DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 75     <-- 75 -->        PDF

PREGLEDNI ČLANCI — REVIEWS
UDK 630*659.2:528.7 Sum. list CXVII (1993) 293


MOGUĆNOST PRIDOBIVANJA INFORMACIJA O ŠUMAMA IZ
UMJETNIH ZEMLJINIH SATELITA


Zvonimir KALAFADŽIĆ & Vladimir KUŠAN


SAŽETAK: Korištenje snimaka iz umjetnih zemljinih satelita
za pridobivanje informacija postalo je nezaobilazna tehnologija u
mnogim djelatnostima čovjeka, a posebice u upravljanju i praćenju
stanja prirodnih bogatstava, naročito u šumarstvu. U radu su
opisani umjetni zemljini sateliti koji su do sada lansirani za potrebe
snimanja i proučavanja Zemlje. Pri tome je posebna pozornost
posvećena satelitima iz serije LANDSAT (USA) i SPOT (Francuska)
jer su njihove snimke naročito pogodne za proučavanjebiljnog svijeta a posebice šumskog pokrova. Isto tako je opisani način pridobivanja i prenošenja snimljenih snimki na Zemlju.
Posebno su prikazane glavne osobine satelitskih snimki, načini
njihove interpretacije i uporabe te mogućnosti njihovog uklapanja
u geografski informacijski sustav (GIS). Opisana je sadašnja razina
korištenja satelitskih snimki u Hrvatskoj, te su dane preporuke
za njihovo uvođenje i korištenje u hrvatskom šumarstvu.


Kl j u č n e riječ i: satelit, satelitska snimka, fotointerprelacija,
GIS.


UVOD


Uvođenje modernih tehnologija u potrajno gospodarenje prirodnim bogatstvima
i u obnovi kakvoće okoliša postalo je jedan od preduvjeta za
uspješno poboljšanje stanja u bivšim socijalističkim zemljama srednje i
istočne Europe. Za odvijanje tog procesa moraju postojati vjerodostojne
informacije o trenutnom stanju i stvarnim mogućnostima kontrole promjena,
koje mogu nastupiti (Kalensk y 1991.). U zadnjim dekadama ovog
stoljeća daljinska istraživanja pomoću snimki iz Satelita postala su jedan od
najučinkovitijih izvora podataka o prirodnim bogatstvima i stanju okoliša
na velikim područjima. Svemirska era na području daljinskih istraživanja
započela je 1972. godine lansiranjem prvog satelita za istraživanje zemlje
LANDSAT 1 u SAD.


Danas se oko Zemlje vrti već peti satelit iz te serije, uz satelite bivšeg
SSSR-a, Francuske, Japana, Indije i Europske zajednice. Ti sateliti neprestano
snimaju i šalju podatke o Zemlji, koji se mogu primijeniti u mnogim


* Zvonimir Kalafadžić, dipl. ing. i mr. Vladimir Kušan, dipl. inž., Šumarski
fakultet, Zagreb
293




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 76     <-- 76 -->        PDF

znanstvenim i gospodarskim područjima. Dobivanje informacija o objektima
od interesa na daljinu, bez izravnog dodira s njima, nazivamo »daljinska
istraživanja«. Metode daljinskih istraživanja na osnovi snimki iz svemira
danas su uveliko operacionaliziranc, te su u Svijetu, bilo razvijenom,
bilo nerazvijenom, postale nezaobilazne pri rješavanju raznih problema,
pa tako i šumarskih. Kada se radi o pridobivanju raznovrsnih dinamičnih
informacija o sastavu i stanju kopna, mora i atmosfere, osobito u svjetskim
razmjerima, daljinska istražiavnja su jedino prihvatljiva metoda, s izuzetnim
prednostima u pogledu vremena i ekonomičnosti (B r u k n e r i dr. 1992).


Vrlo mali krug šumarskih stručnjaka u Hrvatskoj upoznat je s raspoloživim
snimkama i podacima snimljenim iz svemira, te o njihovim svojstvima,
sadržaju i mogućnostima pridobivanja informacija. Ovdje ćemo prikazali
najvažnije snimke iz svemira, informacije koje se pomoću njih mogu
dobiti, te mogućnosti njihove primjene u šumskom gospodarstvu. U primjeni
snimki iz satelita nalazi se Hrvatska, a posebice šumarstvo, na začelju
kako u Europi, tako i u svijetu. U nekim strukama je zaostajanje manje,
kao npr. u meteorologiji, pa i u geologiji. U našem šumarstvu uopće ne
postoji primjena informacija na osnovi satelitskih snimki. Taj veliki, dvadesetogodišnji
zaostatak za svijetom trebalo bi nadoknaditi zalaganjem cijelog
hrvatskog šumarstva.


SENZORI I SATELITI


U daljinskim istraživanjima postoje tri osnovne vrste senzora za pridobivanje
podataka: klasične fotokamere, sustavi koji funkcioniraju na fizikalnim,
nefotografskim osnovama (skeneri, TV kamere) i radari.


Prve snimke Zemlje iz Svemira snimili su ručnim foto kamerama
(MFKG Zeiss Jena, RMKA 30/23 Zeiss Oberkochen i ITEC LFC USA) ruski
i američki astronauti. Ta snimanja dala su dobre rezultate, posebice za
geološka istraživanja, ali će do djelatne upotrebe tih snimanja doći vjerojatno
tek u budućnosti, uspostavom trajnih svemirskih stanica s ljudskom
posadom (Hildebrandt 1987).


