Тема 10. ІННОВАЦІЇ
матеріал 23

193. Дистанційне зондування Землі. Частина 1

Матеріал

Завантажити матеріал (PDF)

Урок №193. Дистанційне зондування Землі. Частина 1

Очікувані результати навчання:
  • висловлює судження щодо значення науково-природничих знань і діяльності науковців-природничників і винахідників для забезпечення суспільного прогресу і покращення якості життя [12 ПРО 3.4.2.-1]
  • пояснює причини глобальних проблем людства і наводить приклади використання здобутків природничих наук, технологій і техніки для їх розвʼязання [12 ПРО 3.4.1-1]
  • характеризує властивості обʼєктів природи, пояснює природні явища і процеси, використовуючи мову науки [12 ПРО 3.1.1-1]
  • інтерпретує інформацію природничого змісту, представлену в різних формах [12 ПРО 2.2.2-1]
  • використовує наданий для виконання дослідження інструментарій за призначенням [12 ПРО 1.4.2-1]

Мета уроку: ознайомити учнів з основами дистанційного зондування Землі (ДЗЗ), його практичним значенням для України та світу, навчити користуватись реальними супутниковими даними для аналізу змін у довкіллі.

Очікувані результати для учнівства:
  • розрізняє активне й пасивне ДЗЗ.
  • наводить приклади застосування супутникових знімків у повсякденному житті, екології, безпеці та агросекторі.
  • вміє знаходити та аналізувати супутникові знімки на платформі Copernicus Data Space Browser.
  • порівнює супутникові знімки за різні дати, виявляти зміни та формулювати висновки.
Очікувані результати для вчителя:
  • розрізняє активне й пасивне ДЗЗ.
  • наводить приклади застосування супутникових знімків у повсякденному житті, екології, безпеці та агросекторі.
  • вміє знаходити та аналізувати супутникові знімки на платформі Copernicus Data Space Browser.
  • порівнює супутникові знімки за різні дати, виявляти зміни та формулювати висновки.
Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

  • ЦСР 13. Захист планети
  • ЦСР 12. Відповідальне споживання

Ключові слова:  геоінформаційна система (ГІС), географічні координати.

План уроку:
  1. Повторення ГІС
  2. Функції Google Maps
  3. Створення власної карти в Google My Maps
  4. Рефлексія
1. Мотивація
Дружня порада вчителю

Тривалість до 5хв.
Нагадайте учнівству про цю чудово ініціативу та про єдність українців.
Зазначте значення впровадження технологій у різних сферах життя.

“Уже майже 2 роки працює “народний супутник” ICEYE, на який українці та волонтер Сергій Притула зібрали у 2022-му. За цей час супутник зробив для ЗСУ 4173 знімки російських об’єктів.”

Знімок, зроблений за допомогою супутника ICEYE.
Facebook/Благодійний Фонд Сергія Притули

Юлія Кузьменко. “Народний супутник” ГУР за два роки зробив понад 4 тисячі знімків, – 
26 червня 2024

2. Повторення пройденого:
Дружня порада вчителю

Це питання є важливим тому, що далі будуть розглядатися робота супутників у різному діапазоні.

Що таке електромагнітний спектр?

3. Тобі може знадобитися:
Дружня порада вчителю

Тривалість – до 10 хв.

Що таке дистанційне зондування Землі?

Відео

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) залежно від джерела сигналу поділяється на активне та пасивне. Прилади активного ДЗЗ (наприклад, радар, лідар) самі випромінюють світло або є джерелом сигналу. Завдяки цьому якість отриманих даних не залежить від атмосферного розсіювання чи часу доби. Натомість прилади пасивного ДЗЗ (наприклад, спектрометр, ріадометр) аналізують відбите сонячне світло від обʼєктів, відповідно для отримання якісних знімків необхідна певна кількість сонячного освітлення.

Джерело: earthdata.nasa.gov

Приклади використання дистанційного зондування Землі

Джерело: earth.jaxa.jp
4. Життєва ситуація:
Дружня порада вчителю

Тривалість до 10хв.
Попросіть учнівство аргументувати власний вибір.

