Najpomembnejši znanstveni dosežki projektne skupine

  • Kanjir, Urška, Đurić, Nataša, Veljanovski, Tatjana (2018): Sentinel-2 based temporal detection of agricultural land use anomalies in support of common agricultural policy monitoring. ISPRS international journal of geo-information, ISSN 2220-9964, 13. Oct. 2018, vol. 7, iss. 10, 1-24,  https://www.mdpi.com/2220-9964/7/10/405, DOI: 10.3390/ijgi7100405 [COBISS.SI-ID  43706157]

Reforma skupne kmetijske politike (SKP) za obdobje po letu 2020 bo temeljito preoblikovala postopke za nadzor rabe kmetijskih zemljišč in sicer iz selektivne obravnave kmetijskih zemljišč v pristop, ki bo zajemal prav vsa kmetijska zemljišča. Reforma spodbuja uporabo podatkov Sentinel in s tem želi zagotoviti večjo preglednost in primerljivost rezultatov SKP tudi v različnih državah članicah. V prispevku proučujemo pristop z analizo časovne vrste satelitskih posnetkov Sentinel-2 in primernosti metode BFAST (Prelomi za aditivno sezono in trend) za odkrivanje sprememb, ki lahko pomenijo nepravilnosti pri rabi zemljišč v oceni kmetijske parcele (način upravljanja). Osredotočeni smo na ugotavljanje izbranih znakov neupravičene rabe trajnih travnikov (npr. oranje) in njiv (npr. opuščanje, zaraščanje) v eni rastni sezoni. Zlasti na tiste znake, ki jih lahko povežemo s časovno opredeljeno zelenostjo (vitalnost vegetacije). Ker je za študijo anomalij na podlagi historičnega trenda podatkovni niz podatkov satelita Sentinel-2 še zelo omejen (podatki so na voljo od leta 2015 naprej), uvajamo razširjen postopek, ki vključuje preverjanje rezultatov odkrivanja anomalij z metodo BFAST Monitor še na osnovi lastnosti časovnih profilov zemljišč. Ovrednotenje rezultatov odkrivanja neupravičene rabe na zemljišču je bilo opravljeno s podatki o letni porabi prijavljenih zemljišč in terenskim nadzorom, pridobljenih v okviru dodeljevanja subvencij v Sloveniji. Rezultati potrjujejo, da je predlagani kombinirani pristop učinkovit pri obravnavanju kratkih časovnih vrst (podatki za zgolj tri leta) in daje zanesljive rezultate pri spremljanju vegetacijskega stanja na kmetijski parceli. Kot tak se predlagani postopek lahko že vpelje kot pripomoček pri nadzoru rabe na kmetijskih zemljiščih tudi v fazi priprave in prilagajanja za načrtovane spremembe v SKP.

  • Mesner, Nika, Tič, Katja, Mangafić, Alen (avtor, kartograf), Triglav Čekada, Mihaela (2018): Samodejna razpoznava zaraščanja na primeru kraških travnikov. V: CIGLIČ, Rok (ur.), et al. Pokrajina v visoki ločljivosti, (GIS v Sloveniji, ISSN 1855-4954, 14). 1. izd. Ljubljana: Založba ZRC, str. 103-113 [COBISS.SI-ID 43527213]

Zaraščanje kmetijskih zemljišč in posledično njihovo opuščanje predstavlja resen problem v Sloveniji. Identifikacija zaraščanja je zelo pomembna tako z vidika vzpostavitve trajnega sistema spremljanja zaraščanja kot tudi za oceno upravičenosti do kmetijskih subvencij z namenom zmanjšanja stopnje opuščenih zemljišč. V Sloveniji se zaraščanje vodi v evidenci dejanske rabe kmetijskih in gozdnih zemljišč, ki ima dve pomanjkljivosti za ta namen uporabe. Prvič, metodologija zajema se je z leti spreminjala in zato podatki niso primerni za trajno spremljanje zaraščenosti in drugič, metoda zajema z ročno fotointerpretacijo ortofotov je zelo zahtevna in časovno potratna. V tem prispevku predlagamo časovno neodvisno metodologijo identifikacije zaraščanja, ki temelji na avtomatski objektno usmerjeni analizi ortofotov in višinskih podatkov.

