XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ

Από RemoteSensing Wiki

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η Κρήτη ανήκει στο νότιο κλάδο του αλπικού γεωσυγκλίνου και συγκεκριμένα στο τμήμα, το οποίο αποτελεί γεωτεκτονική μετάβαση από τις Ελληνίδες στις Ταυρίδες οροσειρές (Φυτρολάκης, 1980). Χαρακτηρίζεται αρχικά από πτυχογόνο τεκτονική που επέδρασε από Βορρά προς Νότο με άξονες πτυχών που παρουσιάζουν γενική διεύθυνση Α-Δ περίπου και μεταγενέστερα από ρηγματογόνο τεκτονική η οποία συνεχίζεται έως και σήμερα. Τα συστήματα ρηγμάτων τα οποία επικρατούν έχουν διευθύνσεις Α-Δ, Β-Ν, ΒΑ-ΝΔ, και ΒΔ-ΝΑ (Βιδάκης και άλλοι, 1995).Η ευρύτερη περιοχή της τεκτονικής τάφρου Σητείας-Καλών Νερών βρίσκεται στην Ανατολική Κρήτη και υπάγεται στο νομό Λασηθίου. Το βόρειο τμήμα βρέχεται από το Κρητικό πέλαγος και το νότιο από το Λιβυκό.

2. ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

2.1. Μελέτη των γεωλογικών και υρδογεωλογικών συνθηκών της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας Η μελέτη των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας πραγματοποιείται με βάση τη σχετική βιβλιογραφία, τους γεωλογικούς χάρτες του ΙΓΜΕ,τις δικές μας επιτόπου έρευνες, τις απογραφές των θέσεων εμφάνισης υπογείων νερών (πηγές, γεωτρήσεις, φρέατα), τις σχετικές μετρήσεις και εκτιμήσεις καθώς και τη δημιουργία βάσης δεδομένων, σε ψηφιακή μορφή, με τις απαραίτητες για την έρευνα, πληροφορίες. Στη διαδικασία αυτή αξιοποιήθηκαν ειδικές ψηφιακές μέθοδοι και λογισμικά για την ψηφιοποίηση των υφισταμένων γεωλογικών χαρτογραφήσεων. Χρησιμοποιήθηκε το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info 8.0 και οι επί μέρους πληροφορίες εισήχθησαν ως διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας (layers) στο ΓΣΠ. Χρησιμοποιήθηκε επίσης το λογισμικό επεξεργασίας ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων ER Mapper (version 6.2). Δημιουργήθηκαν α) ψηφιακός γεωλογικός χάρτης (σχ.1) με ψηφιοποίηση του αναλογικού γεωλογικού χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000 και β) ψηφιακός υδρολιθολογικός χάρτης της περιοχής έρευνας (σχ. 2), με βάση τις επίγειες παρατηρήσεις και τη σχετική βιβλιογραφία (Καλλέργης,1993). 2.2. Εργασίες υπαίθρου Κατά τη διετία 1998-2000, πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή της έρευνας συστηματικές εργα σίες υπαίθρου με σκοπό την απογραφή των σημείων νερού (γεωτρήσεις, φρέατα, πηγές) και τη συλλογή όσο το δυνατόν περισσοτέρων σχετικών πρωτογενών στοιχείων.Συγκεντρώθηκαν στοιχεία για την παροχή, τις λιθολογικές στήλες, της στάθμης του υπογείου νερού, την ποιότητα του υπογείου νερού καθώς και για τις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής Τα στοιχεία αυτά αξιοποιήθηκαν σε συνδυασμό με τη μελέτη της υφιστάμενης βιβλιογραφίας και των χαρτογραφήσεων του ΙΓΜΕ στη σύνταξη χαρτών και στην εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών για την ευρύτερη περιοχή της τεκτονικής τάφρου Σητείας- Καλών Νερών. 2.3. Θεματικά επίπεδα πληροφοριών Τα επίπεδα πληροφοριών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως θεματικές πληροφορίες και εισήχθησαν για να αλληλοσυσχετισθούν στο ΓΣΠ είναι τα ακόλουθα : Τοπογραφία της περιοχής, Λιθολογικές και Υδρολιθολογικές ενότητες, Τεκτονικές δομές, Γεωλογικές και Γεωμορφολογικές γραμμώσεις, Σημεία νερού (γεωτρήσεις,φρέατα,πηγές).

3. Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΣΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΓΣΠ.

Για την διερεύνηση της συμβολής της Τηλεπισκόπησης [Curran (1985), Jensen (1986), Ρόκος (1988 και 1989) ] στη μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η δορυφορική τηλεπισκοπική απεικόνιση Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987. Οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις Landsat TM διαθέτουν τρία κανάλια στην περιοχή του ορατού φωτός (1,2,3), ένα στην περιοχή του εγγύς υπερύθρου (4), δύο στην περιοχή του μέσου υπερύθρου (5,7) και ένα στην περιοχή του θερμικού υπερύθρου (6).Στην εργασία αυτή, βασικός στόχος ήταν να αναδειχθούν και να τονιστούν oι φωτογραμμώσεις οι οποίες πιθανώς αποτελούν τεκτονικές δομές (ρήγματα, ρηξιγενείς ζώνες, επωθήσεις, εφιππεύσεις κλπ), με αξιοποίηση της φωτοερμηνευτικής τηλεπισκοπικής μεθοδολογίας. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν πολλά έγχρωμα και ψευδέγχρωμα σύνθετα και άλλες ψηφιακές επεξεργασίες της παραπάνω τηλεπισκοπικής απεικόνισης, έτσι ώστε να επιλεγεί το πιο κατάλληλο για τη συγκεκριμένη έρευνα. Σύμφωνα με τον Drury (1987), o πειραματισμός με πολλές ψηφιακές επεξεργασίες, ώστε να αποκαλυφθεί ο καλύτερος δυνατός συνδυασμός πληροφοριών και η πρόσβαση σε ποικιλία ερμηνειών αυτων των επεξεργασιών βοηθάει στην σταχυολόγηση των περισσοτέρων δυνατών στοιχείων. Για την πλήρη αξιοποίηση των ψηφιακών επεξεργασιών της τηλεπισκοπικής απεικόνισης της περιοχής έρευνας, γράφτηκαν αλγόριθμοι στο ειδικό λογισμικό πρόγραμμα ER Mapper.

4. ΣΥΣΧΕΤΙΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ – ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Με κατάλληλες συσχετίσεις των απαραιτήτων κατά περίπτωση επιπέδων θεματικών πληροφοριών, στοιχειοθετήθηκαν χρήσιμα και ουσιαστικά συμπεράσματα γεωλογικού και υδρογεωλογικού ενδιαφέροντoς., όπως παραδείγματος χάριν παρουσιάζονται παρακάτω: •Με τη συσχέτιση λιθολογικών ενοτήτων, όπως αυτές εμφανίζονται στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη ο οποίος παρήχθη με υπόβαθρο τον γεωλογικό χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών και κατάλληλων ψηφιακών επεξεργασιών της ΨΤΑ είναι δυνατόν να επιβεβαιωθεί ή και να βελτιωθεί η γεωλογική χαρτογράφηση της περιοχής έρευνας.Στα παρακάτω σχήματα απεικονίζονται oι συσχετίσεις της λιθολογικής ενότητας Ασβεστολίθων-Δολομιτών του τεκτονικού καλύμματος της Τρίπολης και των τεταρτογενών αποθέσεων, με τις αντίστοιχες περιοχές όπως εμφανίζονται στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987. Είναι εμφανής η σχεδόν απόλυτη ταύτιση των λιθολογικών ορίων όπως απεικονίζονται στο γεωλογικό χάρτη και το καταλληλότερο όπως αποδείχθηκε ψευδέγχρωμο σύνθετο της ΨΤΑ (σχ.3,σχ.4) • Mε τη συσχέτιση (Σχ. 5) του υδρολιθολογικού χάρτη και των σημείων νερού, εξετάσθηκε η κατανομή των σημείων νερού στις υδρολιθολογικές ενότητες. Επίσης, με τη βάση δεδομένων η οποία δημιουργήθηκε από τα στοιχεία των γεωτρήσεων, φρεάτων και πηγών και τη συσχέτιση αυτών με την τεκτονική της περιοχής, εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα για τις καταλληλότερες θέσεις για τη διάνοιξη νέων γεωτρήσεων. • Στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 αναγνωρίσθηκαν φωτοερμηνευτικά οι γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις και από τον γεωμετρικά διορθωμένο γεωλογικό χάρτη 1.25.000 των Βιδάκη-Μυλωνάκη, ψηφιοποιήθηκαν τα ρήγματα της περιοχής. Δημιουργήθηκε έτσι ο χάρτης με τις φωτογραμμώσεις της περιοχής έρευνας, οι οποίες συσχετίσθηκαν με τα ρήγματα, τα οποία χαρτογραφήθηκαν με γεωλογικές μεθόδους. Το πρώτο σημαντικό συμπέρασμα από τη συσχέτιση του χάρτη γραμμικών στοιχείων με το χάρτη των ρηγμάτων (σχ. 6), συνάγεται με τη βοήθεια της σύγκρισης των ροδοδιαγραμμάτων, τα οποία πραγματοποιήθηκαν και για τους δύο χάρτες και παρουσιάζονται στο σχ. 7. Τα συστήματα κυρίων διευθύνσεων των γνωστών γεωλογικών ρηγμάτων είναι: 1. 35ο-45ο 2. 45ο-55ο 3. 25ο-35ο Τα συστήματα κυρίων διευθύνσεων των φωτογραμμώσεων πιθανού γεωλογικού ενδιαφέροντος είναι: 1. 35ο-45ο 2. 85ο-95ο 3. 25ο-35ο Είναι φανερό ότι δύο από τα τρία συστήματα κυρίων διευθύνσεων των ρηγμάτων και των φωτογραμμώσεων είναι κοινά. Αυτό αποτελεί σημαντικό συμπέρασμα το οποίο καταδεικνύει τη δυνατότητα τηλεπισκοπικής αναγνώρισης ρηγμάτων και οτι είναι πιθανόν κάποιες από τις πρόσθετες φωτογραμμώσεις να αποτελούν τεκτονικές δομές αξιοποιήσιμες στην εξέλιξη της έρευνας.Από τα παραπάνω παραδείγματα είναι εμφανής η ουσιαστική χρησιμότητα και σημασία της συσχέτισης αντιπροσωπευτικών θεματικών επιπέδων πληροφοριών η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών και μπορεί να δώσει απαντήσεις και αποτελέσματα σε σημαντικά ζητήματα ανάλυσης των γεωλογικού και υδρογεωλογικού χαρακτήρα στοιχείων της περιοχής της έρευναςΤέλος με την υπέρθεση του χάρτη της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους της περιοχής (εικόνα 8) εμφανίζονται στις τρεις διαστάσεις τους οι γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις της περιοχής, η τεκτονική τάφρος Σητείας και η τοπογραφία της περιοχής, στοιχεία τα οποία υποβοηθούν στην προσπάθεια ολοκλήρωσης των δυνατοτήτων των τεχνολογιών αιχμής της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της περιοχής, η οποία συνεχίζεται.

Σχήμα 1: . Πάνω εμφανίζεται ο γεωλογικός χάρτης της περιοχής έρευνας

Σχήμα 2: . Κάτω εμφανίζεται ο ψηφιακός υδρολιθολογικός χάρτης της περιοχής έρευνας Σχήμα 3: (πάνω) Αριστερά εμφανίζεται η λιθολογική ενότητα Ασβεστολίθων δολομιτών στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 και δεξιά παρουσιάζεται η ίδια ενότητα στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη Σητείας-Λιθινών. Σχήμα 4 : (κάτω) Πάνω εμφανίζονται Τεταρτογενείς αποθέσεις στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη Σητείας – Λιθινών και κάτω παρουσιάζονται οι ίδιες αποθέσεις στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 . Σχήμα 7.: Αριστερά εμφανίζεται το ροδοδιάγραμμα των φωτογραμμώσεων οι οποίες έχουν εντοπιστεί και ψηφιοποιηθεί από την ΨΤΑ Landsat 5 TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 έπειτα από τις κατάλληλες ψηφιακές επεξεργασίες. Δεξιά εμφανίζεται το ροδοδιάγραμμα των ρηγμάτων, όπως αυτά έχουν ψηφιοποιθεί από το γεωλογικό χάρτη της περιοχής έρευνας. Σχήμα 8: . 3-D ανάγλυφο της περιοχής έρευνας οπου στο ψηφιακο μοντέλο έχει επιτεθεί ο χάρτης της Στατιστικής Υπηρεσίας Ελλάδας.

Πηγή: Ρόκος Ε. , Ανδρώνης Β., XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