Завдання 4.1.

Визначте правильні твердження щодо використання дистанційного зондування Землі

Ні –  ДЗЗ не дозволяє безпосередньо рахувати окремих тварин у воді через оптичні обмеження супутників, особливо під поверхнею океану. Однак деякі великі ссавці (наприклад, кити) іноді можуть бути зафіксовані у відкритих водах — це радше виняток, ніж правило. A. ДЗЗ може безпосередньо вимірювати популяції більшості риб, китів, черепах, тюленів-монахів тощо.
Так – Супутники вимірюють температуру поверхні, кольоровість (фітопланктон), вітри, хвилі — це критично важливо для моніторингу океанів і прогнозування рибного промислу. B. Дані ДЗЗ можуть надавати інформацію про параметри океану, які впливають на морські ресурси:
течії, вітер, колір води, солоність, температуру тощо
Ні – Насправді ДЗЗ добре фіксує зміни лісового покриву (вирубки, пожежі, всихання), особливо в динаміці знімків у часі. Деякі сенсори навіть «заглядають» крізь крони.C. Супутники не можуть бачити зміни в лісах, бо дерева закривають більшість деталей рельєфу.
Так – нафта змінює відбивну здатність поверхні води, тож супутники здатні виявити ці плями на морі, особливо за допомогою радарів (SAR).D. Супутники можуть виявляти розливи нафти у морі та фіксувати поширення плям.
Так – Супутники використовували для моніторингу підтоплень, переміщення води, руйнувань інфраструктури.E. Після підриву Каховської ГЕС російськими військами супутникові знімки допомогли оцінити масштаби затоплення.
Так – Наприклад, FAO та NASA застосовують супутникові дані для аналізу посівів, вологи в ґрунті, площ обробки — це дозволяє робити ранні прогнози врожаю.F. Міжнародні організації використовують ДЗЗ для прогнозування врожаю в різних країнах світу.
Ні – Супутники можуть дуже швидко (іноді щодня) надсилати знімки. Це важливо під час повеней, землетрусів, пожеж — якраз для оцінки змін і реагування.G. ДЗЗ не фіксує швидкі зміни, тому не підходить для оцінки наслідків стихійних лих.
Завдання 4.2. Розгляньте схему та визначте правильні твердження:
  1. Спутник Landsat робить зображення у видимому діапазоні.
    Так –  Landsat має сенсори, які охоплюють видимий спектр (червоний, зелений, синій), а також інфрачервоний і тепловий. Це дозволяє отримувати багатоспектральні знімки.
  2. Завдяки використанню супутників, що працюють в ультрафіолетовому діапазоні можна вимірювати товщину шару льоду.
    Ні –  Ультрафіолетове випромінювання не проникає крізь лід. Для вимірювання товщини льоду використовують мікрохвильові або радарні супутники (наприклад, супутник з сенсором SMM/I).
  3. Хмарність у нічний час можна виміряти завдяки супутникам, що працюють в інфрачервоному діапазоні.
    Так – оскільки інфрачервоні сенсори фіксують теплове випромінювання.
Джерело: coastwatch.gitbook.io – перемалювати
5. Попрактикуймо самостійно:
Дружня порада вчителю

Тривалість до 15 хв.
Завдання створено на основі ідеї з з МАН. Робочий зошит з основ дистанційного зондування Землі. Частина 1. ст.8.

5.1. Дослідження свого міста/села за супутниковими знімками. / Знайомство з платформою Сopernicus Data Space Browser

Мета: навчитися знаходити супутникові знімки своєї місцевості на платформі Copernicus Data Space Browser з урахуванням якості даних.

