Předkládaná diplomová práce se zabývá hodnocením vodního stresu porostu pomocí dálkového průzkumu Země. V první části se výzkum soustředil na posouzení vodního stresu u listů slunečnic v laboratorním prostředí, pomocí spektrální analýzy odraženého záření a termovizního snímkování. Hodnoceny byly teploty listů slunečnic, ze kterých byl vypočten index vodního stresu CWSI. Dále byly hodnoceny odrazivosti listů ve vlnových délkách 350 2500 nm. Z nich byly vypočteny spektrální indexy NDVI (Normalizovaný rozdílový vegetační index) využívaný ke zjištění přítomnosti živé zelené vegetace, WI (Vodní index) sloužící k výpočtu přibližného množství vody v porostu a RVI (Jednoduchý poměrový vegetační index) používaný ke zjištění obsahu biomasy listu nebo fotosyntetické kapacity. Následně byly porovnány s CWSI. Nakonec byly indexy porovnány se spektrálními daty a z výsledných korelací byly patrné vlnové délky, které s daným indexem korelovaly více a které méně. Druhá část se soustředila na hodnocení vodního stresu na úrovni povodí IV. Řádu, konkrétně na Dehtářském povodí nedaleko Pelhřimova, kde byly hodnoceny tři největší plochy pole pšenice ozimé, pole kukuřice seté a TTP.
Anotace v angličtině
The present thesis deals with evaluation of crop water stress by means of remote sensing. The first part of the research is focused on the assessment of water stress of sunflowers in a laboratory environment using spectral analysis of the reflected radiation and thermography. Leaf of suflowers temperature were evaluated and using them, the index of water stress CWSI were calculated. Reflection of leaf was evaluated in the wavelengths 350 -2500 nm. From these wavelengths spectral indexes were calculated - NDVI (Normalized difference vegetation index) which detect the presence of living green vegetation, WI (Water Index) which serve to calculate the approximate amount of water in the vegetation and RVI (simple ratio vegetation index) which determine the content of biomass or photosynthetic capacity. After that, they were compared with CWSI. Finally CWSI was compared with the spectral data, and from the resulting correlations they were apparent wavelengths, which correlated with given index more or less. The second part is focused on the assessment of water stress in terms of 4th. level catchment, specifically on catchment "Dehtáře" near Pelhřimov. There were primarily evaluated three biggest areas - fields of winter wheat, field corn and TTP.
Klíčová slova
Vodní stres, teplota, spektrální reflektance, NDVI, CWSI
Klíčová slova v angličtině
Water stress, temperature, spectral reflectance, NDVI, CWSI
Rozsah průvodní práce
70 s. (94 167)
Jazyk
CZ
Anotace
Předkládaná diplomová práce se zabývá hodnocením vodního stresu porostu pomocí dálkového průzkumu Země. V první části se výzkum soustředil na posouzení vodního stresu u listů slunečnic v laboratorním prostředí, pomocí spektrální analýzy odraženého záření a termovizního snímkování. Hodnoceny byly teploty listů slunečnic, ze kterých byl vypočten index vodního stresu CWSI. Dále byly hodnoceny odrazivosti listů ve vlnových délkách 350 2500 nm. Z nich byly vypočteny spektrální indexy NDVI (Normalizovaný rozdílový vegetační index) využívaný ke zjištění přítomnosti živé zelené vegetace, WI (Vodní index) sloužící k výpočtu přibližného množství vody v porostu a RVI (Jednoduchý poměrový vegetační index) používaný ke zjištění obsahu biomasy listu nebo fotosyntetické kapacity. Následně byly porovnány s CWSI. Nakonec byly indexy porovnány se spektrálními daty a z výsledných korelací byly patrné vlnové délky, které s daným indexem korelovaly více a které méně. Druhá část se soustředila na hodnocení vodního stresu na úrovni povodí IV. Řádu, konkrétně na Dehtářském povodí nedaleko Pelhřimova, kde byly hodnoceny tři největší plochy pole pšenice ozimé, pole kukuřice seté a TTP.
Anotace v angličtině
The present thesis deals with evaluation of crop water stress by means of remote sensing. The first part of the research is focused on the assessment of water stress of sunflowers in a laboratory environment using spectral analysis of the reflected radiation and thermography. Leaf of suflowers temperature were evaluated and using them, the index of water stress CWSI were calculated. Reflection of leaf was evaluated in the wavelengths 350 -2500 nm. From these wavelengths spectral indexes were calculated - NDVI (Normalized difference vegetation index) which detect the presence of living green vegetation, WI (Water Index) which serve to calculate the approximate amount of water in the vegetation and RVI (simple ratio vegetation index) which determine the content of biomass or photosynthetic capacity. After that, they were compared with CWSI. Finally CWSI was compared with the spectral data, and from the resulting correlations they were apparent wavelengths, which correlated with given index more or less. The second part is focused on the assessment of water stress in terms of 4th. level catchment, specifically on catchment "Dehtáře" near Pelhřimov. There were primarily evaluated three biggest areas - fields of winter wheat, field corn and TTP.
