Aplikace DPZ v územním plánování Data z evropské služby GMES Land

Aplikace DPZ v územním plánování Data z evropské služby GMES Land Tomáš Soukup GISAT

Aplikace dálkového průzkumu Země v územním plánování a krizovém řízení 26. září 2012 Přírodovědecká fakulta UK v Praze, Praha

Obsah  GISAT  Územní plánování a DPZ: land cover / land use  Evropské služby v rámci GMES: CLC, HRL Soil Sealing, UrbanAtlas  Představení dat Urban Atlas  Výhody, aplikace  Data - zdroje  Data exploration tool - prototyp webové platformy

1

GISAT - základní fakta Soukromá SME společnost Služby v oblasti využití dálkového průzkumu Země od 1991 Aktivní v ČR (např. SZIF, CENIA, MO) i v zahraničí (např. EEA, ESA, ESTAT, DGENV, WB) Technologická i tématická podpora uživatelů Technologie - image processing, GIS: • analýza obrazu, extrakce prostorových informací • webové služby a aplikace (komerční i Open Source řešení) Tématické oblasti (hlavní): • životní prostředí, zemědělství, rozvoj zástavby Specifická odbornost: land cover / land use monitoring Aktivní v rozvoji GMES služeb 2

GISAT - Web

Více informací na www.gisat.cz

3

Hlavní úkoly územního plánování  vytvářet v území podmínky pro udržitelný rozvoj, tj. komplexní řešení problémů životního prostředí, sociálních a hospodářských problémů ve vzájemných souvislostech  vymezovat veřejný zájem na využití území  posazovat racionální uspořádání území a pro hospodárné vymezování stavebních pozemků  podporovat územní prevence katastrof  prosazovat ochranu nezastavitelného území a nezastavitelných pozemků v zastavěném území  zajišťovat ochranu přírodních stanovišť a stanovišť druhů …..

Informace o území

Prostorová data o území

DPZ monitoring

DPZ = efektivní zdroj aktuálních informací o území 4

Územní plánování a LC / LU Krajinný pokryv (land cover) a využívání půdy (land use) společně podávají o daném území doplňující se informace jak o potenciálu krajiny, tak i o naplnění tohoto potenciálu tj. informace, které jsou nezbytné pro budoucí rozhodování

Znalost stavu a změn krajinného pokryvu, struktury využívání půdy a dlouhodobých trendů těchto změn, pochopení jejich příčin a důsledků, to jsou základní podmínky pro kvalifikované plánování v území ve smyslu udržitelného rozvoje Landscape Mosaic, painting by Jerry Points © Jerry Points

5

Envisat MERIS © ESA

dataúzemní - current portfolio DPZEO pro plánování

Medium and Low resolution EO data: ~ 100m - 1km

Terra ASTER © NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS

dataúzemní - current portfolio DPZEO pro plánování

High resolution EO data: ~ 5 - 80m

Ikonos © GeoEye

DPZ pro územní plánování EO data - current portfolio

Very high resolution EO data: ~ 0.5 - 5m

MDA RADARSAT-2©©Astrium TerraSAR-X

DPZ pro- current územní plánování EO data portfolio

Radar multi-scale EO data: ~ 1 - 100m

Kontext - GMES Co je GMES a evropské GMES služby? GMES = „globální monitoring životního prostředí a bezpečnosti“   

společná evropská iniciativa Evropské kosmické agentury (ESA) a Evropské komise (EK) vedle evropského navigačního systému Galileo, druhý základní pilíř vesmírné politiky Evropského společenství. spolu s iniciativami INSPIRE a SEIS (Shared Environmental Information System), rámec všech evropských aktivit na podporu využívání prostorových dat.

Hlavní cíle:  harmonizace mezi roztříštěnými národními standardy v oblasti monitoringu životního prostředí a bezpečnosti v rámci celé Evropské unie (EU)  vytvoření evropských kapacit a podpora využívaní dat DPZ pro rozhodování na evropské, národní, regionální i lokální úrovni  poskytování spolehlivých a aktuálních služeb (na dlouhodobé a udržitelné bázi) pro potřeby tvůrců veřejných politik v oblastech životního prostředí, regionálního rozvoje, plánování, bezpečnosti… 10

Kontext - GMES Globální životní prostředí je pod tlakem… Voda - 20% všech povrchových vod vážně ohroženo znečištěním Půdní eroze - postiženo celkově 17% rozlohy evropského území

Biodiverzita - 335 druhů je v Evropě kriticky ohroženo Zemědělství - intensifikace, biopaliva, tlaky na strukturu území, snižování biodiverzity, vodní bilance/sucho Plochy osídlení a komunikační síť narůstají a to vede k zvyšování nepropustnosti ploch a fragmentaci krajiny 11

Kontext - GMES služby V jakých oblastech GMES nabízí služby?

