Τηλεπισκόπηση των περιβαλλοντικών αλλαγών στο δέλτα του Αντιρρίου, Δυτική Ελλάδα

Από RemoteSensing Wiki

Πηγή: Remote Sensing of Environmental Change in the Antirio Deltaic Fan Region, Western Greece

Συγγραφέας: Emmanuel Vassilakis

Εισαγωγή

Στο ταχύτατα διευρυμένο ενεργό κορινθιακό ρήγμα, η κατασκευή δρόμων, γεφυρών και άλλων ανθρώπινων υποδομών και παρεμβάσεων έχουν προκαλέσει περιβαλλοντικές αλλαγές τα τελευταία 20 χρόνια. Πιο συγκεκριμένα, η κατασκευή της γέφυρας Ρίου – Αντιρρίου το 2004, που ενώνει την Ηπειρωτική Ελλάδα με την Πελοπόννησο και η αναμενομένη κυκλοφοριακή της κίνηση, ενθάρρυναν την επέκταση του υφιστάμενου οδικού δικτύου στις περιοχές ανάντη και κατάντη της γέφυρας. Έτσι δημιουργήθηκαν εργοτάξια γύρω από το Δέλτα του Αντιρρίου και εντός της δεκαετίας προγραμματίζεται να έχει ολοκληρωθεί η κατασκευή λατομείων, αυτοκινητόδρομων, κόμβων και σηράγγων. Επίσης το φράγμα του Ευήνου το 2001, προκάλεσε την μείωση του όγκου του νερού που φτάνει στην παραλιακή περιοχή δυτικά της γέφυρας. Τέλος οι πυρκαγιές στην δασική περιοχή ανάμεσα στην κοιλάδα του Ευήνου και το Δέλτα του Αντιρρίου σε συνδυασμό με το μεγάλο ύψος βροχοπτώσεων έχουν προκαλέσει διάβρωση και τα μεταφερόμενα υλικά έχουν κατατεθεί με βίαιο τρόπο κατά μήκος της παράκτιας περιοχής του Δέλτα.

Επεξεργασία δεδομένων και ανάλυση

Η πρώτη εικόνα τοποθετήθηκε επί της δορυφορικής φωτογραφίας Landsat 5, της 2ης Σεπτεμβρίου του 1992, στον Thematic Mapper (TM). Η επεξεργασία αρχίζει με γεωμετρική ορθο-διόρθωση σε Universal Transverse Mercator (UTM) προβολή (ζώνη 34N) συμπεριλαμβάνοντας, στο πλαίσιο της διαδικασίας διόρθωσης, ένα λεπτομερές ύψος με μέγεθος pixel 25 μέτρα. Αυτό καλύπτει μόνο ένα μέρος της συνολικής σκηνής και αντιστοιχεί στην περιοχή μελέτης. Η ίδια διαδικασία και οι διαστάσεις εφαρμόστηκαν επίσης και σε δύο άλλες κατηγορίες προερχόμενες από τον Landsat 7 ETM + (Enhanced Thematic Mapper) τραβηγμένες στις 28 Ιουνίου 2000 και στις 13 Αυγούστου του 2005. Η υψηλής ανάλυσης Quickbird 2 εικόνα που αποκτήθηκε στις 12 Ιουνίου, 2002 και καλύπτει το κεντρικό τμήμα της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκε επίσης για την μεγαλύτερη κλίμακας παρατηρήσεις με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια και εισήχθη σε μία νέα γεωδαιτική βάση για περαιτέρω μελέτη, μαζί με τα υπόλοιπα δεδομένα. Ως εικόνα αναφοράς χρησιμοποιήθηκε η εικόνα Quickbird επικαλυπτόμενη από την εικόνα Landsat 5 (εικόνα 1).

