Non-contact monitoring and time-space modeling of the variability
of selected soil differentiation properties

TA CR – Alfa (TA04020888)

Project intent

The project focused on the application of advanced geoinformation technologies in the research of variability of soil differentiation properties and its dynamics.

The subject of the project was the testing of soil monitoring options by optical sensors outside the visible spectrum under dynamic calibration based on sensor networks, followed by the predictive modeling of the time-spatial variability of soil in the GIS environment.

  • Implementation period: 2015 – 2017

  • Identification: TA04020888

  • Program: TA CR – Alfa
  • Project role: Team member

Project results

  • Certifikované metodiky Nasazení multispektrálních optických senzorů pro monitorování vlastností půdy a Integrace obrazových materiálů s daty ze senzorové sítě podávající přehled možností, platforem, zdrojů a senzorů pro získávání multispektrálních optických snímků vhodných pro monitorování půdních vlastností, včetně ověřených postupů měření optických vlastností pomocí několika typů přístrojů, a dále předkládající návod, jak zpracovat a využít data získaná senzorovou sítí v procesu zpracování obrazového materiálu v neviditelné části spektra.

  • Aplikační brána (dohledové centrum) AGISED jako webová aplikace nabízející nástroje pro jednoduchou správu databází (i vzdáleně připojených) obsahujících senzorová a obrazová data a provádění analytických operací nad těmito daty. Prostorová data je možno zobrazovat přímo na mapovém podkladu. Součástí brány jsou pak i skripty pro komunikaci v sítích LoRa a Sigfox.

  • Soubory specializovaných map v prostředí GIS (za období 3 let) zachycují místa odběrů půdních vzorků v závislosti na heterogenitě terénu a interpolované plošné informaci (hodnotě) sledované půdní vlastnosti. Hodnoty jsou kategorizovány a umožňují vizualizaci změny vlastností.

  • Bezdrátová senzorová komunikační jednotka VO-TA Logger umožňující připojení drátových i bezdrátových čidel, kamery a dalších HW zařízení pro monitoring půdních vlastností, bezdrátovou komunikaci s ostatními komunikačními jednotkami (uzly bezdrátové sítě) na monitorovaném území a komunikaci s aplikační bránou (dohledovým centrem). Principy komunikačního protokolu pro systémy na bázi WSN zabezpečující přenos specifických vícerozměrných dat vzniklých při kontinuálním monitorování definovaných půdních vlastností jsou chráněny užitným vzorem.

  • Program pro modelování časo-prostorové variability půdních vlastností realizovaný jako rozšíření pro standardní GIS produkty (např. ArcGIS). Nástroj zpracovává data z půdních analýz do podoby datových vrstev (konverze formátů, prostorová georeference, vizualizace) pro další práci v GIS, umožňuje interpolaci hodnot v rozsahu definovaných krajinných jednotek, analýzu dvou a více sledovaných vlastností na dvou a více zvolených krajinných jednotkách a to napříč prostorem i časem s doprovodným tabelárním výstupem, atd.