Δυνατότητες εφαρμογής προηγμένης τηλεπισκόπησης σε οικολογικές μελέτες σε σχέση με τις μετακινήσεις των χερσαίων ζώων

Από RemoteSensing Wiki

(Διαφορές μεταξύ αναθεωρήσεων)
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
(Νέα σελίδα με ''''Δυνατότητες εφαρμογής προηγμένης τηλεπισκόπησης σε οικολογικές μελέτες σε σχέση με τις με...')
 
(13 ενδιάμεσες αναθεωρήσεις δεν εμφανίζονται.)
Γραμμή 3: Γραμμή 3:
'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Opportunities for the application of advanced remotely-sensed data in ecological studies of terrestrial animal movement''
'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''Opportunities for the application of advanced remotely-sensed data in ecological studies of terrestrial animal movement''
-
[[Εικόνα:RSpaper8.1_Ntolka.JPG | thumb| right|'''Περιοχή μελέτης.''' Ο Εθνικός Δρυμός της Βαυαρίας  περικλείεται από μαύρο περίγραμμα, οι καταγραφόμενες θέσεις (GPS-fixes) των ζαρκαδιών σημαίνονται με μαύρους κύκλους, και οι τοποθεσίες των μετεωρολογικών σταθμών με τετράγωνα ( T: Taferlrück, WH: Waldhäuser, WSH: Waldschmidthaus).]]
+
[[Εικόνα:RSpaper5.1_Ntolka.JPG | thumb| right|'''Εικόνα 1. Κλίμακες της τρέχουσας ανάλυσης των δεδομένων μετακίνησης των ζώων και των τηλεπισκοπικών δεδομένων, στο χώρο και στο χρόνο.''']]
'''Συγγραφείς: '''Wiebke Neumann, Sebastian Martinuzzi, Anna B Estes, Anna M Pidgeon, Holger Dettki, Göran Ericsson and Volker C Radeloff
'''Συγγραφείς: '''Wiebke Neumann, Sebastian Martinuzzi, Anna B Estes, Anna M Pidgeon, Holger Dettki, Göran Ericsson and Volker C Radeloff
Γραμμή 9: Γραμμή 9:
'''Δημοσιεύθηκε: '''  ''Movement Ecology (2015) 3:8, DOI: 10.1186/s40462-015-0036-7 ''
'''Δημοσιεύθηκε: '''  ''Movement Ecology (2015) 3:8, DOI: 10.1186/s40462-015-0036-7 ''
-
[[Εικόνα:RSpaper8.2_Ntolka.JPG | thumb| right|'''Εικόνα 2. Κάθετη διατομή του νέφους σημείων των δεδομένων LiDAR και οι προκύπτουσες τιμές κλασματικής φυτοκάλυψης για τον κατώτερο υποόροφο, ανώτερο υποόροφο και ανώτερο όροφο των δέντρων, όπως απεικονίζονται σε μια διατομή μήκους 50m και πλάτους 5m.''']]
+
[[Εικόνα:RSpaper5.2_Ntolka.JPG | thumb| right|'''Πίνακας 1. Πηγή και ανάλυση διαφορετικών προϊόντων τηλεπισκόπησης.''']]
'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://movementecologyjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40462-015-0036-7]
'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://movementecologyjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40462-015-0036-7]
-
[[Εικόνα:RSpaperT8.1_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Πίνακας 1. Περίληψη των υπολογισθέντων μικτών μοντέλων λογιστικής παλινδρόμησης υπό συνθήκη (mixed conditional logistic regression models) που εξηγούν την επιλογή ενδιαιτήματος, οι μεταβλητές που περιέχουν και οι αντίστοιχες τιμές του δείκτη AIC (Akaike’s Information Criterion).'''  
+
[[Εικόνα:RSpaper5.3a_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Πίνακας 2. Δείγμα οικολογικών μελετών για τη μετακίνηση των ζώων, στις οποίες χρησιμοποιούνται προϊόντα τηλεπισκόπισης.'''(α) ]]
-
''dist_to_f'': distance to nearest artificial feeding place (απόσταση από την πλησιέστερη ταΐστρα), ''OC'': overstory cover (κάλυψη ανώτερου ορόφου), ''MC'': midstory cover (κάλυψη ανώτερου υποορόφου),'' UC'': understory cover (κάλυψη κατώτερου υποορόφου), ''temp'': απόκλιση από τη μέση θερμοκρασία την αντίστοιχη ώρα της ημέρας, ''act'': activity status των ζαρκαδιών, ''snow'': ύψος χιονιού, ''wind'': ταχύτητα ανέμου.]]
+
-
[[Εικόνα:RSpaperT8.2_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Πίνακας 2. Αποτελέσματα μικτής λογιστικής παλινδρόμησης υπό συνθήκη (Μοντέλο 1). ''' Οι τιμές με p<0,05 υποδεικνύουν στατιστικά σημαντική επίδραση των όρων του μοντέλου. 
+
'''Λέξεις-Κλειδιά: ''' τροχιές ζώων, πρότυπα μετακίνησης, τηλεπισκόπηση, trade-off ανάλυση, δορυφορικά προϊόντα, Landsat, LiDAR, MODIS, βάσεις δεδομένων μετακίνησης ζώων
-
''dist_to_f'': distance to nearest artificial feeding place (απόσταση από την πλησιέστερη ταΐστρα), ''OC'': overstory cover (κάλυψη ανώτερου ορόφου), ''MC'': midstory cover (κάλυψη ανώτερου υποορόφου),'' UC'': understory cover (κάλυψη κατώτερου υποορόφου), ''temp'': απόκλιση από τη μέση θερμοκρασία την αντίστοιχη ώρα της ημέρας, ''act'': activity status των ζαρκαδιών, ''snow'': ύψος χιονιού, ''wind'': ταχύτητα ανέμου. ]]
+
-
'''Λέξεις-Κλειδιά: ''' τηλεπισκόπηση, δασική διαμόρφωση, συμπεριφορά ζώων, επιλογή θέσης, συναρτήσεις βηματικής επιλογής
 
