Geometric Aspects of Detecting Grassland Mowing in Krkonoše Mountains Based on Sentinel-1 Coherence

Abstract

Grassland mowing is a common management practice used in European grasslands for livestock fodder production and to enhance biodiversity. To support a less intensive use of grasslands, public agencies look for a reliable way to monitor the management performed on the grasslands. Satellite remote sensing is a key tool for monitoring over large areas, with SAR remote sensing being especially useful in areas with high cloud cover. However, grassland monitoring using SAR in complex terrain is not fully understood and may come with challenges related to topography and sensor geometry. To explore these potential challenges, this thesis detected mowing events using a high-resolution DEM for precise coregistration and terrain correction of Sentinel-1 SAR imagery. Effect of local incidence angle on detection accuracy from interferometric coherence was also explored. The hypotheses were tested on 61 grassland plots in Krkonoše mountains, Czechia. Detection accuracies in this thesis were higher than in previous studies when only considering SAR detections. The improvement was most likely caused by counting detections from individual orbits to assess the certainty of each detection. A deeper analysis showed that using a high-resolution DEM led to a horizontal shift in computed coherence, but the shift had no...

Kosení je běžně používaným způsobem managementu evropských trvalých travních porostů pro produkci krmiva a podporu biodiverzity. Aby podpořily méně intenzivní využití travních porostů, veřejné instituce potřebují spolehlivý způsob monitoringu péče prováděné na těchto travních porostech. Satelitní dálkový průzkum Země je v tomto směru klíčovým nástrojem pro monitoring na velkých územích, přičemž dálkový průzkum metodou SAR je obzvlášť užitečný v oblastech s vysokým výskytem oblačnosti. SAR monitoring trvalých travních porostů v komplikovaném terénu ale není plně pochopen a pojí se s potenciálními výzvami spojenými s topografií a úhlem dopadu SAR signálu. Tato diplomová práce detekovala datum kosení travních porostů s využitím modelu reliéfu ve vysokém rozlišení pro koregistraci a terénní korekci dat Sentinel-1. Také byl prozkoumán vliv lokálního úhlu dopadu SAR signálu na přesnost detekce kosení s pomocí interferometrické koherence. Detekce byla testována na 61 travních porostech v Krkonoších. Přesnost detekce byla v této práci vyšší než v předchozích studiích, pokud jsou brány v potaz výsledky pouze pro detekci z dat SAR. Toto zlepšení bylo pravděpodobně způsobeno tím, že jsou počítány detekce z jednotlivých relativních oběžných drah pro zhodnocení jistoty dané detekce. Hlubší analýza ukázala, že...