Teledectia Satelitara

Cuprins

1. Introducere

1.1. Teledetecția satelitară – mijloc de studiu

1.2. Avantajele teledetecției satelitare

1.3. Aplicații ale teledetecției satelitare

2. Programe satelitare

2.1. Aspecte generale

2.2. Programul Landsat

3. Materiale și metode folosite

3.1. Aspecte generale

3.2. Zona studiată

3.3. Materiale folosite

3.3.1. Alegerea imaginilor satelitare

3.3.2. Date de referință

3.3.3. Logistica folosită

3.4. Metode folosite

4. Preprocesarea imaginilor satelitare

4.1. Aspecte generale

4.2. Decuparea conturului imaginilor satelitare

4.3. Georeferențierea imaginilor satelitare

4.4. Aplicarea corecțiilor radiometrice

5. Clasificarea conținutului imaginilor satelitare

5.1. Aspecte generale

5.2. Clasificarea supervizată

5.2.1. Constituirea eșantioanelor

5.2.2. Clasificarea propriu-zisă

5.2.3. Verificarea preciziei clasificării

6. Monitorizarea eroziunii solului prin mijloacele teledetecției

6.1. Aspecte generale

6.2. Indici de vegetație folosiți la estimarea eroziunii solului

6.2.1. Indicele NDVI

6.2.2. Indicele RATIO VEGETATION INDEX (RVI)

6.2.3. Indicele NORMALIZED RATIO VEGETATION INDEX (NRVI)

6.2.4. Indicele THIAM’S TRANSFORMED VEGETATION INDEX (TTVI)

6.3. Comparații privind indicii de vegetație

6.4. Concluzii BIBLIOGRAFIE.

CAPITOLUL I

1. Introducere

1.1. Teledetecția satelitară – mijloc de studiu

Informațiile despre suprafața terestră legate de poz iția pe această suprafață, climă , demografie, faună, floră, au fost și devin din ce în ce mai importante. Omenirea trăiește în acest spaț iu și îl modifică conștient sau nu, de aceea informațiile privitoare la suprafața terestră sunt esențiale pentru luarea unor decizii corecte.

Măsurarea mediului fizic ce ne înconjoară nu este o preocupare recentă, iar teledetecția nu este decât o metodă de a colecta date asupra teritoriului. Ceea ce au adus nou sateliții sunt alte dimensiuni tematice, spațiale și temporale necesare studiului fenomenelor de mediu complexe, foarte extinse și care se derulează uneori rapid, în câteva luni, cum ar fi despăgubirile.

Termenul de ”teledetecție ” provine inițial din limba engleză (remote sensing ceea înseamnă detectare de la distanț ă) și a fost introdus prima dată în literatu ră, în Statele Unite ale Americii, la mijlocul anilor 1950, în cadrul documentațiilor Administrației Americane a Oceanelor (în prezent NOAA). În limba română, acest termen a pătruns prin traducerea în francez ă (fr. teledetection).

Teledetecția este știința ce se ocupă cu detectarea și evaluarea obiectelor și fenomenelor de la distanță, fără a le deranja. La baza obținerii de date și informații se găsește interacțiunea dintre materie și radiație. Toate obiectele și mediile din natură emit, reflectă, transmit și absorb radiații în mod selectiv, iar pe această selectivitate se bazează tocmai corespondența dintre obiecte și imagini, înregistrări sau date de ieșire.

Mijloacele teledetecției sunt instrumente prevăzute cu captori -sensor corespunzători:

camere fotografice, camere de televiziune, înregistrări magnetice, multispectrale, sisteme laser, baloane, sonde, navete spațiale, sateliți, vapoare, submarine. Cele mai importante și reprezentative tehnici ale teledetecției se bazează pe proprietățile radiațiilor e lectromagnetice

Scopul teledetecției: detectarea și evaluarea resurselor naturale, probleme de monitoring și prezicere a evoluției unor fenomene, incluzând fotogrammetria și tehnicile proprii ei.

Principiul teledetecției: undele eletromagnetice emise de soare se reflectă pe corpurile de pe Pământ iar acestea împreună cu radiațiile emise natural de către corpurile aflate în zona scanată de satelit vor fi preluate de acesta și transformate în informații stocate î n sistem binar. Acestea sunt transmise printr-un emițător către o stație de recepție de pe Pământ care le decodifică, le tratează și le transformă în imagini.

În principiu teledetecția are două ramuri:

 Teledetecția satelitară – este ramura teledetecției care se ocupă cu studiul fenomenelor și al obi ectelor de la distanță fără a fi deranjate. În sens mai larg, teledetecția satelitară cuprinde întregile verigi de la preluarea imaginilor satelitare, la prelucrarea acestora, interpretarea și analiza lor și obținerea produselor cartografice. Teledetecția satelitară se ocupă mai mult cu întocmirea de hărți cartografice derivate din clasificarea sau prelucrarea imaginilor satelitare. În scopuri metrice se folosește mai puțin și în special când se prelucrează imagini satelitare cu rezoluție spațială ridicată.

 Fotogrammetria – ce preia informații de la distanțe mici, de ordinul kilometrilor, informații conținute în cadrul fotogramelor. În sectorul forestier, fotogrametria prezintă două domenii:

 aplicațiile topografice ale fotogrametriei care au ca scop obținerea de planuri și hărți sub formă fotografică-fotoplanuri sau sub formă grafică denumite planuri restituite;

 aplicații specifice forestiere care urmăresc stabilirea unor caracteristici ale arborilor și arboretelor, ale unor fenomene din pădure precum și preluarea unor date direct de pe fotograme necesare lucrărilor de proiectarea unor obiective de interes forestier.

Pentru sectorul forestier fotogrametria reprezintă un mijloc modern de cunoaștere a pădurii, a unor parametri, caracteristici ai acesteia și ea sprijină în mod eficient realizarea unei gospodăriri intensive și durabile, asigurând un randament ridicat lucrărilor care se efectuează în cadrul acestei gospodăriri.

Scurt istoric

În anul 1545 în lucrarea lui Gemma Frisius intitulată „De radio astronomico et geometrico liber” s-a prezentat pentru prima dată desenul unei camere obscure, iar cu cinci ani mai târziu G. Cardano menționa posibilitatea montării unei lentile convexe la camera obscură.

În anul 1826 a fost realizată prima fotografie de către N.J. Niepce fiind considerat și inventatorul fotografiei.

La 7 ianuarie 1839, la Academia de Arte și Științe din Franța, F. Argao a comunicat punerea

la punct a dagherotipiei, procedeul a fost realizat de J.M. Dagnerre pe baza cercetărilor lui Niepce.

În jurul anului 1840 s-a menționat posibilitatea utilizării fotografiei pentru întocmirea hărților topografice, lucru demonstrat de A. Laussedat, considerat părintele fotogrametriei, cu lucrările efectuate în 1850.

În anul 1855 Nadar (G.F. Tournachou) a realizat prima fotografie aeriană folosind un balon ridicat la 80 m deasupra satului francez La Petit Bicetre, iar după trei ani mai târziu Laussedat a executat fotografii aeriene cu ajutorul unor camere fotografice fixate la un zmeu.

Primele stereoscoape cu oglinzi au fost realizate de R. Wheatstone în 1838, iar cu lentile în

1849 de D. Brewster, pentru ca în 1857 Helmholz să realizeze stereoscopul cu patru oglinzi, asemănător celui de azi.

În anul 1871 R.L. Maddox a inventat plăcile fotografice uscate, acoperite cu emulsii de gelatină, iar fabricarea acestora pe cale industrială a început cu anul 1874 în Anglia și apoi în Germania și S.U.A, iar suportul transparent din celuloid a fost introdus de G. Eastman în anul 1885.

În anul 1877 W.B. Woodburg a obținut patentul pentru un sistem automat pentru fotografia luată din balon utilizând plăci fotografice uscate iar în 1879 M. Triboulet a fixat o cameră fotografică la nacela unui balon liber executând fotografii aeriene cu axa de fotografiere verticală de la înălțimea de 500 m. Tot Woodburg, în dorința de a înregistra din balon o suprafață mai mare de teren, în 1881 a construit o cameră fotografică cu patru obiectivi, iar în 1887 J. Fairman a obținut patentul pentru un aparat pentru fotografia aeriană cu funcționare automată.

Termenul de fotogrametrie a fost folosit pentru prima dată în 1893 într -un articol publicat

de A. Megdenbauer, articol ce se refera la metodele de măsurare cu ajutorul fotografiei.

La 24 aprilie 1909 a fost realizată prima fotografie aeriană din avion, la Centocelle în Italia.

În anul 1910 a luat ființă la Viena Societatea Internațională de Fotogrametrie, care organizează în 1913 primul Congres Internațional de Fotogrametrie, congres care va avea loc cu regularitate din patru în patru ani (exceptând perioada celor două războaie mondiale), congrese la care se prezintă și se dezbat problemele științifice, tehnice și organizatorice importante cu privire la fotogrametrie, fotointerpretare și teledetecție.

La 29 august 1930 ia ființă Societatea Națională Română de Fotogrametrie la constituirea căruia au participat 66 de mebri.

Despre primele fotografii aeriene luate din avion în scopuri cartografice a amintit Tardivo în lucrarea sa prezentată la Congresul Internațional de Fotogrametrie din 1913, unde a prezentat și un fotoasamblaj al orașului Bengazi din Libia.

În anul 1895 Hauron a realizat separarea în trei culori, deci fotografia color prin folosirea pigmenților roșii, galbeni și albaștri, dar brevetul cu privire la un film color cu mai multe stratur i a fost obținut de Mannes și Godowskz în 1924, iar filmele color au apărut pe piață începând cu 1935, utilizarea pentru fotografia aeriană fiind realizată în anul 1937 de G. Goddard.

În scopuri militare, de recunoaștere, fotografia aeriană a fost utilizat ă încă de la începutul primului război mondial, în România înființându-se secții fotoaeriene în cadrul aviației, cu sprijinul misiunii franceze în anul 1916.

În timpul celui de al doilea război mondial tehnica fotografiei aeriene a fost folosită în mod

intensiv de toate armatele aflate în conflict realizându-se fotografii de la mari înălțimi de 9000 m. Calitatea materialelor fotosensibile și a camerelor crește, iar înălțimea de aerofotografieire depășete uneori 20000 m.

După anul 1930 se poate vorbi de o utilizare intensivă a fotointerpretării aeriene în domenii ca geodezia, agricultura, silvicultura, hidrologia, urmărirea mediului înconjurător etc.

O altă etapă a teledetecției începe cu anul 1946 când s-au realizat primele imagini din spațiul extraatmosferic cu ajutorul rachetelor V2, dar primele fotografii de pe orbită s-au obținut din nava spațială Mercury 4 în anul 1961, fotografii color utilizate și valorificate de M.C. Chown în

1964 în scopuri geologice. Cosmonautul Cooper a obținut în anul 1963, 29 fot ografii utilizabile, în

cadrul misiunii orbitale Mercury 9. În cadrul a numeroase programe spațiale de cercetare ca

Gemini, Apollo, Soiuz, Skylab, Saliut s-au realizat fotografii convenționale ale scoarței terestre folosite în diverse domenii de activitate.

În noiembrie 1968 are loc fotografierea în alb-negru a Lunii de la distanța de 2420 km de către stația Zond 6 a zonei vizibile și invizibile de pe Pământ.

Cu privire la fotografia neconvențională se fac următoarele precizări:

– J.C. Maxwell a propus în anul 1855 să se înregistreze aceeași imagine pe trei plăci fotografice, folosind filtre albastru – violet, verde și roșu;

– în anul 1900 Ives a realizat o cameră fotografică multispectrală cu trei obiectivi, folosind o singură emulsie pentru înregistrarea imaginilor;

– în 1930 s-a construit în Germania camera manuală aeriană Telechrome cu doi obiectivi identici și două filtre, roșu și verde cu ajutorul căreia a fost posibilă obținerea a două imagini distincte pe aceeași placă fotosensibilă realizându-se prin proiectare imagini color compus;

– în anul 1960 sistemul aditiv multispectral colorvision a fost prezentat de Wheeler;

– primele fotografii multispectrale ale Pământului efectuat din satelitul Apollo 9 au fost realizate în anul 1969;

– în anul 1800 F.W. Herschel a constatat existența unei energii calorice în zona de dincolo

de roșu a unui spectru vizibil produs de o prismă, descoperindu-se existența zonei razelor infraroșii ale spectrului electromagnetic;

-pațiale de cercetare ca

Gemini, Apollo, Soiuz, Skylab, Saliut s-au realizat fotografii convenționale ale scoarței terestre folosite în diverse domenii de activitate.

În noiembrie 1968 are loc fotografierea în alb-negru a Lunii de la distanța de 2420 km de către stația Zond 6 a zonei vizibile și invizibile de pe Pământ.