Napretkom tehnologije razvijeni su nefotografski sustavi za snimanje
Zemlje (skeneri) na fizikalnim osnovama. Ovakvi sustavi pogodniji su od
foto kamera zbog mogućnosti prenošenja rezultata njihovih snimanja na
Zemlju bežičnim telekomunikacijama (SI. 1). Skeneri snimaju teren u pojasima
okomitim na smjer kretanja satelita. Ima ih različitih konstrukcija,
a općenito se može reći da dužina pojasa ovisi o akcionom kutu instrumenta,
a širina pojasa o vidnom polju detektora. Dimenzije »pixel-a« (piksla),
najmanje terenske površine koja se na snimci može uočiti (tzv. »moć razlučivanja
«) ovise o visini orbite. Skeneri se razlikuju i po broju valnih područja
— kanala , u kojima snimaju, no uglavnom su višekanalni, multispektralni.
Izvorni podaci snimanja, nakon prijema na Zemlji, pohranjuju
se u digitalnom obliku na magnetskim vrpcama. Iz takvih podataka može
se proizvesti slika u analognom, fotografiji sličnom, obliku. Analogna snimka
interpretira se vizuclno na isti način kao i aerosnimke. Digitalni zapis
(snimka) analizira se pomoću elektroničkih računara. Rezultati digitalne
obrade mogu se prikazali i u analognom obuku (kao slika) i u kartografskom
obliku (kao tematska karta).


294




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 77     <-- 77 -->        PDF

Q POHRANA


PODATAKA


ZELENO


SPEKTROMETAR


CRVFNO


Slika 1. HSS na satalitiaa LANDSAT 1, 2 i 3. Na satelitiaa LANDSAT 4
o
i 5 visina sniaanja je 705 ka a kut sniaanja 14,9 . 2a svaku scenu


četiri sniake su prenošene do prijeme stanice na Zenlji. (Sabins 1987


iz NASA 1976)


Prvi sateliti sa skenerom za snimanje Zemlje (multispektralni skener
MSS) lansirala je NASA 30. srpnja 1972. godine. Taj satelit zvao se ERTS 1,
kasnije LANDSAT 1. Kretao se oko Zemlje po približno polarnoj orbiti na
visini od 917 km. Obilazio je Zemlju za 103 minute, a cjelokupnu je snimio
u 252 prolaza kroz 17 dana. Svaki 18. dan snimala se nova snimka istog terena.
Osim pomoću multispektralnog skenera koji je imao moć razlučivanja
79 m, snimao je Zemlju i pomoću trikanalne TV kamere.




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 78     <-- 78 -->        PDF

Poslije satelita LANDSAT 1 lansirano je još četiri satelita iz iste serije
i više drugih s poboljšanim senzorima, te nekoliko američkih i sovjetskih
satelita s ljudskom posadom i sa zadatkom snimanja Zemlje. Ispitano je
više sustava za snimanje, a snimci su primijenjeni za rješavanje niza problema
u geoznanostima, pa tako i u šumarstvu.


Tablica 1


Država Visina leta
Širina pruge
Skancr Moć
razlučiKanali
snimanja (broj i spektralno područje) (´)
Satelit Ponavfanje vanja VID BIC SIC TIC Ukupno
fun


2 2
USA-705 km MSS »I 30 ni. 0.5-0.6 (zeleno) 0.7-0.8 4
LANOSAT 185 km 0.6-0.7 (crveno) 0.8-1.1
18 dana


3 t 2
TMP) 30 m 0.45-0.52 (plavo-0.76-090 1.55-1.75


-zelene 2,08-2.35 7
0.52-0.60 (zeleno)


120m/0.5°C 0.63-0.69 (crveno) i


10.4-12.5


i
FRANCUSKA 830 km HRV IH 10m 0.50-0.90 (PAN) 1
SP0T1&2 60 km
26 dana 2 1
HRV2 20 m 0.50-0.59 (zeleno) 0.79-0.90 3
0.61-0.69 (crveno)


(1) VID = Vidfivi dio spektra; BIC - bliže infracrveno, SIC = srednje intracrveno; TIC termalno (dalje) inlracrveno
<2> MSS = Multispectral Scaner (Multispektralni skener)
(3) TM = Thematic Mapper (Tematski kartograf)
(<) HRV = Haute Resolution Visible (Visoka rezolucija u vidljivom spektru)
Za praktičnu primjenu danas se koriste podaci što ih prikupljaju sateliti
bez ljudske posade. To su u prvom redu (Tablica 1 i 2) američki sateliti
serije LANDSAT (4 i 5) te francuski sateliti SPOT (1 i 2 lansirani 1986.
i 1990.). U isto vrijeme lansirani su i japanski satelit MOS-1 (1987.) te indijski
satelit IRS-1 (1988.). Senzori instalirani na spomenutim satelitima snimaju
uglavnom u područjima vidljivog i infracrevnog spektra. Noviji sateliti,
kao što su japanski JERS-1 i europski ERS-1, lansirani 1992., opremljeni
su radarskim uređajima za snimanje, koji za razliku od skenera daju
upotrebljive snimke u svako doba dana, bez obzira na meteorološke uvjete.
Primjena tih snimki većinom je u razvojnoj fazi.


PRIDOBIVANJE INFORMACIJA


Ovdje će uglavnom biti riječ o pridobivanju informacija na osnovi
multispektralnih snimki snimljenih iz satelita serije LANDSAT (USA): skeneri
MSS i TM, te satelita SPOT (Francuska).


