Εφαρμογή 4 στον Ελλαδικό χώρο

Από RemoteSensing Wiki

Εφαρμογή 4: Εκτίμηση του μεγέθους της μεταβολής της ακτογραμμής του Μαλιακού κόλπου με την χρήση δορυφορικών δεδομένων Landsat TM

Οι δορυφορικές εικόνες, λόγω της συνοπτικής επισκόπησης και της μεγάλης κάλυψης χρησιμοποιούνται συχνά για την ανίχνευση και εκτίμηση των αλλαγών στη μορφολογία της επιφάνειας του φυσικού εδάφους.

Στην εφαρμογή αυτή θα γίνει μια εκτίμηση του μεγέθους της μεταβολής της δυτικής ακτογραμμής του Μαλιακού κόλπου εξαιτίας των προσχώσεων του ποταμού Σπερχειού. Το δέλτα του Σπερχειού βρίσκεται στο ανατολικό τμήμα του νομού Φθιώτιδας, εκτείνεται ανατολικά της Εθνικής Οδού Αθηνών-Λαμίας. Ο Σπερχειός[1] πηγάζει από τον Τυμφρηστό από τα 2.315m και μετά από μια διαδρομή 82km χύνεται στα δυτικά παράλια του Μαλιακού, όπου και σχηματίζεται το δέλτα. Ο Μαλιακός[2] είναι ένας μικρός κλειστός κόλπος που συνδέεται με το Αιγαίο πέλαγος στα ανατολικά και έχει μέγιστο βάθος περίπου 30m, ενώ όσο προχωρούμε δυτικότερα το βάθος μειώνεται. Παλαιότερα η σημερινή έκταση του δέλτα και της γύρω πεδιάδας καλύπτονταν από θάλασσα, αλλά ο Σπερχειός με τα άφθονα φερτά υλικά σχημάτισε τη μορφή του τοπίου όπως τη ξέρουμε σήμερα.

Εικόνα 1 : Χάρτης που απεικονίζει τις μεταβολές στην ακτογραμμή του Μαλιακού κόλπου από το 480 π.Χ. μέχρι το 1972.

Ο Σπερχειός ποταμός κατεβάζει σημαντικές ποσότητες φερτών υλικών στις εκβολές του, όπου σχηματίζονται προσχώσεις που δεν μπορούν να διαλυθούν εξαιτίας του αβαθούς και κλειστού θαλάσσιου περιβάλλοντος, με αποτέλεσμα το δέλτα του να επεκτείνεται προς τα ανατολικά σχηματίζοντας νέες εκτάσεις. Μελέτες έχουν δείξει ότι ο ρυθμός μεταβολής της ακτογραμμής είχε φτάσει μέχρι και τα 9m/χρόνο σε διάφορες περιόδους αν και τα τελευταία χρόνια μέχρι το 2007 η ακτογραμμή δεν έχει μεταβληθεί έντονα.

Ιζηματολογικά ο πυθμένας του Μαλιακού κόλπου καλύπτεται από πολύ λεπτά (< 63cm) ιζήματα (ιλύς και άργιλος), ενώ μικρά ποσοστά άμμου συναντώνται στις παράκτιες περιοχές και στα στόμια του Σπερχειού.

Διακρίνονται δύο βασικές περιοχές προώθησης της ακτογραμμής, η πρώτη εντοπίζεται στην έξοδο του ενεργού δέλτα, όπου η απόθεση φερτών υλικών από τον Σπερχειό προκάλεσε την προώθηση της ακτογραμμής καλύπτοντας μια περιοχή περίπου 0,77 km2 από το 1945, δημιουργώντας τη μορφή της επιφάνειας του εδάφους όπως φαίνεται σήμερα. Η δεύτερη αφορά την περιοχή που εκβάλει ο εκχειλιστήρας του ποταμού στα βόρεια του κόλπου και ο οποίος κατασκευάστηκε το 1958, όπου παρατηρείται και η μεγαλύτερη προώθηση της ακτογραμμής με τη δημιουργία νέας χέρσου έκτασης 0,94 km2.

Η στερεοπαροχή του Σπερχειού είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την υδατοπαροχή του και εκτιμάται να φτάνει κατά το παρελθόν τους 1500 103 τόνους το χρόνο. Μετρήσεις αιωρούμενου υλικού την περίοδο 1992-1993 έδωσαν τιμές μεταξύ 4 και 50 gr/m3 που αντιστοιχούν σε μια ετήσια στερεοπαροχή της τάξης των 3000 τόνων, που είναι σαφώς μικρότερη από αυτές του παρελθόντος.

Είναι γεγονός ότι τα τελευταία χρόνια οι αλλαγές στην ακτογραμμή του Μαλιακού δεν είναι τόσο έντονες όσο στο παρελθόν και ειδικότερα στο ενεργό στόμιο του Σπερχειού ποταμού. Αυτό οφείλεται στην μείωση της παροχής σε νερό του ποταμού χάριν της γεωργίας και της αυξανόμενης απαίτησης για πόσιμο νερό, στην φυσική μείωση της βροχόπτωσης στην ευρύτερη περιοχή τα τελευταία χρόνια και στο γεγονός ότι το στόμιο του ποταμού έχει προσεγγίσει, μετά από προέλαση δεκαετιών σε βαθύτερα μέρη (>20m) του κόλπου όπου χρειάζεται πολύ μεγαλύτερη χρονική περίοδος για την προέλαση των εκβολών.

