Η τηλεπισκόπηση ως εργαλείο ανάλυσης των επιπτώσεων γενετικά τροποποιημένων φυτών σε τοπικό επίπεδο στην καλλιέργεια ελαιοκράμβης

Από RemoteSensing Wiki

Συγγραφείς : Broder Breckling, Hendrik Laue, Hendrik Pehlke

Πηγή: www.scinecedirect.com

Πίνακας 1. Λίστα με τα τηλεπισκοπικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την έρευνα από LandSat TM/ETM+ (1-9) και IRS Liss (10)

Εικόνα 2. Περιοχές με καλλιέργεια ελαιοκράμβης. Αναγνωρίστηκαν 38.625 χωράφια στις 4 πολιτείες της Βόρειας Γερμανίας (Schleswig–Holstein, Lower Saxony, Mecklenburg Western Pomerania, and Brandenburg).

Εικόνα 3. Λεπτομέρεια από την εικόνα 2. Χαρακτηριστική είναι η διαφορά μεταξύ του μεγέθους των χωραφιών μεταξύ Schleswig–Holstein και του Mecklenburg-Western Pomerania

Εικόνα 4. Πυκνότητα καλλιεργειών ελαιοκράμβης στην Βόρεια Γερμανία ( 5km x 5 km κάνναβος) . Κάθε εικονοστοιχείο περιέχει την καλλιεργημένη επιφάνεια ανά 25 km2. Το βορείότερο κομμάτι της περιοχής έχει υψηλές συγκεντρώσεις ελαιοκράμβης

Εικόνα 5 . Πυκνότητα πιθανής αλληλεπίδρασης : Κάθε αναγνωρισμένο χωράφι με ελαιοκράμβη είναι χρωματισμένο βάσει του αριθμού των γειτόνων του σε ακτίνα 1 km. Στις εκτάσεις όπου κυριαρχούσαν μικρά χωράφια, ο μέγιστος αριθμός γειτόνων για ακτίνα 1 km ήταν 23

Εικόνα 6 . Πυκνότητα πιθανής αλληλεπίδρασης : Κάθε αναγνωρισμένο χωράφι με ελαιοκράμβη είναι χρωματισμένο βάσει του αριθμού των γειτόνων του σε ακτίνα 5 km. Ο μέγιστος αριθμός γειτόνων για ακτίνα 5 km ήταν 271

Εικόνα 7. Όχι μόνο ο αριθμός των γειτονικών χωραφιών αλλά και η συνολική τους επιφάνεια, γύρω από κάθε χωράφι παίζει ρόλο στην εκτίεκτίμηση της πιθανής αλληλεπίδρασης. Στο ανατολικότερο μέρος της περιοχής ο μέσος όρος του μεγέθους των χωραφιών είναι μεγαλύτερος. Ο αριθμός των γειτονικών χωραφιών είναι συγκριτικά μικρότερος, ωστόσο η συνολική καλλιεργούμενη επιφάνεια είναι σχετικά υψηλή με 174 ha σε ζώνη επιρροής 5 km.

Αντικείμενο Εφαρμογής

Οικολογικοί Δείκτες

Στόχος της Εφαρμογής

Εντοπισμός καλλιεργειών ελαιοκράμβης και πιθανής μεταφοράς γενετικά τροποποιημένων σπόρων μέσω φυσικών διαδικασιών.

Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων

• IRS

• LandSat

Είδη δορυφόρων, δεκτών και καναλιών

• LandSat TM

• LandSat ETM+

• Liss/3

Χρησιμότητα των δεκτών/καναλιών

Χρησιμοποιήθηκαν οι συγκεκριμένοι δέκτες γιατί ικανοποιούσαν τα παρακάτω κριτήρια:

• Καλή χωρική ανάλυση για την αναγνώριση των χωραφιών το μέγεθος των οποίων ποικίλει από 2-200 ha

• Χωρική κάλυψη τέτοια που καλύπτει την περιοχή μελέτης (600 km x 500 km)

• Διάκριση φασματικών ιδιοτήτων ελαιοκράμβης από άλλα φυτά

• Διαθέσιμα παλαιότερα δεδομένα για την περιοχή

• Μικρή περίοδο και μεγάλο πλάτος πλαισίου για την εξασφάλιση αρκετών λήψεων για την περιοχή στην περίοδο αυτή

• Κόστος δεδομένων σχετικά μικρό

Προεπεξεργασίες

• Γεωαναφορά με GCPs

• Affine transformation

• Image to image registration

• Ατμοσφαιρικές διορθώσεις

Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα

• Ταξινόμηση με Mahalonobis Distance Classifier (MDC)

• Region growing algorithm

• Vectorisation (data reduction on classification data)

Χρήση επιπρόσθετων χαρτών, βάσεων δεδομένων, GIS και ποιών

• Ψηφιακοί τοπογραφικοί χάρτες (1:25.000)

• ArcGIS 8.3 από την ESRI

Αιτιολόγηση αναγκαιότητάς τους

Οι ψηφιακοί τοπογραφικοί χάρτες χρησιμοποιήθηκαν σαν χάρτες αναφοράς για την επιλογή των GCPs.

Τα αποτέλεσμα από την τηλεσκόπιση εισήχθησαν σε ένα ΓΠΣ, από αυτό εξήχθησαν αποτελέσματα για τις αποστάσεις μεταξύ των χωραφιών. Χρησιμοποιήθηκαν οι παρακάτω λειτουργίες:

Buffer tool: υπολογίστηκε για κάθε χωράφι ο αριθμός των γειτονικών του καθώς και η συνολική επιφάνειά τους, για μια συγκεκριμένη ακτίνα (1000-5000 m)

Spatial Analyst Extension: τα αποτελέσματα από την παραπάνω διαδικασία εφαρμόστηκαν σε διαφορετικά πλέγματα (1km x 1km , 5km x 5km)

Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων

Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα παρείχαν μια λεπτομερή εικόνα για την κατανομή των καλλιεργειών ελαιοκράμβης και έδωσαν έτσι την δυνατότητα αναγνώρισης περιοχών με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Ήταν δυνατή η αναγνώριση εκείνων των περιοχών με την μεγαλύτερη πιθανότητα αλληλεπίδρασης. Έτσι μπορεί να εξαχθεί η εικόνα για το ποιες περιοχές αναμένονται να έχουν την μικρότερη πιθανότητα αλληλεπίδρασης και που μπορούν να επιτευχθούν τα καλύτερα μέτρα απομόνωσης, πριν ξεκινήσουν καλλιέργειες με γενετικά τροποποιημένα φυτά.

Αποτελέσματα από τηλεπισκόπηση: Αναγνωρίστηκαν 38. 625 χωράφια με ελαιοκράμβη Εικόνες 2,3.

Αποτελέσματα για GIS:Εικόνες 4,5,6,7.