296




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 79     <-- 79 -->        PDF

Tablica 2
Karakteristike kanala skenera Thematic Mapper TM (LANDSAT 4&5)


Broj Valna duljina (u.m) Karakteristike


1. 0.45-0.52 piavozeleno Kartiranje dna plitk* voda; razlikovanje tla i vegetacije te
listača i četinjača za ustanovljavanje stanja vitalnosti
vegetacije (MSS kanal 1)
2. 0.52-0.60 zeleno Područje maksimalne refleksije zelenog s vegetacijom;
pogodno za ustanovljavanje stanja vitalnosti vegetacije
(MSS-kanali)
3. 0.63-0.69 crveno Područje koje apsoitira ktorofS; Sto je važno za
razikovanje tipova vegetacije (MSS kanal 2)
4 0.76-0.90 bttže IC Pogodno za kartiranje obaMh Inija, te za ustanovljavanje
biomase (MSS dio kanala 3 i kanala 4)
5. 1.55-1.75 srednje IC Pokazuje vlažnosttta i vegetacije. Prodire kroz oblake. Daje
dobar kontrast među tipovima vegetacije.
6. 10.40-12.50 termalno Noćne snimke pogodne za termalna kartiranja, te
za ustanovljavanje vlažnosti tla.
7-2.08-2.35 srednje IC Apsorpciono područje uzrokovano hklroksunim ionima
u mineraima. Na osnovi kanala 5 i 7 mogu se kartirati
hidrotermičke promjene stijena, u kojima nalazimo rudna
ležišta.


Skenerske snimke su izvorno u digitalnom obliku, zapisane na magnetskim
vrpcama. Prije početka njihove obrade obavlja se korektura i poboljšanje
originalnih podataka i to:



radiometrijska korektura: uklanjanje razlika nastalih nejednoličnim
radom senzora ili ujednačavanjem kontrasta raznih snimljenih snimki,

geometrijska korektura: uspostavljanje istog položaja piksla na skenerskoj
snimci i na površini Zemlje (karti);

poboljšanje slike: uklanjanje određenih pogrešaka pri snimanju, npr.
tzv. »šumova«, te umjetno naglašavanje nekih detalja važnih za interpretaciju
snimke, npr. promjene kontrasta.
Podaci o objektima od interesa, pa tako i o šumama, dobivaju se iz
multispektralnih snimki na dva načina: (1) vizuelnom interpretacijom ana




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 80     <-- 80 -->        PDF

lognih snimki, sličnih fotografiji, koje se izrađuju na osnovi magnetskih
zapisa ili (2) digitalnom analizom zapisa na magnetskim vrpcama.


Vizuelna interpretacija analognih satelitskih snimki, metodološki je
slična interpretaciji aerosnimki snimljenih iz zrakoplova. Ona je uvjetovana
ograničenim čovjekovim sposobnostima gledanja, zapažanja i uspoređivanja.
Tako je istovremeno moguća vizuelna analiza snimki samo tri pojedinačna
kanala. Za vizuelnu interpretaciju većinom se izrađuju tzv. kolor
kompoziti, analogni proizvodi u boji, na osnovi pojedinačnih snimki tri
izabrana kanala. Kod izrade kolor kompozita mogu se neke posebnosti pojedinih
kanalai izgubiti. Zato se smatra da je za obradu skenerskih snimki
najpogodnija digitalna analiza, u koju se prema potrebi, te prema raspoloživoj
računarskoj tehnici i programskoj podršci, mogu uključiti podaci
svih snimljenih kanala.


Kompjuterska analiza digitalnih zapisa predstavlja u daljinskim istraživanjima
kvalitetan napredak. Čovjek nije u mogućnosti uočiti sve razlike u
crno-bijelim tonovima, te razlike u tonu, svjetlini i zasićenju boje kod
snimki u boji. Uočene razlike se mogu opisati samo kvalitativno, Pojavljuju
se poteškoće kod uspoređivanja dijelova jedne snimke, a osobito više snimki
ili snimki iz različitog vremena. Vizuelna interpretacija je subjektivan proces
i da bi se dobili konzistentni rezultati moraju se intenzivno usklađivati
rezultati raznih interpretacija. Digitalnom obradom interpretacija je neovisna
o slabosti ljudskih osjetila i prepuštena je, elektroničkim računarima,
koji uvijek za iste podatke daju isti rezultat. Uključivanjem svih raspoloživih
podataka i automatiziranjem procesa, podaci se dobivaju jednostavnije,
konfornije i objektivnije. Daljinska istraživanja iz svemira omogućuju
površinsku inventarizaciju objekata i njihovih stanja (tipovi šuma, oštećenosti
šuma i si.) na vrlo velikim prostranstvima, koja do sada nije bilo moguće
odjednom promatrati, inventarizirati i kartirati.


Prepoznatljivost objekata na snimkama, npr. livade ili bukove sastojine,
ovisi o njihovim refleksionim karakteristikama u spektralnom području na
koje je primijenjen osjetljiv senzor. Prepoznavanje nekog objekta ili njegovog
stanja moguće je u slučaju ako za njega postoji specifična spektralna
signatura signifikantno različita od okolišnih objekata, te ako se objekt
može eventualno prepoznati po svojem karakterističnom obliku. Nosač površinskih
informacija je element slike (piksl), čije površinske dimenzije
ovise o moći razlučivanja primijenjenog skenera. Tako se satelit SPOT veličina
piksla za skaner HRVI (pan) iznosi -00 m- (10 X 10 m), za HRV2 400
m2 (20 x 20 m), a za skaner TM satelita LANDSAT 5 900 m2 (30 X 30 m). Tako
velike površine su u prirodi rijetko homogene, zato svi piksli za određeni
objekt nisu potpuno jednaki.