  • Đurić, Nataša, Kanjir, Urška, Veljanovski, Tatjana (2018): Analiza časovnih vrst Sentinel-2 za zaznavanje neskladne rabe na trajnih travnikih. V: CIGLIČ, Rok (ur.), et al. Pokrajina v visoki ločljivosti, (GIS v Sloveniji, ISSN 1855-4954, 14). 1. izd. Ljubljana: Založba ZRC, str. 93-102 [COBISS.SI-ID 43644973]

V prispevku obravnavamo zmožnosti interpretacije masovnih satelitskih podatkov za prepoznava-nje neupravičene rabe na primeru trajnih travnikov. Prepoznati želimo znake oranja ali druge trajnejše spremembe oziroma anomalije v pokrovnosti travnika. Pri analizi smo se osredotočili na triletno časovno serijo satelitskih posnetkov Sentinel-2. Vzorec izbranih trajnih travnikov smo analizirali s tremi pristopi: z metodo časovnih vrst BFAST Monitor, s standardnim odklonom časovne vrste ter z analizo časovnih profilov. S slednjima dvema metodama smo, poleg same uporabnosti za odkriva-nje nepravilnosti, preverili zanesljivost prve metode, saj je lahko ta pri kratki časovni vrsti podatkov -omejena. Anomalije se v primeru analize BFAST Monitor kažejo kot odkloni od zgodovinskega tren-da, pri časovnih pri časovnih profilih pa je ta pokazatelj padec vrednosti NDVI ter povečan standard-ni odklon. Dobljeni rezultati kažejo na uporabnost podatkov Sentinel-2 in primernost metodologije analize časovnih vrst za odkrivanje neupravičene rabe trajnih travnikov.

  • Foški, Mojca, Đurić, Nataša, Tič, Katja, Triglav Čekada, Mihaela (2019): Primerjalna analiza modelov pokrovnosti in rabe zemljišč v izbranih državah. Geografski vestnik: časopis za geografijo in sorodne vede, 90-1, str. 97-114, https://ojs.zrc-sazu.si/gv/article/view/7298 ,  DOI: 10.3986/GV90106 [COBISS.SI-ID 8709217]

V prispevku so predstavljeni modeli pokrovnosti in rabe zemljišč v Avstriji, Nemčiji, na Nizozemskem in v Veliki Britaniji ter aktivnosti v okviru evropskih projektov EAGLE, HELM in LUCAS. Posamezne države so modele pokrovnosti in rabe zemljišč vzpostavile glede na svoje potrebe ter jih različno uskladile z mednarodnimi prostorskimi podatki. Za vzpostavitev državne baze podatkov o pokrovnosti in rabi zemljišč lahko uporabimo tudi podatke o rabi kmetijskih in gozdnih zemljišč, vzpostavljene za namen izvajanja evropske kmetijske politike. V Sloveniji se podatki o pokrovnosti, ki jih je vzpostavil Statistični urad Republike Slovenije, ne vzdržuje jo več. Podatki kmetijskega ministrstva, ki se vzdržujejo, pa ne pokrivajo z enako podrobnostjo vseh rab. V prispevku predstavljena primerjalna analiza modelov nam lahko služi kot razmislek ter izhodišče k vzpostavitvi modela pokrovnosti in rabe zemljišč tudi v Sloveniji.

Državni ortofoto merila 1 : 5000, narejen na osnovi posnetkov Cikličnega aerofotografiranja Slovenije (CAS) in digitalnega modela reliefa (DMR), je najbolj pogosto uporabljen vir za različne GIS analize in fotointerpretacijo. Uporablja se ga tudi kot osnovni vir za zajem dejanske rabe kmetijskih zemljišč. Na tem sloju prikazujemo tudi druge vektorske ali rasterske sloje, ki so lahko tudi položajno bolj natančni od ortofota. Uporabniki ortofota se največkrat ne zavedajo, da ima lahko ortofoto tudi položajne napake. Zato v tem članku, preko geometrijskih povezav posnetka in prikaza ortofota, izpeljemo največjo zvrnjenost objektov, ki se nahajajo nad ali pod DMR. Ugotovimo, da zvrnjenost višjih objektov na ortofotu, kot so višje skalne stene (višina 50 m), višje stavbe (npr. cerkvenih zvonikov) in gozdni rob, lahko presega dovoljena položajna odstopanja ortofota, vsaj v skrajnih primerih, ko se ti objekti nahajajo blizu šiva med dvema ortofotoma. Omenimo tudi ortofote, narejene s pomočjo brezpilotnih letalnikov, kjer je problematika položajne točnosti še širša, saj za njegovo izdelavo ne uporabljamo DMR-jev enovite točnosti, kot pri izdelavi državnega ortofota.