Cu privire la fotografia neconvențională se fac următoarele precizări:

– J.C. Maxwell a propus în anul 1855 să se înregistreze aceeași imagine pe trei plăci fotografice, folosind filtre albastru – violet, verde și roșu;

– în anul 1900 Ives a realizat o cameră fotografică multispectrală cu trei obiectivi, folosind o singură emulsie pentru înregistrarea imaginilor;

– în 1930 s-a construit în Germania camera manuală aeriană Telechrome cu doi obiectivi identici și două filtre, roșu și verde cu ajutorul căreia a fost posibilă obținerea a două imagini distincte pe aceeași placă fotosensibilă realizându-se prin proiectare imagini color compus;

– în anul 1960 sistemul aditiv multispectral colorvision a fost prezentat de Wheeler;

– primele fotografii multispectrale ale Pământului efectuat din satelitul Apollo 9 au fost realizate în anul 1969;

– în anul 1800 F.W. Herschel a constatat existența unei energii calorice în zona de dincolo

de roșu a unui spectru vizibil produs de o prismă, descoperindu-se existența zonei razelor infraroșii ale spectrului electromagnetic;

– în 1931 Stevens a experimentat un film sensibil la infraroșu în vederea efectuării de fotografii aeriene dintr-un balon aflat la mare înălțime;

– în 1942 a fost produs filmul fals-color pentru detectarea camuflajelor;

– în 1956 Colwell face primele experimentări cu privire la identificarea și clarificarea tipurilor de vegetație agricolă și forestieră, folosind fotografii aeriene și filme pancromatice alb-negru, color, infraroșu alb-negru și infraroșu color;

– la un an după constatarea lui Herschel, în 1801, J.W. Ritter a descoperit razele

ultraviolete iar în 1804 T. Young a confirmat prin propriile experiențe că razele ultraviolete posedă proprietățile undelor electromagnetice;

– primele fotografii pe filme sensibile la radiațiile ultraviolete au fost realizate în scopuri astronomice pentru fotografierea spectrală a Lunii la începutul secolului; în 1929 W.H. Wright a publicat fotografiile Lunii realizate în 6 benzi spectrale dintre care una fiind realizată în zona ultravioletului apropiat.

În ceea ce privește domeniul înregistrărilor nefotografice pot fi amintite următoarele etape mai importante:

– în anul 1879 S.P. Langley a efectuat experimente în zona infraroșie a spectrului către 3

m , dar abia în ultimile decenii s-au făcut înregistrări în infraroșul termic, fiind condiționată de fabricarea detectorilor sensibili la anumite lungimi de undă;

– sateliții meteorologici Tiros și Nimbus, lansați începând cu anul 1960, respectiv 1964, au

fost primii care au purtat în spațiu sensori de baleiere în infraroșu;

– în 1904 Hulsmeyer a obținut un brevet cu privire la detector de obstacole și navigația vapoarelor fiind vorba de detectarea undelor radio reflectate de un obiect;

– Marconi studia în 1922 posibilitățile de detectare a obiectelor prin radio;

– primul sistem radar de înregistrare aeriană a suprafeței terenului a fost pus la punct în

1954 prin realizarea primului tip de SLAR;

– înregistrări sistematice ale Pământului de pe orbite circumterestre s-au executat începând cu 1960 prin lansarea satelitului meteorologic Tiros 1;

– prin lansarea în iulie 1972 a satelitului Landsat 1, numit inițial ERTS 1, specializat pentru

înregistrări de teledetecție s-au obținut imagini multispectrale cu un sistem de baleiere și cu un complex de camere de televiziune.

1.2. Avantajele teledetecției satelitare

 Înregistrările se preiau pe zone întinse, suprafața acoperită mergând de la cca

11×11 km (satelitul IKONOS) până la înregistrări efectuate pe o suprafață de

2800×2800 km (satelitul NOAA) (fig.1.1).

Fig. 1.1. Satelit care înregistrează

 Imaginile sunt preluate și în zone inaccesibile omului, munți înalți sau pot surprinde fenomene de ansamblu (sateliți meteorologici) (fig.1.2).

Fig. 1.2 Munții Himalaya

 Imaginile pot fi preluate prin mai multe ferestre ale spectrului electromagnetic, cel mai des utilizate fiind din zona invizibil, infraroșu, microundele și mai p uțin cele din zona ultraviolete (fig.1.3).

Fig. 1.3. Spectrul electromagnetic. Reprezentare schematică

 Imaginile sunt preluate sub formă digitală, ce permite prelucrarea automată pe baza unor soft-uri de GIS specializate pe teledetecție.

 Datele sunt transmise la sol în timp real, prin telemetrare.

 Înregistrările pot fi realizate la orice oră din zi (senzori optici) și la orice oră din zi. sau noapte (senzori RADAR și LIDAR) .

 Costul înregistrărilor este în general scăzut depinzând de nivelul de prelucrare al imaginilor satelitare.

 După prelucrare pot fi obținute hărți tematice referitoare la clasificarea

categoriilor de folosință și a acoperirii terenurilor (fig.1.4.).

Fig. 1.4. Harta utilizării terenurilor din comuna Scobinți

1.3. Aplicații ale teledetecției satelitare

1. Date generale despre produsele de teledetecție

Cele mai raspândite produse: unul din numeroasele avantaje ale teledetecției numerice constă în faptul că aceste înregistrări pot fi prelucrate, manipulate, și îmbogățite cu alte informații prin intermediul calculatorului, cu scopul de a obține noi produse.

Multe dintre aceste produse pot fi obținute direct de la distribuitorii de înregistrări satelitare. Se pot cumpăra și înregistrări brute care apoi pot fi prelucrate de firme de specialitate pentru a obține produse cu caracteristicile precizate de utilizat or. Altă posibilitate ar mai fi prelucrarea de către utilizator a înregistrărilor cu condiția că acesta să dispună de un program de prelucrare a imaginilor.

Harta ocupării solurilor (Clutters): este cel mai răspândit tip de hartă creată cu ajutorul imaginilor satelitare. Pe aceste hărți tematice, solurile sunt clasificate și reunite în categorii care prezintă același tip de ocupare sau care au utilizare similară. Clasificarea poate fi generală (zone urbane, păduri, terenuri cultivate sau cursuri de apă) sau poate fi foarte specifică, diferențiind culturile de porumb, grâu, soia și sfeclă.

Reprezentarea parcelelor din categorii diferite se face în general folosind culori diferite

(fig.1.5.).

Fig. 1.5. Clasificarea terenurilor

Modelul numeric al terenului (MNT): acest tip de date permite determinarea altitudinilor cu ajutorul măsurătorilor efectuate prin procedee fotogrammetrice asupra unor

cupluri stereoscopice formate din două imagini diferite ale aceleiași regiuni. Modelul numeric al terenului are o largă aplicare în modelarea 3D și în aplicațiile de simulare folosite în mod curent în amenajarea urbană, geologie și aeronautică.

Combinări (fuziuni): cu ajutorul calculatorului pot fi combinate două tipuri de imagini satelitare cu scopul de a crea un produs hibrid care să păstreze caracteristicile cele mai avantajoase ale fiecăruia dintre cele două tipuri de imagini sursă. Deseori se combină o înregistrare pancromatică de rezoluție mare, spre exemplu o înregistrare SPOT cu rezoluția de 10 m, cu o înregistrare multispectrală SPOT (20 m) sau LANDSAT (30 m). Se va obține o imagine care va inmagazina conținutul spectral al înregistrării multibandă dar va beneficia în același timp de bogăția de detalii oferită de rezoluția superioară a modului pancromatic. Satelitul SPOT 4 asigură înregistrarea la bord a datelor imagine cu rezoluții de 10 și 20 de m pentru a facilita combinarea

acestora.

Asamblarea (mozaicarea): se întâmplă deseori ca zona de interes a utilizatorului să depășească suprafața unei scene. În acest caz se comandă două sau mai multe scene adiacente pe care furnizorul le va asambla cu ajutorul unor algoritmi informatici complecși care dau posibilitatea racordării perfecte a marginilor comune ale scenelor precum și a uniformizării intensității culorilor pentru a obține o bază de date transparentă și de mare întindere.

Studii multitemporale (detectarea modificărilor): două înregistrări satelitare ale aceleiași zone, făcute în momente diferite, se prelucrează folosind algoritmi specializați și se obține o imagine pe care sunt evide nțiate modificările apărute în intervalul dintre momentele obținerii celor două înregistrări sursă. Calculatorul compară pixelii omologi din cele două scene pentru a determina care pixel și -a schimbat între timp valoarea. De regulă zona cu modificări este evidențiată prin atribuirea unei anumite culori. Această tehnica este folosită în mod curent pentru cartografierea automată a zonelor cu suprafață mare și identificarea diverselor infrastructuri apărute: construcții și șosele noi, dezvoltări urbane, etc. P rin aceeași metodă se pot identifica și modificările radicale în utilizarea solurilor cum ar fi transformarea zonelor împădurite în terenuri agricole.

2. Nivele de corectare

Înregistrările de teledetecție pot fi corectate în scopul îmbunătățirii calității im aginii precum și al măririi preciziei geometrice. Furnizorii de astfel de produse propun diferite opțiuni de corectare. Pentru a putea alege opțiunea cea mai potrivită, utilizatorul trebuie să cunoască nivelul de corectare de care are nevoie. Acest nivel depinde și de tipul de program de prelucrare a imaginilor disponibile.

 Nivelul 1A – este nivelul de corectare elementar. Presupune corecții radiometrice și eliminarea erorilor introduse de senzor.

 Nivelul 1B – se efectuează reeșantionarea înregistrării. Se efectuează corecții geometrice pentru eliminarea erorilor sistematice datorate rotației și curburii Pământului, precum și a celor datorate înclinării axei de vizare în cazul vizării laterale.

 Nivelul 2A – la acest nivel înregistrarea este georeferențiată îmbunătățindu-se geometria imaginii și localizarea. Restituția imaginii se realizează fără folosirea punctelor cu coordonate cunoscute determinate la sol sau culese de pe hărți topografice.

 Nivelul 2B – la acest nivel, corecțiile geometrice se realizează folosind puncte de sprijin ale căror coordonate se extrag de pe hărți topografice sau se determină în teren. Pentru majoritatea regiunilor din America de Nord și Europa, furnizorii dispun deja de puncte de sprijin cu coordonate cunoscute în vederea efectuării georeferențierii. Pentru celelalte regiuni ale Globului coordonatele acestor puncte trebuie determinate.

Ortorectificarea este un procedeu informatic ce permite suprimarea deformațiilor orizontale și ver ticale ale imaginii. Acest procedeu ameliorează considerabil calitatea și aplicabilitatea imaginii, care beneficiază în aceste condiții de calități identice celor ale unei hărți. Corectarea înregistrărilor de teledetecție reprezintă acel ansamblu de operațiuni în urma cărora se încearcă eliminarea erorilor datorate poziției și vitezei captorului, rotației Pământului, reliefului, etc cu scopul de a conferi înregistrării calități metrice cât mai bune.

Adăugarea de noi elemente: furnizorul folosește algoritmi informatici pentru îmbunătățirea

calității imaginii și pentru evidențierea anumitor detalii. Aceste operațiuni sunt în special îndreptate spre îmbunătăț irea contrastului local, valorile reflectanț elor atribuite pixelilor fiind recalculate astfel încât să acopere întreaga scară de gri. Procedeul este similar reglării contrastului

la televizor și permite evidențierea unor detalii care alfel s-ar pierde în zonele prea întunecate sau prea luminoase din jur.

3. Înregistrări din arhivă

Teledetecția satelitară permite actualizarea aproape constantă a datelor. Trebuie totuși să se țină cont de faptul că și o înregistrare mai veche posedă o valoare intrinsecă destul de mare. Imaginile satelitare obținute anterior sunt arhivate și utilizate din plin pentru studii multitemporale. În cadrul acestor proiecte imaginile mai vechi sunt comparate cu imagini mai recente cu scopul de a identifica zonele care au suferit modificări de-a lungul timpului: ocuparea solului, zone locuite, parcelar agricol, zone construite, mlaștini. În legătură cu imaginile de arhiva trebuie cunoscute următoarele elemente:

Costul: imaginile de arhivă sunt adeseori mai puțin costisitoare decât cele noi, mai ales dacă se cumpără o imagine cu un nivel de corectare minim. Trebuie să admitem că o imagine veche de câțiva ani oferă informații mai precise decât harț ile folosite în momentul de față.

Disponibilitatea scenelor: mărimea arhivei este importantă deoarece într-o arhivă în care se găsesc milioane de scene este foarte probabil să se găsească și cea de care utilizatorul are nevoie la un moment dat.

