POHLED NA LES Z VESMÍRU
Ing. Vilém Urbánek - SILVI NOVA CS, a.s.
Technologický pokrok v oblasti geografických informačních systémů přináší stále nové a dokonalejší nástroje na správu, analýzy a využívání různých dat. Stále platné pravidlo, že za informace lze považovat pouze odpovídajícím způsobem zpracovaná a správně interpretovaná data, doplňuje i druhá zásada - s vývojem nástrojů by měly držet krok i datové zdroje, resp. by mu měly odpovídat i efektivní cesty k jejich aktualizaci. Není totiž nic absurdnějšího než moderní a výkonný systém, v němž potřebné informace nejsou nebo jsou tam (i) takové, jimž není radno věřit.
Jedním z prostředků takového efektivního pořizování a aktualizace geografických dat mohou být i nejnovější komerční satelity. Krouží ve dne v noci kolem Země a posílající dolů asi několikanásobně větší množství údajů, než kdy lidstvo bude schopno zpracovat a využít. V poslední době se u nás občas hovoří o moderních nástrojích a přístupech k hospodářské úpravě lesů, zejména o potřebě úspor a racionalizaci terénních prací. Hojně se při tom zmiňují i tzv. distanční metody, zejména větší využívání letecké fotogrammetrie, případně různých typů satelitních dat k získání co největšího množství informací o lesních porostech “shora”.
NEJDE JEN O PENÍZE . . .
Rychle si zvykáme na to, že zvyšující se kapacita a široká dostupnost nejmodernější výpočetní techniky umožňují i relativně malému pracovišti pomocí digitálních technologií zpracovávat takové rozsahy dat, které ještě nedávno plnily spíše dlouhodobé harmonogramy prací několika speciálně vybavených pracovišť. Tuto novou kvalitu - zejména rychlost a přesnost - kterou to přináší, již koncoví uživatelé oceňují. O to více, že konkurenční boj a svérázné chování některých subjektů na trhu zpracování LHP stlačily ceny finálních a mnohdy i dílčích produktů (například ortofot, tj. leteckých snímků přesně transformovaných do mapy) na více než únosnou úroveň. Otázky a odpovědi na to, jak je tato situace dlouhodobě přijatelná pro ty, kteří se obnovou LHP zabývají, případně zda je náš model taxace, postavený na tradiční desetileté periodě obnov LHP, skutečně tím nejefektivnějším pojetím správy lesního majetku, by patrně vydala na samostatný článek. Právě odtud se ovšem často odvíjejí některé úvahy o možnosti snižovat různé nákladové položky na pořízení LHP a LHO, zejména snaha redukovat podíl lidské práce v terénu použitím některých distančních, případně statistických metod.
Je evidentní, že rastrové vrstvy vytvořené v souvislosti s obnovou LHP mají i další možnosti uplatnění. V odpovídajících informačních systémech je lze například využívat nad rámec klasické obnovy LHP, především pro účely různých projektů, studií nebo modelování aktivit souvisejících jak s lesním hospodařením, tak životním prostředím obecně. Není nic neobvyklého, jakkoliv je to praxe u nás zatím těžko představitelná, že letecké a satelitní snímky pořizované v rozmezí několika let se stávají běžným pomocníkem při aktualizaci lesnických map a databází i v průběhu decennia. Považují se rovněž za jeden z nejefektivnějších nástrojů státního dozoru nad hospodářskými aktivitami i nad stavem lesů obecně. V našich podmínkách, kde je rozsah, forma i faktická výkonnost státní správy tak populárním a často diskutovaným tématem, lze právě tento přístup označit za jeden z velmi perspektivních. Zvláštní pozornosti se pak tomuto nástroji dostává v případech nutnosti rychle mapovat rozsah kalamit nebo posuzovat míru zatíženosti území při projektování rozsáhlých stavebně-investičních aktivit v lesnaté krajině. Proto je třeba ocenit všechny úvahy o možnostech získávat při obnově LHP z distančních rastrových dat i některé další informace (struktura druhové skladby, dendrometrické charakteristiky) a snahy využívat je k redukci nákladů na vlastní pozemní šetření. Jakkoliv bude v našich přírodních, legislativních a hlavně pak tradicemi ovlivněných poměrech asi dost obtížné začít tyto metody prakticky využívat při obnovách LHP, rozhodně je tato cesta použitelná pro více či méně průběžnou aktualizaci některých grafických či dendrometrických dat při operativní správě dynamicky se vyvíjejících lesních majetků. V naprosté většině případů se pak bude jednat o vymapování nově vzniklých sečí, rozčleňovacích a transportních linií, skládek, posouzení rozsahu a způsobů míšení dřevin apod.