 +
'''Εισαγωγή'''
 +
[[Εικόνα:RSpaper5.3b_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Πίνακας 2. Δείγμα οικολογικών μελετών για τη μετακίνηση των ζώων, στις οποίες χρησιμοποιούνται προϊόντα τηλεπισκόπισης.(β)]]
-
'''Εισαγωγή'''
+
Τα χρονικά και χωρικά πρότυπα της μετακίνησης των ζώων αποτελούν κεντρική πτυχή στη μελέτη της οικολογίας τους. Οι τηλεπισκοπικοί-περιβαλλοντικοί δείκτες μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην κατανόηση αυτών των προτύπων, παρέχοντας συνεχή και σχετικά λεπτομερή δεδομένα, τα οποία συνδέουν τις μετακινήσεις των ζώων με το περιβάλλον τους. Παρόλα αυτά, παρατηρείται μια καθυστέρηση στην εφαρμογή των ποικίλων διαθέσιμων τηλεπισκοπικών προϊόντων σε τέτοιου είδους μελέτες, λόγω της μικρής εξοικείωσης των οικολόγων επιστημόνων με αυτά.
-
[[Εικόνα:RSpaper8.3_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Εικόνα 3. Προβλεπόμενες τιμές σχετικής προτίμησης για την κάλυψη του ανώτερου υποορόφου (2 m-10 m) και του ανώτερου ορόφου (10 m-60 m) ως συνάρτηση της απόκλισης της θερμοκρασίας από τις μέσες τιμές θερμοκρασίας σε ορισμένη ώρα της ημέρας, για τα ενεργά (active) και τα μη ενεργά (resting) ζαρκάδια.''' Οι τιμές αντιπροσωπεύουν τις αναμενόμενες τιμές που υπολογίστηκαν με τη μικτή λογιστική παλινδρόμηση υπό συνθήκη, οι μη εμφανιζόμενες μεταβλητές ορίστηκαν με τον μέσο όρο του συνόλου δεδομένων τους. Οι τιμές προτίμησης κλιμακώθηκαν μεταξύ 0 και 1, ώστε να είναι δυνατή η σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ των διαφορετικών θερμοκρασιών.]]
+
Στην παρούσα επισκόπηση, εστιάζουμε σε αυτές που συνδέουν τις θέσεις των ζώων με τηλεπισκοπικά δεδομένα σε χερσαία οικοσυστήματα, και που δημοσιεύτηκαν από το 2002 ως το 2013 (Πίνακας 2). Οι συγκεκριμένες μελέτες διερευνούν τον τρόπο με τον οποίο τα ζώα αλληλεπιδρούν με το επίγειο περιβάλλον τους με την πάροδο του χρόνου, και βασίζονται στις τροχιές και τις μετατοπίσεις ατόμων και πληθυσμών, συμβάλλοντας έτσι στη διατήρηση και διαχείριση της άγριας πανίδας. Πρώτα εξετάζονται οι τρέχουσες εφαρμογές των τηλεπισκοπικών-οικολογικών δεικτών που σχετίζονται με τα πρότυπα μετακίνησης σπονδυλωτών ζώων σε χερσαία οικοσυστήματα. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται τα πρόσφατα διαθέσιμα τηλεπισκοπικά προϊόντα και οι δυνατότητες που προσφέρουν.  
-
Η κατανόηση της επιλογής ενδιαιτήματος ενός είδους αποτελεί βασική προϋπόθεση για τη διαχείριση της άγριας πανίδας. Η επιλογή του ενδιαιτήματος μπορεί να διερευνηθεί σε μια πολύ λεπτομερή χωροχρονική ανάλυση χρησιμοποιώντας τηλεμετρία GPS, η οποία παρέχει δεδομένα θέσης κρυπτικών οργανισμών σε σχεδόν συνεχή κλίμακα. Ενώ η αερομεταφερόμενη σάρωση με laser (LiDAR -Light Detection and Ranging – ανίχνευση και σκόπευση φωτός) αποτελεί μια καθιερωμένη τεχνική τηλεπισκόπησης, η οποία προσφέρει τη μοναδική δυνατότητα περιγραφής της τρισδιάστατης δομής των δασών, με μεγάλη λεπτομέρεια και ακρίβεια, και για μεγάλες εκτάσεις. Στην παρούσα εργασία, αναλύθηκε η επιλογή του χειμερινού ενδιαιτήματος του ζαρκαδιού (''Capreolus capreolus'') σε ένα ορεινό δασικό οικοσύστημα, συνδυάζοντας εκτιμήσεις κάλυψης βλάστησης σε τρία διαφορετικά στρώματα ύψους μέσω LiDAR,  και δεδομένα δραστηριότητας από GPS τηλεμετρία. Το ευρωπαϊκό ζαρκάδι είναι ένα μεσαίου μεγέθους οπληφόρο, που κατανέμεται σε ολόκληρη την Ευρώπη και είναι προσαρμοσμένο σε μια ποικιλία ενδιαιτημάτων, με προτίμηση στα δασικά. Μπορεί να τραφεί με ένα πλήθος φυτικών ειδών, αλλά ακολουθεί μια «επικεντρωμένα επιλεκτική» στρατηγική τροφοληψίας και μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τη σύνθεση της αναγέννησης των δέντρων. Στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη, οι ακραίες καιρικές συνθήκες  του χειμώνα επηρεάζουν έντονα τη δυνατότητα επιβίωσης του ζαρκαδιού. Ο χειμώνας αποτελεί μια περίοδο όπου η διαθεσιμότητα της τροφής είναι μικρή, οι χαμηλές θερμοκρασίες και ο ψυχρός άνεμος απαιτούν την κατανάλωση σημαντικών ποσών ενέργειας για θερμορύθμιση από τα ζώα, και το βαθύ χιόνι  περιορίζει τις ικανότητες μετακίνησής τους.  
+
Οι  διαφορετικές χωροχρονικές κλίμακες στις οποίες συμβαίνει η μετακίνηση των ζώων απαιτούν και τη χρήση διαφορετικού τύπου τηλεπισκοπικών δεδομένων, ώστε να κατανοηθούν τα αίτια που οδήγησαν σε αυτές τις μετακινήσεις (Εικόνα 1). Ωστόσο, υπάρχει ένας έμφυτος διαμοιρασμός (trade-off) ανάμεσα στα δεδομένα υψηλής χωρικής και χαμηλής χρονικής ανάλυσης (''fine-but-infrequent data'') έναντι των δεδομένων με χαμηλή χωρική και υψηλή χρονική ανάλυση (''coarse-but-frequent data''), τα οποία καταγράφονται από τους διαφορετικούς δορυφορικούς αισθητήρες (Εικόνα 1, Πίνακας 1).  
-
'''Περιοχή μελέτης'''
+
[[Εικόνα:RSpaper5.3c_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Πίνακας 2. Δείγμα οικολογικών μελετών για τη μετακίνηση των ζώων, στις οποίες χρησιμοποιούνται προϊόντα τηλεπισκόπισης.(γ)]]
 +
[[Εικόνα:RSpaper5.4_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Πίνακας 3. Ακρίβεια και ευστοχία των κύριων τηλεπισκοπικών προϊόντων.''']]
-
Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στον Εθνικό Δρυμό της Βαυαρίας (Εικόνα 1), που βρίσκεται στα νοτιοανατολικά σύνορα της Γερμανίας με την Τσεχία και καλύπτει μια έκταση 24.369 εκταρίων. Η δασική βλάστηση αποτελείται κυρίως από έλατα (ερυθρελάτη, λευκή ελάτη), οξιές και σημύδες και το υψόμετρο κυμαίνεται από 600 έως 1.453 μέτρα. Η μέση ετήσια θερμοκρασία αντιστοιχεί σε 2-7,3 °C, η χιονοκάλυψη διαρκεί κατά μέσο όρο 139 ημέρες ανά έτος στα μεσαία υψόμετρα, και το χιόνι έχει βάθος μεγαλύτερο από 50cm για κατά μέσο όρο 50 ημέρες το χρόνο. Τα ζαρκάδια χρησιμοποιούν όλη την έκταση του εθνικού δρυμού κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ενώ το χειμώνα κατεβαίνουν στα χαμηλότερα υψόμετρα, όπου το χιόνι είναι λιγότερο βαθύ. Σε κάποια σημεία υπάρχουν ταΐστρες μέσα και γύρω από παγίδες, οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη σύλληψη ζώων για ερευνητικούς σκοπούς. Μέσα στην περιοχή μελέτης απαγορεύεται το κυνήγι. Στην περιοχή συναντάται, επίσης, ο ευρασιατικός λύγκας (''Lynx lynx''), ο οποίος αποτελεί πιθανό θηρευτή για το ζαρκάδι. 
+
'''Επισκόπηση '''
 +
'''Α) Τηλεπισκοπικά προϊόντα που χρησιμοποιούνται συχνά σε οικολογικές μελέτες πάνω στη μετακίνηση των ζώων'''
-
'''Πειραματικός σχεδιασμός '''
+
Οι μελέτες μικρής κλίμακας μετακινήσεων που εξετάστηκαν, περιλάμβαναν δεδομένα σχετικά με την κάλυψη γης, τις ανθρώπινες υποδομές και το έδαφος, και λιγότερο συχνά δεδομένα σχετικά με τη φαινολογία της βλάστησης, το κλίμα και τις καιρικές συνθήκες (Πίνακας 2). Αντιθέτως, οι μελέτες που ανέλυαν τις μετακινήσεις σε ευρύτερη κλίμακα (π.χ. μετανάστευση) χρησιμοποιούσαν συχνά δεδομένα για τη φαινολογία της βλάστησης (π.χ. το δείκτη βλάστησης κανονικοποιμένης διαφοράς NDVI) και μερικές φορές συνδύαζαν κλιματολογικά, καιρικά και εδαφικά δεδομένα. Οι κύριοι περιβαλλοντικοί δείκτες που χρησιμοποιούνται στις μελέτες μετακίνησης των ζώων διατίθενται από ένα ευρύ φάσμα τηλεπισκοπικών προϊόντων, τα οποία μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την ακρίβεια (precision) και την ευστοχία-αξιοπιστία (accuracy) (Πίνακας 3).
-
'' Δεδομένα τηλεμετρίας''
 
