Mogućnosti hiperspektralnih snimaka u svrhu razvoja rješenja temeljenih na daljinskom opažanju Zemlje

Završene su projektne aktivnosti u sklopu projekta „Mogućnosti hiperspektralnih snimaka u svrhu razvoja rješenja temeljenih na daljinskom opažanju Zemlje“ kojeg je naša tvrtka uspješno provela u protekla tri mjeseca, u suradnji s Geodetskim fakultetom iz Zagreba (izv. prof. dr. sc. Andrija Krtalić) te podizvođačem Agronomskim fakultetom iz Zagreba. Projekt je sufinanciran kroz Inovacijski vaučer za MSP-ove iz sredstava Europske unije.

Daljinsko opažanje Zemlje je metoda prikupljanja podataka o površini Zemlje korištenjem satelita ili zračnih letjelica u brojne svrhe – od praćenja okoliša, upravljanja prirodnim resursima do hitnih intervencija, urbanističkih planiranja i sl. Hiperspektralni sustavi prikupljaju podatke o sceni u procesu gdje se stvaraju snimke visoke spektralne razlučivosti dijeljenjem elekromagnetskog spektra na brojne uske, susjedne spektralne raspone. Prikupljaju podatke o sceni u većem broju spektralnih kanala i zbog toga imaju veću preciznost od multispektralnih sustava, koji prikupljaju elektromagnetsko zračenje u malom broju kanala.

Cilj ovog projekta je steći potrebna stručna i tehnička znanja korištenja satelitskih hiperspektralnih snimki u svrhu razvoja novih usluga te poboljšanja postojećih temeljenih na daljinskom opažanju Zemlje. Kako bi se ispunili željeni ciljevi kroz projekt su se upotrijebili hiperspektralni podaci EnMAP i PRISMA satelitskih misija.

Provedene su analize EnMAP i PRISMA hiperspektralnih snimki za područje Zagrebačke županije i dijela Istre (zaleđe Vrsara) s ciljem procjene upotrebljivosti hiperspektralnih snimki (prostorna rezolucija 30 x 30 m) za mogućnost detekcije manjih površina (npr. 100 m²).
Za EnMAP i PRISMA senzore identificirane su sljedeće karakteristike:

• broj spektralnih kanala,
• spektralni raspon senzora,
• spektralne rezolucije i
• prostorne rezolucije.

Nakon definiranih objekata od interesa, analizirani su spektralni odzivi (količina energije koju objekt reflektira, apsorbira, raspršuje ili emitira na određenoj valnoj duljini svjetlosti), definirani su spektralni potpisi (grafovi spektralnog odziva određenog objekta kroz elektromagnetski spektar, omogućava prepoznavanje objekata od interesa) i stvorena je spektralna biblioteka (zbirka spektralnih potpisa različitih objekata koji su od interesa za provedbu analize) za izdvajanje objekata od interesa.

Ručni spektroradiometar je prijenosni instrument koji mjeri intenzitet svjetlosti u različitim dijelovima spektra, odnosno prikuplja spektralne uzorke. 11. rujna 2024. provedeno je in situ spektralno snimanje spektroradiometrom pokrova jedne poljoprivredne čestice na lokaciji Žitnjak. Za vrijeme snimanja pohranjene su lokacije točaka uzorkovanja:

• X koordinata,
• Y koordinata i
• ID točke snimanja s opisom sastava vegetacije.

Provedena je usporedba s rezultatima spektralnih analiza odziva sa satelitske hiperspektralne snimke EnMAP gdje u infracrvenom dijelu spektra u prosjeku spektralna refleksija promatrane biljne vrste iznosi oko 30%, dok je u vidljivom dijelu spektra spektralna refleksija veća između 500 i 650 nm od ostale vegetacije.

Provedenom analizom potvrđeni su rezultati analize proksimalnih spektralnih snimanja spektroradiometrom pokrova poljoprivredne čestice na području grada Zagreba. Promatrana biljna vrsta ima nižu refleksiju u infracrvenom spektru koji je bitan za razlikovanje biljnih vrsta na temelju specifične stanične građe lista.

EnMAP hiperspektralne snimke i alati EnMAP-Boxa pružaju brojne mogućnosti analize, no za kvalitetne analize nužno je imati objekte većih dimezija (minimalno 90 x 90 m, odnosno zauzimati površinu od oko 8000 m²). Analize PRISMA snimki bile su ograničene zbog trenutno nedostatnih alata obrade koji se pretežito fokusiraju na pregled kanala i iscrtavanje spektralnih profila pojedinog vektora piksela.

Projektom su osigurana stručna i praktična znanja o satelitskim misijama EnMAP i PRISMA te hiperspektralnim snimkama i njihovim mogućnostima obrade. Imali smo prilike proširiti svoje znanje koje ćemo u budućnosti implementirati u kontinuiranom razvoju inovativnih rješenja temeljenih na daljinskom opažanju Zemlje.