Utilizarea programului de teledetectie

UNIVERSITATEA DE ŞTIINŢE AGRONOMICE ŞI MEDICINĂ VETERINARĂ BUCUREŞTI

FACULTATEA DE ÎMBUNĂTĂŢIRI FUNCIARE ŞI INGINERIA MEDIULUI

DEPARTAMENTUL DE ÎNVĂŢĂMÂNT CU FRECVENŢĂ REDUSĂ

SPECIALIZAREA: Ingineria şi protecţia mediului în agricultură

UTILIZAREA TELEDETECŢIEI

PENTRU MEDIU ŞI AGRICULTURĂ

Note de curs

Conf. dr. ing. Alexandru BADEA

Asist. univ. dr. ing Iulia NEGULA

2011 – 2012

CUPRINS

Unitatea de învăţare nr. 1 4

TELEDETECŢIA – NOŢIUNI GENERALE 4

1.1. Obiectivele unităţii de învăţare nr. 1 4

1.2. Generalităţi privind teledetecţia 4

1.3. Definiţii ale teledetecţiei 7

1.4. Spectrul electromagnetic şi atmosfera 10

1.5. Ramuri ale teledecţiei geospaţiale cu utilizare tematică 15

1.6. Răspunsuri şi comentarii la teste 19

1.7. Lucrarea de verificare nr. 1 22

1.8. Bibliografie minimală 22


ROLUL CULORILOR ÎN ANALIZA DATELOR DE TELEDETECŢIE 23


2.2. Principii fundamentale 23

2.3. Evaluarea şi reproducerea culorilor 28

2.4. Alte noţiuni importante privind culorile 31





PROCESAREA ŞI ANALIZA IMAGINILOR DE TELEDETECŢIE 38


3.2. Imaginea digitală de teledetecţie 38

3.3. Noţiuni privind interpretarea imaginilor 43





APLICAŢII ALE TELEDETECŢIEI ÎN AGRICULTURĂ ŞI MEDIU 56


4.2. Aplicaţii ale teledetecţiei în diferite domenii de activitate 57

4.3. Utilizarea teledetecţiei în agricultură 58

4.4. Controlul prin teledetecţie 69

4.5. Cartografia mediului 89

4.6. Analiza şi administrarea sistemică a mediului 92




UTILIZAREA TELEDETECŢIEI ÎN AGRICULTURĂ

USAMVB – FIFIM Departamentul de Invăţământ cu Frecvenţă Redusă 4

Unitatea de învăţare nr. 1

TELEDETECŢIA - NOŢIUNI GENERALE

Cuprins Pagina


1.2. Generalităţi privind teledetecţia 4

1.3. Definiţii ale teledetecţiei 7

1.4. Spectrul electromagnetic şi atmosfera 10

1.5. Ramuri ale teledecţiei geospaţiale cu utilizare tematică 15




1.1. OBIECTIVELE UNITĂŢII DE ÎNVĂŢARE NR. 1

Acest capitol are ca scop familiarizarea studenţilor cu noţiunile de

bază ale teledetecţiei

Principiile fundamentale referitoare la domeniul observării Terrei,

istoricul teledetecţiei satelitare

Definirea teledetecţiei şi a problematicii acesteia, caracteristici ale

senzorilor sateliţilor, aplicaţii ale teledetecţiei

Spectrul electromagnetic, efectele atmosferei (ca factor perturbator)

asupra înregistrărilor de teledetecţie, factori limitativi

Domeniile de aplicare a teledetecţiei, ramuri ale teledecţiei geo-

spaţiale cu utilizare tematică

1.2. Generalităţi privind teledetecţia

Principii

fundamentale

referitoare la

domeniul

observării

Terrei

Ca urmare a rezoluţiilor adoptate în anul 2002 la Forumul Mondial pentru

Dezvoltare Durabilă (World Summit on Sustainable Development) de la

Johanesburg, dar şi ca rezultat al acordului inter-agenţii al Organizaţiei

Naţiunilor Unite, la începutul anului 2003, a fost aprobat şi publicat un

document sinteza cu titlul Soluţii spaţiale pentru problemele Lumii (Space

Solutions for the World’s Problems) al cărui text cu titlul Principii privind

teledetecţia Pământului din spaţiul extraatmosferic (Principles Relating to

Remote Sensing of the Earth from Outer Space) se referă explicit la

reglementarea activităţilor din domeniul teledetecţiei.

Astfel, au fost enuntate o serie de principii fundamentale referitoare la

domeniul observării Terrei. Primul principiu are urmatorul conţinut:



termenul "detecţie de la distanţă" înseamnă studierea suprafeţei

Pământului, din spaţiu, utilizând proprietăţile undelor

electromagnetice emise, reflectate sau difractate de către obiectele

studiate, în scopul îmbunătătirii managementului resurselor

naturale, utilizării solului şi protejării mediului;

termenul "date primare" se referă la acele date neprelucrate,

achiziţionate de senzori plasaţi pe aparatul din spaţiu, care sunt

transmise la sol, din spaţiu prin telemetrie, sub forma de semnale

electromagnetice, filme fotografice, benzi magnetice sau alte

mijloace;

termenul de "date procesate" se referă la datele obţinute în urma

procesării datelor primare, procesări necesare pentru a le face

utilizabile;

termenul de "informaţii analizate" face referire la informaţia

rezultată din interpretarea datelor procesate, a datelor de intrare şi

a cunostinţelor din alte surse;

termenul de "activităţi de detecţie de la distanţă" se referă la

operaţiunile efectuate de sistemele spaţiale de detecţie, colectarea de

date primare şi stocarea, interpretarea şi diseminarea datelor

procesate.

Scurt istoric

al teledetecţiei

satelitare

În cele ce urmează ne vom concentra atenţia pe explicarea unor elemente de

bază fără de care nu este posibilă înţelegerea mecanismelor de prelucrare

corectă a datelor primare provenite de la sateliţii de observare a Pământului.

De fapt, utilizarea teledetecţiei a devenit, în timp, o obişnuinţă şi nu mai este

considerată o tehnologie nouă.

Aplicarea tehnicilor de teledetecţie în domeniul înţelegerii şi cunoaşterii

resurselor planetei este acceptată, în prezent, de comunităţile ştiinţifice şi

guvernamentale drept instrument tehnologic avansat perfect adaptat obţinerii

de informaţii variate care pot fi prelucrate cu mare eficienta pentru a

alimenta cu date obiective sistemele informaţionale tematice.

Naşterea teledetecţiei satelitare se situeaza în anii '60, odata cu lansarea

primelor platforme cu destinatie meteorologica. Dupa 1972 progresul

tehnologic a permis plasarea pe orbită a primilor sateliţi cu destinaţie civilă

pentru monitorizarea resurselor naturale, dar numai după 1980 se poate

spune că acest domeniu de activitate a devenit operaţional. Treptat, tehnicile

de captare a semnalului, mult îmbunătăţite din punct de vedere optic şi

electronic, au permis atingerea unor rezoluţii altădată accesibile doar

sectorului militar, dar şi dezvoltarea unor algoritmi sofisticaţi de exploatare a

informaţiilor provenite de la sateliţi, a căror utilizare eficientă corectă

rămâne, din nefericire, la îndemâna profesioniştilor iniţiati.

Trebuie înteles faptul că, pentru a deveni specialist în teledetecţie, nu este de

ajuns să ai posibilitatea să achiziţionezi imagini satelitare şi un sistem de



prelucrare a imaginilor. Pentru a putea prelucra corect şi eficient datele

respective este nevoie de un background educaţional consistent, atât în

domeniul geo-ştiinţelor (stiintelor geonomice) cât şi în ceea ce priveşte

bazele fizice ale teledetecţiei, tehnicile de preluare, preprocesare şi procesare

tematică a datelor imagine.

Test de autoevaluare

1. Având în vedere cele învăţate în acest subcapitol şi ţinând cont de spaţiul

avut la dispoziţie, vă rugăm să comentaţi sau să răspundeţi la următoarele

întrebări:

a) Ce semnificaţie are termenul "detecţie de la distanţă" în domeniul

observării Terrei?

b) Ce semnificaţie are termenul "date primare" în domeniul observării

Terrei?

c) Ce semnificaţie are termenul "date procesate" în domeniul observării

Terrei?

d) Ce semnificaţie are termenul "informaţii analizate" în domeniul

observării Terrei?

e) Ce semnificaţie are termenul "activităţi de detecţie de la distanţă" în

domeniul observării Terrei?

f) În ce perioadă a apărut teledetecţia satelitară?

g) În ce an a fost lansat pe orbită primul satelit cu destinaţie civilă?

Comentarii la aceste întrebări veţi găsi la sfârşitul unităţii de învăţare.

După parcurgerea acestui subcapitol trebuie să reţineţi:

Aplicarea tehnicilor de teledetecţie în domeniul înţelegerii şi

cunoaşterii resurselor planetei este acceptată, în prezent, drept

instrument tehnologic avansat, perfect adaptat obţinerii de informaţii

variate care pot fi prelucrate pentru a alimenta cu date obiective

sistemele informaţionale tematice.



1.3. Definiţii ale teledetecţiei

Definiţii ale

teledetecţiei

În sens larg teledetecţia (en. remote sensing, fr. télédétection, ge.

Fernerkundung) este ansamblul de mijloace care permit înregistrarea de la

distanţă a informaţiilor asupra suprafeţei terestre.

O definiţie sintetică a teledetecţiei a fost formulată de Colwell (1983):

"achiziţia de date despre un obiect sau un grup de obiecte cu ajutorul unui

senzor situat la distanţă de acestea".

O alta definitie a teledetecţiei, de această dată mai detaliată, s-ar putea enunţa

astfel: Teledetecţia este o tehnică modernă de investigare care permite

detectarea de la distanţă a variaţiilor de absorbţie, reflexie şi de emisie

caracteristice undelor electromagnetice şi stocarea semnalelor sub formă

de fotografii, de înregistrări, sau de profile spectrale.

Fiecare din definiţiile reproduse mai sus a fost enuntată de specialişti

aparţinând unor domenii de activitate particulare (construcţii aerospaţiale,

fizică). Din punct de vedere al geografului definiţia ar putea fi formulată

astfel: Ansamblu de cunoştinţe şi tehnici utilizate pentru determinarea

caracteristicilor fizice şi biologice ale suprafeţei terestre prin măsurători

efectuate de la distanţa fără a intra în contact material cu acestea.

Problematica

teledetecţiei

Observarea suprafeţei terestre din spaţiu facilitează cunoaşterea obiectelor

naturale şi antropice care o constituie oferind posibilitatea îmbunătăţirii

întelegerii relaţiilor dintre acestea, faţă de posibilităţile limitate pe care le

oferă studiile clasice care se desfaşoară în mare parte pe teren (in situ).

Problematica teledetecţiei se rezumă la studiul fenomenelor urmărindu-se

analizarea acestora în funcţie de:

natura, specificitatea şi caracteristicile lor;

durata acestora cu ordin de mărime diferenţiat de natura fenomenelor

derulate (ore, luni, ani, decenii..) sau, generalizând, se pot lua în

considerare elemente temporale (trecutul, mai mult sau mai puţin

cunoscut, prezentul studiat, viitorul prognosticat)

spaţiul geografic definit de:

dimensiunile laterale x,y referitoare la un plan sau o suprafaţă,

dimensiunea verticală (altitudine, înalţime, profunzime, grosime),

relatiile dintre obiecte.

Din punct de vedere conceptual, datele provenind de la sistemele de

observare a planetei permit ordonarea spaţial-temporală a obiectelor şi

fenomenelor, evoluţia lor fiind tratată diferenţiat:

pentru trecut: este posibilă arhivarea evoluţiei istorice a mediului şi

constituirea de baze de date referitoare la resurse (pentru realizarea

studiului tendinţelor),



în prezent: este posibilă monitorizarea şi analiza schimbărilor

survenite (funcţia de evaluare a stării actuale),

pentru viitor: se simulează situaţia posibilă a mediului şi se estimează

disponibilul de resurse (funcţia de prevenire şi planificare).

Caracteristici

ale senzorilor

sateliţilor de

teledetecţie

Folosirea imaginilor provenite de la sateliţii de observare a Pământului ţine

cont de caracteristicile proprii fiecărui satelit utilizat, mai precis de cei trei

parametri fundamentali:

rezoluţia spatială,

rezoluţia spectrală,

repetitivitatea spaţio-temporală.

Orice analiză multi-tematică este realizată, obligatoriu, ţinând cont de

caracteristicile senzorilor sateliţilor de la care provin datele la care analistul

are acces. Lista acestor sateliţi este diversificată şi imposibil de analizat în

cadrul unui curs cu durata limitată. Totuşi, încercăm să amintim o serie de

programe care furnizează periodic date interesante şi utile pentru cunoaşterea

şi gestionarea spaţiului şi ale caror sateliţi au o importanţă recunoscută

pentru teledetecţia civilă: LANDSAT TM, SPOT, ERS, NOAA-AVHRR,

METEOSAT, RADARSAT, IRS, IKONOS, KOMPSAT, FORMOSAT,

ALOS, TerraSAR-X, DMC, ENVISAT, RAPIDEYE.

Aplicaţii ale

teledetecţiei

Utilizarea senzorilor instalaţi la bordul aeronavelor sau a sateliţilor

constituie, în prezent, instrumentul pentru colectarea informaţiilor necesare

monitorizării, controlului şi administrării mediului. Astfel, teledetecţia oferă

posibilitatea studierii de către specialişti a problemelor majore privind

conservarea naturii. Pot fi amintite tematici de studiu de mare importanţă

pentru prezentul şi viitorul omenirii:

defrişările masive, seceta,

monitorizarea culturilor agricole,

explorarea şi exploatarea resurselor minerale,

efectele dezastrelor naturale (inundaţii, cutremure, alunecări de teren,

etc.) sau antropice.

De asemenea este important să fie amintite şi alte aplicaţii, astăzi devenite

operaţionale, ale teledetecţiei:

studiul ratei de sedimentare în estuare şi areale deltaice,

managementul şi reabilitarea fondului forestier,

reecologizarea (regenerarea solurilor) după încheierea exploatărilor

miniere (aceste proceduri au o durat mare de peste 10 ani);

monitorizarea temperaturii suprafeţei mărilor şi oceanelor pentru a

identifica cele mai bune locuri de pescuit din punctul de vedere al



producţiei şi cu impact redus asupra protecţiei speciilor, măsurarea

cantităţii de clorofilă,

studii privind salinitatea apei, monitorizarea calităţii apei din punct de

vedere al turbidităţii şi al conţinutului de alge în zonele costiere,

modul de utilizarea a terenurilor.

Subliniem faptul că accesul la tehnologie nu este suficient pentru a

operaţionaliza aceste aplicaţii. Modul în care specialistul înţelege relaţia

dintre imagine satelitară şi realitatea înconjurătoare depinde de două

elemente aparent disociate: pregătirea sa de bază, pe de o parte, iar pe de

altă parte echipamentele şi tehnicile de prelucrare (operaţionale sau

experimentale) de care dispune acesta. Mai trebuie ţinut seama şi de faptul că

în teledetecţie este obligatorie crearea de echipe complexe formate din

specialişti capabili să extragă şi să analizeze în mod coerent, integrat, cu

viziune multidisciplinară, esenţa informaţiei tematice. De asemenea, este

necesar ca, ţinând seama de realitatea actuală fiecare guvern responsabil să

accepte faptul că trebuie să genereze o investiţie publică majoră în domeniul

observării Pământului care să permită gestionarea resurselor naturale.




întrebări:

a) Care este definiţia teledetecţiei?

b) Care sunt elementele pe baza cărora sunt studiate şi analizate

fenomenele, cu ajutorul teledetecţiei?

c) Care sunt parametrii fundamentali care caracterizează senzorii aflaţi la

bordul sateliţilor de observare a Pământului?

d) Care sunt aplicaţiile teledetecţiei?

e) Care sunt cerinţele care trebuie îndeplinite pentru realizarea unei

aplicaţii de teledetecţie?



Teledetecţia reprezintă un ansamblu de cunoştinţe şi tehnici utilizate

pentru determinarea caracteristicilor fizice şi biologice ale

suprafeţei terestre prin măsurători efectuate de la distanţa fără a intra

în contact material cu acestea.



1.4. Spectrul electromagnetic şi atmosfera

Spectrul

electromagnetic

Mărimea cea mai des măsurată de sistemele de teledetecţie actuale este energia

electromagnetică emanată sau reflectată de obiectul studiat. Aceasta pentru că

elementele constitutive ale scoarţei terestre (rocile, solurile), vegetaţia, apa, cât

şi obiectele care le acoperă au proprietatea de a absorbi, reflecta sau de a

emite energie. Cantitatea de energie depinde de caracteristicile radiaţiei

(lungime de undă, intensitate), de proprietatea de absorbţie a obiectelor şi de

orientarea acestor obiecte faţa de soare sau faţa de sursa de radiaţie.

Toate obiectele din natură, cu condiţia ca temperatura lor sa fie superioară lui

zero absolut (0K –273C), emit o cantitate specifică de radiaţie

electromagnetică din care, o parte, poate fi percepută de instrumente

specializate.

O unda electromagnetică este caracterizată prin lungimea de undă (sau

frecvenţă), polarizare şi energia sa specifică. Independent de aceste

caracteristici, toate undele electromagnetice sunt de natura esenţial identică.

Particularităţile diferitelor domenii ale spectrului au condus la clasificarea în

unde radio, hiperfrecvenţe, infraroşu, vizibil, ultraviolet, raze X şi raze gamma

(Fig. 1.1). În teledetecţie se utilizează, însă, numai o porţiune a spectrului

electromagnetic (de la microunde până la ultraviolet). Fiecare domeniu este

observat cu ajutorul unor captori/senzori adecvaţi în funcţie de natura

obiectelor şi fenomenelor supuse cercetării.

Fig. 1.1 Spectrul electromagnetic general (sus)

şi spectrul electromagnetic utilizat în teledetecţia tehnologică (jos)



Domeniile

spectrului

electromagnetic

întâlnite în

activităţile

curente ale

omenirii

Toate categoriile de obiecte de la suprafaţa Terrei au proprietatea de absorbi

o parte a radiaţiei electromagnetice, în funcţie de aceasta fiind definită

semnătura spectrală a obiectului respectiv. Pe baza cunoştinţelor referitoare

la categoriile de radiaţii cu lungimi de undă absorbite şi reflectate este posibilă

analizarea şi interpretarea imaginilor de teledetecţie. Elementele care stau

la baza acestor analize sunt următoarele:

lungimea de undă;

intensitatea radiaţiei incidente;

caracteristicile obiectelor şi elementelor (în particular

caracteristici de absorbţie);

orientarea acestor obiecte şi elemente în raport cu poziţia

soarelui sau a sursei de iluminare.

O diagramă sugestivă privind domeniile spectrului electromagnetic întâlnite

în activităţile curente ale omenirii are forma din figura următoare:

Fig. 1.2 Domeniile spectrului electromagnetic



Efectele

atmosferei

asupra

înregistrărilor

de teledetecţie

Teledetecţia aerospaţială se bazează pe înregistrarea radiaţiei electromagnetice

cu ajutorul senzorilor special concepuţi în acest scop, utilizând radiaţia luminii,

de la ultraviolet la microunde, folosind ca formă de stocare a datelor imagini

numerice sau analogice. Acest spectru nu este disponibil în totalitate, atmosfera

acţionând ca un filtru de absorbţie şi de difuzie, rămânând la dispoziţie

câteva ferestre de transparenţă. Acestea sunt zonele spectrale utilizate pentru

teledetecţie, senzorii instrumentelor de captare a semnalului fiind calate în

aceste lungimi de undă (Figura 1.1).

Efectele atmosferei asupra înregistrărilor aeropurtate şi spaţiale asupra

pământului pot fi grupate în patru categorii principale: difuzie, absorbţie,

refracţie şi turbulenţa. Dintre acestea difuzia constituie efectul dominant în

marea majoritate a situaţiilor. În orice caz, pentru o înţelegere corectă a

mijloacelor pe care teledetecţia le pune la dispoziţia operatorilor, trebuie să fie

cunoscute în mod corect efectele interacţiunii radiaţiei electromagnetice în

atmosferă şi rolul acesteia, ţinându-se seama de natura fenomenelor şi

obiectelor urmărite.

În practică, analiza acestui subiect trebuie să se facă în mod diferenţiat, de la

simple aprecieri calitative ale filtrului atmosferic până la modele fizico-

matematice complexe, sofisticate: luând în considerare numai veriga respectiva

(filtrul atmosferic) sau considerând ansamblul factorilor naturali perturbatori

cu conexiunile şi interdependenţele dintre aceştia.

Importanţa reală a efectelor factorilor perturbatori asupra procesului de

teledetecţie depinde de natura senzorilor utilizaţi şi de rezultatele urmărite. Ca

atare, au fost evidenţiate în acest capitol conceptele de baza ale efectelor

atmosferice, ionosferice şi ale apei. Fiind greu de abordat într-o formă

comprimată, am considerat necesar ca tehnicile de măsurare şi instrumentaţia

adecvată, precum şi metodologia sau tehnologia de calibrare a acestor filtre

perturbatoare să fie prezentate în mod sumar în această lucrare.

Factori

limitativi în

teledetecţie

După câteva decenii de evoluţie spectaculoasă, teledetecţia pare, încă a fi o

tehnică extrem de generală, dezvoltarea sa, precum şi principalele sale aplicaţii

plasând-o lângă celelalte ştiinţe şi tehnici aplicative de avangarda apărute in

secolul trecut. Trebuie însă păstrate precauţiile necesare, deoarece există

limitări fizice dar şi restricţii de aplicare (acestea din urmă din ce în ce mai

mici) ale acestei tehnologii. Limitările fizice sunt legate esenţial de fenomenele

fizice susceptibile de transferul informaţiei de la obiect la captor. În acest sens,

sunt luate în considerare în cadrul procesului de teledetecţie:

radiaţiile electromagnetice,

câmpurile de forţă electrice, magnetice şi câmpul gravitaţional,

vibraţiile acustice,

vibraţiile mecanice,

particule perturbatoare



Atmosfera -

mediu

perturbator

La traversarea atmosferei, radiaţia solară este supusă unor perturbaţii care

depind de lungimea de undă proprie. Acestea sunt datorate absorbţiei şi emisiei

mediului precum şi difuziei, difracţiei sau refracţiei atmosferice (Figura 1.3).

Fig. 1.3 Perturbaţii atmosferice

În consecinţă, o mică parte a radiaţiei solare este penetranta prin atmosfera şi

aceasta în porţiuni bine definite ale spectrului electromagnetic. În literatura de

specialitate aceste porţiuni sunt întâlnite sub numele de "ferestre de transmisie

ale atmosferei" (Figura 1.4). Atmosfera este opacă începând cu cele mai scurte

lungimi de undă corespunzătoare razelor gamma şi X pana la circa 0,35 .

Pornind de la 0,4 atmosfera prezintă "ferestrele" de transmisie amintite mai

sus, înainte de a deveni opacă între 14 şi 1 mm. În fine, învelişul atmosferic

devine penetrabil de la 1 mm la 5 cm lungime de undă pentru a ajunge total

penetrabilă pentru toate lungimile de undă mai mari. Trebuie amintit ca

ionosfera introduce limitări suplimentare pe care nu fac obiectul acestui

subcapitol. Transparenţa spectrală a aerului, este, de asemenea, o caracteristică

care trebuie cunoscută în procesul de înregistrare a imaginilor. Coeficientul de

transparenţă variază după sezon şi în funcţie de diferitele lungimi de undă.

Vara, coeficientul de transparenţă scade semnificativ în vizibil, pentru

infraroşu variaţiile fiind mult mai mici. Totuşi, poate să apară o mărire a

luminozităţii generale datorită difuzei luminii în atmosferă. Valoarea vălului

atmosferic depinde de grosimea optică a atmosferei, de distanţă zenitală a

soarelui şi de direcţia de vizare, de capacitatea de reflexie a peisajului aerian,

precum şi de forma sub care se manifestă difuzia în atmosferă.



Fig. 1.4 Transmisia atmosferică

Principalele mijloace pentru înlăturarea sau slăbirea efectului voalului

atmosferic asupra înregistrării, sunt dispozitivele optice suplimentare ataşate

captorului, numite filtre. Acestea sunt poziţionate în faţa instrumentului optic

instalat pe platforma satelitară. Un al doilea mijloc de compensare a efectelor

atmosferice este alegerea judicioasă a benzilor spectrale. Principala sarcină a

filtrelor de culoare este aceea de a absorbi razele de lumina, reflectate şi

difuzate de către atmosferă. Datorită faptului că radiaţiile corespunzătoare

domeniului albastru, violet şi, în parte, ultraviolet, nu iau parte la formarea

imaginii din cauza reflexiei şi difuzării lor de către atmosfera este necesară

utilizarea filtrelor optice compensatoare colorate sau a detectorilor adecvaţi.

Între dispozitivul captor şi Pământ se află, întotdeauna, o pătură groasă de aer

care nu este niciodată complet transparentă. Aceasta este alterată într-un

anumit grad de prezenţa anumitor particule, fie solide fie produse prin

condensarea vaporilor de apă, care provoacă difuzarea luminii în atmosferă

afectând claritatea aerului. Mediul acesta tulbure imprimă şi obiectului de

fotografiat aceeaşi caracteristică, adică reduce contrastul detaliilor obiectului

de fotografiat. Acest mediu alterat poartă numele de văl atmosferic şi are drept

cauză prezenţa în atmosferă a diferitelor particule străine. Corpurile străine din

atmosfera provoacă difuzarea razelor de lumină în mediul înconjurător.

Difuzia luminii în atmosfera are două surse principale:

când aerul are relativ puţine impurităţi şi lumina solara este difuzată în

special de către moleculele de gaze, predominând radiaţia albastră ;

când aerul conţine multe impurităţi (praf, fum, ş.a.), iar razele

corespunzătoare diferitelor zone ale spectrului sunt reflectate şi difuzate

disproporţionat.






întrebări:

a) Ce măsoară de sistemele de teledetecţie?

b) Care este modul de interacţiune al energiei electromagnetice cu

suprafaţa terestră?

c) Care sunt elementele prin care poate fi caracterizată o undă

electromagnetică?

d) Care este spectrul electromagnetic utilizat în teledetecţia tehnologică?

e) Care sunt elementele care stau la baza analizei şi interpretării imaginilor

de teledetecţie?

f) Care sunt efectele atmosferei asupra înregistrărilor de teledetecţie?

g) Care sunt factorii limitativi în teledetecţie?

h) Care sunt fenomenele care apar la traversarea atmosferei de către

energia electromagnetică?



Toate categoriile de obiecte de la suprafaţa Terrei au proprietatea de

absorbi o parte a radiaţiei electromagnetice, în funcţie de aceasta

fiind definită semnătura spectrală a obiectului respectiv. Pe baza

cunoştinţelor referitoare la categoriile de radiaţii cu lungimi de undă

absorbite şi reflectate este posibilă analizarea şi interpretarea

imaginilor de teledetecţie.

1.5. Ramuri ale teledecţiei geospaţiale cu utilizare tematică

Domenii de

aplicare a

teledetecţiei

Dintre toate aplicaţiile teledetecţiei mai cunoscute sunt cele care se referă la

studiul resurselor naturale ale Pământului. Trebuie însă menţionat că

teledetecţia are aplicabilitate şi în multe alte domenii ale cercetării, un loc

important fiind ocupat de studiul poluării şi al poluanţilor.

Fără a considera următoarea enumerare ca fiind exhaustivă, se poate spune că

teledetecţia se ocupă cu:



studiul comportamentului suprafeţei terestre în interacţiune cu radiaţiile

electromagnetice,

studiul mijloacelor tehnice care permit recepţionarea acestor radiaţii

studiul metodelor de analiză a datelor recepţionate, înainte de a fi

extrase informaţiile care constituie, de fapt, produsul final şi scopul

declarat.

Astfel, instrumentele optice furnizează imagini similare unei observări directe

din spaţiu. Rezoluţia ridicată a acestor instrumente şi utilizarea benzilor

multispectrale permit achiziţionarea imaginilor foarte bogate în informaţii care

pot fi interpretate în vederea detaliilor specifice ale suprafeţei Terrei. De

asemenea, în mod complementar instrumentelor optice (dependente de starea

atmosferică şi de iluminarea directă a soarelui) instrumentele radar pot

funcţiona atât ziua cât şi noaptea indiferent de acoperirea cu nori. Observarea

în domeniul optic, al microundelor şi al hiperfrecvenţelor este un mijloc

modern de investigare care poate fi adaptat necesităţilor fiecărei aplicaţii în

parte. De exemplu, combinate cu imagini optice de arhivă, datele radar

constituie o alternativă viabilă performantă în cazuri de urgenţă generate de

calamităţi naturale.

Perfecţionarea tehnologiilor a permis ca în ultimii ani să se dezvolte o nouă

generaţie de sateliţi care permit şi ţărilor cu resurse limitate să opereze sisteme

satelitare de observare a Terrei datorită costurilor mai reduse şi a adaptabilităţii

pentru aplicaţii particulare. Este vorba de sistemele de sateliţi de talie mică care

oferă oportunităţi pentru expansiunea mai rapidă a cunoştinţelor tehnice în

domenii tematice mult mai variate. Poate fi amintita aici seria de sateliţi DMC

(Disaster Monitoring Constelation) produsă în Marea Britanie la Surrey

constelaţie care serveşte nevoile interne ale unor ţări ca Algeria (AlSAT),

Turcia (BilSAT sau Nigeria (NigeriaSAT), iar începând cu a doua generaţie şi

ale unor ţări cu potenţial spaţial avansat ca Spania (Deimos-1) sau China

(Beijing-1). Evident că şi Marea Britanie are pe orbită sateliţi UK-DMC(din

prima generaţie) şi UK-DMC 2 (din cea de a doua generaţie). Orbitele

heliosincrone ale acestor sateliţi sunt situate în planuri diferite şi sunt

coordonate în aşa fel încât intersectează Ecuatorul la aceeaşi oră locală.

