Εντοπισμός αλλαγών εδαφοκάλυψης με χρήση δορυφορικών εικόνων

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 09:15, 12 Μαρτίου 2010

Εντοπισμός αλλαγών εδαφοκάλυψης με χρήση δορυφορικών εικόνων

Αντικείμενο: Η συγκεκριμένη εργασία αναφέρεται σε χρήση δορυφορικών εικόνων για εφαρμογή εδαφοκάλυψης. Συγκεκριμένα, πραγματοποιείται ο εντοπισμός αλλαγών εδαφοκάλυψης στην περιοχή της Ζακύνθου με τη βοήθεια τεχνολογιών GIS και τηλεπισκόπησης.

Στόχος: Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η ολοκληρωμένη χαρτογράφηση και ο εντοπισμός των αλλαγών στην εδαφοκάλυψη και στις χρήσεις γης της Ζακύνθου για το διάστημα 1985-2003, με τη συνδυαστική χρήση τεχνικών ανάλυσης δορυφορικών εικόνων, Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Παγκόσμιων Συστημάτων Εντοπισμού θέσης (GPS). Το ενδιαφέρον για τον εντοπισμό των αλλαγών εδαφοκάλυψης-χρήσεων γης στην περιοχή της Ζακύνθου, προέρχεται από την ανάγκη για προστασία του φυσικού της πλούτου.

Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων / δέκτες-κανάλια: Στην εφαρμογή αυτή χρησιμοποιήθηκαν για την επικαιροποίηση των θεματικών ορθοφωτογραφιών βλάστησης δορυφορικές εικόνες του δορυφορικού συστήματος Landsat 7 λήψης το καλοκαίρι του 2000.

Προεπεξεργασίες: Στην παρούσα μελέτη εφαρμόστηκαν τεχνικές επεξεργασίας εικόνας για την ανάλυση της δορυφορικής εικόνας, τη γεωμετρική της διόρθωση, τη μείωση του όγκου της πληροφορίας που περιέχεται στην ανακλώμενη περιοχή του φάσματος και την ταυτόχρονη συσχέτιση των διαφορετικής διακριτικότητας εικόνων. Η μίξη με το Παγχρωματικό δίδει βελτιωμένη ερμηνευτικότητα σε σχέση με τα διαφορετικά στοιχεία της εικόνας.

Ψηφιακές επεξεργασίες /αλγόριθμοι και αποτελέσματα: Για τη συνδυαστική εφαρμογή Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, χαρτογράφησης με GPS, επεξεργασίας και ανάλυσης των δορυφορικών εικόνων καθώς και για την οπτικοποίηση των διαφορετικών τύπων δεδομένων, και την εφαρμογή διαφορετικού τύπου αναλύσεων και επερωτήσεων των χωρικών δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το TNTmips πακέτο λογισμικού.

Χρήση επιπρόσθετων χαρτών, βάσεων δεδομένων, GIS / αναγκαιότητά τους: Για την πετυχημένη εφαρμογή της χαρτογράφησης με GIS, χρησιμοποιήθηκαν χαρτογραφικά υπόβαθρα τοπογραφικών χαρτών κλίμακας 1:50.000 με λεπτομερή ψηφιοποίηση των διαφορετικών επιπέδων πληροφορίας που περιλαμβάνει: τις ισοϋψείς ανά 20 μέτρα, το υδρογραφικό δίκτυο, το οδικό δίκτυο, τις θέσεις οικισμών και τα οικιστικά πολύγωνα, τις απότομες αλλαγές του ανάγλυφου, σημεία λήψης ύδατος (πηγές, πηγάδια), τριγωνομετρικά σημεία, όρια δημοτικών διαμερισμάτων κτλ. Τα δεδομένα αποδόθηκαν στο Ελληνικό γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς του 1987. Από τις ψηφιοποιημένες ισοϋψείς δημιουργήθηκε το ψηφιακό ανάγλυφο εδάφους σε κάνναβο 20 μέτρων και επιπρόσθετα έγινε ο υπολογισμός των επιπέδων σκίασης και κλίσεων /προσανατολισμού κλιτύων για όλη τη Ζάκυνθο.

Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν οι θεματικοί ορθοφωτοχάρτες βλάστησης κλίμακας 1:20000 (η νήσος Ζάκυνθος καλύπτεται από 9 φύλλα τέτοιων θεματικών ορθοφωτοχαρτών) που προέκυψαν από επεξεργασία αεροφωτογραφιών έτους λήψεως 1985 της Διεύθυνσης δασικών χαρτών του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και επικαιροποιήθηκαν με τις χρησιμοποιηθείσες δορυφορικές εικόνες. Περιλαμβάνουν, εκτός των τοπογραφικών πληροφοριών, την παρακάτω διάκριση μορφών χρήσης γης: δασοπονικούς τύπους (διάκριση είδους δέντρων, συγκόμωσης, όγκου), γεωργικές καλλιέργειες, βοσκότοπους, άγονα, οικισμούς. Έγινε σάρωση, Γεωαναφορά σε προβολικό σύστημα ΕΓΣΑ’87, ψηφιοποίηση, κατηγοριοποίηση και συμβολισμός πολυγώνων βλάστησης σε όλη τη Ζάκυνθο των δασικών χαρτών κλίμακας 1:20.000. Στη συνέχεια τα δεδομένα των ορθοφωτοχαρτών 1:20000 εισήχθησαν σε περιβάλλον GIS, και δημιουργήθηκε ένα μωσαϊκό χαρτών.

Εικόνα 1: Ο νέος χάρτης που προέκυψε από την επικαιροποίηση των ορθοφωτοχαρτών με την βοήθεια δορυφορικής εικόνας. Η παλέτα ακολουθεί τα χρώματα κάλυψης Corine.

Εικόνα 2: Χάρτης βλάστησης και χρήσεων γης

Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Τα αποτελέσματα της ταξινόμησης δίνουν μία εμφανή εγκατάλειψη του ορεινού χώρου, αποτέλεσμα της έντονης ανάπτυξης του μαζικού τουρισμού στις παράλιες περιοχές, οι οποίες είναι πλέον κορεσμένες με ορατά τα σημεία διατάραξης του κοινωνικοοικονομικού ιστού χωρίς τα αναμενόμενα ανταποδοτικά οφέλη. Το φυσικό περιβάλλον υποβαθμίζεται συνεχώς και οι φυσικοί πόροι του νησιού εξαντλούνται. Ο παράλιος χώρος της Ζακύνθου δέχεται πιέσεις οι οποίες προέρχονται από ανθρωπογενείς κυρίως επιδράσεις, είτε αυτές αφορούν επέκταση οικισμών και οικονομικές δραστηριότητες, είτε αποψίλωση της βλάστησης ή καταστροφή παράλιων βιοτόπων. Αυτό φαίνεται από την αύξηση του δομημένου χώρου και την αλλαγή χρήσης πρώην γεωργικών καλλιεργειών ή την εγκατάλειψή τους. Αντίθετα ο ορεινός χώρος εγκαταλείπεται και συρρικνώνεται πληθυσμιακά. Αυτό δείχνει και η εγκατάλειψη των γεωργικών καλλιεργειών και η αύξηση των χέρσων και των χορτολιβαδικών εκτάσεων.

Συμπεραίνοντας, λοιπόν, για την παραγωγή της εξειδικευμένης πληροφορίας (επικαιροποίηση και ακριβέστερος προσδιορισμός των κατηγοριών κάλυψης) είναι απαραίτητη η χρήση εξειδικευμένης τεχνολογίας. Επιπλέον, τα GPS αποτελούν ένα βασικό εργαλείο ικανό για την καταγραφή ψηφιακών συντεταγμένων και πληροφορίας για τα υψόμετρα οποιασδήποτε θέσης της Γης με τη χρήση συστήματος 24 δορυφόρων.

Πηγή: Μαρτίνης Α., Χάρου Ε., Καμπάση Κ., Στεφούλη Μ. . Εντοπισμός αλλαγών εδαφοκάλυψης με χρήση δορυφορικών εικόνων. e-Περιοδικό Επιστήμης & Τεχνολογίας