ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο) Μάρη Λευκοθέα

Από RemoteSensing Wiki

Η χρήση δορυφορικών εικόνων στην μελέτη κατολισθήσεων ορεινών περιοχών

Αντικείμενο εφαρμογής

Αντικείμενο της εφαρμογής είναι η αναγνώριση πιθανών κατολισθήσεων σε ορεινές περιοχές και συγκεκριμένα στην περιοχή του Nepal και Bhutan.

Στόχος της εφαρμογής

Στόχος της εφαρμογής είναι η σύγκριση των αποτελεσμάτων στην αναγνώριση κατολισθήσεων από τους δορυφόρους Landsat ETM+ και IKONOS. Για τον σκοπό αυτό εξετάστηκαν έξι περιοχές. Το παρόν άρθρο επικεντρώνεται στην περιοχή ArghaKhanchi στο Nepal έκτασης 340 Km² η οποία παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

Εικόνα 1: Χάρτης από την εξεταζόμενη περιοχή ArghaKhanchi στο Nepal

Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων

Χρησιμοποιήθηκε ο δορυφόρος Landsat ETM+ και IKONOS. Επιπλέον χρησιμοποιήθηκαν τοπογραφικοί χάρτες σε κλίμακα 1:25000.

Είδη δορυφόρων, δεκτών και καναλιών

Χρησιμοποιήθηκε δορυφορική εικόνα του δορυφόρου Landsat 7ETM+ που της οποίας η λήψη έγινε στις 13 Δεκεμβρίου 2000 και η περιγραφή της παρουσιάζεται στον Πίνακα 1. Η εικόνα του IKONOS αποτελείται από δύο γειτονικές εικόνες με ημερομηνίες λήψης 24 Ιανουαρίου 2000 για την πρώτη και 19 Οκτωβρίου για την δεύτερη. Οι εικόνες αυτές συντέθηκαν σε μία. Η περιγραφή της εικόνας παρουσιάζεται στον Πίνακα2.

Πίνακας 1: Μεταδεδομένα Landsat 7ETM+

Πίνακας 2: Μεταδεδομένα IKONOS

Χρησιμότητα των δεκτών/καναλιών

Η εικόνα του Landsat 7ETM+ ήταν καλής ποιότητας χωρίς νέφωση και παραμόρφωση. Οι εικόνες του IKONOS λόγω του ότι ελήφθησαν αργά το απόγευμα παρουσίασαν σκίαση στις βορειοανατολικές πλαγιές, όμως η σκίαση στις βόρειες, δυτικές, νότιες και νοτιοανατολικές πλαγές λειτούργησε για την ανάδειξη της μορφολογίας του εδάφους.

Προεπεξεργασίες

Πραγματοποιήθηκε τετραγωνική πολυωνιμική διόρθωση και στις δύο εικόνες.

Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα

1) Εικόνες Landsat 7ETM+

Η πιο αποτελεσματική τεχνική για την επεξεργασία εικόνων του Landsat αποδείχθηκε να είναι το ψευδέγχρωμο σύνθετο RGB 457. Το φίλτρο Kernel χρησιμοποιήθηκε για να αυξηθεί η αντίθεση. Αποτέλεσμα επίσης προέκυψε από την χρήση του ψευδέγχρωμου σύνθετου RGB 542 στο οποίο εφαρμόστηκε το φίλτρο Kernel και αυξήθηκε η αντίθεση σε κάθε κανάλι. Εξετάστηκε ακόμη η ανάλυση κυρίας συνιστώσας (PCA) χρησιμοποιώντας το ψευδέγχρωμο σύνθετο RGB 123, η οποία αποδείχθηκε χρήσιμη για την αναγνώριση μικρών κατολισθήσεων. Επιπλέον εφαρμόστηκε και ο λόγος Abrarns ο οποίος φάνηκε να είναι χρήσιμος. Μετά την εφαρμογή όλων των παραπάνω 67 κατολισθήσεις αναγνωρίστηκαν σε σύνολο 388.Οι λόγοι που οδήγησαν σε αυτό το αποτέλεσμα είναι οι εξής:

• Οι κατολισθήσεις στις σκιασμένες περιοχές δεν μπορούσαν να ταξινομηθούν.
• Η χωρική ανάλυση του Landsat 7ETM+ είναι σχετικά μικρή για να επιτρέψει την ανίχνευση μικρών κατολισθήσεων.
• Η φασματική ανάλυση δεν είναι αρκετή για να παράγει ψευδέγχρωμα σύνθετα με υψηλή ποιότητα εικόνας.

Παρόλα αυτά τα αποτελέσματα για τις μεγάλες κατολισθήσεις ήταν καλύτερα από την επιτόπια χαρτογράφηση.

2) Εικόνες IKONOS

Λόγω του μεγάλου κόστους αποκτήθηκε πανγχρωματική εικόνα ανάλυσης 1m, εκτυπώθηκε σε κλίμακα 1:5000 και 1:10000 και φωτοερμηνεύτηκε σαν αεροφωτογραφία. Αναγνωρίστηκαν συνολικά 74 κατολισθήσεις παρά το γεγονός ότι η εικόνα κάλυπτε το 50% της εξεταζόμενης περιοχής έτσι αποδεικνύεται η αποτελεσματικότητα της υψηλότερης ανάλυσης και αναδεικνύονται οι προοπτικές.

Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων

Ο δορυφόρος Landsat 7ETM+ προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα στην χαρτογράφηση κατολισθήσεων στις ορεινές περιοχές. Η χρήση ψευδέγχρωμων σύνθετων και συγκεκριμένα ο συνδυασμός των RGB 457 και RGB 542, PCA RGB 123 ανέδειξαν τις κατολισθήσεις ικανοποιητικά. Παρόλα αυτά μόνο το 25% των κατολισθήσεων αναγνωρίστηκαν καθώς περιοριστικό παράγοντα αποτελεί η χωρική ανάλυση. Τα αποτελέσματα του IKONOS είναι πολλά υποσχόμενα. Η χωρική ανάλυση του 1m επιτρέπει την αναγνώριση ακόμα και μικρών κατολισθήσεων. Προς το παρών η πολυφασματική ικανότητα φαίνεται να παρέχει μικρό πλεονέκτημα σε σχέση με τους περιορισμούς της φασματικής ανάλυσης. Τέλος, ο μεγαλύτερος περιορισμός είναι το μεγάλο κόστος απόκτησης των εικόνων το οποίο και αποτρέπει την ευρεία διάδοση τους στις λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες.

Αρχικό κείμενο: David N. PETLEY Lecturer, Department of Geography University of Durham, William D.O. CRICK, Andrew B. HART Engineering Geologists