Tehnici uzuale

de teledetecţie

Dacă până la începutul anilor '70 teledetecţia tehnologică civilă era limitată la

utilizarea fotografiei aeriene alb-negru şi color (în domeniul vizibil şi, foarte

rar, în domeniul infraroşu, astăzi nu se mai poate vorbi despre acest domeniu

fără a integra informaţia obţinută prin mijloace specifice observării Pământului

cu alte ramuri ale măsurătorilor terestre şi ale geografiei tematice. De aceea, la

nivel global, aceste tehnici de lucru sunt unanim acceptate ca făcând parte din

sistemul din ce în ce mai complex cunoscut sub abrevierea EO (en. Earth

Observation), sistem care include atât tehnicile specifice teledetecţiei, cât şi

cele ale poziţionării globale.

Odată cu lansarea primilor sateliţi tehnologici progresul în acest domeniu a fost

foarte rapid, în special datorita dezvoltării electronicii şi înlocuirii captorilor



fotochimici (reactivii peliculelor) cu captorii electronici care detectează lumina

variaţiile de temperatură sau radar.

În sens strict, teledetecţia utilizează radiaţiile electromagnetice din intervalul

cuprins între ultraviolet şi microunde. Senzorii specifici captează variaţiile de

absorbţie-emisie - reflexie ale suprafeţei, sau chiar a stratului superficial.

Datele sunt stocate pe un suport magnetic (sub formă de fişiere-imagine), în

formate care permit vizualizarea pe monitoare, tipărirea lor, sau impresionarea

pe materiale fotosensibile speciale (active în special în infraroşu) care permit

restituţia prin procedee fotografice clasice.

Radiaţiile electromagnetice sunt utilizate şi în geofizică dar, datorită faptului că

tehnicile de înregistrare care utilizează zone ale spectrului cu lungimi de undă

inferioare ultravioletului (raze X şi Gamma) sau mai mari decât microundele şi

care captează un semnal a cărui origine este situată la adâncime, nefiind având

doar o restituţie pe profil, se consideră că nu fac parte din metodele de

teledetecţie.

Este acceptat faptul că teledetecţia tehnologică se referă la aplicaţiile pentru

care metoda de procesare a datelor depinde de natura specială a vectorilor

purtători (avion, satelit) utilaţi cu captori şi detectori asociaţi unor porţiuni ale

spectrului electromagnetic, chiar dacă există şi replici terestre utilizând acelaşi

tip de echipament de înregistrare a datelor.

De asemenea, se consideră că în domeniul aplicativ se folosesc patru tehnici

uzuale de teledetecţie:

trei cu înregistrare pasivă (fotografia aeriană sau cosmică, cunoscută

şi sub numele de fotogrammetrie, teledetecţia multispectrală în

domeniul vizibil şi infraroşu

una cu înregistrare activă, (radar-ul).

Acestă clasificare nu este exhaustivă. Evoluţia rapidă a tehnologiei a introdus

tipuri noi de captori specifici domeniului hiperspectral (instrumente care au

mai mult de 10 benzi spectrale sau chiar peste o sută). De asemenea

menţionăm şi tehnicile lidar care au preluat în mare măsură unele din atribuţiile

fotogrammetriei.

O altă tehnică considerată a fi o parte a teledetecţiei este videografia care este

folosită mai ales pentru cartarea tematică de urgenţă în zonele greu accesibile,

dar precizia cu care sunt obţinute datele îi conferă acesteia un caracter

informativ.Multă vreme s-a considerat că există două ramuri ale teledetecţiei,

din care una, de orientare figurativă, utilizează metode de analiză calitativă

care permit, cu foarte mare dificultate, generarea de imagini, cunoscută şi sub

denumirea de teledetecţie analogică, iar cea de-a doua, care se referă la

aspectul numeric, apărută şi dezvoltată odată cu computerele, tratînd informaţia

în mod abstract, ca o colecţie de măsurători care subliniază caracterul inerent

cantitativ al datelor. În cazul al doilea imaginea nu este înţeleasă ca informaţie

ci ca un mecanism simplu pentru vizualizarea informaţiei.



Tehnologia laturii figurative este mult mai veche şi, consideră unii, mai

dezvoltată din punct de vedere conceptual, senzorii utilizaţi (camerele

fotografice) fiind la îndemâna oricui, un aspect foarte important în evaluarea

capabilităţilor fiind marea experienţă acumulată în tehnicile de analiză

asociate, specifice interpretării fotografiilor ortocromatice, pancromatice,

spectrozonale în vizibil sau infraroşu, dar şi în ultraviolet.




întrebări:

a) Care este obiectul de studiu al teledetecţiei?

b) Care sunt caracteristicile instrumentelor optice de teledetecţie?

c) Care sunt caracteristicile instrumentelor radar de teledetecţie?

d) Care sunt cele 4 tehnici uzuale folosite în teledetcţie?



Se consideră că în domeniul aplicativ se folosesc patru tehnici uzuale

de teledetecţie:

trei cu înregistrare pasivă (fotografia aeriană sau cosmică,

cunoscută şi sub numele de fotogrammetrie, teledetecţia

multispectrală în domeniul vizibil şi infraroşu




1.6. RĂSPUNSURI ŞI COMENTARII LA ÎNTREBĂRILE DIN TESTELE

DE AUTOEVALUARE

Test de autoevaluare:

Intrebarea 1

a) Termenul "detecţie de la distanţă" înseamnă studierea suprafeţei

Pământului, din spaţiu, utilizând proprietăţile undelor electromagnetice

emise, reflectate sau difractate de către obiectele studiate, în scopul

îmbunătătirii managementului resurselor naturale, utilizării solului şi

protejării mediului.

b) Termenul "date primare" se referă la acele date neprelucrate,

achiziţionate de senzori plasaţi pe aparatul din spaţiu, care sunt transmise

la sol, din spaţiu prin telemetrie, sub forma de semnale electromagnetice,

filme fotografice, benzi magnetice sau alte mijloace.

c) Termenul de "date procesate" se referă la datele obţinute în urma

procesării datelor primare, procesări necesare pentru a le face utilizabile.

d) Termenul de "informaţii analizate" face referire la informaţia rezultată

din interpretarea datelor procesate, a datelor de intrare şi a cunostinţelor

din alte surse.

e) Termenul de "activităţi de detecţie de la distanţă" se referă la

operaţiunile efectuate de sistemele spaţiale de detecţie, colectarea de date

primare şi stocarea, interpretarea şi diseminarea datelor procesate.

f) Naşterea teledetecţiei satelitare se situeaza în anii '60, odată cu lansarea

primelor platforme cu destinaţie meteorologică.

g) Primul satelit cu destinaţie civilă a fost lansat în anul 1972 şi a fost

destinat monitorizării resurselor naturale.

Intrebarea 2

a) Din punct de vedere al geografului definiţia ar putea fi formulată astfel:

Ansamblu de cunoştinţe şi tehnici utilizate pentru determinarea

caracteristicilor fizice şi biologice ale suprafeţei terestre prin

măsurători efectuate de la distanţa fără a intra în contact material cu

acestea. b) Problematica teledetecţiei se rezumă la studiul fenomenelor urmărindu-

se analizarea acestora în funcţie de:

natura, specificitatea şi caracteristicile lor;

durata acestora cu ordin de mărime diferenţiat de natura fenomenelor

derulate (ore, luni, ani, decenii..) sau, generalizând, se pot lua în

considerare elemente temporale (trecutul, mai mult sau mai puţin

cunoscut, prezentul studiat, viitorul prognosticat)

spaţiul geografic definit de:

dimensiunile laterale x,y referitoare la un plan sau o suprafaţă,

dimensiunea verticală (altitudine, înalţime, profunzime, grosime),

relatiile dintre obiecte

c) Folosirea imaginilor provenite de la sateliţii de observare a Pământului



ţine cont de caracteristicile proprii fiecărui satelit utilizat, mai precis de

cei trei parametri fundamentali:

rezoluţia spatială,

rezoluţia spectrală,

repetitivitatea spaţio-temporală.

d) Teledetecţia oferă posibilitatea studierii de către specialişti a problemelor

majore privind conservarea naturii. Pot fi amintite tematici de studiu de

mare importanţă pentru prezentul şi viitorul omenirii:

defrişările masive, seceta,

monitorizarea culturilor agricole,

explorarea şi exploatarea resurselor minerale,

efectele dezastrelor naturale (inundaţii, cutremure, alunecări de teren,

etc.) sau antropice.

De asemenea este important să fie amintite şi alte aplicaţii, astăzi

devenite operaţionale, ale teledetecţiei:

studiul ratei de sedimentare în estuare şi areale deltaice,

managementul şi reabilitarea fondului forestier,

reecologizarea (regenerarea solurilor) după încheierea exploatărilor

miniere (aceste proceduri au o durat mare de peste 10 ani);

monitorizarea temperaturii suprafeţei mărilor şi oceanelor pentru a

identifica cele mai bune locuri de pescuit din punctul de vedere al

producţiei şi cu impact redus asupra protecţiei speciilor, măsurarea

cantităţii de clorofilă,

studii privind salinitatea apei, monitorizarea calităţii apei din punct

de vedere al turbidităţii şi al conţinutului de alge în zonele costiere,

modul de utilizarea a terenurilor.

e) Modul în care specialistul înţelege relaţia dintre imagine satelitară şi

realitatea înconjurătoare depinde de două elemente aparent disociate:

pregătirea sa de bază, pe de o parte, iar pe de altă parte echipamentele

şi tehnicile de prelucrare (operaţionale sau experimentale) de care

dispune acesta. Mai trebuie ţinut seama şi de faptul că în teledetecţie este

obligatorie crearea de echipe complexe formate din specialişti capabili să

extragă şi să analizeze în mod coerent, integrat, cu viziune

multidisciplinară, esenţa informaţiei tematice.

Intrebarea 3

a) Mărimea cea mai des măsurată de sistemele de teledetecţie actuale este

energia electromagnetică emanată sau reflectată de obiectul studiat.

b) Care elementele constitutive ale scoarţei terestre (rocile, solurile),

vegetaţia, apa, cât şi obiectele care le acoperă au proprietatea de a

absorbi, reflecta sau de a emite energie. Cantitatea de energie depinde

de caracteristicile radiaţiei, de proprietatea de absorbţie a obiectelor şi

de orientarea acestor obiecte faţa de soare sau faţa de sursa de radiaţie.

Toate obiectele din natură, cu condiţia ca temperatura lor sa fie

superioară lui zero absolut (0K –273C), emit o cantitate specifică de



radiaţie electromagnetică din care, o parte, poate fi percepută de

instrumente specializate.

c) O unda electromagnetică este caracterizată prin lungimea de undă (sau

frecvenţă), polarizare şi energia sa specifică. Independent de aceste

caracteristici, toate undele electromagnetice sunt de natura esenţial

identică.

d) Teledetecţia utilizează radiaţiile electromagnetice din intervalul cuprins

între ultraviolet şi microunde.

e) Elementele care stau la baza acestor analizei şi interpretării imaginilor de

teledetecţie sunt următoarele:

lungimea de undă;

intensitatea radiaţiei incidente;

caracteristicile obiectelor şi elementelor (în particular

caracteristici de absorbţie);

orientarea acestor obiecte şi elemente în raport cu poziţia

soarelui sau a sursei de iluminare.

f) Efectele atmosferei asupra înregistrărilor aeropurtate şi spaţiale asupra

pământului pot fi grupate în patru categorii principale: difuzie,

absorbţie, refracţie şi turbulenţa.

g) Limitările fizice sunt legate esenţial de fenomenele fizice susceptibile de

transferul informaţiei de la obiect la captor. În acest sens, sunt luate în

considerare în cadrul procesului de teledetecţie:


câmpurile de forţă electrice, magnetice şi câmpul gravitaţional,

vibraţiile acustice,

vibraţiile mecanice,

particule perturbatoare.

h) La traversarea atmosferei, radiaţia solară este supusă unor perturbaţii

care depind de lungimea de undă proprie. Acestea sunt datorate

absorbţiei şi emisiei mediului precum şi difuziei, difracţiei sau refracţiei

atmosferice.

Intrebarea 4

a) Teledetecţia se ocupă cu:

studiul comportamentului suprafeţei terestre în interacţiune cu


studiul mijloacelor tehnice care permit recepţionarea acestor radiaţii

studiul metodelor de analiză a datelor recepţionate, înainte de a fi

extrase informaţiile care constituie, de fapt, produsul final şi scopul

declarat.

b) Instrumentele optice furnizează imagini similare unei observări directe

din spaţiu. Rezoluţia ridicată a acestor instrumente şi utilizarea benzilor

multispectrale permit achiziţionarea imaginilor foarte bogate în

informaţii care pot fi interpretate în vederea detaliilor specifice ale

suprafeţei Terrei.



c) În mod complementar instrumentelor optice (dependente de starea

atmosferică şi de iluminarea directă a soarelui) instrumentele radar pot

funcţiona atât ziua cât şi noaptea indiferent de acoperirea cu nori.

Combinate cu imagini optice de arhivă, datele radar constituie o

alternativă viabilă performantă în cazuri de urgenţă generate de

calamităţi naturale.

d) Se consideră că în domeniul aplicativ se folosesc patru tehnici uzuale de

teledetecţie:

trei cu înregistrare pasivă (fotografia aeriană sau cosmică,

cunoscută şi sub numele de fotogrammetrie, teledetecţia

multispectrală în domeniul vizibil şi infraroşu


1.7. LUCRAREA DE VERIFICARE NR. 1

1. Care este conţinutul primului principiu fundamental referitor la

domeniul observării Terrei?

2. Care este definiţia teledetecţiei?

3. Cum sunt caractersisticile senzorilor sateliţilor de teledetecţie?

4. Enumeraţi cel mai importante aplicaţii ale teledetecţiei.

5. Ce ştiţi despre spectrul electromagnetic general şi despre cel utilizat

în teledetecţia tehnologică?

6. Enumeraţi şi descrieţi efectele atmosferei asupra înregistărilor de

teledetecţie.

7. Care sunt facorii limitativi în teledetecţie?

8. Ce ştiţi despre difuzia luminii în atmosferă?

9. Care sunt caracteristicile instrumentelor optice/radar?

10. Care sunt tehnicile uzuale de teledetecţie?

1.8. BIBLIOGRAFIE MINIMALĂ

1. Campbell, J.B. (1987) Introduction to Remote Sensing. The Guilford Press, New York.

2. Barton, D. & S. Leonov (eds.) (1997) Radar technology encyclopedia, 511 p., Artec House,

Norwood, MA, USA, ISBN 0-89006-893-3

3. Oliver, C. & S. Quegan (1998) Understanding synthetic aperture radar images, 479 p., Artech

House, Norwood, MA, USA, ISBN 089006850X.

4. Campbell, J. B. (1996) Introduction to Remote Sensing (2nd Ed), London:Taylor and

Francis.




ROLUL CULORILOR ÎN ANALIZA DATELOR DE TELEDETECŢIE

Cuprins Pagina


2.2. Principii fundamentale 23

2.3. Evaluarea şi reproducerea culorilor 28

2.4. Alte noţiuni importante privind culorile 31





Acest capitol are ca scop familiarizarea studenţilor cu rolul

culorilor în analiza datelor de teledetecţie

Principii fundamentale privind modul de propagare a luminii în

spaţiu, noţiunea de culoare, geneza culorilor în natură

Evaluarea şi reproducerea culorilor, parametrii subiectivi/obiectivi

de evaluare a culorilor, sinteza aditivă/substractivă a culorilor

Alte noţiuni importante privind culoarea utilizate în practica

procesării de imagini, rolul filtrelor în teledetecţie

2.2. Principii fundamentale

Lumina –

formă de

energie care se

propagă sub

forma undelor

electromagetice

Lumina este o formă de energie care se propagă în spaţiu sub forma undelor

(oscilaţiilor) electromagnetice, fiind un caz particular al energiei radiante,

mai precis este acea parte a energiei radiante care este capabilă să producă

fiinţei umane şi altor organisme superioare, senzaţii vizuale. Energia emisă

de soare cuprinde o largă gamă de radiaţii electromagnetice. Dintre acestea,

la suprafaţa Pamântului, după trecerea prin atmosfera terestră (care

acţionează ca un filtru), ajunge doar o mică parte, care cuprinde radiaţiile

vizibile precum şi radiaţii din zonele învecinate (ultraviolet şi infraroşu).

Toate acestea alcătuiesc zona optică a spectrului.

Dintre componentele spectrului radiaţiilor electromagnetice, doar acelea

aparţinând unui domeniu foarte îngust, plasat aproximativ în mijlocul

acestuia, având valorile eşalonate între 380 şi 760 nm, produc senzaţii

luminoase. Ele constituie zona vizibilă a spectrului, prezenţa lor simultană în

cantităţi egale, provocând unui observator senzaţia luminii albe.Ochiul uman

nu este capabil să distingă componentele luminii albe, dar, atunci când



printr-un procedeu oarecare, aceasta este descompusă astfel încât radiaţiile

componente să ocupe poziţii diferite în câmpul vizual, organul vederii le

diferenţiază prin senzaţii diferite de culoare. Ochiul răspunde simultan

tuturor radiaţiilor pe care le captează ; o radiaţie de o anumită lungime de

undă nu poate fi distinsă dintre celelalte, cu excepţia cazului în care este

captată separat. De exemplu, ochiul identifică cu uşurinţă culoarea verde în

spectrul vizibil, dar nu este capabil să izoleze această senzaţie din lumina

albă în care acest verde este prezent. Înseamnă că ochiul nu conţine o

infinitate de categorii de elemente sensibile la culoare, corespunzătoare

tuturor radiaţiilor aparţinând domeniului vizibil al spectrului. Experienţa

demonstrează că totul se petrece ca şi cum ar exista doar trei categorii de

astfel de elemente, mai precis de conuri corespunzând, în mare, celor trei

zone ale spectrului care grupează radiaţiile albastre (380-500 nm), verzi

(500-600 nm) şi roşii (600-760 nm). Este suficient astfel să se amestece în

mod judicios fascicole de lumină având culorile roşu, verde, respectiv

albastru (numite culori primare), pentru a realiza sinteza luminii albe.

Această teorie este confirmată de faptul că orice culoare poate fi reprodusă

printr-un amestec potrivit de trei fascicole de lumină, fiecare corespunzător

culorilor primare.

Noţiunea de

culoare

Fiind un fenomen în întregime cerebral, rezultat din acţiunea radiaţiilor

luminoase asupra ochiului determinând o senzaţie asociată viziunii, noţiunea

de culoare nu există din punct de vedere material. Culorile pot fi create de

interacţiunea luminii cu obiectele, fie culorile corpurilor opace, sau ale

corpurilor transparente, fie prin emiterea cu ajutorul unui dispozitiv iradiant

(fascicul laser, televiziune). În cazul corpurilor opace culoarea rezultă din

interacţiunea luminii cu un obiect. Receptorul (în acest caz ochiul)

analizează, iar creierul interpretează fracţiunea de semnal reflectat în direcţia

sa (fig. 2.1). În cazul corpurilor transparente receptorul analizează, iar

creierul interpretează fracţiunea de semnal transmisă către receptor (fig.2.2).

Fig. 2.1 Culoarea corpurilor opace



Fig. 2.2 Culoarea corpurilor transparente

În 1669 Newton a reuşit să descompună experimental, cu ajutorul unei

prisme triunghiulare, lumina albă în culori monocromatice, respectiv în

radiaţii electromagnetice cărora le corespunde o lungime de undă care

permite să fie caracterizate. Altfel spus a descompus un fascicol de lumină

solară pentru a pune în evidenţă o serie neîntreruptă de culori juxtapuse, care

a primit denumirea de spectru vizibil. Producerea spectrului în acest mod se

explică prin faptul că indicele de refracţie al unui material transparent

variază cu lungimea de undă a radiaţiei care îl traversează; în consecinţă,

diferitele radiaţii componente ale unui amestec sunt deviate mai mult sau mai

puţin în funcţie de lungimea lor de undă.Între culorile spectrului nu există

graniţe bine definite de trecere de la o culoare la alta, dar ochiul uman

distinge, totuşi, un număr de peste 150 de nuanţe intermediare. O culoare

obţinută prin excitarea ochiului cu o radiaţie luminoasă de o anumită

lungime de undă sau de o bandă foarte îngustă de lungimi de undă (sub 5

nm) se numeşte culoare monocromatică, iar radiaţia care îi dă naştere este

denumită radiaţie monocromatică.

În realitate, culorile uzuale sunt departe de a fi pure aşa cum sunt culorile

monocromatice ale spectrului. De fapt, culorile folosite în teledetecţie

corespund radiaţiei acoperind un interval continuu de lungimi de undă care

integrează o infinitate de unde monocromatice. De aceea, procesarea de

imagini are ca obiect şi caracterizarea spectrală a culorii corpurilor.

Definiţia

culorii

Definiţia culorii poate avea diferite sensuri dacă luăm în considerare aspectul

fizic, psihofizic, psiho-senzorial sau fiziologic:

din punct de vedere fizic: radiaţii electromagnetice cuprinse între

375-760 nm (banda spectrului electromagnetic vizibil), cu o lungime

de undă care este susceptibilă să stimuleze selectiv conurile retiniene;

din punct de vedere psiho-fizic culoarea este acea caracteristică a

luminii care permite de a distinge unul de altul, două câmpuri din

spectrul vizibil care au aceeaşi formă, mărime şi structură;

din punct de vedere psiho-senzorial, indiferent de stimulul utilizat,

orice senzaţie luminoasă se caracterizează prin: luminozitate (factor



necromatic ce se referă la intensitatea sursei luminoase), tonalitate

(denumirea culorii care se referă la scara perceptivă calitativ şi

indicată cu termenii de roşu, verde, galben, albastru) şi saturaţie

(caracteristică a culorii ce se referă la o scară de senzaţii reprezentând

grade crescânde de culoare plecând de la alb).

din punct de vedere fiziologic, compunerea unui ansamblu de trei

culori primare permite reproducerea oricărei culori.

Rezultă, deci, că noţiunea de culoare include în sine doi factori:

unul obiectiv (radiaţia luminoasă),

unul subiectiv (senzaţia de culoare care se naşte în creierul uman, ca

urmare a excitării ochiului de această radiaţie).

Geneza

culorilor în

natură

Toate senzaţiile de culoare pe care le încercăm rezultă din modificarea

selectivă a luminii albe în natură. Principalele fenomene fizice care stau la

originea acestor modificări sunt absorbţia, difuzia, interferenţa, dispersia şi

fluorescenţa.

Absorbţia. Majoritatea fenomenelor absorb selectiv o parte din lumina care

le întâlneşte, în sensul că absorbţia variază cu lungimile de undă ale

radiaţiilor componente. Ca urmare, lumina care părăseşte materialul (prin

reflexie sau transmisie) are o compoziţie spectrală diferită de cea incidentă

şi, fiind percepută de ochi, produce senzaţia unei anumite culori. Un obiect

dat va apărea, deci, colorat în culoarea luminii reflectate sau transmise de el.

Difuzia. Culorile în care apare cerul la răsăritul sau la apusul soarelui rezultă

datorită aceluiaşi fenomen care conferă cerului senin culoarea sa albastră :

difuzia selectivă a radiaţiilor luminoase reflectate în toate direcţiile de către

moleculele gazelor care alcătuiesc atmosfera. Acţionând asupra radiaţiilor

luminoase, moleculele de aer au influenţă în primul rând asupra celor cu

lungime de undă mică şi destul de puţin asupra celorlalte. Difuzate prin

reflexie, undele luminoase cu lungime de undă mică dau cerului culoarea

albastră. Proporţia de unde scurte difuzate este atât de mare încât

observatorul nu mai primeşte decât o cantitate foarte mică din acestea: fluxul

luminos este compus în principal din unde mai lungi, astfel încât soarele

apare galben, portocaliu şi, în anumite cazuri, în funcţie de puritatea

atmosferei, chiar roşu. Când aerul este încărcat de praf, fum, picături de apă

în suspensie, difuzia îşi pierde caracterul selectiv şi, acţionând asupra tuturor

radiaţiilor conţinute în lumina solară, este difuzată lumina albă, ceea ce face

ca cerul să capete un aspect alb, laptos. În absenţa totală a atmosferei şi deci

a difuziei luminii solare, cerul ar părea negru, ca în spaţiile intersiderale iar

stelele ar fi vizibile la orice oră din zi şi din noapte.

Interferenţa pe straturi transparente subţiri este rezultatul interacţiunii dintre

radiaţiile reflectate pe ambele feţe ale acestora, având ca efect diminuarea,

intensificarea sau anularea reflexiei în funcţie de faza în care acestea se

întâlnesc. În lumina albă interferenţa are ca rezultat atenuarea selectivă a



unor radiaţii în funcţie de raportul dintre lungimile lor de undă şi grosimea

stratului. Din acest motiv baloanele de săpun şi petele de ulei de pe

suprafaţa apei, care reprezintă variante ale straturilor transparente subţiri,

prezintă un aspect multicolor.

Dispersia. Formarea culorilor poate proveni, de asemenea, din diferenţele de

refracţie suferite de radiaţiile având lungimi de undă diferite. Lumina albă

este astfel dispersată în elementele sale componente, etalate sub forma unui

spectru colorat. Exemplele bine cunoscute sunt:

curcubeul (produs prin refracţia selectivă a componentelor luminii

albe solare la trecerea prin picăturile de apă aflate după ploaie în

atmosferă);

spectrul obţinut la trecerea unui fascicol de lumină albă printr-o

prismă triunghiulară transparentă;

"apele" policrome etalate de faţetele şlefuite ale diamantului la

iluminarea sa cu o sursă puternică de lumină.

Fluorescenţa. Radiaţiile ultraviolete, deci invizibile, care, absorbite de

anumite substanţe, sunt transformate în radiaţii de diferite lungimi de undă

din domeniul vizibil, având culori strălucitoare vizibile în plină obscuritate

provoacă fenomenul de fluorescenţă. Imaginea color de televiziune, dar şi,

foarte important pentru procesarea de imagini de teledetecţie, cea obţinută

pe ecranul monitoarelor calculatoarelor, se reconstituie cu ajutorul unor

luminofori a căror excitare este produsă nu de radiaţii electromagnetice ci de

fascicole de electroni.




întrebări:

a) Cum se propagă lumina în spaţiu?

b) Care sunt cele trei zone care aparţin domeniului vizibil al spectrului?

c) Care este definiţia culorii?

d) Care sunt principalele fenomene fizice care stau la originea modificării

selective a luminii albe în natură?





Lumina este o formă de energie care se propagă în spaţiu sub forma

undelor electromagnetice. Energia emisă de soare cuprinde o largă

gamă de radiaţii electromagnetice. Dintre acestea, la suprafaţa

Pamântului, după trecerea prin atmosfera terestră (care acţionează ca

un filtru), ajunge doar o mică parte, care cuprinde radiaţiile vizibile

precum şi radiaţii din zonele învecinate (ultraviolet şi infraroşu).

Toate acestea alcătuiesc zona optică a spectrului.

2.3. Evaluarea şi reproducerea culorilor

Generalităţi Deşi culoarea este o calitate, nu o cantitate a fost necesar în vederea

identificării, comparării şi reproducerii culorilor, să se stabilească o serie de

parametrii de evaluare a acestora. În plus, deoarece culoarea este o senzaţie

(fenomen psihic, subiectiv) provocată de o radiaţie electromagnetică

(fenomen fizic, obiectiv), pentru evaluarea sa se utilizează atât parametrii

subiectivi cât şi obiectivi.

Parametrii

subiectivi de

evaluare a

culorii

Ochiul identifică o culoare după strălucire, nuanţă şi saturaţie:

strălucirea este atributul senzaţiei vizuale potrivit căruia o sursă

luminoasă directă sau indirectă , pare că emite mai multă sau mai

puţină lumină.

nuanţa (tonalitatea cromatică) este atributul senzaţiei vizuale care

permite să se dea o denumire unei culori, prin asociere cu o anumită

regiune a spectrului vizibil. Culorile principale provenite din

dispersia luminii albe sunt, în ordinea descrescândă a lungimilor de

undă: roşu, portocaliu (oranj), galben, verde, albastru, indigo şi

violet, ale căror iniţiale formează cuvântul ROGVAIV, util pentru

reţinerea denumirilor culorilor spectrale şi a ordinii lor în spectru.

saturaţia este atributul senzaţiei vizuale care permite să se aprecieze

senzaţia vizuală totală şi se caracterizează prin amestecul de lumină

albă în culoarea dată.

Parametrii subiectivi se folosesc în limbaj curent pentru aprecierea

reproducerilor fotografice, a culorilor obiectelor uzuale. Pentru a se ajunge

însă la performanţele actuale în domeniul reproducerii culorilor în fotografie,

film, televiziune, în domeniul tipografic şi, în cazul de faţă, în teledetecţie, a

fost necesară stabilirea unor parametrii obiectivi, măsurabili.

