Hyperspektrálny pohľad na krajinu: Ústav geografie na workshope EARSeL v Helsinkách

Ako dokážeme odhaliť zloženie materiálov na Zemi z vesmíru? A ako možno overiť, že údaje zo satelitov sú dostatočne presné na výskum minerálov, pôd, vegetácie či environmentálnych zmien? Aj týmto otázkam sa venoval 14th EARSeL Workshop on Imaging Spectroscopy (2. – 6. jún 2026), na ktorom Ústav geografie Prírodovedeckej fakulty UPJŠ reprezentovali doc. Michal Gallay a Dr. Katarína Onačillová.

Podujatie, ktoré usporiadala Aalto University v Helsinkách, patrí medzi významné európske odborné stretnutia v oblasti zobrazovacej spektroskopie a hyperspektrálneho diaľkového prieskumu Zeme. Program bol zameraný na súčasné a pripravované hyperspektrálne misie, ako sú EnMAP, PRISMA, EMIT, CHIME a FLEX, ich kalibráciu a validáciu, atmosférické korekcie, prepájanie pozemných, UAV, leteckých a satelitných meraní, ako aj na aplikácie pri výskume vegetácie, pôd, vodných ekosystémov, miest, biodiverzity a klimatických procesov.

Ústav geografie bol na konferencii zastúpený dvoma posterovými príspevkami (Gallay et al. 2026, Musacchio et al. 2026), ktoré prezentovali výsledky spoločného výskumu UPJŠ, Talianskeho geofyzikálneho a vulkanologického inštitútu v Ríme (INGV), Univerzity v Cagliari, Univerzity Sapienza v Ríme a košickej firmy Photomap, s. r. o. Výskum sa zameriava na periodicky vysychajúce slané jazero Sal ’e Porcus na polostrove Sinis v západnej Sardínii, ktoré skúmame ako potenciálnu prírodnú referenčnú lokalitu pre kalibráciu a validáciu hyperspektrálnych satelitných dát.

Lokalita je výnimočná rozsiahlym sezónne odkrytým salinným povrchom, nízkou vegetačnou pokrývkou a vhodnými podmienkami na viacmierkové spektrálne porovnávanie. V prezentovanom výskume sme prepájali pozemnú spektrometriu, UAV hyperspektrálne snímkovanie a satelitné dáta misií PRISMA a EnMAP. Výsledky ukázali vysokú zhodu medzi pozemnými, UAV a satelitnými spektrálnymi meraniami vo viditeľnej a blízkej infračervenej oblasti, čo potvrdzuje potenciál lokality Sal ’e Porcus pre kalibračno-validačné aktivity súčasných aj pripravovaných hyperspektrálnych misií.

Význam takéhoto výskumu spočíva v tom, že nové hyperspektrálne satelity poskytujú veľmi podrobné spektrálne informácie o zemskom povrchu, no ich praktické využitie závisí od presnej kalibrácie a validácie. Prírodné referenčné lokality so známymi spektrálnymi a minerálnymi vlastnosťami umožňujú overovať kvalitu satelitných dát, porovnávať údaje z rôznych senzorov a podporiť ich využitie pri mapovaní minerálov, pôdnych vlastností a environmentálnych zmien.

Súčasťou výskumu bol aj viacprístrojový prístup k charakterizácii povrchu. Zahŕňal laboratórnu a terénnu spektroskopiu vo VSWIR a TIR oblasti, röntgenovú difrakčnú analýzu, letecké termálne hyperspektrálne dáta HyTES, UAV hyperspektrálne dáta a lidar. Tieto merania umožnili identifikovať dominantné minerálne fázy, najmä halit a sadrovec, a posúdiť geochemickú a geopriestorovú homogenitu povrchu z hľadiska jeho využitia ako referenčnej lokality pre pozorovanie Zeme.

Súčasťou podujatia boli aj odborné tutoriály zamerané na prácu s nástrojom ISOFIT a s dátami misie FLEX. ISOFIT slúži na pokročilé spracovanie hyperspektrálnych údajov a fyzikálne založenú inverziu spektrálnych meraní. Tutorial k dátam FLEX bol venovaný pripravovanej európskej misii zameranej na meranie fluorescencie chlorofylu, ktorá umožní lepšie porozumieť fotosyntetickej aktivite vegetácie a jej reakcii na stresové faktory.

Účasť na konferencii priniesla aktuálny prehľad o smerovaní európskeho a svetového výskumu v oblasti hyperspektrálneho diaľkového prieskumu Zeme. Program ukázal, že táto oblasť sa rýchlo posúva od experimentálnych dát k širšiemu operačnému využívaniu satelitných misií, ako sú EnMAP, PRISMA a EMIT, a k príprave novej generácie systémov, najmä CHIME, FLEX, TRUTHS a komerčných hyperspektrálnych konštelácií. Výrazným trendom sú aj rozsiahle terénne a letecké kampane, napríklad ESA CaRMA v Bavorsku pripravovaná v kontexte misie CHIME a kampaň ROCX 2025, zameraná na viacmierkové hyperspektrálne pozorovania prírodného prostredia pri jazere Ontário v USA. Tieto aktivity zdôrazňujú význam kvalitných referenčných lokalít, prepájania pozemných, UAV, leteckých a satelitných meraní a systematickej kalibrácie a validácie dát. Konferencia zároveň umožnila konfrontovať naše výsledky s medzinárodnou komunitou a otvorila nové možnosti spolupráce v oblasti satelitných dát, UAV hyperspektrálneho snímkovania a environmentálnych aplikácií.

Pre Ústav geografie je táto oblasť strategicky dôležitá, pretože prepája fyzickú geografiu, geoinformatiku, diaľkový prieskum Zeme, environmentálne monitorovanie a moderné dátové metódy. Účasť na workshope zároveň potvrdzuje, že výskum realizovaný na našom pracovisku je súčasťou aktuálnych medzinárodných trendov v oblasti geoinformatiky a pozorovania Zeme.

Prezentované príspevky:

Gallay, M., Kaňuk, J., Šašak, J., Onačillová, K., Dávidová, P., Melis, M. T., Musacchio, M., Casu, M., Nobile, I., Collu, C., & Nieddu, C. (2026). Linking UAV and Spaceborne Imaging Spectroscopy for Multi-scale Calibration and Validation of a Mediterranean Saline Surface. 14th EARSeL Workshop on Imaging Spectroscopy, Helsinki, 2–4 June 2026.

Musacchio, M., Silvestri, M., Rabuffi, F., Casu, M., Nobile, I., Melis, M. T., Solinas, M., Gallay, M., Šašak, J., Onačillová, K., & Dávidová, P. (2026). Facing Cal/Val and Surface Classification by Using Multi Instrument Approach. 14th EARSeL Workshop on Imaging Spectroscopy, Helsinki, 2–4 June 2026.