Η Ψηφιακή Τηλεπισκόπηση για μια οικολογική διαχείριση της αλιείας
Από RemoteSensing Wiki
Satellite remote sensing for an ecosystem approach to fisheries management
Η Ψηφιακή Τηλεπισκόπηση για μια οικολογική διαχείριση της αλιείας
Συγγραφείς: Emmanuel Chassot , Sylvain Bonhommeau, Gabriel Reygondeau, Karen Nieto Jeffrey J. Polovina , Martin Huret , Nicholas K. Dulvy, and Herve Demarcq
ΠΗΓΗ : http://icesjms.oxfordjournals.org// ICES Journal of Marine Science
Volume68, Issue4 Pp. 651-666)
Εισαγωγή
Η ψηφιακή τηλεπισκόπηση του θαλασσίου περιβάλλοντος έχει γίνει κύριο εργαλείο για την παρατήρηση περιβαλλοντολογικών θεμάτων και την αξιολόγηση διαφόρων μεγεθών τους. Καθώς η δυνατότητα της συστηματικής, καθημερινής, σε οποιοδήποτε μέρος του κόσμου, υψηλής ανάλυσης λήψης φωτογραφιών που παρέχεται από τους δορυφόρους παρέχει μια πηγή δεδομένων ώστε να υπάρχει δυνατότητα εκτίμησης και συσχέτισης των θαλάσσιων οικοσυστημάτων και του πληθυσμού των ψαριών Μια διεξοδική προσέγγιση της ψηφιακής τηλεπισκόπησης τα τελευταία τριάντα χρόνια θα αναδείξει την σπουδαιότητα της τηλεπισκόπησης ως εργαλείο έρευνας της σχέσης των συνθηκών των ωκεανών και των θαλασσίων πόρων τους. Κύρια εφαρμογή της τηλεπισκόπισης αποτελεί η παρατήρηση και καταγραφεί των αλλαγών που συμβαίνουν στα θαλάσσια οικοσυστήματα με σκοπός την κατανόηση αυτών και κυρίως όσα αφορούν μεταβολές και σχετίζονται με τους πληθυσμούς των ψαριών και την απεμπλοκή της αλιείας από την υποβάθμιση του περιβάλλοντος και τον καθορισμό βέλτιστων αρχών διαχείρισης αυτής.
Σκοπός
Σκοπός του παρόντος έγγραφου αποτελεί αφενός να παρέχει μια επισκόπηση των σύγχρονων δορυφορικών δυνατοτήτων(πλατφόρμες, αισθητήρες, δυνατότητες επεξεργασίας εικόνων και παρουσίαση τεχνικών) που παρέχονται στην εποχή μας, αφετέρου να αναδείξει τον μεγάλο όγκο πληροφορίας που παρέχεται μέσω των δορυφόρων και τον κομβικό ρόλο που παίζουν στις οικολογικές αναλύσεις.
Πηγές δεδομένων (Data Source)
Αισθητήρες που σχετίζονται με την παρατήρηση δεδομένων, όπως ταχύτητα ανέμου, ύψος θάλασσας, ανίχνευση παρουσίας χλωροφύλλης είναι οι κάτωθι: MODlS, Pathfinder V5, Pathfinder V4, V5 ,SEVIRI, METOP, TRMM, AQUA, MIRAS (Level 1 /2), SeaWiFS, MODIS (Level2), MERIS, QuickScat, SSM/I, AMSR-E, ERS-TOPEX-JASON, SeaWiFS (Chl a, PAR, SST), MODIS (Chl a, PAR, SST)
Ανάλυση
Ένας πρώτος διαχωρισμός των συστημάτων μπορεί να γίνει με διαχωρισμό των αισθητήρων σε παθητικούς και ενεργούς αισθητήρες. Ενώ επιπλέον οι αισθητήρες μπορούν να διαχωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες με κριτήριο αναφοράς την περιοχή του φάσματος που επιχειρούν: α)ορατό ή κοντά στο υπέρυθρο (visible or near infrared) β) μέσο-υπέρυθρο (mid-infrared) γ) θερμικό υπέρυθρο (thermal infrared) δ) μικροκύματα (microwave). Τα συστήματα της ψηφιακής τηλεπισκόπησης χωρίζονται ανάλογα με την χωρική, χρονική και φασματική τους ικανότητα σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα(Η χωρική ανάλυση αναφέρεται στο ονομαστικό μέγεθος του pixel της δορυφορικής εικόνας ενώ η χρονική ανάλυση αναφέρεται στη συχνότητα της παρατήρησης για μια συγκεκριμένη τοποθεσία.)
