Διαφορές εμφανίσιμές στον θεματικό χαρτογράφο του δορυφόρου Landsat (Landsat TM)
Από RemoteSensing Wiki
Διαφορές εμφανίσιμες στον θεματικό χαρτογράφο του δορυφόρου Landsat (Landsat TM), που προέρχονται από τη ροή λάβας θερμικών δομών κατά την διάρκεια πλευρικής και κορυφικής έκρηξης ηφαιστείου στο όρος Αίτνα.
Lombardo V, Buongniorno M.F., Pieri D, Merucci L., Differences in Landsat TM derived from thermal structures during summit and flank eruption at Mount Etna, Journal of Volcanology and Geothermal Research 134 (2004) 15-34.[3]
Στόχος εφαρμογής – αντικείμενο
Η ταυτόχρονη λύση της εξίσωσης Planck[4] ( Η λεγόμενη Dual Band τεχνική) μεταξύ 2 καναλιών του θεματικού χαρτογράφου Landsat (Thermatic Mapper) που ανιχνεύουν ακτινοβολία στο εγγύς υπέρυθρο, επιτρέπει την εκτίμηση της κλασματικής περιοχής από το πιο θερμό μέρος μιας ενεργής ροής λάβας καθώς και την θερμοκρασία του λιγότερου θερμού φλοιού (Crust). Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης είναι η εφαρμογή της μεθόδου «διπλών καναλιών» (dual-band) σε μια χρονική σειρά εκρήξεων του Βουνού Αίτνας.
Περιοχή Μελέτης
Το ενεργό ηφαίστειο Αίτνα βρίσκεται στις ανατολικές ακτές της Σικελίας, κοντά στην Μεσίνα και την Κατάνια, και είναι το μεγαλύτερο και υψηλότερο ενεργό ηφαίστει στην Ευρώπη. Έχει ύψος 3.350 μέτρα και καλύπτει έκταση 1190 τετραγωνικών χιλιομέτρων με περιφέρεια βάσης 140 χιλιόμετρα.
Συλλογή Δεδομένων
Τα δεδομένα για την παρακολούθηση και την εκτίμηση των θερμικών διαφορών που οφείλονται από την ροή λάβας κατά τη διάρκεια εκρήξεων, προήλθαν από 12 ψηφιακές εικόνες Landsat TM. Οι δορυφορικές απεικονίσεις επιλέχθηκαν με το κριτήριο να καλύπτουν όσο το δυνατόν πληρέστερα την ηφαιστειακή δραστηριότητα του όρους Αίτνας, της νότιας Ιταλίας κατά την περίοδο 1984-1994.
Μεθοδολογία της Τεχνικής «Dual Band»
Η dual-band μέθοδος απαιτεί δυο κανάλια που ανιχνεύουν ακτινοβολία στο εγγύς υπέρυθρο (SMR), σε διαφορετικά μήκη κύματος, για να διαμορφωθεί ένα σύστημα δυο εξισώσεων από την ταυτόχρονη επίλυση της εξίσωσης Planck, για κάθε κανάλι. Η λύση αυτών των ταυτόχρονών εξισώσεων επιτρέπει τον υπολογισμό της κάλυψης των εικονοστοιχείων και της θερμοκρασίας του φλοιού καθώς και των πιο θερμών συστατικών. Εφαρμόζουμε αυτό το μοντέλο δυο συνιστωσών με τη χρησιμοποίηση των καναλιών TM5(1.55-1.75μm) και την TM&(2.08-2.35μm) για την επίλυση ενός συστήματος με ταυτόχρονές εξισώσεις:
Rad 5= Fh*(Rh5)+(1-Fh)*Rc5
Rad 7=FH*(Rh7)+(1-Fb)*Rc7
Όπου Rad5 και Rad 7 είναι η συνολική ακτινοβολία που ανιχνεύτηκε από τον δέκτη των καναλιών ΤΜ 5 και ΤΜ 7, Rhx είναι η ακτινοβολία της συνιστώσας της θερμής ρωγμής στο κανάλι x ( όπου x=5ή 7 στην περίπτωσή μας), Rcx είναι η ακτινοβολία της συνιστώσας του λιγότερου θερμού φλοιού στο κανάλι x και Fh είναι η κλασματική οριογραμμή των εικονοστοιχείων με την μέγιστη θερμοκρασίας Th. Γίνεται επίλυση των εξισώσεων για διάφορες συνθήκες Th και Fh, και στην συνέχεια υπολογίζονται οι σχέσεις μεταξύ Rad 5,Rad 7 και Th, οι οποίες όταν εφαρμοστού στις 12 ψηφιακές εικόνες σαν φίλτρο (βλέπε εικόνα 1), οδηγούν στον προσδιορισμό της κατανομής του Fh σε κάθε εικόνα. Προσδιορίζοντας την κατανομή της >Fh για κάθε τόπο έκρηξης παρατηρούνται σημαντικές μεταβολές στην κατανομή ανάλογα με τον τύπο της έκρηξης (κορυφική ή πλευρική). Για παράδειγμα στην περίπτωση κορυφικών εκρήξεων ή κατανομή Fh προσεγγίζει πολύ την κατανομή Gauss[5]. Επιπλέον η κατανομή Fh για κάθε τύπο έκρηξης, παρουσιάζει έντονη συσχέτιση με την κλίση του εδάφους στην περιοχή μελέτης. Για παράδειγμα εκτεταμένη ρηγματωμένη περιοχή εμφανίζεται σε μεγάλες κλίσεις εδάφους (βλέπε εικόνα 2)
Συμπεράσματα
Με την μέθοδο Dual Band φασματική ανάλυσης σε εικόνες Landsat TM από ροές λάβας στο ηφαίστειο της Αίτνας, προσδιορίστηκε η κατανομή Fh σε κάθε απεικόνιση της μέσω της οποίας είναι δυνατός ο προσδιορισμός του τύπου των εκρήξεων. Επίσης μέσω μιας τέτοιας τεχνικής μπορεί να προσδιοριστεί το πόσο επηρεάζουν την κατανομή της Fh παράγοντες, όπου η κλίση του εδάφους, και άλλοι που σχεδιάζεται να εξεταστούν στο μέλλον.
