ΕΞΑΓΩΓΗ ΠΟΣΟΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΗΣ ΟΞΙΝΗΣ ΑΠΟΞΗΡΑΝΣΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΥΠΕΡΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΕΞΑΓΩΓΗ ΠΟΣΟΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΗΣ ΟΞΙΝΗΣ ΑΠΟΞΗΡΑΝΣΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΥΠΕΡΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

2. Στόχος εφαρμογής: Στόχος της εφαρμογής είναι η αξιολόγηση της επιτυχίας των διαδικασιών που γίνονται για αποκατάσταση του περιβάλλοντος των ορυχείων. Επίσης δίνεται η δυνατότητα χαρτογράφησης των περιοχών που απαιτούν περισσότερη προσοχή και αξιολόγησης των προοπτικών που έχει μία περιοχή να επηρεαστεί από την όξινη αποξήρανση.

3. Δέκτες και κανάλια που χρησιμοποιήθηκαν: Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από το δορυφόρο HyMap4. Τα δεδομένα από τα 128 κανάλια του HyMap4 έχουν διακριτική ικανότητα 5 m. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν τρία πρόσθετα πακέτα δεδομένων τα επόμενα 3 χρόνια κατά την ίδια περίπου εποχή του χρόνου αλλά με διακριτική ικανότητα 3.5 m.

4. Χρησιμότητα δορυφόρων: Τα δορυφορικά δεδομένα περιλαμβάνουν χαμηλού κόστους, ακριβείς και χωρικά περιγραφικές μεθόδους για την εκτίμηση του μεγέθους κατά το οποίο επηρεάζεται η περιοχή από την όξινη αποξήρανση καθώς και για την αποτελεσματικότητα των μεθόδων αναχαίτισής.

5. Προεπεξεργασίες: Στα υπερφασματικά δεδομένα έγινε ατμοσφαιρική διόρθωση, καλιμπράρισμα, cross-calibration και εφαρμόστηκαν συναρτήσεις κατανομής της ανακλαστικότητας δύο διευθύνσεων (Bi-directional Reflectance Distribution Functions). Η ατμοσφαιρική διόρθωση έγινε με το λογισμικό Atmospheric Correction Now (ACORN). Στη συνέχεια ακολούθησε η φασματική επαναδειγματοληψία (resampling) έτσι ώστε τα δεδομένα που λήφθηκαν τις 4 διαφορετικές ημερομηνίες να είναι συγκρίσιμα μεταξύ τους. Μετά τη φασματική επαναδειγματοληψία ακολούθησε η κανονικοποίηση (normalisation) του κάθε εικονοστοιχείου με βάση τη μέση τιμή ανακλαστικότητάς του σε όλα τα μήκη κύματος. Η διαδικασία αυτή ήταν απαραίτητη για την απαλοιφή των διαφορών που εμφανίζονταν στις επικαλύψεις (overlaps) μεταξύ γειτονικών γραμμών πτήσης.

6. Χρήση επιπρόσθετων δεδομένων: Απαραίτητα γι’ αυτήν την εφαρμογή ήταν τα εργαστηριακά δεδομένα από τον τομέα της φυσικοχημείας (ορυκτολογία, οξύτητα κ.α.) και τα δείγματα από το πεδίο. Τα δεδομένα αυτά συνδέθηκαν με τα φασματικά με χρήση ASD-Field Spec στο τμήμα 350-2500 nm και PIMA-SP για υψηλότερη διακριτική ικανότητα στο τμήμα 1300-2500 nm SWIR. Τα αποτελέσματα της έρευνας του εργαστηρίου έδειξαν ότι οι προβλέψεις για το pH εξαρτώνται κατά κύριο λόγο από την ορυκτολογία του σιδήρου. Δεδομένου ότι μεγάλο ποσοστό της συσχέτισης βασίζεται σε μήκη κύματος μικρότερα από 550 nm είναι σημαντική η ατμοσφαιρική διόρθωση όταν εφαρμόζονται οι τελικοί συντελεστές απόκλισης (FRC) στα τηλεπισκοπικά δεδομένα. Οι τελικοί συντελεστές απόκλισης δείχνουν ποια μήκη κύματος είναι κρίσιμα λαμβάνοντας υπ’ όψιν τη γραμμικότητα που παρουσιάζουν τα κανάλια. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι υψηλοί FRC οι οποίοι σχετίζονται με το νερό δεν είναι ανιχνεύσιμοι από τα δορυφορικά δεδομένα λόγω υψηλής ατμοσφαιρικής απορρόφησης.

7. Ψηφιακές επεξεργασίες: Στα υπερφασματικά δεδομένα εφαρμόστηκαν μάσκες για να απαλειφθούν μη επιθυμητά στοιχεία όπως ανθρωπογενή υλικά σε αστικές περιοχές και στάσιμα νερά. Επίσης σε όλα τα εικονοστοιχεία με pH >7 εφαρμόστηκε μάσκα γιατί υποδείκνυαν υψηλή περιεκτικότητα σε βλάστηση.

8. Αποτελέσματα και αξιολόγηση μεθόδων: Οι χάρτες που προέκυψαν με τις περιοχές και τα αντίστοιχα pH τους δείχνουν τις δυνατότητες των υπερφασματικών δορυφορικών δεδομένων στη χαρτογράφηση σημαντικών πληροφοριών που αφορούν στην όξινη αποξήρανση μιας περιοχής σε μία σειρά διαδοχικών χρονολογιών. Το αποτέλεσμα των χαρτών που δημιουργήθηκαν με βάση αυτά φαίνεται στην ΕΙΚΟΝΑ 1.

Παρ’ όλα αυτά για να είναι η πρόβλεψη του pH ακριβής με βάση τα δορυφορικά δεδομένα είναι σημαντικό να γίνεται κατάλληλο καλιμπράρισμα του πακέτου δεδομένων σε σύνδεση με την ακριβή ανακλαστικότητα του εδάφους. Το cross-calibration μεταξύ δορυφορικών δεδομένων και αποτελεσμάτων εργαστηρίου είναι επίσης πολύ σημαντικό. Για να μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε τη μέθοδο με τα υπερφασματικά δεδομένα και σε ποσοτικό επίπεδο υπάρχουν ακόμα κάποια θέματα τα οποία απαιτούν έρευνα όπως οι μέθοδοι για την κατάλληλη διόρθωση των δορυφορικών δεδομένων με τις ακριβείς τιμές ανακλαστικότητας του εδάφους.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ

DERIVING QUANTITATIVE MONITORING DATA RELATED TO ACID DRAINAGE USING MULTITEMPORAL HYPERSPECTRAL DATA Cindy Ong1 and Thomas Cudahy2