Acoperirea temporală: arhivele păstrează scene care pot data chiar din ziua lansării

satelitului respectiv. Acest lucru înseamnă că pentru o anumită zonă sunt disponibile numeroase scene dintre care poate fi aleasă cea dintr-un an sau dintr-un anotimp anume.

Disponibilitatea formatelor: anumite înregistrări satelitare sunt acum oferite în formate diferite de cele care existau cu câțiva ani în urmă.

Acoperirea globală: arhivele pot fi limitate în privința zonelor geografice acoperite. Regiunile bine cartografiate precum America de Nord și Europa figurează probabil î n arhive. În schimb anumite regiuni pot lipsi. Dacă zona de interes se situează în afara celor foarte cunoscute, este foarte posibil ca ea să nu se găsească nici în arhivă.

Consultarea: numeroși operatori de teledetecție posedă acum arhive care pot fi consultate

pe internet. Căutarea poate fi restrânsă folosind drept criterii zona geografică, perioada sau acoperirea cu nori. Numeroase motoare de căutare permit chiar previzualizarea scenei înainte de a

fi cumpărată. Dacă aceasta se dovedește corespunzătoare se poate da comandă online. În scurt timp se va putea plăti și descărca imaginea completă prin internet.

4. Programe pentru explotarea înregistrărilor

Cu toate că prin simpla interpretare vizuală a imaginilor satelitare se poate obține o cantitate importantă de informații, programele specializate reprezintă un ajutor preț ios. Motivul este simplu: o imagine satelitară standard prezintă 256 nuanțe de culori, iar ochiul uman nu percepe decât 32, lăsând astfel deoparte numeroase informații potențiale.

Numeroase programe permit astăzi îmbunătățirea, analizarea, interpretarea și extragerea de informații semnificative, folosind înregistrările numerice de teledetecție. Dacă înainte erau mai costisitoare și mai complicate, astă zi, cea mai mare parte a programelor comerciale sunt abordabile funcționând pe calculatoare standard și nu necesită decât o pregătire minimă pentru a le utiliza. În afară de acestea, numeroase programe dispun acum de algoritmi și de module specifice, adaptate special pentru exploatarea datelor, utilizate în mod obișnuit î n anumite sectoare: industria minieră, silvicultură, planificare urbană, etc.

Cele patru tipuri principale de programe utilizate sunt urmatoarele:

Afișarea imaginii raster: acest tip de program este utilizat mai ales pentru afișarea și îmbunătățirea calității desenelor ș i imaginilor raster. Aceste programe sunt deseori utilizate pentru ameliorarea calităț ii fotografiilor scanate, dar oferă posibilități suficiente ș i pentru îmbunătățirea contrastului unei imagini satelitare, în scopul unei interpretări vizuale. Aceste programe sunt disponibile la orice furnizor de programe.

Cartografie automată: acest tip de programe a fost dezvoltat pentru a crea hărți care sa

cuprindă informații despre zone în care se desfășoară anumite activități, despre mediul înconjurător, informații care în lipsa acestor aplicaț ii ar fi trebuit prezentate separat, în tabele. Programul de cartografiere oferă funcț ii simple de îmbunătățire a calităț ii grafice a imaginilor satelitare și dau posibilitatea că peste imagine să se suprapună cu precizie alte date cum ar fi rețeaua de transport sau cifrele rezultate în urma unui recensământ. Astfel pot fi prezentate numeroase date în cadrul unei perspective geografice precise.

Sisteme de prelucrare a imaginii: programele comerciale de prelucrare a imaginii au devenit extrem de puternice și foarte ușor de utilizat. Ele permit îmbunătățiri complexe ale imaginii putând scoate în evidență caracteristicile semnificative pentru beneficiar. Cea mai utilă aplicație a acestor programe este probabil aceea de a cerceta o imagine și de a o împărți î n regiuni care au o acoperire sau o ocupație a solului similare – funcție numită clasificare. Numeroase programe de prelucrare a imaginii dau posibilitatea combinării unei înregistrări satelitare cu altă înregistrare, cu fotografii aeriene, înregistrări RAS, cu date geofizice (aeromagnetice, seismice, geochimice) precum și cu date vectoriale (rețea rutieră, planuri parcelare, date demografice, etc).

Sisteme informaționale geografice(SIG): permite utilizatorului să suprapună numeroase tipuri de date provenite din surse spațiale (raster) și tradiționale (vector) pentru identificarea, vizualizarea și analizarea relațiilor dintre acestea. Într-un SIG, o imagine satelitară are deseori un rol dublu. Ea constituie mai întâi o referință cartografică ideală pe care se suprapun toate celelalte straturi într- o perspectivă geografică. În al doilea rând imaginea satelitară este folosită pentru a integra î n SIG caracteristicile terenului ș i obiectivele care pot fi localizate ș i identificate pe imagine.

5. Alte aplicații.

Teledetecția satelitară oferă informații prețioase pentru mii de agenți economici activând în sute de sectoare de activitate din lumea întreagă. Ar fi imposibil de inventariat toate tipurile de proiecte și de utilizări în care teledetecția iși găsește finalitatea. Se poate preciza totuși că marea majoritate a proiectelor care utilizează teledetecția satelitară implică, într -o anumită măsură, una sau alta din urmatoarele aplicații:

CARTOGRAFIE: imaginile satelitare sunt utilizate în mod curent pentru a identifica, localiza și cartografia obiecte și caracteristici situate la sol. Dacă ne referim la SIG, apare frecvent necesitatea adăugării de noi straturi de informații. Mărimea obiectelor cartografiate depinde de rezoluția înregistrării, produsele de teledetecț ie fiind utilizate pentru cartografierea unei mari diversități de aspecte, plecâ nd de la structuri geologice, rețele rutiere și terminând cu construcții și stații de autobuz. Întocmirea hărț ilor folosind aceste imagini este mult mai puțin c ostisitoare și se realizează mai repede decât în varianta în care o echipă ar trebui să lucreze la teren pentru a le elabora. Aplicaț iile cartografice sunt foarte mult utilizate de către cartografi, geologi, proiectanț i de infrastructuri rutiere, realizatorii proiectelor de urbanism ș i de inginerii din serviciile publice.

REPREZENTAREA CATEGORIILOR DE OCUPARE A SOLULUI: acesta este un tip de cartografiere pentru care teledetecția multispectrală se dovedește foarte performantă ș i care se poate realiza cu un sistem simplu de prelucrare a imaginilor utilizând funcții de clasificare. În cazul acestui procedeu, imaginea este împărțită în zone cu aceeaș i categorie de ocupare a solului, cum ar fi păduri, terenuri agricole, suprafeț e acvatice, complexe urbane (fig.1.6.).

Fig. 1.6. Reprezentarea categoriilor de ocupare a solului

Clasificarea poate fi foarte amanunțită mergând până la diferenț ierea terenurilor agricole în funcție de tipul de cultură. Rezultatul clasifică rii este deseori prezentat în diferite culori astfel încât fiecare tip de acoperire să apară în aceeași culoare pe tot cuprinsul imaginii. Trebuie amintit că operaț iunea de clasificare nu face altceva decât să regrupeze pixelii cu valori similare, identificarea tipului de ocupare a solului facându-se de către utilizator, pe baza unor informaț ii suplimentare.

Punctarea este o variantă a procesului de clasificare prin care utilizatorul indică pe imagine locul în care se știe că există, spre exemplu, o plantaț ie de pini sau un lan de grâu, urmând ca sistemul de prelucrare a imaginii să gasească toate celelalte planta ții de pin sau lanuri de grâu. Cartografierea ocupării solului este o aplicație foarte solicitată de către specialiștii din telecomunicații, din silvicultură, din agricultură, de către responsabilii cu protecția mediului cei cu amenajarea teritoriului și de către multe alte organisme oficiale.

REPREZENTAREA CATEGORIILOR DE FOLOSINȚĂ A TERENULUI: aceasta este o variantă a cartografierii ocupării solului. Folosește aceleași tehnici de clasificare și de punctare pentru împărț irea imaginii în suprafețe care au o utilizare asemănătoare. Categoriile cele mai des întâlnite sunt terenuri arabile, complexe urbane, instalații industriale, zone comerciale și zone centrale în orașe. Dacă se folosesc înregistrări de înaltă rezoluție, aceste categorii pot fi subdivizate în funcție de densitatea habitatului și a clădirilor. Cartografierea categoriilor de folosință prezintă interes pentru o mare parte din specialiștii care se ocupă de cartogra fierea ocupării solului precum și pentru edili, urbaniș ti, proiectanții din construcții și agenții de asigură ri (fig.1.7.).

Fig. 1.7. Categoriile de folosință ale terenurilor

STUDII MULTITEMPORALE: aceasta este o altă aplicație din categoria celor care pot fi asigurate de către orice tip de sistem de prelucrare numerică a imaginilor. E nevoie de două înregistrări satelitare ale aceleiași zone geografice, făcute în momente diferite. După

'suprapunerea' imaginilor, sistemul compară valorile pixelilor omologi din cele două imagini și îi

evidențiază pe cei care și -au schimbat valoarea, indicând astfel schimbările intervenite la sol în intervalul de timp scurs între efectuarea celor două înregistrări. Pentru a uș ura interpreterea vizuală, toate schimbările identificate în imaginea mai recentă sunt evidențiate printr-o culoare contrastantă. Pentru a determina exact natura schimbării este necesară examinarea de către utilizator a înregistrării sau o recunoaștere la teren. Această tehnică este utilizată mai ales de către specialiștii în protecția mediului pentru a studia impactul despăduririlor precum și de către

specialiștii în urbanism și amenajarea teritoriului pentru a determina schema de extindere a orașelor.

REPREZENTAREA DETERMINĂRILOR GPS: determinările GPS sunt astăzi o metodă preferată în realizarea a numeroase studii și mulți utilizatori preferă să localizeze punctele GPS direct pe imagini satelitare. Aceasta dă posibilitatea obținerii unei perspective cartografice vii preferabilă unei simple înlănțuiri de puncte. Reprezentarea determinărilor GPS se bucură de un succes crescând în agricultură și urbanism, în special în aplicațiile care folosesc atât coordonate în plan cât

și cote.

ACTUALIZAREA PRODUSELOR VECTORIALE: înregistrările satelitare recente sunt privite ca hărți ideale datorită gradului lor de actualitate și capacităț ii de a reprezenta caracteristicile la nivelul solului într-o perspectivă fotografică. Programele de prelucrare a imaginilor și SIG-urile dau posibilitatea utilizatorilor să suprapună pe o imagine satelitară o hartă scanată sau vectorizată cu scopul de a stabili gradul de concordanță a hărț ii cu terenul. Astfel, pe imagine apar traseele noilor șosele, iar utilizatorul poate trasa manual vectorii corespunzători sau poate adăuga icoane cu ajutorul cărora să evidențieze modificările apărute. Industria cartografică utilizează din ce în ce mai mult această alternativă care se dovedește mult mai economică pentru actualizarea hărții decât trimiterea în teren a unor echipe de tehnicieni.

MODELAREA 3D: cu ajutorul unui program de prelucrare a imaginilor sau a unui SIG, peste modelul numeric al terenului poate fi suprapusă scena cu imaginea acelei zone creând astfel o imagine în relief (fig.1.8.).

Fig. 1.8. Model 3D

Anumite programe dispun de funcț ii de vizualizare care dau posibilitatea explorării scenei într-o maniera foarte realistă: se poate stabili un punct de plecare situat deasupra sau sub imagine și se începe navigarea scenei în 3D observându-se relieful, masivele muntoase ș i alte caracteristici ale terenului. Modelarea 3D, mai ales dacă e însoțită de facilitați de survol și deplasare î n cuprinsul scenei, are nevoie de un calculator puternic cu suficientă memorie disponibilă. Această aplicație este frecvent utilizată de către specialiștii din silvicultură pentru planificarea tă ierilor, de către piloții militari pentru antrenament î n efectuarea unei misiuni aeriene, de către geologi pentru analiza structurală aprofundată sau de către specialiștii care lucrează î n urbanism.

CAPITOLUL II

2. Programe satelitare

2.1. Aspecte generale

Sateliții de teledetecție sunt platforme satelitare pe care se găsesc amplasați diferiți senzori care permit preluarea de imagini satelitare de la diferite altitudini. Aceste altitudini variază între 350-920 km în cazul sateliților de observare a resurselor naturale, dar pot fi amplasați și la altitudini de 36000 km în cazul sateliților geostaționari folosiți în special în meteorologie.