Parametrii

obiectivi de

evaluare a

culorilor

În practică culoarea este evaluată făcând apel la următorii parametrii:

Luminanţa caracterizează intensitatea radiaţiei luminoase a unei surse de

radiaţii directe sau indirecte într-o anumită direcţie, raportată la aria

suprafeţei aparente a sursei văzute din respectiva direcţie.

Lungimea de undă dominantă exprimă lungimea de undă a radiaţiei



monocromatice care generează, prin comparaţie, culoarea pură cea mai

apropiată de culoarea considerată.

Puritatea exprimă gradul de diluare a culorii pure definite de lungimea de

undă, prin amestec cu lumina albă, diluare care trebuie făcută pentru

reconstituirea culorii obiectului. Exemple de culori pure sunt cele spectrale.

Între parametrii obiectivi şi subiectivi există următoarea corespondenţă:

luminanţă strălucire,

lungime de undă dominantă nuanţă

puritate saturaţie.

În legătură cu parametrii enumeraţi, trebuie arătat că mărimile lungime de

undă dominantă şi puritate, se recunosc sub numele de cromaticitate, iar

nuanţa şi saturaţia, sub denumirea de cromie.

Sinteza

aditivă a

culorilor

(amestecul

aditiv)

Teoria tricromatică a vederii este confirmată de faptul că orice culoare poate

fi reprodusă (sintetizată) prin amestecul judicios a trei fascicole de lumină

colorate în albastru, verde şi respectiv roşu, numite culori primare,

reprezentând, fiecare, aproximativ cât o treime din spectrul vizibil.

Atunci când amestecul a trei fascicule de lumină colorată se obţine prin

adunare spunem că au fost sintetizate culorile prin aditivare. Procedeul se

poate realiza într-o cameră obscură, proiectând pe un ecran alb fascicolele de

lumină provenind de la trei surse coerente de lumină, prevăzute fiecare cu

câte un filtru având culorile roşu, verde, respectiv albastru. Suprapunând în

diferitele moduri cele trei proiecţii, se obţin următoarele rezultate:

la intersecţia fascicolului roşu cu cel verde se obţine o suprafaţă

galbenă (R+V=G);

fascicolul roşu combinat cu cel albastru generează culoarea magenta

(purpuriu) (A+R=M);

fascicolul albastru combinat cu cu cel verde generează prin

suprapunere culoarea cyan (azurie) (V+A=C)

la intersecţia celor trei fascicole colorate, se obţine o suprafaţă albă:

(R+V+A alb)

Trecând în această egalitate pe rând, fiecare culoare în dreapta, putem scrie:

(R+V = alb-A) ; R+A = alb-V şi V+A = alb-R

dar R+V, R+A şi V+A reprezintă culorile Galben, Magenta şi respectiv

Cyan. Rezultă că : galbenul şi albastrul, verdele şi magenta, respectiv

cyanul cu roşul, alcătuiesc, în amestec de cantităţi egale, culoarea albă

(Figura. 2.3). Din acest motiv, culorile galben, magenta şi cyan se numesc

complementarele culorilor albastru, verde şi respectiv roşu deoarece

amestecate în proporţii corespunzătoare dau o culoare neutră (alb sau

cenuşiu). De exemplu, culoarea complementară pentru galben este violet,



pentru roşu este verde-albăstrui, iar pentru albastru este portocaliu.

Aşezate alături aceste culori au proprietatea de a se întări reciproc. În

legătură cu culorile complementare, trebuie făcute două remarci interesante:

culoarea magenta nu se găseşte în spectrul vizibil; ea rezultă prin

amestecul culorilor spectrale roşu şi albastru;

dacă în culorile cyan (albastru+verde), magenta (roşu+albastru)

simţim într-o oarecare măsură prezenţa componentelor, în galben

(roşu+verde) componentele amestecului îşi pierd complet

individualitatea.

Fig. 2.3 Sinteza aditivă şi substractivă a culorilor

Sinteza

substractivă a

culorilor

În sinteza aditivă s-a pornit de la întuneric iar culorile au fost generate pe

rând, adăugând succesiv radiaţii diferit colorate până la obţinerea senzaţiei

de alb. Există şi o alta metodă, în care punctul de pornire este lumina alba

din care se extrag pe rând radiaţiile componente. Aceasta metoda poarta

denumirea de sinteza substractivă şi se bazează pe extragerea treptată a

componentelor unui amestec de radiaţii. Termenul amestec substractiv,

folosit uneori, trebuie înţeles ca un amestec al efectelor, nu al radiaţiilor, ca

în cazul sintezei aditive.

Acest mod de obţinere a culorilor se poate realiza experimental amplasând

pe o suprafaţa translucidă, iluminată din spate cu lumină alba, filtre având

culorile complementare: galben, magenta şi cyan. Se constata următoarele:

la suprapunerea filtrelor cyan şi galben apare culoarea verde, filtrele galben

şi magenta produc culoarea roşie iar cele purpuriu şi cyan culoarea albastră.

Zona care corespunde suprapunerii tuturor celor trei filtre apare neagră sau

gri.

Explicaţia apariţiei culorilor noi prin suprapunerea filtrelor se bazează pe

principiul cunoscut al acţiunii filtrelor colorate: un filtru de o anumita

culoare reţine radiaţiile având culoarea complementară şi permite trecerea

acelor radiaţii care au culoarea sa.

Filtrul galben permite trecerea radiaţiilor având culoarea galbenă, care sunt

compuse din radiaţii verzi şi roşii. Aceste radiaţii întâlnesc apoi, spre

exemplu, filtrul magenta, care permite trecerea radiaţiilor roşii şi albastre.



Singura radiaţie care poate străbate ambele filtre este cea roşie, regăsindu-se

ca o componentă atât în magenta cât şi în galben. În sfârşit, când radiaţia

roşie trecută prin primele două filtre ajunge la filtrul cyan, este oprită

complet, fiind complementară acestuia.

Sinteza pe cale aditivă a culorilor se află la baza formării imaginii de

televiziune în culori. Reproducerea fotografică şi tipografică a culorilor se

bazează pe sinteza substractivă. Filtrele fotografice îşi îndeplinesc diferitele

lor funcţiuni acţionând substractiv asupra luminii.




întrebări:

a) Care sunt parametrii subiectivi de evaluare a culorilor?

b) Care sunt parametrii obiectivi de evaluare a culorilor?

c) Ce reprezintă sinteza aditivă a culorilor?

d) Ce reprezintă sinteza substractivă a culorilor?



Deşi culoarea este o calitate, nu o cantitate a fost necesar în vederea

identificării, comparării şi reproducerii culorilor, să se stabilească o

serie de parametrii de evaluare a acestora. În plus, deoarece culoarea

este o senzaţie (fenomen psihic, subiectiv) provocată de o radiaţie

electromagnetică (fenomen fizic, obiectiv), pentru evaluarea sa se

utilizează atât parametrii subiectivi cât şi obiectivi.

2.4. Alte noţiuni importante privind culorile

Alte noţiuni

privind

culorile

utilizate în

practica

procesării de

imagini

Procesarea de imagini de teledetecţie, în special atunci când scopul final este

unul cartografic, are în vedere multe din conceptele de utilizare a culorii în

artă. Trăim într-un univers cromatic în care, teoretic, am putea întâlni

aproape 30000 de nuanţe de culori deşi în mod obişnuit ochiul nostru poate

distinge numai opt - nouă nuanţe din fiecare culoare.

Reprezentarea adecvată, a realităţii din natură este întotdeauna legată de

alegerea judicioasă a culorilor aşa încât harta să fie expresivă şi să ofere, în

acelaşi timp, un confort vizual optim, fără a neglija un aspect: cu ajutorul



culorilor putem crea senzaţia de mărire sau micşorare a spaţiului. Pentru

aceasta vom enumera câteva noţiuni foarte importante în practica

reprezentării:

Culori cromatice: culori care reflectă lumina (solară sau artificială)

neselectiv, adică reflectă în mod egal toate lungimile de unde

electromagnetice vizibile pentru ochiul omenesc (între 375 şi 760

milimicroni). În această categorie intră culorile alb, negru, şi toate nuanţele

dintre alb şi negru (gri). Aceste culori se deosebesc între ele prin strălucire şi

luminozitate.

Culori acromatice: culori care reflectă lumina (solară sau artificială)

neselectiv, adică reflectă în mod egal toate lungimile de undă

electromagnetice vizibile pentru ochiul omenesc (între 375 - 760

milimicroni). În această categorie intră culorile alb, negru şi toate nuanţele

dintre alb şi negru (cenuşiu). Aceste culori se deosebesc între ele printr-o

singură însuşire: strălucirea sau luminozitatea.

Culori calde: roşu, roşu - gălbui, galben, galben-verzui sunt culori care dau

impresia de căldură datorită valenţelor calorifice (termice) ale lungimilor de

undă ce le corespund şi care prezintă o intensitate ridicată a energiei radiante.

Culori adânci: culori care având puritatea mare şi luminozitatea mică dau

senzaţia de profunzime, de spaţialitate şi îndepărtare (ex.: albastru, verde).

Luminozitatea sau strălucirea: reprezintă gradul de intensitate sau

încărcătura energetică a razelor de lumină, respectiv a umbrelor

electromagnetice, reflectate de o anumită culoare. Este determinată de

amplitudinea undei luminoase. Culorile deschise sau strălucitoare reflectă

mai multă lumină decât cele închise. Culoarea cea mai luminoasă este

culoarea albă, iar cea mai puţin luminoasă, culoarea neagră. Culorile de la

marginea spectrului vizual (albastru, violet) au o strălucire mai mică decât

cele de la mijloc (galben).

Saturaţia: reprezintă puritatea sau gradul de amestec al unei culori cu albul

(amestecul lungimilor de undă). Este însuşirea culorii de a fi mai

concentrată, mai saturată sau mai pală şi este dată de distanţa la care se

situează o culoare cromatică dată de culoarea acromatică - alb. Depinde de

uniformitatea lungimilor de undă percepute concomitent. O culoare este cu

atât mai pură cu cât undele electromagnetice care ne dau culoarea respectivă

sunt mai omogene. Ca lungime de undă sunt de acelaşi fel. O culoare

teoretic pură este aceea determinată de o singură lungime de undă. Dacă

percepem concomitent toate lungimile de undă, vedem culoarea albă.

Saturaţia unei culori scade dacă adăugăm cenuşiu sau dacă facem să crească

sau să scadă luminozitatea. Corpurile care absorb toate lungimile de undă

sunt percepute ca fiind negre iar cele care reflectă toate lungimile de undă

sunt percepute ca fiind albe. Absorbţia şi reflexia în diferite proporţii a

tuturor lungimilor de undă determină nuanţe cromatice aflate între alb şi

negru, respectiv tonurile de gri.



Rolul filtrelor

în teledetecţie

La ora actuală specialiştii consideră că filtrul este unul dintre cele patru

elemente fundamentale ale captării imaginii şi înregistrării ei, alături de

lumină, sistemul optic şi materialul fotosensibil, sau, în cazurile

fotogrammetriei digitale şi a teledetecţiei, senzorul digital. De aceea, orice

discuţie în legătură cu captarea, înregistrarea şi redarea imaginii ajunge mai

devreme sau mai târziu la problema filtrelor. Astfel, un filtru optic permite,

în funcţie de caracteristicile sale, reproducerea optimă a realităţii, fie redarea

acesteia potrivit intenţiilor analistului, de unde şi necesitatea utilizării în

teledetecţie.

În prezent, la dispoziţia celor care captează imaginea există o mare

diversitate de filtre. Alegerea aceluia care produce modificarea potrivită şi

exactă a iluminării, pentru a furniza către elementul fotosensibil informaţii

optime, presupune stăpânirea unor cunoştinţe strict necesare din domeniul

opticii fizice şi fiziologiei din partea utilizatorului imaginii. Noţiunea de

filtru exprimă în mod nemijlocit ideea de selectivitate, ideea de divizare a

unui amestec într-o parte reţinută şi o parte căreia i se permite trecerea,

criteriul de selectivitate fiind de obicei o proprietate fizică a componentelor

amestecului.

Cu alte cuvinte, filtrul este un element care transmite parţial radiaţiile

electromagnetice incidente, fie reducând în aceeaşi proporţie componentele

sale, fie reducând diferit radiaţiile, în funcţie de lungimea lor de undă.

Majoritatea filtrelor folosite absorb în mod preferenţial unele radiaţii, fiind

numai selective şi având de obicei un aspect colorat. În fotografie se folosesc

şi filtre care au o acţiune uniformă asupra diferitelor radiaţii, indiferent de

lungimea lor de undă. Acestea se numesc neselective şi au un aspect gri.

Principiul acţiunii unui filtru colorat este următorul: el transmite radiaţiile

având aceeaşi culoare cu a sa şi le reţine prin absorbţie pe cele de culoare

complementară. O excepţie o reprezintă filtrele interferenţiale, la care o parte

din radiaţia incidentă este reflectată, datorită fenomenului de interferenţă pe

straturi subţiri, şi o altă parte, de culoare complementară este transmisă.

Trebuie precizat că, de fapt, filtrul are o anumită culoare, tocmai datorită

faptului că din lumina albă incidentă, permite trecerea doar a radiaţiilor care

îi conferă acea culoare. Principiul acţiunii filtrelor este identic, indiferent de

tipul materialului.




întrebări:

a) Ce sunt culorile cromatice/acromatice?

b) Cum definiţi luminozitatea?



c) Cum definiţi saturaţia?

d) Care este rolul filtrelor în teledetecţie?



La ora actuală specialiştii consideră că filtrul este unul dintre cele

patru elemente fundamentale ale captării imaginii şi înregistrării

ei, alături de lumină, sistemul optic şi materialul fotosensibil, sau, în

cazurile fotogrammetriei digitale şi a teledetecţiei, senzorul digital.


DE AUTOEVALUARE


Intrebarea 1

a) Lumina este o formă de energie care se propagă în spaţiu sub forma

undelor (oscilaţiilor) electromagnetice, fiind un caz particular al energiei

radiante, mai precis este acea parte a energiei radiante care este capabilă

să producă fiinţei umane şi altor organisme superioare, senzaţii vizuale.

b) Cele trei zone care aparţin domeniului vizibil al spectrului electro-

magnetic grupează: radiaţiile albastre (380-500 nm), verzi (500-600 nm)

şi roşii (600-760 nm).

c) Definiţia culorii poate avea diferite sensuri dacă luăm în considerare

aspectul fizic, psihofizic, psiho-senzorial:

din punct de vedere fizic: radiaţii electromagnetice cuprinse între

375-760 nm (banda spectrului electromagnetic vizibil), cu o lungime

de undă care este susceptibilă să stimuleze selectiv conurile

retiniene;

din punct de vedere psiho-fizic culoarea este acea caracteristică a

luminii care permite de a distinge unul de altul, două câmpuri din

spectrul vizibil care au aceeaşi formă, mărime şi structură;

din punct de vedere psiho-senzorial, indiferent de stimulul utilizat,

orice senzaţie luminoasă se caracterizează prin: luminozitate (factor

necromatic ce se referă la intensitatea sursei luminoase), tonalitate

(denumirea culorii care se referă la scara perceptivă calitativ şi

indicată cu termenii de roşu, verde, galben, albastru) şi saturaţie

(caracteristică a culorii ce se referă la o scară de senzaţii

reprezentând grade crescânde de culoare plecând de la alb).

din punct de vedere fiziologic, compunerea unui ansamblu de trei

culori primare permite reproducerea oricărei culori.

d) Principalele fenomene fizice care stau la originea modificării selective a

luminii albe în natură sunt absorbţia, difuzia, interferenţa, dispersia şi

fluorescenţa.



Intrebarea 2

a) Parametrii subiectivi de evaluare a culorilor sunt:

strălucirea este atributul senzaţiei vizuale potrivit căruia o sursă

luminoasă directă sau indirectă , pare că emite mai multă sau mai

puţină lumină.

nuanţa (tonalitatea cromatică) este atributul senzaţiei vizuale care

permite să se dea o denumire unei culori, prin asociere cu o anumită

regiune a spectrului vizibil. Culorile principale provenite din

dispersia luminii albe sunt, în ordinea descrescândă a lungimilor de

undă: roşu, portocaliu (oranj), galben, verde, albastru, indigo şi

violet, ale căror iniţiale formează cuvântul ROGVAIV, util pentru

reţinerea denumirilor culorilor spectrale şi a ordinii lor în spectru.

saturaţia este atributul senzaţiei vizuale care permite să se aprecieze

senzaţia vizuală totală şi se caracterizează prin amestecul de lumină

albă în culoarea dată.

b) Parametrii obiectivi de evaluare a culorilor sunt:

luminanţa caracterizează intensitatea radiaţiei luminoase a unei

surse de radiaţii directe sau indirecte într-o anumită direcţie,

raportată la aria suprafeţei aparente a sursei văzute din respectiva

direcţie.

lungimea de undă dominantă exprimă lungimea de undă a radiaţiei

monocromatice care generează, prin comparaţie, culoarea pură cea

mai apropiată de culoarea considerată.

puritatea exprimă gradul de diluare a culorii pure definite de

lungimea de undă, prin amestec cu lumina albă, diluare care trebuie

făcută pentru reconstituirea culorii obiectului. Exemple de culori

pure sunt cele spectrale.

c) Sinteza aditivă a culorilor: teoria tricromatică a vederii este confirmată

de faptul că orice culoare poate fi reprodusă (sintetizată) prin amestecul

judicios a trei fascicole de lumină colorate în albastru, verde şi respectiv

roşu, numite culori primare, reprezentând, fiecare, aproximativ cât o

treime din spectrul vizibil. Atunci când amestecul a trei fascicule de

lumină colorată se obţine prin adunare spunem că au fost sintetizate

culorile prin aditivare. Procedeul se poate realiza într-o cameră obscură,

proiectând pe un ecran alb fascicolele de lumină provenind de la trei

surse coerente de lumină, prevăzute fiecare cu câte un filtru având

culorile roşu, verde, respectiv albastru.

d) Sinteza substractivă a culorilor: punctul de pornire este lumina alba

din care se extrag pe rând radiaţiile componente. Aceasta metoda se

bazează pe extragerea treptată a componentelor unui amestec de radiaţii.

Termenul amestec substractiv, folosit uneori, trebuie înţeles ca un

amestec al efectelor, nu al radiaţiilor, ca în cazul sintezei aditive. Acest

mod de obţinere a culorilor se poate realiza experimental amplasând pe o

suprafaţa translucidă, iluminată din spate cu lumină alba, filtre având

culorile complementare: galben, magenta şi cyan.



Intrebarea 3

a) Culori cromatice sunt culori care reflectă lumina (solară sau artificială)

neselectiv, adică reflectă în mod egal toate lungimile de unde

electromagnetice vizibile pentru ochiul omenesc (între 375 şi 760

milimicroni). În această categorie intră culorile alb, negru, şi toate

nuanţele dintre alb şi negru (gri). Aceste culori se deosebesc între ele

prin strălucire şi luminozitate.

Culori acromatice sunt culori care reflectă lumina (solară sau

artificială) neselectiv, adică reflectă în mod egal toate lungimile de undă

electromagnetice vizibile pentru ochiul omenesc (între 375 - 760

milimicroni). În această categorie intră culorile alb, negru şi toate

nuanţele dintre alb şi negru (cenuşiu). Aceste culori se deosebesc între

ele printr-o singură însuşire: strălucirea sau luminozitatea.

b) Luminozitatea reprezintă gradul de intensitate sau încărcătura

energetică a razelor de lumină, respectiv a umbrelor electromagnetice,

reflectate de o anumită culoare. Este determinată de amplitudinea undei

luminoase. Culorile deschise sau strălucitoare reflectă mai multă lumină

decât cele închise. Culoarea cea mai luminoasă este culoarea albă, iar cea

mai puţin luminoasă, culoarea neagră. Culorile de la marginea spectrului

vizual (albastru, violet) au o strălucire mai mică decât cele de la mijloc

(galben).

c) Saturaţia: reprezintă puritatea sau gradul de amestec al unei culori cu

albul (amestecul lungimilor de undă). Este însuşirea culorii de a fi mai

concentrată, mai saturată sau mai pală şi este dată de distanţa la care se

situează o culoare cromatică dată de culoarea acromatică - alb. Depinde

de uniformitatea lungimilor de undă percepute concomitent. O culoare

este cu atât mai pură cu cât undele electromagnetice care ne dau culoarea

respectivă sunt mai omogene. Ca lungime de undă sunt de acelaşi fel. O

culoare teoretic pură este aceea determinată de o singură lungime de

undă. Dacă percepem concomitent toate lungimile de undă, vedem

culoarea albă. Saturaţia unei culori scade dacă adăugăm cenuşiu sau dacă

facem să crească sau să scadă luminozitatea. Corpurile care absorb toate

lungimile de undă sunt percepute ca fiind negre iar cele care reflectă

toate lungimile de undă sunt percepute ca fiind albe. Absorbţia şi reflexia

în diferite proporţii a tuturor lungimilor de undă determină nuanţe

cromatice aflate între alb şi negru, respectiv tonurile de gri.

d) Filtrul este unul dintre cele patru elemente fundamentale ale captării

imaginii şi înregistrării ei, alături de lumină, sistemul optic şi materialul

fotosensibil, sau, în cazurile fotogrammetriei digitale şi a teledetecţiei,

senzorul digital. Un filtru optic permite, în funcţie de caracteristicile sale,

reproducerea optimă a realităţii, fie redarea acesteia potrivit intenţiilor

analistului, de unde şi necesitatea utilizării în teledetecţie.Filtrul este un

element care transmite parţial radiaţiile electromagnetice incidente, fie

reducând în aceeaşi proporţie componentele sale, fie reducând diferit

radiaţiile, în funcţie de lungimea lor de undă.




1. Descrieţi modul în care lumina se propagă în spaţiu.

2. Definiţia culoarea (din punct de vedere fizic, psiho-fizic, psiho-

senzorial şi fiziologic).

3. Enumeraţi şi descrieţi principalele fenomene fizice care stau la

originea modificării selective a luminii albe.

4. Care sunt parametrii subiectivi/obiectivi de evaluare a culorilor? Ce

corespondenţă există între aceştia?

5. Descrieţi sinteza aditivă a culorilor.

6. Care sunt culorile primare? Care sunt culorile complementare?

7. Descrieţi sinteza substractivă a culorilor.

8. Care este diferenţa dintre culorile cromatice şi cele acromatice?

9. Definiţi luminozitatea şi saturaţia.

10. Care este rolul filtrelor în teledetecţie?


1. Campbell, J.B. (1987) Introduction to Remote Sensing. The Guilford Press, New York.

2. Barton, D. & S. Leonov (eds.) (1997) Radar technology encyclopedia, 511 p., Artec House,

Norwood, MA, USA, ISBN 0-89006-893-3

3. Oliver, C. & S. Quegan (1998) Understanding synthetic aperture radar images, 479 p., Artech

House, Norwood, MA, USA, ISBN 089006850X.

4. Campbell, J. B. (1996) Introduction to Remote Sensing (2nd Ed), London:Taylor and

Francis.




PROCESAREA ŞI ANALIZA IMAGINILOR DE TELEDETECŢIE

Cuprins Pagina


3.2. Imaginea digitală de teledetecţie 38

3.3. Noţiuni privind interpretarea imaginilor 43





Acest capitol are ca scop familiarizarea studenţilor cu noţiunile

fundamentale de procesare şi analiză a imaginilor de teledetecţie

Caracteristicile imaginilor digitale de teledetecţie, operaţiuni

pregătitoare efectuate asupra imaginilor de teledetecţie, analiza

imaginilor de teledetecţie, utilizarea indicilor de vegetaţie în

procesarea imaginilor

Noţiuni privind fotointerpretarea imaginilor, recomandări privind

interpretarea profesională a imaginilor satelitare, evaluarea

imaginilor de teledetecţie, analiza peisajului, principii şi etape ale

procesului de fotointerpretare

3.2. Imaginea digitală de teledetecţie Caracteristicile

imaginilor

digitale de

teledetecţie

Imaginea digitală este compusă din puncte cărora le sunt asociate valori care

descriu parametri semnificativi referitori la suprafaţa terestră:

reflectivitatea radiaţiei elector-magnetice,

emisivitatea obiectelor,

temperatura de suprafaţă,

conţinutul de vapori de apă,

elemente topografice de altitudine

Fiecărui pixel îi este asociat un număr (cuantă) care descrie radiaţia medie a

obiectului sau părţilor de obiecte care se regăsesc în suprafaţa de teren

corespunzătoare pixelului respectiv. Acest număr reprezintă un nivel de gri,

iar valorile atribuite sunt etalate de la 0 la 255, adică 256 de valori.



Cu cât suprafaţa acoperită de un pixel este mai mică cu atât peisajul este

păstrat şi reprezentat cu mai multă precizie (din punct de vedere geometric).

De fapt, aceasta arată că dimensiunea scăzută a pixelului are ca efect

reproducerea mai precisă a elementelor din natură

Fiecare celulă (denumită în limbaj informatic pixel) este identificată cu

uşurinţă printr-o referinţă imagine unică (linie/coloană). Pe lângă

coordonatele imagine, reprezentarea tip raster conţine şi o valoare numerică

ce poate fi după caz: valoarea radiometrică (pentru imaginile de teledetecţie),

nivelul de gri pentru imaginile scanate, sau, în cazul imaginilor clasificate,

un cod numeric corespunzător unui atribut descriptiv. Suprafaţa de teren care

este acoperită de un pixel din imagine (Fig. 3.1), aferentă mărimii celor mai

mici obiecte identificabile cu mijloacele tehnice respective, caracterizează

imaginea din punct de vedere al rezoluţiei.

Fig. 3.1 Corespondenţa teren-imagine

Nu înseamnă, însă, că fiecărui pixel îi corespunde un singur obiect deoarece

distribuţia areală implică cumularea la nivelul detectorului a mai multor

semnale cu proprietăţi diferite: căi de comunicaţii, păduri, sol descoperit,

vegetaţie de talie mică, etc. Aceasta înseamnă că datele de teledetecţie

trebuie folosite numai până la nivelul de precizie proiectat, adică rezoluţia

imaginii să corespundă preciziei impuse la scara planului sau hărţii.

Imaginile provenite de la sateliţii de teledetecţie pun la dispoziţie o cantitate

mare de informaţie, de obicei suficientă, pentru a putea produce un document

cartografic complet. Relaţiile spaţiale dintre obiectele din imagine sunt

implicite, conectivitatea fiind o proprietate inerentă a acestui mod de

reprezentare. Integrarea informaţiilor cosmice în sistemele informaţionale

este tentantă şi necesară dar realizarea acestui deziderat nu se face fără

probleme. Într-adevăr, soft-ware-ul pentru procesare de imagini şi Sistemele

Informaţionale Geografice s-au dezvoltat în direcţii diferite, dar, în ultimii

ani, datorită progresului industriei hard marii producători au fost capabili să

depăşească bariere care păreau insurmontabile.



Operaţiuni

pregătitoare

efectuate

asupra

imaginilor de

teledetecţie

Trecerea de la fotogrammetria clasică la teledetecţie a fost făcută odată cu

apariţia filmul color şi mai ales a filmelor fals color în infraroşu, materiale

fotosensibile care au permis diversificarea aplicaţiilor fotografiei aeriene.

Având sensibilitatea în afara celei specifice ochiului uman, filmul infraroşu

este capabil să produce imagini ale energiei invizibile reflectate care este

foarte utilă pentru obţinerea de informaţii despre viaţa plantelor. Mai apoi,

utilizarea computerelor a permis un nou mod de exploatare a fotogramelor

aeriene, procesarea digitală permiţând extinderea plajei de informaţii pe care

acestea le pot furniza. Chiar şi în condiţiile cuceririlor tehnologice din

domeniu, nu trebuie uitat faptul că interpretarea vizuala este limitată la

benzile spectrale vizualizate în imagine, adică o singura banda pentru

reprezentarea alb/negru şi la trei benzi pentru o imagine color.

Ţinând seama de caracteristicile de baza ale senzorilor şi de parametrii

orbitali specifici deplasării platformelor pe care aceştia sunt amplasaţi, datele

digitale de teledetecţie trebuie să facă obiectul unor prelucrări primare

specifice care fac parte din categoria calibrărilor geometrice şi radiometrice

(datorate influenţei atmosferei). Aceste prelucrări preliminare realizate la sol

după recepţia datelor iau ca scop corectarea erorilor sistematice din lanţul de

achiziţie. Pentru a explicita aceste operaţiuni, ansamblul acestor prelucrări

poate fi ierarhizat astfel:

Transformările radiometrice - necesare pentru corectarea erorilor

datorate captorilor şi variabilităţii caracteristicilor mediului

(atmosferei) cât şi pentru calibrarea şi etalonarea absoluta a datelor în

scopul restabilirii balanţei energetice aşa cum aceasta a fost măsurată

la nivelul senzorului.

Transformările geometrice – obligatorii pentru corectarea

distorsiunilor geometrice introduse de sistemul de colectare a datelor

sau pentru cerinţe speciale ale utilizatorului.

Aceste operaţiuni sunt obligatorii pentru a putea corecta erorile si limitările

specifice sistemului de senzori, pentru a diminua efectele atmosferice, dar şi

pentru a corecta şi adapta geometria imaginii astfel încât, ulterior, în faza de

utilizare, aceasta să poată fi integrată într-un sistem informaţional prin

utilizarea unor parametri geografici compatibili cu sistemul cartografic

stabilit de utilizator. Numai după îndeplinirea acestor condiţii, se poate trece

la analiza şi interpretarea corectă a datelor în vederea extragerii pe baza

clasificării a informaţiilor tematice corespunzător fiecărui domeniu de

utilizare. În acest scop au fost elaboraţi algoritmi specifici, metodele folosite

in acest sens fiind împărţite în doua mari categorii:

Metode nesupervizate automate

Metode supervizate bazate pe extragerea de trasatori, crearea unor

seturi de instruire, utilizarea unor funcţii discriminant) (nori

dinamici, grupări de tip clustering), aplicarea principiului

verosimilităţii maxime.



