ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΟΥ 2007 ΤΗΣ ΔΥΤΙΚΗΣ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΖΗΜΙΩΝ

Από RemoteSensing Wiki

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΟΥ 2007 ΤΗΣ ΔΥΤΙΚΗΣ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΖΗΜΙΩΝ ΧΛΩΡΙΔΑΣ-ΕΝΔΕΙΞΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΝΑΓΕΝΝΗΣΗΣ

Συγγραφείς: Αντύπας Γεράσιμος, Γιαννάκης Ιωάννης, Μαρτίνης Αριστοτέλης, Χάρου Ελένη

ΠΗΓΗ: [[1]]

ΕΙΣΑΓΩΓΉ

Όπως παρατηρείται τα τελευταία χρόνια, τα περιστατικά δασικών πυρκαγιών στην Ελλάδα, παρουσιάζουν συνεχώς αυξανόμενες και ως εκ τούτου ανησυχητικές διαστάσεις. Συγκεκριμένα αποτελούν μια φυσική καταστροφή που πλήτει κάθε χρόνο πολλαπλές περιοχές της επικράτειας φέρνοντας μεγάλες αλλαγές στην χρήση γής, το οικοσύστημα της εκάστοτε περιοχής και των ανθρώπινων-κοινωνικών δραστηριοτήτων. Μια παρόμοια, καταστροφικής έκτασης, πυρκαγιά έλαβε χώρα στην Δυτική Πελοπόννησο το καλοκαίρι του 2007 καταστρέφοντας ένα πολύ μεγάλο κομμάτι δασικής έκτασης. Η προσπάθεια αποτίμησης της φυσικής καταστροφής αποτελεί μια πολύπλοκη προσπάθεια, στην οποία μπορεί να συμβάλει η μελέτη των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, της Τηλεπισκόπησης και της επεξεργασίας των δεδομένων με λογισμικά ανοιχτού κώδικα. Οι δορυφορικές τηλεπισκοπικές εικόνες, ανάλογα με τις ιδιότητες τους (χωρική-φασματική-ραδιομετρική ανάλυση), μπορούν να οδηγήσουν σε σημαντικά συμπεράσματα για την κατάσταση της χλωρίδας της γήινης επιφάνειας. Τα διαφορετικά στοιχεία του φλοιού της γης, φυτά, έδαφος, κτίρια, υδάτινες επιφάνειες απορροφούν, αντανακλούν και εκπέμπουν την ηλιακή ακτινοβολία με διαφορετικό τρόπο. Έτσι οι τηλεπισκοπικοί ψηφιακοί σαρωτές μπορούν να απεικονίσουν την υφιστάμενη σύνθεση μιας περιοχής σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Η βλάστηση έχει μια συγκεκριμένη φασματική υπογραφή που την καθιστά διακριτή σε μια εικόνα του ορατού ή τους εγγύς υπέρυθρου φάσματος. Η βλαστηση σε κανονικές συνθήκες απορροφά ισχυρά την ερυθρή ακτινοβολία (0,63-0,69μm), ενώ ανακλά εξίσου ισχυρά στο εγγύς υπέρυθρο (0,76-0,90μm). Έτσι η σύγκριση της ανακλαστικότητας στα παραπάνω κανάλια του φάσματος μπορεί να αναδείξει την ύπαρξη βλάστησης, ενώ ο συνδυασμός συγκεκριμένα του ερυθρού (RED) και του εγγύς υπέρυθρου (NIR) αποτελεί τον δείκτη βλάστησης-vegetation index.

ΔΕΔΟΜΕΝΑ

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία είναι προιόν τηλεπισκόπησης της ESA και συγκεκριμένα είναι δορυφορικές εικόνες πλήρους ανάλυσης για την περιοχή μελετης από τον δορυφόρο ENVISAT, ο οποίος ενσωματώνει Φασματόμετρο Απεικόνισης Μεσαίας Ανάλυσης (Medium Resolution Imaging Spectrometer – MERIS). Το συγκεκριμένο φασματόμετρο είναι προγραμματιζόμενο και λειτουργεί στο φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας, χρησιμοποιώντας 15 φασματικά κανάλια τα οποία επιλέγονται κατα περίπτωση από επίγειες εντολές. Η σάρωση της γήινης επιφάνειας γίνεται με την μέθοδο της ωθητικής σάρωσης (push-broom) κατά την οποία συστοιχίες ανιχνευτών συζευγμένου φορτίου CCD παρέχουν χωρική δειγματοληψία μέσω της κατεύθυνσης της τροχιάς, ενώ η κίνηση του δορυφόρου παρέχει σάρωση στη διαμήκη κατεύθυνση. Το φασματόμετρο είναι προγραμματισμένο να λαμβάνει στιγμιότυπα όταν οι συνθήκες φωτισμού είναι κατάλληλες και η λωρίδα σάρωσής του φτάνει τα 1.150km. Η χωρική ανάλυση του αισθητήρα είναι 300x300m και ενσωματώνει 15 κανάλια των 50nm στο φάσμα 290-1.040nm.

ΜΕΘΟΔΟΙ

Η μέθοδος ελέγχου κάνει χρήση 30 διαφορετικών δορυφορικών στιγμιοτύπων της περιοχής μελέτης, τα οποία επεξεργάζονται με τη χρήση των λογισμικών BEAM-VISAT 4.6.1 και 4.7 ανοιχτού κώδικα. Απο τις παραπάνω έγινε επιλογή των 7 με βάση την περίοδο εκδήλωσης της πυρκαγιάς, ώστε να καλυφθεί το διάστημα λίγο πριν μέχρι 2 χρόνια μετά, και της νεφοκάλυψης στην κάθε περίπτωση. Οι δείκτες βλάστησης που καταγράφηκαν είναι οι εξής: α)NDVI, β)LAI, γ)fCover, δ)LAIxCab ε)fAPAR. Η επεξεργασία των εικόνων περιλαμβάνει τα εξής βήματα:

1.Επιλογή και απομόνωση της περιοχής ενδιαφέροντος (Δυτική Πελοπόννησος.