După greutatea lor sateliții pot fi:

 Sateliți mari, pentru observare asupra Pământului (mai mare de 1000 kg)

 Minisateliți (100 – 1000 kg)

 Microsateliți (10 – 100 kg)

 Nanosateliți (1 – 10 kg)

 Picosateliți (0,1 – 1 kg)

 Femtosateliți (1 – 100 grame)

Fiecare satelit este folosit în anumite aplicații legate în special de observarea Terrei, a resurselor naturale, de observarea oceanelor, meteorologice, etc. Sistemele RADAR pot achiziționa date în diferite frecvențe și moduri de polarizare, funcție de care se și clasifică: cu o singură frecvenț ă, mai multe frecvențe, sisteme care lucrează într -un singur mod de polarizare, sisteme cu polarizare multiplă.

Orbita satelitului este traseul parcurs de satelit în vederea culegerii datelor sau imaginilor. Planul în care se găsește orbita se numește plan orbital. Clasificarea orbitelor:

 După formă, orbitele pot fi: circulare (e = 0), elipsoidale (0 ˂ e ˂ 1), parabolice (e = 1), hiperbolice (e ˃ 1)

 După înclinare: ecuatoriale (i = 0), înclinate (0 ˂ i ˂ 90ᵒ), polare (i = 90ᵒ)

 După perioada de rotație: orb ite geostaționare și orbite circumpolare.

 După recurență: recurente care revin în același punct zilnic, semirecurente care revin în același punct după mai multe zile.

Satelitul pe parcursul înaintării pe orbita înregistrează la teren o suprafață care se numește bandă și a cărei lățime variază în funcție de altitudinea orbitei satelitare și de câmpul de vedere al senzorului (fig.2.1.). Aceste benzi au o anumită suprapunere între ele, această suprapunere fiind mai mică în zona Ecuatorului și mult mai mare în zona polilor.

Fig. 2.1. Înregistrarea benzii de către satelit

Forma orbitei este în general eliptică (fig.2.2.) având centrul de masă al Pământului unul dintre punctele focale ale elipsei. Sateliții de teledetecție sunt amplasați pe orbite aproximativ circulare și până la orbite eliptice cu o mare excentricitate.

Fig. 2.2. Creșterea excentricității

Mărimea orbitei este dată de semiaxa mare, cu cât aceasta este mai mare cu atât altitudinea orbitală este mai mare, sateliții sunt plasați mai greu la fel și menținerea acestora pe

orbită.

Viteza satelitului diferă în funcție de tipul de orbită, dacă orbita este circula ră sau aproape circulară, viteza este constantă, iar dacă orbita este eliptică, viteza diferă. Aceasta este mai mare la perigeu și mai mică la apogeu. Altitudinea orbitală la perigeu este mai mică, iar la apogeu este mai mare (fig. 2.3.).

Fig. 2.3. Viteza satelitului

Perioada orbitală reprezintă timpul parcurs de satelit pe o orbită întreagă. Această perioadă orbitală este legată de altitudinea orbitei, dacă orbita este joasă, perioada orbitală este mare, adică timpul de parcurgere al orbitei este mic. În general, perioada orbitală la sateliții amplasați la cca 700 m altitudine este de aproximativ 100 `, iar în cazul sateliților amplasați la altitudinea mai mare, perioada orbitală depășește 24 de ore.

Înclinația orbitei reprezintă unghiul de înclinare pe care îl face planul orbital cu planul

Ecuatorului. Dacă unghiul de înclinare este 0ᵒ orbita este ecuatorială, iar dacă unghiul este de 90ᵒ orbita este polară. Foarte mulți sateliți de teledetecție sunt amplasați pe orbite aproape p olare, la unghiul de înclinare de 97ᵒ-98ᵒ.

2.2. Programul Landsat

Este un program coordonat de NASA pentru efectuarea înregistrărilor de pe suprafața terestră în diverse scopuri economice, științifice și militare. Programul a demarat în 1967 când au fost programați 7 sateliți pentru lansare.

Landsat 1,2,3

Primul satelit lansat a fost în anul 1972 sub denumirea ERTS-1, datele preluate bazându-se pe principiul Open Sky. În 1975 a fost lansat satelitul ERTS-2, care după lansare programul și-a schimbat numele în Landsat 2, iar ERTS-1 în Landsat 1. În 1978 a fost lansat Landsat

3 (fig. 2.4.). Orbita pe care au fost lansați cei trei sateliți a avut o altitudine de 920 km, fiind o

orbită aproape polară la o înclinare de aproximativ 98ᵒ. Instrumentele avute la bord au fost camerele de televiziune de tipul RBV și senzorul Multispectral S canner (MSS). Înregistrările au fost preluate pe 4 benzi, având rezoluția spațială de 80×80 m, mărimea unei scene fiind de 185×185 km. Catalogarea imaginilor Landsat 1, 2, 3 se face în sistemul WRS (World Wide Reference System) și în WRS-1, imaginea găsindu-se pe baza numărului orbitei și a numărului de rânduri. În cadrul sistemului se găsesc 251 de orbite, prima trecând prin partea vestică la longitudinea de aproximativ 60ᵍ, iar primul rând se consideră în emisfera nordică, corespunzând cu Ecuatorul.

Fig. 2.4. Landsat 1, 2 și 3

Landsat 4 și 5

Au fost lansați în 1982 și în 1984 (fig. 2.5.). Orbita este aproape polară cu o înclinare de

98,2ᵒ și este parcursă de sateliți în aproximativ 100`, realizând astfel aproximativ 14,5 de orbite pe zi. Rezoluția spațială a imaginii este de 30 m în multispectral, 15 m în pancromatic și 120 m în banda termală. Rezoluția radiometrică este de 8 biți, iar rezoluția temporală este de 16 zile. Catalogarea acestor imagini se realizează în sistemul WRS-2. Instrumentele avute la bord sunt senzorul Multispectral Scanner și senzorul Thematic Mapper. Senzorul Multispectral Scanner preia înregistrări cu o rezoluție spațială de 80 m, iar senzorul Thema tic Mapper preia înregistrările în 7 benzi din care benzile 1, 2, 3, 4, 5, 7 sunt benzi multispectrale, iar banda 6 este bandă termală.

Cele 7 benzi spectrale sunt destinate înregistrării unor anumite clase de detalii

topografice, astfel:

 banda 1 – înregistrarea suprafețelor cu apă din organisme de penetrare;

 banda 2 – înregistrarea suprafețelor cu reflexie verde de vegetație;

 banda 3 – înregistrarea suprafețelor sensibile la clorofilă de absorbție, destinate determinării tipurilor de vegetație;

 banda 5 – înregistrarea suprafețelor cu vegetație și a suprafețelor cu soluri umede;

 banda 6 – înregistrarea suprafețelor cu vegetație de stres;

 banda 7 – înregistrarea suprafețelor cu minerale în scopul detectării tipurilor de minerale și roci.

Informația înregistrată în fiecare bandă spectrală este diferită și este evidențiată în diverse benzi în combinații ponderate. Benzile 4, 3 și 2 sunt destinate înregistrării și clasificării suprafețelor acvatice și diferitelor tipuri de vegetație. Benzile 4 (NIR), 5 (SWIR), and 3 (RED) sunt destinate înregistrării și detectării limitelor suprafețelor cu apă și a zonelor de vegetatie.

Altitudinea sateliților Landsat 4 și 5 a fost de 705 km în care rezoluția spațială s e

îmbunătățise , iar câmpul de vedere instantaneu era mai mic.

Fig. 2.5. Landsat 4 și 5

Landsat 7

A fost lansat în 1999 (fig. 2.6.), iar la bord are senzorul Thematic Mapper Îmbunătățit (ETM+), orbita fiind una aproape polară cu o înclinație de aproximativ 98ᵒ. Acest senzor preia înregistrări în 9 benzi, benzile 1, 2, 3, 4, 5, 7 fiind benzi în multispectral cu o rezoluție spațială de 30 de m, banda 8 fiind în pancromatic cu o rezoluție spațială de 15 de m, iar banda 6 fiind una termală cu o rezoluție spațială de 60 de m. Rezoluția radiometrică este de 8 biți, iar senzorul are la bord o lampă ce permite calibrarea înregistrărilor cu o precizie ridicată.

Dupa 30 Mai 2003, senzorul a suferit o avarie care a afectat corectorul liniilor de scanare, iar din această cauză imaginile preluate după această dată prezintă anumite linii lipsă sau întrerupte, drept pentru care înainte de prelucrarea lor este necesară o preprocesare care constă în înlocuirea liniilor lipsă.

Fig. 2.6. Landsat 7

Landsat 8 LDCM (Landsat Data Continuity Mission)

Lansat pe 11 Februarie 2013, reprezintă o continuare a programului satelitar Landsat și care vine cu anumite îmbunătățiri (fig. 2.7.). Preia peste 400 de scene pe zi și are la bord 2 senzori:

 Senzorul OLI (Operational Land Imager) permite achiziționarea de imagini în 9

benzi spectrale, 7 care corespund cu cele din Landsat 7, iar celelalte două, una în albastru permite identificarea aerosolilor, iar cealaltă Cirrus permite studiul norilor subțiri.

 Senzorul TIRS (Thermal Infrared Sensor) lucrează în infraroșu termal și preia

înregistrări în 2 benzi termale.

Rezoluția radiometrică a acestor imagini este de 12 biți, iar rezoluțiile spațiale ale benzilor în multispectral sunt de 30 de m, în pancromatic de 15 m, iar benzile termale au rezolu ția spațială de

100 m.

Fig. 2.7. Landsat 8

CAPITOLUL III

3. Materiale și metode folosite

3.1. Aspecte generale

În cadrul acestei lucrări, m-am folosit de imaginile satelitare preluate de către sateliții Landsat 5 și Landsat 7 ETM+ din anii 1984, 1993, 2000 și 2009. Landsat 5 are încorporat senzorul Thematic Mapper care înregistrează cu o rezoluție spațială de 30 m în multispectral și 120 m în banda termală, preia înregistrările în 7 benzi, are o rezoluție radiometrică de 8 biți, iar rezoluția temporală este de 16 zile. Landsat 7 are rezoluția radiometrică de 8 biți și preia înregistrările cu senzorul Thematic Mapper Îmbunătățit în 9 benzi. Benzile 1, 2, 3, 4, 5 și 7 sunt benzi multispectrale cu rezoluție spațială de 30 m, banda 8 fiind în pancromatic cu rezoluți e spațială de 15 m, iar banda

6 fiind o bandă termală cu rezoluție spațială de 60 m. În urma prelucrării am obținut redarea cât

mai fidelă a imaginii.

3.2. Zona studiată

Zona studiată pentru această lucrare este o parte din județul Vrancea și din județul Buzău în vederea urmăririi eroziunii solului folosind metoda clasificării supervizate și indici de vegetație.

Județul Vrancea

Vrancea este un județ aflat în sudul Moldovei, cu reședința în municipiul Focșani. Este cuprins între coordonatele geografice 45ᵒ23` și 46ᵒ11` latitudine nordică și 26 ᵒ23` și 27ᵒ32` longitudine estică. Situată în partea de sud-est a țării, la curbura Carpaților Orientali, Vrancea este o punte de legătură între cele trei provincii istorice: Moldova, Țara Românească și Transilvania (fig.

3.1.). Se învecinează cu județul Bacău la nord, cu județul Vaslui la nord-est, cu județul Galați la est, cu județul Brăila la sud-est, la sud cu județul Buzău, iar la vest cu județul Covasna. Vrancea cuprinde un teritoriu foarte variat, atât din punct de vedere al formei și al altitudinii, cât și ca origine și vârste geologice. Județul Vrancea are o suprafață de 4857,03 km 2 ceea ce reprezintă 2% din suprafața țării.

Fig. 3.1. Poziția geografică a județului Vrancea în cadrul României

Relieful: din punct de vedere altimetric, dispunerea reliefului este în trepte ce coboară de la vest către est, astfel prima treaptă cuprinde Munții Vrancei, alcătuiți din culmi și masive muntoase, cu aspect de măguri, ale căror altitudini variază între 96 0-1783 m (fig. 3.2.). Următoarea treaptă este reprezentată de culmile deluroase, cu altitudini ce încep la 350 m și continuă variat până la 1001 m. În final, a treia treaptă, ca o platformă întinsă până la cursurile de apă Siret, Trotuș și Râmnic, o reprezintă câmpia. Variația altitudinală a reliefului este mai complexă, în cadrul fiecărei forme principale de relief existând de asemenea mai multe trepte altitudinale. Variația originii, altitudinii, formei, alcătuirii interne și vârstei principalelor forme d e relief determină diferențierea, în cadrul teritoriului, a mai multor unități și subunități de relief. Aceste unități, care se eșalonează în ordinea înălțimii și vechimii de la vest la est sunt: Munții

Vrancei, Dealurile subcarpatice și Câmpia Siretului.