Analiza

imaginilor de

teledetecţie

Toate domeniile de activitate care au ca obiect identificarea şi cunoaşterea

caracteristicilor suprafeţei terestre beneficiază, după ce au trecut câteva

decenii de la lansarea primului satelit civil de teledetecţie, de informaţii

inaccesibile până la apariţia şi punerea in aplicare a tehnicilor moderne de

teledetecţie. În practică, prelucrarea imageriei multispectrale se bazează pe

analiza caracteristicilor spectrale si spaţiale ale obiectelor omogene având ca

scop identificarea obiectelor de pe suprafaţa Pământului şi interpretarea

semnificaţiei pe care aceste obiecte o au în contextul peisajului din care fac

parte.

Prelucrarea statistica a imaginilor multispectrale permite obţinerea

informaţiilor necesare stabilirii claselor de obiecte care interesează un

domeniu sau altul ţinând insa seama ca in cadrul procesului tehnologic se

apelează in primele etape la prelucrări relativ simple monocanal, urmând ca

pentru clasificările de detaliu să se aplice metodele digitale multicanal.

Prin analiză logică, informaţiile conţinute de imaginile de teledetecţie sunt

detectate, identificate, clasificate prin măsurarea şi evaluarea obiectelor

naturale şi antropice din punct de vedere al:

semnificaţiei fizice,

trăsăturilor/structurilor (en. pattern),

relaţiilor spaţiale cu vecinătăţile.

Utilizarea

indicilor de

vegetaţie în

procesarea

imaginilor

Indicii de vegetaţie sunt folosiţi în teledetecţie pentru o mai bună interpretare

a imaginilor satelitare, cu precădere în analiza mineralelor şi a vegetaţiei.

Multe suprafeţe naturale apar aproape la fel de luminoase în intervalele

spectrale vizibil şi infraroşu apropiat ale spectrului electromagnetic, cu

excepţia vegetaţiei verzi.

Aceasta înseamnă că suprafeţele neacoperite de vegetaţie sau cele care sunt

în mică parte acoperite de vegetaţie vor apărea în mod similar în benzile din

vizibil şi infraroşu apropiat, în timp ce suprafeţele cu multa vegetaţie verde

vor fi foarte luminoase în domeniul infraroşu apropiat şi foarte întunecoase

(aproape negre) în domeniul vizibil. Atunci când lumina solară

interacţionează cu obiectele de la sol, anumite lungimi de undă ale spectrului

electromagnetic sunt puternic absorbite, iar altele sunt reflectate.

Clorofila din frunzele plantelor absoarbe o mare parte a energiei

electromagnetice din domeniul vizibil (0.4 - 0.7 µm) pentru a o folosi în

fotosinteză. Pe de alta parte, structura celulară a frunzelor reflectă într-o

foarte mare proporţie energia electromagnetică din domeniul infraroşu

apropiat (0,7 - 1.1 µm). Prin compararea rezultatelor obţinute în cele două

intervale ale spectrului electromagnetic se pot deduce informaţii importante

referitoare la vegetaţie.

În teledetecţie se folosesc cu precădere următorii indici de vegetaţie: NVDI

(Normalized Difference Vegetation Index), RATIO (Ratio Vegetation



Index), SAVI (Soil-Adjusted Vegetation Index), TDI (Transformed

Vegetation Index), CTVI (Corrected Transformed Vegetation Index), TTVI

(Thiam's Transformed Vegetation Index), NRVI (Normalized Ratio

Vegetation Index), EVI (Enhanced Vegetation Index), PVI (Perpendicular

Vegetation Index), DVI (Difference Vegetation Index), AVI (Ashburn

Vegetation Index), TSAVI (Transformed Soil-Adjusted Vegetation Index),

MSAVI (Modified Soil-Adjusted Vegetation Index), WDVI (Weighted

Difference Vegetation Index), etc. Trebuie reţinut faptul că aceşti indici au

fost determinaţi experimental prin analize repetitive aplicate pe cicluri

multianuale.




întrebări:

a) Ce parametrii semnificativi referitori la suprafaţa terestră descriu

valorile asociate punctelor care compun imaginea digitală?

b) Ce reprezintă un pixel?

c) Care sunt prelucrările preliminare care se efectuează asupra imaginilor

de teledetecţie?

d) Care sunt metodele de clasificare automată a imaginii?

e) Cum se clasifică informaţiile conţinute de imaginile satelitare?

f) În ce scop sunt utilizaţi indicii de vegetaţie în procesarea imaginilor?



Prelucrarea imageriei multispectrale se bazează pe analiza

caracteristicilor spectrale si spaţiale ale obiectelor omogene având

ca scop identificarea obiectelor de pe suprafaţa Pământului şi

interpretarea semnificaţiei pe care aceste obiecte o au în contextul

peisajului din care fac parte.

Indicii de vegetaţie sunt folosiţi în teledetecţie pentru o mai bună

interpretare a imaginilor satelitare, cu precădere în analiza

mineralelor şi a vegetaţiei.



3.3. Noţiuni privind interpretarea imaginilor Generalităţi Procesul de interpretare a imaginilor este o deprindere dezvoltată prin

antrenament şi profesionalism. Este o combinaţie de artă şi ştiinţă bazată pe

intuiţie utilizată pentru a putea diferenţia şi identifica o serie de caracteristici

ale obiectelor şi fenomenelor.

Interpretarea imaginilor se bazează pe acumularea unei experienţe

considerabile şi pe gradul de specializare al interpretului. Acesta foloseşte

procese deductive pentru a extragere informaţiile conţinute în documentele

imagine analizate.

Imaginile în format analogic sau digital sunt acceptate definitiv ca fiind o

sursă obiectivă de informaţii cu condiţia ca fotointerpretul să fi acumulat

suficientă experienţă pentru a elimina confuziile care apar datorită

similarităţii răspunsurilor spectrale sau a texturilor. Din acest motiv am

considerat necesar să fie reamintite şi câteva principii de bază ale

fotointerpretării imaginilor aeriene.

Trebuie amintit faptul că 90% din informaţiile pe care le avem despre

lumea exterioară sunt recepţionate prin simţul văzului iar mecanismul de

acumulare a cunoştinţelor parcurge patru etape distincte:

receptare

percepţie

integrare

valorificare (prin intelect)

Datele provenite de la sateliţii de observarea a Terrei au caracteristici

generate atât de parametrii biologici şi fizici cât şi de influenţa factorului

antropic asupra peisajului care face obiectul studiului. Ţinând seama de

elementele enumerate mai sus, pentru realizarea corectă a unui studiu,

trebuie înţeles modul de extragere a informaţiilor prin analiză şi interpretare.

Analiza şi

interpretarea

Procesul de prelucrare a informaţiei imagine se desfăşoară în două etape:

analiză, respectiv interpretare. Analiza este "separarea sau desfacerea

oricărui întreg în părţile sale componente". Din punct de vedere statistic

analiza permite stratificarea peisajului pentru a permite disocierea unor

elemente care nu pot fi discriminate şi identificate prin utilizarea aceloraşi

combinaţii de benzi spectrale. Interpretarea are ca scop explicarea

înţelesului sau semnificaţiei oricărei părţi raportate la întreg şi urmează, în

mod logic, analizei. În acest moment, la dispoziţia fotointerpreţilor sunt

disponibile variate tipuri de documente imagine cu caracteristici spectrale

diferite (vizibil, infraroşu, infraroşu termal, microunde) şi care evidenţiază,

fiecare în parte sau în combinaţii adecvate, informaţii distincte. În practică

există două categorii majore de informaţii conţinute în toate înregistrările

imagine, informaţii spaţiale şi informaţii radiometrice.



Informaţii spaţiale

În practica fotointerpretării, dispunerea şi repartiţia tonurilor oferă indicii

spaţiale şi astfel este marcată prezenţa şi localizarea informaţiei în imagine.

Atunci când tonurile apar în combinaţii variabile, într-un spaţiu bine

delimitat, definesc forme, dimensiuni, modele şi texturi caracteristice

obiectelor şi fenomenelor. Chiar dacă elementele de mai sus descriu lucruri

foarte diferite, acestea au o legătură bine definită pentru că sunt corelate din

punct de vedere al spaţializării (de fapt sunt atribute spaţiale ale obiectelor şi

fenomenelor). De aceea, pentru a identifica şi extrage informaţii, aceste

caracteristici sunt folosite întotdeauna împreună.

Interpretarea caracteristicilor spaţiale

O livadă este compusă din pomi, iar fiecare pom are o formă specifică. Dar

livada este, în fapt, un grup de elemente (pomi) aranjate după o anumită

logică.În grupuri, pomii sunt aranjaţi după un anumit model şi pot fi

identificaţi datorită texturii specifice. Acest indiciu poate fi corelat şi cu alte

informaţii referitoare la dimensiuni şi forme asociate. Aceste proprietăţi sunt

specifice grupurilor cărora li se poate aplica principiul similarităţii

elementelor componente şi trebuie luate în considerare mai ales în cazul

înregistrărilor în vizibil.

Informaţii radiometrice

Diferitele tonuri identificate pe o înregistrare corespund intensităţii luminii

reflectate sau emise de obiectele de pe suprafaţa Pământului. Cu cât obiectul

apare mai luminos cu atât este mai mare cantitatea de radiaţie reflectată/

emisă de către obiect. Funcţie de caracteristicile senzorului, fiecare

document imagine conţine informaţii detaliate care pot fi extrase la un nivel

corespunzător de complexitate. Trebuie amintit faptul că informaţia

radiometrică trebuie să fie extrasă ţinând cont în mod obligatoriu de

rezoluţia geometrică a senzorului utilizat.

Interpretarea caracteristicilor radiometrice

În cazul canalelor în infraroşu sunt cuantificate diferenţele de energie

electromagnetică care permit identificarea diferenţelor subtile de reflecţie la

vegetaţie de tipuri diferite. În infraroşu apropiat arborii sănătoşi înverziţi

din pădurile de foioase reflectă o mai mare cantitate de energie decât

coniferele, deci este posibilă diferenţierea speciilor forestiere pe o singură

imagine înregistrată la o dată convenabilă din punct de vedere al stadiului de

vegetaţie. Contrastul este, de asemenea evident pe imagini preluate către

sfârşitul perioadei de vegetaţie a foioaselor (toamna în lunile octombrie-

noiembrie) facilitând discriminarea foioase/conifere. Indiferent de perioada

de vegetaţie, este posibilă diferenţierea arboretelor sănătoase aparţinând

aceleiaşi specii de cele afectate de maladii facilitând monitorizarea stării de

vegetaţie a plantelor.



Recomandări

privind

interpretarea

profesională a

imaginilor

satelitare

Pentru interpretarea imaginilor satelitare este de presupus că operatorul

cunoaşte în detaliu caracteristicile senzorilor utilizaţi şi limitele geometrice

şi spectrale până la care este permisă cartografierea corectă şi eficientă.

Considerând condiţia de mai sus îndeplinită, este recomandat să se efectueze

o analiză a pretabilităţii fiecărei benzi spectrale pentru identificarea

elementelor tematice ale peisajului care pot fi extrase cu obiectivitate şi

certitudine. În tabelul următor este prezentată pretabilitatea utilizării

separate a fiecărei benzi spectrale a sateliţilor LANDSAT, exceptând

infraroşul termal, pentru identificarea unor categorii de acoperire a

terenului. Este evident faptul că analizele în alb-negru ale unei singure benzi

spectrale nu pot fi productive. Cunoscând, însă, caracteristicile de

sensibilitate spectrală ale fiecărui canal în parte este mai uşor să se aleagă

combinaţiile de trei benzi spectrale pentru vizualizări sugestive pentru a

facilita discriminarea claselor care fac obiectul studiului.

TEMATICA

BANDA SPECTRALĂ

LANDSAT TM/ETM

1 2 3 4 5 7

Luciu de apă S S M B B B

Calitatea apei B B S/M I I I

Forme naturale de drenaj S S M B B M

Soluri (Pedologie) S M B M B M

Suprafeţe împădurite M M M B B M

Suprafeţe agricole S M M B B M/B

Areale construite M/B B B S S S/M

Cariere şi exploatări miniere la zi S S S B M M

Elemente de infrastructură B B M/B S S S/M

B=Bună, M=Medie, S=Slabă, I=Inutilizabilă

Caracteristici

exploatate

pentru

evaluarea

imaginilor

satelitare

Pentru a sistematiza corect informaţia conţinută de imagini, în practica

fotointerpretării se ţine seama de următoarele caracteristici:

Intensitatea (strălucirea) tonului/culorii care indică modul în care

lumina este reflectată de către un obiect;

Textura care indică frecvenţa schimbărilor şi dispunerii tonurilor în

cadrul imaginii;

Contrastul care indică relaţia tonurilor unui obiect cu vecinătăţile

acestuia;

Structura/modelul care indică repetitivitatea regulată a variaţiilor

tonale în cadrul imaginilor şi descrie aranjamentul spaţial al

elementelor de interes observate;



Forma se referă la aspectul general, configuraţia sau conturul unui

obiect identificat în contextul imaginii;

Mărimea se referă la dimensiunea suprafeţei ocupate de obiectul

analizat

Semnificaţia relaţiei textură/structură

În scopul evitării oricăror ambiguităţi, este necesar să fie clarificate două

noţiuni esenţiale în practica interpretării imaginilor (textura şi structura) dar

şi relaţia fundamentală dintre acestea.

Textura oferă relaţii asupra naturii obiectului evidenţiată prin proprietăţile

fizice ale acestuia cuantificabile prin nivelul reflectanţei.

Structura evidenţiază în mod special funcţia obiectului şi/sau relaţiile

acestuia cu mediul înconjurător. Astfel, prin analiză logică, în mod indirect,

se pot pune în evidenţă elemente de substrat (geologia) prin elementele

structurate corespondente de la suprafaţă (reţeaua hidrografică). În natură se

regăsesc texturi care pot fi foarte bine structurate (de exemplu o plantaţie

arboricolă de vârstă medie în care copacii sunt dispuşi după un aranjament

geometric prestabilit) sau slab structurate (de exemplu o pădure virgină).

Diagrama următoare (Figura 3.2) prezintă un exemplu privind structurile

texturale care pot fi identificate pe imaginile aeriene şi satelitare.

Fig. 3.2 Exemple de structuri texturale



Forma, mărimea obiectului şi elemente corelate

Forma elementelor din natură, cât şi dimensiunea acestora sunt asociate cu

modele intuitive formalizate în cataloage sau ghiduri de fotointerpretare. În

figurile de mai jos sunt reprezentate coroanele unor arbori şi siluetele lor

atunci când aceştia sunt izolaţi. Ca element ajutător, se utilizează umbra,

asociată acestor siluete.

Zonele de umbră şi zonele supraexpuse afectează lizibilitatea elementelor de

pe imagine. Reflexivitatea rocilor de culoare albă provoacă apariţia unor

zone foarte luminoase fiind împiedicată discriminarea detaliilor datorită

pierderii de contrast. Pentru unul şi acelaşi detaliu, în condiţii meteorologice

diferite, interpretarea trebuie adaptată ştiind faptul că solul umed are o

culoare diferită, mai închisă, decât solul uscat. Pentru a compensa acest

handicap, în fotogrammetria clasică, în timpul prelucrării de laborator, se

realiza o expunere diferenţiată la copiere: mai lungă pentru zonele

strălucitoare (închise pe negativ) şi mai redusă pentru zonele umbrite

(transparente pe negativ).

Tehnicile digitale permit o altfel de abordare bazată pe tehnici de

manipulare a histogramei şi/sau filtraj specific în scopul îmbunătăţiri

contrastului, luminozităţii ori întăririi frontierelor dintre obiectele

individualizate.

Molid Brad Larice

Fig. 3.3 Coroana diferitelor specii de conifere) pe fotogramele aeriene

Pin silvestru Fag Gorun

Fig. 3.4 Coroana diferitelor specii de arbori (foiase) pe fotogramele aeriene



Molid Brad Larice

Pin silvestru Fag Gorun

Fig. 3.5 Umbrele copacilor izolaţi pe fotograme aeriene

Analiza

peisajului

Ţinând seama de caracteristicile enumerate în paragrafele anterioare analiza

peisajului se realizează în următoarea ordine:

Reţeaua hidrografică (de drenaj)

Formele de relief;

Acoperirea (cuvertura) terenului.

Analiza reţelei hidrografice (a drenajului)

Analiza drenajului oferă informaţii referitoare la morfologia terenului,

litologie, structura geologică şi permeabilitatea materialelor suprafeţei.

Evidenţierea sistemului natural terestru,

Identificarea infrastructurii

Observarea organizării teritoriale.

Foto-

interpretarea

imaginilor

Fotointerpretarea este metodologia de extragere şi clasificare a informaţiei

tematice conţinute imagini analogice sau digitale. Această disciplină s-a

dezvoltat în paralel cu fotogrammetria. De fapt, fotogramele şi cuplele

stereoscopice constituie un echivalent analogic optic-mecanic şi chimic al

sensibilităţii ochiului la lumină, al viziunii stereoscopice şi percepţiei optice.



Primul obiectiv al fotointerpretării este utilizarea intensivă a documentelor

fotografice şi/sau imagine pentru obţinerea şi exploatarea informaţiei

necesare studiilor specifice unor domenii tematice.

Fotointerpretarea este condiţionată de acumularea prealabilă a unor

cunoştinţe referitoare la realitatea socio-economică şi fizică, tipurile

morfologice şi condiţiile specifice unui areal considerat subiect al studiului.

În plan calitativ imaginea fotografică sau digitală poate fi interpretată cu

scopul evidenţierii diverselor caracteristici ale mediului de către specialişti

din diverse ramuri ale ştiinţelor naturii, iar în plan cantitativ, fotografia

aeriană clasică şi tehnicile fotogrammetrice şi de teledetecţie multispectrale

în vizibil, infraroşu şi/sau microunde permit măsurarea formelor şi

dimensiunilor terenului, în vederea elaborării hărţilor şi planurilor.

Chiar dacă progresul informaticii este exponenţial, folosirea tehnicilor

figurative se dovedeşte a fi foarte sigură şi, în multe cazuri, economică

pentru o mare varietate de aplicaţii operaţionale, dezvoltarea acestei laturi a

interpretării imaginilor fiind supusă permanent unui proces de modernizare

favorizat de progresul în domeniul informaticii şi adaptării de algoritmi

specifici.

Chiar dacă fotogrammetria clasică permite măsurarea celor trei dimensiuni

X,Y,Z, singurele măsurători care se efectuează sunt bidimensionale.

Avantajele utilizării fotografiei analogice (de exemplu o fotograma aeriană)

pot fi rezumate astfel :

Este o imagine relativ obiectivă a realităţii la un moment dat,

Fotografia redă o reprezentare completă a unui obiect (cu excepţia

părţilor ascunse sau mascate),

Este un document foarte uşor de manipulat, cu o mare fiabilitate în

timp (atunci când sunt luate măsuri de arhivare speciale),

Prin sau prelevarea de fotograme terestre se realizează

corespondenţa dintre obiectul real din teren şi imaginea sa (mai

mult sau mai puţin obiectivă) de pe fotogramă,

Este posibil studiul obiectelor deformabile, fragile, casabile, fără a

intra în contact direct cu acestea şi fără a le deteriora,

Prin fotointerpretare se realizează o operaţiune inversă prin care se

încearcă reconstituirea realităţi din teren pe baza unor criterii de

analiză specifice.

Evident, fotogrammetria aeriană spre deosebire de teledetecţia satelitară,

apelând la măsurători indirecte (cazul reperajului), are şi unele

inconveniente care se datorează, în special, calculelor relativ complexe care

împiedică obţinerea rezultatelor în timp real.

Fotografia aeriană se utilizează în două moduri :



prin metode de fotoidentificare (descifrare)) se recunosc obiecte

simple vizibile pe fotogramă (drumuri, arbori, ape), iar prin

fotodeterminare, utilizând principii logice, se recunosc prin deducţie

obiecte şi fenomene simple.

prin metode de fotointerpretare se realizează o analiză deductivă

stabilind relaţiile complexe între obiecte foarte frecvent invizibile pe

fotograme (de. exemplu tipuri de soluri, prezenţa apei freatice).

Această analiză conduce la elaborarea de legi de corelare între obiecte şi la o

înţelegere globală a structurilor mediului şi a interacţiunilor între factorii

naturali şi umani. Fotointerpretarea face apel la specializarea interpretului,

la competenţa sa şi, mai ales la experienţa sa de teren fără de care nu este

posibilă obţinere unor rezultate reale.

Principii şi etape ale procesului de fotointerpretare

Fotointerpretare este realizată, în general, printr-o succesiune de operaţiuni

constând din:

pregătire (pre-zonare)

confruntarea de teren (recunoaştere prealabilă, control final)

sinteză

cartografiere

Succesiunea operaţiunilor poate varia în funcţie de climă iar durata

fotointerpretării variază în funcţie de:

tema studiată,

obiectivele studiului

experienţa fotointerpretului

Pregătirea (pre-zonarea)

Atunci când se utilizează documente exclusiv în format analogic, se începe

cu racordarea hărţilor şi a fondului de planuri disponibile referitoare la

arealul de studiu. De asemenea se pregăteşte baza fotografică de lucru

(asamblarea fotogramelor în fotoscheme sau mozaicuri). În cazul utilizări

imaginilor în format digital în mod obişnuit se realizează o stratificare a

peisajului analizat şi se aplică măşti tematice acolo unde este cazul. De

exemplu daca se efectuează un studiu asupra unui peisaj litoral, iar calitatea

apei nu face obiectul studiului, apa este delimitată pentru a fi eliminată din

procesul de calcul prin mascare. Se efectuează lectura preliminară pentru a:

identifica căile de acces

se familiariza cu marile unităţi de peisaj sau de teritoriu care pot face

obiectul zonării



În cazul utilizării fotogramelor se face apel la aşa numita lectură

stereoscopică care permite efectuarea unei prime interpretări detaliate

orientate către subiectul de studiu utilizând mijloace de evaluare a

structurilor şi a texturilor care favorizează interpretarea mai avansată. În

urma acestei operaţiuni rezultă un document pre-stratificat însoţit de o

legendă care limitează posibilitatea de a genera confuzii. Cu această ocazie

se localizează şi puncte care trebuie vizitate la teren (de exemplu cariere

unde se pot face studii de sol sau de structuri geologice). Obiectele

neidentificate şi incerte se inventariază pentru a fi şi ele vizitate la teren.

Confruntarea la teren

Practica fotogrammetrică clasică a impus ca metode de validare a

fotointerpretării realizate la birou trei moduri de lucru:

Observarea punctuală individuală (lungă şi costisitoare)

Observarea staţionară se face dintr-un punct reprezentativ al zonei de

studiu (staţie). În urma observării staţionare se face o reprezentare

care este afectată de limitările impuse de mascare

Observarea peisajului din mai multe puncte de staţie. Prin această

metodă se poate face o descriere mai completă a zonei de interes.

Totuşi, şi această metodă de lucru este limitată de mascare şi

perspectivă care pot înşela observatorul, fie el foarte experimentat.

De la apariţia metodelor computerizate de analiză strategia şi obiectivele

activităţii de teren au fost adaptate astfel că pe lângă abordarea clasică mult

simplificată (sau chiar ignorată), se practică metode de validare prin sondaj

a rezultatului clasificărilor. Este cazul aplicaţiilor cu tematică privind

utilizarea şi/sau acoperirea terenurilor (cunoscute prin abrevierea generică în

limba engleză LU/LC-land use/land cover). De fapt, acceptând faptul că se

lucrează georeferenţiat, pentru poligoane care delimitează clase de obiecte

supuse verificării, se extrag perechi de coordonate x şi y. La teren, cu

ajutorul GPS-ului, se identifică punctul respectiv şi se confirmă, sau

infirmă, după caz rezultatul clasificării.




întrebări:

a) Descrieţi etape le procesului de prelucrare a informaţiei conţinute de

imaginile de teledetecţie.

b) Care sunt cele două categorii majore de informaţii conţinute în toate

înregistrările imagine? Descriere.



c) Recomandări privind interpretarea profesională a imaginilor satelitare.

d) Care sunt caracteristicile exploatate pentru evaluarea imaginilor

satelitare?

e) Care sunt etapele de analiză a peisajului?

f) Ce este fotointerpretarea? Enumeraţi etapele procesului de

fotointerpretare.



Procesul de interpretare a imaginilor este o deprindere dezvoltată prin

antrenament şi profesionalism. Este o combinaţie de artă şi ştiinţă

bazată pe intuiţie utilizată pentru a putea diferenţia şi identifica o serie

de caracteristici ale obiectelor şi fenomenelor.

Interpretarea imaginilor se bazează pe acumularea unei experienţe

considerabile şi pe gradul de specializare al interpretului. Acesta

foloseşte procese deductive pentru a extragere informaţiile conţinute

în documentele imagine analizate.


DE AUTOEVALUARE


Intrebarea 1

a) Imaginea digitală este compusă din puncte cărora le sunt asociate valori

care descriu parametri semnificativi referitori la suprafaţa terestră:

reflectivitatea radiaţiei elector-magnetice,

emisivitatea obiectelor,

temperatura de suprafaţă,

conţinutul de vapori de apă,

elemente topografice de altitudine

b) Suprafaţa de teren care este acoperită de un pixel din imagine, aferentă

mărimii celor mai mici obiecte identificabile cu mijloacele tehnice

respective, caracterizează imaginea din punct de vedere al rezoluţiei. Cu

cât suprafaţa acoperită de un pixel este mai mică cu atât peisajul este

păstrat şi reprezentat cu mai multă precizie (din punct de vedere

geometric). De fapt, aceasta arată că dimensiunea scăzută a pixelului are

ca efect reproducerea mai precisă a elementelor din natură. Fiecare

celulă este identificată cu uşurinţă printr-o referinţă imagine unică.

c) Prelucrări preliminare realizate la sol după recepţia datelor iau ca scop

corectarea erorilor sistematice din lanţul de achiziţie. Pentru a explicita

aceste operaţiuni, ansamblul acestor prelucrări poate fi ierarhizat astfel:



Transformările radiometrice - necesare pentru corectarea erorilor

datorate captorilor şi variabilităţii caracteristicilor mediului

(atmosferei) cât şi pentru calibrarea şi etalonarea absoluta a datelor

în scopul restabilirii balanţei energetice aşa cum aceasta a fost

măsurată la nivelul senzorului.

Transformările geometrice – obligatorii pentru corectarea

distorsiunilor geometrice introduse de sistemul de colectare a datelor

sau pentru cerinţe speciale ale utilizatorului.

d) Metodele de clasificare automată a imaginii se împart în două categorii:

Metode nesupervizate automate

Metode supervizate bazate pe extragerea de trasatori, crearea unor

seturi de instruire, utilizarea unor funcţii discriminant) (nori

dinamici, grupări de tip clustering), aplicarea principiului

verosimilităţii maxime.

e) Prelucrarea statistica a imaginilor multispectrale permite obţinerea

informaţiilor necesare stabilirii claselor de obiecte care interesează un

domeniu sau altul ţinând insa seama ca in cadrul procesului tehnologic se

apelează in primele etape la prelucrări relativ simple monocanal,

urmând ca pentru clasificările de detaliu să se aplice metodele digitale

multicanal. Prin analiză logică, informaţiile conţinute de imaginile de

teledetecţie sunt detectate, identificate, clasificate prin măsurarea şi

evaluarea obiectelor naturale şi antropice din punct de vedere al:

semnificaţiei fizice,

trăsăturilor/structurilor (en. pattern),

relaţiilor spaţiale cu vecinătăţile.

f) Indicii de vegetaţie sunt folosiţi în teledetecţie pentru o mai bună

interpretare a imaginilor satelitare, cu precădere în analiza mineralelor şi

a vegetaţiei. Se utilizează intervalele spectrale vizibil şi infraroşu

apropiat ale spectrului electromagnetic. Prin compararea rezultatelor

obţinute în cele două intervale ale spectrului se pot deduce informaţii

importante referitoare la vegetaţie.

Intrebarea 2

a) Procesul de prelucrare a informaţiei imagine se desfăşoară în două etape:

analiză, respectiv interpretare. Analiza este "separarea sau desfacerea

oricărui întreg în părţile sale componente". Din punct de vedere statistic

analiza permite stratificarea peisajului pentru a permite disocierea unor

elemente care nu pot fi discriminate şi identificate prin utilizarea

aceloraşi combinaţii de benzi spectrale. Interpretarea are ca scop

explicarea înţelesului sau semnificaţiei oricărei părţi raportate la întreg şi

urmează, în mod logic, analizei.

b) În practică există două categorii majore de informaţii conţinute în toate

înregistrările imagine, informaţii spaţiale şi informaţii radiometrice.

Informaţii spaţiale - în practica fotointerpretării, dispunerea şi repartiţia

tonurilor oferă indicii spaţiale şi astfel este marcată prezenţa şi



localizarea informaţiei în imagine. Atunci când tonurile apar în

combinaţii variabile, într-un spaţiu bine delimitat, definesc forme,

dimensiuni, modele şi texturi caracteristice obiectelor şi fenomenelor..

