Monitoring projevů vodní eroze na zemědělských půdách

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F18%3A00325423" target="_blank" >RIV/68407700:21110/18:00325423 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Monitoring projevů vodní eroze na zemědělských půdách

Popis výsledku v původním jazyce

Práce se zabývá využitím bezkontaktních metod pro monitoring erozních projevů, a objemové hodnocení erozního poškození po erozní události. Cílem je zhodnotit, otestovat a navrhnout možné postupy tak, aby bylo dosaženo co nejpřesnějších výsledků a zároveň bylo možné postupy použít opakovaně a efektivně. Obsahem práce je testování fotogrammetrické metody Structure from motion (SfM) pro monitoring, respektive modelování reálného erozního poškození pomocí softwaru Agisoft PhotoScan. Experimenty zahrnují testování nastavení softwaru, počtu použitých vlícovacích bodů, a testování vlivu výšky snímkování zkoumané lokality. Testování je prováděno jak na UAV datech, tak pomocí pozemního snímkování. Výsledky ukazují zejména na důležitost primárního vytyčení cíle využití získaných dat, čili na definici potřebného výsledného rozlišení a přesnosti. Od těchto požadavků se potom odvíjí příprava celého experimentu a volba parametrů výpočtů. Další část práce je věnována popisu nově vyvinuté metody výpočtu objemu erozních rýh či jiných (nejen) erozních útvarů pomocí podrobných 3D modelů, získaných pomocí výše uvedených metod. Pro výpočet byl vytvořen automatizovaný nástroj pro ArcGIS, který využívá ArcPy Python knihovnu, vstupními daty jsou model povrchu rýhy a polygon hrany rýhy. Pro výpočet není nutná znalost předchozího stavu povrchu před erozní událostí, který je pomocí nástroje rekonstruován. Pomocí metody je poměrně přesně možné určit objem jednotlivých útvarů za předpokladu, že povrch před erozní událostí byl bez větších nerovností či terénních změn. Dále jsou v práci uvedeny případové studie kvantifikace erozního poškození na zemědělských pozemcích, za použití popisovaných a testovaných metod. Erozní poškození po extrémní události lze při určitém zjednodušení a za využití extrapolace kvantifikovat, respektive odhadnout pro poměrně rozsáhlá území. V práci je uveden podrobný metodický postup výpočtu včetně doporučení a námětů vzniklých na základě provedených experimentů.

Název v anglickém jazyce

Monitoring of soil erosion degradation on agricultural fields

Popis výsledku anglicky

The thesis deals with using UAV and close range photogrammetry for long-term monitoring of soil erosion occurrences and for volumetric assessments of soil degradation right after the rainfall events. The aim of the work is to evaluate, test and propose potential approaches in order to achieve the most accurate results together with effectivity and possibility to reproduce the methods. The thesis presents testing the Structure from motion (SfM) method for monitoring or modelling of real erosion damage using Agisoft PhotoScan software. Experiments included testing of software configuration, the influence of the number of ground control points, and the effect of different flight altitudes. Experiments were performed using UAV data as well as terrestrial images. The results show, in particular, the importance of the primary definition of the utilization of acquired data, respectively the definition of required resolution and accuracy of resulted orthophotos or 3D models. The second part of the thesis is dedicated to the description of a newly developed method of calculating the volume of erosion rills on the basis of detailed 3D models. The Python algorithm, implemented in ArcGIS software, provides automatic calculations of the rill volumes, based on rill edge polygons and 3D model of the target area. The main advantage of the method is, that there is no need for information about the surface prior to erosion, as the original surface is reconstructed by the tool. Using this method, it is possible to estimate the volume of in-depth erosion objects provided that the natural surface before the erosion event was nearly plane. In the last part, the case studies present the methodology of soil erosion damage assessment on entire agricultural fields, using described and tested methods. The volume of erosion occurrences after the extreme rainfall event can be quantified or estimated for relatively large areas, with some simplification and using extrapolation.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20701 - Environmental and geological engineering, geotechnics

Projekt

Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2018

Kód důvěrnosti údajů

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