Πινακας3: Παρουσιάζει τη διαδικασία επεξεργασίας ενός θερμικού σήματος από έναν δορυφορικό αισθητήρα σύμφωνα με τις φυσικές παραμορφώσεις που λαμβάνουν χώρα σε όλα τα στάδια της διαδικασίας.
Τυπικό παράδειγμα των ικανοτήτων παρατήρησης της ψηφιακής τηλεπισκόπησης αποτελούν οι ανωτέρω καταγραφές πάνω από τον Ατλαντικό ωκεανό την 18 Ιουνίου 2010 από πέντε διαφορετικούς αισθητήρες (three thermal-infrared sensors, (a) MODIS/AQUA, (b) AVHRR/METOP, (c) SEVERI/METEOSAT-MSG, (d) a microwave sensor AMSR/ADEOS, and (e) a 9-km- ανάλυσης συνδυάζοντας δυο αισθητήρες μικροκυμάτων (AMSR and TMI) και ενός υπέρυθρου(MODIS))
Ψηφιακή τηλεπισκόπηση και παρατήρηση μεσαίας κλίμακας διεργασιών των ωκεανών
Η ανίχνευση και παρατήρηση της μεσαίας κλίμακας δόμων/διεργασιών των ωκεανών όπως οι αέριες μάζες διαφορετικής πυκνότητας, οι δύνες, οι αποθέσεις ποταμών, και η ινώδης άλγη τα οποία μπορούν να εντοπιστούν σε κλίμακα από ένα έως εκατοντάδες χιλιόμετρα και ποικίλες χρονικές διαστάσεις αντιπροσωπεύουν σε μεγάλο βαθμό τις ωκεανογραφικές συνθήκες που καθορίζουν κάθε φορά τα φυσικά σημεία για την διατροφή, την ωοτοκία, ωρίμανση επηρεάζοντας δυναμικά την κατανομή και παρουσία των ψαριών. Η μελέτη, καταγραφή και παρατήρηση αυτών των διεργασιών είναι ιδιαίτερη σημαντική για την μοντελοποίηση των ωκεανών και την συσχέτιση τους με την βελτίωση της ανάπτυξη των πληθυσμών των ψαριών. Ψηφιακή τηλεπισκόπηση και αλιεία
Το ενδιαφέρον της ψηφιακής τηλεπισκόπησης και η εφαρμογή της στην διαδικασία της αλιείας ξεκινά με την εμφάνιση αισθητήρων δορυφόρων που ανιχνεύουν την θερμοκρασία και το χρώμα των νερών των ωκεανών από τις αρχές της δεκαετίας του1960. Διάφορα προγράμματα ενίσχυσαν και υποστήριξαν την ανάπτυξη εργαλείων που εκμεταλλεύονταν τις πληροφορίες που παρείχε η ψηφιακή τηλεπισκόπηση ώστε να επιτευχτεί το βέλτιστο αποτέλεσμα μειώνοντας το χρόνο παραμονής στη θάλασσα, την κατανάλωση των καύσιμων και την απαίτηση συντήρησης των πλοίων. Παράλληλα η ύπαρξη αυτών των βοηθημάτων παρέχει την δυνατότητα να καταπολεμηθεί το φαινόμενο της υπερβολικής αλιείας δημιουργώντας οικολογική συνείδηση στους χρήστες.