Στόχος αυτής της εφαρμογής είναι η ανίχνευση των μεταβολών της δυτικής ακτογραμμής του Μαλιακού κόλπου, καθώς και μια σύντομη εκτίμηση του μεγέθους του προβλήματος μέσω της ψηφιακής επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων Landsat TM δυο χρονολογιών. Συγκεκριμένα οι δύο εικόνες ταξινομήθηκαν για την ανίχνευση των διαχρονικών αλλαγών της κάλυψης του εδάφους στην περιοχή του δέλτα Σπερχειού.

Για την ταξινόμηση της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν δυο πολυφασματικές εικόνες Landsat TM , που λήφθηκαν στις 29 Ιουνίου του 1991 και στις 14 Απριλίου του 2007. Οι εικόνες διορθώθηκαν γεωμετρικά στο σύστημα συντεταγμένων WGS84. Όλες οι ταξινομήσεις εκτελέστηκαν στο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας ER Mapper.

Εικόνα 2 :Αριστερά το έγχρωμο σύνθετο 3,2,1, (R,G,B) της πολυφασματικής εικόνας Landsat TM της 29ης Ιουνίου 1991. Δεξιά το έγχρωμο σύνθετο 3,2,1, (R,G,B) της πολυφασματικής εικόνας Landsat TM της 14ης Απριλίου 2007. Και τα δύο σύνθετα απεικονίζουν την έκταση του Μαλιακού κόλπου, στα ανατολικά συνδέεται με το Αιγαίο πέλαγος και στα δυτικά φαίνεται το δέλτα στου Σπερχειού.

Για την ταξινόμηση της περιοχής μελέτης ορίστηκαν μόνο δύο τάξεις, το έδαφος και η θάλασσα, καθώς καμία άλλη κατηγορία εδαφοκάλυψης δεν χρειάζεται να καθοριστεί για την σκοπό της παρούσας εφαρμογής.

Εικόνα 3 :Tο αποτέλεσμα της ταξινόμησης που λήφθηκε από την εικόνα Landsat TM, της 29ης Ιουνίου 1991.

Εικόνα 4 :Tο αποτέλεσμα της ταξινόμησης που λήφθηκε από την εικόνα Landsat TM, της 14ης Απριλίου 2007.

Εικόνα 5 :Tο έγχρωμο σύνθετο 3,2,1 (R,G,B) της πολυφασματικής εικόνας Landsat TM της 14ης Απριλίου 2007, όπου με κόκκινο χρώμα παρουσιάζεται η ακτογραμμή με τη μορφή που είχε το 1991 και με κίτρινο χρώμα η μορφή της ακτογραμμής το 2007.

Εικόνα 6 :O χάρτης στον οποίο απεικονίζεται η επιφάνεια του εδάφους και διακρίνεται ξεκάθαρα η μεταβολή της ακτογραμμής σε περίοδο 16 ετών, από 1991-2007.

Πολύ ενδιαφέροντα συμπεράσματα προέκυψαν από τη διαχρονική μελέτη του φαινομένου της μεταβολής της ακτογραμμής του Μαλιακού κόλπου λόγω ισχυρών προσχώσεων οι οποίες εμφανίζονται στην περιοχή. Ενθαρρυντική ήταν και η επιλογή της ταξινόμησης ως ψηφιακής μεθόδου για τον εντοπισμό μεταβολών της ακτογραμμής. Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν από την παρούσα εφαρμογή επιβεβαιώνουν τις παλαιότερες μελέτες για το πρόβλημα των προσχώσεων του Σπερχειού ποταμού. Στις εικόνες 5 και 6 γίνεται οπτική σύγκριση της επιφάνειας που καταλάμβανε το έδαφος το 1991 με αυτή που καταλάμβανε το 2007 και ταυτόχρονα παρουσιάζεται η θέση και η μορφή της ακτογραμμής σε αυτά τα έτη. Οι διαφορές διακρίνονται καθαρά, χωρίς βέβαια να είναι έντονες. Συγκεκριμένα φαίνεται ξεκάθαρα το μέγεθος της αύξησης της επιφάνειας του εδάφους κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου. Οι αλλαγές εντοπίζονται και στις δύο περιοχές προώθησης της ακτογραμμής. Έχει σημασία το γεγονός ότι η εφαρμογή αυτή μελετά την μεταβολή της ακτογραμμής εξαιτίας των προσχώσεων του Σπερχειού μόνο για χρονική περίοδο 16 ετών, οπότε μια επέκταση του εδάφους περίπου 75 στρέματα, όπως υπολογίστηκε, σε τόσο σύντομο διάστημα απαιτεί την άμεση κινητοποίηση των αρμοδίων αρχών για την κατασκευή τεχνητών έργων ανάσχεσης του φαινομένου.