Хід роботи:

  1. Перейдіть на сайт: https://browser.dataspace.copernicus.eu
  2. У полі пошуку введіть свій населений пункт (наприклад: Кременчук, Біла Церква, с. Іванівка тощо).
  3. Оберіть:
    1. Супутник: Sentinel-2
    2. Рівень обробки: L2A (із застосованою атмосферною корекцією)
    3. Хмарність: максимум 10% (налаштувати у фільтрах)
    4. Діапазон дат: останній місяць або за вибором (уточніть у вчителя)
  4. Перегляньте знімки та виберіть найякісніший.
  5. Зробіть знімки екрану (скріншот): в природних кольорах – True color; штучних кольорах – False color. 
  6. На знімках має бути видно:
    1. вашу школу
    2. житловий район.
    3. поле, ліс або річку поруч.
  7. Порівняйте зображення у природних (True color) і штучних кольорах (False color).
Яким кольором відображаєтьсяTrue colorFalse color
Рослинність
Забудова
Річка чи озеро
  1. Порівняйте знімок цього року з таким самим річної давності.
    Зробити знімок екрану та зазначте виявлені зміни
    (наприклад, зміни рослинності, забудови, вирубки лісу тощо.)
5.2. Дайте відповідь на запитання:
  • Що можна побачити на знімках?
    Чи відрізняється він від того, що ви очікували побачити?
  • Чи видно зміни у довкіллі — вирубку лісу, забудову, пожовклі поля, паводки?
  • Навіщо потрібна атмосферна корекція? Як це впливає на якість аналізу знімків?
  • Як такі дані можуть бути корисними фермерам, екологам, місцевій владі або навіть вам?
Рефлексія:
Дружня порада вчителю

Тривалість до 5 хв.

Дайте відповіді на запитання:

  • Що нового ви дізналися про супутники та їх можливості?
  • Як дистанційне зондування може бути корисним у вашому місті або для вас особисто?
  • Що вас здивувало під час перегляду супутникових знімків вашої місцевості?
  • Яке завдання було найцікавішим і чому?
У вільний від відпочинку час:
Дружня порада вчителю

Цей фільм цікавий з декількох причин по перше розкриває як створюються гугл-карти, а по друге показує унікальну природу Херсонщини.

Відео

Завантажити матеріал (PDF)
Завантажити матеріал (PDF)

Урок №193. Дистанційне зондування Землі. Частина 1

Очікувані результати навчання:

Мета уроку: ознайомити учнів з основами дистанційного зондування Землі (ДЗЗ), його практичним значенням для України та світу, навчити користуватись реальними супутниковими даними для аналізу змін у довкіллі.

Очікувані результати для учнівства:
  • розрізняє активне й пасивне ДЗЗ.
  • наводить приклади застосування супутникових знімків у повсякденному житті, екології, безпеці та агросекторі.
  • вміє знаходити та аналізувати супутникові знімки на платформі Copernicus Data Space Browser.
  • порівнює супутникові знімки за різні дати, виявляти зміни та формулювати висновки.
Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:

  • ЦСР 13. Захист планети
  • ЦСР 12. Відповідальне споживання

Ключові слова:  геоінформаційна система (ГІС), географічні координати.

План уроку:
  1. Повторення ГІС
  2. Функції Google Maps
  3. Створення власної карти в Google My Maps
  4. Рефлексія
1. Мотивація

“Уже майже 2 роки працює “народний супутник” ICEYE, на який українці та волонтер Сергій Притула зібрали у 2022-му. За цей час супутник зробив для ЗСУ 4173 знімки російських об’єктів.”

Знімок, зроблений за допомогою супутника ICEYE.
Facebook/Благодійний Фонд Сергія Притули

Юлія Кузьменко. “Народний супутник” ГУР за два роки зробив понад 4 тисячі знімків, – 
26 червня 2024

2. Повторення пройденого:

Що таке електромагнітний спектр?

3. Тобі може знадобитися:

Що таке дистанційне зондування Землі?

Відео

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) залежно від джерела сигналу поділяється на активне та пасивне. Прилади активного ДЗЗ (наприклад, радар, лідар) самі випромінюють світло або є джерелом сигналу. Завдяки цьому якість отриманих даних не залежить від атмосферного розсіювання чи часу доби. Натомість прилади пасивного ДЗЗ (наприклад, спектрометр, ріадометр) аналізують відбите сонячне світло від обʼєктів, відповідно для отримання якісних знімків необхідна певна кількість сонячного освітлення.