Klíčová slova
Vodní stres, teplota, spektrální reflektance, NDVI, CWSI
Klíčová slova v angličtině
Water stress, temperature, spectral reflectance, NDVI, CWSI
Zásady pro vypracování
Náplní diplomové práce bude analýza prostorové distribuce vodního stresu porostu na vybrané lokalitě. Vodní stres porostu bude hodnocen pomocí nekontaktních metod na základě měření teplotní distribuce termovizní kamerou. Doplňková měření vlastností a stavu porostu budou provedena pomocí multispektrální kamery (bude-li k dispozici) a přímým odběrem biomasy. Hodnocení vodního stresu porostu bude založeno na principu výpočtu energetické bilance stanoviště a jejích složek z termovizních snímků. Jako referenční ukazatel stavu vodního stresu porostu bude sloužit destruktivní analýza biomasy porostu, např. relativní obsah vody apod.\\
Práce bude zahrnovat následující části:\\
1. Vypracování literární rešerše problematiky stanovení vodního stresu porostu pomocí metod dálkového průzkumu.\\
2. Seznámení se se studovanými lokalitami a praktické zvládnutí metodického postupu měření pomocí termovizního a multispektrálního systému a destruktivní analýzy biomasy porostu.\\
3. Zpracování získaných dat a materiálů a jejich adekvátní statistické vyhodnocení.\\
4. Diskuse výsledků v širších souvislostech možností využít přístupy dálkového průzkumu pro hodnocení vodního stresu porostu.\\
Zásady pro vypracování
Náplní diplomové práce bude analýza prostorové distribuce vodního stresu porostu na vybrané lokalitě. Vodní stres porostu bude hodnocen pomocí nekontaktních metod na základě měření teplotní distribuce termovizní kamerou. Doplňková měření vlastností a stavu porostu budou provedena pomocí multispektrální kamery (bude-li k dispozici) a přímým odběrem biomasy. Hodnocení vodního stresu porostu bude založeno na principu výpočtu energetické bilance stanoviště a jejích složek z termovizních snímků. Jako referenční ukazatel stavu vodního stresu porostu bude sloužit destruktivní analýza biomasy porostu, např. relativní obsah vody apod.\\
Práce bude zahrnovat následující části:\\
1. Vypracování literární rešerše problematiky stanovení vodního stresu porostu pomocí metod dálkového průzkumu.\\
2. Seznámení se se studovanými lokalitami a praktické zvládnutí metodického postupu měření pomocí termovizního a multispektrálního systému a destruktivní analýzy biomasy porostu.\\
3. Zpracování získaných dat a materiálů a jejich adekvátní statistické vyhodnocení.\\
4. Diskuse výsledků v širších souvislostech možností využít přístupy dálkového průzkumu pro hodnocení vodního stresu porostu.\\
Seznam doporučené literatury
Brutsaert, W., 1982. Evaporation into the atmosphere: theory, history, and applications, Environmental fluid mechanics. Reidel Publishing Company, Dordrecht, Boston.\\
Jones, H., 1992. Plants and microclimate: a quantitative approach to environmental plant physiology, 2nd ed. ed. Cambridge University Press, Cambridge.\\
Jones, H.G., Schofield, P., 2008. Thermal and other remote sensing of plant stress. Gen. Appl. Plant Physiology 34, 19-32.\\
Jackson, R.D., Idso, S.B., Reginato, R.J., Pinter, P.J., 1981. Canopy temperature as a crop water stress indicator. Water Resources Research 17, 1133. doi:10.1029/WR017i004p01133\\
Jackson, R.D., Kustas, W.P., Choudhury, B.J., 1988. A reexamination of the crop water stress index. Irig. Sci. 9, 309-317.\\
Seznam doporučené literatury
Brutsaert, W., 1982. Evaporation into the atmosphere: theory, history, and applications, Environmental fluid mechanics. Reidel Publishing Company, Dordrecht, Boston.\\
Jones, H., 1992. Plants and microclimate: a quantitative approach to environmental plant physiology, 2nd ed. ed. Cambridge University Press, Cambridge.\\
Jones, H.G., Schofield, P., 2008. Thermal and other remote sensing of plant stress. Gen. Appl. Plant Physiology 34, 19-32.\\
Jackson, R.D., Idso, S.B., Reginato, R.J., Pinter, P.J., 1981. Canopy temperature as a crop water stress indicator. Water Resources Research 17, 1133. doi:10.1029/WR017i004p01133\\
Jackson, R.D., Kustas, W.P., Choudhury, B.J., 1988. A reexamination of the crop water stress index. Irig. Sci. 9, 309-317.\\