Kako vidimo zeleno iz vesolja

Potovanje iz satelitske orbite do zemljevidov mestne vegetacije

Pomikajte

Vprašanje

Kako izmerite zelenost mesta?

Lahko bi hodili po vsaki ulici, šteli vsako drevo, raziskali vsak park. Trajalo bi leta.

Ali pa vprašate satelit...

Spoznajte Sentinel-2

Evropska vesoljska agencija upravlja dva identična satelita, ki fotografirata celotno kopno površino Zemlje vsakih pet dni. Podatki so popolnoma brezplačni in odprti - financirani od evropskih davkoplačevalcev za uporabo vsem.

10m
Ločljivost na piksel
5
Dni med preleti
13
Spektralnih kanalov

Kaj satelit vidi

Leva slika kaže, kaj vidijo ljudje - rdeča, zelena in modra svetloba kombinirane. Desna kaže bližnje infrardeče, kjer zdrava vegetacija sveti svetlo rdeče.

True color satellite image
Prava barva (RGB)

Kaj bi vaše oči videle iz vesolja. Park Retiro se kaže kot pridušena zelena lisa.

Near-infrared false color image
Bližnje infrardeče

Vegetacija močno odbija NIR, kaže se svetlo rdeče. Stavbe in ceste ostanejo temne.

Skrivni kanal

Sentinel-2 vidi svetlobo, ki je mi ne moremo. Bližnja infrardeča svetloba se odbija od zdravih rastlin kot od ogledala - odbijajo okoli 50% nje. Beton in asfalt? Le okoli 20%.

Za človeške oči je ta svetloba nevidna. Za satelit je ključ do iskanja vsakega zelenega koščka v mestu.

Formula

Kombiniramo bližnji infrardeči in rdeči kanal v eno številko, imenovano NDVI (Normalizirani diferencialni vegetacijski indeks).

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

Problem z oblaki

Ena slika ni dovolj. Oblaki blokirajo pogled. Sence zmotijo odčitke. Potrebujemo več opazovanj brez oblakov za izgradnjo zanesljive slike.

Jasno
1. junija - Jasno
Zavrnjeno
6. junija - Zavrnjeno
Jasno
11. junija - Jasno
Zavrnjeno
16. junija - Zavrnjeno

Zberemo vsa poletna opazovanja (junij-avgust) in obdržimo le jasna.

Poletni kompozit

Iz vseh opazovanj brez oblakov izračunamo mediansko vrednost za vsak piksel. To nam da čist, reprezentativen pogled na vegetacijo na njenem vrhu.

Predstavljajte si kot serijo fotografij in obdržanje najboljšega posnetka - le da kombiniramo več deset satelitskih preletov v eno popolno sliko.

Potegniti črto

Vrednosti NDVI segajo od -1 do +1. Odločiti se moramo: kaj se šteje kot "vegetacija"?

Voda / Senca Gola tla Redka Zdrava vegetacija

Pod 0.40

Se ne šteje kot vegetacija. Vključuje ceste, stavbe, gola tla, vodo in redke ali stresane rastline.

Nad 0.40

Se šteje kot vegetacija. Zdrava drevesa, gosta trava, parki, vrtovi - karkoli aktivno fotosintetizira.

Rezultat

Od surovih satelitskih kanalov do zemljevida vegetacije. Slika NDVI kaže gradient, medtem ko maska kaže končno klasifikacijo.

NDVI colorized image
Vrednosti NDVI

Rjava = nizek NDVI (mestno), Zelena = visok NDVI (vegetacija). Park Retiro jasno izstopa.

Binary vegetation mask
Maska vegetacije

Zelena = NDVI nad 0.40 (se šteje kot vegetacija). Siva = pod pragom.

Končni zemljevid

Rezultat: zemljevid piksel za piksel mestne vegetacije. Vsak 10m kvadrat je klasificiran kot vegetacija ali ne.

Vegetacija (NDVI > 0.40)
Brez vegetacije

Kaj izračunamo

Primer: Madrid, Španija
3,3%
Pokritost z vegetacijo
0.18
Povp. zelenost
19,9 km²
Zelena površina
201

Analiziranih mest

Obdelali smo satelitske posnetke za mesta v 27 državah EU. Vsako mesto je izmerjeno na enak način, z enakimi podatki, z uporabo enakih metod.