Informaţii radiometrice - diferitele tonuri identificate pe o înregistrare

corespund intensităţii luminii reflectate sau emise de obiectele de pe

suprafaţa Pământului. Cu cât obiectul apare mai luminos cu atât este mai

mare cantitatea de radiaţie reflectată/ emisă de către obiect. Funcţie de

caracteristicile senzorului, fiecare document imagine conţine informaţii

detaliate care pot fi extrase la un nivel corespunzător de complexitate.

c) Pentru interpretarea imaginilor satelitare este de presupus că operatorul

cunoaşte în detaliu caracteristicile senzorilor utilizaţi şi limitele

geometrice şi spectrale până la care este permisă cartografierea corectă şi

eficientă. Considerând condiţia de mai sus îndeplinită, este recomandat

să se efectueze o analiză a pretabilităţii fiecărei benzi spectrale pentru

identificarea elementelor tematice ale peisajului care pot fi extrase cu

obiectivitate şi certitudine. Analizele în alb-negru ale unei singure benzi

spectrale nu pot fi productive. Cunoscând, caracteristicile de sensibilitate

spectrală ale fiecărui canal în parte este mai uşor să se aleagă

combinaţiile de trei benzi spectrale pentru vizualizări sugestive pentru a

facilita discriminarea claselor care fac obiectul studiului.

d) Caracteristicile exploatate pentru evaluarea imaginilor satelitare sunt:

Intensitatea (strălucirea) tonului/culorii

Textura

Contrastul

Structura/modelul

Forma

Mărimea

e) Etapele de analiză a peisajului sunt:

Reţeaua hidrografică (de drenaj)

Formele de relief;

Acoperirea (cuvertura) terenului.

La rîndul său, analiza reţelei hidrografice se realizaeză în următoarea

ordine: evidenţierea sistemului natural terestru, identificarea

infrastructurii, observarea organizării teritoriale.

f) Fotointerpretarea este metodologia de extragere şi clasificare a

informaţiei tematice conţinute imagini analogice sau digitale. Primul

obiectiv al fotointerpretării este utilizarea intensivă a documentelor

fotografice şi/sau imagine pentru obţinerea şi exploatarea informaţiei

necesare studiilor specifice unor domenii tematice.

Fotointerpretare este realizată, în general, printr-o succesiune de

operaţiuni constând din:

pregătire (pre-zonare)

confruntarea de teren (recunoaştere prealabilă, control final)

sinteză

cartografiere




1. Care sunt caracteristicilor imaginilor digitale de teledetecţie?

2. Care sunt prelucrările preliminare ale imaginilor de teledetecţie?

3. Descrieţi metodele de clasificare automată a imaginilor.

4. Ce ştiţi despre indicii de vegetaţie?

5. Descrieţi procesul de prelucrare a informaţiei imagine, cu accent pe

cele două etape: analiză, respectiv interpretare.

6. Care sunt recomandările privind interpretarea profesională a

imaginilor satelitare?

7. Care sunt caracteristicile exploatate pentru evaluarea imaginilor

satelitare? Explicaţi semnificaţiei relaţiei textură/structură.

8. Care sunt etapele de analiză a peisajului?

9. Ce înţelegeţi prin fotointerpretarea imaginilor de teledetecţie?

10. Enumeraţi şi descrieţi etapele procesului de fotointerpretare.


1. Lillesand, T.M. and Kiefer, R.W. (1994) Remote Sensing and Image Interpretation. John

Wiley and Sons Inc., New York.

2. Jensen, John R. (1986) Introductory Digital Image Processing. Prentice-Hall, New Jersey.

3. Computer Eye: Handbook of Image Processing. Spatial Data Systems Inc., California.

Jain, Anil K. (1989) Fundamentals of Digital Image Processing. Prentice-Hall, New Jersey.

4. Wahl, Freidrich M. (1987) Digital Image Signal Processing. Artech House, Boston. Yu,

Francis T.S. and Suganda Jutamulia (1992) Optical Signal Processing, Computing, and

Neural Networks. John Wiley & Sons, New York.




APLICAŢII ALE TELEDETECŢIEI ÎN AGRICULTURĂ ŞI MEDIU

Cuprins Pagina


4.2. Aplicaţii ale teledetecţiei în diferite domenii de activitate 57

4.3. Utilizarea teledetecţiei în agricultură 58

4.4. Controlul prin teledetecţie 69

4.5. Cartografia mediului 89

4.6. Analiza şi administrarea sistemică a mediului 92





Acest capitol are ca scop familiarizarea studenţilor cu aplicaţiile de

teledetecţie, în diferite domenii de activitate

Stadiul actual de dezvoltare a teledetecţiei, descrierea tehnologiilor

utilizate pentru realizarea aplicaţiilor de observare a Pământului:

fotogrammetrie, teledetecţie şi GIS

Utilizarea teledetecţiei în agricultură, Politica Agricolă Comună

(PAC), Programul MARS, Sistemul Integrat de Administrare şi

Control (IACS), Sistemul de Identificare Parcelară (LPIS), rolul

Agenţiei de Plăţi şi Intervenţie pentru Agricultură (APIA) în

contextul LPIS

Controlul prin teledetecţie (CwRS)

Cartografia mediului, definirea termenului "cartografie ecologică",

hărţi tematice speciale, interpretarea digitală a datelor imagine în

cartografia mediului, perspective de dezvoltare a aplicaţiilor de

cartografiere a mediului

Analiza şi administrarea sistemică a mediului, monitorizarea

efectelor activităţilor umane şi a hazardelor naturale sau antropice

asupra mediului, administrarea resurselor geologice, degradarea şi

conservarea terenului, studii asupra dezastrelor naturale, prevenirea

inundaţiilor şi gestiunea situaţiilor post dezastru, aplicaţii ale

teledetecţiei în silvicultură, aplicaţii ale teledetecţiei în urbanism



4.2. Aplicaţii ale teledetecţiei în diferite domenii de activitate

Stadiul actual de

dezvoltare a

teledetecţiei

Stadiul actual de dezvoltare a teledetecţiei şi respectiv realizările

înregistrate pe de o parte, precum şi cerinţele prioritare specifice diferitelor

zone geografice pe de alta parte, au condus la folosirea datelor de

teledetecţie în anumite domenii de activitate, al căror numar se măreşte

continuu, pe masură ce tehnologiile noi devin mai eficiente decât cele

clasice. În funcţie de caracteristicile de bază ale senzorilor şi ale zborului

platformelor pe care aceştia sunt ampasaţi, datele de teledetecţie se

înregistrează în forma analogică sau digitală, sunt supuse unor corecţii

geometrice, radiometrice şi prelucrării primare, după care urmează

prelucrări şi intrepretări corespunzătoare fiecarui domeniu de utilizare.

Valoarea, respectiv eficienţa, folosirii acestor date depinde de

caracteristicile sensorilor, ale traseelor de zbor ale platformelor, precum şi

de mijloacele de prelucrare. În comparaţie cu tehnologiile clasice, specifice

fiecărui domeniu de activitate, care presupun parcurgerea terenului pentru

procurarea oricărui gen de informaţii, în teledetecţie, prelucrarea,

interpretarea şi valorificarea datelor necesită lucrări minime pe suprafeţele

de teren care au făcut obiectul înregistrărilor şi acestea numai în zonele test.

Cercetătorii sunt în permanenţă provocaţi pe de o parte de nevoia de a

descoperi, dezvolta şi administra resursele minerale (metalice, materiale

industriale, combustibili fosili, materiale de construcţii) resursele de apă

subterană şi de suprafaţă, iar pe de altă parte de utilizarea corespunzătoare a

terenurilor pentru infrastructura de transport, industrială şi aşezări umane.

În acelaşi timp devin din ce în ce mai mult implicaţi în monitorizarea şi

limitarea hazardului geologic (cazul cutremurelor de pământ şi al

alunecărilor de teren), a celui hidrologic (inundaţiile, eroziunea din zona de

coasta) dar şi în probleme de mediu (degradarea terenului, poluarea

industrială şi minieră), fără ca acesta enumerare să fie exhaustivă.

Fotogrammetrie,

teledetecţie şi

GIS – tehnologii

utilizate pentru

realizarea

aplicaţiilor de

observare a

Pământului

Pentru a rezolva aceste probleme, cercetătorii trebuie să stăpânească un

bagaj serios de cunoştinţe tematice din domeniul vast al ştiinţelor

geonomice care să fie completat de cunoaşterea amănunţită a mijloacelor

de prelucrare specifice teledetecţiei şi Sistemelor Informaţionale

Geografice. Completa înţelegere a specializării tematice şi, de asemenea,

abilitatea de a administra şi prelucra o mare cantitate de geoinformaţii

permite realizarea de studii solide care stau astăzi la baza realizării

planurilor de dezvoltare durabilă.

Pentru a putea asigura o completă apreciere a conceptelor geoştiinţelor

moderne şi a dobândi o bună experienţă în managementul geoinformaţiilor

trebuie pus accentul pe utilizarea fotogrammetriei şi teledetecţiei ca surse

de noi date de observare a Pământului şi pe utilizarea Sistemelor

Informaţionale Geografice pentru administrarea efectivă a multiplelor

seturi de date georeferenţiate generate. În acest capitol se prezintă aplicaţii

ale teledetecţiei în diferite domenii de activitate:



Inventariere: cartografierea ocupării terenului, modelare/simulare

(defrişare, schimbări climaterice);

Amanajarea teritoriului: gestionare (cadastru, circulaţia rutieră,

servicii de informare şi suport); ajutor la luarea deciziilor

(amenajarea teritoriului, măsuri de protectie, alocarea de resurse

umane sau financiare, decizii de interventii, previziuni, etc.).




întrebări:

a) Care sunt tehnologiile utilizate în prezent pentru realizarea aplicaţiilor

de observare a Pămîntului?



Managementul geoinformaţiilor implică utilizarea fotogrammetriei

şi teledetecţiei ca surse de noi date de observare a Pământului şi a

Sistemelor Informaţionale Geografice pentru administrarea efectivă

a multiplelor seturi de date georeferenţiate generate.

4.3. Utilizarea teledetecţiei în agricultură

Politica

Agricolă

Comună

(PAC) -

istoric

În anul 1957, după criza alimentară suferită de Europa în timpul Celui De-al

Doilea Război Mondial, s-a trecut la elaborarea unei strategii privind o Politică

Agricolă Comună (PAC) cu scopul creşterii producţiei agricole. Alte ţinte ale

acestei decizii au avut ca scop asigurarea de venituri stabile pentru fermieri,

precum şi stabilirea de preţuri corecte pentru producători şi consumatori.

Politica Agricolă Comună (PAC) reprezintă un set de măsuri stimulatoare din

punct de vedere financiar pentru fermieri, prin care să fie favorizată creşterea

producţiei alimentare şi modernizarea fermele. Totuşi, acest sistem de sprijin

financiar a dus rapid la supraproducţie de hrană şi la degradarea mediului. Până

la mijlocul anilor ’80 Uniunea Europeană a pompat atât de multe resurse

financiare în acest sistem încât subvenţii au trebuit acordate şi exportatorilor

pentru a scăpa de tot acel surplus. În 1992 s-a realizat o reformă majoră a

PAC, cunoscută sub numele de reforma McSharry. Preţurile produselor

agricole, care fuseseră garantate anterior, au fost reduse. Declinul preţurilor

garantate pentru fermieri a fost compensat prin plăţi directe. Reforma

McSharry a recunoscut daunele produse mediului de către agricultura intensivă

şi a alocat fonduri speciale pentru fermierii ce practică o agricultură ecologică.



Aceste fonduri au fost, şi încă sunt, prea reduse pentru a opri degradarea unor

ecosisteme, dar reprezintă totuşi un pas în direcţie cea bună.

O altă reformă a PAC a avut loc în anul 1999. Aceasta, încă departe de a

întruni toate rigorile protejării mediului, reprezintă încă un pas înainte către

practici agricole durabile, mai ales datorită introducerii de noi reguli pentru

dezvoltarea rurală ce ţin cont de problemele de mediu. Nevoia regândirii PAC

este absolut necesară şi urgentă. Sistemul prejudiciază fermierii, consumatorii,

contribuabilii şi mediul. În prezent 90% din bugetul de 40 miliarde euro al

PAC rămâne îndreptat către subvenţionarea producţiei în timp ce doar 10% este

cheltuit pe măsuri pozitive pentru o agricultură durabilă precum şi pentru o

dezvoltare rurală susţinută.

Toate aceste măsuri politice au fost însoţite de programe adecvate de cercetare

operaţională care au permis simularea unor modele avansate de dezvoltare. În

acest context a fost conceput programul "Monitoring Agriculture with Remote

Sensing" (MARS).

Programul

MARS

Proiectul European MARS, iniţiat în 1988, a fost conceput pentru proiectarea

unui sistem temporal independent care să poată furniza informaţii viabile

despre suprafeţele ocupate cu culturi şi asupra randamentelor obţinute. Acest

program a fost în permanenţă adaptat funcţie de cerinţele utilizatorilor (în speţă

administraţiile naţionale ale ţărilor membre) fiind un exemplu de implementare

adaptată progresului tehnologic înregistrat în ultimii 15 ani.

Programul MARS a fost conceput la Centrul Comun de Cercetări al UE de la

Ispra-Italia (JRC) unde, după finalizarea unei tematici şi validarea de către

beneficiar (DG VI Agriculture şi EUROSTAT), echipa de cercetare-dezvoltare

a continuat să asigure mentenanţa cu scopul ameliorării sistemului. Este, de

fapt, unul dintre motivele pentru care se va încerca repetarea unui scenariu de

implementare similar la nivel naţional urmarind aplicarea aceleiaşi strategii.

Din 1993, proiectul a fost dirijat către elaborarea de tehnici suport şi realizarea

expertizei de înalt nivel pentru Direcţia Generală Agricultură a Comisiei

Europene şi pentru administraţiile de resort din ţările membre UE, dar şi pentru

cele din ţările candidate. Aceasta, în vederea asimilării şi operaţionalizării

managementului specific Politicii Agricole Comune (Common Agricultural

Policy – PAC), care pentru România reprezintă cel mai sensibil dosar de

negociere în vederea aderării.

Din anul 2000, programul MARS a fost orientat către monitorizarea globală a

agriculturii pe baza conceptelor promovate de iniţiativa GMES care va avea ca

rezultat asigurarea securităţii alimentare.

Ca instrumente de expertiză în cadrul programului MARS sunt integrate tehnici

şi metode de cercetare specifice următoarelor domenii:

Statistică avansată (sondaj areolar),

Procesare de imagini şi interpretare (înregistrări satelitare/ aeropurtate)



Management GIS şi aplicaţii web dedicate,

Geomatică şi tehnologii GPS (ortofoto, cartografiere la scara mare,

măsurători parcelare),

Modelare agrometeorologică (dezvoltarea plantelor, previziunea

recoltelor),

Standardizare şi controlul calităţii.

Fiecare dintre cele patru tematici MARS-PAC au o mare importanţă pentru

viitorul economic al României datorită obligativităţii dirijării strategiei şi

politicilor agricole către asimilarea acestor tehnologii suport caracterizate de

obiectivitate şi precizie:

Controlul prin teledetecţie (Control with Remote Sensing – CwRS) al

suprafeţelor arabile sprijină detectarea erorilor din cererile de subvenţie

ale agricultorilor din cadrul Sistemului Integrat de Administrare şi

Control (IACS - Integrated Administration and Control System). Prin

programul MARS s-au dezvoltat metodologii de teledetecţie şi

fotogrammetrie integrate in aplicaţii GIS. Acest program coordonează

în prezent achiziţia anuală a circa 800 de imagini satelitare asupra a

circa 130 de situri prestabilite prin metode statistice, furnizează

specificaţii tehnice şi recomandări, testează noii sateliţi şi realizează

controlul de calitate şi auditarea contractorilor naţionali

Sistemul de informaţii parcelar (LPIS - Land Parcel Information

System) utilizat în implementarea PAC trebuie să devină operaţional la

nivel UE în anul 2005 considerându-se faptul că, prin constituirea

sistemului informaţional bazat pe tehnici GIS, IACS va deveni cu

adevărat pilonul agriculturii moderne la nivel european. Prin MARS se

estimează că va fi asigurată coerenţa dintre IACS şi LPIS, metoda

adoptată fiind orientată spre integrarea datelor de teledetecţie de foarte

înaltă rezoluţie şi a ortofotogramelor cu tehnicile GPS–EGNOS

Registrul viticol şi al măslinilor, sunt sisteme similare cu LPIS utilizate

pentru implementarea PAC, aplicaţiile fiind bazate de asemenea pe

tehnici GPS/teledetecţie

Planul de dezvoltare rurală şi măsurile agro-environmentale (AEMs –

Rural Development Plans and Agri-Environmental Measures)

reprezintă al doilea pilon al PAC. Şi în acest caz este stimulată

utilizarea datelor spaţiale georeferenţiate în vederea implementării,

controlului şi evaluării impactului PAC asupra mediului ambiant.

Sistemul

Integrat de

Administrare

şi Control

(IACS)

În conformitate cu deciziile luate, fiecare Stat Membru trebuie să implementeze

un sistem integrat de administrare şi control în vederea constituirii suportului

schemelor de plăţi. Practic, sistemul integrat cuprinde următoarele elemente:

bază de date computerizată care va înregistra, pentru fiecare holding

agricol, datele obţinute din solicitările de ajutor;



un sistem de identificare pentru parcelele agricole;

un sistem pentru identificarea şi înregistrarea drepturilor de plată care

permite verificarea eligibilităţii precum şi verificări încrucişate a

solicitărilor pentru subvenţii bazate pe comparaţia cu Sistemul Integrat

de Administrare şi Control (LPIS). Acest sistem permite consultarea

directă şi imediată a datelor istorice referitoare la minimum trei ani

calendaristici precedenţi;

solicitări pentru subvenţie. În fiecare an, un fermier va face o solicitare

pentru plăţi directe, indicând, după caz toate parcelele agricole ale

fermei, numărul şi suma drepturilor de plată precum şi orice altă

informaţie prevăzută în actele normative;

un sistem integrat de control;

un singur sistem de înregistrare a identificatorului fiecărui fermier care

aplică o solicitare pentru ajutor.

Statele Membre trebuie să asigure compatibilitatea dintre procedurile de

administrare şi control aplicate schemelor de suport şi sistemul integrat pentru

aplicarea acestor scheme, pentru următoarele aspecte:

baza de date computerizată;

sistemele de identificare pentru parcelele agricole;

verificări administrative.

Aceste sisteme vor fi concepute pentru a permite o funcţionare comună şi/sau

un schimb de date. Comisia poate cere asistenţă organismelor specializate sau

persoanelor pentru a facilita stabilirea, monitorizarea şi utilizarea sistemului

integrat, în particular pentru a asigura consiliere tehnică autorităţilor

competente ale Statelor Membre, dacă o vor cere, fără a prejudicia

responsabilităţile Statelor Membre pentru implementarea şi aplicarea

sistemului integrat.

Sistemul de

Identificare

Parcelară

(LPIS)

LPIS este considerat elementul cheie al IACS pentru administrarea subvenţiilor

bazate pe suprafaţă ale PAC (Figura 4.1). Acesta reprezintă un sistem de

referinţă folosit pentru a localiza şi a identifica, într-o manieră unică şi clară,

parcelele agricole pe care le declară fermierii şi pentru a descrie caracteristicile

acestor parcele, cum ar fi suprafaţa brută şi netă, eligibilitatea pentru ajutor,

modul de folosinţă a terenului precum şi alte caracteristici posibile care pot fi

incluse pentru a satisface legislaţia europeană.

Iniţial, unele State Membre şi Ţări Candidate au optat pentru folosirea

cadastrului drept referinţă pentru localizarea şi identificarea parcelelor agricole

pentru că este binecunoscut tuturor şi pentru că, teoretic, are un număr sau cod

unic de identificare pentru fiecare parcelă cadastrală. În multe ţări informaţia

cadastrală se poate obţine rapid, deşi nu întotdeauna în format digital. Folosirea

parcelelor cadastrale pentru a descrie activitatea agricolă are dezavantajul

neconcordanţei dintre caracteristicile reprezentate, respectiv suprafaţa netă şi



cea cultivată (reprezentată de parcela cultură). De asemenea, mai ales în zonele

rurale, disponibilitatea şi calitatea datelor cadastrale nu întrunesc mereu

standardele necesare pentru LPIS (Figura 4.2).

Fig. 4.1 LPIS – parte integrantă a IACS

Fig. 4.2 Neconcordanţa dintre modul de exploatare a terenului

şi limitele cadastrale



Unitatea MARS – PAC / JRC împreună cu DG AGRI şi cu organismele

responsabile din statele UE au elaborat metodologii şi specificaţii originale

pentru stabilirea de sisteme eficiente de identificare parcelară pentru a fi

aplicate acolo unde datele cadastrale nu sunt actualizate. Această metodologie

combină folosirea orto-imaginilor cu rezoluţie între 0,5-1 m împreună cu hărţi

digitale echipate cu blocuri de parcele agricole, deseori folosind cadastrul –

dacă este disponibil – ca strat de date auxiliar pentru localizarea facilă a

fermierilor. Orto-imaginile digitale sunt folosite pentru delimitarea limitelor

parcelelor agricole sau a blocurilor/grupurilor de parcele agricole care sunt

marcate de caracteristici permanente ce sunt bine definite şi vizibile pe orto-

imagini, cum ar fi drumuri, râuri, păduri etc. Identificatori unici pentru parcele

sau blocuri sunt generaţi automat. Pentru aceasta, este necesară o bună instruire

a echipei de administrare şi a fermierilor pentru folosirea corectă a acestui tip

de sistem de referinţă. Blocurile fizice sunt unităţi teritoriale ale căror limite

sunt considerate fixe, de tipul:

infrastructură (drumuri, căi ferate, canale de apă)

limite de fermă sau alte limite dintre diferite tipuri de folosinţă a

terenului care sunt considerate aproape permanente (pâraie, vii, livezi,

grădini de legume, liziere, etc.)

limite dintre parcele cu acelaşi tip de folosinţă a terenului care pot fi

considerate permanente (garduri, şanţuri, etc.)

reţea hidrografică naturală sau artificială.

Pentru implementarea activităţilor de control, aşa cum sunt definite în

regulamentele IACS, se face apel la controlul prin tehnici de teledetecţie a

solicitărilor de ajutor bazate pe suprafaţă, fiind de asemenea utilizate lucrări de

birou care înlocuiesc inspecţia de teren în cazul dosarelor care probabil conţin

anomalii. Tipul parcelei de referinţă folosit este un factor determinant pentru

metodologia de creare a LPIS. Posibilele opţiuni sunt: parcele cadastrale,

parcele agricole, blocuri ale fermierilor (bazate pe orto-foto sau definite prin

gruparea parcelelor cadastrale) şi blocuri fizice, bazate pe limitele fizice

interpretate de pe orto-foto (Figura 4.3). Regulamentul 1593/2000 amendat prin

Regulamentul 1782/2003 stabileşte obligativitatea implementării unui LPIS

digital, standarde minime ce trebuie atinse (scară, acurateţe), recomandând

ferm folosirea combinată a tehnicilor referitoare la orto-imagini (cum ar fi orto-

imagini digitale achiziţionate din avion sau cu ajutorul Sateliţilor de Foarte

Înaltă Rezoluţie – VHRS). Soluţia de folosire a tehnicilor ortofoto a fost aleasă

atât de toate Statele Membre cât şi de către Ţările Candidate, pentru că este

posibilă şi obţinerea de informaţii cruciale asupra eligibilităţii terenului (Figura

4.4). În România sistemul integrează tehnicile folosite la orto-imagini (Figura

4.5) ca referinţă obiectivă pentru a defini blocurile fermierilor sau blocurile

fizice. Cu toate acestea, posibila folosire a cadastrului trebuie testată pentru a

stabili dacă va fi luată în considerare ca informaţie principală sau ca suport

auxiliar referitor la parcelele agricole.



Fig. 4.3. Blocuri fizice delimitate pe ortofoto şi informaţia cadastrală

Fig. 4.4 Exemple de LPIS în ţări membre ale UE



Fig. 4.5 Sistemele LPIS se bazează pe ortofoto aeriene sau satelitare

Agenţia de

Plăţi şi

Intervenţie

pentru

Agricultură

(APIA)

Agenţia de Plăţi este organismul responsabil de finanţarea schemelor PAC şi

suportă răspunderea de a recepţiona şi de a administra banii proveniţi de la

Secţiunea Garanţii a Fondului European de Asistenţă şi Garanţii în Agricultură

(EAGGF / FEOGA). Politica generală şi cadrul financiar sub care operează

APIA este determinată întotdeauna de către fiecare stat membru în parte. De

fapt, rolul cel mai important al Agenţiei de Plăţi este de a organiza modul de

plată către solicitanţi pentru solicitări valide din punct de vedere al PAC.



Principalele

sarcini ale

APIA

privind LPIS

Un rol cheie pentru asigurarea sistemului de solicitare şi plăţi îl are APIA, un

organism unic care realizează:

Plăţile directe de tip SAPS (Single Area Payment Scheme) precum şi

alte ajutoare naţionale specificate

Organizarea Pieţei prin intervenţii, stocuri private, subvenţii pentru

export, etc...

Măsurile structurale în cadrul programelor SAPARD, SOP (Sector

operating program), PRD (Plane of rural development)

Sistemele de subvenţie ale Statului

În ceea ce priveşte LPIS, APIA este responsabilă cu:

Trimiterea formularelor pre-tipărite de solicitare şi foaia de identificare

tuturor fermierilor (înscrişi în banca de date a AP). Datele de bază se

extrag din LPIS şi din evidenţa centralizată a animalelor de fermă.

Foaia de Identificare va include datele de bază pentru fermieri pentru

necesităţi referitoare la registrul solicitanţilor.

Administrarea declaraţiilor care va fi realizată prin controlul datelor din

solicitare în comparaţie cu datele din registrele de referinţă (evidenţa

centralizată a animalelor de fermă, LPIS, registrul solicitanţilor şi

altele).

Stabilirea procentului de controale de teren din totalul solicitărilor prin

confruntarea realităţii din teren cu informaţiile declarate de către

fermier.

Calcularea plăţilor pe baza informaţiilor determinate de către

verificările administrative şi de către controalele de teren.

Realizarea plăţilor în conturile solicitanţilor.

Modul de

operare al

APIA

Acceptarea solicitărilor (plăţi directe) se efectuează la nivelul departamentelor

regionale ale APIA. Formularele de solicitare sunt depuse personal, fie de către

persoana eligibilă (proprietar, arendaş, etc.), fie de către o persoană delegată

care trebuie să se identifice printr-un document relevant. Practic, sunt acceptate

doar acele formulare de solicitare care întrunesc toate detaliile formale

(completarea tuturor câmpurilor formularului, semnătura, anexele, precum şi

marcarea tuturor căsuţelor de control necesare ş.a.m.d). Formularele de

solicitare care nu îndeplinesc proprietăţile formale definite sunt respinse

automat. După validarea informaţiilor, fiecare formular de solicitare este

controlat formal. Pentru conţinut este responsabil întotdeauna fermierul.

Fiecare fermier primeşte confirmarea acceptării care include data în care a fost

acceptată solicitarea şi numele persoanei care a acceptat formularul.

Un fermier poate face doar o solicitare pentru o schemă de ajutor. Această

solicitare se face la locul de rezidenţă. În cazul în care fermierul are mai multe

unităţi de producţie (unele situate chiar în alte unităţi administrative), acesta



face doar o singură solicitare pentru toate unităţile sale de producţie numai la

locul său de reşedinţă. La nivelul departamentelor regionale, solicitarea este

controlată de mai multe ori şi introdusă în sistem. După introducerea în sistem

şi autorizarea de către administratorul şef, solicitările sunt prelucrate la sediul

central al APIA. La sediul central al APIA, asupra fiecărei solicitări se fac

verificări administrative încrucişate. Practic, aceasta înseamnă că toate

solicitările sunt verificate între ele în privinţa tuturor datelor menţionate în

formulare. În acelaşi timp, toate solicitările sunt controlate comparativ cu toate

datele existente în registrele de referinţă.

Fermierii sunt informaţi asupra greşelilor apărute în formulare, aceştia având

posibilitatea de a le corecta. Fermierii obţin informaţii scrise despre greşelile

determinate şi despre data până la care trebuie să corecteze erorile. Informaţiile

referitoare la greşelile determinate sunt trimise şi departamentelor regionale.

Greşelile pot fi identificate şi la nivelul departamentelor regionale, fermierii

fiind informaţi şi în acest caz despre acestea. După efectuarea corecturilor de

către fermieri, toate verificările încrucişate sunt repetate începând cu

verificarea corectitudinii datelor modificate şi pentru evitarea altor greşeli.

Pentru fiecare solicitare se face o analiză de risc, generându-se astfel o listă cu

solicitările ce vor fi supuse controalelor de teren. Rata minimă a controalelor de

teren este de 5% din totalul solicitărilor, fiecare stat în parte stabilind

procentajul adecvat (de obicei 6-7 %). Controalele de teren sunt realizate de

către departamentele regionale ale APIA, pe baza listei fermelor unde vor fi

realizate acestea. Aşadar, APIA decide cine şi când va fi verificat. Fermierii

trebuie să permită realizarea verificărilor de teren, în caz contrar aceştia fiind

excluşi de la primirea plăţilor, în cazuri extreme chiar şi câţiva ani. Sunt create

protocoale pentru fiecare verificare de teren, fermierii având dreptul de a le

semna şi de a le adnota.

