Η ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΟΥΜΕΝΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ, ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: Η ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΟΥΜΕΝΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ, ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

2. Στόχος Εφαρμογής: H μελέτη αυτή έχει στόχο να επεξηγήσει τις πρακτικές εφαρμογές των διάφορων μελετών και να αναγνωρίσει τα προβλήματα που μπορεί να λύσει η χρήση της Τηλεπισκόπησης.

3. Προεπεξεργασίες: Στις δορυφορικές εικόνες γίνονται ατμοσφαιρικές διορθώσεις για την αποκατάσταση της φασματικής ακτινοβολίας.

• Κλάσεις θεματικών αντικειμένων: Τα παγχρωματικά δορυφορικά δεδομένα έχουν πλέον χωρική ανάλυση 2.0 m (SPIN), 5.8 m (Indian Remote Sensing Satellite, IRS) και 10 m (SPOT) και συνεπώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή δρόμων, καναλιών, τάφρους/αυλάκια, όρια περιοχών και μικρές περιοχές. Οι ασπρόμαυρες παγχρωματικές εικόνες είναι πολύ χρήσιμες για την περιγραφή χαρτογραφικών αλλαγών λόγω καταπάτησης περιοχών. Μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν στην αναγνώριση καλλιεργειών σε περιοχές ακόμη και <0.5 ha. Βέβαια ο επίγειος έλεγχος είναι απαραίτητος για τη βελτίωση της ποιότητας της πληροφορίας που προκύπτει από τη φασματική ακτινοβολία των τύπων εδαφοκάλυψης και των ειδών καλλιέργειας. Ο δέκτης NOAA-AVHRR παρέχει πληροφορίες για τον υπολογισμό δεικτών βλάστησης σε τακτική βάση και σε χαμηλό κόστος, γεγονός που τον θέτει κατάλληλο για τον καθορισμό των χρήσεων γης σε μεγάλες περιοχές. Η αναγνώριση αρδευόμενων περιοχών σε υγρά κλίματα απαιτεί εικόνες από διαφορετικές χρονολογίες. Σε αυτόν τον τομέα είναι πολύ χρήσιμα τα μικροκυματικά δεδομένα τα οποία μπορούν να πάρουν μετρήσεις ακόμα και με συννεφιά. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η αναγνώριση των κυρίαρχων τύπων καλλιέργειας σε μία περιοχή της Ινδίας με ακρίβεια ταξινόμησης 90% με χρήση δεδομένων C-band του ERS-1 από τρεις διαφορετικές ημερομηνίες.

• Βιομάζα: Η χλωροφύλλη απορροφά το φως από 0.4 έως 0.7 mm και η φωτοσυνθετική ακτινοβολία της μπορεί να υπολογιστεί από τη συνολική ηλιακή ακτινοβολία. H απορροφούμενη φωτοσυνθετική ακτινοβολία (APAR) και η φωτοσυνθετική ακτινοβολία (PAR) ποικίλουν ανάλογα με την πυκνότητα της βλάστησης. Ο λόγος των δύο ακτινοβολιών μπορεί να υπολογιστεί από εικονοστοιχείο σε εικονοστοιχείο με τη χρήση του NDVI. Οι δορυφορικές μετρήσεις για τα σύννεφα συ συνδυασμό με τις τιμές του NDVI δίνουν προσεγγίσεις για την APAR.

• Απόδοση καλιεργειών: Προηγούμενη έρευνα στην οποία χρησιμοποιήθηκε ο IRS έδωσε την εξίσωση: ΑΚ=10.99NDVI-3.75, ενώ έρευνα στην οποία χρησιμοποιήθηκε ο TM έδωσε την εξίσωση ΑΚ=91.1NDVI- 23.8. Οι εξισώσεις αυτές παρά την απλότητά τους έχουν αποδειχθεί πολύ αποτελεσματικές στην πρόβλεψη της ομοιομορφίας της αποδοτικότητας που θα παρουσιάσουν οι καλλιέργειες.

