Χαρτογράφηση γεωμορφολογικών μεταβολών σε επίπεδο αγροτεμαχίου στην ανατολική Θεσσαλονίκη μέσω δορυφορικών εικόνων ραντάρ και GIS

Από RemoteSensing Wiki

Τοποθεσία των δύο αγροτεμαχίων (Α και Β), που χρησιμοποιήθηκαν ως περιοχές μελέτης, Πηγή:15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας: Θεσσαλονίκη, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη, σελ. 532-540, ISBN: 978-960-88380-8-6

Περίγραμμα του αγροτεμαχίου Α, Πηγή:15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας: Θεσσαλονίκη, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη, σελ. 532-540, ISBN: 978-960-88380-8-6

Περίγραμμα του αγροτεμαχίου Β, Πηγή:15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας: Θεσσαλονίκη, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη, σελ. 532-540, ISBN: 978-960-88380-8-6

Εικόνες SAR που αντιστοιχούν στις 8 από τις 9 ημέρες δειγματοληψίας, Πηγή:15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας: Θεσσαλονίκη, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη, σελ. 532-540, ISBN: 978-960-88380-8-6

Συγκεντρωτικά αποτελέσματα που προέκυψαν από τις μετρήσεις πεδίου, την εργαστηριακή ανάλυση και τα επεξεργασμένα δορυφορικά δεδομένα, Πηγή:15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας: Θεσσαλονίκη, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη, σελ. 532-540, ISBN: 978-960-88380-8-6

Πρωτότυπος τίτλος: Χαρτογράφηση γεωμορφολογικών μεταβολών σε επίπεδο αγροτεμαχίου στην ανατολική Θεσσαλονίκη μέσω δορυφορικών εικόνων ραντάρ και GIS

Συγγραφείς: Antonios Mouratidis, David Outrata

Δημοσιεύθηκε: 15ο Εθνικό Συνέδριο Χαρτογραφίας: ΘεσσαλονίκηVolume: Πρακτικά 15ου Εθνικού Συνεδρίου Χαρτογραφίας, 31 Οκτωβρίου - 2 Νοεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη, σελ. 532-540, ISBN: 978-960-88380-8-6

ΛΕΞΕΙΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ: χαρτογράφηση, γεωμορφολογία, δορυφορικές εικόνες, SAR, GIS, Τηλεπισκόπηση, τραχύτητα, υγρασία, Θεσσαλονίκη

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: https://www.researchgate.net/publication/328725830_Chartographese_geomorphologikon_metabolon_se_epipedo_agrotemachiou_sten_anatolike_Thessalonike_meso_doryphorikon_eikonon_rantar_kai_GIS

Αντικείμενο

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η χαρτογράφηση γεωμορφολογικών μεταβολών (τραχύτητας) του εδάφους σε επίπεδο αγροτεμαχίου στην περιοχή της ανατολικής Θεσσαλονίκης, με τη χρήση εικόνων ραντάρ των δορυφόρων της σειράς Sentinel-1 και Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS). Οι δορυφορικές εικόνες ραντάρ (SAR) είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για τη χαρτογράφηση των γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών και των μεταβολών στην επιφάνεια της Γης καθώς η οπισθοσκέδαση της ακτινοβολίας των δορυφορικών ραντάρ εξαρτάται κυρίως από τη τραχύτητα του αναγλύφου και από την υγρασία του εδάφους. Ωστόσο, ο διαχωρισμός των παραγόντων αυτών στην απόκριση του σήματος SAR είναι προβληματικός καθώς ,μεταβάλλονται ως επί το πλείστον ταυτόχρονα. Η παρούσα μελέτη έχει στόχο μέσω των συμπερασμάτων της να συνεισφέρει στο διαχωρισμό της επίδρασης της τραχύτητας και της υγρασίας του εδάφους στο σήμα SAR, καθώς και στη διευκόλυνση ποσοτικοποίησης των δύο παραμέτρων από δορυφορικά δεδομένα, για εφαρμογές όπως η μελέτη πλημμύρων, η παρακολούθηση της διάβρωσης κλπ.