Rezultatele tuturor verificărilor de teren sunt introduse în sistem pentru a

permite calculul plăţilor. Un anumit procent din verificările de teren este supus

unui supracontrol efectuat de către organismul central al APIA. După

finalizarea controalelor administrative şi a verificărilor de teren, se trece la

calculul plăţilor pentru fiecare solicitare în parte. Fiecare fermier este informat

despre suma ce îi revine având dreptul de a-şi exprima opiniile despre sumele

aferente, mai ales în cazuri de plăţi diminuate. Diferenţele dintre suprafeţele

declarate şi cele determinate prin control sunt analizate diferenţiat:

până la 3% plata este calculată pentru suprafaţa determinată

între 3% - 30% - plata este redusă cu dublul diferenţei determinate în

anul curent

mai mult de 30% - nu este acordat ajutor în anul curent

mai mult de 50% - fermierii sunt excluşi de la primirea ajutoarelor până

când se atinge o valoare egală cu diferenţa dintre suprafaţa declarată şi

cea determinată.



Plăţile ce cad sub incidenţa schemelor de suport trebuie realizate complet către

beneficiari. Acestea vor fi făcute o dată pe an în perioada 1 Decembrie – 30

Iunie a anului calendaristic următor. Comisia poate :

extinde data de plată

acorda avansuri

autoriza statele membre, în funcţie de situaţia bugetară, să realizeze

plăţi în avans înainte de 1 Decembrie în regiuni unde, datorită unor

condiţii excepţionale, fermierii se confruntă cu dificultăţi financiare

severe :

de până la 50% din plăţi,

de până la 80% din plăţi în cazul în care au fost deja acordate

avansuri

Nu se vor acorda plăţi pentru cei care s-a stabilit că au creat în mod artificial

condiţiile necesare pentru obţinerea acestor plăţi necuvenite.

Este posibilă şi luarea în considerare a unor întârzieri în aplicarea unei

solicitări. De aceea, trebuie stabilit termenul până la care fermierii au

posibilitatea înaintării solicitării către departamentul regional al AP aferent

fiecăruia. Pentru fiecare zi lucrătoare care depăşeşte acest termen, plăţile

eligibile sunt reduse cu aproximativ 1%. Perioada maximă pentru înaintarea

solicitării este de 25 zile calendaristice, iar după această perioadă formularele

de solicitare sunt respinse.




întrebări:

a) Ce este Politica Agricolă Comună (PAC)?

b) Ce ştiţi despre Programul MARS?

c) Care sunt cele patru tematici majore ale Programul MARS-PAC?

d) Care sunt elementele programului IACS?

e) Descrieţi programul LPIS.

f) Ce este APIA? Descrieţi, pe scurt, rolul APIA în contextul LPIS.





Politica Agricolă Comună (PAC) reprezintă un set de măsuri

stimulatoare din punct de vedere financiar pentru fermieri, prin care să

fie favorizată creşterea producţiei alimentare şi modernizarea

fermelor. LPIS este considerat elementul cheie al IACS pentru

administrarea subvenţiilor bazate pe suprafaţă ale PAC. Acesta

reprezintă un sistem de referinţă folosit pentru a localiza şi a

identifica, într-o manieră unică şi clară, parcelele agricole pe care le

declară fermierii şi pentru a descrie caracteristicile acestor parcele,

cum ar fi suprafaţa brută şi netă, eligibilitatea pentru ajutor, modul de

folosinţă a terenului precum şi alte caracteristici posibile care pot fi


4.4. Controlul prin teledetecţie

Controlul

prin

teledetecţie

(CwRS) -

generalităţi

Controlul prin Teledetecţie este modalitatea prin care a fost simplificată etapa

de verificare / validare a declaraţiilor cu potenţial de fraudare. Pentru a

armoniza modul de efectuare a controlului, începând cu anul 1998,

tradiţionalele Recomandări Tehnice pentru "Controlul prin Teledetecţie" au fost

divizate în patru părţi, pentru îmbunătăţirea înţelegerii şi folosirii acestora:

Partea 1: Alegerea sit-ului, programarea satelitară, achiziţia şi livrarea

imaginilor;

Partea 2: Pre-procesarea datelor şi CAPI;

Partea 3: Toleranţe tehnice şi reguli de clasificare a dosarelor;

Partea 4: Controlul Calităţii.

Trebuie precizat că Recomandările Tehnice se referă doar la Controlul prin

Teledetecţie, şi nu la inspecţiile de teren sau verificările administrative, ori

implementarea de către administraţie a Sistemului Integrat de Administrare şi

Control (IACS) şi a Sistemului de Identificare a Suprafeţelor Parcelare (LPIS),

iar toate metodele se adaptează specificului naţional.

Controlul

prin

teledetecţie

(CwRS) –

partea 1

Alegerea sit-ului, programarea satelitară, achiziţia şi livrarea imaginilor

Selectarea sit-ului. Principii generale şi baza de reglementare

Regulile pentru selectarea zonelor ce sunt verificate prin teledetecţie sunt

precizate în Regulamentul Comisiei nr. 118/2004. Metodologia de realizare a

Controlului prin Teledetecţie, în particular alegerea tipului, rezoluţiei şi datelor

de achiziţie a imaginilor satelitare pentru o zonă ce va fi controlată trebuie

adaptată caracteristicilor zonei respective. Cu alte cuvinte, când se aleg zonele

ce vor fi controlate prin Teledetecţie, Statele Membre ar trebui să ţină cont de

metodologia recomandată pentru Controlul prin Teledetecţie. Statele Membre ce

aplică principiile IACS-GIS pentru tot teritoriul lor sunt încurajate să folosească

baza de date GIS pentru o definire precisă a zonelor de control.



Limitările de utilizare a imaginilor de înaltă rezoluţie pentru alegerea sit-

urilor

Posibilitatea achiziţiei imaginilor are limitări certe. Pentru sateliţii ce operează

cu senzori optici, principala dificultate este acoperirea cu nori, care de obicei

face necesar mai multe tentative de achiziţie înainte de a putea fi obţinută o

imagine bună (Figura 4.6).

Fig. 4.6. Imagini Ikonos asupra comunei Valea Călugărească (stânga: datorită

acoperirii cu nori achiziţia a fost refuzată, dreapta: achiziţie acceptată)

De asemenea, toţi sateliţii care asigură imagini de înaltă rezoluţie au o bandă

relativ îngustă de prelevare a datelor, fiind astfel necesare mai multe treceri şi o

perioadă de timp semnificativă până când o zonă largă este acoperită. Folosirea

imaginilor oblice îmbunătăţeşte considerabil rata de succes în cazul unui sit

individual. Pentru limitarea numărului total de sit-uri supuse controlului şi

optimizarea achiziţiei imaginilor, chiar şi din punct de vedere al costului, este

preferată gruparea dosarelor pentru control în cadrul unei suprafeţe geografice

limitate. Pentru sit-urile în cadrul cărora sunt folosite imagini de mare rezoluţie,

este recomandată o suprafaţă continuă, cu un minim de 500 dosare sau 7500 ha,

per sit, ce vor fi controlate.

Din motive tehnice, pentru sit-urile în cadrul cărora sunt folosite imagini de

înaltă rezoluţie, mărimea sit-ului de control este constrânsă în cea mai mare

măsură de caracteristicile senzorilor sateliţilor de înaltă rezoluţie. O imagine

SPOT acoperă o suprafaţă nominală de 60 x 60 km (Figura 4.7), o scenă

LANDSAT TM 170 x 183 km (sau 55 x 55 km pentru o sub-scenă) şi o scenă



IRS-1C/1D LISS 140 x 140 km (sau 70 x 70 km pentru un sfert de scenă).

Senzorii sunt orientaţi diferit, în funcţie de orbitele sateliţilor respectivi. În

Figura 8 este ilustrată o imagine Ikonos, corespunzătoare comunei Valea

Călugărească.

Fig. 4.7. (stânga) Fereastră de imagine SPOT 5 supermode 2,5 m rezoluţie,

cuprinzând teritoriul comunei Valea Călugărească

Fig. 4.8. (dreapta) Fereastră de imagine Ikonos multispectrală 4 m rezoluţie

preluată deasupra comunei Valea Călugărească

Consideraţii practice pentru selecţia sit-urilor de mare rezoluţie

Atunci când sunt selectate sit-urile de control ce folosesc imagini de înaltă

rezoluţie pentru campania din 2004 se iau în considerere următoarele criterii:

Sit-urile de control din anii precedenţi n-ar trebui sistematic eliminate ci

sistematic refolosite.

Dacă suprafaţa ce va fi controlată este de fapt mai mică decât raza

maximă de 25 km, atunci trebuie furnizat Comisiei un fişier vectorial ce

urmăreşte conturul suprafeţei reale. Aceasta va facilita programarea prin

posibilitatea achiziţiei de imagini pentru mai multe sit-uri în timpul

aceleiaşi treceri a satelitului (Figura 9, cazul b) şi prin acceptarea

imaginilor fără nori deasupra mai multor zone restricţionate, de aici şi

îmbunătăţirea şanselor de a achiziţiona imagini bune. Aceasta se

întâmplă în cazul în care sit-ul de înaltă rezoluţie este combinat cu un sit

de foarte mare rezoluţie.



Poziţiile sit-urilor sunt fixate înainte de a se deschide primele ferestre de

timp de achiziţie a imaginilor. Schimbările ulterioare în coordonatele sit-

ului riscă ca imaginile deja achiziţionate să devină parţial inutilizabile,

în timp ce un cost considerabil a fost deja suportat de către Comisie. În

cazuri excepţionale, Comisia solicită o căutare de arhivă pentru

imaginile ce acoperă completarea ferestrei de achiziţie cu scopul de a

suplini suprafaţa lipsă.

Pentru SPOT, schimbarea modului spectral şi a unghiului de vedere

necesită un timp echivalent cu traversarea a 50 până la 100 km orbită (în

direcţia Sud). De aceea, unde este posibil, sit-urile nealiniate (cum este

în cazul c, Figura 9) ar trebui poziţionate la o distanţă de mai mult de

100 km între ele, măsurată de-a lungul traiectoriei orbitei.

Achiziţionarea fotografiilor aeriene

Achiziţionarea fotografiilor aeriene pentru controale nu este coordonată de către

Comisie, dar cade în sarcina administraţiei naţionale. Atunci când se decide

acoperirea cu fotografii aeriene a teritoriului este posibilă realizarea de

controale exhaustive dar şi selectarea unui număr mai mare de situri mai mici.

În acest caz nu trebuie să fie uitate constrângerea şi costurile corelate cu aceasta

la care se adaugă, de exemplu, digitizarea hărţilor de referinţă. Trebuie amintite

dificultăţile achiziţionării fotografiilor aeriene în anumite zone şi pot să apară

restricţii asupra zonelor militare, a liniilor de trafic aerian, etc. Pătura de nori

poate fi la fel de restrictivă pentru fotografiile aeriene ca şi pentru imaginile din

satelit, iar condiţiile meteorologice vor afecta calitatea radiometrică a

imaginilor. Mai mult, timpul de procesare a fotografiilor aeriene (necesitând

developare, printare, scanare) este mai mare adesea la câteva săptămâni sau

chiar mai mult. Achiziţionarea fotografiilor aeriene trebuie de aceea să fie

organizată cu suficient timp înainte şi perioadele de achiziţie a imaginilor

trebuie să fie puse la începutul anului. În ultimii ani, folosirea culorilor naturale

sau orto-fotografia aeriană în infraroşu color a crescut în mod semnificativ.

Folosirea imaginilor color are în plus avantajul că recoltele sunt mult mai uşor

de identificat prin caracteristicile lor optice; astfel se reduce semnificativ timpul

de interpretare a imaginilor pentru identificarea culturilor. Perioada optimă de

achiziţie pentru orto-fotografiile color tinde să conveargă către fereastra de timp

când cele mai semnificative tipuri de culturi sunt identificabile.

Este de asemenea obligatoriu ca zborurile aeriene să fie efectuate îndeplinind

regulile impuse privind folosirea GPS-ului şi a sistemelor de navigaţie inerţiale

legate de camera fotogrammetrică. Astfel este posibilă optimizarea ariei de

acoperire a zborului şi reducerea considerabilă a costurilor procesărilor care vor

urma. Executanţii ar trebui, de aceea, să prezinte destule referinţe în acest

domeniu sau să fie asociat cu un subcontractant calificat. Ca urmare a naturii

specializate a fotografiei aeriene, ar putea fi de asemenea prevăzută

subcontractarea fotografiilor în mod independent de executantul principal.

Ortorectificarea fotografiei aeriene trebuie să fie realizată, de asemenea,

conform instucţiunilor privind procesarea şi controlul calităţii.



Modul de selectare a solicitărilor care trebuie verificate

Controlul prin Teledetecţie va fi efectuat în ariile geografice definite de către

Administraţie şi pentru care vor fi disponibile date (imagini prin satelit sau

fotografii aeriene). Administraţia va defini în mod precis controlul asupra

siturilor prin listarea unităţilor administrative sau a hărţilor relevante care

delimitează acoperirea geografică unde parcelele declarate vor fi verificate

folosind teledetecţia. Un sumar al acestor informaţii, care precizează Aria de

Interes, va fi pusă la dispoziţia Comisiei, iar după validare va fi transmis

furnizorilor de imagini în scopul evaluării fezabilităţii.

Siturile de control trebuie să fie foarte precis definite pentru ca numărul de

dosare real verificate să corespundă cu cel stabilit la începutul activităţii şi să fie

conform cu cererile regulamentelor. În practică, un număr mai mare de dosare

decât cel fixat iniţial trebuie să fie selectat a priori încă de la începutul

operaţiilor pentru a maximiza acoperirea imaginii dacă numărul real de aplicaţii

nu este cunoscut în momentul definirii sitului. Acest caz este în mod particular

aplicabil pentru Statele Membre în care fermierii sunt obisnuiţi să rotească

culturi arabile şi non - arabile (de exemplu grâu şi bumbac). Din moment ce

aplicaţiile caracterizate drept incomplete sunt acum completate pe teren, nu mai

este atât de necesar să se ia în conssiderare aplicaţii posibil incomplete la

definirea sitului sau la selectarea dosarelor.

Coordonatele geografice ale sitului selectat vor fi verificate de către furnizorii

de imagini pentru a afla gradul de dificultate al achiziţionării de imagini

complete. Furnizorii de imagini pot sugera mici modificări ale poziţiei sitului

pentru a maximiza aria de acoperire a imaginilor şi pentru a se încadra în

ferestrele de achiziţie cerute. În aceste cazuri, Administraţiei şi contractanţilor li

se cere să verifice cu atenţie dacă coordonatele incluse în fişierul [.shp] definesc

corect situl. Orice diferenţă în aceste imagini trebuie să fie semnalată imediat.

Dacă se intenţionează folosirea fotografiilor aeriene, planul de zbor propus de

către contractant trebuie să garanteze că întreaga arie de control este acoperită.

În practică, Administraţia trebuie să aprobe acest plan de zbor înaintea

efectuării. Regulamentele Comisiei stipulează că aplicaţiile care trebuie

controlate trebuie să fie selectate pe baza unei analize de risc. Pe baza

eşantionului de risc, trebuie de asemenea selectat aleator eşantionul de

reprezentativitate (ex: fixarea unei rate medii a erorilor). Aceste prevederi vor fi

aplicate doar acolo unde nu au fost controlate toate dosarele sitului. Dosarele

care sunt excluse din eşantionul controlat prin teledetecţie trebuie, totuşi, să fie

incluse în populaţie pentru a fi supuse clasicelor verificări imediate.

Programarea şi achiziţionarea imaginilor

Pentru imaginile optice, "fereastra de achiziţie" şi "perioadele inactive" (care

separă ferestrele de achiziţie) vor fi stabilite de comun acord de către

contractant şi de către Comisie. Ferestrele de achiziţie sunt perioade

calendaristice în timpul cărora sateliţii HR sunt programaţi pentru obţinerea de

date. În ceea ce priveşte imaginile HR pentru toamnă / iarnă sau imaginile de la

începutul primăverii, Comisia sugerează achiziţia numai dacă elevaţia Soarelui



este mai mare de 20 grade, aceasta pentru a asigura contrastul suficient şi pentru

a minimaliza efectul preluării umbrelor. Când o imagine optică HR este

înregistrată pentru o perioadă dată, fereastra va fi închisă până la data

deschiderii următoarei ferestre dar nu înainte de terminarea perioadei inactive,

care se măsoară de la data actualei achiziţii. Dacă o fereastră rămâne deschisă

fară a prelua imagini până la începutul următoarei ferestre, prima imagine va fi

considerată “neînregistrată” iar a doua perioadă va fi deschisă la data stabilită

iniţial. În cazul imaginilor radar este stabilită o politică sistematică pentru

preluarea imaginilor. Aceasta se aplică tuturor siturilor care, în contextul unor

situri definite pentru achiziţii SPOT şi afectate de stratul de nori, sunt localizate

într-o "zonă de achiziţie dificilă". Aceasta se aplică în mod esenţial siturilor

localizate la peste 50 grade Nord. Contractanţii pot cere ca şi altele situri

localizate în afara acestei zone să fie considerate ca dificile.

Se remarcă faptul că este obligatorie utilizarea unui model numeric al terenului

MNT de înaltă calitate care să asigure geocodarea corectă a imaginior radar.

Validarea şi comenzile

Evaluarea calităţii unei imagini (stratul de nori, ceaţă, zăpadă, etc.) se referă

întotdeauna la Aria de Interes (AOI), de exemplu cercul (cu o raza de 25 km),

sau la zona predefinită reprezentând limita arealului de lucru.

Imaginile IRS, SPOT şi radar sunt furnizate întotdeauna ca scene complete.

Pentru Landsat 5 TM şi Landsat 7 ETM+ se livrează în mod uzual

"miniscenele" sau, uneori, din raţiuni tehnice, sferturile de scenă. Dacă sunt

acoperite două sau mai multe AOI-uri atunci se achiziţionează întreaga scenă.

Pentru senzorii LISS-IV se iau în considerare "sferturi" dacă localizarea permite

aceasta sau întreaga scenă atunci când nu este posibil.

Pentru fiecare sit şi fiecare fereastră de timp deschisă, prima imagine optică

(SPOT, Landsat sau IRS) modificată de un furnizor având mai puţin de 1 %

acoperire cu nori, se ia decizia de acceptare, se cumpără de către Comisie şi este

trimisă automat contractanţilor care primesc şi o copie a comenzii. În acest mod

fereastra de timp se consideră închisă şi nu mai este novoie de QL (quick-look).

Pentru o achiziţie VHR – în cazul unei acoperiri parţiale, stratul de nori este

fixat la intersecţia cea mai bună dintre Aria de Interes şi cadrele imaginilor (de

exemplu, Quickbird 14 x 14 km, Ikonos 11 x 11 km, EROS 13,5 x 13,5 km,

SPOT "supermode”â" depinzând de mărimea suprafeţei comandate). O arie de

interes minim parţial acoperită este definită ca fiind o arie continuă de minim 62

km pătraţi de o formă simplă, obişnuită. Furnizorul de imagine trebuie

înotdeauna să încerce să acopere Aria de Interes din cât mai puţine tentative.

Pentru un sit VHR, imaginea, în funcţie de stratul de nori, este clasificată ca

"validată" şi "propusă":

o achiziţie "validată" este definită de un strat de nori de 5% pentru

Ikonos, EROS, SPOT "supermode" şi de 10 % pentru Quickbird. Toate

imaginile de la aceşti senzori sunt totuşi acceptate dacă stratul de nori

este mai mic de 10 % (diferenţa este că Ikonos, EROS şi SPOT



"supermode" îşi continuă sarcina dacă o achiziţie este facută cu un strat

de nori mai mare de 5%). Imaginile validate sunt trimise direct

contractantului după ce au trecut de Controlul de Calitate (QC) al

furnizorului de imagine.

achiziţie "propusă" este definită ca având o acoperire de nori între 5-

25% pentru Ikonos, EROS şi SPOT "supermode" şi între 10-25% pentru

Quickbird, după cum este fixat şi descris mai sus. Imaginile propuse

sunt trimise contractantului numai după acceptarea JRC. Programul

continuă pentru o achiziţie mai bună în timpul perioadei date pentru

accept sau refuz. JRC notifică furnizorul de imagine în timp de trei zile

lucrătoare şi dă instrucţiuni pentru achiziţiile viitoare. După cofirmare,

imaginea propusă trece prin Controlul de Calitate al furnizorului de

imagine şi este trimisă către contractant.

Din 2001, Comisia a pus la punct o aplicaţie computerizată (LIO) care permite o

înregistrare rapidă şi consistentă a achiziţiei de imagini şi a comenzilor. Acest

software de monitorizare a îmbunătăţit în mod semnificativ procurarea

imaginilor. Toate informaţiile referitoare la achiziţia de imagini şi la comenzi

trebuie să menţioneze întotdeauna numerele de referinţă LIO indicate pe

formularele de comandă care sunt trimise prin fax sau e-mail către furnizorii de

imagini şi contractanţi.

Controlul

prin

teledetecţie

(CwRS) –

partea 2

Preprocesarea datelor şi fotointerpretarea asistată de calculator

Pre-procesarea imaginilor - corecţiile geometrice

Comisia nu impune o metodologie pentru corectarea geometrică a imaginilor,

dar elaborează specificaţii care răspund criteriilor de asigurare a calităţii în

timpul efectuării corecţiei geometrice şi, în final, un control de calitate extern,

respectiv măsurarea erorilor geometrice în imaginile rezultate. Această strategie

include, deasemenea, specificaţii tehnice de evaluare a ofertelor.

Eroarea admisă pentru imaginile corectate şi MNT-urile asociate este exprimată

ca o toleranţă RMSE "absolută" maxim permisă a punctelor de control şi este

specificată clar în specificaţiile tehnice. Produsele cu corecţii geometrice şi

MNT asociat sunt evaluate separat în cele trei dimensiuni geometrice RMSEx,

RMSEy şi RMSEz. Un produs care nu corespunde toleranţelor va fi returnat

contractantului pentru examinare, corecţie şi returnare către Comisie.

Asigurarea calităţii şi întregul proces de corectare geometrică a fotogramelor

aeriene şi a imaginilor satelitare (optice sau radar) sunt descrise în detaliu într-

un ghid elaborat de JRC. Astfel de ghiduri au fost gândite de către CE în ideea

de a fixa metode stabile pentru asigurarea efectivă a geometriei imaginilor

pentru aplicaţii legate de managementul, monitorizarea şi controlul activităţilor

agricole complementare. Trebuie precizat, totuşi, că singurul responsabil pentru

acurateţea produsului său este contractantul.

Un caz special îl reprezintă efectuarea ortorectificării imaginilor optice de

foarte înaltă rezoluţie (de ex. Ikonos, Quickbird) pentru care se folosesc trei

proceduri principale de ortorectificare aplicabile pentru imaginile VHR:



modele riguroase de senzori;

calculul Coeficienţilor Polinomiali Raţionali (RPC) prin folosirea

punctelor de control de la sol;

informaţiile RPC puse la dispoziţie de furnizorii de imagini.

Primele două necesită folosirea unui număr substanţial de puncte de control la

sol (de obicei puncte GPS), în timp ce ultima poate funcţiona teoretic fără, sau

cu foarte puţine puncte de control la sol. Se caută utilizarea a cât mai puţine

puncte de reperaj (GCP) pentru a face mai economică folosirea datelor VHR, şi

aceasta datorită faptului că ariile de interes au suprafeţe relativ mici comparativ

cu suprafaţa totală a scenelor. Folosirea fişierelor RPC este, de aceea,

recomandată. Testele geometrice de măsurare a calităţii au arătat că numărul

punctelor de control de la sol nu trebuie să fie în general mai mare de două

pentru ortorectificarea unui singur cadru de imagine (de ex. două puncte de

control la sol pentru o imagine sau 100-200 km²). Creşterea numărului de

puncte de control la sol ameliorează calitatea rezultatului corecţiei. Nu este

recomandat ca să fie folosit doar un singur punct de control GCP, deoarece

erorile specifice punctului de control respectiv nu se pot compensa sau nu pot fi

depistate. În cazul unei benzi de imagine de la Ikonos (de ex. 10 x 30 km) este

recomandat a se adăuga minim două puncte la sol pentru mai mult de 100 km²

de imagine. Aceste puncte se pot amplasa în zonele parţial acoperite dintre

benzi pentru a optimiza folosirea acestora. Funcţionarea RPC este validă pentru

întreaga bandă luată în considerare.

Pentru ortorectificarea imaginilor VHR, atunci când se foloseşte un model

senzorial riguros, sunt necesare de regulă pentru o imagine (100 km2) cel puţin

9 puncte la sol. Pentru imaginile vectorizate de la EROS acest număr trebuie

dublat. Un model numeric al terenului cu RMSE de 5 m plasat pe un punct de

verificare independent este considerat suficient pentru a realiza o bună

ortorectificare în peisajul agricol, cu unghiuri de vedere “off-nadir” moderate.

Corectarea geometrică a imaginilor radar (SAR) este obligatorie în toate

cazurile pentru care variaţiile de altitudine ale terenului trec de 50 m. Mărimea

gridului MNT folosit pentru ortorectificare trebuie să fie de cel puţin 50 m.

Ortorectificarea datelor de la SAR necesită module de procesare specializate (de

obicei disponibile sub formă de extensii ale softului care procesează imaginea

sau ca soluţii independente). În nici un caz nu poate fi folosită soluţia oferită de

softul dedicat pentru imaginile optice, datorită procesului complet diferit de

formare a imaginii. Se recomandă ca pentru geocodarea SAR să se

reeşantioneze datele folosindu-se, convoluţia cubică sau interpolarea bilineară,

de preferat în această ordine.

Preprocesarea imaginilor - corecţia radiometrică (optică)

Date fiind condiţiile atmosferice locale variabile de la o zi la alta, nu este indicat

să se aplice imaginilor o corecţie atmosferică, bazată pe statistici meteorologice.

Totuşi, alte proceduri de corecţie radiometrică, cum sunt acelea de variaţie a

elevaţiei soarelui, permit standardizarea proprietăţilor radiometrice pentru datele



multitemporale şi aplicarea pentru imaginile achiziţionate de diferiţi senzori.

Imaginile SAR pot fi calibrate cu uşurinţă. Calibrarea permite o evaluare

cantitativă, foarte importantă pentru a stabili influenţa condiţiilor de mediu (de

exemplu umiditatea solului). Pentru fiecare dintre produsele de înaltă rezoluţie

ale RADARSAT, furnizorii de date oferă documentaţie despre procedura

calibrării radiometrice. în cazul în care calibrarea nu este posibilă, marcajele

SAR pot fi totuşi folosite pentru a interpreta tipurile de recolte, de exemplu

folosind o clasificare supervizată..

Colectarea datelor de teren (adevăr teren)

Pentru colectarea semnăturilor spectrale reprezentative ale culturilor se poate

face o prelevare la teren folosindu-se aşa numitele "transecte". Trebuie să se

stabilească un număr suficient de parcele pentru investigare care să cuprindă

toate tipurile de utilizare a terenurilor precum şi tipurile de practici agricole

pentru fermele existente în sit, furnizând astfel un set de instrucţiuni potrivit

pentru clasificarea automată sau pentru interpretarea imaginilor. Este

deasemenea folositor să se evidenţieze din dosare parcelele cu culturi mai puţin

reprezentative. Acesta va permite tuturor culturilor să fie luate în considerare la

eşantionaj. Dacă deja a fost iniţiată procesarea aplicaţiilor înscrise în campania

pentru anul în curs în momentul organizării prelevării de date teren, se pot

introduce în eşantion şi parcelele identificate deja drept “problematice”. Aceasta

este o modalitate de a combina datele colectate la sol cu inspecţiile rapide de

teren. Poate, de asemenea, fi folositoare programarea unei prelevări la sol şi

programarea unei achiziţii multi-spectrale concomitente cu scopul de a obţine

informaţii simultane de la teren şi de la satelit. Planificarea activităţilor de teren

trebuie să fie un compromis între perioada recoltei şi data planificată pentru

interpretarea fotografiilor. Daca se consideră necesar, se efectuează două

prelevări la date diferite mai ales dacă controlul se face în două faze. De notat

faptul că o stratificare anterioară poate ajuta la localizarea ariilor de interes.

Localizarea şi digitizarea parcelelor declarate

În primul rând trebuie evitată dubla digitizare, deşi unele administraţii cer

aceasta de la contractant deoarece propria lor digitizare poate fi disponibilă mult

prea târziu. O planificare atentă a pregătirilor poate evita acest aspect negativ

fără a pune în pericol confidenţialitatea necesară asupra poziţiei siturilor de

control. Toate parcelele fermei trebuie să fie listate în declaraţie chiar dacă

unele dintre ele nu vor fi eligibile pentru subvenţii. Un fermier poate să declare

o parcelă dar să nu ceară finanţare pentru acesta, cu scopul de a evita obligaţiile

de tip "set-aside" sau în cazul în care recolta nu este eligibilă (sfeclă de zahar,

cartofi, etc.). Se recomandă, de asemenea, digitizarea acestor terenuri. Acesta

este, în consecinţă, singura metodă care face posibilă efectuarea de controale

încrucişate. De exemplu, în cazul în care suma ariilor coincide cu declaraţiile,

sau că acelaşi teren nu este declarat eligibil de către un alt fermier. De asemenea

se cere digitizarea tuturor parcelelor dacă se intenţionează refolosirea limitelor

parcelelor digitizate. Parcelele digitizate, dar care nu sunt eligibile pentru

finanţare, sunt pur şi simplu stocate în baza de date. Ele pot fi clasificate dar nu



se efectuează o interpretare a imaginilor. Ele vor fi procesate doar în cazul în

care apare vreo problemă: dublă declaraţie, incompatibilitatea suprafeţei sau a

limitelor, etc.