Spektralna svojstva određenih objekata (stratuma) na površini Zemlje,
npr. šumskih sastojina po vrsti drveća, starosti, oštećenosti, pa livada, vode
i si., mogu se prikazati srednjom vrijednosti odbijenih valova u valnim područjima,
kanalima snimke, te rasipanjem oko te srednje vrijednosti. Za
rasne stratume te vrijednosti su različite. O razlikama u spektralnim signaturama
i veličini rasipanja ovisi mogućnost razlikovanja pojedinih objekata.


Na osnovi podataka za neke poznate objekte (primjerne površine, trening
područja) elektroničko računalo ima zadaću da, između milijuna po


298




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 81     <-- 81 -->        PDF

dataka za neku snimku, po određenom algoritmu, pronađe one piksle koji
unutar nekog dopuštenog rasipanja imaju istu kombinaciju podataka, kakva
je ustanovljena za trening područja. Na osnovi izvršene klasifikacije automatski
se kartira prostorni raspored objekata i pojava, koji su bili analizirani.
Klasifikacije na osnovi samo originalnih spektralnih signatura objekata
često su puta ograničene činjenicom da se mnoge vegetacijske forme
u određenom trenutku vrlo slično preslikavaju. Rezultati klasifikacije mogu
se poboljšati ciljanim računskim manipulacijama originalnim digitalnim
zapisima, te uvođenjem u analizu dodatnih informacija, kao što su npr.
nadmorske visine terena, pedološki i geološki podaci, te sezonske snimke
istog terena tijekom godine, tzv. multitemporalne snimke.


PRIMJERI PRIMJENE SATELITSKIH SNIMKI


Mogućnost pridobivanja velikog broja podataka o pojavama na površini
Zemlje, pomoću satelita, bila je prihvaćena od svjetske istraživačke i profesionalne
javnosti, osobito u domeni tzv. geoznanosti, pa tako i u šumarstvu,
pogotovo jer mnogi od tih podataka nisu do tada raspoloživim sredstvima
uopće bili dostupni. Primjena snimki iz svemira postala je nezaobilazno
sredstvo za rješavanje raznih istraživačkih i praktičnih problema. Od
mnogih u stručnoj i znanstvenoj literaturi opisanih primjera primjene
satelitskih snimki navest ćemo samo neke, prema područjima primjene:


— ekologija: planiranje ekoloških odluka (K o 1 e j k a 1991), nadgledavanje
promjena ekosustava (Carniero 1985, Harne 1991a, Beneš & Križek
!991), prognoza površinske temperature šuma (Mande l 1991), modeliranje
globalnog ciklusa COL, (Badhwa r & McDonal d 1986), ustanovljavanje
i primjena indeksa lisne površine (Herwitz i dr. 1990, S parne r
i dr. 1990).
— šumska proizvodnja: procjena produktinvosti šuma (Cook i dr.
1989), ustanovljavanje temeljnice i biomase lišća (Frankli n 1986), inventarizacija
šuma (Wu 1985, Schade & Dalangin 1986, Po so 1986)
— karliranje tipova šuma: (Horler & Ahern 1986, Schar dt 1989,
Xu 1990)
— zaštita šuma: kartiranje vjetroizvala (Wieczore k 1991), otkrivanje
oštećenosti šuma djelovanjem insekata, na pr. resičara Tacniotkrips incosequens
Uzel (Vogelmann & Rock 1989), potkornjaka Dendroctorus
ponderosae Hoph. (G i m b a r z e v s k y i dr. 1992), djelovanjem štetnih
gljiva (Harne 1991b), onečišćenjem okoliša (B e r e s j o 1985, Kadro &
Kunz 1985), praćenje požara (Chuvieco 1989, A n o n. 1988)
— lovstvo: karte prehrambenih mogućnosti (Ormsby & Lunetta
Lunett a 1987), utvrđivanje habitata određene vrste (A n o n 1987).
Kada se govori o mogućnostima primjene metoda daljinskih istraživanja
iz Svemira za potrebe šumskog gospodarstva mora se naglasiti da
se te metode ne smiju nikada promatrati ekskluzivno, same sebi dovoljnim,
nego da se satelitski podaci smatraju samo jednim od ravnopravnih izvora
informacija. Daljinska istraživanja iz Svemira su samo proširenje daljinskih
istraživanja, fotogrametrije i fotointerpretacije na osnovi snimanja iz




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 82     <-- 82 -->        PDF

aviona. Snimke iz zrakoplova ne mogu se potpuno zamijenili snimkama
iz Svemira. Isto lako ne može se izbjeći terensko prikupljanje informacija.
Želja je smanjenje skupih terenskih radova. Problemi se najbrže i najekonomičnije
rješavaju ako se uz satelitske podatke svrsishodno uključi interpretacija
klasičnih aerosnimki odgovarajućed mjerila, te u svakom slučaju
podaci prikupljeni izravno na terenu. Važnost daljinskih istraživanja,
osobito iz Svemira, raste povećanjem inventariziranog prostora, ekstenzivnijim
šumskim gospodarstvom, te manjim zahtjevima na potankost i točnost
informacija (SI. 2).