Fig. 3.2. Relieful Vrancei

Clima: dispunerea reliefului în trepte, deschide larg spațiul în primul rând influențelor est-continentale dar și climatului nordic și sudic. Carpații de curbură au funcția de deversor natural pentru masele de aer vestice. Câmpia are o temperatură medie anuală mai mare de 9ᵒ C, dealurile subcarpatice între 6ᵒ-9ᵒ C, iar munții între 2ᵒ-6ᵒ C (fig. 3.3.). Se primește o cantitate de precipitații mai mare de 400 mm (fig.3.4.). În Câmpia Siretului, cantitatea medie de precipitații este mai mică de 600 mm, fiind treapta de relief cea mai joasă, în regiunea dealurilor subcarpatice nu depășește

800 mm, iar regiunea muntoasă ajunge până la 1200 mm.

Fig. 3.3. Harta distribuției spațiale a temperaturilor medii multianuale

Fig. 3.4. Harta distribuției spațiale a precipitațiilor medii multianuale

Geologia: zona județului Vrancea aparține platformei Moesice, alcătuită din două etaje structurale: unul inferior ce corespunde fundamentului cristalin și unul superior ce cor espunde cuverturii sedimentare. Șisturile cristaline (fig. 3.5.), împreună cu o parte din învelișul lor sedimentar sunt străpunse de roci eruptive în cea mai mare parte acide (porfire) și de roci bazice. Fundamentul de șisturi cristaline este de vârstă mai veche decât Ord ovicianul, probabil Precambrian. Cuvertura sedimentară din Platforma Moesica incepe cu Silurianu l și se termină cu Cuaternarul. Prin lacune cu caracter regional, sedimentele s-au separat în mai multe cicluri de sedimente după erele geologice în care s-au depus de la Ordovician – Carbonifer până la Cuaternar.

Partea bazală a Cuaternarului este reprezentată de pietrișuri, nisipuri și lentile argiloase, rezultat al depunerii materialului transportat de vastele conuri de dejecție din zona carpatică de curbură (fig.

3.6.). Peste acestea este suprapus relieful caracteristic depozitelor fostelor albii respectiv pietrișuri și nisipuri cu grosimi cuprinse între 3 si 7 m în zona de câmpie. După migrarea albiilor, aceste sedimente au fost acoperite de depozite loessoide de natură deluvială-proluvială cu grosimi cuprinse între 2 și 8 m.

Fig. 3.5. Șisturi cristaline Fig. 3.6. Pietrișuri

Seismicitatea: prin energia cutremurelor, aria lor de macroseismicitate și caracterul persistent al epicentrelor, Vrancea este, de departe, cea mai importantă regiune din sistemul alpino-carpatic (fig. 3.7.). Cutremurele sunt cauzate de mișcarea microplăcilor care colizează în această zonă. Implicațiile pe care le au mișcările seismice vrâncene la nivel regional și extraregional sunt multiple. Analizat doar din perspectivă regională, impactul instabilității seismice se resimte în gradul de stabilitate a versanților, constituindu-se un factor declanșator al ero ziunii și deplasărior gravitaționale a terenurilor. Aceste mișcări pot afecta alte componente naturale, cum ar fi rețeaua hidrografică, dar și activitatea umană, prin modificări aduse suprafețelor agricole sau un impact devastator asupra infrastructurii tehnice a regiunii, cu referire specială la căile de comunicații.

Fig. 3.7. Harta cu zonele seismice din România

Solul: teritoriul județului Vrancea are o suprafață relativ redusă, are totuși o cuvertură de soluri foarte variată și complexă, din cauza diversității condițiilor geografice de la un sector la altul (fig.3.8.). Ca tipuri genetice zonale, se întâlnesc soluri caracteristicile stepelor și silvostepelor în regiunea de câmpie și soluri specifice domeniului pădurilor în regiunile de deal și munte. Datorită variației de la un loc la altula condițiilor litologice, a formelor de relief minor, a condițiilor hidrogeologice și a proceselor actuale, foarte active mai ales în regiunea subcarpatică, la solurile zonale se mai adaugă și numeroase tipuri de soluri intrazonale. Pe treapta cea mai joasă de relief, Câmpia Siretului, cuvertura de soluri este constituită din cernoziomuri levigate și cernoziomuri compacte (fig. 3.9.) care ocupă câmpurile mai înalte, din cernoziomuri care apar pe conul aluvial al Putnei, din cernoziomuri freatic-umede și cernoziomuri levigate freatic-umede care ocupă porțiunile mai joase ale câmpurilor înalte, din soluri de luncă neinundabilă și soluri aluviale cu carbonați care ocupă câmpurile joase precum și din aluviuni cu carbonați , caracteristice vecinătății cursurilor de apă. În albia minoră a râului Siret, stratul de sol aluvial, de și este superficial, permite totuși instalarea unei vegetații xerofile. Pe câmpurile joase, unde stratul acvifer se află la o adâncime critică, apar solonceacurile. În regiunea dealurilor subcarpatice și în cea muntoasă cuvertura de soluri reflectă, diversitatea substratului, varietatea reliefului și proceselor de

modelare ale acestuia, foarte active din punct de vedere al evoluției geomorfologice. Glac isul subcarpatic și dealurile înalte estice, unde substratul este alcătuit din pietrișuri amestecate cu argile, are o cuvertură de soluri constituită din soluri brune-gălbui, în diferite grade de podzolire, soluri podzolice, podzoluri gălbui (fig. 3.10.), soluri brune-tinere și de grohotișuri. Din loc în loc apar petice de rocă la zi și depozite de pietrișuri. În depresiunile intradeluroase solurile se orânduiesc în funcție de relief. Astfel, luncile văilor principale au aluviosoluri (fig. 3.11.) nisipoase- crude, necarbonatate, iar podurile de terase au districambisoluri (soluri brune acide de pădure, fie luto-nisipoase sau luto-argiloase) sau chiar districambosoluri podzolice (soluri brune podzolice). Versanții văilor și culmile interfluviilor din depresiu ni au soluri brune de pădure fie ușor, fie slab până la puternic podzolite. În regiunea dealurilor înalte vestice, terenurile sunt acoperite cu soluri brune (fig. 3.12.) și brune-gălbui tipice, mai rar podzolite, cu soluri brune-gălbui crude superficiale, cu soluri brune în diferite grade de eroziune, cu soluri tinere formate pe depozite scoase la zi prin eroziune. În depresiunile submontane solurile diferă de la un element de relief la altul. Astfel, pe podurile teraselor predomină solurile brune tipice, mai rar ușor podzolite sau pseudogleizate. Solurile care acoperă suprafețele luncilor sunt superficiale sau scheletice, în porțiunile mai stabile tinzând către soluri brune. În zona podurilor de terasă din Depresiunea Vrancei, sub pășunile permanente, sunt întâlnite preluvosolurile. În zona muntoasă a Vrancei, cele mai răspândite soluri sunt cele din clasa cambisoluri, tipul districambisoluri (soluri brun-acide) care acoperă suprafețe întinse în zona montană, dar sunt întâlnite și în sectorul subcarpatic, la înălțimi mai mari de 700 m. Materialul parental pe care s-au format solurile brun-acide provine din alterarea rocilor ce intră în constituția litologică a zonei carpatice. La cele mai mari altitudini apar soluri brun -acide de pajiști cu podzoluri, iar pe alocuri se întâlnesc soluri brun-acide umbrice. Clasa spodisolurilor este întâlnită cu caracter dominant la înălțimi de peste 1400 m. Ele ocupă suprafețe întinse în zonele cu înclinare slabă: masivele Lăcăuți -Goru, Zboina Frumoasă. Podzolurile s-au format în condiții climatice și litologice asemănătoare celor în care au evoluat solurile brune feriiluviale. În ceea ce privește vegetația naturală, ea este constituită cu precădere din pajiști și tufărișuri. Principala folosință a acestor soluri o constituie pa jiștile. Pentru menținerea productivității sporite, ele necesită lucrări de prevenire a eroziunii, întrucât se caracterizează printr-un indice mare de erodabilitate. Umbrisolurile sunt reprezentate în bazinul montan al râului Zabala prin nigrosoluri

(soluri negre-acide) care ocupă un areal mai bine individualizat pe culmea prelungă a Lapoșului având o valoare productivă mijlocie spre ridicată și oferind condiții propice dezvoltării pădurilor și pajiștilor.

Fig. 3.8. Harta solurilor din județul Vrancea

Fig. 3.9. Cernoziom Fig. 3.10. Podzol gălbui Fig. 3.11. Aluviosol Fig. 3.12. Sol brun

Vegetația: Vrancea se încadrează aproape în întregime în domeniul pădurii (fig. 3.13. fig.

3.14. și fig. 3.15.).

Etajul subalpin corespunde treptei montane înalte, unde se întâlnesc pășunile subalpine ce caracterizează mai ales vărfurile Goru, Lăcăuți, Giurgiu, Pietrosu și întâlnim asociații vegetale alcătuite din păiuș, firușa, afin, merișor, ienupăr, etc. Doar pe Vf. Goru se mai î ntâlnește jneapănul. Consecința substituirii pădurii pe cale antropică este apariția golurilor din interiorul spațiului forestier ocupate cu asociații vegetale ce constituie pajiștile montane cu țăpoșică, firuță, păiuș, ștevia, etc. În arealul pădurilor se disting două etaje: etajul boreal (al pădurilor de conifere) și etajul nemoral (păduri de amestec).

Etajul pădurilor de conifere caracterizează treapta montană mijlocie unde predomină pădurile de molid, brad și pin silvestru , în special pe versanții cu expoziție vestică. Insular se dezvoltă molidișuri pure, brădete sau pinețe pe văile superioare ale Putnei, Zăbalei, Nărujei, Mișinei. Ca urmare a tăierilor rase practicate pe suprafețe mari, molidișurile cu arborete bătrâne și floră caracteristică se mai întâlnesc doar pe suprafețe restrânse. În spațiile în care au fost distruse, au apărut pajiști secundare cu caracteristici asemănătoare celor subalpine.

Etajul pădurilor de amestec de fag și rășinoase are o extindere deosebită pe versanții cu altitudini de la 600 m până la 1300-1400 m, fiind prezent atât în sectorul montan (mai ales pe versanții estici, în masivul Zboina Frumoasă) cât și în sectorul subcarpatic. Ca specii predomină fagul în asociație cu paltinul, carpen, gorunul, iar spre partea superioară și pe văi, cu molidul și

bradul.

Etajul pădurilor de stejar ocupă suprafețe extinse în arealul subcarpatic, fiind defrișate în cea mai mare parte. În prezent, există suprafețe restrânse sub forma pădurilor de amestec (fag și gorun) în dealurile subcarpatice interne, iar în părțile inferioare ale versanților subcarpaților estici și glacisului piemontan, se întâlnesc pâlcuri de stejar pedunculat.

Zona silvostepei este caracterizată prin pâlcuri de stejar pedunculat, brumăriu și pufos. În stratul ierbos se remarcă păiușul, colilia, rogozul. Dintre arbuști se găsește păducelul, măceșul și lemnul câinesc.

Zona de stepă apare pe un spațiu restrâns în partea estică și sudică. Flora și vegetația spontană a fost înlocuită aproape în totalitate de culturi agricole.

Fig. 3.13. Vegetația Vrancei Fig. 3.14. Lacul Negru

Fig. 3.15. Harta vegetației din județul Vrancea

Flora: cuprinde aproximativ 1500 de specii de plante având ca origini fitogeografice ținuturi din Orientul Îndepărtat până la Oceanul Atlantic și din nordul Europei până la bazinul mediteranean. Numeroase specii sunt considerate monumente ale naturii, fiind ocr otite de lege cum ar fi floarea de colț (fig. 3.16.), bulbucii de munte, papucul doamnei (fig. 3.17.), etc.

Fig. 3.16. Floare de colț Fig. 3.17. Papucul Doamnei

Fauna: este bogată cuprinzând cocoșul de munte (fig. 3.18.), acvila țipătoare, corbul, cerbul (fig. 3.19.), ursul (fig. 3.20.), mistrețul, râsul (fig. 3.21.), popândău. În lacurile și râurile Vrancei găsim păstrăv, molan, etc. În Vrancea există 16 rezervații naturale cu o suprafață de 2862 ha, cele mai cunoscute fiind Cascada Putnei, Râpa Roșie, Lacul Negru, Focul Viu de la Andreiașu, Lunca Siretului.

Fig. 3.18. Cocoșul de munte Fig. 3.19. Cerbul

Fig. 3.20. Ursul brun Fig. 3.21. Râs

Județul Buzău

Județul Buzău este situat în partea de sud-est a țării, învecinându-se cu județele Brașov și Covasna, către nord-vest, cu județele Vrancea și Brăila către est, cu județele Ialomița și Ilfov către sud și județul Prahova către vest. Ocupând o suprafață de 6072 km2, județul Buzău se situează între longitudinile de 44ᵒ50’ – 45ᵒ45’ și latitudinile de 26ᵒ10’ – 27ᵒ20’. Buzăul ocupă cea mai mare parte a bazinului hidrografic al râului cu același nume, cuprinzând în mod armonios toate formele de relief (fig. 3.22.).