-
Για τη λήψη των δεδομένων τηλεμετρίας GPS  χρησιμοποιήθηκαν περιλαίμια GPS-GSM με ενσωματωμένους αισθητήρες καταγραφής δραστηριότητας (σειρά 3.000 από την VECTRONIC Aerospace, Βερολίνο, Γερμανία), με τα οποία ραδιοσημάνθηκαν 15 ζαρκάδια. Η παρακολούθησή τους πραγματοποιήθηκε για διαφορετικές χρονικές περιόδους κατά τη διάρκεια του χειμώνα, οι οποίες διήρκησαν από 14 ημέρες έως έξι μήνες. Τα χρονικά διαστήματα μεταξύ δύο διαδοχικών καταγραφών κυμαίνονταν από 15 λεπτά έως 2 ώρες. Στην ανάλυση συμπεριλήφθησαν δεδομένα από 1.418 θέσεις για 9 ενήλικα θηλυκά και 6 ενήλικα αρσενικά ζαρκάδια, μεταξύ Απριλίου 2007 και Δεκεμβρίου 2010. Οι ενσωματωμένοι στα GPS περιλαίμια αισθητήρες δραστηριότητας είναι σε θέση να καταγράψουν την κινητικότητα των ζώων μετρώντας την επιτάχυνση κατά την κίνησή τους προς τα εμπρός/πίσω και προς τα πλάγια.
+
'' Δεδομένα κάλυψης γης''
-
Για τον προσδιορισμό της κατάστασης δραστηριότητας (activity status) χρησιμοποιήθηκαν επίπεδα κατωφλίου, τα οποία καθορίστηκαν σε προηγούμενη ανεξάρτητη μελέτη, που πραγματοποιήθηκε στην ίδια περιοχή. Τα άτομα θεωρήθηκαν ενεργά (active) όταν το άθροισμα των δύο τιμών επιτάχυνσης (προς τα εμπρός/ προς τα πίσω και προς τα πλάγια) ήταν μεγαλύτερο από 4 και ως μη ενεργά-αναπαυόμενα (resting) σε όλες τις άλλες περιπτώσεις.
+
Τα δεδομένα σχετικά με την κάλυψη της γης προέρχονται κατά κανόνα από ''fine-but-infrequent'' προϊόντα τηλεπισκόπησης και οι ερευνητές μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν για να συμπεράνουν τα μοτίβα κίνησης των ζώων σε πιο λεπτομερείς χωρικές κλίμακες (Εικόνα 1). Βοηθητικά δεδομένα που καταγράφουν την αλλαγή χρήσης γης και την ανάπτυξη των ανθρώπινων υποδομών, μπορούν να βοηθήσουν στην ενημέρωση των τηλεπισκοπικών χαρτών, δημιουργώντας δυναμικά δεδομένα τοπίου. Ο  Landsat και οι αεροφωτογραφίες είναι οι πιο κοινές πηγές τέτοιων δεδομένων.
-
[[Εικόνα:RSpaper8.4_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Εικόνα 4. Προβλεπόμενες τιμές σχετικής προτίμησης για την κάλυψη του ανώτερου υποορόφου (2 m-10 m) και του ανώτερου ορόφου (10 m-60 m) ως συνάρτηση του ύψους χιονιού, για τα ενεργά (active) και τα μη ενεργά (resting) ζαρκάδια. ''' Οι τιμές αντιπροσωπεύουν τις αναμενόμενες τιμές που υπολογίστηκαν με τη μικτή λογιστική παλινδρόμηση υπό συνθήκη, οι μη εμφανιζόμενες μεταβλητές ορίστηκαν με τον μέσο όρο του συνόλου δεδομένων τους. Οι τιμές προτίμησης κλιμακώθηκαν μεταξύ 0 και 1, ώστε να είναι δυνατή η σύγκριση των αποτελεσμάτων  μεταξύ των διαφορετικών τιμών ύψους χιονιού.]]
+
''Ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα ''
-
''Μετεωρολογικά δεδομένα''
+
Τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα (DEM) παρέχουν ''fine-but-infrequent'' πληροφορίες σχετικά με το υψόμετρο, τον προσανατολισμό των πρανών, την κλίση, καθώς και την υγρασία του εδάφους και την ηλιακή ακτινοβολία. Μερικές φορές συνδυάζονται με ''coarse-but-frequent'' τηλεπισκοπικές ατμοσφαιρικές μεταβλητές, όπως η ταχύτητα του ανέμου, η τυρβώδης κινητική ενέργεια, η θερμοκρασία και το ύψος των νεφών (δεδομένα MODIS 8 ημερών, ΝΟΑΑ 10 ημερών, μηνιαία δεδομένα WorldClim, Πίνακας 2). Τα DEMs μπορούν να αποτελέσουν ένα ισχυρό εργαλείο και η ερμηνεία των παρατηρούμενων προτύπων μπορεί να συμβάλει σε συμπεράσματα για τις μεταναστατευτικές στρατηγικές των ζώων.
-
Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα θερμοκρασίας και ταχύτητας ανέμου από τρεις μετεωρολογικούς σταθμούς σε διαφορετικά υψόμετρα, Taferlruck (769 m), Waldhäuser (940 m ) και Waldschmidthaus (1356 m), τα οποία καταγράφονταν ανά χρονικό διάστημα 10 λεπτών, και δεδομένα ημερήσιου ύψους χιονιού από τον σταθμό Waldhäuser (Εικόνα 1). Οι τιμές θερμοκρασίας και ταχύτητας ανέμου για κάθε θέση καταγραφή ζαρκαδιού ελήφθησαν από τον πλησιέστερο μετεωρολογικό σταθμό.
 
-
[[Εικόνα:RSpaper8.5_Ntolka.JPG  | thumb| right|'''Εικόνα 5. Προβλεπόμενες τιμές προτίμησης για την κάλυψη του κατώτερου υποορόφου για τα ενεργά (active) και τα μη ενεργά (resting) ζαρκάδια. ''' Οι τιμές αντιπροσωπεύουν τις αναμενόμενες τιμές που υπολογίστηκαν με τη μικτή λογιστική παλινδρόμηση υπό συνθήκη, οι μη εμφανιζόμενες μεταβλητές ορίστηκαν  με τον αντίστοιχο μέσο όρο του συνόλου δεδομένων τους.]]
+
''Ανθρώπινες υποδομές''
 +
Οι ανθρώπινες υποδομές επηρεάζουν τα ενδιαιτήματα πολλών ειδών άγριας πανίδας, καθώς μπορεί να δημιουργήσουν εμπόδια και να τροποποιήσουν τα ημερήσια και εποχιακά πρότυπα μετακίνησης των ζώων. Οι ψηφιακοί χάρτες των ανθρώπινων υποδομών αποτελούν  ''fine-but-infrequent'' δεδομένα, και συνήθως προέρχονται από δεδομένα κάλυψης γης και αεροφωτογραφίες. Η χρήση απεικονίσεων υψηλής χωρικής ανάλυσης και LiDAR προσφέρει επίσης τη δυνατότητα διάκρισης μεταξύ των διαφορετικών τύπων ανθρώπινης υποδομής και βλάστησης, όπως οι εθνικές οδοί, οι δρόμοι, οι σιδηροδρομικές γραμμές, οι αγωγοί, οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, τα σπίτια και τα δέντρα.
-
''Δεδομένα LiDAR''
 
