Časopis Komenský

Krajina a její proměna pohledem z výšky - práce s leteckými družicovými snímky ve škole

V posledních několika málo letech se pro svět otevřel přístup k materiálům dálkového průzkumu Země – k leteckým a družicovým snímkům zobrazujícím Zemi. Dříve přísně utajované letecké snímky z území České republiky z 50. let 20. století si můžeme prohlížet doma či ve škole stejně jako satelitní snímky z kterékoliv části světa. Brouzdání se po krajinách blízkých a vzdálených, pozorování jejich proměny v čase má své kouzlo a nabízí i možnost využití při práci ve škole.

 

Dálkový průzkum Země zahrnuje technickou část (správa družice, pořízení snímku, přenesení snímku na Zemi do přijímacího střediska apod.) a část interpretační (čtení snímků, získávání informací), která je pro nás jako uživatele podstatná. Snímek poskytuje informace o poloze objektů (včetně jejich tvaru, velikosti a o sousedních objektech) a typických vlastnostech objektů (tematická informace – druh vegetace, půdní typ, vlhkost půdy, chemické složení povrchu, teplota objektu apod.). Protože se jedná o průzkum dálkový, tj. bez přímého fyzického kontaktu se zkoumanými objekty, využívá se pro získávání informací elektromagnetického záření. To je na přístrojích zachyceno, jeho „obrazem“ jsou pak získané snímky. Dálkový průzkum Země jako jednu z nejmodernějších technologií lze využít ve výuce více předmětů, vhodný je i pro možnou integraci předmětů či environmentální projekty.1

Snímek není mapa

Na leteckých a družicových snímcích vidíme objekty „z výšky“ ve vzájemných souvislostech, můžeme proto určit řadu podrobností v zobrazené krajině i její celkový ráz. Při pohledu kolmo dolů bude terén na snímku značně při- pomínat mapu. Zdálo by se, že takový pořízený obraz může nahradit mapu, že je dokonce lepší než mapa, protože jsou na něm zachovány i podrobnosti, které na mapě zachyceny být nemohou. Letecký nebo družicový snímek se však od mapy stejného území dost podstatně liší. Mapa je rovinný, generalizovaný obraz území, je to model, v němž jsou zobrazeny jen vybrané objekty a tyto objekty jsou zakresleny kartografickými značkami. Z legendy se dozvíme, co tyto znaky znamenají. Některé prvky jsou na mapě znázorněny „nad míru“ tzn. větší, než jsou ve skutečnosti (např. šířka silnic, obecně významný, ale prostorově malý objekt). Velké množství objektů v terénu nemůže být v mapě zakresleno vůbec.

Na každé mapě jsou vždy uvedena vlastní jména geografických objektů, celá řada zkratek, z velkého množství map lze odečíst nadmořské výšky a díky zobrazené zeměpisné síti můžeme určit souřadnice kteréhokoliv objektu v mapě. Letecký snímek naopak zobrazuje vše, co je schopen rozlišit objektiv letecké fotografické komory nebo registruje snímací zařízení družice – tedy i nejmenší podrobnosti, které není možno na mapě nikdy znázornit. Na rozdíl od mapy, kde je např. orná půda znázorněna pouze celkovým obrysem a bílou plochou, na snímku vidíme pestrou mozaiku jednotlivých polí, můžeme (s ohledem na možnosti rozlišení) přibližně určit i druh kultury (stromy, keře). Protože jsou na snímku zobrazeny všechny podrobnosti, nevynikají objekty důležité. Až u družicové mapy bývá popis doplněn spolu se zeměpisnými souřadnicemi a dalšími náležitostmi. Snímek DPZ a mapa mají tedy své přednosti i nedostatky.

Kde družicové a letecké snímky hledat?

Pro níže uvedený pracovní list je jako zdroj snímků využit Národní geoportál Inspire. Na portále najdeme i desítky dalších tematických a topografických map z území České republiky. Je uživatelsky přívětivý, obsahuje základní nástroje pro práci se snímky a mapami (přiblížení, oddálení, posuny, zapínání vrstev apod.). Pro usnadnění práce s vyhledáváním zdrojů však v závěru textu uvádíme celý přehled v praxi osvědčených zdrojů družicových obrazových záznamů a leteckých snímků. Na portálech Google Maps a mapy.cz můžeme využívat podkladové satelitní snímky a zcela nově i detailní snímky šikmé. Na stránkách Českého hydrometeorologického ústavu lze nahlížet na aktuální snímky z družice METEOSAT a NOAA. Nejčerstvější snímky jsou staré cca 30 minut (tzv. poslední snímek). Snímky jsou denně využívány pro předpověď počasí (viz vysílání na ČT 1). Pro dostupnost snímků z celého světa udělala snad nejvíce společnost Google. Práci s programem Google Earth (je potřeba jej stáhnout) zvládnou i mladší žáci, program má řadu jednoduchých nástrojů pro prohlížení snímků, ale i ulic, fotografií z celého světa. Lze měřit vzdálenosti, nastavit výšku pohledu, odečítat souřadnice, simulovat průlety, přepínat do Google Maps stejného území. Na snímky z družice LANDSAT v nepravých barvách lze nahlížet z http://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/. U tohoto serveru je potřeba vybrat snímek (snímky pokrývají celou souš na Zemi) a následně jej zobrazit a případně zvětšo- vat nastavením počtu pixelů nebo se přibližovat do zájmové oblasti na snímku.