Digitizarea este una dintre sarcinile care necesită cel mai mult timp în cadrul

Controlului prin Teledetecţie. În cazurile în care predarea aplicaţilor a fost

programată la sfârşitul sezonului, este avantajoasă, de regulă, folosirea

informaţiilor cartografice ale anului precedent pentru a începe această activitate.

După primirea declaraţiilor anului în curs, limitele terenurilor trebuie să fie

actualizate în concordanţă cu informaţiile furnizate în noile aplicaţii (Figura

4.9). O dată digitizate, limitele parcelelor se aplică peste imagini şi dacă este

necesar se reajustează manual vectorii (editarea şi validarea), folosindu-se orto-

imaginile VHR (orto-fotografia sau orto-imaginile preluate prin sateliţii VHR).

Faza de reajustare este necesară pentru a permite celui ce interpretează imaginea

să aloce timp doar pentru a determina tipul de recoltă de pe teren prin

Fotointerpretare Asistată de Computer. Aceasta este necesară în primul rând

pentru clasificarea automată, astfel încât datele vector privind ploturile

digitizate să se suprapună perfect cu seria de imagini folosite pentru clasificare.

Fig. 4.9. Delimitarea parcelelor de către solicitanţi pe suportul grafic

(exemplu din Ungaria)

În toate cazurile metoda procesării datelor trebuie să permită verificarea

încrucişată în fiecare sit controlat, astfel încât să se determine orice problemă

privind limitele dintre două parcele adiacente sau să se permită reajustarea

geometriei de pe hărţile cadastrale vecine, etc.

Este de preferat ca ajustarea suprafeţei să se facă pe orto-imaginea VHR din



sezonul curent. Folosirea orto-fotografiilor din arhivă pentru această activitate

poate duce la confuzii importante pe teren, în special dacă arhiva este mai veche

de trei ani sau pentru siturile în care terenul arabil deţine un procentaj mare.

Când se folosesc imaginile de la începutul sezonului pentru determinarea

suprafeţelor de cultură, trebuie să se dea o atenţie specială celor mai recente

schimbări în limitele culturilor, care poate că nu sunt vizibile în momentul

achiziţionării imaginilor. Dacă nu sunt planificate zboruri pentru orto-foto

pentru anul în curs, pentru ariile cu parcele mici poate fi folositoare verificarea

disponibilităţii fotogramelor recente de foarte înaltă rezoluţie.

Determinarea suprafeţelor direct de pe hărţile ataşate aplicaţiilor trebuie să fie

evitată, deoarece limitele digitizate trebuie să fie folosite doar pentru localizarea

pe imagine. De asemenea, multe dintre aceste hărţi conţin considerabile erori

fizice inerente (de exemplu, datorită fotocopierii). Suprafeţele trebuie să se

măsoare de la limitele digitizate ale terenurilor, folosindu-se referinţe

cartografice recente şi precise, după validarea imaginilor din satelit sau cu

posibile modificări dÎn timpul fotointerpretării. Mai mult, ariile trebuie să fie

măsurate pe baza datelor vector şi nu prin numărarea pixelilor.

Determinarea tipului de folosinţă a terenului se poate face fie exclusiv prin

CAPI, fie printr-o combinaţie de clasificări automate urmate de CAPI.

Clasificarea automată a imaginilor se poate folosi doar drept ghid pentru a-l

ajuta pe cel ce interpretează imaginile prin CAPI sau ca mijloc pentru

identificarea automată a nepotrivirilor în modul de folosire a terenului. Folosirea

clasificării automate trebuie să fie rezervată pentru ariile unde mărimea şi forma

parcelelor fac posibilă obţinerea unui număr suficient de pixeli puri, în limitele

parcelei. Clasificarea automată trebuie să fie folosită doar pentru grupurile

predominante de culturi şi pentru terenurile folosite în mod omogen (de

exemplu nu pentru terenurile necultivate sau părăsite, care pot avea diferite

acoperiri). De preferinţă, clasificarea automată trebuie să fie realizată pe

imaginile multispectrale şi mai puţin pe cele monocanal. Imaginile multicanal

sunt seturi de date multispectrale (Figura 4.10), sau orice altă combinaţie de

date spectrale (indici de vegetaţie, sau SAR+multispectral). Folosirea orto-

imaginilor de foarte înaltă rezoluţie pentru clasificare automată trebuie să fie

făcute cu precauţie, deoarece nivelul înalt al detaliilor în acest tip de imagine

tinde să ducă la creşterea eterogenităţii în interiorul limitelor parcelei.

Dacă de la teren se obţin puţine date, poate accepta o sursă alternativă de date

de instruire extrase din solicitările de subvenţie. Folosirea acestei alternative

trebuie facută cu grijă. Comisia recomandă restricţionarea acestei metode în

cazul recoltelor majore pentru care este declarat un număr mare de parcele.

Selecţia eşantionului de date de aplicaţie se bazează pe ideea că majoritatea

parcelelor au fost corect declarate. Poate fi folosită o analiză statistică cu scopul

de a reduce riscul de a selecta în eşantion parcele cu trăsături care deviază de la

trăsături comune (şi sunt de aceea susceptibile pentru analiza CAPI viitoare).

Pentru orice rezultat al clasificării, acurateţea acesteia trebuie să fie analizată în

cel puţin două moduri:



O evaluare clasică a erorilor de introducere sau de omitere sub forma

unei confuzii statistice (coeficient de varianţă). Acesta este de regulă un

indicator bun al calităţii în clasificare şi poate fi folosit pentru a

cuantifica eficacitatea clasificării pentru diferite combinaţii de clase sau

canale. Acestă analiză este aplicabilă şi clasificărilor pe baza pixelilor şi

pe baza parcelelor.

Un eşantion de parcele clasificate automat (de exemplu, de 5 – 10 %)

trebuie să fie analizat folosindu-se CAPI pentru a determina posibile

anomalii în parcelele introduse şi pentru a sublinia motivele pentru care

anumite parcele pot fi omise. Parcelele omise sunt de obicei introduse în

altă clasă, lucru care face posibilă o analiză încrucişată.

Fig. 4.10. Serii de imagini multitemporale şi rezulzatul clasificării

(harta culturilor)

Scopul principal al clasificării automate este de a optimiza activitatea CAPI. Un

rezultat plauzibil al clasificării permite contractantului să concentreze CAPI pe

parcelele pentru care rezultatele clasificării nu corespund cu clasa declarată sau

modul de întrebuinţare a terenului care nu a fost inclus în clasificare.



Fotointerpretarea Asistată de Calculator (CAPI)

Fotointerpretarea Asistată de Calculator este sarcina principală a CwRS atât

pentru verificarea recoltelor cât şi a suprafeţelor. Verificarea recoltelor poate fi

susţinută de o clasificare automată. Într-un astfel de caz, faza CAPI face

posibilă luarea unei decizii în privinţa tuturor parcelelor declarate care nu au

fost clasificate automat.

În mod asemănător fazei de editare a parcelei iniţiale, în timpul fotointerpretării

ar trebui să fie posibilă editarea fiecărei parcele în mod individual, fiind astfel

posibilă modificarea, mutarea sau subdivizarea. De asemenea, trebuie să fie

posibilă verificarea dacă nici o altă parcelă nu este total sau parţial acoperită de

aceasta. În timpul fazei de fotointerpretare, cel care interpretează trebuie să fie

capabil să afişeze simultan cel puţin patru imagini (trei multispectrale şi

fotografii aeriene, o imagine pancromatică sau o clasificare) şi de asemenea,

vectorul şi datele alfanumerice pentru fiecare aplicaţie.

În cazul SAPS, toate tipurile de folosinţă a terenului (incluzând livezile şi

grădinile de legume) sunt eligibile pentru grupul de plăţi SAPS. CAPI poate să

se concentreze astfel pe extragerea din aria parcelei de referinţă toate ariile non-

eligibile (ariile cu construcţii şi infrastructură, ariile împădurite, lacuri şi

heleştee, etc.). Cu toate acestea, trebuie să se ia măsuri pentru:

verificarea recoltelor care intră sub incidenţa plăţilor naţionale;

verificarea ariei minime eligibile a parcelelor agricole individuale;

marcarea cu un cod potrivit a oricărei parcele unde condiţiile pentru o

practică agricolă şi environmentală corectă nu par a fi respectate.

În general, detectarea culturilor agricole este dependentă de talia culturii şi de

caracteristicile solului. Dacă umiditatea solului are un impact semnificativ

asupra dispersiei, trebuie cunoscute condiţiile sit-ului în momentul achiziţiei, de

exemplu prin statisticile meteorologice. Condiţiile de umiditate sunt în mod

uzual preferate pentru calitatea imaginii SAR, mai ales când sunt folosite

imagini de la începutul sezonului (din martie până în mai). Este de asemenea de

notat că unghiul de incidenţă local, care este determinat de unghiul de incidenţă

nominal al senzorului SAR cu înclinaţia locală, are un efect notabil asupra

efectelor dispersiilor. Informaţiile despre înclinaţia locală pot fi primite din

analiza MNT.

Controlul în două faze

În acest proces, care este aplicabil când recoltele “de vară” (adică însămânţate

primăvara) sunt importante, dosarele sunt separate în trei categorii în funcţie de

ceea ce cuprind:

doar recolte de iarnă;

doar recolte de vară;

ambele.



Sunt posibile două metode pentru cea de-a treia categorie, care implică livrarea

rezultatelor catre administraţie în două faze, acest lucru fiind stabilit între

administraţie şi contractant. Prima categorie de rezultate (doar recolte de iarnă)

va fi în mod normal procesată şi livrată prima, pentru a furniza astfel

administraţiei primele rezultate înaintea strângerii recoltei, iar pe de altă parte, a

doua categorie (doar recolte de vară) va fi întarziată în aşteptarea unei imagini

de vară, iar rezultatele vor fi livrate după. Privitor la cea de-a treia categorie, se

va interpreta o imagine din prima categorie pentru recolta de iarnă. O analiză de

probabilitate se va face pentru recolta de vară, când va fi posibil (de exemplu

solul necultivat care este estimat pentru aceste culturi). Se poate cădea de acord

ca verificările la teren pentru această categorie să fie direcţionate doar către

parcele cu recolte de iarnă. În acest caz, rezultatele acestor verificări sunt

trimise contractantului care le va integra într-un proces de control pentru recolte

de vară, cu scopul de a putea ajunge să efectueze un diagnostic complet pentru

acest dosar. Pe de altă parte, verificările timpurii de teren pot acoperi toate

parcelele, incluzându-le pe cele cu recolte de vară, fotointerpretate parţial sau

deloc, în scopul de a concluziona acest dosar fară a-l obliga pe contractant să-l

efectueze de două ori. Alternativ, inspecţiile rapide de teren pot fi organizate

sistematic pentru parcelele care au fost declarate şi semănate pentru culturi de

vară în dosare “mixte” . În mod similar, este posibil să se extragă din eşantionul

de aplicaţie erorile clare asupra ariei pentru care au fost relevate. Această

decizie poate fi luată devreme, pe bază de ortoimagini. Acest lucru face de

asemenea posibilă verificarea acestor aplicaţii imediat, fară a se aştepta

fotointerpretarea folosirii terenurilor. Dacă întrebuinţarea terenului declarat este

verificată pe teren, aceste aplicaţii nu trebuie să mai treacă prin stadiul foto-

interpretării.

Controlul

prin

teledetecţie

(CwRS) –

partea 3

Toleranţe tehnice şi reguli de clasificare a dosarelor

Obiectivele regulilor de diagnoză

Pentru controlul prin teledetecţie, regulile de diagnoză sunt aplicate la nivel de

parcelă, grup şi dosar. Obiectivul final al acestor reguli este de a clasifica

dosarele în trei categorii:

dosarele acceptate prin teledetecţie, care nu vor face subiectul unei

acţiuni de urmărire cu privire la punctele verificate (cu excepţa

motivelor legate de controlul de calitate pentru un eşantion al acestor

dosare). Aceste dosare pot, totuş, să facă subiectul unor controale

complementare în conformitate cu strategia administraţiei naţionale (de

exemplu pentru verificarea certificatelor de sămânţă, culturi specifice,

respectarea măsurilor agroenvironmentale ş.a.).

dosarele respinse prin teledetecţie, care vor face subiectul unei acţiuni

de monitorizare dedicate; alegerea acţiunii rămâne în responsabilitatea

administraţiei.

dosarele incomplete, care vor fi completate pe teren (această regulă se

aplică tuturor dosarelor care aparţin eşantionului iniţial de control).



Sortarea dosarelor pentru care este necesară o acţiune de urmărire este o

caracteristică a controalelor prin teledetecţie. Unul dintre principiile de bază ale

acestei sortări este concentrarea inspecţiilor de teren la un număr redus de

parcele cu probleme. Departe de acest aspect de sortare, criteriile de decizie a

unei inspecţii de teren depind, de asemenea, de consideraţii de organizare sau

strategice. Într-o anumită măsură, sortarea dosarelor pentru inspecţia de teren

trebuie să depindă de pragurile definite, aplicate pentru reduceri sau penalităţi

(praguri de 3% sau 2 ha, si 20% aplicate la nivelul de plată al grupului).

Ca regulă generală, reducerile sau penalităţile nu trebuie să se aplice ca urmare

a controlului prin teledetecţie fară ca aplicantul să fie informat, adică fară să i se

ofere vreo posibilitate de recurs sau de reinspectare.

Terminologie şi cazuri specifice

În recomandările şi specificaţiile tehnice, termenul “parcelă” se referă mai întâi

la "parcela agricolă" declarată de către fermier, aşa cum se observă în imagine

de catre foto-interpret, sau masurată pe teren de către inspector.

Aria şi parcela de referinţă: spre deosebire de parcela agricolă, parcela de

referinţă este parcela sau blocul definit in Sistemul de Identificare a Parcelelor

Agricole (LPIS) şi utilizat pentru a identifica şi localiza parcele declarate.

Parcela de referinţă (de exemplu cadastrul) este asociată, în general, cu o arie de

referinţă oficială, ce poate fi mai mare faţă de aria net agricolă şi eligibilă

(datorită includerii pământului non-agricol). Aceste arii de referinţă sunt

câteodată furnizate de către fermieri. Sunt utilizate în general pentru verificări

administrative şi trebuie, de asemenea, să fie folosite drept limită maximă în

structura de lucru prin teledetecţie.

Pentru efectuarea plăţilor trebuie să se organizeze două tipuri de grupări:

grupul de plată: toate parcelele / culturile care primesc acelaşi ajutor

per hectar care aparţin aceluiaşi grup de plată. Diagnoza (şi calcularea

reducerilor şi penalităţilor) este aplicată la nivelul grupurilor de plată.

Grupările considerate cu probleme trebuie, totuşi, să fie tratate separat

de celelalte grupuri de plată.

în scopuri de control, grupul de culturi (cereale, seminţele plantelor

oleaginoase, culturile de proteine, seminţe de in şi cînepă) trebuie să fie

coordonat de către sistem. La nivel CAPI, interpretul trebuie să

raporteze grupul de cultură interpretat. De asemenea, cu scopul de a

verifica suprafeţele de bază, administraţiile trebuie să raporteze pe

grupuri de suprafeţe (şi nu pe grupuri de plată).

Parcelele non-eligibile pot fi alocate grupului "alte culturi / folosinţe de teren".

Ca regulă generală, orice parcelă va aparţine unui singur grup de cultură şi, dacă

poate fi selectată pentru subvenţie, unui singur grup de plată. Există totuşi

excepţii pentru parcele cu păşuni extensive şi pentru parcele alese pentru plăţi

compensatorii şi, în noile State Membre, pentru parcele declarate pentru SAPS

şi în acelaşi timp pentru subvenţii specifice.



Coduri atribuite la nivel de parcelă

Fiecărei parcele agricole, revendicate sau nu, trebuie să i se atribuie cel puţin un

cod tehnic, fie urmând verificările pre-CAPI (adică pentru probleme detectate

înainte de CAPI), fie după verificările CAPI.

Deşi parcelele nerevendicate nu vor avea nici un impact asupra diagnozei,

verificarea acestora permite:

verificarea mai bună a parcelelor revendicate (în cazul parcelelor de

referinţă declarate cu mai mult de o parcelă agricolă, dintre care una este

o cultură nefinanţată);

instruirea interpretului pe culturi specifice (de exemplu cartof, sfeclă de

zahăr …).

Rolurile codurilor tehnice sunt următoarele:

Ghidarea sarcinii interpretului (de exemplu în scopul unui control de

calitate);

Permit calcularea ariei determinate pentru fiecare parcelă revendicată;

Descriu problemele găsite administraţiei (şi inspectorilor, pentru ca

parcelele să fie vizitate pe teren);

Permit o analiză ulterioară ş permit identificarea unor probleme

particulare.

Codurile adiţionale pot fi definite, în acord cu administraţia, pentru nevoi

specifice (de exemplu, pentru zone irigate sau pentru ajutor în zone

defavorizate). Totuşi, pentru a evita confuziile, este preferabil:

Să nu se refolosească un cod existent (adică să i se schimbe definiţia);

Să nu se creeze coduri noi prin subdivizarea codurilor existente: de

exemplu A31 (parcela care nu se regăseşte pe hărţi), A32 (referinţă

cadastrală necunoscută).

Mai mult, noile coduri trebuie să fie incluse într-o categorie existentă (T, A, C),

pe cât posibil. Dacă este necesar, câteva coduri ar trebui folosite simultan. Într-

un astfel de caz, aria reţinută va fi extrasă din aria cea mai puţin favorabilă.

Unele coduri pot fi, de asemenea, rezolvate sau se pot schimba după o vizită

rapidă pe teren (dacă se alege acestă opţiune). În acest caz, este preferabil să se

urmarească cele două situaţii succesive: adică să se pastreze codul iniţial şi cel

de după vizita rapidă pe teren.

Controlul eligibilităţii parcelelor alocate este şi el bine precizat. Pentru a fi

eligibile pentru ajutor, parcelele “set-aside” trebuie să aibă o lăţime minimă şi o

arie minimă, în cazul în care nu sunt trasate de delimitări permanente, cum ar fi

ziduri, garduri vii sau cursuri de apă. Lăţimea şi dimensiunea minimă a acestor

parcele sunt şi ele definite în regulamentele europene (care sunt amendate în

fiecare an).



Drept consecinţă, pentru campania din 2004, Statele Membre au de ales dintre

trei serii de praguri. Ele pot accepta ca parcele “set-aside”:

parcele care acoperă o singură arie de cel putin 0.3 ha în mărime şi cel

puţin 20 m lăţime; totuşi, de-a lungul cursurilor de apă permanente sau

al lacurilor, parcele de cel puţin 10 m deschidere pot fi acceptate, din

motive de mediu; de asemenea, parcele de mai puţin de 20 m lăţime pot

fi acceptate în regiunile unde acestea sunt tradiţionale;

parcele care acoperă o singură arie de cel puţin 0.1 ha ca dimensiune şi

cel puţin 10 m lăţime;

parcele care acoperă o singuă arie de cel puţin 0.05 ha ca dimensiune şi

cel puţin 5 m lăţime, care se dovedesc a fi localizate în zone unde

motivele de mediu justifică această practică.

Aceste controale fiind sensibile si realizabile cu orto-imagini, JRC propune

crearea unor coduri potrivite la iniţiativa unor state membre, cu scopul de a

indica inspectorului parcelele ce au fost găsite neeligibile, iar motivul

neeligibilităţii poate fi:

parcelei rezervate declarate sau masurate sub dimensiunea minimă (de

exemplu 0.3 ha) şi parcelei fără limite permanente, i se atribuie

suprafaţa zero.

banda găsită sub lăţimea minimă primeşte suprafaţa zero pentru părţile

neeligibile;

daca este relevant, pentru banda existentă de-a lungul unui curs de apă

de mai puţin de 10 m sau care nu este de-a lungul unui curs de apă se

atribuie zero părţilor neeligibile.

Excepţiile de la atribuirea acestor coduri trebuie să se facă în mod explicit. Alte

cazuri de ineligibilitate (de exemplu parcelele rezervate care sunt arate,

semănate sau păşunile) pot fi marcate cu codul C1.

Controlul

prin

teledetecţie

(CwRS) –

partea 4

Controlul Calităţii

Cadrul activităţii

Abordările metodologice şi tehnice ale activităţii de Control prin Teledetecţie

pot fi considerate în momentul de faţă bine definite. Totuşi, volumul lucrului a

crescut considerabil în timp, iar contractanţii sunt obligaţi să producă rezultate

într-o perioadă de timp foarte scurtă. De aceea, pentru fiecare entitate implicată,

implementarea unui sistem de management al calităţii are o importanţă absolută.

Contractantului i se cere să realizeze o "asigurare internă a calităţii" care,

evident, se va reflecta în Registrul Controlului Calităţii (QCR). Comisia şi

administraţiile implicate consideră necesară şi introducerea Auditului Calităţii

precum şi a unui "Control al Calităţii" (QC) extern pentru a face posibilă o

evaluare omogenă şi obiectivă a lucrărilor. Aceste verificări pot fi efectuate pe

parcursul lucrărilor, dar sunt în principal realizate a posteriori şi au ca obiective

adresarea următoarele probleme :



de a verifica munca contractantului;

de a discuta rezultatele şi cele mai semnificative probleme cu Statele

Membre, şi de a le raporta la DG AGRI, dacă este necesar.

Structura controlului calităţii foloseţte în primul rând un "control al calităţii

complet" pentru unele sit-uri, şi cuplarea lor cu un set de "controale-ţintă

simplificate" pentru altele. În acest din urmă caz se vor face:

verificări ale JRC asupra bazei de date alfanumerice (similar cu

controlul complet);

verificări ale parcelelor prin CAPI de către JRC, axate în concordanţă cu

rezultatele verificărilor bazei de date;

3-4 zile de investigaţii la sit de către contractantul lucrării de CwRS,

bazate pe ceea ce s-a obţinut în cadrul verificărilor. Se procedează la

verificarea sistemului contractantului, controlul specific de tip

alfanumeric şi controale specifice ale fotointerpretărilor realizate de

către contractant. Aceasta va implica interogări ale bazei / vizualizărilor

de date în timp real şi verificarea corectitudinii diagnosticelor. Cele 3-4

zile se vor încheia cu o sumară prezentare pentru administraţia

naţională.

Verificările Controlului Calităţii

Verificările Controlului Calităţii se referă în mare măsură la parcelele

revendicate pentru subvenţii, cum ar fi acelea care trebuie interpretate pentru

verificarea suprafeţei declarate şi a culturii. Totuşi, parcelele declarate dar

nerevendicate ar trebui şi ele digitizate şi prevăzute în reţeaua vectorială pentru

verificări prin sondaj cu parcelele revendicate.

Controlul Calităţii este realizat pe baza datelor folosite (tehnicile de prelucrare a

imaginilor, parcele LPIS) şi a rezultatelor (diagnostice) generate de către

contractanţi. Verificările QC sunt împărţite în două mari categorii. Aşa numitele

verificări ale bazei de date se desfăşoară asupra datelor din cadrul întregului sit,

în timp ce verificările foto-interpretării se realizează pe un eşantion de parcele

(aproximativ 1500-2000 de parcele per sit). În plus, unele verificări asupra

calităţii imaginilor pot avea loc în cazul în care vectorii nu se suprapun corect

pe imagini.

Verificarea bazei de date

Aceasta se efectuează prin încadrarea în una din următoarele categorii:

Verificarea conformităţii care cuprinde:

Verificarea formatului datelor comparativ cu

Specificaţiile Tehnice (date alfanumerice, date vectoriale şi formatul

imaginilor).

Controlul anomaliilor: ex. înregistrările goale, datele

lipsă, inconsistenţa (referitoare la parcele sau la denumiri pentru



identitatea dosarelor), consistenţa culturilor şi a grupurilor de culturi

pentru datele alfanumerice, verificarea închiderii poligoanelor şi

verificarea posibilei legături între denumire şi baza de date pentru

datele vectoriale, verificări ale calităţii imaginilor.

Conformitatea dintre volumele şi suprafeţele contractuale

aşa cum au fost specificate de către administraţie şi volumul şi

suprafeţele de fapt, procesate de către contractant.

Verificarea consistenţei care se efectuează:

La nivel de parcelă (verificarea consistenţa

codurilor şi grupurilor de culturi declarate şi observate cu ajutorul

nomenclaturii livrate de către contractant);

La nivel de grup (compararea suprafeţelor

declarate şi măsurate a fiecărui grup de culturi cu suma unor

suprafeţe parcelare relevante, declarate şi măsurate);

La nivel de dosar (compararea suprafeţele

declarate şi măsurate pentru fiecare dosar cu suma unor suprafeţe

parcelare relevante, declarate şi măsurate).

Verificările diagnosticelor

Aceste verificări sunt concepute pentru a constata dacă contractantul a

aplicat regulile de diagnostic în concordanţă cu acelea specificate de

către administraţie şi de către Comisia Europeană. Astfel, se realizează:

analiza critică a testelor şi punctelor de plecare aplicate de către

contractant, precum şi concordanţa acestora cu Specificaţiile Tehnice.

verificarea corectitudinii aplicării regulilor de categorisire la

nivel de parcelă: calcularea toleranţei la nivel de parcelă, verificarea

codurilor tehnice (dacă au fost aplicate corect şi dacă parcelele

păstrate sunt în concordanţă cu codurile alocate)

verificarea corectitudinii aplicării regulilor de diagnostic la nivel

de grup şi de dosar

extrapolarea corecţiilor de la Controlul Calităţii (la nivel de

parcelă sau grup) la diagnosticul final.

Verificările interpretării imaginilor

Aceste verificări se realizează pentru a evalua calitatea implementării PAC

pentru un lot de 1500-2000 parcele din cadrul sit-ului QC (dosarele complete

pot fi selectate alternativ). Sunt realizate următoarele verificări:

verificarea formei şi poziţiei limitelor parcelare

verificarea tipului de folosinţă interpretat de către contractant

verificarea codurilor tehnice desemnate de către contractant



Verificarea calităţii imaginilor

Aceste verificări sunt realizate pentru a evalua calitatea radiometrică şi

geometrică a imaginilor folosite. Inspecţia este realizată pentru a fi certă

conformarea contractantului cu specificaţiile referitoare la asigurarea calităţii

datelor introduse, a referinţelor de teren şi a procesului de corecţie geometrică

ca întreg. Se realizează o examinare detaliată a QCR produse de către

contractant în cadrul verificării interne a calităţii, în concordanţă cu Ghidul

Comisiei pentru Verificarea Calităţii Imaginilor Corectate Geometric şi

prelevate prin Teledetecţie.

Un eşantion reprezentativ de imagini georeferenţiate din cadrul sit-ului va fi în

final verificat după cum urmează:

evaluarea calităţii vizuale a imaginilor (cum ar fi acoperirea cu

nori, ceaţă, contrast etc.)

verificarea histogramelor imaginilor

verificarea suprapunerii corecte, pe toată suprafaţa sit-ului, a

diferitelor tipuri de date

verificarea suprapunerii corecte, pe toată suprafaţa sit-ului, a

vectorilor (poligoane de parcele) peste imaginile folosite

verificarea calităţii georeferenţierii pentru Punctele de Control

(cum ar fi GCP-uri externe procesului de corecţie geometrică);

rezumarea erorilor localizărilor găsite în statistici (abaterea standard,

RMSE) pentru fiecare imagine. Prin compararea acestor statistici cu

toleranţele planimetrice stabilite în Specificaţiile Tehnice se emite

diagnosticul final (admis / respins).

Datele solicitate pentru Controlul Calităţii

Datele cerute de la contractant pentru Controlul Calităţii consistă din elementele

de bază folosite uzual de către contractant pentru îndeplinirea controlului

ordinar (cu excepţia dosarelor). Tipurile principale de date digitale ce vor fi

livrate pentru controlul calităţii sunt:

date alfanumerice, ce conţin datele declarate şi diagnosticul

contractantului per parcelă, grup şi dosar; descrierea codurilor şi

regulilor aplicate (dacă sunt diferite de Specificaţiile Tehnice), a

codurilor pentru culturi, codurilor pentru grupuri şi a combinaţiei

culturi-grupuri permise;

date vectoriale înainte şi după interpretare, ce conţin date grafice

împreună cu atributele acestora;

imagini satelitare şi/sau fotografii aeriene;

date specifice auxiliare alfanumerice (QCR) necesare pentru



verificarea calităţii geometrice a imaginilor.




întrebări:

a) Care sunt cele patru etape ale Controlului prin Teledetecţie?

b) Care sunt operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 1 a

Controlului prin Teledetecţie?

c) Care sunt operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 2 a


d) Care sunt operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 3 a


e) Care sunt operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 4 a




Politica Agricolă Comună (PAC) reprezintă un set de măsuri


fie favorizată creşterea producţiei alimentare şi modernizarea

fermelor. LPIS este considerat elementul cheie al IACS pentru

administrarea subvenţiilor bazate pe suprafaţă ale PAC. Acesta

reprezintă un sistem de referinţă folosit pentru a localiza şi a


declară fermierii şi pentru a descrie caracteristicile acestor parcele,

cum ar fi suprafaţa brută şi netă, eligibilitatea pentru ajutor, modul de



4.5. Cartografia mediului

Definirea

termenului

"cartografie

ecologică"

Termenul de cartografie ecologică este o apariţie recentă în sfera

reprezentărilor cartografice şi deşi nu are încă o circulaţie generală şi nici o

definire riguroasă a conţinutului, dată fiind importanţa pe care o are acest

concept nou în orientarea actuală a reprezentărilor, merită o atenţie specială.

