Χρήση της δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην διαχείριση της πολιτιστικής κληρονομιάς στην Κύπρο
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: D.G.Hadjimitsis, K. Themistocleous, M. Ioannides
Πηγή: http://cipa.icomos.org/fileadmin/template/doc/TURIN/356.pdf
Αντικείμενο εφαρμογής
Η παρατήρηση της Γης από το διάστημα έχει δώσει μια νέα προοπτική για τον πλανήτη μας και έχει αποτελέσει μια σημαντική τεχνική για την κατανόηση και παρακολούθηση των αλλαγών σε διάφορες κλίμακες, τόσο σε τοπικό όσο και σε περιφερειακό και παγκόσμιο επίπεδο. Κατά καιρούς έχουν αναπτυχθεί πολλές εφαρμογές για τη διαχείριση της γης και για τη διαχείριση της πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς μιας περιοχής, με τις δορυφορικές εικόνες να παρέχουν τη μοναδική δυνατότητα χαρτογράφησης της, λόγω της άμεσης διαθεσιμότητας τους και της υψηλής ανάλυσης τους. Αντικείμενο της εφαρμογής της δορυφορικής τηλεπισκόπισης, στην παρούσα εργασία, λοιπόν, είναι η παρακολούθηση της πολιτισμικής κληρονομιάς της Κύπρου και πιο συγκεκριμένα της περιοχής της Πάφου, μέσω της μελέτης και ανάλυσης των δορυφορικών εικόνων IKONOS και Quickbird, οι οποίες αποκτήθηκαν το 2000 και 2003 αντίστοιχα.
Στόχος της εφαρμογής
Η τηλεπισκόπιση καλύπτει όλες τις τεχνικές που σχετίζονται με την ανάλυση και τη χρήση δεδομένων από περιβαλλοντικές και επίγειες δορυφορικές πηγές και από αεροφωτογραφίες. Είναι η επιστήμη που παρέχει πληροφορίες για ένα αντικείμενο, από μετρήσεις που έχουν γίνει σε μια απόσταση από αυτό, χωρίς να έρχεται σε καμία επαφή μαζί του. Οι δορυφορικοί αισθητήρες, με τη συνεχή ανάπτυξή και βελτίωση τους, όντας απαλλαγμένοι από εθνικούς περιορισμούς πρόσβασης, αντικαθιστούν όλο και περισσότερο τα επιφανειακά και αιωρούμενα δεδομένα. Σε οποιαδήποτε ώρα της ημέρας, οι δορυφόροι σαρώνουν και μετράνε γρήγορα την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα της γης, εμπλουτίζοντας ένα συνεχώς διευρυνόμενο φάσμα γεωγραφικών και γεωφυσικών στοιχείων, το οποίο βοηθά τη διαχείριση και επίλυση των προβλημάτων του ανθρωπογενούς και φυσικού περιβάλλοντος, μέσα στο οποίο εντασσόμαστε και ζούμε. Η τηλεπισκόπιση, η οποία είναι πιο ακριβής, έγκαιρη και οικονομικά αποδοτικότερη σε σχέση με τις παραδοσιακές τεχνικές έρευνας, είναι η επιστήμη που παρέχει πληροφορίες από δορυφορικές εικόνες, όπως είναι μεταξύ άλλων, οι Landsat, SPOT, Quickbird και IKONOS, παρέχοντας έτσι δυνατότητες για διερεύνηση και παρακολούθηση των φυσικών πόρων. Το σύνολο των δεδομένων που συγκεντρώνεται μέσω της επιστήμης αυτής, προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα, καθώς οι εικόνες μιας συγκεκριμένης περιοχής μπορούν να αποκτηθούν σε ένα υψηλό ποσοστό επαναλήψεων, επιτρέποντας έτσι την επιλογή των πιο κατάλληλων εποχιακών στοιχείων, παρέχοντας παράλληλα ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τις συνθήκες εδάφους, μπορούν να ληφθούν για οποιοδήποτε μέρος του κόσμου χωρίς να αντιμετωπίζουν διοικητικούς περιορισμούς και τέλος μπορούν να παρέχουν ταυτόχρονα μια εκτεταμένη εικόνα για πολλές, διαφορετικές και τεράστιες περιοχές. Από τη βιβλιογραφία διαπιστώθηκε ότι η δορυφορική τηλεπισκόπιση προσφέρει πολλά, χρήσιμα και μερικές φορές σημαντικά δεδομένα για τη χαρτογράφηση, την παρακολούθηση και τη διαχείριση των χώρων που αποτελούν παγκόσμια πολιτισμική κληρονομιά, είτε αυτοί είναι φυσικοί, όπως πάρκα, είτε πολιτιστικοί, όπως αρχαιολογικοί χώροι και μνημεία. Ο συνδυασμός της δορυφορικής τηλεπισκόπισης και των τεχνικών GIS μπορεί να θεωρηθεί ένας αποτελεσματικός, αξιόπιστος, επαναλαμβανόμενος, μη επεμβατικός, γρήγορος και οικονομικός τρόπος για την παρακολούθηση όλων αυτών των χώρων, καθώς είναι δυνατή η επίτευξη ημερήσιων ψηφιακών χαρτών, ο εντοπισμός και η ακριβή τοποθεσία των πολιτιστικών χώρων σε όλο τον κόσμο, η οριοθέτηση των ζωνών διαχείρισης, η παρακολούθηση των αλλαγών κάλυψης, η αξιολόγηση των ζημιών λόγω φυσικών καταστροφών ή ανθρώπινης παρέμβασης και τέλος η παροχή βοήθειας για την ανάπτυξη στερεοσκοπικών εικόνων, που θα αποσκοπούν στη δημιουργία ενός ψηφιακού μοντέλου του τοπίου, μέσω της χρήσης δορυφορικών εικόνων και επίγειων σημείων ελέγχου. Στόχος λοιπόν, της χρήσης της δορυφορικής τηλεπισκόπισης και της χρήσης του GIS, είναι ο εντοπισμός, η διαχείριση και η παρακολούθηση των υφιστάμενων χώρων πολιτισμικής κληρονομιάς, στη χώρα της Κύπρου, μέσω της κωδικοποίησης και της ίδρυσης μιας ολοκληρωμένης βάσης δεδομένων.
