TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ
Curs 8 Aplicaţii ale teledetecţiei teledetecţiei 8.1.1 Teledetecţia în agricultură 8.1.2 8.1.2 Telede Teledetec tecţia ţia în silvic silvicult ultură ură 8.1.3 Teledetecţia în elaborarea hărţilor hărţilor topografice şi tematice
1
TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ 8.1 Aplicaţii ale teledetecţiei
Teledetecţia, indiferent de forma şi de categoria ei, foto sau prin unde, analog sau digital, se utilizează aproape în toate domeniile de activitate umană, mai ales în acelea care au ca suport suprafaţa Terrei, în total sau parţial, precum şi spaţiul extraterestru. Pe măsură ce timpul trece, metoda se perfecţionează, se dezvoltă şi generalizează, crescându-i eficienţa, operativitatea. Înregistrările din satelit oferă o vedere generală, actuală, operativă şi eficientă, cu detalii suficiente pentru a se putea determina conexiuni între obiecte, fapte şi fenomene, aparent izolate. Este singura metodă care permite studiul de ansamblu al planetei, permiţând totodată şi pătrunderea adâncă în spaţiul cosmic. Teoretic şi practic, teledetecţia spaţială a devenit universală şi este caracteristică epocilor prezentă şi viitoare. Să vedem care sunt cauzele pentru care teledetecţia spaţială a devenit universală. a. Se poate aplica uşor, ieftin şi operativ, aproape în toate domeniile activităţii umane pe suprafaţa Terrei, acţiunea metodei fiind aplicată interactiv. b. Fenomenele studiate din sateliţi pot fi încadrate într-un sistem de coordonate cu „n” dimensiuni în care dimensiunea timp (t) apare ca o forţă relevantă inegalabilă, ceea ce nu apare în nici o altă ramură ştiinţifică actuală. Cercetarea evoluţiei în timp şi spaţiu la nivel macrodimensional a fenomenelor conduce la cunoaşterea adâncă a acestora, apropiind cercetarea de intimitatea fenomenelor şi foarte important precizând permanent raportul simultan cantitativ şi calitativ al creşterilor. c. Studiul repetat asupra aceluiaşi fenomen, obiect etc., oferă posibilitatea extrapolării trecutului pentru a explica prezentul, a prezentului pentru deducerea viitorului şi prognoza probabilistică a ceea ce va fi, în limite de siguranţă. d. Caracterul operativ şi de masă, relativ uşor abordabil al metodei de către specialişti din diferite domenii de activitate. fără a fi necesară o pregătire prealabilă prea pretenţioasă. e. Eleganţa şi modernitatea metodei are un efect benefic asupra inteligenţei umane în general; lucrurile apar în alte dimensiuni şi alte ipostaze, cu un conţinut îmbogăţit, chiar nou şi într-o nouă formă calitativă. f. Singura latură negativă a metodei, de care omenirea trebuie să fie conştientă este posibila utilizare în scopuri militare distrugătoare, în care dimensiunea cosmică a devenit o nouă coordonată a spaţiului în care se pot desfăşura acţiunile militare. Teritoriul României a fost înregistrat de mulţi sateliţi, dar cele mai complete sunt înregistrările efectuate din sateliţii de tip Landsat (fig. 4.23).
