Bezdrátové senzorové sítě - nová technologie získání podkladů studia klimatu města? Vendula Hejlová Katedra geoinformatiky UP Olomouc

Bezdrátová senzorová síť Wireless Sensor Network (WSN) nová technologie sběru dat skládá se z: – malých přístrojů, které jsou vybaveny vysílačem a přijímačem (uzly), a senzorů, – sběrného bodu (brány), – serverové komponenty (úložiště, aplikace..)

Bezdrátová senzorová síť přenos dat v bezdrátové senzorové síti je uskutečňován na podkladě rádiového vlnění, ovlivněn mnoha faktory schéma přenosu dat je vyjádřeno topologií bezdrátové senzorové sítě – stromová a mesh nejvyužívanější

Využití bezdrátové senzorové sítě

Klima města jednou z nejdůležitějších komponent městského prostředí, má vliv na vývoj města, spokojenost a zdraví obyvatel i na územní plánování ve městě hlavními faktory, které se podílejí na tvorbě městského klimatu, jsou – charakter aktivního povrchu, – znečištění atmosféry, – produkce odpadního tepla 75 % obyvatel Evropy žije ve městech, do roku 2020 jich bude sídlit ve městech až 80 %

Klima města v současné době jsou v rámci klimatu města nejčastěji studovány dva jevy – teplotní ostrovy města (UHI) a „Urban CO 2 Dome“ data získávána pomocí kontaktních nebo bezkontaktních metod

Sledování městského tepelného ostrova Hong Kong (Nichol a Hang, 2012) – kombinace bezkontaktních i kontaktních metod monitoringu – centrum města, okraj města, přilehlé vesnice – snímky z družice ASTER z letního období, termální pásmo – staniční měření teplot – porovnání teplot odvozených ze snímků, ze staničního měření a dalších pozemních měření léto ve 22:40 léto ve 22:42

Sledování městského tepelného ostrova Krakow (Anita Bokwa, 2015) – konkávní forma reliéfu města – bylo počítáno reliéfem modifikované UHI – bylo měřeno na 21 místech v urbánní i rurální oblasti, 5 minutový interval

Sledování městského tepelného ostrova další podklady pro studium teplotního ostrova města spočívají ve sbírání fenologických dat, analýze existujících dat, jejich porovnání s historickými daty, v terénním průzkumu území atd. k predikci rozložení teploty využívány modely jako ENVI-met a HIRVAC-2D, WFR, METRAS výsledky slouží k návrhu „ideálního“ uspořádání funkčních ploch ve městě

Sledování městského tepelného ostrova v ČR sledován v rámci evropského projektu UHI (UHI, 2015) studium UHI v Praze bylo provedeno ve studiích Lorencové et al. (staniční měření) (2014). kromě hlavního města bylo UHI sledováno i v dalších českých městech - Brně (družicové snímky) (Dobrovolný, 2013) nebo Vsetíně (teploměrné jízdy, staniční měření) (Navrátil, 2010)

Sledování „Urban CO 2 Dome“ spočívá ve sledování toků CO 2 v městské zástavbě prvně provedeno ve Phoenixu (Idso, 2001), následovaly další studie v tomto městě měřeno 2x denně pomocí plynových analyzátorů umístěných na střeše auta ve výšce 2 metry nad zemským povrchem v centru města se vyskytují hodnoty CO 2 až o 75 % vyšší než v příměstských oblastech v následujících studiích využíváno staničního měření

Jak se sleduje v ČR? sledováním klimatu České republiky se zabývá Český hydrometeorologický ústav, který provozuje síť meteorologických (38 z toho 6 pod správou Armády ČR) a klimatologických stanic (179) kromě sledování základních meteorologických prvků jsou ČHMÚ pozorovány i vzdušné polutanty v síti imisních stanic vzdušné polutanty jsou sledovány i sítí stanic provozovaných zdravotními ústavy ve vybraných městech

Bezdrátová senzorová síť v Olomouci vytipovány dvě lokality monitoringu, jedna v centru města a druhá na jeho jihovýchodním okraji

Rovnoměrné rozmístění uzlů v zájmových lokalitách Olomouc - Holice rozloha zájmové oblasti: 0,13 km 2

Rovnoměrné rozmístění uzlů v zájmové lokalitě centrum Olomouce rozloha zájmové oblasti: 0,53 km 2

Rozmístění uzlů v terénu

Bezdrátová senzorová síť vs staniční měření + měření s vyšší hustotou + vyšší interval měření + real time monitoring + méně nákladná technologie sběru dat + umístění v hůře dostupných oblastech − nižší přesnost naměřených dat − krátká vzdálenost přenosu dat − nízká životnost baterie − spolehlivost přenosu dat − existence referenčních dat

Děkuji za pozornost

Reference BOKWA, A. a kol. (2015). Influence of diversified relief on the urban heat island in the city of Kraków, Poland. Theoretical and Applied Climatology, vol. 7. DOBROVOLNÝ, P. (2013). The surface urban heat island in the city of Brno (Czech Republic) derived from land surface temperatures and selected reasons for its spatial variability. Theoretical and Applied Climatology. vol. 112, p ISSN X IDSO, C., D., et al. (2001). An intensive two-week study of an urban CO2 dome in Phoenix, Arizona, USA. Atmospheric Environment. vol. 35, s LORENCOVÁ, E. et al., Exploring adaptation pathways: Case of Prague urban heatisland[online]. Dostupné z: %281%29.pdf Městské klima (2012). Městské klima: městské a příměstské klima Olomouce a okolí [online]. Dostupné z: NAVRÁTIL, B. (2010). Teplotní ostrov ve Vsetíně [online]. Dostupné z: vsetin.cz/view.php?cisloclanku= NICHOL, J., E., HANG, T., P. (2012). Temporal characteristics of thermal satellite images for urban heat stress and heat island mapping. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. vol. 74, s SKALÁK, P., ŽÁK, N., ZAHRADNÍČEK, P., HELMAN, K., (2015). Příspěvek projektu UHI k poznání klimatu Prahy. Meteorologické Zprávy, roč. 68, č. 1, s. 18–23, ISSN UHI (2015). Zaměření projektu [online]. Praha. Dostupné z: uhi.eu/cz/zamereniprojektu/adaptation.eu/sites/default/files/UHI_adaptation%20pathways_CzechGlobe%20%281%29.pdf.