VELKÝ BRATR TĚ SLEDUJE . . .
Po tomto širším úvodu bych se rád zaměřil na jednu z konkrétních novinek na poli dálkového průzkumu Země (DPZ). Nový satelit s takzvanou velmi vysokou mírou rozlišení (very high resolution - VHR) nese jméno EROS A1 a je na orbitě již od 5. 12. 2000. Vedle technických parametrů zmíněné družice jsou poměrně zajímavé i okolnosti jejího vypuštění: Tento majetek
izraelsko-amerického konsorcia ImageSat International (ISI) vynesla ze Sibiře na oběžnou dráhu ruská vojenská balistická raketa. Inu, časy se mění. To, že EROS A1 je přesnou kopií izraelské zpravodajské družice OFEQ 3 z roku 1995, jen potvrzuje obecný trend, že do civilního sektoru se v posledních letech dostává i technologie, kterou dříve disponovaly pouze tajné služby několika vyspělých států. Ostatně k největším zákazníkům provozovatelů těchto špičkových technologií nadále patří právě vojenské rozvědky a topografické služby mnoha zemí, které dodnes vlastní systémy tohoto druhu nemají. Není ovšem sporu o tom, že špičkové špionážní satelity jsou už zase o několik kroků dál.
Satelit EROS
Alespoň stručně k základním parametrům satelitu EROS A1, prvního z plánované série. Na- rozdíl od svých stále ještě populárních a hojně využívaných předchůdců, jako jsou např. Landsat a SPOT, krouží menší a flexibilnější EROS na podstatně nižší orbitě (480 km) a snímá pouze dílčí části zemského povrchu na základě operativního plánování a programování v souvislosti s požadavky zákazníků. Velikost jeho standardní “scény” je dnes čtverec 12,5 x 12,5 km, případně 25 x 25 km (oproti 180 km Landsatu a 60 km SPOTu). Panchromatický 11 bitový pixel, tedy nejmenší snímaný obrazový element, je 1,8 m v základním modu nebo 1 m v tzv. oversampled modu. Ve druhém případě se ovšem zmenšuje velikost scény na čtverec 6 x 6 km. Spektrální charakteristika: 0,5 - 0,9 mikronu. Vzhledem k flexibilitě satelitu má zmíněná velikost standardní scény pouze orientační charakter pro plánování pořizování dat a kalkulaci jejich ceny, neboť “nasnímat” při jednom přeletu i několikrát větší území by neměl být problém, stejně jako pořídit snímky stejného území pod různým úhlem snímání a využít je například k vytvoření poměrně precizního digitálního modelu terénu.
Společnost ISI předpokládá v příštích 3-4 letech provozovat na orbitě celou kolekci (šesti) vzájemně nezávislých satelitů, schopných dodávat data téměř v reálném čase, tedy spíše v hodinách než dnech po přeletu. Již nyní disponuje ImageSat sítí šestnácti smluvních pozemních přijímacích stanic po celé zeměkouli a vysokokapacitními kanály pro přenos dat. Výhodou je i možnost vyhledávat a nakupovat požadovaná data v celosvětovém katalogu prostřednictvím internetu. Zatím nevelké množství snímků k okamžitému prodeji z archivu se bude neustále zvětšovat a šance data operativně objednat a obdržet v reálném čase s množstvím satelitů konceptu EROS rovněž poroste, současně s jejich rozlišovací schopností. Parametry dat příští družice, prvního zástupce řady B, plánované k vypuštění v roce 2003, jsou impozantní: 0,8 m panchromatický a 2 m multispektrální pixel!
Tento přístup, v komerční sféře dosud poměrně neobvyklý, skutečně nenechává nikoho na pochybách, odkud se brala inspirace a zkušenosti. Po vypuštění všech satelitů řady EROS A, B, případně C (výhledově se pro tuto třetí řadu plánuje i pořizování radarových dat) bude tedy teoretická šance na co nejrychlejší pořízení dat více než každodenní a jejím limitujícím faktorem brzy zůstane pouze počasí. V případě radarových dat pak přestane být problémem dokonce i to.
