Diaľkové snímanie

Diaľkové snímanie sa vzťahuje na získavanie údajov a informácií o jave a území bez priameho kontaktu s ním. Je to alternatíva k pozorovaniu in situ. Techniky diaľkového snímania sa používajú v mnohých oblastiach vrátane geografie, hydrológie, ekológie, meteorológie, oceánografie, glaciológie, geológie, ako aj vojenského rozsahu, spravodajských, obchodných, ekonomických, plánovacích a humanitárnych aplikácií.

Technológie diaľkového snímania môžu byť založené na satelite alebo lietadle a sú schopné detegovať a klasifikovať objekty a charakteristiky systému Zeme prostredníctvom šírených signálov (napr. elektromagnetického žiarenia). Okrem toho sa objavuje používanie dronov v dôsledku údajov s vysokým rozlíšením, ktoré možno zbierať v krátkom čase na monitorovanie v reálnom čase. Techniky „aktívneho“ diaľkového snímania sa vzťahujú na signál priamo vysielaný satelitom alebo lietadlom, ktorý sa odráža od objektu a je následne detegovaný snímačom (napr. RADAR a LiDAR), zatiaľ čo „pasívne“ diaľkové snímanie sa vzťahuje na snímače schopné detegovať žiarenie, ktoré je emitované alebo odrážané objektom alebo okolitými oblasťami (napr. filmová fotografia, infračervené, nabíjacie zariadenia a rádimetre).

V poslednej dobe sa diaľkové snímanie používa na zlepšenie pochopenia klimatického systému a jeho zmien. Umožňuje monitorovať povrch Zeme, oceán a atmosféru v niekoľkých priestorovo-časových mierkach, čím umožňuje pozorovanie klimatického systému, ako aj skúmať procesy súvisiace s klímou alebo dlhodobé a krátkodobé javy, ako je napríklad odlesňovanie alebo trendy El Niño. Diaľkové snímanie je okrem toho užitočné na zhromažďovanie informácií a údajov v nebezpečných (napr. počas požiarov) alebo neprístupných oblastiach (napr. v nepriepustných oblastiach). Medzi konkrétne príklady použitia diaľkového snímania, ktoré súvisia aj s postupmi adaptácie na zmenu klímy, patria: i) riadenie prírodných zdrojov, ii) riadenie poľnohospodárskych postupov, napríklad v súvislosti s využívaním pôdy, ochranou pôdy a zásobami uhlíka v pôde, iii) taktické protipožiarne operácie v systémoch podpory rozhodovania v reálnom čase, iv) monitorovanie krajinnej pokrývky a jej zmien v rôznych časových a priestorových rozsahoch, a to aj po katastrofe, v) lepšie informované hospodárenie s lesmi a vodami, vi) hodnotenie zásob uhlíka a súvisiacej dynamiky, vii) simulácia dynamiky klimatického systému, viii) zlepšenie projekcií klímy a produktov meteorologickej reanalýzy, ktoré sa vo veľkej miere používajú na výskumné štúdie v oblasti zmeny klímy.

Diaľkové snímanie sa napokon môže použiť na zlepšenie varovania a pripravenosti, a preto je užitočné aj pri riadení rizika katastrof. Geografické informačné systémy (GIS) využívajúce satelitnú technológiu sa môžu použiť na vývoj systémov včasného varovania a predpovedania s cieľom znížiť a riadiť riziko katastrof súvisiacich s klímou (t. j. na prípravu lepších predpovedí cyklónových a povodňových trás, sucha, výskytu požiarov), ako aj na pomoc pri príprave na opatrenia. Technológia diaľkového snímania môže byť užitočná aj na detekciu škôd po katastrofe na základe porovnávacej analýzy obrázkov pred katastrofou a po nej. Údaje a informácie z diaľkového snímania sú užitočné aj pre záchranárov.

V Európe a na celom svete existujú rôzne programy a iniciatívy na podporu využívania a výmeny údajov na diaľku. Copernicus je program EÚ na pozorovanie Zeme, ktorý koordinuje a riadi Európska komisia. Pozostáva z komplexného súboru systémov, ktoré zhromažďujú údaje z viacerých zdrojov: satelity na pozorovanie Zeme a snímače in situ, ako sú pozemné stanice, vzdušné a námorné snímače. Copernicus spracúva tieto údaje a poskytuje používateľom informácie prostredníctvom súboru služieb, ktoré sa zaoberajú šiestimi tematickými oblasťami: pevnina, more, atmosféra, zmena klímy, riadenie núdzových situácií a bezpečnosť. Služba monitorovania zmeny klímy programu Copernicus (C3S) poskytuje služby v oblasti zmeny klímy, ktoré podporujú európske politiky a opatrenia v oblasti klímy a prispievajú k budovaniu väčšej odolnosti európskej spoločnosti v meniacej sa klíme spôsobenej ľudskou činnosťou. Globálny systém systémov pozorovania Zeme (GEOSS) je súbor koordinovaných, nezávislých systémov pozorovania Zeme, informácií a spracovania, ktoré poskytujú prístup k informáciám pre verejný a súkromný sektor. Portál GEOSS ponúka jednotný prístupový bod k internetu pre používateľov, ktorí hľadajú dátové, obrazové a analytické softvérové balíky relevantné pre všetky časti sveta.