2
TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ
Fig. 4.23 Înregistrări Landsat ce acoperă teritoriul României
În continuare, este prezentată utilizarea metodei teledetecţiei în câteva domenii importante de activitate. 8.1.1 Teledetecţia în agricultură
Economia agricolă se dezvoltă în prezent, nu numai extensiv, dar mai ales intensiv. În acest scop se utilizează tehnici şi tehnologii perfecţionate, destinate măririi producţiilor şi productivităţii muncii în agricultură. Suprafaţa agricolă a Terrei este practic limitată, deşi se depun eforturi mari pentru cucerirea pustiurilor, a zonelor polare şi a altor terenuri neproductive. Accentul pus pe caracterul intensiv al agriculturii este asigurat de aplicarea rezultatelor altor ştiinţe şi ramuri: industria pune la dispoziţie maşini agricole din ce în ce mai diverse şi mai eficiente; chimia pune la dispoziţie o largă gamă de îngrăşăminte chimice, ierbicide etc.; irigaţiile, desecările şi combaterea eroziunii solului în colaborare cu alte ramuri (hidrologia, silvicultura, industria et.) precum şi 3
TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ
pedologia şi nu în ultimul rând ştiinţele spaţiale prin teledetecţie favorizează agricultura intensivă. În agricultură teledetecţia este utilizată pentru rezolvarea următoarelor probleme: a.Inventarierea fondului funciar, pe calităţi, categorii de folosinţă şi pe condiţii naturale generale şi zonale. Lucrările destinate măsurătorilor cadastrale moderne, nu mai pot fi concepute fără aplicarea teledetecţiei. Lucrările topografice clasice, au fost total modernizate aplicându-se metodele fotogrammetrice aeriene sau spaţiale, digitale sau analogice. Se întocmesc lucrări de o mare diversitate în domeniul cadastrului general şi a cadastrului de specialitate; lucrări de îmbunătăţiri funciare pe mari suprafeţe agricole, lucrări de organizarea terenului, lucrări pentru stabilirea categoriilor de calitate a terenurilor agricole etc. Tot mai multe, mai actuale şi mai diversificate ca scară, se întocmesc planurile topografice şi cadastrale de bază şi de specialitate: 1:10.000; 1:5.000; 1:1.000 şi chiar mai mari, cu deosebire în intravilan. Fotografia aeriană şi spaţială îşi aduce contribuţie largă în studiul unor fenomene cum ar fi: eroziunea solului, stabilirea solurilor hidromorfe, halomorfe, etc. Interpretarea caracteristicilor acestor soluri se face fie în laborator sau cabinet prin studiul fotogramelor, fie în teren cu fotogramele la îndemână pentru confruntarea cu terenul. Stabilirea categoriilor de soluri în scopul inventarierii lor prin lucrările de cadastru se face cu ajutorul fotogramelor după nuanţa culorilor în comparaţie cu modele reale, parametrii cunoscuţi detectabili, mediul general în care se încadrează etc. După studiul categoriilor de soluri se deduc categoriile de folosinţa a terenurilor, lucrările şi intervenţiile antropice ce se impun pentru ameliorarea lor, precum şi interacţiunea dintre diferiţi factori generali sau zonali, naturali şi artificiali. Categoriile de soluri cel mai frecvent întâlnite supuse unor influenţe naturale şi antropice, determină unele zone cu caractere de bază comune, care pot fi studiate şi utilizate ca atare în agricultură, cum ar fi: – terenuri cu exces de umiditate sau cu tendinţă, de înmlăştinire, informaţii obţinute prin teledetecţie care dau posibilitatea unor hotărâri privind măsurile ce se impun pentru eliminarea excesului de umiditate etc. – terenuri care constituie bazinele agricole de bază: cerealiere, pomicole, viticole, păşuni, fâneţe; terenuri cu tendinţă de sărăturare sau depuneri aluvionare; terenuri nisipoase, aride sau cu structuri rare; – terenuri stâncoase în zonele accidentate; – terenuri împădurite sau propice împăduririi. b. Aprecierea stării de vegetaţie a plantelor se face, în general, cu înregistrări în infraroşu, bazată pe schimbările ce-au loc în ceea ce priveşte energia radiantă a plantelor sau în zona vizibilului. Şi în acest scop analiza se face prin comparaţie cu stările normale ale plantelor în diferite stadii de dezvoltare: în 4
TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ
realitate sau pe eşantioane, precum şi cu modele în care plantele sunt afectate de cauze care le degradează dezvoltarea norma1ă (lipsă de umiditate, dăunători, boli vegetale etc.). În acest mod se delimitează zonele de culturi bolnave şi se stabilesc măsurile concrete de stăvilire a răspândirii bolilor şi dăunătorilor. c. Evaluarea stadiilor de evoluţie a culturilor pe baza datelor de teledetecţie, obţinute în diferite stadii de creştere a culturilor. Se face o împărţire a suprafeţei totale, pe suprafeţe omogene ca stadii de creştere a plantelor evaluând producţia probabilă pe suprafeţe unitare şi apoi pe subdiviziuni şi trecând la producţii predeterminate în total cantitativ şi valoric, ajungându-se chiar la concluzii comerciale, după care informaţiile rezultate din analiza efectuată se pun la dispoziţia beneficiarilor pe benzi sau discuri magnetice d. Stabilirea zonelor calamitate, din cauze naturale: incendii, inundaţii, grindină, îngheţ etc. Pentru obţinerea unui volum mare de informaţii, înregistrările satelitare se fac repetat, după un program bine stabilit. Se execută înregistrări pe mai multe benzi spectrale, prin baleiere, monocolor, sau fals color, alegând benzile spectrale cele mai adecvate pentru informaţiile pe care le căutăm. În fig. 4.24 se prezintă o înregistrare fotografică aeriană a unei plantaţii de vie.
