Multikriteriální hodnocení a optimalizace prostorové struktury větrolamů

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00027049%3A_____%2F25%3AN0000076" target="_blank" >RIV/00027049:_____/25:N0000076 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/62156489:43210/25:43928006

Výsledek na webu

<a href="https://knihovna.vumop.cz/#!/records/1d8af7d4-f495-4d52-b26b-952abcebaa20" target="_blank" >https://knihovna.vumop.cz/#!/records/1d8af7d4-f495-4d52-b26b-952abcebaa20</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Multikriteriální hodnocení a optimalizace prostorové struktury větrolamů

Popis výsledku v původním jazyce

Metodika je zaměřena na multikriteriální hodnocení a následnou optimalizaci prostorové struktury větrolamů jako účinných adaptačních opatření reagujících na vývoj klimatu s rostoucí frekvencí sucha a kritických rychlostí větru. Jejím cílem je aktualizovat a rozšířit stávající postupy o nové parametry, které přesněji vystihují stav a funkčnost dřevinných porostů v měnících se klimatických podmínkách. Klíčovou roli hraje hodnocení optické porozity (OP) větrolamů, která patří mezi hlavní parametry pro posouzení jejich ochranné účinnosti. Metodika rozvíjí automatizovaný postup hodnocení OP na základě analýzy digitálních fotografií, což umožňuje objektivní, opakovatelné a rychlé vyhodnocení aktuálního stavu větrolamů, přičemž je zohledněn i posun ve fenologických fázích vegetace způsobený klimatickými změnami. Dále se metodika zabývá využitím dálkového průzkumu Země (DPZ) – konkrétně satelitních dat a bezpilotních leteckých prostředků (dronů) – jako manuálem, jak z těchto zdrojů získat vhodné obrazové podklady pro následnou analýzu OP. Kompletní automatizovaná analýza OP a převod výsledků do ochranných zón však zatím není implementován. Cílem je poskytnout vědecky podložený a prakticky využitelný nástroj pro systematické hodnocení parametrů větrolamů a stanovení jejich účinnosti, který umožní efektivní využití těchto prvků v adaptačních strategiích zemědělské krajiny. Metodika postupně naplňuje tři hlavní dílčí cíle: 1. Specifikace metod získávání vstupních dat pro analýzu OP větrolamů, s rozlišením dle směru snímání: o Pozemní digitální fotografie – využívané pro analýzu vertikální OP, odpovídající čelnímu pohledu na větrolam. o Dálkový průzkum Země (DPZ) – zejména letecké a satelitní snímky, sloužící k odvození horizontální OP z ortogonálního pohledu. o Autonomní bezpilotní prostředky (drony) – umožňující cílené pořizování snímků shora s vysokou prostorovou a časovou flexibilitou, vhodné pro hodnocení horizontální OP. 2. Metodický postup automatizovaného hodnocení OP na základě pozemních digitálních fotografií, zahrnující předzpracování obrazu, segmentaci a kvantifikaci optické porozity vegetační struktury. 3. Aplikace získaných hodnot OP v krajinářském plánování a projekční činnosti, konkrétně při návrhu, revitalizaci a optimalizaci větrolamových struktur s důrazem na jejich ochrannou funkci v měnících se klimatických podmínkách.

Název v anglickém jazyce

Multi-criteria evaluation and optimization of the spatial structure of windbreaks

Popis výsledku anglicky

The methodology focuses on the multicriteria assessment and subsequent optimization of the spatial structure of windbreaks as effective adaptation measures responding to climate change, particularly the increasing frequency of drought and critical wind speeds. Its objective is to update and extend existing approaches by incorporating new parameters that more accurately reflect the condition and functionality of woody vegetation under changing climatic conditions. A key role is played by the assessment of windbreak optical porosity (OP), which represents one of the principal parameters for evaluating their protective effectiveness. The methodology further develops an automated procedure for OP assessment based on the analysis of digital photographs, enabling objective, repeatable, and rapid evaluation of the current state of windbreaks, while also accounting for shifts in vegetation phenological phases caused by climate change. In addition, the methodology addresses the use of remote sensing (RS) – specifically satellite data and unmanned aerial vehicles (UAVs) – providing guidance on how to obtain suitable image data for subsequent OP analysis. However, a fully automated workflow for OP analysis and the transformation of results into protective zones has not yet been implemented. The aim is to provide a scientifically grounded and practically applicable tool for the systematic assessment of windbreak parameters and their effectiveness, enabling efficient integration of these elements into agricultural landscape adaptation strategies. The methodology progressively fulfills three main partial objectives: Specification of input data acquisition methods for windbreak OP analysis, differentiated according to the direction of image capture: Ground-based digital photography – used for the analysis of vertical OP, corresponding to a frontal view of the windbreak. Remote sensing (RS) – particularly aerial and satellite imagery, used to derive horizontal OP from an orthogonal (top-down) perspective. Autonomous unmanned aerial vehicles (UAVs) – enabling targeted image acquisition from above with high spatial and temporal flexibility, suitable for horizontal OP assessment. Methodological procedure for automated OP assessment based on ground-based digital photographs, including image preprocessing, segmentation, and quantification of the optical porosity of vegetation structure. Application of derived OP values in landscape planning and design, specifically in the design, revitalization, and optimization of windbreak structures, with emphasis on their protective function under changing climatic conditions.