-
Τα δεδομένα LiDAR για την περιοχή μελέτης αποκτήθηκαν κατά την περίοδο έλλειψης φυλλώματος μεταξύ Απριλίου 2008 και Νοεμβρίου 2009, χρησιμοποιώντας το αερομεταφερόμενο σύστημα Riegl LMS-Q 560 (RIEGL Inc., Horn, Αυστρία). Το σύστημα εξέπεμπε ακτινοβολία laser σε μήκος κύματος 1550 nm και κατέγραφε το πρώτο και το τελευταίο σημείο επιστροφής με κατακόρυφο σφάλμα +/- 0,16 m. Το μέσο πλάτος της λωρίδας σάρωσης αντιστοιχούσε σε 832 m, η μέση διάμετρος του αποτυπώματος της δέσμης laser σε 38,8 cm και η μέση σημειακή πυκνότητα σε 9,8 σημεία/m². Για την ταξινόμηση των σημείων επιστροφής από το έδαφος και από τη βλάστηση χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό TerraScan (TerraSolid Ltd., Helsinki, Finland). Ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM) με χωρική ανάλυση 1 m υπολογίστηκε με το SCOP ++ (inpho GmbH, Βιέννη, Αυστρία). Το ύψος των LiDAR επιστροφών πάνω από το έδαφος υπολογίσθηκε αφαιρώντας την τιμή ύψους του υποκείμενου DTM από το ύψος κάθε σημείου. Το τρισδιάστατο νέφος σημείων που προέκυψε, αντιπροσωπεύει διακριτές επιστροφές παλμού από την επιφάνεια του εδάφους και από τη βλάστηση. Ο υπολογισμός της κλασματικής φυτοκάλυψης (fractional vegetation cover) έγινε σε 3 διαφορετικά επίπεδα, στον κατώτερο υποόροφο (0.5 m–2 m πάνω από το έδαφος), στον ανώτερο υποόροφο (2 m–10 m πάνω από το έδαφος) και στον ανώτερο όροφο των δέντρων (10 m–60 m πάνω από το έδαφος) (Εικόνα 2).
+
''Δεδομένα φαινολογίας φυτών''
 +
Η φαινολογία των φυτών που βασίζεται σε δορυφορικά δεδομένα, ποσοτικοποιεί τις ημερομηνίες των χρωματικών μοτίβων (πρασίνισμα των φύλλων) πολλών διαφορετικών φυτικών ειδών σε κλίμακα τοπίου, και μπορεί να μελετηθεί με βάση τους δείκτες βλάστησης NDVI και EVI. Οι φαινολογικοί δείκτες προέρχονται συνήθως από ''course-but-frequent'' δορυφορικές απεικονίσεις, όπως απεικονίσεις SPOT 10 ημερών ή δεδομένα ανάκλασης MODIS 16 ημερών και μπορούν να εφαρμοστούν για την πρόβλεψη των μετακινήσεων και της κατανομής ατόμων και πληθυσμών (π.χ. για τη μεγάλων αποστάσεων μετανάστευση  πολλών ειδών οπληφόρων).
-
''Στατιστική ανάλυση''
 
-
Για την ανάλυση της επιλογής ενδιαιτήματος από τα ζαρκάδια εφαρμόστηκε μια συνάρτηση βηματικής επιλογής (Step Selection Function- SSF), μια ειδική μορφή συνάρτησης επιλογής πόρων (Resource Selection Function - RSF). Στην περίπτωση ενός SSF, γίνεται δειγματοληψία σημείων ελέγχου με βάση τα εμπειρικά δεδομένα της κινησιολογικής συμπεριφοράς των υπό παρακολούθηση ζώων. Η άμεση χωρική συσχέτιση μεταξύ δύο διαδοχικών καταγραφόμενων με GPS θέσεων αντιπροσωπεύει ένα βήμα. Για κάθε παρατηρούμενο βήμα, παράγεται ένας ορισμένος αριθμός βημάτων ελέγχου (εν προκειμένω 25 τυχαίων βημάτων), με βάση την εμπειρική κατανομή των μηκών βήματος (step-lengths) και των γωνιών στροφής (turning angles) μεταξύ των διαδοχικών βημάτων των υπό παρακολούθηση ζώων. Για να αναλυθούν οι προτιμήσεις ενδιαιτήματος, τα χαρακτηριστικά των παρατηρούμενων βημάτων ενός ατόμου συγκρίνονται με εκείνα των βημάτων ελέγχου που μοιράζονται το ίδιο σημείο εκκίνησης.
+
''Η παραγωγικότητα''
-
+
-
Σε αυτή τη μελέτη, πραγματοποιήθηκε σύγκριση μεταξύ διαφορετικών τιμών κάλυψης βλάστησης στο τελικό σημείο κάθε βήματος. Χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο λογιστικής παλινδρόμησης υπό συνθήκη με τυχαίες επιδράσεις, υπολογίστηκε η ετερογένεια μεταξύ των ατόμων. Διερευνήθηκε, επίσης, εάν η επιλογή των θέσεων από τα άτομα επηρεάζεται από την εγγύτητα προς την πλησιέστερη ταΐστρα. Η επεξεργασία των δεδομένων και η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το στατιστικό πακέτο R (έκδοση 2.14.0). Οι τιμές κάλυψης βλάστησης που προήλθαν από την LiDAR, εξήχθησαν από κελιά ψηφιδωτού (raster cells) μέσα σε μία ζώνη  ακτίνας (buffer) 5 μέτρων γύρω από τις παρατηρούμενες και τυχαίες θέσεις. Προκειμένου να συγκριθούν τα χαρακτηριστικά των επιλεγμένων και τυχαίων τοποθεσιών εφαρμόστηκε ένα λογιστικό μοντέλο μικτών επιδράσεων υπό συνθήκη, με τις τιμές κάλυψης βλάστησης ως επεξηγηματικές μεταβλητές και τα άτομα ως τυχαίες επιδράσεις, χρησιμοποιώντας τη συνάρτηση coxme στο R. Χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα ξεχωριστά μοντέλα, τα οποία διέφεραν μεταξύ τους ως προς το εάν συμπεριλάμβαναν: (1) τις καιρικές μεταβλητές (απόκλιση θερμοκρασίας, ύψος χιονιού και ταχύτητα ανέμου) και τις πληροφορίες δραστηριότητας,  (2) μόνο τις καιρικές μεταβλητές,  (3) μόνο τη δραστηριότητα, ή  (4) τίποτα από τα δύο (Πίνακας 1). Η απόσταση από την πλησιέστερη ταΐστρα συμπεριλήφθηκε ως επεξηγηματική μεταβλητή σε όλα τα μοντέλα. Ως καταλληλότερο μοντέλο επιλέχθηκε αυτό με τη χαμηλότερη τιμή AIC (Akaike’s Information Criterion).
+
-
Για τον προσδιορισμό της σημαντικότητας των επεξηγηματικών μεταβλητών στα επιλεγμένα μοντέλα, χρησιμοποιήθηκε μια διαδικασία επαναδειγματοληψίας. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση της πρόβλεψης της SSF που υπολογίστηκε από τα αρχικά δεδομένα, με αυτήν που υπολογίστηκε από τυχαίες τιμές των επεξηγηματικών μεταβλητών και υπολογίστηκε ο συντελεστής αυτοσυσχέτισης Pearson μεταξύ των προβλέψεων. Χαμηλότερες τιμές του συντελεστή υποδηλώνουν μεγαλύτερη επίδραση της παραλλασσόμενης μεταβλητής.
+
Η παραγωγικότητα, δηλαδή η εποχιακή ανάπτυξη των φυτών, μπορεί να υπολογιστεί με τη συγχώνευση πληροφοριών από εδαφικές μετρήσεις βιομάζας και τον δείκτη βλάστησης NDVI από δορυφορικά δεδομένα MODIS. Μπορεί να προβλέψει τα μοτίβα μετακίνησης των ζώων, επιδεικνύοντας τη σχέση μεταξύ της μετανάστευσης και της πρόσβασης σε υψηλότερης ποιότητας τροφή.
-
'''Αποτελέσματα'''
+
''Δείκτες κλίματος και καιρικών συνθηκών''
-
Η ενσωμάτωση των καιρικών συνθηκών καθώς και της κατάστασης δραστηριότητας των ζώων βελτίωσε τα δοκιμασμένα μοντέλα επιλογής ενδιαιτήματος του ζαρκαδιού (Πίνακας 1). Ως καταλληλότερο μοντέλο με βάση τον δείκτη AIC επιλέχθηκε το μοντέλο 1, δηλαδή είχε την καλύτερη αναμενόμενη απόδοση πρόβλεψης πάνω σε νέες παρατηρήσεις υπό τις ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες (AIC: 9346). Όλα τα ακόλουθα αποτελέσματα αναφέρονται σε αυτό, συμπεριλαμβανομένων των μεταβλητών καιρού και της κατάστασης δραστηριότητας των ζώων.
+
Οι δείκτες κλίματος και καιρού παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις κατακρημνίσεις (π.χ. τις βροχοπτώσεις και χιονοπτώσεις από δεδομένα NOAA 10 ημερών, δεδομένα MODIS 8 ημερών και μηνιαία δεδομένα WorldClim) και τη θερμοκρασία (π.χ. NOAA 10 ημερών) και αποτελούν γενικά  ''coarse-but-frequent'' δείκτες. Το κλίμα επηρεάζει τα ζώα σε μια ευρύτερη κλίμακα και μπορεί, για παράδειγμα, να προκαλέσει εποχιακή μετανάστευση. Οι κατακρημνίσεις και η θερμοκρασία αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες στη διαμόρφωση των μοτίβων μετακίνησης των ζώων στα εποχιακά οικοσυστήματα. Ο καιρός, δηλαδή οι βραχυπρόθεσμες μεταβολές των μετεωρολογικών παραμέτρων (κατακρημνίσεις, άνεμος, θερμοκρασία κ.α.) επηρεάζει τις μικρής κλίμακας μετακινήσεις των ζώων, όπως  είναι οι καθημερινές μετακινήσεις.
-
Η κατάσταση δραστηριότητας των ζαρκαδιών επηρέασε τα πρότυπα επιλογής ενδιαιτήματος (Πίνακας 2). Γενικά, τα ενεργά άτομα επέλεγαν θέσεις με μικρότερη κάλυψη θόλων (ανώτερος όροφος, ανώτερος υποόροφος) και υψηλότερη κάλυψη κατώτερου υποορόφου (Εικόνες 3-5). Η θερμοκρασία και το ύψος χιονιού επηρέασαν, επίσης, την προτίμηση για κάλυψη στον ανώτερο όροφο και ανώτερο υποόοροφο (Πίνακας 2), ενώ η ταχύτητα το ανέμου δεν είχε καμία επίδραση στην επιλογή ενδιαιτήματος από το ζαρκάδι. Τα ζαρκάδια έτειναν να χρησιμοποιούν πιο συχνά τα δάση με υψηλή κάλυψη θόλων καθώς η θερμοκρασία μειωνόταν, καθώς και όταν το χιόνι ξεπερνούσε τα 0,6 m (Εικόνες 3, 5).
 
