Ανίχνευση υγρασίας που προκαλεί περιβαλλοντικές αλλαγές στους υδροβιότοπους της Μεσογείου μέσω της Tηλεπισκόπησης
Από RemoteSensing Wiki
"Ανίχνευση υγρασίας που προκαλεί περιβαλλοντικές αλλαγές στους υδροβιότοπους της Μεσογείου μέσω της Tηλεπισκόπησης"
Οι υδροβιότοποι διεθνώς έχουν υπολογιστεί ότι κατέχουν το 6.2-7.6 της εκατό της χερσαίας επιφάνειας της γης. Το σχετικά μικρό ποσοστό τους υπογραμμίζει την μεγάλη του σημασία των υδροβιότοπων στην διατήρηση της άγριας ζωής και στη διατήρηση της τροφικής αλυσίδας.
Τα χαρακτηριστικά ενός υδροβιότοπου είναι η μόνιμη ή εποχιακή παρουσία νερού. Ένας υδροβιότοπος σε μία περιοχή παρέχει σημαντικές ποσότητες νερού στους κατοίκους, υποστηρίζει την αλιεία και την γεωργία , είναι πηγή ενέργειας, μεταφορικός δρόμος και δίνει προοπτικές στον τουρισμό. Αν όμως δεν τον διαχειριστούν κατάλληλα καταστρέφεται το οικοσύστημα του. Η κακή διαχείριση μπορεί να οφείλετε σε κοινωνικούς και οικονομικούς παράγοντες όπως είναι η ποσότητα του νερού που θα χρησιμοποιηθεί στη γεωργία, όπου το πρόβλημα οξύνεται όταν η περιοχή υποφέρει από ξηρασία.
Η χρήση δορυφορικών πολυφασματικών εικόνων που παρατηρεί την εποχιακή εξέλεγξη της βλάστησης και των κορεσμένων από νερό περιοχών μπορεί να είναι χρήσιμη για να αξιολογηθούν οι επιπτώσεις μιας αρδευτικής τάφρου στο οικοσύστημα του υδροβιότοπου. Η χαρτογράφηση των υδροβιότοπων είναι πολύ δύσκολη γιατί δεν είναι τελείως γνωστά που βρίσκονται αλλά και αλλάζουν μορφή ανάλογα με την εποχή. Συνήθως οι μελέτες στους υδροβιότοπους γίνεται με επίγειους ελέγχους ή με αεροφωτογραφίες. Η τηλεπισκόπηση σε έναν υδροβιότοπο είναι πολύπλοκη λόγο της μεγάλης ετερογένειας της περιοχής, απαρτίζεται από πολλά είδη φυτών που δεν μπορούν να ταξινομηθούν με των παραδοσιακό τρόπο ταξινομήσεως. Το πρόβλημα με τα μη ομογενή (mixed) εικονοστοιχεία υπερπηδάτε από την φασματική μεικτή ανάλυση (spectral mixture analysis). Αυτή η ανάλυση επιτρέπει την ανίχνευση υπο-εικονοστοιχείων πάνω στις επιφάνειες. Ένα απλό μοντέλο γραμμικής ανάλυσης με τρία στοιχεία όπως βλάστηση, έδαφος, υπεδάφους (SVD) μπορεί να αναλύσει ικανοποιητικά ένα μικτό εικονοστοιχείο.
Για την συγκεκριμένη για την μελέτη στον υδροβιότοπο του Εθνικού Πάρκου “el hondo” χρησιμοποιήθηκα ν δυο πολυφασματικές εικόνες από δορυφόρο Landsat από δύο διαφορετικές υδρολογικές χρονιές. Η εικόνα τις πρώτης χρονιάς πάρθηκε από τον αισθητήρα ETM+ του δορυφόρου Landsat 7, και η δεύτερη εικόνα πάρθηκε από τον αισθητήρα TM του δορυφόρου Landsat 5. και οι δύο εικόνες διαλέχτηκαν από λόγο ποιότητας (λιγότερα σύννεφα, όχι ραδιομετρική δυσλειτουργία). Η εποχή λήψης ήταν τέλος άνοιξης με αρχές καλοκαιριού επειδή τότε είναι ποιο έντονες οι απαιτήσεις σε άρδευση της περιοχής.