Fig. 3.22. Poziția geografică a județului Buzău în cadrul României

Relieful: județul Buzău concentrează între limitele sale toate cele trei principale forme de relief, care se dispun structural sub forma generală a unui amfiteatru ce coboară în trepte de la zona muntoasă din nord către zona de câmpie din sud prin intermediul unei zone mediane subcarpatice (fig.3.23.).

Fig. 3.23. Relief petrografic pe Bâsca Unită amonte de pârâul Tainița

Zona de munte: cuprinde în limitele sale munții propriu-ziși ai Buzăului (exceptând masivul Ciucaș) și o porțiune din versantul apusean al munților Vrancei. Ambele subdiviziuni sunt identice ca structură și aspect geografic. Ca structură geologică, munții județului Buzău sunt alcătuiți din roci puțin dure, de vârsta paleogenă, adică din alternante de: gresii, marne, șisturi. Zona montană cuprinde câteva bazine depresionare intramontane ca: Nehoiu, Gura Teghii, unde în ciuda eroziunilor și a instabilității solului, s -au format centre rurale cu o populație numeroasă.

Zona subcarpatică cu altitudini între 400-800 m, ocupă partea centrală a județului, alcătuind o succesiune spectaculoasă de culmi și depresiuni cu valori inedite de peisaj și este constituită din formațiuni geologice neogene, cutate, unde predomină argile, marne, nisipuri, gresii, iar în unele părți calcare și conglomerate. Unele culmi au o alungire sud-vest către nord-est, cum sunt cele sudice și cele estice, altele, în special cele din centru, datorită râurilor și eroziunii, au

fost străpunse de ape și fragmentate. Subcarpații din zona Buzăului sunt grupați în patru uni tăți deluroase, delimitate de apele curgătoare și individualizate prin structura geologică și poziție geografică. Eroziunea produsă de ape a dus la divizarea într-o serie de subunități, ca dealurile Mușcelului, Bocului și Pâclelor unde se află vulcanii nor oioși.

Câmpia acoperă sudul și estul județului printr -o serie de subdiviziuni desprinse din Câmpia Călmățuiului și Câmpia Râmnicului. Trecerea la zona colinară se face lent la est de Buzău și mai brusc la vest prin pantele abrupte ale Dealului Istrița.

Clima: județul Buzău se încadrează în zona de climat temperat-continental, caracteristică pentru întreaga țară (fig.3.24.). Datorită reliefului divers, în județ se disting trei tipuri principale de climat: de munte, de deal și de câmpie. Climatul de munte se caracterizează printr -o temperatură medie anuală de 4-6ᵒC. Vânturile bat deseori violent, predominant fiind cel de nord- est. De remarcat prezența foenului, format din masele de aer ce coboară de la munte, în zonele unde se produc inversiuni de temperatură. Precipitațiile sunt cuprinse între 800-1200 mm anual. În zona subcarpatică, unde predomină climatul de deal, temperatura medie anuală este de 8-10ᵒC. În luna iulie aceasta ajunge la 19-20ᵒC, culminând, în anul 1968 la 37ᵒC. Vânturile din nord-vest bat mai puțin violent, din cauza culmilor ce țin adăpost. Și aici, ca și la munte, se formează foenul. Precipitațiile medii anuale sunt cuprinse între 600-800 mm. La câmpie temperatura medie anuală este cuprinsă între 12-14ᵒC. În timpul verii maxima atinge valori de 37,4ᵒC, în luna iulie, iar în timpul iernii -21ᵒC. Vânturile dominante sunt cele din nord-est și sud-vest. Crivățul aduce mase de aer reci, iar Austrul de aer cald, indiferent de anotimp. Precipitațiile în această zonă sunt puține, cuprinse între 400-500 mm. Temperaturile maxime în această zonă sunt înregistrate în luna august: 38ᵒC (1952, la Nehoiu); 38,4ᵒC (1951, la Pârscov); 39,6ᵒC (1951 , la Buzău); 39ᵒC (1951, la Râmnicul Sărat), iar cele mai scăzute, în februarie: -23,5ᵒC (1947, la Nehoiu); -29,6ᵒC (1954, la Pârscov); -29,6ᵒC (1942, la Buzău); -26,2ᵒC (1940, la Râmnicul Sărat).

Fig. 3.24. Clima României în perioada iulie 1961 – 1990

Solul: județul Buzău se află, prin poziția sa geografică, î n cadrul ariei de contact dintre domeniul pedogeografic central-european și cel est -european, situație reflectată în distribuția zonală a solurilor. În general, repartizarea solurilor, factorul primordial îl constituie treptele de relief. Solurile treptei montane se compun din podzoluri humico-feriiluviale și soluri brune argilo- humice, iar în locurile acoperite cu pajiști apar solurile brune și brun acide de paji ște. Pe pantele accentuate se dezvoltă solurile brune acide, pe când în locurile puțin înclinate care permit menținerea umezelii și chiar dezvoltarea de sfagnete, apar podzoluri de destrucție cu mult humus brut. La altitudini mai mici (corespunzător pădurilor de fag și fag cu rășinoase) intervine ca factor important și roca. Pe faciesul gresiei de Tarcău se dezvoltă solurile brune și brun acide mezobazice bogate în material scheletic cu un grad de podzolire argiloiluvială redus. Faciesul de Kliwa, mult mai variat petrografic, permite dezvoltarea unei game mai largi de soluri podzolice. In luncile râurilor principale se dezvoltă soluri aluviale. Solurile treptei subcarpatice se caracterizează printr- o varietate mai mare de tipuri și subtipuri. Solurilor zonale, impuse de altitudine și climat (brune și brune podzolite), li se interpun soluri intrazonale legate de rocă (rendzine ș i pseudorendzine), de panta și de umezeala mai accentuată , de microformele de relief (soluri de luncă), sunt prezente și pătrunderi ale solurilor de câmpie (în podișul Râmnicului, pe pantele sudice ale subcarpaț ilor). În nord, la contactul cu zona montană, se dezvoltă solurile podzolice. La vest de valea Buzăului, în bazinete depresionare, apar soluri negre de fâneață ș i pseudorendzine. La est de Buzău, procesele

de eroziune și alunecările au dus la apariț ia, alături de soluri brune, brune gălbui și argiloiluviale podzolite și a unor soluri în diferite stadii de degradare. Prezența rocilor cu un bogat conținut în săruri determină, local, în dezvoltarea solurilor sărăturoase (la Lopătari, Valea Sibiciului). Baza versanților, constituită din marne cu gipsuri și tufuri dacitice, este acoperită cu soluri brune de pădure ș i pseudorendzine. În piemontul Râmnicului, solurile formate pe nisipuri, pietrișuri și depozite loessoide (fig.3.25.) fac trecerea de la cele caracteristice dealurilor (soluri brune în diferite grade de podzolire) la cele specifice regiunii de câmpie (cernoziomuri levigate). Solurile câmpiei evidențiază o succesiune de stadii și faze în procesul de solidificare a aluviunilor. Astfel apar aluviuni, soluri aluviale, cernoziomuri tinere, cernoziomuri în diferite grade de levigare. Solurile tipice – cernoziomurile levigate – se defășoară în toată regiunea. Spre est, locul acestora este luat de cernoziomuri ciocolatii și castanii (soluri tipice stepei). Zona de divagare a Buzăului, prin prezenț a stratului acvifer aproape de suprafață, determină gleizări sau salinizări. Aici se formează cernoziomuri levigate de fâneață, lăcoviste, iar în locurile lipsite de drenaj apar sărături. Acestea din urmă se găsesc în două sectoare: în sudul Câmpiei Râmnicului (în lungul văilor scurte, secate, dar cu ape freatice la mică adâncime) și pe Valea Călmățuiului. Pe nisipurile de la sud de Călmățui există cernoziomuri levigate nisipoase și nisipuri în solificare. În județ există și soluri îngropate și fosile (fig.3.26.), ce pot fi observate în deschiderile naturale create de Râmnic, Câlnău, Slănic, Buzău etc, la trecerea prin piemont, sau în fruntea teraselor, sunt cernoziomuri levigate sau cernoziomuri tinere. Acoperirea lor s-a produs în perioade de aluvionare intensă sau de depuneri importante de praf eolian sau levigat.

Fig. 3.25. Solurile formate pe nisipuri, pietrișuri și depozite loessoide

Fig. 3.26. Soluri îngropate și fosile

Vegetația și fauna: relieful favorizează marea varietate a florei și faunei județului, repartiția acestora putând fi urmarită în funcț ie de altitudine.

Etajul subalpin ocupă suprafaț a de la 1400-1450 m în sus. Plantele caracteristice sunt:

jneapanul, salcia pitică, aninul, afinul, iarba stâncilor, păiușca, țăpoșica, stânjenul de munte, coacăza, roua cerului, rogozul, urzica (fig.3.27.). Dintre viețuitoare menționăm: cinteza alpină, pietrarul, sturzul de piatră, ulii, vipera comună, șopârla, urș ii, lupii etc.

Fig. 3.27. Plantele caracteristice ale etajului alpin: jneapăn, salcie pitică , afin și iarba stâncilor

Etajul coniferelor se subdivide în:

 Subetajul fagului, care cuprinde suprafețe dintre 700 și 1300m. Predomină, evident, pădurea de fag, în asociație cu aninul, mesteacănul , paltinul, almul, cu arbuștii de alun, tulchin, soc negru și rosu etc. Plante ierboase: țăpoșica, fragii, zmeurul, murul , etc.

Condițiile de viață, favorabile în raport cu etajul superior, au facilitate existentă unui număr mare de vietăți, de la insecte la cerb și urs. De menționat: cerbul, mistrețul, veverița, râsul, jderul, ursul brun carpatin, lupul ,vulpea, iepurele, șoarecele de pădur e, cocoșul de munte, mierla, sturzul, privighetoarea, uliul , vulturul etc.

 Subetajul gorunului, corespunde cu zona subcarpatică. Pădurea este dominată de gorun, dar nu lipsește nici fagul, în special în zonele mai înalte sau în locurile umbroase. În asociație cu aceste două specii cresc mesteacănul, plopul și arinul. Dintre arbuști: actina, jneapanul etc. Plante ierboase: festuca, firuța cu bulbi, mojdreanul, scumpia, cărpinița, liliacul. În zona Vulcanilor noroioși se întâlnește Nitraria schoberi (gărdurariț a). Este singurul loc din europa unde crește această plantă. Animalele sunt reprezentate de specii care vin fie din etajele superioare, fie din cele inferioare. Exemple: veverița, că prioara, râsul, lupul, iepurele, șoarecii de pădure, ciocârlia, șarpele orb, scorpionul (fig.3.28.).

Fig. 3.28. animale din subetajul gorunului: veveriță, iepure sălbatic, șoarecele de pădure și șarpele orb

Silvostepa. Stepa cu pâlcuri de arbori ocupă cea mai mare parte din câmpia județului. Cuprinde glacisul Istriței și piemontul Râmnicului la nord, iar la sud ajunge până la o linie relativă , care unește localitățile Padina, Rusetu, Gă lbenu, pe la nord-vest de localitățile Amara, Balta Albă, având ca limită la est comuna Vâlcele. Aici cresc: stejarul pufos, brumăriu, pedunculat, ulmul, părul, mărul; dintre arbuști: păducelul, părul ciutei, măceșul, lemnul câinesc, porumbarul, socul, murul; între plantele ierboase predomină graimineele, așa cum vom întâlni și î n zona de stepa.

Stepa ocupă numai partea de sud-est a județului, iar reprezentanții florei și-au restrâns

aria de creștere pe izlazuri, viroage și marginile drumurilor. Aceasta este reprezentată de plante ierboase și arbuști. Dintre ierboase menționăm: șofranul, trifoiul, măzărichea, etc. Prezența în silvostepă și speța a nisipurilor, sărăturilor ș i a luncilor a asigurat o flora azonală. În terenurile

sărătoase dintre Buzău și Călmățui vegetează trifoiul și gușa porumbului. În luncile Buzăului, Râmnicului și de-a lungul văilor cu mai multă sau mai puțină apă s -au dezvoltat zăvoaiele, formate din ulmi, plopi, sălcii, cătina albă și cenușie. Plantele ierboase au ca principali reprezentanți pirul și trestia de câmp. Fauna din stepă și silvostepă este reprezentată de clasele următoare: mamifere (rozătoare: șoarecele de câmp, popândăul, iepurele de câmp); păsări (prepelița, potârnichea, gaurul, ciocârlia, porumbelul, vrabia iar în ultimul timp și -a făcut apariția, venind din sud ș i înmulțindu -se repede, guguș tiucul); insecte (lăcustele, greierii, cosașii).