-
Η απόσταση από την πλησιέστερη ταΐστρα αποτέλεσε τη μεταβλητή με τη μεγαλύτερη επίδραση όσον αφορά την επιλογή ενδιαιτήματος από το ζαρκάδι. Στη σύγκριση ανάμεσα στις χρησιμοποιούμενες καιρικές μεταβλητές και την κατάσταση δραστηριότητας, τη μεγαλύτερη επίδραση είχε η κατάσταση δραστηριότητας, ακολουθούμενη από τη θερμοκρασία και το ύψος του χιονιού. Η πιο επιδραστική τιμή κάλυψης ήταν του ανώτερου ορόφου, ενώ ακολουθούσε ο ανώτερος υποόροφος και ο κατώτερος υποόροφος.
 
-
+
'''Β) Δυνατότητες χρήσης τηλεπισκοπικών προϊόντων  σε οικολογικές μελέτες πάνω στη μετακίνηση των ζώων'''
-
'''Συζήτηση '''
+
-
Η επιλογή χειμερινού ενδιαιτήματος από το ζαρκάδι εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση της δραστηριότητας του ζώου και από τις καιρικές συνθήκες.  
+
''Αυξανόμενη πρόσβαση σε τηλεπισκοπικά δεδομένα''
-
Τα ζαρκάδια έτειναν να χρησιμοποιούν τοποθεσίες που  χαρακτηρίζονταν από  τουλάχιστον ένα βαθμό κάλυψης θόλου ή τοποθεσίες που χαρακτηρίζονταν από υψηλή κάλυψη υποορόφου (Εικόνα 6). Με αυτόν τον τρόπο, το ζαρκάδι αποφεύγει τις ανοιχτές εκτάσεις, όπου κατά τη διάρκεια του χειμώνα επικρατούν σκληρές καιρικές συνθήκες και όπου δεν αναμένεται να υπάρχει διαθέσιμη τροφή. Στις περιπτώσεις όπου οι θερμοκρασίες ήταν πολύ χαμηλές ή όταν το ύψος χιονιού ξεπερνούσε τα 0,60 cm, τα ζαρκάδια προτιμούσαν περιοχές με υψηλότερη κάλυψη θόλουΤο γεγονός αυτό, επιβεβαιώνει την υπόθεση ότι τα ζαρκάδια χρησιμοποιούν δάση με υψηλή κάλυψη θόλου ως θερμικό καταφύγιο όταν κάνει κρύο. Τα αποτελέσματα σε σχέση με την ασθενή επίδραση του ανέμου στην επιλογή του χειμερινού ενδιαιτήματος από το ζαρκάδι, οφείλονται πιθανώς στην έλλειψη πληροφοριών στα χρησιμοποιούμενα μετεωρολογικά δεδομένα.
+
 
 +
Οι απεικονίσεις υψηλής χωρικής ανάλυσης καταγράφονται από αισθητήρες όπως οι IKONOS, QuickBird, OrbView-3 και Spot-5,  με χωρική διακριτική ικανότητα από 0,5 έως 10 μέτρα (Πίνακας 1), και επιτρέπουν την αναγνώριση μικρότερων σε μέγεθος χαρακτηριστικών των ενδιαιτημάτων, όπως οι παράκτιοι διάδρομοι και τα μεμονωμένα δέντρα. Το υψηλό τους κόστος και η περιορισμένη διαθεσιμότητα αποτελούν σημαντικούς περιοριστικούς παράγοντες στη χρήση τους σε περιβαλλοντικές μελέτες. Ωστόσο, το κόστος αυτό μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, καθώς εκτοξεύονται περισσότεροι δορυφόροι και αυξάνεται ο ανταγωνισμός. Επίσης, σε πολλές περιοχές  διατίθενται δωρεάν μέσω διαδικτυακών-χαρτογραφικών τόπων, όπως το Google Earth, ενώ η δρομολόγηση του Landsat 8 και των δορυφόρων Sentinel θα εξασφαλίσει πρόσβαση σε δεδομένα τύπου Landsat με χωρική διακριτική ικανότητα 30m και χρονική ανάλυση 2-3 ημέρες. Η ενσωμάτωση των τηλεπισκοπικών δεδομένων σε σύνολα δεδομένων μετακίνησης των ζώων, αποτελεί μια επιπλέον πρόκληση για πολλούς οικολόγους ερευνητές. Παρόλα αυτά, δημιουργούνται συνέχεια καινούρια εργαλεία, τα οποία αυτοματοποιούν και απλοποιούν σε μεγάλο βαθμό την ενσωμάτωση και τις αναλύσεις.
 +
 
