Kako vidimo zelenilo iz svemira

Putovanje od satelitske orbite do karata gradske vegetacije

Pomičite

Pitanje

Kako mjerite zelenilo grada?

Mogli biste hodati svakom ulicom, brojiti svako stablo, pregledati svaki park. To bi trajalo godinama.

Ili biste mogli pitati satelit...

Upoznajte Sentinel-2

Europska svemirska agencija upravlja s dva identična satelita koji fotografiraju cijelu kopnenu površinu Zemlje svakih pet dana. Podaci su potpuno besplatni i otvoreni - financirani od europskih poreznih obveznika za korištenje svima.

10m
Rezolucija po pikselu
5
Dana između prolaza
13
Spektralnih kanala

Što satelit vidi

Lijeva slika pokazuje što ljudi vide - crvena, zelena i plava svjetlost kombinirane. Desna pokazuje blisko infracrveno, gdje zdrava vegetacija svijetli jarko crveno.

True color satellite image
Prave boje (RGB)

Što bi vaše oči vidjele iz svemira. Park Retiro pojavljuje se kao prigušena zelena mrlja.

Near-infrared false color image
Blisko infracrveno

Vegetacija snažno reflektira NIR, pojavljujući se jarko crveno. Zgrade i ceste ostaju tamne.

Tajni kanal

Sentinel-2 vidi svjetlost koju mi ne možemo. Blisko infracrvena svjetlost odbija se od zdravih biljaka kao od ogledala - reflektiraju oko 50% nje. Beton i asfalt? Samo oko 20%.

Za ljudske oči ova svjetlost je nevidljiva. Za satelit, ona je ključ za pronalaženje svakog zelenog djelića u gradu.

Formula

Kombiniramo blisko infracrveni i crveni kanal u jedan broj nazvan NDVI (Normalizirani indeks razlike vegetacije).

NDVI = (NIR - Red) / (NIR + Red)
-0.2
Voda
0.1
Beton
0.7
Zdrava stabla

Problem oblaka

Jedna slika nije dovoljna. Oblaci blokiraju pogled. Sjene zbunjuju očitanja. Trebamo više opažanja bez oblaka za izgradnju pouzdane slike.

Vedro
1. lipnja - Vedro
Odbačeno
6. lipnja - Odbačeno
Vedro
11. lipnja - Vedro
Odbačeno
16. lipnja - Odbačeno

Prikupljamo sva ljetna opažanja (lipanj-kolovoz) i zadržavamo samo vedra.

Ljetni kompozit

Od svih opažanja bez oblaka izračunavamo medijansku vrijednost za svaki piksel. To nam daje čist, reprezentativan prikaz vegetacije na njezinom vrhuncu.

Zamislite to kao snimanje niza fotografija i zadržavanje najboljeg kadra - osim što kombiniramo desetke satelitskih prolaza u jednu savršenu sliku.

Povlačenje crte

NDVI vrijednosti kreću se od -1 do +1. Moramo odlučiti: što se računa kao "vegetacija"?

Voda / Sjena Golo tlo Rijetka Zdrava vegetacija

Ispod 0.40

Ne računa se kao vegetacija. Uključuje ceste, zgrade, golo tlo, vodu i rijetke ili stresirane biljke.

Iznad 0.40

Računa se kao vegetacija. Zdrava stabla, gusta trava, parkovi, vrtovi - sve što aktivno fotosintetizira.

Rezultat

Od sirovih satelitskih kanala do karte vegetacije. NDVI slika pokazuje gradijent, dok maska pokazuje konačnu klasifikaciju.

NDVI colorized image
NDVI vrijednosti

Smeđa = nizak NDVI (urbano), Zelena = visok NDVI (vegetacija). Park Retiro jasno se ističe.

Binary vegetation mask
Maska vegetacije

Zelena = NDVI iznad 0.40 (računa se kao vegetacija). Siva = ispod praga.

Završna karta

Rezultat: karta piksel po piksel gradske vegetacije. Svaki 10m kvadrat klasificiran je kao vegetacija ili ne.

Vegetacija (NDVI > 0.40)
Bez vegetacije

Što izračunavamo

Primjer: Madrid, Španjolska
3,3%
Vegetacijska pokrivenost
0.18
Prosj. zelenila
19,9 km²
Zelena površina
201

Analiziranih gradova

Obradili smo satelitske snimke za gradove u 27 zemalja EU. Svaki grad mjeren je na isti način, s istim podacima, koristeći iste metode.