Στις εικόνες έγιναν κάποιες προ-επεξεργασίες για να μπορούν οι δυο εικόνες να είναι συγκρίσιμες. Έγινε, δηλαδή, χωρική γεωαναφορά των δύο εικόνων στο ίδιο σύστημα συντεταγμένων. Για να γίνει αυτό χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από ψηφιακή χαρτογράφηση και ορθοφωτογραφίας. Πρώτα διορθώθηκε η εικόνα από τον Landsat 5 χρησιμοποιώντας το GCPs που αναγνωρίστηκε σε μια ορθοφωτογραφία και σε ένα χαρτογραφικό χάρτη. Η εικότα του Landsat 7 διορθώθηκε με βάση την εικόνα του Landsat 5. Ακολούθησε μια προ-επεξεργασίες για να γίνει ατμοσφαιρική διόρθωση στις δύο εικόνες που περιελάμβανε τον υπολογισμό των ατμοσφαιρικών χαρακτηριστικών την ώρα της λήψης.
Μετά έγινε ταξινόμηση με τα γραμμικά φασματικά μοντέλα (LSU). Αυτή η μέθοδος βασίζεται σε διάφορες υποθέσεις : 1. Η ακτινοβολία που καταγράφεται από τον αισθητήρα για το κάθε εικονοστοιχείο είναι περιορίζεται από το οπτικό πεδίο του αισθητήρα (IFOV) και αποδέχεται ότι δεν υπάρχει επιρροή από την αντανακλώμενη ακτινοβολία των γειτονικών εικονοστοιχείων 2. η συνολική παγκόσμια ακτινοβολία είναι ανάλογη με την επιφάνεια που καταλαμβάνει κάθε χρήση γης 3. spectrally pure endmembers ισχύουν για το σύνολο της περιοχής μελέτης
Τα αποτελέσματα του LSUγια το έδαφος, το νερό και την βλάστηση, μετατράπηκαν σε χάρτη χρήσεων γης. Κάθε εικονοστοιχείο χαρακτηρίστηκε με μία κατηγορία των χρήσεων γης.
Μετά έγινε τυχαία στρωματοποιημένη δειγματοληψία εικονοστοιχείων για να εκτιμηθούν τα αποτελέσματα από την φασματική ανάλυση. Συνολικά πάρθηκαν 860 δείγματα από το πάρκο και την τριγύρω περιοχή. Το σημείο που πάρθηκαν τα δείγματα ήταν το ίδιο και για τις δύο εικόνες. Οι τιμές μετά αναλύθηκαν στατιστικά από το ANOVA.
Τα αποτελέσματα της φασματικής ανάλυσης φαίνονται στην Εικόνα 1. Οι ποιο δραματικές αλλαγές που εντοπίστηκαν είναι η ξήρανση μίας δεξαμενής νερού μέσα στο Εθνικό Πάρκο την δεύτερη χρονιά. Αυτή η αλλαγή φαίνεται με την αύξηση του εδάφους σε εκείνη την έκταση( η περιοχή είναι πιο φωτεινή). Σε σύγκριση με την εικόνα της πρώτης χρονιάς. Είναι φανερό, η στάθμη του νερού μειώθηκε δραματικά την δεύτερη χρονιά αφού υπάρχουν παρουσιάζονται έντονα μαύρα εικονοστοιχεία. Στη βλάστηση δεν φαίνονται σημαντικές αλλαγές.
Η ανάλυση που έγινε στην χωρική κατανομή και κατάστασης της βλάστησης και του εδάφους μέσα και έξω από το πάρκο υποδηλώνει ότι το νερό κυρίως χρησιμοποιείται για άρδευση εις βάρος του υδροβιότοπου. Σε περιπτώσεις ξηρασίας, οι απαιτήσεις για αρδευόμενο νερό αυξάνονται δραματικά.
Τέλος έγιναν χάρτες χρήσεων γης για τις δύο χρονιές Εικόνα 2. Η μεγαλύτερη αλλαγή έγινε μέσα στη δεξαμενή του πάρκου. Είχαμε μια σημαντική αύξηση του εδάφους κατά +123.8% μέσα στο Εθνικό Πάρκο που συνοδεύετε με μια αύξηση της βλάστησης κατά +97.5% έξω από το πάρκο. Αυτό δείχνει ότι οι αρδευόμενες γεωργικές εκτάσεις έξω από το Πάρκο δεν επηρεάστηκαν από την ξηρασία της περιόδου, αν και μεγάλωσαν σε έκταση οι γεωργικές εκτάσεις. Η προστατευόμενη περιοχή μέσα στο πάρκο υπέστη σοβαρή αλλοίωση.
ΠΗΓΗ: Ignacio Melendez-Pastor , Jose Navarro-Pedren˜, Ignacio Go΄mez, Magaly Koch.2010. Detecting drought induced environmental changes in a Mediterranean wetland by remote sensing,Applied Geography 30 σελ 254-262