 +
 
 +
''Καταγραφή της χρονικής δυναμικής των τοπίων''
 +
 
 +
Από το 2008, που τα δεδομένα του Landsat έγιναν ελεύθερα διαθέσιμα, έχουν αναπτυχθεί νέοι αλγόριθμοι επεξεργασίας της εικόνας, οι οποίοι μπορούν να αναλύσουν πολλές δεκαετίες ετήσιων Landsat απεικονίσεων ταυτόχρονα, και να συμβάλλουν σημαντικά στη μελέτη των μικρής κλίμακας μετακινήσεων των ζώων. Το μεγάλο πλεονέκτημα των τόσο πυκνών χρονοσειρών είναι ότι εντοπίζουν αλλαγές, όπως οι αποψιλώσεις δασών, οι οποίες μπορούν να ανιχνευθούν αμέσως μετά τη διαταραχή, αλλά μπορεί να μην εντοπιστούν αν οι απεικονίσεις απέχουν χρόνια μεταξύ τους.
 +
Για την ανάλυση των ευρείας κλίμακας μετακινήσεων των ζώων , οι δείκτες φαινολογίας της βλάστησης (π.χ. ο NDVI) μπορούν να είναι πολύ ενημερωτικοί. Οι δορυφορικοί αισθητήρες όπως οι MODIS, AVHRR, VEGETATION και VIIRS παρέχουν καθημερινές απεικονίσεις, οι οποίες συνήθως συνοψίζονται σε σύνθετα 8 ή 16 ημερών που είναι σχετικά απαλλαγμένα από νέφη (Πίνακας 1). Για την αποτελεσματική και γρήγορη ανάλυση τόσο μεγάλου όγκου φαινολογικών δεδομένων έχουν αναπτυχθεί λογισμικά πακέτα, όπως το TIMESAT.
 +
 
 +
 
 +
''Χαρακτηρίζοντας την τρισδιάστατη δομή των ενδιαιτημάτων''
 +
 
 +
Τα τρισδιάστατα δομικά χαρακτηριστικά της βλάστησης αποτελούν καθοριστικούς  παράγοντες που επηρεάζουν τη χρήση του χώρου από τα ζώα. Η LiDAR είναι μια σχετικά νέα τεχνολογία, που χρησιμοποιεί την εκπομπή παλμικής ακτινοβολίας laser για τη μέτρηση της κάθετης και οριζόντιας δομής των οικοσυστημάτων. Η ικανότητα της συγκεκριμένης τεχνολογίας να «βλέπει» μέσα από το θόλο των δέντρων επιτρέπει τον προσδιορισμό της τοπογραφίας και της βλάστησης του υποορόφου, που είναι μεγάλης σημασίας για πολλά είδη ζώων. Τα δεδομένα LiDAR  προσφέρουν άμεση πληροφορία για το ύψος των δέντρων και την πυκνότητα του θόλου, και έμμεση πληροφορία για την ηλικία ενός δάσους, τα διάκενα των θόλων και τα μεγάλα δέντρα.
 +
Για τους παραπάνω λόγους, αποδεικνύονται εξαιρετικά χρήσιμα στην πρόβλεψη της χρήσης των ενδιαιτημάτων από τα διάφορα είδη ζώων. Δυστυχώς, η λήψη τους γίνεται συνήθως από αερομεταφερόμενες πλατφόρμες και επομένως η απόκτησή τους είναι δαπανηρή.
 +
 
 +
 
 +
''Περιβαλλοντική αξιολόγηση σε πραγματικό χρόνο''
 +
 
 +
Οι επιστήμονες και οι διαχειριστές της άγριας πανίδας έχουν αρχίσει να διερευνούν τη δυνατότητα χρήσης χαμηλού κόστους προ-προγραμματισμένων ή τηλεκατευθυνόμενων μη επανδρωμένων ιπτάμενων οχημάτων (drones), εξοπλισμένων με βιντεοκάμερες και φωτογραφικές μηχανές, ως εναλλακτικό τρόπο για να ερευνήσουν τοπία, να εκτιμήσουν τους πληθυσμούς ζώων και να παρακολουθήσουν τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Η χρήση UAV επιτρέπει την σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων και επομένως, προσφέρει σημαντικές δυνατότητες στη μελέτη των μετακινήσεων των ζώων. Επίσης, τα ραντάρ παρακολούθησης του καιρού παρακολουθούν την άφιξη των αποδημητικών πτηνών και, συνεπώς, μπορούν να εκτιμήσουν ποσοτικά δεδομένα για την κατανομή τους, συμβάλλοντας στον εντοπισμό των ενδιάμεσων μεταναστευτικών στάσεων μέσα σε μία ευρεία γεωγραφική κλίμακα και σε πραγματικό χρόνο.
 +
 
 +
 
 +
''Μοντέλα επανανάλυσης τηλεπισκοπικών προϊόντων''
 +
 
 +
Υπάρχει μια αυξανόμενη προσπάθεια για την επανανάλυση των τηλεπισκοπικών και μετεωρολογικών δεδομένων, ώστε να ληφθούν συνεκτικά και μακροπρόθεσμα, παγκόσμια ή τοπικά περιβαλλοντικά προϊόντα με μικρή ή μεσαία χωρική ανάλυση (12-1000 km), αλλά πολύ υψηλή χρονική (1-24 ωρών). Τέτοιου είδους παραδείγματα αποτελούν η NARR (North American Regional Reanalysis), η NCEP Reanalysis της NOAA και η ECMWF (European weather reanalysis). Το πρόγραμμα MERRA της NASA, για παράδειγμα, παρέχει συνεπείς πληροφορίες σχετικά με τη μεταβλητότητα του καιρού από το 1979 μέχρι σήμερα.
 +
 
 +
 
 +
''Πιθανοί περιορισμοί των προϊόντων τηλεπισκόπησης στις μελέτες της οικολογίας της μετακίνησης''
 +
 
 +
Ένα σημαντικό ζήτημα είναι αυτό των σφαλμάτων, των αβεβαιοτήτων και της ακρίβειας στα προϊόντα τηλεπισκόπησης. Η ταξινόμηση σε σχέση με την κάλυψη γης δεν είναι τέλεια και αυτό μπορεί να εισάγει σφάλματα στα μοντέλα της μετακίνησης των ζώων. Όσο αυξάνονται οι θεματικές ενότητες κάλυψης γης που καλούνται να χαρτογραφηθούν τόσο μειώνεται η ακρίβεια της ταξινόμησης. Οι ερευνητές που εφαρμόζουν τηλεπισκοπικά δεδομένα σε δεδομένα μετακίνησης ζώων θα πρέπει, επίσης, να λάβουν υπόψη την εγγενή χωρική αυτοσυσχέτιση των συγκεκριμένων δεδομένων. Ωστόσο, έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος σε στατιστικά εργαλεία, τα οποία συμβάλλουν στην ανακάλυψη χωρικών μοτίβων και τη διόρθωση των αυτοσυσχετιζόμενων δεδομένων. Η χωρική διακριτική ικανότητα των δορυφορικών δεδομένων είναι ένα επιπλέον κρίσιμο ζήτημα, το οποίο σχετίζεται με την ανάλυση των δεδομένων μετακίνησης μικρής κλίμακας. Για παράδειγμα, το μέγεθος των εικονοστοιχείων, το οποίο τείνει να αντιστοιχεί σε 250-1000 μέτρα για τους δορυφόρους που παρέχουν καθημερινές παρατηρήσεις, αντιστοιχεί σε πολύ πιο αδρή (coarse) ανάλυση από αυτήν των δεδομένων κίνησης από κολάρα GPS.
-
Συνολικά, τα ζαρκάδια έτειναν να χρησιμοποιούν περιοχές με μικρότερη κάλυψη θόλου όταν ήταν ενεργά και μεγαλύτερη όταν αναπαύονται, καθώς τους προσφέρει καταφύγιο σε σχέση με τις καιρικές συνθήκες. Όσον αφορά όμως τον υποόροφο, συμβαίνει το αντίστροφο. Τα ζαρκάδια προτιμούν περιοχές με πυκνό υποόροφο όταν είναι ενεργά, όπου αναζητούν την τροφή τους και περιοχές με αραιή βλάστηση υποορόφου όταν αναπαύονται, πιθανότατα για να αποφύγουν τις συναντήσεις με πιθανούς θηρευτές.  Ειδικά ο λύγκας, που συναντάται στην περιοχή, εξαρτάται από την ύπαρξη βλάστησης στον υποόροφο ώστε να στήσει ενέδρα στο θήραμά του.
 