Jaké jsou GMES Land služby?  globální monitoring  kontinentální monitoring – CORINE Land Cover, vrstvy HRL  lokální monitoring – Urban Atlas V jakém stavu je implementace GMES Land služeb? Implementace lokální služby je již v operačním režimu v rámci GIO (GMES Initial Operation): Urban Atlas data 2006, 2012-13 12

Kontext - GMES Land služby  Globální komponenta GlobCover, GlobCorine, ECVs využívá data DPZ s ~300m rozlišení  Kontinentální komponenta CORINE Land Cover + koncept doplňkových vrstev s vysokým rozlišením (HRLs) např. Soil Sealing / Imperviousness využívá data DPZ s ~20m rozlišení

 Lokální komponenta UrbanAtlas využívá data DPZ s ~1-2.5m rozlišení

13

GMES Land služby - CORINE Land Cover

Tématický obsah: 44 hierarchických tříd Rozlišení: MMU 25ha stav, změny 5ha Dostupnost: 1990, 2000, 2006, 2012 14

GMES Land služby - HRL Soil Sealing

Tématický obsah: 1-100% sealing Rozlišení: rastrová vrstva, pixel: 20x20m Dostupnost: 2006, 2009, 2012 15

GMES Land služby - Urban Atlas

Tématický obsah: 22 hierarchických tříd Rozlišení: MMU 0,25ha Dostupnost: 2006, 2012 16

Urban Atlas Urban Atlas - první celoevropsky srovnatelná data o urbanizovaných oblastech  služba vyvinuta v rámci ESA projektů GUS a GSELAND  podpora rozhodování na regionální úrovni či na úrovni funkční městské aglomerace v oblastech životního prostředí, regionálního rozvoje, strategického plánování, územního plánování…  obsah zacílen na sledování vývoje zástavby (udržitelný rozvoj, ochrana půd, monitoring urban sprawl, zelená infrastruktura…)

17

17

Urban Atlas - aktuální stav

 první verze pro rok 2006 financována DG REGIO + Evropský fond pro regionální rozvoj (ERDF)  aktualizace financována GMES/GIO  distribuce (zdarma!) Evropská Agentura pro životní prostředí (EEA)  sběr dat probíhá na ploše 410100 km² pro více než 350 měst a regionů Evropské unie  pokrývá všechny hlavní města EU a dále rozsáhlý výběr měst a regionů, které se účastní evropského projektu UrbanAudit (LUZ = Large Urban Zones)  v České republice pokrývá 13 regionů  první update pro rok 2012/2013  další aktualizace plánovány v intervalu 3-5 let

18

18

UrbanAtlas - pokrytí EU38

19

19

UrbanAtlas - pokrytí ČR

20

20

UrbanAtlas v ČR 13 regionů v ČR:  Praha  Brno  Plzeň  Ostrava  Ústí nad Labem  Olomouc  Liberec  České Budějovice  Pardubice  Hradec Králové  Zlín  Jihlava  Karlovy Vary

21

21

UrbanAtlas - základní parametry   





22

Vektorová data krajinného krytu a využití půdy (LC/LU) 22 hierarchických funkčních tříd (18 zaměřeno na městské areály) Zdrojová data: SPOT5, Kompsat2, Ikonos, QuickBird nebo jiná VHR DPZ data či letecké orthofoto TeleAtlas MMU: 0,25ha pro městské areály; 1ha pro ostatní Měřítko 1:10000

22

Urban Audit - základní informace  



  

23

data Urban Atlas od počátku koncipována jako prostorová data doplňující statistické informace ESTAT Urban Audit ~ 300 statistických ukazatelů o demografii, společnosti, hospodářství, životním prostředí, dopravě, informační společnosti a volném čase na 3 úrovních: LUZ, CC, SDC

časové pokrytí 1991, 1996, 2001, 2004, 2008 zdroj: ESTAT údaje pro Českou republiku bez SDC

23

Projekt UrbanAtlas+ UrbanAtlas+ testování potenciálu využití dat GMES UrbanAtlas  

    

projekt Evropské kosmické agentury v rámci motivačního programu pro Českou republiku - výzva 2009 (AO/1-6052/09/NL/CBI) testování potenciálu operačních dat GMES Urban Atlas v ČR z GIO příprava metodiky využití pro operačních data Urban Atlas (DG REGIO) přímá návaznost na předchozí aktivity GISATu a URM HMP v projektu ESA GSELAND zpracovatel GISAT partneři: Útvar rozvoje města (URM) Hlavního města Prahy Krajský Úřad Plzeňského kraje Krajský Úřad Moravskoslezského kraje Krajský Úřad Jihomoravského kraje 24

Analytický rámec - koncept Klasifikace toků land cover / land use Matice změn

stavové & změnové účty

strukturální indexy

DB změn

Indikátory pro podporu rozhodování

DB stavů land cover / land use 25

25

Analytický rámec - koncept Podpora otázek typu  jaké jsou prostorové struktury a intenzity jednotlivých změn?  jak moc jsou úbytky kompenzovány přírůstky?  Jak se mění kvalita v průběhu času?  které procesy jsou zodpovědné za úbytky a přírůstky?  jaká je vnitřní dynamika jednotlivých tříd? Strukturální indikátory  jak se mění densita zástavby  jak se mění fragmentace zástavby  jak se mění charakter zástavby (urban sprawl)

