ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΤΟΠΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΤΟΠΙΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ

2. Στόχος Εφαρμογής: Στόχος της εφαρμογής είναι η επισκόπηση των πρόσφατων εξελίξεων που αφορούν στη συσχέτιση του τοπίου με την ποιότητα του νερού με τηλεπισκοπικές μεθόδους.

3. Πώς γινόταν παλαιότερα: Παλαιότερα οι οικολογικές μελέτες γίνονταν με επίγειες μετρήσεις κάποιων παραμέτρων της περιοχής. Ο ΠΙΝΑΚΑΣ 1 παρουσιάζει αυτές τις παραμέτρους.

4. Είδη Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών Ανάλογα με την υδρολογική παράμετρο:

• Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης: NDVI = (NIR – Red)/(NIR + Red) Εξ’ αιτίας της ικανότητας του να ενσωματώνει αφενός παραμέτρους εδαφοκάλυψης αφετέρου βιοφυσικές παραμέτρους ο NDVI μπορεί να χρησιμεύσει στην αξιολόγηση των τοπικών συνθηκών ενός υδροκρίτη ή μίας λεκάνης απορροής ως προς την επίδρασή τους στην ποιότητα του νερού. Μελέτες ανέλυσαν τις τιμές του NDVI έτσι όπως μετρήθηκαν από το δέκτη Landsat Multi-Spectral Scanner (MSS) για τον υπολογισμό της βιομάζας της περιοχής. Η υπόθεση ότι οι τιμές του NDVI θα έχουν πιο ισχυρές σχέσεις με τη χημική σύσταση του νερού παρά με την εδαφοκάλυψη αποδείχθηκε σωστή καθώς παρατηρήθηκαν σημαντικές σχέσεις μεταξύ των τιμών του NDVI και των υδρολογικών παραμέτρων.

• Φαινολογικές μετρήσεις της βλάστησης (VPMs): Είναι πολύ σημαντικό να μελετήσουμε τα φαινολογικά φαινόμενα όπως η εμφάνιση της βλάστησης, η ωριμότητά της και η γήρανση για την αξιολόγηση των συνθηκών της αγροτικής και φυσικής βλάστησης. Για τη μελέτη τέτοιων δεδομένων χρησιμοποιούνται δεδομένα AVHRR NDVI κάθε δύο εβδομάδες τα οποία μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες 1) χρονικά (βασίζονται στο στάδιο του φαινολογικού κύκλου), 2) NDVI (η τιμή του NDVI στο συγκεκριμένο στάδιο του φαινολογικού κύκλου), 3) μετρήσεις των χαρακτηριστικών της βλάστησης διαχρονικά. Οι VPMs χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση της κατάστασης των καλλιεργειών και της πιθανής τους απόδοσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις οι VPMs ή ο NDVI παρουσίαζαν μεγαλύτερη συσχέτιση με την ποιότητα του νερού από ότι οι απλές σχέσεις εδαφοκάλυψης. Επίσης σημαντική είναι η ενσωμάτωση των VPMs και NDVI στις παραμέτρους της κατάστασης των ποταμών. Ένα πιθανό πλεονέκτημα που δίνουν οι NDVI και VPMs είναι η αξιολόγηση της ποιότητας του νερού για το καλοκαίρι από δεδομένα AVHRR NDVI την άνοιξη. Συνεπώς οι NDVI και VPMs έχουν μεγάλη πιθανότητα να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της έντασης του νερού στα υδρολογικά συστήματα.

• Ψηφιακά Μοντέλα Υψομέτρων(DEMs) και Ψηφιακά Μοντέλα Εδάφους(DTMs): Τα δορυφορικά δεδομένα χρησιμοποιούνται επίσης και ως στερεοζεύγη για την παραγωγή DEMs και DTMs, από δορυφορικές εικόνες SPOT και ραντάρ συμβολομετρία. Σε μία έρευνα κατηγοριοποιήθηκαν οι λεκάνες απορροής μίας περιοχής με βάση το πόσο επιρρεπείς ήταν στην περιβαλλοντική υποβάθμισή της. Αυτό έγινε με τον εντοπισμό της αγροτικής δραστηριότητας σε περιοχές με >3% κλίση και κοντά σε νερά εφοδιασμού των ποταμών. Με τη μέθοδο αυτή και σε συνδυασμό με μετρήσεις NDVI καθορίστηκε η μεταβολή στη γεωργία σε μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο με βάση την αύξηση ή μείωση των τιμών NDVI.

5. Χρησιμότητα Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Ο λόγος που οι μετρήσεις αυτές παρουσιάζουν πλεονεκτήματα έναντι των απλών παρατηρήσεων της εδαφοκάλυψης είναι το γεγονός ότι αποτελούν βιοφυσικούς δείκτες των συνθηκών που επικρατούν στην έκταση της λεκάνης απορροής. Η χρήση του NDVI και των παράγωγων μετρήσεων μπορεί να εντοπίσει και διαχρονικές μεταβολές στην περιοχή σε αντίθεση με τους στατικούς χάρτες, οι οποίοι αδυνατούν να αναπαραστήσουν τη μεταβλητότητα ανάμεσα σε μία κατηγορία εδαφοκάλυψης αν δεν ενημερώνονται ετησίως. Επιπλέον επειδή οι μετρήσεις NDVI και VPMs αποτελούν μετρήσεις των βιοφυσικών χαρακτηριστικών της περιοχής έχουν ένα παραπάνω πλεονέκτημα σε σχέση με τους υδρολογικούς χάρτες.

6. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Οι αεροφωτογραφίες διευκόλυναν την ανάλυση της ταξινόμησης των λεκανών απορροής και στη συνέχεια συνέβαλαν στην παραγωγή DEMs για τη δημιουργία υδρολογικών μοντέλων από εικόνες ραντάρ. Με την άφιξη της δορυφορικής τηλεπισκόπησης δόθηκε η δυνατότητα εξέτασης μεγάλων περιοχών, πράγμα που δεν ήταν δυνατό παλαιότερα. Σήμερα με την παρουσία δορυφορικών δεδομένων μέσης και υψηλής ακρίβειας μπορούμε να αναλύσουμε ακόμα περισσότερο τις σχέσεις μεταξύ εδαφοκάλυψης και λεκάνης απορροής. Πάντα όμως θα υπάρχει η ανάγκη για συμπληρωματικά δεδομένα και έρευνες πεδίου για το περιβάλλον, τη χημεία του ποταμού και την αξιολόγηση της αποκατάστασής του.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ

GEOGRAPHIC TECHNIQUES AND RECENT APPLICATIONS OF REMOTE SENSING TO LANDSCAPE-WATER QUALITY STUDIES JERRY A. GRIFFITH