Druh

N_metS - Metodiky schválené orgánem státní správy

CEP obor

—

OECD FORD obor

10511 - Environmental sciences (social aspects to be 5.7)

Projekt

<a href="/cs/project/SS05010211" target="_blank" >SS05010211: Pokročilé metody hodnocení a projektování multifunkčních větrolamů</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

SS05010211-V1

Číslo předpisu

4/2025/SPU/O

Technické parametry

Certifikovaná metodika představuje souhrn nových přístupů k hodnocení optické porozity (OP) větrolamů, s důrazem na využití automatizovaného softwaru WindBreak pro zpracování digitálních fotografií z čelního pohledu. Výstupy softwaru slouží jako klíčový nástroj pro modelování ochranných zón větrolamů, a tím i pro hodnocení účinnosti vegetačních bariér v krajině. Praktické uplatnění metodiky je zásadní zejména v procesu pozemkových úprav, které provádí Státní pozemkový úřad (SPÚ). Na základě vyhodnocení účinnosti stávajících větrolamů (prostřednictvím hodnoty OP) lze identifikovat prioritní oblasti, kde je potřebné plánovat nebo posílit protierozní opatření formou obnovy či výstavby nových větrolamů. Metodika dále poskytuje návod, jak získat vhodné vstupní obrazové podklady z družicových nebo dronových dat, které lze následně využít v softwaru WindBreak pro hodnocení OP. V současnosti však není možné tyto datové zdroje plně automaticky zpracovat bez předchozí úpravy snímků, a nelze tak ještě hovořit o automatizovaném přechodu z DPZ/AUV k OP a následně k ochranným zónám. Přesto tyto technologie představují perspektivní zdroj informací, zejména pro rozšíření územního záběru nebo práci v obtížně dostupném terénu. U výsledku byla uzavřena smlouva o využití výsledku s Asociace poskytovatelů služeb v pozemkových úpravách, IČ 26555352, dne 23.6.2025. Odpovědná osoba pro jednání: RNDr. Josef Glos, Jeřábkova 5, 602 00 Brno, 603 824 831, josef.glos@ageris.cz.

Ekonomické parametry

Certifikovaná metodika přináší zásadní úspory v oblasti hodnocení prostorové struktury větrolamů díky automatizaci dosud manuálních procesů. Předchozí postupy vyžadovaly značné časové a finanční náklady na terénní sběr dat a následné ruční vyhodnocení fotografií. Navíc pomáhá cíleně identifikovat nefunkční nebo málo účinné větrolamy, a tedy i lépe alokovat finanční prostředky v rámci investic do obnovy a zakládání krajinných prvků. Rychlejší a standardizované výstupy podporují efektivnější plánování ochranných opatření v rámci pozemkových úprav a krajinného plánování. Díky přesnému a objektivnímu hodnocení OP lze lépe identifikovat oblasti, kde jsou opatření nutná. Metodika navíc otevírá možnost využití existujících dat bez nutnosti opakovaných terénních měření, což přináší další úspory v logistice a provozních nákladech. Mezi dlouhodobé nepřímé přínosy patří lepší ochrana půdy před větrnou erozí přispívá k udržitelnému zemědělství, snižuje náklady na sanaci škod a přispívá k stabilitě produkce.

Označení certifikačního orgánu

Státní pozemkový úřad Husinecká 1024/11a 130 00 Praha 3 - Žižkov

Datum certifikace

—

Způsoby využití výsledku

C - Výsledek je využíván bez omezení okruhu uživatelů