Ostatní komerční družice
Pro úplnost je třeba uvést i další komerční družice, jejichž data si už můžeme nebo brzy budeme moci rovněž objednat: V první řadě je to americký IKONOS (pixel 1 m panchromatický a 4 m multispektrální, na orbitě od září 1999), plánované vypuštění satelitu OrbView 4 (stejné parametry rozlišení jako IKONOS) nebo nejnověji koncem minulého roku vypuštěný a ještě o něco “podrobnější” QuickBird. Lze se tedy snad oprávněně domnívat, že konkurence bude i na tomto poli tlačit ceny příslušných dat dolů. A když už jsme u těch cen, zmiňme se o datech z EROSu A1: Zmíněný čtverec 12,5 x 12,5 km v rozlišení 1,8 m přijde zhruba na 1500 USD, přičteme-li něco na režijní náklady a DPH, pohybujeme se kolem 57 tis. korun, tedy pod 4 Kč/ha snímaného území.
“PROSIL BYCH JEDNOU BRDY, JIČÍN S OKOLÍM A JESTLI MÁTE NĚJAKÉ ČERTOVY SCHODY. TY BYCH SI VZAL DVAKRÁT, STEREO... A POTŘEBOVAL BYCH TO DO KONCE TÝDNE”
Pokusme se odpoutat aspoň na okamžik od naší současné praxe a požadavků, kladených na díla hospodářské úpravy lesů a zamysleme se nad skutečnou informační potřebou různých typů jejich uživatelů. Výše nastíněné možnosti využívání rastrových dat se jeví v souvislosti s rozvíjejícími se šancemi na jejich získávání a rostoucí mírou rozlišením mnohem reálněji. Jinými slovy, pokud máme připravený informační systém, který umí tento datový zdroj využívat, rychlost by měla být ve srovnání se současnou praxí překvapivá, cena srovnatelná a přesnost pro většinu uživatelů dostačující. Zasadíme-li tuto informační technologii třeba do širšího kontextu úkolů a požadavků kladených na výše zmiňovanou státní správu lesů, napadá nás jistě mnoho příležitostí k jejímu praktickému uplatnění. Od prostého sledování hospodářských (zejména těžebních) aktivit v lese bez ohledu na vlastnictví, platnost LHP (LHO) nebo územní hranice až po různý účelový monitoring změn (nejen) lesních ekosystémů na lokální či regionální úrovni. Jakkoliv se rastrová data z leteckých snímků a satelitů mohou lišit, ať už přesností, rychlostí a cenou pořízení nebo velikostí území, pro které je lze efektivně pořizovat, jedno mají společné. Je to možnost získávat jejich prostřednictvím aktuální informace o konkrétním území k určitému datu a v určité předem definovatelné kvalitě.
ZÁVĚR
Jak patrno, nabídka satelitních VHR dat je tedy v současné době již poměrně jasně definována a lze předpokládat i směr, kterým se bude v nejbližších letech ubírat její vývoj. Jejich dostupnost se bude pravděpodobně nadále rozšiřovat a ceny klesat, což povede k jejich širší použitelnosti v mnoha oborech lidské činnosti. Paradoxně, větší aktivitu bude asi nyní potřeba vyvinout na straně jejich potenciálních uživatelů. Ani ne tak po stránce technologické, protože současné informační systémy by už neměly mít s importem a zobrazováním satelitních dat potíže a existuje i dostatek kvalifikovaných firem a specialistů, již technickou stránku věci zvládají, ale spíše z pohledu celkové koncepce. Zejména je nutno nalézt místa, kde by mohlo uplatnění těchto moderních informačních nástrojů v jednotlivých oborech lidské činnosti pomáhat při řešení konkrétních problémů. Pro naše, resp. středoevropské lesnictví je to další výzva k hlubší analýze skutečných informačních potřeb a možností jejich uspokojování. Nejen v souvislosti s hospodářskou úpravou lesů a kompetencemi státní správy, ale obecně s lesem jako důležitým a dynamickým prvkem krajiny a životního prostředí, přičemž nelze opomíjet ani ekonomický aspekt jeho využívání. Přitom je ovšem třeba mít na paměti i to, že kompetentní lidé by tu neměli být od toho, aby sloužili informačním systémům, ale spíše naopak.
Adresa autora:
Vilém Urbánek
SILVI NOVA CS, a.s.
www.silvinova.cz