Zaraščanje kmetijskih zemljišč in posledično opustitev kmetovanja postaja čedalje večji problem v nekaterih Evropskih državah. Spremljanje in nadzorovanje zaraščanja in opuščanja kmetijskih zemljišč je zelo pomembno v procesu vrednotenja kmetijske politike z namenom zmanjšanja stopnje opuščanja kmetijskih zemljišč. Tradicionalno v Sloveniji poteka spremljanje zaraščanja in opuščanja kmetijskih zemljišč v okviru zajema podatkov o dejanski rabi kmetijskih in gozdnih zemljišč. Ob zajemu operater interpretira podatke s pomočjo pregleda starih in novih ortofotov, da določi spremembo v rabi zemljišča. Fotointerpretacija zaraščanja je zelo kompleksna in časovno potratna naloga, zato predlagamo dve novosti v postopku zajema dejanske rabe kmetijskih in gozdnih zemljič:

– pri fotointerpretaciji bi dali operaterju v pomoč za lažjo odločanje kot dopolnilni sloj normaliziran digitalni model površja (izdelan iz aeroposnetkov)

– območja zaraščanja ali opustitve kmetijskih zemljišč bi določili z avtomatsko metodo identifikacije temelječo na seriji ortofotov in seriji normaliziranih digitalnih modelov površja

Za avtomatsko identifikacijo različnih stopenj zaraščanja in opuščanja kmetijskih zemljišč (nizka, srednja, visoka zarast) smo uporabili objektno usmerjeno analizo. S pomočjo profesionalnih fotointerpretatorjev smo določili popolnost, pravilnost in potencialno možnost uporabe za nadaljnje postopke vzdrževanja. Glavna prednost predlagane avtomatske metode zaznave v procesu vzdrževanja prostorskih podatkov je, da metoda omogoča izdelavo opozorilnega sloja zaraščanja in opuščanja kmetijskih zemljišč. Na ta način se operater fotointerpretacije osredotoči na izbrana območja sprememb in ne celotno območje zajema. Na ta način lahko operater lažje identificira območja zaraščanja in opustitve kmetovanja, ki se jih v klasičnem procesu fotointerpretacije velikokrat spregleda.

Najpomembnejši družbeno-ekonomski rezultati projektne skupine

  • Mesner, Nika, Mangafić, Alen, Tič, Katja, Veljanovski, Tatjana, Kanjir, Urška, Đurić, Nataša, Foški, Mojca, Triglav Čekada, Mihaela (2018): Rezultati projekta : Samodejni postopki identifikacije sprememb dejanske rabe kmetijskih zemljišč. Geodetski vestnik : glasilo Zveze geodetov Slovenije, ISSN 0351-0271, 62-3, str. 501-509, http://geodetski-vestnik.com/62/3/gv62-3_mesner.pdf  [COBISS.SI-ID 8568673]

V strokovnem članku so na kratko so predstavljeni vsi bistveni rezultati projekta. Opisana je analiza alternativnih podatkov daljinskega zaznavanja, ki jih lahko uporabimo za preučevanje sprememb dejanske rabe kmetijskih in gozdnih zemljišč. Opisana je metodologija za samodejno identifikacijo sprememb, kjer smo se omejili na razpoznavo zaraščanja trajnih travnikov, širjenje pozidanih površin na kmetijska zemljišča, krčitev gozda, vinogradov in sadovnjakov ter sprememb trajnih travnikov v njivo ali obratno. Preizkusili smo tri pristope avtomatske identifikacije sprememb: analizo klasificiranih posnetkov ortofota in digitalnih modelov površja, analiza časovnih vrst Sentinel-2 ter samodejno analizo neposredne primerjave dveh ali več posnetkov (satelitskih ali letalskih).

  • Veljanovski, Tatjana, Marsetič, Aleš, Čotar, Klemen, Oštir, Krištof (2016): Opazovanje motenj v gozdovih s satelitskimi posnetki nizke prostorske ločljivosti. V: CIGLIČ, Rok (ur.), et al. Digitalni podatki, (GIS v Sloveniji, ISSN 1855-4954, 13). 1. izd. Ljubljana: Založba ZRC. [COBISS.SI-ID 40181037]

