ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΤΩΝ ΧΡΗΣΕΩΝ ΓΗΣ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ ΜΕΣΩ ΛΗΨΗΣ ΔΙΑΔΟΧΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ LANSAT

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΤΩΝ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΤΩΝ ΧΡΗΣΕΩΝ ΓΗΣ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΤΗΣ ΚΡΗΤΗΣ ΜΕΣΩ ΛΗΨΗΣ ΔΙΑΔΟΧΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ LANDSAT ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΧΡΟΝΙΚΕΣ ΣΤΙΓΜΕΣ ΤΩΝ ΠΡΟΤΥΠΩΝ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ

2. Στόχος Εφαρμογής: Σκοπός της έρευνας είναι η σύνδεση ψηφιακών γεωγραφικών πληροφοριών του νησιού της Κρήτης με άλλες στατιστικές και περιβαλλοντικές βάσεις δεδομένων. Ο καθορισμός των χρήσεων γης και η μελέτη της μεταβολής τους σε συνάρτηση με το χρόνο είναι σημαντικοί για τη δημιουργία μοντέλων περιβαλλοντικών παραμέτρων και προσφέρουν πληροφορίες για περεταίρω ανάλυση GIS με στόχο την εμφάνιση πιθανών περιοχών που διατρέχουν κάποιον περιβαλλοντικό κίνδυνο. Στη μελέτη αυτή έγινε μία προσπάθεια αναγνώρισης και παρουσίασης των προτύπων που παρατηρούνται στις χρήσεις γης με σκοπό να ανιχνευτούν οι μεταβολές τους κατά τη διάρκεια των τελευταίων 20 ετών και βάσει αυτών να δημιουργηθεί ένας χάρτης βλάστησης.

3. Είδη Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Για να μελετηθούν οι πρόσφατες μεταβολές των χρήσεων γης χρησιμοποιήθηκαν εικόνες των δορυφόρων Landsat-5 TM και Landsat-7 ETM για τους μήνες Απρίλιο και Μάιο από το 1985 έως το 2003. 4. Χρησιμότητα Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Οι δορυφορικές εικόνες έχουν τη δυνατότητα να προσφέρουν ένα ευρύ φάσμα πληροφοριών για την εδαφοκάλυψη μίας περιοχής, τις χρήσεις γης και τα πρότυπα βλάστησης σε αυτήν με ικανοποιητική ακρίβεια.

5. Προεπεξεργασίες: Οι δορυφορικές εικόνες γεωαναφέρθηκαν στο Ελληνικό Σύστημα αναφοράς ΕΓΣΑ’87 με βάση μία εικόνα Ortho SPOT PAN με χωρική διακριτική ικανότητα 10μ. Επειδή οι εικόνες δεν κάλυπταν όλο το εύρος του νησιού χρειάστηκε να γίνουν μωσαϊκές επεξεργασίες με διατήρηση των αρχικών ψηφιακών τιμών των εικόνων. Στην ΕΙΚΟΝΑ 1 φαίνεται το αποτέλεσμα της παραπάνω επεξεργασίας σε φυσικά χρώματα.

6. Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα: Στη συνέχεια έγιναν ψηφιακές επεξεργασίες ενίσχυσης των εικόνων με τροποποίηση των ιστογραμμάτων τους με τη μέθοδο της ισοδυναμοποίησης. Επίσης εφαρμόστηκαν υψηλοδιαβατά φίλτρα και φίλτρα ενίσχυσης ακμών για τη μελέτη της πολυπλοκότητας του ανάγλυφου. Εφαρμόστηκαν μέθοδοι επαναταξινόμησης των εικονοστοιχείων των εικόνων (παράγωγη εικόνα 210*210μ) έτσι ώστε να μειωθεί η πολυπλοκότητά τους και να ανιχνευθούν οι κυριαρχούσες καλύψεις γης.

Για τις χρήσεις γης της περιοχής εφαρμόστηκε η μέθοδος της επιβλεπόμενης ταξινόμησης με χρήση όλων των καναλιών των δορυφόρων. Οι περιοχές εκπαίδευσης καθορίστηκαν μέσω επίγειων μετρήσεων με GPS και σε ορισμένες περιπτώσεις με ορθο-αεροφωτογραφίες για να γίνει πιο ξεκάθαρος ο διαχωρισμός μεταξύ γειτονικών χρήσεων γης. Συνεπώς τα δεδομένα αποτελούνταν από πολύγωνα αμιγών χρήσεων γης και από σαφή όρια μεταξύ τους. Οι περιοχές εκπαίδευσης που προέκυψαν είναι 450 και αντιστοιχούν σε 17 κατηγορίες. Στην ΕΙΚΟΝΑ 2 φαίνονται οι περιοχές εκπαίδευσης.