Fi . 4.24 Înre istrare foto rafică aeriană a unei lanta ii de vie
8.1.2 Teledetecţia în silvicultură În acest domeniu teledetecţia prezintă un avantaj specific pentru zonele împădurite greu accesibile. Fotografia aeriană sau spaţială se utilizează atât pentru determinări cantitative cât şi calitative. Pentru domeniul forestier se pot urmări în 5
TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ
condiţii optime de calitate şi operativitate, înregistrări aeriene sau satelitare care să dea soluţii pentru următoarele categorii de probleme în silvicultură: – realizarea unor planuri pe cale fotografică în scopul inventarierii fondului forestier, din punct de vedere al câtorva criterii de diferenţiere cantitativă şi calitativă cum ar fii: suprafeţe forestiere ocupate pe diferite esenţe de arbori; suprafeţe deosebite după vârsta pădurii şi, ca urmare, elaborarea unor planuri de exploatare destul de riguroase, precum şi a unor planuri de refacere a fondului forestier; – studii privind ritmul anual de creştere, vigurozitatea copacilor, şi alte aspecte privind calitatea fondului forestier; – studii privind influenţele negative datorită climei, vânturilor, prezenţei unor dăunători, calamităţilor naturale (îngheţul, inundaţiile, uraganele), a pustiurilor, a deşerturilor şi determinarea pe baza unor asemenea studii a măsurilor concrete de combatere a influenţelor negative. – determinarea masei lemnoase, pe categorii de păduri şi esenţe exploatabile, calitatea lemnului şi chiar valoarea pe care se scontează a se obţine din materialul brut sau prelucrat. Se au în vedere informaţii privind înălţimea şi grosimea copacilor pe esenţe şi vârste, densitatea existentă, posibilităţi de exploatare şi transport etc. Interpretarea informaţiilor în silvicultură se face fie direct prin analiza fotogramelor, utilizând aparate specifice, fie pe hărţi şi planuri rezultate din prelucrarea fotogrammetrică a înregistrărilor. O cale modernă de exploatare a informaţiilor silvice este calea digitală, utilizând calculatoarele electronice. Ca şi în agricultură, în silvicultură se realizează zone test, cu care se studiază diferite probleme silvice şi se obţin materiale şi eşantioane de comparaţie. O activitate foarte operativă, rezolvată cu ajutorul fotointerpretării şi teledetecţiei aeriene şi spaţiale este depistarea în infraroşu a focarelor de incendii şi stabilirea măsurilor de combatere, precum şi a urmărilor pagubelor provocate. 8.1.3 Teledetecţia în elaborarea hărţilor topografice şi tematice
Această tematică este foarte vastă şi cuprinde toate activităţile şi fenomenele ce se desfăşoară la suprafaţa Pământului. În cea mai mare parte, înregistrările ce se fac sunt metrice, sub formă de fotogramă şi stereogramă, analogice sau digitale, utilizând mijloace de zbor dotate cu senzori de teledetecţie şi aparate de transmitere şi înregistrare speciale. Pentru prelucrare sunt utilizate aparate de redresare şi restituţie fotogrammetrică analogică sau digitală şi tehnologii speciale, cunoscute şi utilizate competent de specialiştii în fotogrammetrie. 6
TELEDETECTIE
Teodor TODERAŞ
Toată această tehnică şi tehnologie utilizată în teledetecţia cartografică permite elaborarea unei vaste game de planuri şi hărţi topografice şi tematice la diferite scări şi în multe variante. Cartografia automată, bazată pe studiul interactiv al informaţiilor devine, din ce în ce mai predominantă, ultimul stadiu fiind crearea de bănci de date topografice, care cuprind întreaga planetă şi care se cer doar actualizate, din timp în timp, după anumite perioade de timp. Ca atare bibliotecile cu baze de date cartografice şi cu date topografice, înregistrate pe discuri şi benzi magnetice, vor lua locul depozitelor voluminoase de hărţi. Informaţiile vor fi studiate din ce în ce mai rar pe hărţi. Vor fi selectate din baza de date cartografice şi aduse pe ecran doar acele informaţii ale hărţii de care este nevoie.
7