Čtení leteckých a družicových snímků ve škole

Práce s leteckými a družicovými snímky je poměrně atraktivní. Z didaktického hlediska je potřeba přihlédnout k některým obtížným částem čtení snímku: kolmost pohledu (při využití kolmých snímků) je pro čtenáře poměrně ne- obvyklá a náročná. Objekty vidíme opravdu jen jejich kolmým půdorysem, tzn. např. u budov jen jejich střechy. Zcela chybí pohled na boční stěny, ztrácí se informace o výšce budov. Šikmé snímky jsou pro interpretaci jednodušší, jsou přirozenější, obdobný pohled se nám naskýtá např. při pohledu z rozhledny, z vysokého kopce apod. Na šikmém snímku lze porovnat i výšky objektů, příp. tvary reliéfu – snímek však nemá všude stejné měřítko – objekty „blíže“ k záznamovému zařízení jsou méně zmenšeny. Šikmé snímky se proto nehodí k měřeni vzdáleností, ke kreslení půdorysu objektů nebo k aktualizaci map.

S žáky, zejména mladšími, je vhodné pracovat nejprve se snímkem šikmým a následně přejít ke snímku kolmému, nejlépe z přibližně stejného území. Pro popis objektů na snímku – ulic, budov, řek, silnic apod. je potřeba pracovat s mapou odpovídajícího měřítka. Pokud pracujeme v oblasti, kterou žáci dobře znají, okolí školy, okolí místa bydliště apod., vystačí si obvykle s vlastními znalostmi. Popisování snímků s mapou je aktivní činností, žáci si velmi dobře začnou uvědomovat prostorové vztahy. Pokud před popisem snímku např. středu jejich města měli problémy s pojmenováním ulic či jiných objektů, pak po této aktivitě je výsledek dle zkušeností vždy významně lepší, žáci se celkově lépe orientují i v reálném terénu – práce se snímkem jim umožnila nahlédnout na známé prostředí „shora“ a uvědomit si některé vztahy, které při pohledu „zdola“ názorně vidět nelze.

Metodické poznámky k pracovnímu listu

Jako ukázku jsme zvolili aktivitu, která směřuje k porovnání vývoje obce – jak se obec změnila po 60 letech. Využijeme aktuální letecké barevné snímky a archivní letecké černobílé snímky pořízené okolo r. 1953, jejichž originály jsou uloženy ve vojenském archivu v Dobrušce. Prostředím, ve kterém snímky vyhledáme a zobrazíme, bude národní geoportál INSPIRE. 

Pokud žáci dosud se snímky nepracovali, bude vhodné nejprve pracovat s aktuálním a barevným šikmým snímkem obce (okolí školy) a následně natrénovat čtení kolmého snímku ze známého prostředí. Přechod na archivní černo- bílý snímek pak bude jednodušší. U černobílého snímku je interpretace obtížnější vzhledem k nebarevnosti a neaktuálnosti pohledu, snímek často zobrazuje krajinu, která se opravdu výrazně změnila a žáci ji na první pohled nepoznávají. Aktivita čtení snímků je pro žáky zajímavá, níže popsaný popis možná působí náročně, po spuštění serveru s mapami ČR – národního geoportálu – ale zjistíme, že je uživatelsky velmi přívětivý. Pokud si nevíme po spuštění portálu rady, žáci nám pomohou – i tento postup je ověřený. Může se stát, že na vykreslení mapy chvíli čekáme – je třeba mít na paměti, že naše příkazy posíláme na externí server mimo školu a ten nám posílá zpět požadované obrázky.