'''Συμπεράσματα & Συμβολή Τηλεπισκόπησης'''
'''Συμπεράσματα & Συμβολή Τηλεπισκόπησης'''
-
Η επιλογή χειμερινού ενδιαιτήματος από το ζαρκάδι δεν μπορεί να γενικευτεί, αλλά εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από εξωτερικές επιδράσεις, όπως ο καιρός, και από την κατάσταση δραστηριότητας του ζώου. Τα ζαρκάδια το χειμώνα εξαρτώνται από τις ετερογενείς δομές των δασών, για να καλύψουν τις ανάγκες τους σε σχέση με την εύρεση τροφής και την προφύλαξη από τις δύσκολες καιρικές συνθήκες.
+
Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης νέας γενιάς με πιο λεπτομερή χωροχρονική ανάλυση  παρέχουν σημαντικές δυνατότητες στη μελέτη των μετακινήσεων των ζώων, καθώς προσφέρουν πληροφορίες σε σχέση με περιβαλλοντικά μοτίβα, όπως η χρονική δυναμική των τοπίων και οι τρισδιάστατη δομή των ενδιαιτημάτων. Η ανάπτυξη νέων εργαλείων για την αυτοματοποίηση της ενσωμάτωσης των τηλεπισκοπικών δεδομένων σε δεδομένα μετακίνησης των ζώων, συμβάλλει στο να ξεπεραστούν οι δυσκολίες στην ανάλυση τους, καθιστώντας πιο εύκολη την πρόσβαση σε περιβαλλοντικά δεδομένα για τους ερευνητές της οικολογίας των μετακινήσεων. Ωστόσο, οι περιβαλλοντικοί δείκτες που προκύπτουν από τηλεπισκοπικά δεδομένα δεν είναι πάντα άμεσα ανάλογοι των δεδομένων που συλλέγονται στο πεδίο, και οι ερευνητές θα πρέπει να δίνουν μεγάλη προσοχή στην επιλογή του κατάλληλου τηλεπισκοπικού προϊόντος, το οποίο θα πρέπει να ταιριάζει καλύτερα σε μια δεδομένη κλίμακα ανάλυσης (''fine-but-infrequent'' έναντι ''coarse-but-frequent'' ανάλυση ή  την ελάχιστη χαρτογραφική μονάδα) και στον τρόπο με τον οποίο οι περιορισμοί του μπορεί να επηρεάζουν τα συμπεράσματα. Η στενότερη συνεργασία μεταξύ των οικολόγων ερευνητών και των εμπειρογνωμόνων τηλεπισκόπησης θα μπορούσε να μετριάσει σημαντικά το χάσμα εφαρμογής των πρόσφατα διαθέσιμων τηλεπισκοπικών δεδομένων σε μελέτες σε σχέση με τις μετακινήσεις των ζώων.
 +
 
 +
 
 +
'''Συντομογραφίες'''
 +
 
 +
AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer
 +
 
 +
DEM - Digital elevation models - Ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα
 +
 
 +
EVI - Enhanced Vegetation Index - Ενισχυμένος Δείκτης Βλάστησης
 +
 
 +
GPS - Global Positioning System
 +
 
 +
LiDAR - Light Detection and Ranging ή 3-D Laser scanning: τεχνολογία εκπομπής παλμικής ακτινοβολίας laser στην ατμόσφαιρα και ακόλουθη καταγραφή της οπισθοσκεδαζόμενης ακτινοβολίας laser, καταγραφή απόστασης από την επιφάνεια της γης και λήψη πληροφοριών για την μορφολογία του εδάφους
 +
 
 +
MODIS - Moderate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) – Aισθητήρας Μέτριας Ανάλυσης Απεικονιστικού Φασματο-ραδιομέτρου
 +
 
 +
NDVI - Normalized Difference Vegetation Index - Δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς
 +
 
 +
NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration data
 +
 
 +
SPOT - Satellite Pour l’Oservation de la Terre
-
Η ενσωμάτωση δεδομένων τηλεπισκόπησης υψηλής ανάλυσης και δεδομένων συμπεριφοράς, συνδυάζοντας την GPS τηλεμετρία με την προσέγγιση της λειτουργίας επιλογής πόρων (resource selection function), μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στη μελέτη της επιλογής ενδιαιτήματος για οπληφόρα που ζουν σε δασικές περιοχές. Η τεχνολογία LiDAR προσφέρει δεδομένα υψηλής χωρικής ανάλυσης, παρέχοντας τη δυνατότητα για τη λεπτομερή απεικόνιση περίπλοκων τρισδιάστατων ενδιαιτημάτων, όπως τα δάση, και εφαρμόζεται όλο και πιο συχνά στη μελέτη της χρήσης ενδιαιτήματος από οπληφόρα. Οι χάρτες πρόβλεψης σε σχέση με τη χρήση ενδιαιτήματος, μπορούν να παρεκταθούν πέρα από τα όρια της περιοχής μελέτης και να προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες για τη διατήρηση των δασών ή τη διαχείριση των άγριων ζώων.
+
UAV - Unmanned Aerial Vehicle - μη επανδρωμένο ιπτάμενο όχημα
-
[[Εικόνα:RSpaper8.6_Ntolka.JPG  | thumb| center|'''Εικόνα 6. Χάρτες απεικόνισης των προβλεπόμενων τιμών προτίμησης ενδιαιτήματος από τα ζαρκάδια για διαφορετικά σενάρια καιρικών συνθηκών και κατάστασης δραστηριότητας (activity status).''' Οι χάρτες πρόβλεψης δημιουργήθηκαν με βάση το μοντέλο 1 (Πίνακας 2), διατηρώντας την απόσταση από την πλησιέστερη ταΐστρα σταθερή στο μέσο όρο του  συνόλου δεδομένων.)]]
 
 +
[[category:Εφαρμογές άγριας πανίδας]]
[[category: Οικολογία]]
[[category: Οικολογία]]

Παρούσα αναθεώρηση της 15:10, 3 Μαρτίου 2019

Δυνατότητες εφαρμογής προηγμένης τηλεπισκόπησης σε οικολογικές μελέτες σε σχέση με τις μετακινήσεις των χερσαίων ζώων

Πρωτότυπος τίτλος: Opportunities for the application of advanced remotely-sensed data in ecological studies of terrestrial animal movement

Εικόνα 1. Κλίμακες της τρέχουσας ανάλυσης των δεδομένων μετακίνησης των ζώων και των τηλεπισκοπικών δεδομένων, στο χώρο και στο χρόνο.

Συγγραφείς: Wiebke Neumann, Sebastian Martinuzzi, Anna B Estes, Anna M Pidgeon, Holger Dettki, Göran Ericsson and Volker C Radeloff

Δημοσιεύθηκε: Movement Ecology (2015) 3:8, DOI: 10.1186/s40462-015-0036-7

Πίνακας 1. Πηγή και ανάλυση διαφορετικών προϊόντων τηλεπισκόπησης.