Μετά από στατιστική αξιολόγηση των περιοχών εκπαίδευσης αποφασίστηκε τελικά να χρησιμοποιηθούν 16 κατηγορίες για την ταξινόμηση. Αυτές οι κατηγορίες εκτός από το γεγονός ότι περιγράφουν τη χωρική απόκλιση και εξέλιξη των χρήσεων γης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως δείκτης παρακολούθησης των φαινομένων αστικοποίησης και ερημοποίησης στην περιοχή. Ο διαχωρισμός των φασματικών υπογραφών γίνεται καλύτερα με τη χρήση της Ευκλείδιας απόστασης και Percentage Disagreement σε 7 διαστάσεις, δηλαδή όσα τα κανάλια του δορυφόρου.

Ένας πολύ σημαντικός παράγοντας που πρέπει να αναλυθεί είναι η συνεκτικότητα/συνέπεια μεταξύ της χωρικής και φασματικής πληροφορίας. Η ανάλυση αυτή γίνεται με τις συμμεταβλητές του Fourier με τις οποίες διαφοροποιούνται τα στοιχεία που επικαλύπτονται στην εικόνα. Η μέθοδος αυτή δεν επηρεάζεται από το χωρικό πλαίσιο των δορυφορικών εικόνων και δίνει πληροφορίες για την τάση που παρατηρείται στις διαφορετικές χρήσεις γης να ενωθούν ή να συνυπάρξουν. Ο ΧΑΡΤΗΣ 1 δείχνει την ταξινομημένη εικόνα σύμφωνα με τις φασματικές τιμές ανάλογα με τη χρήση γης και ο ΧΑΡΤΗΣ 2 τη χωρική συνέπεια/συνεκτικότητα της εικόνας με βάση την ανάλυση Fourier.

7. Προχωρημένες επεξεργασίες τηλεπισκοπικών εικόνων: Για την ταξινόμηση των δεδομένων που αφορούν στα είδη της βλάστησης χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της αντικειμενοστραφούς ανάλυσης. Το βασικό στοιχείο αυτής της μεθόδου είναι ότι δεν ταξινομούνται μεμονωμένα pixels αλλά ολόκληρα αντικείμενα της εικόνας τα οποία έχουν προκύψει από προηγούμενη διαδικασία κατάτμησης της εικόνας. Η ταξινόμηση αυτή έγινε με τον αλγόριθμο του εγγύτερου γείτονα με δείγματα επιλεγμένα από το χρήστη με την ίδια λογική όπως θα γινόταν μία επιβλεπόμενη ταξινόμηση. Η ταξινόμηση έγινε με βάση τη fuzzy λογική για να μπορέσει να συμπεριλάβει ένα μεγάλο φάσμα διαφορετικών χαρακτηριστικών των αντικειμένων όπως φασματικές τιμές, σχήμα και υφή στην ταξινόμηση. Η διαδικασία αυτή ήταν πιο πολύπλοκη ως αποτέλεσμα του ετερογενούς μωσαϊκού της βλάστησης. Η ταξινόμηση τελικά έγινε με 14 κατηγορίες του NATURA 2000 στις οποίες προστέθηκαν οι γεωργικές εκτάσεις, το νερό και η αστική περιοχή.

8. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Η μελέτη έδειξε μείωση του πρασίνου των αστικών και υποαστικών περιοχών, των δασικών περιοχών και των περιοχών με άγρια βλάστηση. Επίσης τα όρια των ομογενών περιοχών τείνουν να γίνονται όλο και περισσότερο ασαφή. Οι φασματικές υπογραφές των διαφόρων καλύψεων γης ακολουθούν ένα πολύ παρόμοιο πρότυπο όπως φαίνεται στην ΕΙΚΟΝΑ 4 δίνοντας μας τη δυνατότητα να εντοπίσουμε οποιαδήποτε διαφοροποίηση προκύψει και προσδίδοντας με αυτόν τον τρόπο μία μεγαλύτερη αξία στα αποτελέσματα της μελέτης η οποία έγινε σε μέση κλίμακα.

Παρόλα αυτά απαιτείται μία προσέγγιση σε διαφορετική κλίμακα έτσι ώστε να συμπεριληφθεί όλο το νησί, να γίνει η χαρτογράφηση με μεγαλύτερη λεπτομέρεια και να υπάρχει ακρίβεια στο διαχωρισμό των φασματικών υπογραφών.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ

Studying Land Use Patterns in Crete Island, Greece,