Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Sentinel-2 imagery processing in SNAP software for environmental analysis on the example of Bialowieza Forest

Klaudia Weronika Pałaś

Abstract

Satellite imagery processing is one of the most effective environmental monitoring practices. It has found application in forestry, oceanography, geological studies and other interrelated fields of expertise. It is particularly useful in observation and assessment of environmental changes occurring on the Earth’s surface. In order to conduct such examinations, Copernicus program has been launched by European Space Agency (ESA). It provides access to data collected by constellation of satellites (Sentinels), as well as to Sentinel Application Platform (SNAP) processing software. Main aim of this paper was detailed introduction of Sentinel-2 imagery processing methods in SNAP software and Sen2Cor plugin for further environmental analysis, on the example of forest cover change detection in Bialowieza Forest. Data regarding the aforementioned area available on Copernicus Open Access Hub website were analysed, followed by choice and download of imagery acquired in October 2016 and 2018. Consecutive key stage of this work was atmospheric correction performer in Sen2Cor plugin. Then, resampling of satellite imagery with nearest neighbour method was carried out in SNAP software, followed by product subset with respect to chosen geographical coordinates. After data preprocessing, it was decided justified to extend the work with radiometric and biophysical indices computation, based on spectral information contained in aforementioned images. Additionally, obtained results were preliminarily discussed and usefulness of particular indices, in terms of land cover change observation, was assessed. The most effective indicators were: MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI) and Brightness Index (BI). They presented the largest differences between values obtained in years 2016 and 2018 over the tree logging region. Obtained results were visualized using Quantum GIS (QGIS) software, provided by Open Source Geospatial Foundation (OSGeo). The main and additional goal of this work were completed. Results of the work may be helpful for users undertaking the study of forest ecosystems, basing on data provided by Sentinel-2 satellite.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Klaudia Weronika Pałaś (FEE) Klaudia Weronika Pałaś,, Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Title in Polish
Przetwarzanie zdjęć z satelity Sentinel-2 w programie SNAP dla analizy środowiskowej na przykładzie Puszczy Białowieskiej
Supervisor
Jarosław Zawadzki (FEE/DISEQR) Jarosław Zawadzki,, Department of Informationa Science and Environment Quality Research (FEE/DISEQR)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Certifying unit
Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Affiliation unit
Department of Informationa Science and Environment Quality Research (FEE/DISEQR)
Study subject / specialization
, Inżynieria Środowiska
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
18-09-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Piotr Fabijańczyk (FEE/DISEQR) Piotr Fabijańczyk,, Department of Informationa Science and Environment Quality Research (FEE/DISEQR)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE) Jarosław Zawadzki (FEE/DISEQR) Jarosław Zawadzki,, Department of Informationa Science and Environment Quality Research (FEE/DISEQR)Faculty of Building Services, Hydro and Environmental Engineering (FEE)
Keywords in Polish
teledetekcja, przetwarzanie zdjęć satelitarnych, wskaźniki radiometryczne, Sentinel-2, Sen2Cor, SNAP, QGIS, detekcja zmian, Puszcza Białowieska
Keywords in English
remote sensing, satellite imagery processing, radiometric indices, Sentinel-2, Sen2Cor, SNAP, QGIS, change detection, Bialowieza Forest
Abstract in Polish
Przetwarzanie zdjęć satelitarnych jest jedną z najefektywniejszych metod monitoringu środowiska. Znajduje ona zastosowanie w leśnictwie, oceanografii, geologii oraz innych dziedzinach nauki. Jest ona wyjątkowo użyteczna przy obserwacji zmian zachodzących na powierzchni Ziemi. W celu prowadzenia takich badań ustanowiony został program Copernicus realizowany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Umożliwia on dostęp do danych pozyskiwanych przez konstelację satelitów (Sentineli) oraz do oprogramowania Sentinel Application Platform (SNAP), służącego do przetwarzania tych danych. Głównym celem tej pracy było szczegółowe przedstawienie metod przetwarzania obrazów z satelity Sentinel-2 przy wykorzystaniu oprogramowania SNAP oraz wtyczki Sen2Cor w celu dalszej analizy środowiskowej na przykładzie detekcji zmian zalesienia w Puszczy Białowieskiej. Przeanalizowano dane dla ww. obszaru dostępne w serwisie Copernicus Open Access Hub, wybrano i ściągnięto zdjęcia wykonane w październiku 2016 i 2018 r. Kolejny, kluczowy etap niniejszej pracy stanowiła korekcja atmosferyczna wykonana przy użyciu wtyczki Sen2Cor. Następnie zostało przeprowadzone przepróbkowanie zdjęć satelitarnych metodą najbliższego sąsiada, które następnie skadrowano do wybranego obszaru. Po przetworzeniu zobrazowań satelitarnych za zasadne uznano poszerzenie pracy o obliczenia wskaźników radiometrycznych i biofizycznych, opartych na informacji spektralnej zawartej w ww. zobrazowaniach. Dodatkowo przeprowadzono wstępną dyskusję uzyskanych wyników i oceniono przydatność poszczególnych indeksów w kontekście obserwacji zmian pokrycia leśnego. Najefektywniejsze okazały się indeksy: MERIS Terrestrial Chlorophyll Index (MTCI) oraz Brightness Index (BI). Zaprezentowały one największe różnice wartości pomiędzy wynikami uzyskanymi w latach 2016 i 2018 na obszarze objętym wycinką. Uzyskane rezultaty zostały zwizualizowane przy użyciu oprogramowania Quantum GIS (QGIS), udostępnionego przez Open Source Geospatial Foundation (OSGeo). Cel główny oraz dodatkowy pracy zostały zrealizowane. Wyniki pracy mogą być przydatne dla osób podejmujących badanie ekosystemów leśnych przy wykorzystaniu danych z satelity Sentinel-2.
File
  • File: 1
    Engineering_Thesis_2019L_Klaudia_Weronika_Palas_280123.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 32879

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT3f013e4c0ee8458ea5c41c9910454e29/
URN
urn:pw-repo:WUT3f013e4c0ee8458ea5c41c9910454e29

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page