šumskog
gospodarstva


a) Primjena satelitskih snimki i aerosnimki
sitnog mjerila (1:30.000 )


b) Primjena aerosnimki srednjeg mjerila
(1:15.O00 - 1:30.000)


c) Prikupljanje podataka u terenu


Intenzitet šumskog gospodarstva


I — Izvan gospodarenja, neotvorene
šume, velike šumske ploštine


VI
Visoki intenzitet gospodarenja
na malim šumskim ploštinama


Slika 2: Primjena terenskih mjerenja i različitih vrsta snimki dobivenih
daljinskim istraživanjima za inventuru i nadzor šuma
(Prema: Hildebrandt 1907)




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 83     <-- 83 -->        PDF

Svaka Cptointerpretacija, pa i ona na osnovi satelitskih snimki, ne iscrpljuje
se samim promatranjem snimki. Uspješna primjena metoda daljinskih
istraživanja temelji se na stručnom znanju šumara fotointerpretatora,
na iskustvu u radu sa snimkama, te na intenzivnom znanstvenom i stručnom
radu. To osobito vrijedi za primjenu satelitske tehnologije, gdje je uz
razvoj tehnike snimanja i obrada snimki, potrebno uložiti znatne napore
za iznalaženje odgovarajućih metoda pridobivanja željnih informacija. Primjena
u svakom gospodarskom području, pa tako i u šumarstvu, ima svojih
specifičnosti. Te specifičnosti su ovisne i o svojstvima objekata koji se proučavaju.
Kod šumskih sastojina radi se o karakteristikama vezanim za njihov
položaj na površini Zemlje, kao što su vrste drveća, stojbinske i sastojinske
prilike. Iskustva stečena u drugim dijelovima svijeta ne mogu se
doslovno prenijeti na prilike u Hrvatskoj. Gledajući s te strane, naše zaostajanje
na području primjene svemirskih tehnologija zahtijevat će znatan
napor šumarske struke i cijelog društva u Hrvatskoj da se taj zaostatak za
svijetom nadoknadi.


SATELITSKE SNIMKE I GIS


Rezultati vizualne i digitalne interpretacije satelitskih snimki odnose
se na podatke o kakvoći i količini pojava i objekata na zemljinoj površini
što je već opisano u prethodnom poglavlju. Ti se rezultati najčešće prikazuju
u obliku tematskih karata u kojima je prikazana prostorna rasprostranjenost
pojava i objekata na površini Zemlje te njihov međusobni odnos.


Količine podataka koje se mogu dobiti digitalnom interpretacijom snimki
iz satelita su vrlo velike. Klasičnim postupcima postalo je nemoguće obuhvatiti,
održavati, interpretirati i analizirati tako velike količine podataka u
nekom realnom vremenu, što je stvorilo potrebu primjene kompjutera pri
rješavanju takvih zadataka. To je omogućio brzi razvoj kompjutorske tehnologije
u prošlom desetljeću, naročito na području radnih stanica i osobnih
računala koja su postala dostupna svakome.


Razvoj kompjutorske tehnologije i digitalne obrade snimaka iz satelita
piatila su i istraživanja na polju informacijskih sustava. Cilj je bio pronaći
sveobuhvatni informacijski sustav za prihvat, usklađištenja, obradu i analizu
velike količine prostorno određenih podataka. Takav sustav je geografski
informacijski sustav — GIS.


Pod GIS-om podrazumijevamo skup opreme programa i prostorno određenih
podataka koji omogućava brzo i kvalitetno rukovanje, upravljanje,
obradu i stvaranje novih informacija potrebnih za donašenje odluka u svim
čovjekovim djelatnostima (Kuša n i dr 1992).


Svaki GIS sastoji se od (1) elektronske opreme za ulaz, obradu i izlaz
podataka, (2) programske podrške za unos, pohranu, pretraživanje, analizu
i ispis podataka, te (3) podataka koji mogu biti znakovni ili brojčani, a
moraju biti prostorno određeni.


Ako promatramo samo podatke, može se reći da se GIS sastoji od niza
slojeva različitog sadržaja u kojima su pojave i objekti na površini Zemlje
prostorno određeni. Iz toga se može zaključiti da rezultati interpretacije
snimki iz satelita mogu biti, a vrlo često i jesu sastavni dio GlS-a (SI. 3).




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 84     <-- 84 -->        PDF

PRIDOBIVANJE PODATAKA


VRSTE PODATAKA


podaci" postojati podad podaci s podaci
iz baza tabelarni s terena postojećih daljinskih
podataka podaci (izmjera) karata istraživanja


-snimački listovi - digitalizacija - digitalna obrada


-elektronsko kodiranje


UNOS PODATAKA


ORGANIZIRANJE BAZE PODATAKA


Tematske
atributi


-volumen
-prirast
-starost
idr.


MODELI
STRATEGIJE
Novi programi
Vanjski statistički
programi
Zahtjevi korisnika


SADRŽAJ
tablice


tabela dobnih
razreda...