Περιοχή μελέτης

Οι επιλεχθήσες περιοχές μελέτης ήταν δύο αγροτεμάχια Α και Β αποτελούμενα από γυμνό έδαφος, στη περιοχή της ανατολικής Θεσσαλονίκης (Σχήμα 1).

Μεθοδολογία

Υπο διαφορετικές συνθήκες, η μελέτη της διαφοροποίησης της τραχύτητας της μορφολογίας του εδάφους έγινε σε συνάρτηση και με τις αλλαγές της υγρασίας του εδάφους με επι τόπου μετρήσεις κατά το πέρασμα των χρησιμοποιούμενων δορυφόρων. Για κάθε δειγματοληψία ελήφθησαν 10-15 αντιπροσωπευτικά δείγματα αδιατάρακτου εδάφους σε βάθος 5 cm, γνωστού όγκου σε κάθε αγροτεμάχιο (Σχήμα 6). Έπειτα προσδιορίσθηκε στο εργαστήριο η κατ’ όγκο περιεκτικότητα των δειγματων στο σε υγρασία και υπολογίσθηκε ο μέσος όρος για κάθε αγροτεμάχιο σε κάθε ημερομηνία δειγματοληψίας. Σχετικά με τα δεδομένα SAR ανακτήθηκαν οι αντίστοιχες εικόνες και υπολογίσθηκε ο μέσος όρος οπισθοσκέδασης για κάθε αγροτεμάχιο σε κάθε ημερομηνία.

Στον πίνακα φαίνονται τα αποτελέσματα για κάθε αγροτεμάχιο των μετρήσεων πεδίου και της εργαστηριακής ανάλυσης που ακολούθησε για τον προσδιορισμό της κατ’ όγκου υγρασίας του εδάφους. Παράλληλα παρατίθενται τα αποτελέσματα της ανάλυσης των εικόνων SAR και του υπολογισμού της μέσης τιμής οπισθοσκέδασης. Τέλος, επισημαίνονται τα κρίσιμα στοιχεία που σχετίζονται με τη κατάσταση των αγροτεμαχίων. Με βάση τις πληροφορίες αυτές μπορούμε να καταγράψουμε τις μεταβολές της υγρασίας και της τραχύτητας του εδάφους καθώς και να ερμηνεύσουμε τα δεδομένα SAR. Συγκεκριμένα στα αποτελέσματα επιβεβαιώνεται η γραμμική αύξηση της οπισθοσκέδασης και η επίδραση της αυξημένης υγρασίας στο σήμα SAR. Επιπλέον η απουσία νερού σε υγρή κατάσταση οδηγεί σε χαμηλές τιμές οπισθοσκέδασης. Τέλος το λιώσιμο του χιονιού αφήνει το δικό του αποτύπωμα στις εικόνες SAR.

Συμπεράσματα

Πέραν της επίδρασης της υγρασίας και τραχύτητας στη διαμόρφωση της τιμής οπισθοσκέδασης των δορυφορικών εικόνων SAR, το βάθος αναφοράς και η κλίμακα τραχύτητας καθιστούν την αξιοποίηση του σήματος SAR αρκετά πολύπλοκη. Επιπλέον τη μελέτη κ έρευνα δυσκολεύουν οι μετεωρολογικές συνθήκες, οι αγροτικές εργασίες κλπ. Σε κάθε περίπτωση απαιτείται η συλλογή ενός μεγάλου όγκου αξιόπιστων δεδομένων υγρασίας και ταυτόχρονα τραχύτητας εδάφους, καθώς και η επεξεργασία μεγάλου αριθμού διαχρονικών εικόνων SAR ώστε να προκύψουν ασφαλή συμπεράσματα.