Πολύ-χρωματική ερμηνεία

Οι ημερομηνίες απόκτησης των τριών εικόνων Landsat που χρησιμοποιούνται για την πολυ-χρονική ερμηνεία ήταν σχεδόν ιδανική για τους σκοπούς της παρούσας μελέτης, γιατί σχεδόν όλες είχαν συλληφθεί κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού (τέλη Ιουνίου έως αρχές Σεπτεμβρίου), δηλαδή είχαν παρόμοιες τοπικές καιρικές συνθήκες. Η πολυ-χρονική διαδικασία ανάλυσης ξεκινά με την κατάρτιση των έξι σειρών δεδομένων, το καθένα περιέχει ένα μόνο φασματικό κανάλι από τις τρεις εικόνες Landsat. Καθένα από αυτά τα σύνολα δεδομένων περιέχει τρεις ζώνες με το ίδιο Landsat φασματικό κανάλι για κάθε ημερομηνία απόκτησης. Η ερμηνεία έγινε χωριστά για κάθε φασματικό κανάλι, προκειμένου να διερευνηθούν αλλαγές στα φάσματα απορρόφησης για το συγκεκριμένο εύρος ζώνης. Στη συνέχεια, έξι ψευδο-χρωματικές εικόνες παρήχθησαν με τη χρήση των πρώτων δεδομένων στο κόκκινο κανάλι (R-1992), των τελευταίων δεδομένων στο μπλε κανάλι (Β-2005) και των ενδιάμεσων δεδομένων στο πράσινο κανάλι (G-2000).

Αποτελέσματα Ανίχνευσης

• Στην ψευδό-χρωματική εικόνα που παράγεται από την ζώνη 1, η πιο θεαματική αλλαγή αντιπροσωπεύεται από ένα μπλε γραμμικό χαρακτηριστικό που συνδέει την ηπειρωτική Ελλάδα με την Πελοπόννησο. Πρόκειται για την καλωδιακή γέφυρα Ρίου-Αντιρρίου (εικόνα 2). Επιπρόσθετα, οι νέοι οδικοί κόμβοι και στις δύο πλευρές του κόλπου, δίπλα στη γέφυρα είναι επίσης μπλε. Στην ίδια εικόνα, βορειοανατολικά της πόλης της Ναυπάκτου, ένας αριθμός γαλάζιων γραμμικών χαρακτηριστικών αναφέρετε στα τμήματα της νέας παρακαμπτήριας εθνικής οδού που αποσκοπεί στην ελαχιστοποίηση της αύξησης της κυκλοφορίας μέσα στην πόλη. Βόρεια της Ναυπάκτου, τα ανοιχτά μπλε χαρακτηριστικά με κοκκινωπά μέρη είναι πιθανόν αρκετές διαπλατύνσεις δρόμων με τις τράπεζες οδικό που κατασκευάστηκαν πριν από 2005 (μπλε) ή τομές που κατασκευάστηκαν μετά το 1992 (κόκκινο). Ένας νέος δρόμος που κατασκευάστηκε μετά το 2000, στη δασική περιοχή είναι επίσης ορατός ως ένα μπλε χαρακτηριστικό polyline.

• Η βραχοειδής φλύσχη που καλύπτει το μεγαλύτερο μέρος του υποβάθρου στην περιοχή μελέτης έχει πολλές πιθανότητες για ευρείας κλίμακας κατολισθήσεις. Οι πολλές βροχοπτώσεις, σε συνδυασμό με την απογύμνωση της επιφάνειας για την κατασκευή έργων οδοποιίας και η διάβρωση του ποταμού, προκαλούν μεγάλες και μικρές εδαφικές κινήσεις, που εκθέτουν σε κίνδυνο το απογυμνωμένο έδαφος πριν από την αποκατάσταση και την ανανέωση της βλάστησης. Η επιφανειακή εδαφική καταστροφή λόγω μαζικής κατολίσθησης κατά μήκος των δρόμων και των οχθών του ποταμού, καθώς και οι άλλες αλλαγές στο γυμνό έδαφος και τη βλάστηση είναι ορατές στην εικόνα 3.