26

Podpora rozhodování více vhledu do prostorové distribuce a intensity změn

27

Podpora rozhodování více vhledu do struktury změn - nejen salda, ale i úbytky a přírustky (tj. umožnuje postihnout vnitřní dynamiku změn)

více vhledu do prostorové distribuce a intensity změn více vhledu do struktury změn - nejen salda, ale i úbytky a přírustky (tj. umožnuje postihnout vnitřní dynamiku změn)

28

Podpora rozhodování flexibilní uživatelské analytické jednotky – KÚ, uživatelské zonace, koridory

29

Podpora rozhodování Srovnání stavu a vývoje mezi jednotlivým oblasti – flexibilní kombinace se socio-economickými daty

30

Územní indikátory (Plzeňský kraj) GSELand

Urban structure - 2001 within whole mapping area

13000 2% 12000 24%

14000 7%

Structure of urban increase within whole mapping area

13000 41%

11000 67%

11000 10% 12000 49%

Územní indikátory (Praha) GSELand

Územní indikátory (Moravsko-slezsky kraj) GSELand  2745.8 ha půdy zastavěno mezi lety 2001-2006  Celková plocha vyjádřená počtem fotbalových hřišť

Modelování - scénáře SP-02.I01 – Scénáře růstu zástavby s použitím lineárních populační trendů Růstové scénáře městské zástavby jsou výsledkem modelování potenciální budoucí městské stavební činnosti.

Umožňují sledovat a analyzovat vývoj zástavby ve městech a jednotlivých čtvrtích v čase

Modelování - analýza rizik Závislost nárůstu hustoty zástavby a povrchové teploty (evaporation capacity loss = heat waves risk)

Courtesy: Gábor, P.; Jombach, S. and Ongjerth, R., URBIO 2008

Modelování - analýza rizik Závislost nárůstu hustoty zástavby a změny odtokových poměrů (retention capacity loss = flash flood risk)

Courtesy: Bernd G. Tyrna & Volker Hochschild, 2010, Eberhard Karls University Tuebingen

Při sealingu 1ha plochy se retenční kapacita území sníží přibližně o 4.000 m³ tj. dodatečný náklad na kanalizační služby činí 6.500 € /ha za rok. According German study. Courtesy: Silke Hoke, AHU AG

Výhody dat UrbanAtlas       

Pokrytí - data pokrývají funkční oblasti tj. nekončí na hranici města a mají potenciál především v mapování okolí měst, monitoringu rozšiřování příměstské zástavby Porovnatelnost - data jsou porovnatelná data mezi městy, regiony i mezi státy Standardní nomenklatura - třídy vztažené k de facto standardu pro mapování krajinného krytu v Evropě - CORINE Land Cover Dostupnost – data jsou dostupná zdarma Efektivita – kombinace s existujícími detailními daty pro vnitřní město, korelace, přechod mezi měřítky, identifikace hot-spots tj. prioritních problémových oblastí pro sběr přesnějších informací, Zajištěná aktualizace - jasný aktualizační plán. Pravidelné a systematické aktualizace je nezbytná pro operativní využití při plánování činností. Hlavní síla je v pravidelném monitoringu změn! Retrospektiva - potenciál pro retrospektivní mapování měst Atlas pomocí archivních leteckých snímků (plné pokrytí pro více let, je v současné době)

Potenciál pro využití pro účely územního plánování měst a regionů, monitoring rozvoje měst a regionů a monitorování životního prostředí 

37

Nutnost některých změn ve specifikaci v rámci první aktualizace !!! 37

CORINE Land Cover zdroj dat:

38

CENIA EEA http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/

38

HRL Soil Sealing / Imperviousness zdroj dat:

39

EEA http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/

39

Urban Atlas zdroj dat:

40

EEA http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/urban-atlas

40

Urban Atlas zdroj dat:

41

EEA http://dataservice.eea.europa.eu/map/UrbanAtlasBeta/

41

Land Use Data Centre zdroj dat:

42

EEA http://www.eea.europa.eu/themes/landuse/

42

Land Use Data Centre data exploration:

GISAT Evropská data Urban Atlas / Urban Audit http://urbanatlas.gisat.cz/ GISAT Data Urban Atlas CZ http://uaplus.gisat.cz/

43

43

Land Use Data Centre data exploration:

GISAT Evropská data Urban Atlas / Urban Audit http://urbanatlas.gisat.cz/ GISAT Data Urban Atlas CZ http://uaplus.gisat.cz/

Živá prezentace WebTool

Webový nástroj je založen na Open Source řešení a architektura systému je založena na třívrstvé architektuře klient-server. Podpora prohlížečů: IE v9.0, Google Chrome, Firefox nebo Safari. Optimalizováno pro Google Chrome 44

44

Děkuji za pozornost Tomáš Soukup GISAT [email protected] 45