VRSTE DATOTEKA


Grafičke
vektori


-katastar
-odsjeci
-vodotod
-ceste...


rasten


-tematske
karte
-LANDSAT
-SPOT


snimaka


BAZE
PODATAKA
DRUGIH


KORISNIKA


OBRADE I ANALIZE


- rukovanje podacima (promjene, brisnje. dodavanje.sortiranje....)
- združivanje, analize, modeliranje, simuradje
- prostome anaSze
- praćenje, tmdovi. prognoziranje
ISPIS REZULTATA


GRAFIKA
vektori raster


sastojinska fitocsnološka
karta... karta...


Slika 3: Model GlS-a za uređivanje šuma




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 85     <-- 85 -->        PDF

Pri tumc je odnos GIS-a i digitalne obrade satelitskih snimki interaktivan.
Naime, vrlo često se obrada satelitskih snimki nastoji olakšati i poboljšati
povezivanjem satelitske snimke s postojećim topografskim ili tematskim
kartama da bi se dobio željeni rezultat (npr. prilikom procjene volumena
ili biomase šumskih sastojina pomoću satelitskih snimki karta tipova šuma
u digitalnom obilku može poslužiti za prethodnu stratifikaciju satelitske
snimke).


Postojanje GlS-a omogućava prostorne i vremenske analize kakve do
sada nisu bile moguće. Rezultati takvih analiza jesu izlazne informacije u
obliku tematskih karata, statističkih podataka i matematskih modela za ustanovljavanje
mogućih smjerova razvoja i procjenu opasnosti koje pri tom
razvoju prijete. To u današnjim, poremećenim ekološkim uvjetima omogućava
stalno praćenje stanja šuma te donošenje pravovremenih i ispravnih
odluka pri gospodarenju s njima.


MOGUĆNOST PRIMJENE U HRVATSKOJ


Prema iskustvima u svijetu mogu se metode daljinskih istraživanja iz
svemira na području šumarstva u prvom redu primijeniti na velikim prostranstvima
za nacionalne i regionalne inventure i za trajna praćenja stanja
šuma i razvitka šumskih površina, osobito u manje razvijenim zemljama
trećeg svijeta, te u pojasu šuma četinjača u borealnim područjima sjeverne
polutke.


U Hrvatskoj, kao dijelu srednje Europe mogu se također uspješno primijeniti
opisane tehnologije i metoda na raznim područjima i razinama:


A) Za izradu karata šumovitosti i tipova šuma u mjerilu 1:50 000 do


1:200 000 i sitnijem. Te karte mogu predstavljati jedinstveni sustav za, cijelu
državu, s podjelom na listove, istovjetnom za službene topografske
karte ili se mogu izraditi za pojedine šumske regije. Na njima se ne bi
vidjelo samo prostiranje šumskih površina, nego bi izravno bile snimljene
bitne značajke šumskih sastojina, obzirom na sklop, sastav listača i četinjača
i si. Takve karte su važan izvor informacija za uspostavljanje trajno
održavane banke podataka o šumama kao osnove za donošenje odluka u
šumskogospodarskom i pejsažno ekološkom smislu. Ti podaci su neophodan
sastavni dio budućeg jedinstvenog GlS-a, na regionalnoj, državnoj, a
eventualno i na europskoj razini.
B) U okviru redovitog uređivanja šuma u Hrvatskoj se izrađuju u desetogodišnjem
turnusu pregledne šumsko-gospodarske karte 1:25 000 i sitnijeg
za pojedine gospodarske jedinice i šumsko-gospodarska područja. U
njima je za državne šume na osnovi topografskih karata prikazana unutarnja
podjela šuma, te glavne prometnice i naselja. U uređajnim elaboratima
za privatne šume kartografski prilozi su opterećeni nedostacima svojih izvora,
uglavnom katastarskih planova: zastarjelost i neažurnost.


Sastojinske prilike i razlike nisu se uglavnom do sada uopće prikazivale.
Modernizacija i svakodnevna dopuna kartografskih priloga sitnijeg
mjerila u uređajnim elaboratima moguća je na osnovi satelitskih snimki
u obliku kolor kompozita ili digitalno klasificiranih tematskih karata. U




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 86     <-- 86 -->        PDF

njima bi bio prikazan stvaran izgled šumskih sastojina, s bitnim razlikama
u sklopljenosti, sastavu i strukturi, kvantitativno i prostorno.


Brzo i ekonomično pridobivanje pouzdanih i stalno nadopunjavanih podataka,
kartografskih podloga, ovisi jedino o postojanju odgovarajuće računarske
opreme i programske podrške, te u daljinskim istraživanjima izobraženih
djelatnika.


C) Nacionalne inventarizacije šuma imaju za cilj da odrede šumsko
bogatstvo (površine, drvne zalihe, prirast) neke zemlje, te da periodičnim
ponavljanjem ustanove razvitak, te djelovanje prirodnih i gospodarskih utjecaja
na tom području. U Hrvatskoj se podaci o šumama na razini države
dobivaju kao zbroj inventura po gospodarskim jedinicama. Kod toga se
zbrajaju rezultati raznorodnih inventarizacija koje se razlikuju po godini
inventarizacije, točnosti i intenzitetu, što utječe na konzistentnost podataka
za cijelu državu. Mnoge zemlje u svijetu provode nacionalne inventarizacije
šuma jedinstvenom metodologijom i s jedinstvenom točnosti. One daju
vjerodostojnije podatke o šumama na razini države, a služe i kao kontrola
inventura provedenih na razini šumske privrede, te za vrednovanje uspješnosti
mjera šumsko-gospodarske politike. Po našem mišljenju u Hrvatskoj
bi nakon stjecanja nezavisnosti bilo neophodno provesti nacionalnu inventuru
šumskog bogatstva i ustanoviti kojim resursima raspolažemo tzv. nulto
stanje. Racionalizacija nacionalnih inventura moguča je primjenom metoda
inventarizacije u više laza ili stupnjeva, gdje bi izvor podataka za prvu fazu
ili stupanj, koji površinski pokriva cijelu državu bile snimke iz Svemira.
U ostalim višim fazama podaci bi se dobivali uzorkovanjem na aerosnimkama
i terenskim mjerenjima.