• Εξατμισοδιαπνοή: Ένα από τα πιο πρόσφατα μοντέλα για τη μελέτη της επιφάνειας της γης είναι ο αλγόριθμος Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) για ετερογενές ανάγλυφο. Ο SEBAL περιγράφει τη χωρική ποικιλία των περισσότερων μετεωρολογικών μεταβλητών με εμπειρικές συναρτήσεις. Ο SEBAL μπορεί να εφαρμοστεί σε ποικίλα αγροτικά οικοσυστήματα και δεν απαιτεί αναλυτικά στοιχεία πεδίου για τις χρήσεις γης ή για τα είδη της βλάστησης. Για την καταστροφή της βλάστησης υπάρχουν δείκτες όπως ο Crop Water Stress Index (CWSI) και ο Water Deficit Index (WDI), οι οποίοι περιγράφουν με σαφήνεια την ενεργειακή ισορροπία της επιφάνειας της γης. Ο WDI δίνει μία προσέγγιση, η οποία βασίζεται στη γραμμική παρεμβολή μεταξύ των τεσσάρων γωνιών ενός τραπεζοειδούς που δημιουργείται από το δείκτη εδάφους και βλάστησης Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) και μίας ενδιάμεσης επιφάνειας με δορυφορικά θερμοκρασιακά δεδομένα.

• Εδαφική Υγρασία: Οι ακριβέστερες εκτιμήσεις για την εδαφική υγρασία είναι εκείνες που γίνονται από δεδομένα αερομεταφερόμενων παθητικών ραδιόμετρων για βάθη εδάφους 0 και 10 cm.

• Εδαφική αλμυρότητα: Οι επίκαιροι δέκτες και αλγόριθμοι δεν επιτρέπουν την ανίχνευση των επιπέδων μέσης αλμυρότητας. Η «εφαλμύρωση» επηρεάζει τη γωνία προσανατολισμού των φύλλων της βλάστησης και αυξάνει τη χλώρωση, φαινόμενα τα οποία φαίνονται καλύτερα στο μέσο και εγγύς υπέρυθρο κανάλι. Το τελικό στάδιο της εφαλμύρωσης ανιχνεύεται από την αυξημένη φωτεινότητα των φύλλων, η οποία είναι εμφανής και στο ορατό τμήμα του φάσματος (υψηλή ανακλώμενη ακτινοβολία και χαμηλός δείκτης επιφάνειας των φύλλων- LAI). Υπάρχει μία ακόμη προτεινόμενη μέθοδος για την ποσοτικοποίηση της φυσικής εμφάνισης των φυτών με τη βοήθεια βιοφυσικών παραμέτρων. Η μέθοδος αυτή προτείνει έναν απλό συνδυασμό πολυφασματικών καναλιών και στη συνέχεια μία ποσοτική ανάλυση σε κλάσεις αλμυρότητας με τη βοήθεια ερευνών πεδίου.

• Κατακρημνίσεις: Στη χαρτογράφηση των κατακρημνίσεων και την περεταίρω ανάλυση σε αυτόν τον τομέα θα συμβάλει σε μεγάλο βαθμό ο δορυφόρος Tropical Rainfall Mission satellite (TRMM)

• Απορροή: Η ροή των ποταμών δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα από τα δορυφορικά συστήματα όμως υπάρχει η δυνατότητα εκτίμησης του πλάτους της λεκάνης απορροής και του ύψους του νερού σε αυτά. Μελέτες της απορροής έχουν χρησιμοποιήσει δεδομένα ραντάρ L-band σε συνδυασμό με δεδομένα Landsat MSS και βοηθητικά για καλύτερη χωρική ανάλυση δεδομένα ραντάρ C-band.

4. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Η Τηλεπισκόπηση θα γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη για αγροτικές εφαρμογές όσο το λογισμικό γίνεται πιο «φιλικό προς το χρήστη» και η χρήση του δεν απαιτεί μεγάλη εξειδίκευση. Η μελέτη αυτή έδειξε ότι αρκετοί τηλεπισκοπικοί αλγόριθμοι έχουν ωριμάσει και μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά καθώς και να εφαρμοστούν για τον οικονομικό προγραμματισμό της διαχείρισης των φυσικών πόρων. Στον ΠΙΝΑΚΑ 1 φαίνονται οι παράμετροι των αγροτικών καλλιεργειών και ο βέλτιστος τρόπος για τη μελέτη τους.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ Remote sensing for irrigated agriculture: examples from research and possible applications Wim G.M. Bastiaanssen*, David J. Molden1, Ian W. Makin