Družice hlídají povodně

Projekt FLOREO, monitoring krajiny z družic pro hydrology, vstupuje do operační fáze.

Ve čtvrtek 18.2.2010 v 10h se v salónku Violet hotelu Paříž v Praze konala tisková konference o projektu FLOREO za účasti České kosmické kanceláře, Českého hydrometeorologického ústavu a společností Sprinx Systems a Gisat.

Společnosti Sprinx Systems a Gisat spouští za podpory Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy projekt FLOREO, který nyní vstupuje do operačního provozu. Projekt, využívající snímkování zemského povrchu v ČR ze satelitů, poslouží pro zpřesnění hydrologických povodňových předpovědí Českého hydrometeorologického ústavu.

Ptáte se proč? Nemusíte být ještě pamětníky, abyste si připomněli pětisetletou vodu v pražských ulicích v létě 2002, či loňské přívalové deště. Ano, Česká republika má, v důsledku své polohy ve středu Evropy, zkušenosti s různými typy povodní. V posledních letech nás postihly letní povodně z trvalých srážek (červenec 1997, srpen 2002), přívalové povodně (červenec 1998, červen 2009), ale i významné povodně z tání sněhu (březen 2000, březen a duben 2006). Uvedená široká paleta možných druhů povodní s sebou přináší i velmi široké a komplexní nároky na vstupní data a používané hydrologické metody a modely.

I proto Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) od roku 2008 pravidelně vyhodnocuje množství sněhu na území ČR v geografických informačních systémech (GIS). Bohužel, příroda je nevyzpytatelná a tak i výsledky této metody jsou velmi nejisté. Zvláště v případech, kdy není sněhem pokryto celé území ČR, dosahuje chyba odhadu sněhu až několika desítek procent. Problematickým zůstával zejména odhad množství sněhu v lese, kde se sníh na počátku zimy hromadí pomaleji, a tání je zde pak díky porostu pomalejší a sníh zde přetrvává i poté, co na volném prostranství zcela roztál. Tento neblahý efekt se výrazně uplatnil například při povodni na jaře 2006, kdy hlášení z meteorologických stanic už žádný sníh neudávalo, v lesích však stále přetrvával, tál a povodeň pokračovala.

Pro získání znalosti o rozsahu sněhové pokrývky jsou pozemní údaje nedostatečné a proto se naděje v tomto směru upínají k umělým družicím Země. Avšak ani získání dat z družic není triviální záležitostí a vyžaduje aplikovaný výzkum, který vyvine a ověří dostatečně přesnou metodu odvození rozsahu sněhové pokrývky. Přitom družice mohou poskytnout i další informace užitečné pro predikci povodní, například informace o vlastnostech sněhové pokrývky, jež mohou zkvalitnit údaje o intenzitě tání v povrchové vrstvě sněhu a podobně. Například v letním období může být pro hydrology stejně prospěšná plošně spojitá informace o nasycenosti půdy vodou, která umožní lépe odhadnout možnou odezvu povodí na srážky.

Tato fakta byla mimo jiné podnětem ke vzniku projektu FLOREO, který nabízí výrazné zlepšení informací jak o skutečném stavu sněhové pokrývky, tak povodí a jejich využití pro zlepšení povodňové služby. FLOREO (“Demonstration of ESA Environments in support to FLOod Risk Earth Observation monitoring,”) jeden z 28 projektů spolupráce s Evropskou kosmickou agenturou (ESA), na kterých začala pracovat česká pracoviště ještě před vlastním vstupem ČR do ESA (v listopadu 2008), se nyní posouvá do aplikačního stadia. Je zaměřen na vybudování systému monitoringu krajiny a přináší důležitá data pro předpovědní povodňovou službu ČHMÚ právě s pomocí družicového snímkování. Kromě toho systém umožňuje zpřesnění výsledků z tzv. sněhového modelu založeného na matematickém výpočtu ze srážek a teplot měřených v síti meteorologických stanic ČHMÚ. Tato data v současné době zapracovává ústav do svých procesů a všichni zainteresovaní věří, že během roku se celý systém zaběhne.

Do praxe Českého hydrometeorologického ústavu přináší družicové snímky zemského povrchu nové, alternativní metody, potřebné pro aktuální hydrometeorologické modely.

Díky tomu jsou dnes sněhová pokrývka a její změny monitorovány pomocí několika družic, jako jsou satelity Terra a optický skener MODIS v rozlišení 250 m, nebo radarové snímky družice Envisat a skeneru ASAR v rozlišení 150 m. Výhodou dat MODIS je každodenní přelet nad daným územím a přímočařejší vyhodnocení dat, ale mraky dokáží ledacos zakrýt. Data radarové družice ASAR je naopak možné zpracovávat bez omezení oblačností, ovšem s periodou opakovaného měření přibližně 10 až 14 dní. FLOREO kombinuje oba zdroje dat.

Družicové snímky zemského povrchu tak nabízí ČHMÚ alternativní metody, jež poskytují podrobný monitoring výskytu na celé ploše území jak sněhové pokrývky, tak i řady důležitých vlastností krajiny.

Neoddělitelnou součástí projektu je vybudování informační infrastruktury pro zprostředkování datových podkladů a analýz s využitím internetových mapových služeb.

Proto je společnost Sprinx Systems leader projektu FLOREO a jeho úlohou je i řízení celého projektu FLOREO. Sprinx Systems je rovněž dodavatelem prezentační, programátorské a technické (hardwarové) stránky projektu. Tvůrcem algoritmů je společnost Gisat a Sprinx Systems tyto algoritmy programuje a zajišťuje grafickou vizualizaci výsledků, ovládání rozhraní a stará se o techniku, na které projekt běží.

FLOREO je jedním z deseti projektů naší spolupráce s ESA, které se týkají oblasti pozorování Země a zpracování družicových dat a je dobrou ukázkou praktického využití kosmické technologie pro populaci České republiky.

Ukázka uživatelského rozhraní a základních funkcí:



Další informace najdete na webových stránkách projektu FLOREO. Veřejnou verzi mapového portálu můžete vyzkoušet zde.