D) Poseban slučaj inventura šuma na velikim površinama je ustanovljavanje
oštečenosii šuma. Pomoću multispektralnih satelitskih snimki moguće
je ustanoviti površinskn raspored oštećenosti sastojina, osobito jakih
i vrlo jakih oštećenja. Ti podaci bi bili nadopuna uobičajenih terestričkih
inventura oštećenosti, na osnovi uzoraka. Multitemporalnim analizama mogao
bi se dobiti kronološki slijed oštećenja.


E) Nakon domovinskog rata 1991. godine dio hrvatskog teritorija je
pod okupacijom. Uz pretpostavku postojanja odgovarajućih uređaja i kadrova,
na osnovi satelitskih snimki mogao bi se dobiti djelomičan uvid u
situaciju površinski izraženih fenomena na tom području, kao što su npr.
razrušenost naselja, djelovanje neprijateljskog topništva po poljoprivrednim
površinama, izvršene sječe šuma, opožarene šume i si. Multitemporalnc
snimke omogućavaju kronološko praćenje tijeka djelovanja ratnih događanja
na okoliš.


ZAKLJUČAK


Porast broja stanovnika na Zemlji i gospodarski razvitak stvaraju povećanu
potražnju za šumskim proizvodima, što se može zadovoljiti jedino
ispravnim gospodarenjem šumama, koje se mora zasnivati na načelima potrajnog
gospodarenja.


Potrebno je postići i trajnu ravnotežu između ekonomskog iskorišćivanja
šumskih proizvoda i osiguranja socijalnih koristi od šuma, kao što je




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 89     <-- 89 -->        PDF

In the article the satellites launched till now for earth exploring, the way of
images obtaining and their transfer to the Earth are described. The emphasis was
given to the satellites of the series LANDSAT (USA) and SPOT (France), whose
imagery was found to be appropriet for vegetation studies, including forestry.


The properties of the satellite images, the way of their processing, use and
incorporation in GIS are elaborated. The present level of the use of satellite imagery
in Croatia is stated and the recomendations for their implementation and
use in Croatian forestry are given.


Key words : Satellite, Satellite imagery, photointerpretation, GIS.




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 87     <-- 87 -->        PDF

opskrba vodom, zaustavljanje i sprečavanje erozije, zaštita životinjskog
svijeta, rekreacija stanovništva i si. Učinkovito gospodarenje zahtijeva
vjerodostojne informacije za kartiranje šumskih površina, inventuru drvne
zalihe, ustanovljavanje oštećenosti i bolesti šuma i mnoge druge. Prikupljanje
tih informacija može se racionalizirati i pojeftiniti primjenom fotointerpretacije
i ostalih metoda daljinskih istraživanja.


Jedan od ravnopravnih izvora informacija su i snimke snimljene iz
Svemira s umjetnih zemljinih satelita. Postoje primjeri i operacionalizirane
metode njihove primjene za rješavanje mnogih problema u šumskom gospodarstvu.
Snimke iz Svemira trebaju postati integralni sastavni dio budućeg
geografskog informacijskog sustava (GlS-a) Republike Hrvatske. U primjeni
satelitskih snimki u znanstvenim istraživanjima i praktičnoj primjeni
zaostajemo za svijetom oko dvije dekade. To zaostajanje bi naporom
cijele zajednice trebalo što prije nadoknaditi.


LITERATURA


An on (1987): Ducks Unlimited Wetland Habitat Inventory, EOSAT — Landsat
Application Notes, Voi. 2 (2): 4 p.
Anon (1988): The Yellowstone Wildfires of 1988, EOSAT — Landsat Data Users
Notes, Vol. 3 (3): 8 p.


Badhwar, G. D. & R. B. McDonald (1985): Satellite derived leaf aera index
and vegetation maps as input to global carbon cycle models — a hierarchical
approach. Int. J. Remote Sensing 7 (2): 265—281.


Be n e š, T. & M. Križe k (1991): Environmental monitoring in the ČSFR uy
means of remote sensing. Prcc. 11th EARL Sei Symposium. Graz: 269.


B er es jo, L. (1985): Multitemporal LANDSAT data for detection and mapping
of forest damage. Experiences from a test area in Schwarzwald, West Germany.
Proc. IUFRO 4.02´6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered
Forests. Zuerich: 117—121.


Brukner, M., 01 u i ć, M. & S. Tomanić (1992): Geografski i zemljišni informacijski
sustav Republike Hrvatske — Metodološka studija. INA INFO.
Zagreb: 143 str.


Carniero , C. M. R. (1985): Monitoring the modifications in the forest ecosystem
of the brasilian Amazon region through remote sensing techniques. Proc.
IUFRO 4.02´6.05 Conference Inventorying and Monitoring Endangered Forests.
Zuerich: 64—69.