Джерело: earthdata.nasa.gov

Приклади використання дистанційного зондування Землі

Джерело: earth.jaxa.jp
4. Життєва ситуація:
Завдання 4.1.

Визначте правильні твердження щодо використання дистанційного зондування Землі

A. ДЗЗ може безпосередньо вимірювати популяції більшості риб, китів, черепах, тюленів-монахів тощо.
B. Дані ДЗЗ можуть надавати інформацію про параметри океану, які впливають на морські ресурси:
течії, вітер, колір води, солоність, температуру тощо
C. Супутники не можуть бачити зміни в лісах, бо дерева закривають більшість деталей рельєфу.
D. Супутники можуть виявляти розливи нафти у морі та фіксувати поширення плям.
E. Після підриву Каховської ГЕС російськими військами супутникові знімки допомогли оцінити масштаби затоплення.
F. Міжнародні організації використовують ДЗЗ для прогнозування врожаю в різних країнах світу.
G. ДЗЗ не фіксує швидкі зміни, тому не підходить для оцінки наслідків стихійних лих.
Завдання 4.2. Розгляньте схему та визначте правильні твердження:
  1. Спутник Landsat робить зображення у видимому діапазоні.
  2. Завдяки використанню супутників, що працюють в ультрафіолетовому діапазоні можна вимірювати товщину шару льоду.
  3. Хмарність у нічний час можна виміряти завдяки супутникам, що працюють в інфрачервоному діапазоні.
Джерело: coastwatch.gitbook.io – перемалювати
5. Попрактикуймо самостійно:
5.1. Дослідження свого міста/села за супутниковими знімками. / Знайомство з платформою Сopernicus Data Space Browser

Мета: навчитися знаходити супутникові знімки своєї місцевості на платформі Copernicus Data Space Browser з урахуванням якості даних.

Хід роботи:

  1. Перейдіть на сайт: https://browser.dataspace.copernicus.eu
  2. У полі пошуку введіть свій населений пункт (наприклад: Кременчук, Біла Церква, с. Іванівка тощо).
  3. Оберіть:
    1. Супутник: Sentinel-2
    2. Рівень обробки: L2A (із застосованою атмосферною корекцією)
    3. Хмарність: максимум 10% (налаштувати у фільтрах)
    4. Діапазон дат: останній місяць або за вибором (уточніть у вчителя)
  4. Перегляньте знімки та виберіть найякісніший.
  5. Зробіть знімки екрану (скріншот): в природних кольорах – True color; штучних кольорах – False color. 
  6. На знімках має бути видно:
    1. вашу школу
    2. житловий район.
    3. поле, ліс або річку поруч.
  7. Порівняйте зображення у природних (True color) і штучних кольорах (False color).
Яким кольором відображаєтьсяTrue colorFalse color
Рослинність
Забудова
Річка чи озеро
  1. Порівняйте знімок цього року з таким самим річної давності.
    Зробити знімок екрану та зазначте виявлені зміни
    (наприклад, зміни рослинності, забудови, вирубки лісу тощо.)
5.2. Дайте відповідь на запитання:
  • Що можна побачити на знімках?
    Чи відрізняється він від того, що ви очікували побачити?
  • Чи видно зміни у довкіллі — вирубку лісу, забудову, пожовклі поля, паводки?
  • Навіщо потрібна атмосферна корекція? Як це впливає на якість аналізу знімків?
  • Як такі дані можуть бути корисними фермерам, екологам, місцевій владі або навіть вам?
Рефлексія:

Дайте відповіді на запитання:

  • Що нового ви дізналися про супутники та їх можливості?
  • Як дистанційне зондування може бути корисним у вашому місті або для вас особисто?
  • Що вас здивувало під час перегляду супутникових знімків вашої місцевості?
  • Яке завдання було найцікавішим і чому?
У вільний від відпочинку час:

Відео

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе

Обкладинка коментарів до матеріалу
Наступний: матеріал 24 194. Дистанційне зондування Землі – 2 Попередній: матеріал 22 192. Геоінформаційні системи. Частина 2.

Твоя поточна позиція

23 матеріал

Тема 10 — матеріал 23 з 40

23 матеріал Ти тут