z fachowym słownictwem teledetekcyjnym,

K_W09 - studencie poznają od strony teoretycznej i praktycznej oprogramowanie SNAP, które pobiera warstwy informacyjne z innych pakietów, np. ArcGIS, QGIS, jak i eksportują własne produkty przetworzeń w celu przygotowania analiz i raportów środowiskowych.

K_W10 - studenci zapoznają się z operacjami matematycznymi na zbiorach danych (obrazy jako macierze danych, ale także terenowe/laboratoryjne pomiary spektrometryczne).

K_U03 - student poznaj zasady i umie je zastosować w celu przygotowania prezentacji wyników analiz przestrzennych, np. mapy pokrycia terenu, czy przestrzenne rozkłady analizowanych wskaźników roślinności.

K_K06 - każdy student potrafi pozyskać i przetworzyć darmowe dane satelitarne na bezpłatnym oprogramowaniu. Tego typu aktywność wywołuje duże zainteresowanie społeczne poprzez chęć poznania tego co widać z satelity.

Studenci po zakończeniu przedmiotu:

• znają przydatność teledetekcji do badania środowiska (posiadają wiedzę oraz praktyczne umiejętności dotyczące pozyskania i przetworzenia danych teledetekcyjnych oraz przygotowania raportu dotyczącego stanu wybranych elementów środowiska),

• rozumieją podstawowe pojęcia teledetekcyjne,

• znają najważniejsze metody i techniki teledetekcyjne,

• znają kluczowe zasady przetwarzania cyfrowych obrazów satelitarnych,

• umieją samodzielnie pozyskać i przetworzyć obrazy satelitarne oraz opracować wyniki interesujących komponentów środowiska, np. pokrycie terenu, stan roślinności, a także oszacować dokładność wykonanych map,

• potrafią samodzielnie przeanalizować stan środowiska (np. powiązać teledetekcyjne wskaźniki roślinności z pokryciem terenu),

• znają kierunku rozwoju współczesnej teledetekcji.

Ocena z ćwiczeń składa się ze średniej ocen ze sprawdzianów (w zależności od sytuacji epidemiologicznej będą odbywać się ustnie poprzez narzędzia komunikacji elektronicznej lub też w sposób pisemny w sali ćwiczeniowej) i ćwiczeń praktycznych. Dodatkowo oceniana będzie aktywność na zajęciach i terminowość oddawania prac (dopuszcza się tygodniowe opóźnienie oddania zaległego ćwiczenia). Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa, dopuszczalne są 3 usprawiedliwione nieobecności, niemniej wszystkie ćwiczenia muszą być wykonane i zaliczone (przewiduje się dodatkowy termin na wykonanie zaległych lub niezaliczonych ćwiczeń, termin ten będzie ustalony przez prowadzącego w konsultacji z zainteresowanymi studentami). Pozytywna ocena z ćwiczeń jest podstawowym warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego.

W czasie sesji egzaminacyjnej, dopuszcza się powtórzenie niezaliczonego sprawdzianu z ćwiczeń, niemniej brak zaliczonych ćwiczeń uniemożliwia dopuszczenie do egzaminu poprawkowego.

W trakcie wykładu organizowane będą dobrowolne sprawdziany (poza godzinami wykładu), osoby, które uzyskają minimum 51% mają prawo uczestniczyć w kolejnym sprawdzianie, zaliczenie wszystkich sprawdzianów skutkuje dopuszczeniem do egzaminu zerowego.

Wykład kończy się egzaminem, który w zależności od sytuacji epidemiologicznej może odbyć się w formie ustnej, ustnej poprzez rekomendowane przez władze UW narzędzia komunikacji elektronicznej lub też w postaci pisemnej składającej się z pytań otwartych oraz do wyboru. Na ocenę końcową składa się ocena z ćwiczeń i ocena z wykładu (w stosunku 2/5- ćwiczenia, 3/5 - egzamin). Podstawą zaliczenia egzaminu jest uzyskanie minimum 51% możliwych do zdobycia punktów; w zakresie: 51-60% student uzyskuje ocenę dostateczną, 61-70% - dostateczną plus, 71-80% - dobrą, 81-90% - dobrą plus, 91-97% - bardzo dobrą, 98-100% - celującą.

Brak zaliczenia ćwiczeń skutkuje koniecznością ich zaliczenia w kolejnym cyklu dydaktycznym, brak zaliczenia wykładu pozwala na powtórne przystąpienie w czasie sesji poprawkowej; brak pozytywnego wyniku z egzaminu poprawkowego skutkuje koniecznością powtórzenia zajęć w kolejnym cyklu dydaktycznym.

Brak.