V prispevku so predstavljene zmožnosti uporabe satelitskih posnetkov nizke prostorske ločljivosti za opazovanje motenj v gozdovih kot so požari, žledolomi, vetrolomi, nedovoljene sečnje in drugi dogodki. V študiji smo se osredinili na satelitske podatke senzorjev SPOT-VEGETATION in PROBA-V, ki sta namenjena spremljanju vegetacije. Zanju smo pridobili časovno vrsto opazovanj dolgo več kot deset let. Razvili smo metodo s katero velikost in stopnjo motenj določamo z vegetacijskimi indikatorji s katerimi lahko navkljub razmeroma nizki prostorski a visoki časovni ločljivosti zaznamo intenzivneje izražene motnje različnih izvorov. Zmožnost zaznave različnih dogodkov smo preučevali na ravni posameznih gozdnogospodarskih enot, vendar je v primeru motnje v manjšem obsegu smiselno v časovni vrsti opazovati le prizadeto območje.

  • Kanjir, Urška, Pehani, Peter, Veljanovski, Tatjana, Đurić, Nataša, Kokalj, Žiga (2017): Program Kopernik bo vključeval več kot 30 satelitov. Delo, ISSN 0350-7521, 2. mar. 2017, leto 59, št. 50, str. 14. [COBISS.SI-ID 41267501]

V dnevnem časopisu Delo so avtorji predstavili program Kopernik. S tem se je vedenje o potencialu uporabe satelitskih tehnologij in o prosto-dostopnih satelitskih posnetkih, ki smo jih uporabljali tudi v okviru tega CRP projekta (npr. Sentinel-2), predstavilo na poljuden način splošni javnosti.

  • Izobraževanje z naslovom »Obdelava in uporaba lidar podatkov« namenjena strokovni javnosti, 5. 12. 2017, Nova Gorica [COBISS.SI-ID 8295777, 8296289]

V decembru 2017 sva Mihaela Triglav Čekada in Alen Mangafić (Geodetski inštitut Slovenije) izvedla izobraževanje namenjeno strokovni javnosti. Na njem smo predstavili Lasersko skeniranje Slovenije 2014-2015, Ciklično aerofotografiranje Slovenije ter možnosti uporabe takih podatkov v odprtokodnem programu QGIS.

  • Somentorstvo magistrskemu delu: Objektna klasifikacija podatkov ortofota in laserskega skeniranja za aplikacijo v prostorskem načrtovanju [COBISS.SI-ID 8202337]

Mojca Foški (UL FGG) je bila somentorica magistrskemu delu, ki obravnava problematiko, ki smo jo obravnavali tudi v tem CRP projektu.

Povzetek magistrskega dela:

V magistrski nalogi obravnavamo problematiko določitve nezazidanih stavbnih zemljišč, katerih podatki o lokaciji in površini so težava marsikatere občine. Kljub temu da je ročno posodabljanje podatkovnih slojev časovno in finančno zahtevno, se postopki samodejnega posodabljanja le redko uporabljajo. Metodologija določitve nezazidanih stavbnih zemljišč, predstavljena v pričujoči magistrski nalogi, temelji na sodobnih postopkih objektno usmerjene analize, s katero določimo pokrovnost zemljišč in interpretacijo zazidanih stavbnih zemljišč. S prostorskim presekom v GIS okolju in obdelavo (čiščenjem) podatkov ustvarimo sloj potencialno nezazidanih stavbnih zemljišč. Zasnovano metodologijo smo preizkusili na treh študijskih območjih v Občini Trebnje, rezultate – sloje nezazidanih stavbnih zemljišč – pa primerjali s slojem, ustvarjenim na podlagi vizualne interpretacije in vektorizacije. Ugotovili smo, da avtomatski zajem nezazidanih stavbnih zemljišč ob dopolnjevanju z ročnim zajemom lahko doseže kakovost primerljivo ročnemu zajemu.

Drugi rezultati

  • Kanjir, Urška, Đurić, Nataša, Veljanovski, T. (2018): Sentinel-2 time series based automatic detection of agriculture land use anomalies. V: GEOBIA in a changing world : from pixels to ecosystems and global sustainability : program. [S. l.: s. n. 2018], str. 37. [COBISS.SI-ID 43398189]
  • Triglav Čekada, Mihaela, Mesner, Nika, Veljanovski, Tatjana, Tisu, Miran (2018). Automatic procedures for the identification of changes in the actual use of agricultural land. V: Workshop on checks and management of agricultural land in IACS, IACS workshop, Vilnius, Lithuania. https://ec.europa.eu/jrc/sites/jrcsh/files/11_automation_si.pdf . [COBISS.SI-ID 8472161]