• Αποκατάσταση του χώρου του λατομείου πρέπει να έχει αρχίσει μεταξύ 2003 και 2005, επειδή δεν υπάρχει μπλε στην ψεύτικη εικόνα χρώματος στη θέση αυτή, αναφέροντας ότι η ανακλαστικότητα δεν ήταν αυτή του γυμνού εδάφους, όταν η τελευταία εικόνα Landsat αποκτήθηκε (εικόνα 4). Οι αντιθέσεις της ανακλαστικότητας στη δασική περιοχή της, που είναι ορατές στην εικόνα 4, οφείλονται στην ανθρώπινη δραστηριότητα ή στις δασικές πυρκαγιές. Ο χρόνος κατά τον οποίο η ανακλαστικότητα άλλαξε μπορεί να εκτιμηθεί με τα χρώματα της εικόνας.

• Για πολλά χρόνια τώρα, η μείωση της ροής του νερού κατά μήκος των ποταμών και η απορροή τους στον κόλπο της Κορίνθου έχει προκαλέσει διάβρωση των ακτών και μια παλινδρόμηση της ακτογραμμής. Αυτό θα μπορούσε να συνδέεται με την κατασκευή πολλών φραγμάτων κατά μήκος ανάντη τμήματα των ποταμών ή ίσως στην παγκόσμια αλλαγή του κλίματος. Από την πολύ--χρονική ερμηνεία των εικόνων Landsat προκύπτει ότι οι βόρειες ακτές των δύο κόλπους, από κάθε πλευρά του Αντιρρίου, υπέστη σοβαρή οπισθοδρόμηση. Στο εγγύς υπέρυθρο η ασυνεχής κόκκινη λωρίδα πλάτους λίγων pixels είναι ορατή, η οποία αρχίζει ακριβώς ανατολικά της Ναυπάκτου, δυτική της προκυμαία της, επισημαίνοντας ότι η παραλία που υπήρχε εκεί το 1992-και ενδεχομένως και για πολλά χρόνια πριν-έχει διαβρώσει (εικόνα 4,5). Όπως φαίνεται στην εικόνα 5, η υψηλή απορροφητικότητα του νερού δημιουργεί ένα υψηλό κοντράστ ανάκλασης κατά μήκος της ακτής και έτσι η παλινδρόμηση της ακτογραμμής γίνεται εύκολα αντιληπτή και ποσοτικά.

• Το φράγμα του Ευήνου, το οποίο δεν βρίσκεται στην περιοχή μελέτης, άλλαξε προφανώς το φυσικό καθεστώς ροής του ποταμού. Αυτό έχει δημιουργήσει στα κατάντη του προσωρινές αλλαγές στο σχήμα του ποταμού, ιδίως στα χαμηλά τμήματα του ανάγλυφο της κοιλάδας στο βορειοδυτικό άκρο της περιοχής μελέτης. Στις ψευδο-έγχρωμες πολυ-χρονικές εικόνες αυτές οι αλλαγές είναι ορατές, όπως γραμμικά χαρακτηριστικά των διαφορετικών χρωμάτων και πλάτη. Το μοτίβο της ροής του νερού των ποταμών αλλάζει καθ όλη την περίοδο παρατήρησης δεκατρία χρόνια, όπως προκύπτει από οριζόντιο γραμμικά χαρακτηριστικά των διαφορετικών χρωμάτων (εικόνα 6).

• Στην περιοχή του Αντιρρίου είναι εμφανείς πολλές καμένες περιοχές (εικόνα 7). Μία μπλε περιοχή ανατολικά της κοιλάδας του ποταμού Ευήνου, αντιστοιχεί σε μια έκταση που κάηκε που εμφανίστηκε μεταξύ 2000 και 2005 και δεν έχει υπάρξει αποτελεσματική αποκατάσταση. Υπάρχουν επίσης πολλές ανομοιογενείς περιοχές στα δάση, που εμφανίζουν ένα μείγμα από χρώματα. Σε αντίθεση με τις πυκνές σε βλάστηση περιοχές που κάηκαν και στη συνέχεια αποκαταστάθηκαν. Ο συντελεστής ανάκλασης στην εν λόγω ζώνη τονίζει τη διαφορά μεταξύ γυμνό έδαφος και καλλιεργήσιμη γη, πράγμα που δείχνει τις περιοχές που έχουν απογυμνωθεί από τις πυρκαγιές. Τα διάφορα χρώματα δείχνουν αλλοιώσεις της επιφάνειας μεταξύ των τριών ημερομηνιών απόκτηση δορυφόρου. Ειδικότερα, οι μεγάλες περιοχές που εμφανίζονται με κοκκινωπό χρώμα σε όλη την ορεινή περιοχή όπου είχαν προηγουμένως καμένες περιοχές αποκαταστάθηκαν είτε με φυσικό ή τεχνητό πριν από το 2000 δεδομένα Landsat αποκτήθηκε.