Este o orientare izvorâtă din necesitatea satisfacerii unor cerinţe şi rezolvării

multor probleme practice ale cercetării realităţii terestre şi nu mai puţin din



posibilităţile tehnice cele mai moderne de investigare a acestei realităţii.

Cunoaşterea mediului natural, mai ales a părţilor intrate într-un proces de

antropizare alertă, a străbătut în ultima jumătate de secol o etapă de

diversificare foarte accentuată. Investigaţia specializată s-a amplificat

continuu şi proporţional s-a diversificat concretizarea grafică a rezultatelor.

Nu este exagerat să afirmăm că s-a trecut foarte repede de la sfera relativă a

hărţilor topografice (generale şi tematice generale) la marea diversitate a

hărţilor tematice speciale.

Hărţile

tematice

speciale

Pentru fiecare din componentele complexelor geografice şi pentru fiecare

latură a fiecărui component s-au găsit metode de reprezentare analitică ceea

ce a dus la diversificarea tipurilor şi variantelor de hărţi realizate sau posibil

de realizat. De exemplu, dacă ne referim la hărţile destinate reprezentării

reliefului în afara hărţii geomorfologice generale (al cărui scop constă în

reprezentarea formelor sau tipurilor de relief) există un număr apreciabil de

hărţi geomorfologice speciale - de la cele morfostructurale,

morfopetrografice, şi morfometrice la cele ale unităţilor de relief sau de

regionare geomorfologică. Nu sunt excluse hărţile proceselor actuale şi

riscului geomorfologic. Ceva asemănător s-a petrecut cu fiecare din factorii

naturali cercetaţi dintr-un punct de vedere geografic sau alt punct de vedere.

Ca urmare, în prezent, există un foarte mare număr de hărţi speciale -

geomorfologice, climatologice, hidrogeografice, fiecare reflectând gradul de

specializare, de adâncire şi de diversificare a investigaţiei ştiinţifice. În

acelaşi timp este reflectată indirect posibilitatea de fărâmiţare a întregului

geografic şi de disipare a obiectului cercetat fără a avea în vedere integrarea

imaginii geografice globale. Cu toate acestea, în paralel cu specializarea şi

adâncirea investigaţiei s-a dezvoltat şi un proces de analiză şi de refacere a

imaginii globale, proces determinat, în primul rând, de necesitatea

promovării şi aplicării ideii de protecţie şi conservare, dar şi de eficienţă/

durabilitate a măsurilor aplicate în teritoriu. Acest proces s-a reflectat printr-

o anumită întârziere în activitatea practică, dar şi în cea de pregătire a

specialiştilor. Întrucât harta ca şi o oricare altă reprezentare cartografică

reflectă prin reprezentare grafică realizările şi stadiile de gândire din

domeniile preocupate de cunoaşterea fenomenelor din teritoriu este normal

să găsim şi în cartografie materializarea unor preocupări similare.

Interpretarea

digitală a

datelor

imagine în

cartografia

mediului

Hărţile tematice realizate în prezent prin tehnici moderne, chiar sofisticate,

pun tot mai mult în evidenţă laturi şi aspecte ale realităţii geografice pe care

observaţia directă le poate înregistra foarte greu sau chiar nu poate să le

înregistreze corespunzător. În acest context fotogrammetria, dar mai ales

teledetecţia, au oferit posibilitatea de a se realiza lucrări cartografice

imposibil de obţinut prin mijloacele clasice cunoscute. Toate aceste aspecte

indispensabile abordării şi rezolvării problemelor complexe ale mediului sunt

legate direct de progresul tehnologic al ultimelor decenii.

Într-o perioadă anterioară şi chiar în prezent se mai consideră că

materializarea grafică a unor fenomene naturale şi elaborarea unor hărţi



tematice corespunzătoare (ale vegetaţiei, ale pădurilor, ale migraţiei unor

specii, ale atacului unor paraziţi etc.) ar reprezenta deja domeniul cartografiei

ecologice. Fără îndoială că reprezentarea fenomenelor biotice constituie

scopul principal dar abordările ecologice presupun ceva mai mult şi anume

reflectarea unor legături, a unor relaţii şi condiţionări. Aceasta înseamnă că

în afara elementelor şi fenomenelor biotice naturale produsele cartografiei

ecologice trebuie să aibă în vedere alte două categorii de fenomene: abiotice

(geologice, geomorfologice, climatice, hidrogeografice), adică cele rezultate

din acţiunea omului asupra factorilor naturali (amenajări funciare, tipuri de

culturi, amenajări silvice etc.).

Dar diversitatea foarte mare a aspectelor celor trei categorii de fenomene

(abiotice, biotice şi antropice) impune asocieri foarte riguros selectate şi

definirea mai multor nivele de integrare. Cartografia ecologică înseamnă,

aşadar, percepere globală şi sintetică a elementelor vii în mediul de existenţă

şi măsură în care aceste entităţi sunt susceptibile de a fi cartografiate.

Perspective de

dezvoltare a

aplicaţiilor de

cartografiere

a mediului

Complexitatea problemelor pe care le implică cartografia ecologică şi

rezolvarea lor numai prin utilizarea fotogrammetriei şi cu precădere a

teledetecţiei, tinde să depărteze într-o anumită măsură, prin tehnicile foarte

specializate indispensabile, acest domeniu de preocupările generale şi uzuale.

O astfel de considerare a acestui domeniu ar fi întru totul falsă şi ne-am

menţine prizonierii neînţelegerii şi aparenţelor. Înainte de orice, pentru

dezvoltarea unui astfel de direcţii de investigare devenită de strictă necesitate

şi de care beneficiază toate domeniile ştiinţelor naturii şi toate domeniile

preocupate de realitatea din teritoriu (inclusiv ale echipării şi amenajării

protective), este nevoie de o pregătire amplă care trebuie să înceapă chiar

înainte de anii de facultate.

Oricum, pentru viitorul imediat, pregătirea specialiştilor în biologie,

geografie, pedologie, silvicultură, amenajarea teritoriului, ingineria mediului

(fără ca enumerarea să fie închisă) trebuie să includă cel puţin iniţierea în

problemele utilizării şi interpretării imaginilor aeriene şi satelitare. Nimeni

nu se poate îndoi că problematica actuală a mediului, aflată într-o

diversificare continuă şi rapidă, impune măsuri imediate pentru lărgirea

posibilităţilor de utilizarea a tehnicilor moderne pentru dezvoltarea

cartografiei ecologice. Posibilitatea identificării delimitării, analizării, şi

supravegherii ecosistemelor (naturale şi antropizare), posibilitatea

reprezentărilor, nu numai calitative dar şi cantitative şi nu mai puţin a tratării

istorice a biocenozelor inclusiv sesizarea tendinţelor de evoluţie, înglobează

suficient de numeroase argumente pentru a încuraja pe toate căile

dezvoltarea cartografiei tematice în general, a celei ecologice în special.

Urgenţa cu care sunt cerute concretizările grafice ale fenomenelor - de la

variante de hărţi la atlase - reclamă nu numai eliminarea barierelor existente,

de la cele datorate necunoaşterii la cele interesate, conservatoare care nu

înţeleg sau nu vor să înţeleagă faptul ca tehnologiile moderne de observare a

Terrei nu trebuie decât să pună în valoare cunoaşterea tematică de bază.






întrebări:

a) Ce este cartografia ecologică?



Complexitatea problemelor pe care le implică cartografia ecologică

impune dezvoltarea unui direcţii de investigare devenită de strictă

necesitate şi de care ar beneficia toate domeniile ştiinţelor naturii şi

toate domeniile preocupate de realitatea din teritoriu. Pentru aceasta

este absolut necesară iniţierea în problemele utilizării şi

interpretării imaginilor aeriene şi satelitare a specialiştilor din

diverse domenii de activitate (biologie, geografie, pedologie, ingineria

mediului, silvicultură, amenajarea teritoriului etc).

4.6. Analiza şi administrarea sistemică a mediului

Monitorizarea

efectelor

activităţilor

umane şi a

hazardelor

naturale sau

antropice

asupra

mediului

Multe din efectele activităţilor umane precum poluarea chimica, degradarea

terenului, dar şi alte hazarde fie naturale fie antropice, se interferează cu

Pământul şi au repercusiuni asupra mediului. Efectele nu se observa numai în

detrimentul mediului geologic, ci se extind şi asupra celor biologic şi

hidrologic. Pe lângă aceasta, hazardele naturale (alunecări de teren, inundaţii,

erupţii vulcanice, cutremure) şi schimbările globale ale mediului (creşterea

nivelului marii, modificările climatice) se vor extinde crescând efectele lor

dezastruoase, cu influenţe continue asupra aşezărilor umane. Înţelegerea

fundamentala a consecinţelor acestor schimbări este imperativa. Recentele

descoperiri în domeniul ştiinţelor mediului, monitorizarea georeferenţiata a

mediului şi observarea terenului au avut un impact imens asupra metodelor şi

tehnicilor actuale. Noii senzori şi sateliţi, alături de alte dispozitive de

măsurare şi poziţionare, au condus la o mai buna înţelegere a intrărilor şi

ieşirilor de date dintr-un sistem. Părţi ale lumii pot fi privite ca entităti

separate sau sisteme care sunt capabile sa-şi menţină identitatea în fata

intrărilor, generând amândouă ieşiri la fel şi schimbări în interiorul

sistemelor însuşi. Din acest punct de vedere, teoria sistemelor de mediu

poate fi aplicata pentru obţinerea unei mai bune înţelegeri asupra modului în

care percepem mediul nostru de viata. Aceasta furnizează o centralizare

interdisciplinara pentru aceia preocupaţi cu probleme de mediu. Analiza

sistemică a mediului poate fi văzută ca o unealtă în vederea înţelegerii mai

exacte a complexităţii sistemelor de mediu cu interacţiunile lor complicate



om-mediu.

Analiza sistemica a mediului şi administrarea resurselor terestre trebuie

privite ca un singur domeniu bazat pe inter-specializare. Din acest motiv

necesită cunoştinţe privind resursele terestre, resursele de apă, administrarea

mediului şi a resurselor de mediu. A fi un bun cercetător nu înseamnă

automat a fi şi un bun administrator de programe de cercetare-dezvoltare, iar

un bun administrator nu este întotdeauna un bun cercetător.

Pentru a evalua şi cuantifica hazarde, vulnerabilitate şi risc este nevoie şi de

un input privind aspecte economice şi de mediu care trebuie să fie tratate ca

făcând parte din ansamblu. O imagine detaliata asupra modelelor de predicţie

spaţială trebuie să conţină elemente privind identificarea ariilor cu resurse

naturale exploatabile, arii vulnerabile la hazarde naturale, dar şi tehnici de

validare pentru incertitudinile asociate predicţiei. Acest domeniu acoperă o

gama larga de modele şi proceduri de estimare, de la modele simple la

tehnici cantitative complexe moderne.

Trebuie remarcat faptul că baza teoretică solidă nu reprezintă o motivaţie

fermă pentru realizarea unor studii de valoare. Fără o susţinere practică cu

implicaţii majore atunci când este vorba de implementare, studiile rezultate

nu pot avea posibilitatea de transfer real către nivelul decizional (de fapt la

acest nivel este validată valoarea şi oportunitatea unui studiu). În general,

pentru a atinge acest obiectiv, cercetările ştiinţifice curente trebuie să se

bazeze pe studii de caz foarte bine definite.

Administrarea

resurselor

geologice.

Mediul

geologic

De la descoperirea materialelor brute (minerale, materiale de construcţie) şi

combustibili (petrol, gaze, cărbuni) la exploatarea apelor subterane, la fel ca

şi combaterea problemelor de mediu naturale sau provocate de om (drenaj

acid din mine, deşertificare) aplicaţiile de teledetecţie în domeniul geologiei

oferă un spectru extrem de vast tematici cu care puţine alte domenii se pot

compara. Practic, după 40 de ani de experienţă în ţările dezvoltate, nu se mai

poate concepe geologia tradiţionala fără utilizarea analizei spaţiale

computerizate şi integrarea informaţiilor în sistemul de informaţii dedicat.

Exista o cerere crescândă pentru cercetători sa-si lărgească orizontul prin

corelarea mijlocelelor convenţionale ale practicii calitative de teren şi

interpretării hărţilor cu analiza computerizata a observaţiilor de teren,

teledetecţia şi modelarea prin GIS. în definitiv, studiile tematice de acest tip

conduc la înţelegerea profunda a proceselor geologice relevante pentru

exploatarea resurselor naturale şi pentru dezvoltarea potrivita şi

administrarea a resurselor naturale terestre şi de mediu.

În practica administrării resurselor geologice şi mediului geologic se

utilizează o gamă variată de date, precum aerfotograme şi date satelitare,

date multispectrale, hiperspectrale, în domeniul termic, radar, dar şi date

geofizice). Este posibilă astfel cartarea, evaluarea şi monitorizarea resurselor

geologice şi a proceselor de modelare la nivel regional cât şi în detaliu.

Analiza de date atât cantitativ cât şi calitativ utilizând seturi de date

multidisciplinare permite modelarea unei game largi de probleme geologice,



structurale şi de mediu, folosind evident capabilităţile GIS.

Degradarea şi

conservarea

terenului

Degradarea terenului, inclusiv eroziunea solului şi deşertificarea, este larg

considerata a fi o ameninţare majora la securitatea alimentara globala şi

calitatea mediului. în fiecare an, milioane de hectare de teren sunt expuse la

degradări fizice, chimice şi biologice. Aceasta reduce capacitatea lor de a

furniza bunuri şi servicii complete utilizării agricole, inginereşti, sanitare şi

de recreere. Cum degradarea terenului este indusa la scara mare de

activitatea umana, comporta un component puternic socio-cultural. Acţiuni

de ameliorare incluzând conservare şi reabilitarea terenului pot fi din tehnic

posibile, dar adesea implica costuri ridicate. Studiile de degradare şi

conservare a terenului sunt adesea complexe, necesitând colectarea şi

integrarea multor tipuri diferite de date, cu scopul de a face o evaluare

serioasa a mediului. în acest proces, teledetecţia şi GIS au dovedit a fi unelte

indispensabile.

Studii asupra

dezastrelor

naturale

Impactul dezastrelor naturale (cutremure, inundaţii, furtuni de vant, alunecări

de teren,etc.) la nivel global au devenit extrem de severe în ultimele decenii.

Numărul dezastrelor raportate a crescut dramatic, la fel ca şi numărul

oamenilor afectaţi de ele şi costurile la nivelul economiei globale. Aproape

95% din distrugeri se produc în tarile în curs de dezvoltare. Pierderile

economice atribuite hazardelor naturale sunt apreciate la 10% din produsul

naţional. Aceste statistici ilustrează foarte bine importanta micşorării

hazardelor naturale. Managementul dezastrelor consta în doua faze ce au loc

înainte de producerea unui dezastru: prevenirea dezastrelor şi pregătirea

dezastrelor, şi trei faze după producerea lor: reliefarea dezastrului,

reabilitarea şi reconstrucţia. Deşi dezastrele naturale din ultimele decenii au

înregistrat o creştere drastica în magnitudine şi frecventa, se poate observa de

asemenea o creştere în capacitatea tehnica de a le micşora.

Prevenirea

inundaţiilor şi

gestiunea

situaţiilor post

dezastru

Managementul dezastrelor produse de inundatii este confruntat cu doua

probleme, si anume cu sa coreleze un hazard inevitabil precum ploile

torentiale cu vulnerabilitatea, care este dictata de utilizarea terenului. Un

hazard implica un risc daca are impact asupra zonelor comerciale si

rezidentiale. Datele de observere a Pamantului permit simularea acestor doua

aspecte cu mai multa acuratete. Dar de asemenea trebuie tinut seama de alte

doua componente cheie cand se evalueaza riscul la inundatii: hidrologia si

hidraulica. Prima, dar si cea mai lunga faza a unui astfel de aplicaţii, se

referă pe colectarea a cât mai multor date necesare pentru obtinerea a

modelului digital al terenului (MNT) să acopere bazinul raului. Pentru

aceasta se pot folosi date de la sateliţii SPOT cât şi fotograme aeriene la

diverse scări. O a doua fază, la fel de importantă, se bazează pe utilizarea

unor metode de investigare care permit compararea modelelor generate prin

tehnici conventionale cu acelea bazate pe imageria satelitară. Rularea unui

model existent pe o sectiune sau pe întreg baziunul râului permite verificarea

descarcărcărilor calculate (modelate) care, dupa calibrare, sunt validate prin

corelare cu observatiile de teren. Se utilizează şi modelele mai sofisticatede

tip precipitatii-inundatii, ai carui factori senţiali sunt obţinuţi din surse de



date spatiale. Trebuie înţeles faptul că o asemenea o abordare statistica

sofisticata bazata pe un model descarcare-durata-frecventa, corelează

descriptorii spatiali cu variabilele hidrologice. In timp ce descrierea si

consolidarea in termeni reali a regimurilor inundatiilor observate se

imbunătăţeşte simtitor, eroarea estimată de descriere a proceselor este

comparabilă cu cea a metodelor clasice pentru că, şi în acest caz principala

dificultate rezida în gasirea de parametri generali (globali) care influenteaza

volumul precipitatiilor în cadrul bazinului de drenaj.

Pot fi reţinute doua variabile foarte importante: altitudinea medie si

procentul de acoperire cu teren agricol, pentru a fi folosite împreună cu

suprafata si masuratorile de precipitatii. S-a dovedit că rezolutia imaginilor

satelitare este satisfacatoare pentru hidrologi, dar nu este sufucient pentru

ingineri specializaţi în hidraulică care studiază revarsarile din campii, unde

este necesara o precizie verticală de cativa centrimetri obligatorie pentru

caracterizarea variatilor de inaltime si a directiei de scurgere. În România şi

în Europa hidrologii pot produce şi analiza informaţii despre majoritatea

bazinelor de drenaj folosind gama variată de surse. În schimb, în tarile in

curs de dezvoltare unde datele despre scurgerea râurilor si modelul numeric

al terenului sunt foarte rar disponibile, imaginile satelitare sunt soluţia rapidă

si practică pentru cartarea hazardelor şi luarea deciziilor.

Aplicaţii ale

teledetecţiei în

silvicultură

În contextul evoluţiei fără precedent a mijloacelor tehnice de investigare a

mediului ambiant,era absolut necesar ca domeniul silviculturii să dezvolte

aplicaţii de gestiune-monitorizare viabile din punct de vedere economic,

bazate, însă, pe tehnici fundamentate ştiinţific.

Aplicaţii ale

teledetecţiei în

urbanism

Imageria multispectrală este folosită frecvent în managementul arealelor

urbane din două motive : este posibil să fie identificate obiectele individuale

de dimensiuni mici care compun peisajul urban, iar în al doilea rând este

posibilă discriminarea obiectelor adiacente. Evident că această capabilitate

depinde nu numai de separabilitatea radiometrică (spectrală) dar şi de

rezoluţia geometrică. Astfel, cu ajutorul imaginilor de mare rezoluţie este

posibil să fie analizate trama stradală, zonele verzi, suprafaţa construită, dar

şi să identificate locurile virane sau gropile de deşeuri (astăzi o problemă

majoră nu numai a aglomerărilor urbane ci şi a localităţilor rurale).




întrebări:

a) Enumeraţi câteva dintre aplicaţiile teledetecţiei în analiza şi

administrarea sistemică a mediului.





Teoria sistemelor de mediu poate fi aplicata pentru obţinerea unei mai

bune înţelegeri asupra modului în care percepem mediul nostru de

viata. Aceasta furnizează o centralizare interdisciplinara pentru

problemele de mediu. Analiza sistemică a mediului poate fi văzută ca

o unealtă în vederea înţelegerii mai exacte a complexităţii sistemelor

de mediu în contextul interacţiunii lor om-mediu.

Teledetecţia reprezent un instrument extrem de util de

monitorizare a mediului.


DE AUTOEVALUARE


Intrebarea 1

a) Pentru a putea asigura o completă apreciere a conceptelor geoştiinţelor

moderne şi a dobândi o bună experienţă în managementul

geoinformaţiilor trebuie pus accentul pe utilizarea fotogrammetriei şi

teledetecţiei ca surse de noi date de observare a Pământului şi pe

utilizarea Sistemelor Informaţionale Geografice pentru administrarea

efectivă a multiplelor seturi de date georeferenţiate generate. Prin

urmare, acestea reprezintă tehnologiile utilizate în prezent pentru

realizarea aplicaţiilor de observare a Pămîntului.

Intrebarea 2

a) Politica Agricolă Comună (PAC) reprezintă un set de măsuri


fie favorizată creşterea producţiei alimentare şi modernizarea fermelor.

b) Proiectul European MARS, iniţiat în 1988, a fost conceput pentru

proiectarea unui sistem temporal independent care să poată furniza

informaţii viabile despre suprafeţele ocupate cu culturi şi asupra

randamentelor obţinute. Acest program a fost în permanenţă adaptat

funcţie de cerinţele utilizatorilor (în speţă administraţiile naţionale ale

ţărilor membre) fiind un exemplu de implementare adaptată progresului

tehnologic înregistrat în ultimii 15 ani. Programul MARS a fost conceput

la Centrul Comun de Cercetări al UE de la Ispra-Italia (JRC) unde, după

finalizarea unei tematici şi validarea de către beneficiar (DG VI

Agriculture şi EUROSTAT), echipa de cercetare-dezvoltare a continuat

să asigure mentenanţa cu scopul ameliorării sistemului. Este, de fapt,

unul dintre motivele pentru care se va încerca repetarea unui scenariu de

implementare similar la nivel naţional urmarind aplicarea aceleiaşi

strategii. Din 1993, proiectul a fost dirijat către elaborarea de tehnici

suport şi realizarea expertizei de înalt nivel pentru Direcţia Generală



Agricultură a Comisiei Europene şi pentru administraţiile de resort din

ţările membre UE, dar şi pentru cele din ţările candidate. Aceasta, în

vederea asimilării şi operaţionalizării managementului specific Politicii

Agricole Comune, care pentru România reprezintă cel mai sensibil dosar

de negociere în vederea aderării. Din anul 2000, programul MARS a fost

orientat către monitorizarea globală a agriculturii pe baza conceptelor

promovate de iniţiativa GMES care va avea ca rezultat asigurarea

securităţii alimentare.

c) Care sunt cele patru tematici majore ale Programul MARS-PAC?

Controlul prin teledetecţie (Control with Remote Sensing – CwRS)

al suprafeţelor arabile

Sistemul de informaţii parcelar (LPIS - Land Parcel Information

System)

Registrul viticol şi al măslinilor

Planul de dezvoltare rurală şi măsurile agro-environmentale (AEMs

– Rural Development Plans and Agri-Environmental Measures)

d) Elementele sistemului IACS sunt:

bază de date computerizată care va înregistra, pentru fiecare holding

agricol, datele obţinute din solicitările de ajutor;

un sistem de identificare pentru parcelele agricole;

un sistem pentru identificarea şi înregistrarea drepturilor de plată care

permite verificarea eligibilităţii precum şi verificări încrucişate a

solicitărilor pentru subvenţii bazate pe comparaţia cu Sistemul

Integrat de Administrare şi Control (LPIS). Acest sistem permite

consultarea directă şi imediată a datelor istorice referitoare la

minimum trei ani calendaristici precedenţi;

solicitări pentru subvenţie. În fiecare an, un fermier va face o

solicitare pentru plăţi directe, indicând, după caz toate parcelele

agricole ale fermei, numărul şi suma drepturilor de plată precum şi

orice altă informaţie prevăzută în actele normative;

un sistem integrat de control;

un singur sistem de înregistrare a identificatorului fiecărui fermier

care aplică o solicitare pentru ajutor.

e) LPIS reprezintă un sistem de referinţă folosit pentru a localiza şi a


declară fermierii şi pentru a descrie caracteristicile acestor parcele, cum

ar fi suprafaţa brută şi netă, eligibilitatea pentru ajutor, modul de



f) Agenţia de Plăţi este organismul responsabil de finanţarea schemelor

PAC şi suportă răspunderea de a recepţiona şi de a administra banii

proveniţi de la Secţiunea Garanţii a Fondului European de Asistenţă şi

Garanţii în Agricultură (EAGGF / FEOGA). Politica generală şi cadrul

financiar sub care operează APIA este determinată întotdeauna de către

fiecare stat membru în parte. De fapt, rolul cel mai important al Agenţiei



de Plăţi este de a organiza modul de plată către solicitanţi pentru

solicitări valide din punct de vedere al PAC. În ceea ce priveşte LPIS,

APIA este responsabilă cu:

Trimiterea formularelor pre-tipărite de solicitare şi foaia de

identificare tuturor fermierilor (înscrişi în banca de date a AP).

Datele de bază se extrag din LPIS şi din evidenţa centralizată

a animalelor de fermă. Foaia de Identificare va include datele de

bază pentru fermieri pentru necesităţi referitoare la registrul

solicitanţilor.

Administrarea declaraţiilor care va fi realizată prin controlul datelor

din solicitare în comparaţie cu datele din registrele de referinţă

(evidenţa centralizată a animalelor de fermă, LPIS, registrul

solicitanţilor şi altele).

Stabilirea procentului de controale de teren din totalul solicitărilor

prin confruntarea realităţii din teren cu informaţiile declarate de către

fermier.

Calcularea plăţilor pe baza informaţiilor determinate de către

verificările administrative şi de către controalele de teren.

Realizarea plăţilor în conturile solicitanţilor.

Intrebarea 3

a) Cele patru etape ale Controlului prin Teledetecţie sunt:

Alegerea sitului, programarea satelitară, achiziţia/livrarea imaginilor;

Pre-procesarea datelor şi CAPI;

Toleranţe tehnice şi reguli de clasificare a dosarelor;

Controlul Calităţii.

b) Operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 1 a Controlului prin

Teledetecţie sunt: alegerea sit-ului, programarea satelitară, achiziţia şi

livrarea imaginilor. În această etapă trebuie verificate limitările de

utilizare a imaginilor de înaltă rezoluţie pentru alegerea sit-urilor.

c) Operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 2 a Controlului prin

Teledetecţie sunt: preprocesarea datelor (aplicarea corecţiilor geomtrice,

aplicarea corecţiilor radiometrice, colectarea datelor teren), localizarea

şi digitizarea parcelelor declarate, fotointerpretarea asistată de calculator

(CAPI), urmată de controlul în două faze.

d) Operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 3 a Controlului prin

Teledetecţie sunt: stabilirea toleranţelor tehnice şi regulilor de clasificare

a dosarelor, stabilirea regulilor de diagnoză, atribuirea codurilor la nivel

de parcelă.

e) Operaţiile principale care se desfăşoară în Partea 3 a Controlului prin

Teledetecţie sunt: controlul calităţii, prin verificarea bazei de date,

verificarea diagnosticelor, verificarea calităţii imaginilor, verificarea

interpretării imaginilor. Pentru controlul calităţii sunt necesare date

alfanumerice, vectoriale şi imagini satelitare şi/sau fotografii aeriene.



Intrebarea 4

a) Cartografia ecologică este o orientare izvorâtă din necesitatea satisfacerii

unor cerinţe şi rezolvării multor probleme practice ale cercetării realităţii

terestre şi nu mai puţin din posibilităţile tehnice cele mai moderne de

investigare a acestei realităţii.Cartografia ecologică are ca obiectiv

cunoaşterea mediului natural, mai ales a părţilor intrate într-un proces de

antropizare alertă, care a cunoscut în ultima jumătate de secol o etapă de

diversificare foarte accentuată.

Intrebarea 5

a) Printre aplicaţiile teledetecţiei în analiza şi administrarea sistemică a

mediului se numără: monitorizarea efectelor activităţilor umane şi a

hazardelor naturale sau antropice asupra mediului, administrarea

resurselor geologice, degradarea şi conservarea terenului, prevenirea

inundaţiilor şi gestiunea situaţiilor post dezastru, silvicultură, urbansim.


1. Care sunt tehnologiile utilizate în prezent pentru realizarea

aplicaţiilor de observare a Pămîntului?

2. Ce este Politica Agricolă Comună (PAC)?

3. Ce ştiţi despre Programul MARS?

4. Care sunt cele patru tematici majore ale Programul MARS-PAC?

5. Care sunt elementele programului IACS?

6. Descrieţi programul LPIS.

7. Descrieţi rolul APIA în contextul LPIS.

8. Care sunt cele patru etape ale Controlului prin Teledetecţie?

9. Ce este cartografia ecologică?

10. Enumeraţi câteva dintre aplicaţiile teledetecţiei în analiza şi

administrarea sistemică a mediului?


1. L Commission Regulation (EC) No 2419/2001 of 11 December 2001 laying down detailed rules

for applying the integrated administration and control system for certain Community aid schemes

established by Council Regulation (EEC) No 3508/92; and Commision Regulation (EC) No

118/2004 of 23 January 2004 amending Regulation 2419/2001

2. European Commision (2003). Guidelines for Best Practice and Quality Checking of Ortho

Imagery. 31 p. MARS Ref. JRC IPSC/G03/P/SKA/ska D(2003)(2402)

Utilizarea programului de teledetectie

Documents

Transcript of Utilizarea programului de teledetectie