Μέθοδοι και Υλικά
Δορυφορικές εικόνες : Τον Ιούνιο του 1985 και τον Μάιο του 2000 αποκτήθηκαν δορυφορικές εικόνες (Landsat -5 TM), ενώ τον Μάρτιο του 2000 και τον Δεκέμβριο του 2003, δορυφορικές εικόνες IKONOS και Quickbird, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την ανίχνευση της ακτογραμμής και της αλλαγής των χρήσεων γης στην επαρχιακή περιοχή της Πάφου.
Μεθοδολογία : Η μεθοδολογία βασίζεται στο συνδυασμό διαφόρων τεχνικών, με στόχο την εξαγωγή πληροφοριών από δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπισης, έτσι ώστε να δημιουργούνται ψηφιακοί χάρτες, με την αξιοποίηση της υψηλής ανάλυσης των δορυφορικών εικόνων, να αποκτούνται όλες οι απαιτούμενες όλες οι απαιτούμενες πληροφορίες, που θα βοηθήσουν τις διαδικασίες GIS και να χαρτογραφούνται και παρακολουθούνται οι αλλαγές κάλυψης γης κοντά στους χώρους πολιτιστικής κληρονομιάς, ώστε να βοηθηθούν οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων για το μελλοντικό προγραμματισμό των χώρων αυτών.
Μελέτες περίπτωσης : Οι αλλαγές κάλυψης γης στα κοντινά πολιτιστικά αξιοθέατα έγινε με επιβλεπόμενη ταξινόμηση, μέσω της μεθόδου ISODATA. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τη φασματική απόσταση και επαναληπτικά ταξινομεί τα στοιχεία, επαναπροσδιορίζει τα κριτήρια για κάθε κατηγορία, ταξινομώντας τα πάλι, έτσι ώστε τα φασματικά μοτίβα απόστασης των δεδομένων να προκύψουν σταδιακά. Στόχος αυτού του βήματος είναι η αυτόματη αναγνώριση ομογενών χωρικών στοιχείων σε δορυφορικές εικόνες. Οι εικόνες 2 και 3, που παρουσιάζουν τα αποτελέσματα της ταξινόμησης, απεικονίζουν με κόκκινο χρώμα τις αστικές περιοχές και με πρασινοκίτρινο χρώμα τις γεωργικές / εδαφικές εκτάσεις, επισημαίνοντας έτσι τις αλλαγές χρήσης και κάλυψης γης γύρω από την ακτογραμμή. Οι εικόνες 4,5,6,7, οι οποίες δείχνουν δύο δορυφορικές εικόνες, που αποκτήθηκαν διαφορετική περίοδο, μπορούν να αναλυθούν περαιτέρω για να σκιαγραφήσουν τις πιθανές επιπτώσεις της τοπολογίας τους και των εδαφολογικών συνθηκών τους. Η περαιτέρω έρευνα με πολυφασματικές εικόνες που αποκτήθηκαν σε διαφορετικές χρονιές, σε συνδυασμό με πιο συνεπή δεδομένα, όπως είναι το GPS και τα υψομετρικά δεδομένα, καθιστούν δυνατή την προέλευση όλο και περισσότερων αξιόπιστων πληροφοριών. Ο δείκτης βλάστησης (NDVI) που χρησιμοποιήθηκε για τον μετασχηματισμό πολύ-φασματικών δεδομένων σε μια μόνο ζώνη εικόνας, έχει υπολογιστεί σύμφωνα με έναν προτότυπο αλγόριθμο και αντιπροσωπεύει την κατανομή της βλάστησης.
Συμπεράσματα
Η παρούσα έρευνα τονίζει την ευεργετική χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπισης για την παρακολούθηση της πολιτιστικής κληρονομιάς στην περιοχή της Κύπρου. Η μεθοδολογία που υιοθετήθηκε για την παρακολούθηση των μνημείων πολιτιστικής κληρονομιάς, χρησιμοποιεί την ακριβή τοποθεσία αυτών των τόπων, αξιολογεί τις κοντινές αλλαγές κάλυψης γης και παράγει ημερήσιες πληροφορίες. Η χρήση GPS σε συνδυασμό με τρέχουσες και παλιές εικόνες υψηλής ανάλυσης, θα έχει σαν αποτέλεσμα την παραγωγή στερεοσκοπικών εικόνων, που θα αφορούν τους χώρους φυσικής και πολιτισμικής κληρονομιάς.