Diaľkové snímanie sa používa na získanie poznatkov alebo dokonca systémov na podporu rozhodovania pre cieľových používateľov (napr. odborníkov zapojených do riadenia rizika katastrof, urbanistov, pôdohospodárov, poľnohospodárov atď.). Zapojenie konečných používateľov ako zainteresovaných strán do celého procesu navrhovania a tvorby poznatkov a produktov je nevyhnutné na vytvorenie výstupov, ktoré sa skutočne používajú a sú užitočné podľa modelu koprodukcie.

Techniky diaľkového snímania, a najmä satelitné snímky, sa už úspešne používajú v širokej škále oblastí zmeny klímy, ako sú: i) skúmanie trendov globálnej teploty na povrchu oceánov aj v atmosfére, ii) odhaľovanie zmien slnečného žiarenia ovplyvňujúcich globálne otepľovanie, iii) monitorovanie aerosólov, koncentrácie vodných pár a zmien v režime zrážok, iv) štúdium dynamiky rozširovania snehu a ľadovej pokrývky, v) monitorovanie zmien hladiny morí a pobrežných úprav, vi) monitorovanie stavu a zmeny vegetácie, vii) monitorovanie vodných zdrojov a vplyvu v dôsledku sucha a období sucha, viii) monitorovanie požiarnych udalostí a emisií z požiarov, ix) predpovedanie rizika katastrof, ako sú cyklón, záplavy a sucho, x) usmerňovanie rozhodovacích procesov o adaptácii na zmenu klímy. Využívanie údajov snímaných na diaľku sa rýchlo vyvíja, a to z hľadiska dostupných techník aj rozlíšenia, pričom sa očakáva, že v budúcnosti sa objavia ďalšie spôsoby použitia relevantné pre adaptáciu na zmenu klímy.

Vyskytli sa však určité obavy v súvislosti s používaním diaľkového snímania. Štúdium a monitorovanie zmeny klímy si vyžaduje dlhodobé časové rady pozorovaní, zatiaľ čo satelitné údaje sú často dostupné na krátkodobé obdobie. Okrem toho niektoré neistoty a skreslenia prijatých obrazových snímok v dôsledku vibrácií a turbulencií môžu vyplývať zo skreslenia snímačov a algoritmov vyhľadávania, takže použitie satelitných pozorovaní v štúdiách o zmene klímy si vyžaduje jasnú identifikáciu takýchto obmedzení. Ďalšie možné obmedzenia zahŕňajú: i) vysoké náklady na získanie údajov o lietadlách a bezpilotných lietadlách s vysokým rozlíšením; ii) v niektorých prípadoch obmedzený prístup k potrebným technológiám z dôvodu nákladov alebo obmedzení zručností; iii) časová diskontinuita údajov o lietadlách a satelitných údajov; zatiaľ čo prvá môže byť obzvlášť drahá, a preto dostupná pre obmedzený počet prieskumov, druhá sa zbiera v pevných intervaloch v závislosti od času návratu satelitu.

Priame pozorovania krajiny sú zvyčajne obmedzené v priestorovom pokrytí, zatiaľ čo techniky diaľkového snímania umožňujú monitorovanie vo väčšom rozsahu. Satelitné údaje majú široké pokrytie, multitemporálnu a multispektrálnu kapacitu a poskytujú údaje a informácie týkajúce sa zmeny klímy pre rozsiahle oblasti. To umožňuje zlepšiť pochopenie klimatického systému, štúdium a predpovedanie vplyvu zmeny klímy na ekosystémy a monitorovanie účinnosti vykonávaných adaptačných opatrení.

Diaľkové snímanie tiež umožňuje zber údajov v nebezpečných alebo neprístupných oblastiach bez rušenia lokality a poskytuje časté aktualizácie. Získavanie údajov je často lacnejšie a rýchlejšie ako priamy zber údajov z terénu. Okrem toho používanie dronov zvyšuje flexibilitu pri monitorovaní času a priestoru a výhodu absencie rizík pre ľudí.

Cena satelitných snímok sa líši v závislosti od priestorového rozlíšenia. Archívne snímky s nízkym rozlíšením (> 10 m) sú zvyčajne bezplatné, zatiaľ čo cena sa zvyšuje z 1 na 8 $ za km ² prechádzajúce z rozlíšenia 5-10 m na rozlíšenie 0,3-1 m (ceny z roku 2019; pozri napríklad Geocento). Náklady sú o niečo vyššie v prípade snímok z lietadiel a bezpilotných lietadiel; tento môže dospieť k rozlíšeniu < 0,05 m. Samozrejme, ceny sa zvyšujú, ak sú potrebné prispôsobené obrázky. Zdroje sú potrebné aj na spracovanie údajov a vývoj aplikácií. Napokon sú potrebné dostatočné zručnosti a kapacity na používanie údajov z diaľkového snímania.

Čas implementácie sa vzťahuje na spracovanie údajov a poskytovanie konečných poznatkov alebo produktov. Vo veľkej miere závisí od konkrétneho rozsahu a používania techník diaľkového snímania, úrovne dostupných zručností, dostupnosti potrebných nástrojov a spolupráce medzi rôznymi zainteresovanými stranami.

Používanie techník diaľkového snímania na štúdium zmeny klímy a podporu vymedzenia opatrení na zmiernenie zmeny klímy a adaptáciu na ňu sa môže vykonávať v krátkodobom aj dlhodobom horizonte.