Συμπεράσματα

Οι δορυφορικές εικόνες που χρησιμοποιηθήκαν έχουν ληφθεί κατά το χρονικό διάστημα 1992-2005. Η επεξεργασία δορυφορικών εικόνων περιλαμβάνει ατμοσφαιρικές διορθώσεις, συν-καταγραφή των εικόνων και τη δημιουργία πολλαπλών χρονικών δεδομένων, με τη δημιουργία νέων συνόλων δεδομένων για κάθε φασματικό κανάλι. Το προκύπτον ψευδο-χρωματικό σύνθετο μαρτυρά ότι μεταβολές του περιβάλλοντος δεν προκλήθηκαν μόνο στις περιοχές όπου υπάρχουν εργοτάξια αλλά και στις παράκτιες, όπου συμβαίνει η διάβρωση και η εναπόθεση. Οι υψηλότερης ευκρίνειας εικόνες χρησιμοποιήθηκαν για την αύξηση της χωρικής ανάλυση των χρωματικών σύνθετων, η οποία υλοποιείται με τη συγχώνευση εικόνων υψηλής ανάλυσης με χαμηλότερο ευκρίνειας για την καλύτερη αξιολόγηση και ποσοτικοποίηση των περιβαλλοντικών μεταβολών.Η εξέλιξη του τοπίου που παρατηρήθηκε για την περιοχή αυτή συνδέεται άμεσα ή έμμεσα σε μείζονες συνεχιζόμενες δραστηριότητες κατασκευής. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις των δραστηριοτήτων αυτών δεν θα ήταν εμφανείς χωρίς την ερμηνεία των τηλεπισκοπικών δεδομένων, όπως περιγράφεται στην παρούσα εργασία. Για την περιοχή της Δυτικής Ελλάδας είναι ιδανική η εφαρμογή τεχνικών που περιλαμβάνουν πολυ-χρονικά τηλεπισκοπικά δεδομένα, διότι σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα πολλές από τις περιβαλλοντικές αλλαγές έχουν συμβεί λόγω φυσικών και των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Η τεχνική της πολυ-χρονικής ερμηνείας εικόνων επιτρέπει την αναγνώριση και, σε πολλές περιπτώσεις, την ποσοτικοποίηση των εν λόγω περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η διαθεσιμότητα μιας πυκνής χρονοσειράς πολυφασματικών δεδομένων τηλεπισκόπησης προσφέρει την ευκαιρία να εντοπιστούν αλλαγές στην επιφάνεια της γης. Η εφαρμογή τους μπορεί επίσης να συνεισφέρει στην πρόβλεψη και λήψη προληπτικών μέτρων για να αποφευχθεί η περιβαλλοντική καταστροφή. Πρέπει να υπογραμμιστεί ο σημαντικός ρόλος της ανάλυσης των πολυφασματικών δορυφορικών δεδομένων στον προσδιορισμό των μεταβολών επιφανείας που σχετίζονται με τις ανθρώπινες δραστηριότητες και φυσικές διεργασίες. Σε ορισμένες περιπτώσεις, θα χρειαστούν δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης για να προσδιοριστεί ποσοτικά η χωρική έκταση των αλλαγών επιφάνεια. Τα πολυφασματικά δεδομένα, είτε σε μέση ή υψηλή χωρική ανάλυση, θα παραμείνουν το κλειδί για τον εντοπισμό της ύπαρξης και το χρονοδιάγραμμα των αλλαγών στο περιβάλλον της επιφάνειας της γης.