2.Γεωμετρική και ατμοσφαιρική διόρθωση (Cloud Probability Processor.

3.Επιλογή του βέλτιστου συνδυασμού καναλιών για την παρουσίαση.

4.Επιλογή των βέλτιστων σημείων από την κάθε εικόνα για την εκτίμηση των παραμέτρων που καταλήγουν στους δείκτες βλάστησης που προαναφέρθηκαν.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ –ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η πρώτη στατιστική ανάλυση των δεδομένων μέσω των μέσων όρων του NDVI για τους θερινούς μήνες της περιοχής μελέτης έδωσε ενδείξεις πιθανής αναγέννησης της βλάστησης οπότε κρίθηκε σκόπιμη η λεπτομερέστερη και με περισσότερους δείκτες βλάστησης επανάληψη της ανάλυσης για το διάστημα που κάλυπταν οι επιλεγμένες εικόνες. Πιο συγκεκριμένα η έρευνα κατέληξε στα εξής:

Δείκτης NDVI

• μέσος όρος θερινών μηνών 2007: 0,30 (πριν την πυρκαγιά)

• μέσος όρος θερινών μηνών 2008: 0,22

• μέσος όρος θερινών μηνών 2009: 0,25

Ο δείκτης επιβεβαιώνει την ανάπτυξη νέας βλάστησης της περιοχής μελέτης. Η πτώση του το επόμενο έτος της πυρκαγιάς δείχνει την αρχική καταστροφή της βλάστησης λόγω της πυρκαγιάς και την αναγέννηση 2 χρόνια μετά από την εκδήλωσή της.

Δείκτης LAI

•μέσος όρος θερινών μηνών 2007: 1,54 (πριν την πυρκαγιά)

•μέσος όρος θερινών μηνών 2008: 1,24

•μέσος όρος θερινών μηνών 2009: 1,15

Ο συγκεκριμένος δείκτης αναδυκνείει την περιοχή που καλύπτεται από φυλλώδη βλάστηση. Λόγω της πυρκαγιάς παρατηρούμε μείωση του δείκτη, η οποία φανερώνει και την αλλαγή της κυρίαρχης βλάστησης της περιοχής από δενδρώδη σε ποώδη-θαμνώδη.

Δείκτης fCover

•μέσος όρος θερινών μηνών 2007: 0,35 (πριν την πυρκαγιά)

•μέσος όρος θερινών μηνών 2008: 0,22

•μέσος όρος θερινών μηνών 2009: 0,25

Ο παραπάνω δείκτης αποτελεί το κλάσμα της φυτοκαλυμμένης περιοχής προς το σύνολο της επιφάνειας. Λόγω της απουσίας εξάρτησης από την κατεύθυνση της ανάκλασης αποτελεί έναν ιδιαίτερα χρήσιμο δείκτη βλάστησης, που αποδεικνύει επίσης την τάση φυτικής αναγέννησης τα επόμενα χρόνια της πυρκαγιάς.

Δείκτης LAIxCab

•μέσος όρος θερινών μηνών 2007: 60,82 (πριν την πυρκαγιά)

•μέσος όρος θερινών μηνών 2008: 58,65

•μέσος όρος θερινών μηνών 2009: 61,83

Ο παραπάνω δείκτης αναδεικνύει την ύπαρξη φωτοσυνθετικής δραστηριότητας μέσω της ανάκλασης της χλωροφύλλης σε επίπεδο φυλλώματος αλλά και επιφάνειας. Αποτελεί επομένως μια καλή απόδειξη για την ενεργοποίηση της χλωριδικής δραστηριότητας μετά την πυρκαγιά.

Δείκτης fAPAR

•μέσος όρος θερινών μηνών 2007: 0,51 (πριν την πυρκαγιά)

•μέσος όρος θερινών μηνών 2008: 0,36

•μέσος όρος θερινών μηνών 2009: 0,41

Ο παραπάνω δείκτης μπορεί να αναδείξει την φωτοσυνθετική δραστηριότητα αφού αποτελεί το κλάσμα της απορροφώμενης από την βλάστηση ακτινοβολίας που απαιτείται για την στοιχειώδη μεταβολική διεργασία ως προς την αντίστοιχη προσπιπτώμενη από τον ήλιο. Αποτελεί πολύ χρήσιμο δείκτη για την εκτίμηση της χλωριδικής ανάπτυξης μιας περιοχής αλλά θα πρέπει να διασφαλιστούν οι βέλτιστες συνθήκες λήψης του στιγμιότυπου για να αυξηθεί η εγκυρότητά του. Όλοι οι παραπάνω μελετώμενοι δείκτες βλάστησης αποτύπωσαν σαφή τάση αναγέννησης της χλωρίδας μετά την πυρκαγιά. Παρ’ όλα αυτά θα χρειαστεί περαιτέρω δασολογική και περιβαλλοντική έρευνα των αποτελεσμάτων για να εξαχθούν ακόμη ακριβέστερα συμπεράσματα και να καταρτιστεί ένα σχέδιο ανθρώπινων δράσεων για την υποστήριξη της αποκατάστασης και αναδάσωσης της περιοχής.