3.3. Materiale folosite

3.3.1. Alegerea imaginilor satelitare

Aspectele privind urmărirea eroziunii solului cu ajutorul imaginilor satelitare, presupune existența unor serii temporale de imagini satelitare, cu alte cuvinte, imagini preluate în mai mulți ani pe aceeași suprafață. Imaginile folosite sunt imaginile Landsat, datorită gratuității și a arhivei mari a datelor pe care le deține. Pentru imaginile preluate, este indicat să fie la aceeași dată sau la date apropiate, în ani diferiți.

Cele 4 imagini utilizate în prezenta lucrare au fost descărcate gratuit de pe site-ul USGS

(United States Geological Survey – http://glovis.usgs.gov/), folosind instrumentul de căutare avansată USGS Global Visualization Viewer, fiind disponibil online (fig. 3.29.), în baza creării unui cont de utilizator.

Imaginile descărcate au avut format .TIFF (Tag Imagine File Format), un format comun pentru utilizarea imaginilor raster, pentru utilizarea lui în anumite aplicații cu ajutorul unor programe, mai ales în cele care sunt folosite pentru scanarea imaginilor. Pentru a putea prelucra imaginile satelitare, cu ajutorul programului Erdas Imagine v.9.1 am importat (convertit) formatul imaginilor satelitare descărcate din .TIFF în .IMG. GeoTIFF-ul este un domeniu public de metadate standard care permite georeferențierea informației cuprinsă într -un format TIFF.

Fig. 3.29. Descărcarea imaginii Landsat 5 TM din 13.08.1993

Imaginile au fost descărcate din arhiva Landsat 4 – present, iar pentru alegerea lor au fost luate în considerare următoarele aspecte:

 Zona de interes să fie acoperită de o singură imagine;

 Gradul de acoperire cu nori să nu depășească 10%;

 Poziția Soarelui să fie aceeași;

 Rezoluția imaginilor să fie cât mai bună.

Imaginile alese au fost preluate în anii 1984, 1993, 2000 și 2009, la date apropiate, respectiv 23 Octombrie, 13 August, 5 Iunie și 24 Iulie și aproximativ la aceeași oră: 08:32:46,

08:25:08, 08:54:36 și 08:51:43 (tabel 3.1)

Tabelul 3.1. Caracteristici ale celor patru imagini satelitare

3.3.2. Date de referință

Pentru o interpretare cât mai corectă în stadiul de pre-procesare și procesare atât a imaginilor, cât și a rezultatelor obținute este necesară o confruntare a lor cu realitatea din teren. Dacă operatorul cunoaște foarte bine zona, atunci rezultatele vor fi mai concludente. Astfel, una dintre caracteristicile științei teledetecției constă în faptul că este aproape întotdeauna utilizată în conjuncție cu diverse tipuri de date de referință (Lillesa nd și alții, 2008). Achiziționarea acestor date presupune efectuarea de măsurători sau colectarea de observații despre obiectele, regiunile sau fenomenele care sunt detectate de la distanță. Datele de referință mai sunt cunoscute și sub denumirea de ”adevărul din teren”, cu toate că nu întotdeauna sunt colectate efectiv de pe suprafața terestră.

Datele de referință la care am făcut apel în această lucrare au fost hărțile digitale ale eroziunii solului din județul Vrancea și Buzău, hărțile distribuției spaț iale a riscului de eroziune a suprafeței, distribuțiile eroziunii pe județe, programul Google Earth pentru imaginile recente, hărți digitale ale vegetației, studiul asupra degradării solurilor. Solul poate fi afectat fie de factori naturali (clima, forme de relief, etc) fie de acțiuni antropice agricole și industriale. Factorii menționați pot acționa sinergic în sens negativ, având ca efect scăderea calității solului și chiar anularea funcțiilor acestuia. Activitățile antropice produc dereglarea funcționări i normale a solului ca biotop în cadrul diferitelor ecosisteme naturale sau artificiale, afectând fertilitatea și capacitatea sa bioproductivă, atât din punct de vedere cantitativ cât și calitativ.

Deoarece reprezintă o resursă limitată și neregenerabilă, degradarea solului are un

impact puternic asupra altor zone de interes precum: apa, sănătatea popula ției, schimbările climatice, protecția naturii, supraviețuirea ecosistemelor, securitate alimentară.

3.3.3. Logistica folosită

Pentru întocmirea acestei lucrări, am folosit un laptop performant Acer Aspire 5750G, având un procesor Intel Core i5-2430M, Windows 7 Home Premium, placă video NVIDIA GeForce GT 520M, 4 GB DDR3 memorie ram, hard disk de 640 GB memorie, 6 celule Li-ion baterie (fig.

3.30.) și un scanner HP Deskjet F4180 și două programe speciale în domeniul teledetecției: Erdas

Imagine v.9.1 și Idrisi Kilimanjaro.

Erdas Imagine v.9.1 este un program folosit în teledetecție având posibilitatea de a edita grafice raster și de a utiliza aplicații geospațiale. Permite procesarea datelor geospațiale precum și prelucrarea imaginior digitale folosite pentru sistemele informaționale geografice. Are posibilitatea de a vedea trăsături care nu pot fi vizibile și să local izeze anumite poziții ale trăsăturilor, în care de altfel ar fii fost grafic.

Idrisi Kilimanjaro este un software integrat de informații geografice și teledetecție, creat de Clark Labs de la Universitatea Clark, având scopul de a analiza și de a afișa informații geospațiale digitale. Are posibilitatea de a analiza pachete GIS complete pentru analize spațiale, precum și analiza statistică și de suprafață, modificarea terenului și predicții, procesarea și analiza seriilor temporale a imaginilor.

Fig. 3.30. Caracteristici Laptop Acer Aspire 5750G

3.4. Metode folosite

În cadrul acestei lucrări, ca și metodă, am folosit preprocesarea imaginilor satelitare, o operație prin care imaginile satelitare sunt prelucrate primar și pregătite pentru analizele propriu- zise, având scopul de a crea o reprezentare cât mai fidelă a scenei originale. Pentru început am decupat conturul imaginilor satelitare, iar în final operația de preprocesare a inclus aplicarea corecțiile radiometrice, metodă pe care o voi descri e mai departe în capitolul următor.

CAPITOLUL IV

4. Preprocesarea imaginilor satelitare

4.1. Aspecte generale

Preprocesarea imaginilor satelitare este o operație esențială înaintea clasificării imaginilor și a detectării schimbărilor. Preprocesarea cuprinde în mod normal o serie secvențială de operații, incluzând și corecția atmosferică sau normalizarea, corecția radiometrică, corecția geometrică, aplicarea unei măști (de exemplu pentru nori, apă, elemente irelevante) (Coppin & Bauer, 1996).

Datele Landsat sunt oferite în valori de tip DN (digital numbers) la diferite nivele de

preprocesare. Multe din imagini sunt de tipul Level 1T, care înseamnă că imaginea a fost corectată radiometric, geometric și de asemenea ortorectificată. De fapt ni se oferă o imagine gata de utilizare. Este interesant de știut modul în care aceste imagini au ajuns la acest nivel și de asemenea este util a se cunoaște pașii necesari care trebuiesc urmați pentru a avea o imagine de tipul Level 1T.

Landsat a clasificat produsele sale în funcție de nivelul de preprocesare. Level 0 este primul nivel și reprezintă datele în format brut. Pentru Landsat TM acest tip de imagini corespund nivelului Level 0, iar în cazul lui ETM+ nivelului Level 0R. Formatul brut TIFF este un format caracteristic care arată că nu s-a făcut nici o modificare imaginii. Acest tip de imagine se întâlnește înainte de corecția radiometrică și cea geometrică. Imaginea conține informații nealterate, care vor fi utilizate în procesul de corecție și un fișier generat de Landsat cu parametrii de calibrare (metadata). În acest caz doar fenomenul de pixel shifting este corectat. În acest fel toți pixelii din setul de imagini sunt bine aliniați. Procesele prin care se obțin produse de tipul Level 0R sunt reversibile. Precizia geodezică a imaginilor Level 1T depinde de punctele de control de la sol (GCP) și de rezoluția DEM -ului utilizat.

4.2. Decuparea conturului imaginilor satelitare

Imaginile folosite în cadrul acestei lucrări, fac parte dintr-o orbită aproape polară, cu o înclinație de 98 ᵒ, situate pe coloana 183 și rândul 28. Deoarece nu am folosit toată zona, a fost necesară decuparea imaginii satelitare după conturul județului Vrancea și al județului Buzău folosind programul Autodesk Land Desktop 2006. Am folosit o hartă cu scara 1:800 000, după care am vectorizat după conturul județelor. Pentru a putea lucra mai ușor cu imaginile satelitare, am decupat în formă de dreptunghi zona de interes al celor două județe, obținând astfel în Erdas

Imagine v.9.1 coordonatele a 2 puncte care sunt diametral opuse (fig. 4.1.):

2 486690,00 5005140,00

Fig. 4.1. Coordonatele celor 2 puncte

4.3. Georeferențierea imaginilor satelitare

Georeferențierea este procesul prin care o imagine raster reprezentând o zonă de teren sau o porțiune de hartă este adusă în coordonatele geodezice ale sistemului de proiecție curent, prin operațiile de translație, rotație și aducere în scară, astfel încât detaliile topogr afice și geografice reprezentate în conținutul acesteia să corespundă cu poziția lor reală din teren. După efectuarea georeferențierii imaginii scanate, aceasta se vectorizează (digitizează), fie manual cu ajutorul mouse-ului fie automat cu ajutorul modulului de vectorizare automată a programului de cartografiere utilizat.

Pentru efectuarea georeferențierii unei imagini raster, trebuie mai întâi identificarea în imagine a pixelilor corespunzători poziției planimetrice a punctelor reper înregistrare, ce cu prind coordonatele geografice sau cele geodezice determinate prin metode riguroase. În situația în care imaginea digitală a terenului trebuie adusă în scara hărții pentru prelucrare, este necesară georeferențierea (redresarea) acesteia.

Imaginile digitale ale terenului obținute prin teledetecția satelitară sunt cea mai

valoroasă sursă de date actuale pentru a realiza produse cartografice de calitate. În general aceste imagini conțin anumite erori geometrice rezultate în urma procesului de înregistrare a a cestora, erori care pot influența poziția planimetrică a detaliilor topografice înregistrate. Aceste erori sau deformări grafice au valori diferite pe cele două direcții de bază modificând geometria imaginii, iar din această cauza trebuiesc eliminate pentru a nu influența precizia datelor înregistrate în baza de date geografice a hărții digitale ce se crează sau precizia de creare a modelului spațial al terenului realizat pe baza acestor imagini digitale. De aceea, eliminarea acestor erori de deformare geometrică a imaginii se poate face prin procesul de georeferențiere a imaginii.

Avantajul folosirii imaginilor satelitare este acela că elementele terenului din conținutul acestora sunt actuale și concordă cu realitatea din teren.

În cazul meu, imaginile au fost georeferențiate în UTM Zone 35, datum-ul fiind WGS-84 și am păstrat georeferențierea în UTM deoarece acest proces are o prelucrare pretențioasă și s -a analizat o serie temporală a imaginii, iar locația fiecărui pixel a rămas aceeași.

4.4. Aplicarea corecțiilor radiometrice

Se aplică corecții radiometrice aproape tuturor imaginilor satelitare care sunt folosite în continuare în aplicații legate de transformare ale benzilor satelitare, indici de vegetație, urmărirea schimbărilor în timp. Aceste corecții se aplică în vederea eliminării efectelor produse de unghiul de înclinare a Soarelui, de distanța Soare – Pământ, a micșorării diferitelor caracteristici ale imaginilor preluate cu senzori diferiți sau pentru înlăturarea zgomotului din imagine.

Corecția unghiului de înclinare al Soarelui (fig. 4.2.) se aplică în vederea eliminării

unghiului sub care a fost preluată imaginea satelitară. Presupune împărțirea valorilor digitale din imaginea satelitară la sinusul unghiului de înclinare au la co sinusul unghiului zenital al Soarelui. Formula pe care se bazează această corec

DNcor =

Fig. 4.2. Efectele schimbărilor sezoniere în cazul unghiului de elevație solar

Corecția distanței dintre Pământ și Soare se aplică în vederea eliminării distanțelor diferite date de momentele diferite în care au fost preluate imaginile satelitare.

Compensarea efectului de ceață urmărește înlăturarea efectelor provocate de

atmosferă datorită drumului optic diferit în momentul preluării imaginilor satelitare. Drumul optic reprezintă distanța de la Soare la Pământ și apoi la senzor pe care o parcurg undele în momentul efectuării înregistrărilor. Drumul optic este diferit în funcție de anotimp și altitudinea la care se găsește senzorul.