Chuvieco , E. (1989): Multitemporal Analysis of TM Images: Application to
Forest Fire Mapping and Inventory in a Mediteranian Environment, In: Proc.
of a Workshop on »Earthnet Pilot Proect on Landsat TM Applications«,
Frascati, Italy, 1987: 279—285.


Cook, E. A., L. R. Iver sun & R. L. Graham (1989): Estimating forest productivity
with Thematic Mapper and bioeeouraphical data. Remote Sens. Environ
28: 131—141.


Franklin , J. (1986): Thematic Mapper analysis of coniferous forests structure
and composition. Int. J. Remote Sensing 7 (10): 1287—1301.


Gimbarzevsky, P., A. F. Dawson &G. A. VanSickle (1992): Assesment
of aerial photographs and multispectral scanner imagery for measuring monntain
pine beetle damage. Information Report BCX333. Forestry Canada. Pacific
Forestrv Centre, Victoria: 31 str.


Harne, T. (1991a): Automated forest ecosystem monitoring. Proc 11th EARSeL
Symposium. Graz: 256—262.


Harne, T. (1991b): Spectral properties of fungi damage and other forest changes
in multitemporal Landsat TM data. Proc. 11th EARSeL Svmposium. Graz:
344—345.




ŠUMARSKI LIST 6-8/1993 str. 88     <-- 88 -->        PDF

H e r w i t z, S. R., D. L. Peterson & J. R. Eastman (1990): Thematic Mapper
detection of changes in the leaf area of closed canopy pine plantations in
central Massachusetts. Remote Sens. Environ. 29: 129—140.


Hildebrandt , G. (1987): Toy or Tool — Fernerkundung aus dem Weltraum:
Spiel oder Werkzeug fur die Forstwirtschaft? Forstw. Chi. 106 (3): 141—168.
Hör ler, D. N. H. & F. J. Ahern (1986): Forestry information content of Thematic
Mapper. Int. J. Remote Sensing 7 (3): 405—428.


Kadro , A. & S. Kunt z (1985): Ergebnisse computergestuetzer Waldschadenserhebungen
mit multispectralen scannerdaten. Proc. IUFRO 4.02 6.05 Conference
Inventorying and Monitoring Endangered Forests. Zuerich: 179—182.


Kal en sky, Z. D. (1991): Overview of FAO Remote Sensing Activities in the Central/
Eastern European Countries, In: Proc. 11th EARSEL Symposium, Graz,
Austria, 157—165.


Kolejka , J. (1991): Application of remotely sensed data in ecological decision
making: Example of the Novomlynske nadrže Reservoirs. Proc. 11th EARSeL
Symposium Graz: 225—229.


Kušan, V., V. V o n d r a, Z. Kalafadžić, R. B e 1 u š i ć & M. A n a n i ć
(1992): GIS — tehnologija koja dolazi, Zbornik sažetaka simpozija »Doprinos
znanosti razvoju šumarstva Hrvatske«, Zagreb 1992, 35—36.


Ma n dl, P. (1991): The analysis of Landsat TM thermal data. Combination of
modelling and Graphical Information System or fthe prediction of surface
temperatures of forested areas. Proc. 11th EARSeL Symposium. Graz: 352—353.


Ormsby , J. P. & R. S. Lunett a (1987): Whitetail deer food availability maps
from Thematic Mapper data. P. E. & R. S. 53 (8): 1081—1085.


P o s o, S. (1985): Towards the integrated use of Satellite data for forest inventories:
A methodological perspective. Proc. IUFRO 4.02/6.05 Conference Inventorying
and Monitoring Endangered Forests. Zuerich: 317—319.


Sab ins, F. F. (1986): Remote Sensing: Principles and interpretation. W. H. Freeman
and Company, New York: 450 str.


Schade , J. & N. Dalangi n (1985): The Philippine national inventory. Monitoring
forest resources by remote sensing. Proc. IUFRO 4.06/6.05 Conference
Inventorying and Monitoring Endangered Forest. Zuerich: 105—108.


Schardt , M. (1989): Forest Classification with TM Data in the Area of Freiburg,
Federal Republic of Germany, In: Proceedings of a Workshop on »Earthnet
Pilot Project on LANDSAT TM Applications«, Frascati, Italy, 1987: 251—259.


Sparner, M. A., L. L. Pierce, D. L. Peterson & S. W. Running (1990):
Remote Sensing of temperate coniferous forest leaf area index. The influence
of canopy closure, understory vegetation and background reflectance. Int. J.
Remote Sensing 11(1): 95—111.


Vogel mann, J. E. & B. N. Rock (1989)? Use of Thematic Mapper data for
the detection of forest damage caused by the Pear Thrips. Remote Sens.
Environ. 30: 217—225.


Wieczorek , J. (1991): Mapping of Windfall damage in. the Hunsrueck plateau
(Germany) utilizing LANDSAT TM data. Proc. 11th EARSEL Symposium.
Graz: 348—388.


Wu, J. K., Q. F. Zen g & W. T. Wan g (1985): Forest inventory using LANDSAT
imagery in the Mao-Shan area of China. Int. J. Remote Sensing 6 (12): 1783—
—1795.


X u, G. Q. (1990): Investigations into Forest Classification using LANDSAT data.
Case studies in Central Styria. Joanneum Research. Graz, Austria: 118 str.
Possibilites of Obtaining Information about Forests Using Satellite Imagery


Summary


The use of imagery taken from artificial earth satellites for information gathering
has become essential technology in many human activities, especially in 1 lumanagement
and monitoring of natural rcsourses, particular in forestry.