Ψηφιακή τηλεπισκόπηση και η σχέση θαλασσίων πόρων και ωκεανογραφικών συνθηκών και μετανάστευση πληθυσμών
Ένας μεγάλος αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιήθηκε για να καταγράψει τις φυσικές ιδιότητες των νερών και εξηγήσει τα διάφορα δυναμικά φαινόμενα που λαμβάνουν χωρά στους ωκεανούς. Μπορεί να ειπωθεί ότι η παρουσία της χλωροφύλλης, δείκτης Chl. και η θερμοκρασία της θάλασσας, δείκτης SST(Sea Surface Temperature) αποτελούν σε μεγάλο βαθμό τα εργαλεία που υποδηλώνουν τα σημεία ύπαρξης των πληθυσμών των ψαριών. Η Παρουσία της χλωροφύλλης ανιχνεύεται και μοντελοποιείται με τη χρήση του Coastal Zone Colour Scanner (CZCS) and SeaWiFS δεδομένων ενώ η ανίχνευση της θερμοκρασίας με τη χρήση υψηλής ανάλυσης radiometer (AVHRR). Επιπρόσθετα έχει αποδειχτεί η σχέση των φυσικών διεργασιών που αναπτύσσονται στους ωκεανούς με την δημιουργία κατάλληλων συνθηκών ανάπτυξης των θαλασσίων οργανισμών και την μετανάστευση τους. Μέσω της ψηφιακής τηλεπισκόπησης και την παρακολούθηση διαφόρων φαινομένων όπως η αύξηση της θερμοκρασίας, η συγκέντρωση χλωροφύλλης και η καταγραφή φυσικών διεργασιών που συμβαίνουν σε διάφορα σημεία παρατηρείται η μετακίνηση θαλασσίων οργανισμών μεταξύ των σημείων που λαμβάνουν χώρα αυτά τα φαινόμενα. Εξαιτίας της πολυπλοκότητας των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα στους ωκεανούς από νωρίς έγινε προσπάθεια να τυποποιηθούν οι ωκεανοί με βάση τις βιολογικές και φυσικές διεργασίες τους. ΜΕ την χρήση της τηλεπισκόπησης αυτό έγινε εφικτό όπου τελικά προτάθηκε ο χωρισμός τους σε τέσσερα βιοσυστήματα, υποδιαιρώντας αυτά σε 50 ομάδες (BGCP- Biogeochemical provinces) όπου η κάθε μια αποτελεί μια οικολογική οντότητα με συγκεκριμένες περιβαλλοντολογικές συνθήκες
Συμπέρασμα Η ψηφιακή τηλεπισκόπηση του θαλάσσιου περιβάλλοντος αποτελεί και παρέχει μια πολύτιμη πηγή πληροφοριών σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ είδη ψαριών και του περιβάλλον τους, συμπεριλαμβάνοντας στοιχεία για τον πληθυσμό τους, της κατανομή τους και το πόσο επιδρούν οι περιβαλλοντολογικές επιπτώσεις. Βέβαια δεν υφίσταται μεγάλη χρονική κλίμακα καταγραφής των πληροφοριών αφού για την χλωροφύλλη και την θερμοκρασία της θαλάσσης είναι μόνο 12 και 30 χρόνια αντίστοιχα, με συνέπεια να υφίστανται δυσκολίες για την παραγωγή μοντέλων που θα απεικονίζουν με ορθό τρόπο την πραγματικότητα και θα μπορούν να προσομοιώσουν το μέλλον. Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται και νέες δυνατότητες καταγραφής προκύπτουν ενισχύοντας τις παλιές είναι σίγουρο ότι η ψηφιακή τηλεπισκόπηση θα παίξει σημαντικό ρόλο στην καταγραφή των θαλάσσιων οικοσυστημάτων και την μεταβολή τους εξαιτίας των κλιματικών αλλαγών και της μόλυνσης.