Conversia valorilor digitale ale pixelilor în valori ale radianței se realizează pentru aplicațiile care presupun folosirea imaginilor satelitare la obținerea indicilor de vegetație, în analiza componentelor principale, la urmărirea schimbărilor. Prin aducerea acestor corecții valorile digitale pot fi, în cazul unor înregistrări pe 8 biți, în intervalul 0-255 la valori cuprinse între 0 și 1. Relația folosită în acest caz este urm ea:

L =

Relația inversă de transformare a reflectanței în valori digitale este următoarea:

DN = GL + B

În care: G – panta dreptei

L – radianța spectrală măsurată

B – punctul în care dreapta interceptează axa Oy.

Pentru preprocesarea imaginilor satelitare, am folosit 4 metode cu ajutorul programului Erdas Imagine v.9.1, după cum urmează:

1.1. Histogram matching (Obținerea histogramei – HM)

Obținerea histogramei este o tehnică comună de îmbunătățire radiometrică co mplet intregrată în multe programe soft de procesare a imaginii. Imaginea subiect a histogramei trebuie sa fie in primul rând egalizată pentru a obține o histogramă intermediată care apoi este modificată pentru a se potrivi cu imaginea de referință a histo gramei (fig. 4.3.). Prin obținerea histogramei se normalizează imaginea subiect cu imaginea de referință (fig. 4.4.), punând în legătură funcțiile densității cumulative a celor două i p are următoarea formulă:

[ ]

unde ărul digital al unui pixel din imaginea normalizată;

cția inversă a densității din imaginea de referință ;

ensității din imaginea subiect ;

l digital al unui pixel din imaginea subiect.

Fig. 4.3. Stânga – imagine brută (banda 1) din iunie 2000; dreapta – imagine îmbunătățită radiometric

Fig. 4.4. Histograma benzii 1 a imaginii brute și a imaginii îmbunătățite radiometric

1.2. Simple Regression (Regresia Simplă – SR)

A fost prezentată de către Jenson în 1983, unde întreaga imagine a fost folosită pixel cu pixel (fig. 4.5.) în ecuația liniară:

Yi = aiXi + bi

Fig. 4.5. Ecuația liniară aplicată imaginii din iunie 2000 și iulie 2009

Normalizarea coeficienților (fig. 4.6.) poate fi derivată bandă cu bandă folosind următoarele formule de regresie:

ai = V (XiYi) / V (XiXi)

bi = Y`i – ai X`i

unde: X`i și Y`i = media dintre imaginea subiect și imaginea de referință ;

V (XiYi) = covarianța dintre imaginea subiect și imaginea de referință ; V (XiXi) = varianța imaginii subiect.

Aplicând formulele normalizării coeficienț ilor obținem următoarele valori (tabel 4.1.):

Tabelul 4.1. – Coeficienții normalizării în urma regresiei simple

Fig. 4.6. Imagine din iunie 2000 normalizată

Din programul Erdas Imagine v.9.1 se pot lua direct anumite informații legate de benzile imaginilor satelitare (fig. 4.7.). În cazul meu a fost nevoie de abaterea standard, media, iar varianța rezultă prin ridicarea abaterii standard la pătrat. (tabel 4.2.)

Fig. 4.7. Media și abaterea standard a benzii 1 din iulie 2009

Tabelul 4.2. – Media, abaterea standard și varianța imaginilor din 2009 și 2000

În urma utilizării formulei pentru covarianță am obținut următoarele valori (tabel 4.3.):

Tabelul 4.3. – Covarianța imaginilor din 2000 și 2009

Analiza componentelor principale (fig. 4.8.) este o transformare care implică mai multe benzi spectrale și în urma căreia se obține un număr de ”n” componente numite componente principale. Prin această prelucrare întreaga informație conținută în benzile originale este concentrată în primele 2-3 componente principale. Obiectul principal al metodei este studiul valorilor varianței și a corelației între benzi fără a construi noi variabile.

Prima componentă principală (PC1) poate oferi cea mai mare cantitate de informație,

aproximativ 90% din cele 7 (8) benzi originale, iar a doua (PC2) contribuie cu aproximativ 5% sau mai mult. Indiferent de numărul componentelor principale, ultima dintre ele conține cea mai mică varianță și reprezintă de obicei zgomotul din imagine.

Fig. 4.8. Componentele principale (banda 3 și 4)

Stabilirea numărului de componente principale care se i-au în calcul se bazează pe următoarele 2 criterii:

– Criteriul Kaiser care presupune luarea în calcul a componentelor principale mai mari decât

1 și este mai puțin utilizat

– Criteriul Caitell presupune stabilirea numărului de componente principale pe baza unui grafic; numărul componentelor principale este dat de ruptura liniei graficului

Imaginile obținute în urma analizei componentelor principale (folosind banda 3 și banda 4) pot fi folosite în continuare în alte aplicații, acestea putându-se lua singure sau în diferite combinații de tipul RGB (fig. 4.9.)

Fig. 4.9. Analiza componentelor principale

1.3. Pseudo-Invariant Features (Detaliile Pseudo-Invariante – PIF)

Această metodă cuprinde obiecte care au o reflectanță invariantă între 2 date cum ar fii: betonul, drumurile asfaltate și acoperișurile caselor. Cu această metodă am folosit benzile 3 și 4 din fiecare set de imagine în parte (fig. 4.10. și fig. 4.11.) , respectiv imaginile din anii 1984, 1993,

2000 și 2009 cu următoarea f

PIF set = {( ∶ }

Fig. 4.10. Model Maker privind formula detaliilor pseudo-invariante

Fig. 4.11. Imaginea din iunie 2000 obținută în urma formulei privind detaliile ps eudo-invariante

Cu această metodă se crează o mască care apoi se suprapune peste imagine, rezultând o imagine cu valoarea 0 și 1, valori care reprezintă reflectanța detaliilor invariabile. Din imaginea rezultată (fig. 4.12.) se ia abaterea standard (tabel 4.4.).

Fig. 4.12. Imaginea rezultată în urma aplicării unei măști

Tabelul 4.4. – Media, abaterea standard și varianța imaginilor din anul 2000 și 2009

Odată ce detaliile pseudo-invariante sunt selectate în imaginea subiect și imaginea de referință, normalizarea coeficienților (fig. 4.13. și tabelul 4.5.) se aplică după următoarea formulă:

ai = σ Yi / σ Xi

bi = Y`i – ai X`i

unde:

σ Xi = abaterea standard a imaginii subiect;

σ Yi = abaterea standard a imaginii de referință; X`i = media imaginii subiect;

Y`i = media imaginii de referință.

Fig. 4.13. Imagine din iunie 2000 normalizată după metoda PIF Tabel 4.5. – Coeficienții normalizării în urma metodei PIF

1.4. Dark and Bright set (Verdeața și strălucirea – DB)

Presupune faptul că o imagine conține întotdeauna cel puțin un pixel care are aceeași reflectanță a suprafeței asupra imaginilor achiziționate la date diferite. Pentru imaginile Landsat, verdeața și strălucirea cuprinde următoarea ecuație de transformare:

Verdeața = -0,3344*(banda1); -0,3544*(banda2); -0,4556*(banda3); 0,6966*(banda4); –

0,0242*(banda5); -0,263*(banda7).

Strălucirea = 0,3561*(banda1); 0,3972*(banda2); 0,3904*(banda3); 0,6966*(banda4);

0,2286*(banda5); 0,1596*(banda7).

Pentru obținerea coeficienților din cadrul acestei metode în Erdas se vor folosii toate benzile (1, 2, 3, 4, 5 și 7) se vor unii, se va selecta senzorul (în cazul meu Landsat 7 Multispectral și Landsat 5 TM), iar în final vor reieșii coeficienții Tasseled Cap (fig. 4.14.).

Fig. 4.14. Imaginea obținută prin Tasseled Cap și coeficienții rezultați în urma acestei transformări

Tasseled Cap este o transformare care se aplică în cazul imaginilor satelitare cum ar fi Landsat Multispectral Scanner, Landsat TM, Landsat ETM+. Scopul acestei prelucrări este de a concentra în primele două sau trei benzi obținerea, în urma prelucrării, întreaga cantitate de

informație conținută de benzile originale (fig. 4.15.). În acest fel primele 2 imagini obținute după prelucrare pot îngloba aproximativ 90-95% din informația totală.

Fig. 4.15. Transformarea Tasseled Cap

În continuare se face un model în Erdas Imagine v.9.1 cu opțiunea Model Maker (fig.

4.16.) care în final reiese o imagine în urma acestui model. (fig. 4.17.)

Fig. 4.16. Model Maker pentru verdeață și strălucire

Fig. 4.17. Imagine din iunie 2000 rezultată în urma aplicării modelului de verdeață și strălucire

După crearea modelului de verdeață și de strălucire se va face din nou o mască pentru fiecare bandă în parte care se va suprapune peste imaginile create cu model maker a setului de verdeață și strălucire (fig. 4.18. și t abel 4.6.).

Fig. 4.18. Imaginea rezultată din anul 1993 în urma aplicării măștii

Tabelul 4.6. – Valorile rezultate în urma metodei de strălucire și verdeață a imaginilor din anul

2009 și 1993

formule:

În final normalizarea coeficienților (fig. 4.19. și tabel 4.7.) se vor obține cu următoarele

ai = (Y`(b)i -Y`(d)i) / (X`(b)i – X`(d)i)

bi = Y`(d)i – ai X`(d)i

unde:

i = media strălucirii a imaginii de referință ;

i = media de verdeață a imaginii de referință ;

i = media strălucirii a imaginii subiect;

i = media de verdeață a imaginii subiect.

Fig. 4.19. Imagine din iunie 2000 normalizată folosind metoda de verdeața și de strălucire

Tabelul 4.7. – Coeficienții normalizării în urma utilizării metodei DB

CAPITOLUL V

5. Clasificarea conținutului imaginilor satelitare

5.1. Aspecte generale

Valorile reflectanței măsurate într-o imagine satelitară depind foarte mult de unele caracteristici ale suprafeței de teren înregistrate. Extragerea informațiilor din imaginile satelitare este esențială pentru stabilirea relației dintre aceste două categor ii de elemente. Procesul de identificare a acestei relații poartă denumirea de clasificare și reprezintă una dintre cele mai folosite aplicații de teledetecție. În urma clasificării imaginea este transformată dintr -o imagine raster continuu într-o imagine raster tematic.

Clasificarea conținutului imaginilor satelitare se poate realiza prin următoarele metode:

 Metoda clasificării supervizate;

 Metoda clasificării nesupervizate;

 Metoda clasificării hibride;

 Metoda clasificării bazată pe obiect.

Indiferent de metoda utilizată, clasificarea imaginilor satelitare se face în două etape:

– Identificarea clusterilor și asocierea lor cu clase statistice, clusterele fiind grupuri de pixeli ce reprezintă detalii care au aceleași caracteristici din punct de vedere spectr al.

– Clasificarea datelor din imaginile multispectrale obținute într -un singur strat tematic.

În această lucrare am folosit clasificarea supervizată a celor patru imagini analizate pentru a identifica clasele de informații și apoi stabilirea claselor spectrale, urmată de clasificarea propriu-zisă, de filtrarea imaginilor clasificate și de verificarea preciziei clasificării.

5.2. Clasificarea supervizată

Clasificarea supervizată a imaginilor satelitare este o clasificare în care clasele de obiecte de pe suprafața Pământului se cunosc dinainte pe anumite zone restrânse din imagine (zone care se numesc zone de test sau situri) (fig. 5.1.). Cu alte cuvinte, utilizatorul identifică câteva areale pe imagine care sunt caracteristicile fiecărei clase de detalii stabilite. Prin analiza de imagine se clasifică fiecare pixel din imagine într-una din aceste clase. În concluzie, clasificarea supervizată se bazează pe cunoașterea caracteristicilor suprafeței unei porțiuni din imagine și utilizarea acestora ca factori de decizie în determinarea proprietăților celorlalte porțiuni. Etapele de realizare a clasificării supervizate sunt: constituirea eșantioanelor, realizarea clasificării și verificarea preciziei clasificării.

Avantajele clasificării supervizate:

 Controlul asupra identității claselor

 Clase specifice cu anumite identități

 Clasele obținute reflectă categoriile de teren

 Pot fi detectate erorile de clasificare

Dezavantajele clasificării supervizate:

 Analistul impune clasificarea

 Regiunile de interes sunt în general relaționate cu informația din teren și nu cu proprietățile spectrale

 Regiunile de interes posibil să nu fie reprezentative

 Obținerea regiunilor de interes solicită timp.

Fig. 5.1. Clasificarea supervizată