Aktivita může mít řadu podob – samostatná práce žáků či práce ve dvojicích u PC s internetem nebo práce celé třídy ve třídě s dataprojektorem.2 Žáci mohou objekty na snímcích popisovat slovně, lze využít i interaktivní tabuli a názvy objektů dopisovat. Na národním geoportálu můžeme připravit topografickou mapu naší obce – v nabídce Vrstvy zaklikneme „topografická mapa“. Lze si prohlížet i dvě vrstvy současně – např. topografickou mapu a starý letecký snímek. Aby byla spodní vrstva vidět, nastavíme pro horní vrstvu zprůhlednění – klikneme na její název a nastavíme požadované zprůhlednění. Dobře tak vidíme např. změnu v sídelní zástavbě oproti 50. letům 20. stol. Aktuální či staré snímky mohou žáci popisovat i v prostředí Malování, vloží si obrázek – snímek – a s pomocí nástroje Text vkládají popisy (doporučujeme bez podložení textu). Snímkování v 50. letech zachytilo českou krajinu ještě před scelením pozemků, snímky jsou tedy posledním pohledem na původní tvářnost české krajiny, která se postupně vyvíjela tisíce let. Archivní letecké snímky jsou po odtajnění cenným materiálem pro řadu environmentálních a geografických výzkumů.

Přehled zdrojů s odkazy

  • Geoportál INSPIRE, http://geoportal.gov.cz/web/guest/map
  • Mapy.cz, http://www.mapy.cz/.
  • Google maps, https://maps.google.cz/.
  • Český hydrometeorologický úřad – družicové snímky METEOSAT, animace snímků: http://www.chmi.cz/files/portal/ docs/meteo/sat/data_jsmsgview.html
  • Český hydrometeorologický úřad – družicové snímky z družic NOAA, http://www.chmi.cz/files/portal/docs/meteo/ sat/data_jsavhrrview.html
  • Google Earth (virtuální glóbus, v roce 2004 zakoupen portálem Google, program, který umožňuje prohlížet Zemi jako ze satelitu), stáhnout program z http://www.google.com/ intl/cs/earth/index.html.
  • Mapový portál Jihomoravského kraje, http://mapy.krjihomoravsky.cz.
  • NASA – snímky z družica LANDSAT, http://zulu.ssc.nasa. gov/mrsid/.
  • USGS Earth Explorerhttp://earthexplorer.usgs.gov/
  • EUMETSAT – http://www.eumetsat.int/Home/Main/ Image_Gallery/index.htm?l=en
  • Amapy.cz, http://amapy.centrum.cz/.
  • Terra Server, http://www.terraserver.com/.

Literatura

Svatoňová, H., Lauermann, L. (2010). Dálkový průzkum Země – aktuální zdroj geografických informací. Brno: MU- NIPress.

Svatoňová, H., et al. (2012). Integrovaná přírodověda 3 – Město a venkov. Materiál pro učitele. Brno: Masarykova univerzita.

Svatoňová, H., et al. (2012). Integrovaná přírodověda 3 - Město a venkov. Učitelův námětovník. Metodické a pracovní listy. : Masarykova univerzita.

Plucková, I., Svatoňová, H. (2010).Integrace přírodověd- ných předmětů na ZŠ a její podpora z ESF. In Aktuální as- pekty pregraduální přípravy a postgraduálního vzdělávání učitelů chemie. Ostrava: Ostravská univerzita, s. 217–222.

Foltýnová, D., Svatoňová, H. (2009). Study of Landscape Dynamics. In Proceedings of the HERODOT Conference in Ayvalik. Turkey: The Herodot Thematic Network, s. 101–105.

Kovařík, V. (2004). Ověření spolehlivosti extrakce prvků z družicových dat pro aktualizaci geografických databází. Sborník semináře Aktivity v kartografii 2004. Kartografická spoločnosť SR a Geografický ústav SAV, s. 64–72, Bratislava.

Kovařík, V. (2012). Effects and limitations of spatial resolu- tion of imagery for imagery inteligence. Proceeedings of the International Conference on Military Technologies and Special Technologies – ICMT. Trenčín: Alexander Dubček University of Trenčín, s. 363–368.

_________________

1Podrobněji například v projektu Učitel přírodovědy a nejmodernější technologie, dostupném na adrese http:// www.ped.muni.cz/GIT.

2V druhém případě je vhodné, aby si učitel snímky připravil předem – ubude starost s možným delším stahováním snímku. Snímky si můžeme připravit tak, že si zobrazíme požadované obrázky na obrazovce, stiskneme na klávesnici printscreen, otevřeme si Malování a pomocí CTRL+V vložíme obrázek. Pak jej můžeme oříznout od nadbytečných lišt a uložit si jej.

Pracovní listy ke stažení zde.

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit