ΕΞΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ ΑΠΟ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ
Από RemoteSensing Wiki
1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΕΞΑΓΩΓΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΑΛΛΑΓΩΝ ΑΠΟ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ
2. Στόχος Εφαρμογής: Η επίλυση των περιβαλλοντικών προβλημάτων, όπως π.χ. η μείωση των δασών, η αυξανόμενη ερημοποίηση και η αστικοποιήση, είναι πολύ σημαντική. Είναι απαραίτητο λοιπόν να έχουμε πληροφορίες για την τοπογραφία και την εδαφοκάλυψη των διάφορων περιοχών με σκοπό να καταλάβουμε και να αναλύσουμε την οποιαδήποτε μεταβολή. Στη μελέτη αυτή θα αναλυθεί η ποσοτική σχέση μεταξύ των περιβαλλοντικών αλλαγών με τη βοήθεια γεωγραφικών πληροφοριών και δεδομένων για τις εδαφοκαλύψεις. Επίσης θα δημιουργηθεί και ένας «οδηγός» για την ερμηνεία μικροκυματικών εικόνων.
3. Είδη Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Χρησιμοποιήθηκαν δύο είδη εικόνων, αυτές από το δορυφόρο LANDSAT-TM και εικόνες ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR-Synthetic Aperture Radar) και εικόνες υψηλής ανάλυσης RADARSAT.
4. Χρησιμότητα Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών:
• Για τα δορυφορικά δεδομένα: Χρησιμεύουν στη δημιουργία χαρτών εδαφοκάλυψης και στην αναγνωριστική έρευνα του πεδίου/τοπίου.
• Για τα δεδομένα SAR-RADARSAT: Χρησιμεύουν στη δημιουργία σύνθετων εικόνων LANDSAT-TM και RADΑRSΑT για την κατανόηση και ερμηνεία μικροκυματικών εικόνων.
5. Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα:
• Για τις δορυφορικές εικόνες: Δημιουργήθηκαν δύο ταξινομημένες δορυφορικές εικόνες, μία παλιά και μία πρόσφατη, με τον αλγόριθμο της μέγιστης πιθανοφάνειας. Το επόμενο βήμα ήταν η σύγκριση των δύο εικόνων εικονοστοιχείο προς εικονοστοιχείο και άρα η ανίχνευση των αλλαγών στο πεδίο. Στη συνέχεια έγινε διόρθωση των pixel που είχαν επιλεγεί λάθος ως «pixel αλλαγής εδαφοκάλυψης» με σύγκριση του καθενός τους με τα γειτονικά του. Έτσι μπορέσαμε να καταλάβουμε τη διαδικασία αλλαγής της εδαφοκάλυψης από την παραγωγή δύο χαρτών. Στο ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 3 δίνεται και το διάγραμμα ροής της διαδικασίας.
Οι βασικές κατηγορίες της ταξινόμησης ήταν: θάλασσα και στάσιμα ύδατα, Αστική περιοχή, Καλλιέργειες (κάθε καλλιέργεια αντιστοιχεί σε διαφορετική κατηγορία), Δάσος και Περιοχές με απόβλητα
• Για τις εικόνες SAR-RADARSAT: Οι εικόνες αυτές σε συνδυασμό με τις εικόνες του LANDSAT-TM των δύο χρονολογιών δημιούργησαν νέες εικόνες που παρουσιάζουν τις κατηγορίες της ταξινόμησης όπως αναφέρονται παραπάνω.
6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών, βάσεων δεδομένων, GIS και ποιών: Στα πλαίσια της μελέτης χρησιμοποιήθηκαν και χάρτες εδαφοκάλυψης και γεωγραφικά δεδομένα, όπως ισοϋψείς δρόμων, ποταμιών σε ψηφιοποιημένο τοπογραφικό χάρτη κλίμακας 1:50,000.
7. Αιτιολόγηση αναγκαιότητάς τους: Με την ανάλυση των GIS λαμβάνουμε ποσοτικές πληροφορίες για τις περιβαλλοντικές μεταβολές με τη μέθοδο buffering και μπορούμε να καταλάβουμε και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους.
8. Ειδικές επεξεργασίες GIS και αποτελέσματα: Αρχικά έγινε γεωμετρική διόρθωση ως προς το σύστημα συντεταγμένων UTM για να μπορέσουμε να «επιθέσουμε» τις εικόνες εδαφοκάλυψης με τα γεωγραφικά δεδομένα σε ένα κοινό σύστημα. Η διαδικασία αυτή έγινε με την επιλογή 13 σημείων επίγειου ελέγχου. Χρησιμοποιήσαμε τη μέθοδο buffering για να έχουμε τα δεδομένα σε μορφή σύμφωνα με την απόστασή τους από το κέντρο, π.χ. περιοχή 100, 300, 600μ. από το δρόμο ή το ποτάμι. Το ποσοστό της μεταβολής υπολογίζεται ως προς τη συνολική μεταβολή σε κάθε περιοχή (buffering area). Το ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 1 αναπαριστά το διάγραμμα ροής για την επεξεργασία με GIS.
9. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων:
• Για τη μέθοδο με τα δορυφορικά δεδομένa: Με την επεξεργασία των τηλεπισκοπικών δεδομένων μπορέσαμε να δημιουργήσουμε το ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 2 που δείχνει την αλλαγή στην περιοχή (km x km). Παρόλο που χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από μόνο δύο διαφορετικές χρονολογίες μπορούμε να προβλέψουμε τη μελλοντική εξέλιξη της περιοχής όσον αφορά στα είδη εδαφοκάλυψης.
• Για τη μέθοδο με τα GIS: Ο χάρτης εδαφοκάλυψης που «υπερτέθηκε» (overlaid) στα γεωγραφικά δεδομένα μας βοήθησε να καταλάβουμε και οπτικά την εδαφοκάλυψη. Από το χάρτη που προέκυψε (ΕΙΚΟΝΑ 1) παρατηρήσαμε ότι ένα μεγάλο ποσοστό της αγροτικής περιοχής βρισκόταν ανάμεσα στο δρόμο και το ποτάμι και μάλιστα διακρίναμε ότι τα διάφορα είδη των καλλιεργειών αναπτύσσονταν σε διαφορετικό υψόμετρο το καθένα.
Από τον σύνθετο χάρτη της ΕΙΚΟΝΑΣ 2 μπορέσαμε να διακρίνουμε πολύ καθαρά ότι η μεγαλύτερη μεταβολή της αγροτικής περιοχής συνέβη γύρω από το δρόμο.
Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής ήταν τα εξής:
• Η οπτική κατανόηση των περιβαλλοντικών αλλαγών βελτιώνεται με την «απόθεση» τοπογραφικών χαρτών σε χάρτες εδαφοκάλυψης
• Οι περιβαλλοντικές μεταβολές μπορούν να ποσοτικοποιηθούν με GIS ανάλυση
• Η λεπτομερής ερμηνεία των εικόνων βελτιώνεται με τη χρήση μικροκυματικών εικόνων
ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΚΕΙΜΕΝΟ
Research The System Environmental Change Extraction using Satellite Data
Toshihiro Kadowaki, Yoshikazu Fukushima, Hiroshi Masaharu, Keisuke Katsuta, Tsuneaki Shimoji,Yoshiyuki Mizuta, Valairat Wanpiyarat* Damrong Buapradabkul*
Geographical Survey Institute, Kitasato-1, Taukuba-Shi,
- Department of Land Development, Phahoyothin Road,
Bangkok 10900 Thailand