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]

Πίνακας 2. Δείγμα οικολογικών μελετών για τη μετακίνηση των ζώων, στις οποίες χρησιμοποιούνται προϊόντα τηλεπισκόπισης.(α)

Λέξεις-Κλειδιά: τροχιές ζώων, πρότυπα μετακίνησης, τηλεπισκόπηση, trade-off ανάλυση, δορυφορικά προϊόντα, Landsat, LiDAR, MODIS, βάσεις δεδομένων μετακίνησης ζώων


Εισαγωγή

Πίνακας 2. Δείγμα οικολογικών μελετών για τη μετακίνηση των ζώων, στις οποίες χρησιμοποιούνται προϊόντα τηλεπισκόπισης.(β)

Τα χρονικά και χωρικά πρότυπα της μετακίνησης των ζώων αποτελούν κεντρική πτυχή στη μελέτη της οικολογίας τους. Οι τηλεπισκοπικοί-περιβαλλοντικοί δείκτες μπορούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην κατανόηση αυτών των προτύπων, παρέχοντας συνεχή και σχετικά λεπτομερή δεδομένα, τα οποία συνδέουν τις μετακινήσεις των ζώων με το περιβάλλον τους. Παρόλα αυτά, παρατηρείται μια καθυστέρηση στην εφαρμογή των ποικίλων διαθέσιμων τηλεπισκοπικών προϊόντων σε τέτοιου είδους μελέτες, λόγω της μικρής εξοικείωσης των οικολόγων επιστημόνων με αυτά.

Στην παρούσα επισκόπηση, εστιάζουμε σε αυτές που συνδέουν τις θέσεις των ζώων με τηλεπισκοπικά δεδομένα σε χερσαία οικοσυστήματα, και που δημοσιεύτηκαν από το 2002 ως το 2013 (Πίνακας 2). Οι συγκεκριμένες μελέτες διερευνούν τον τρόπο με τον οποίο τα ζώα αλληλεπιδρούν με το επίγειο περιβάλλον τους με την πάροδο του χρόνου, και βασίζονται στις τροχιές και τις μετατοπίσεις ατόμων και πληθυσμών, συμβάλλοντας έτσι στη διατήρηση και διαχείριση της άγριας πανίδας. Πρώτα εξετάζονται οι τρέχουσες εφαρμογές των τηλεπισκοπικών-οικολογικών δεικτών που σχετίζονται με τα πρότυπα μετακίνησης σπονδυλωτών ζώων σε χερσαία οικοσυστήματα. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται τα πρόσφατα διαθέσιμα τηλεπισκοπικά προϊόντα και οι δυνατότητες που προσφέρουν.

Οι διαφορετικές χωροχρονικές κλίμακες στις οποίες συμβαίνει η μετακίνηση των ζώων απαιτούν και τη χρήση διαφορετικού τύπου τηλεπισκοπικών δεδομένων, ώστε να κατανοηθούν τα αίτια που οδήγησαν σε αυτές τις μετακινήσεις (Εικόνα 1). Ωστόσο, υπάρχει ένας έμφυτος διαμοιρασμός (trade-off) ανάμεσα στα δεδομένα υψηλής χωρικής και χαμηλής χρονικής ανάλυσης (fine-but-infrequent data) έναντι των δεδομένων με χαμηλή χωρική και υψηλή χρονική ανάλυση (coarse-but-frequent data), τα οποία καταγράφονται από τους διαφορετικούς δορυφορικούς αισθητήρες (Εικόνα 1, Πίνακας 1).


Πίνακας 2. Δείγμα οικολογικών μελετών για τη μετακίνηση των ζώων, στις οποίες χρησιμοποιούνται προϊόντα τηλεπισκόπισης.(γ)
Πίνακας 3. Ακρίβεια και ευστοχία των κύριων τηλεπισκοπικών προϊόντων.

Επισκόπηση

Α) Τηλεπισκοπικά προϊόντα που χρησιμοποιούνται συχνά σε οικολογικές μελέτες πάνω στη μετακίνηση των ζώων

Οι μελέτες μικρής κλίμακας μετακινήσεων που εξετάστηκαν, περιλάμβαναν δεδομένα σχετικά με την κάλυψη γης, τις ανθρώπινες υποδομές και το έδαφος, και λιγότερο συχνά δεδομένα σχετικά με τη φαινολογία της βλάστησης, το κλίμα και τις καιρικές συνθήκες (Πίνακας 2). Αντιθέτως, οι μελέτες που ανέλυαν τις μετακινήσεις σε ευρύτερη κλίμακα (π.χ. μετανάστευση) χρησιμοποιούσαν συχνά δεδομένα για τη φαινολογία της βλάστησης (π.χ. το δείκτη βλάστησης κανονικοποιμένης διαφοράς NDVI) και μερικές φορές συνδύαζαν κλιματολογικά, καιρικά και εδαφικά δεδομένα. Οι κύριοι περιβαλλοντικοί δείκτες που χρησιμοποιούνται στις μελέτες μετακίνησης των ζώων διατίθενται από ένα ευρύ φάσμα τηλεπισκοπικών προϊόντων, τα οποία μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την ακρίβεια (precision) και την ευστοχία-αξιοπιστία (accuracy) (Πίνακας 3).


Δεδομένα κάλυψης γης

Τα δεδομένα σχετικά με την κάλυψη της γης προέρχονται κατά κανόνα από fine-but-infrequent προϊόντα τηλεπισκόπησης και οι ερευνητές μπορούν να τα χρησιμοποιήσουν για να συμπεράνουν τα μοτίβα κίνησης των ζώων σε πιο λεπτομερείς χωρικές κλίμακες (Εικόνα 1). Βοηθητικά δεδομένα που καταγράφουν την αλλαγή χρήσης γης και την ανάπτυξη των ανθρώπινων υποδομών, μπορούν να βοηθήσουν στην ενημέρωση των τηλεπισκοπικών χαρτών, δημιουργώντας δυναμικά δεδομένα τοπίου. Ο Landsat και οι αεροφωτογραφίες είναι οι πιο κοινές πηγές τέτοιων δεδομένων.


Ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα

Τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα (DEM) παρέχουν fine-but-infrequent πληροφορίες σχετικά με το υψόμετρο, τον προσανατολισμό των πρανών, την κλίση, καθώς και την υγρασία του εδάφους και την ηλιακή ακτινοβολία. Μερικές φορές συνδυάζονται με coarse-but-frequent τηλεπισκοπικές ατμοσφαιρικές μεταβλητές, όπως η ταχύτητα του ανέμου, η τυρβώδης κινητική ενέργεια, η θερμοκρασία και το ύψος των νεφών (δεδομένα MODIS 8 ημερών, ΝΟΑΑ 10 ημερών, μηνιαία δεδομένα WorldClim, Πίνακας 2). Τα DEMs μπορούν να αποτελέσουν ένα ισχυρό εργαλείο και η ερμηνεία των παρατηρούμενων προτύπων μπορεί να συμβάλει σε συμπεράσματα για τις μεταναστατευτικές στρατηγικές των ζώων.


Ανθρώπινες υποδομές

Οι ανθρώπινες υποδομές επηρεάζουν τα ενδιαιτήματα πολλών ειδών άγριας πανίδας, καθώς μπορεί να δημιουργήσουν εμπόδια και να τροποποιήσουν τα ημερήσια και εποχιακά πρότυπα μετακίνησης των ζώων. Οι ψηφιακοί χάρτες των ανθρώπινων υποδομών αποτελούν fine-but-infrequent δεδομένα, και συνήθως προέρχονται από δεδομένα κάλυψης γης και αεροφωτογραφίες. Η χρήση απεικονίσεων υψηλής χωρικής ανάλυσης και LiDAR προσφέρει επίσης τη δυνατότητα διάκρισης μεταξύ των διαφορετικών τύπων ανθρώπινης υποδομής και βλάστησης, όπως οι εθνικές οδοί, οι δρόμοι, οι σιδηροδρομικές γραμμές, οι αγωγοί, οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, τα σπίτια και τα δέντρα.


Δεδομένα φαινολογίας φυτών

Η φαινολογία των φυτών που βασίζεται σε δορυφορικά δεδομένα, ποσοτικοποιεί τις ημερομηνίες των χρωματικών μοτίβων (πρασίνισμα των φύλλων) πολλών διαφορετικών φυτικών ειδών σε κλίμακα τοπίου, και μπορεί να μελετηθεί με βάση τους δείκτες βλάστησης NDVI και EVI. Οι φαινολογικοί δείκτες προέρχονται συνήθως από course-but-frequent δορυφορικές απεικονίσεις, όπως απεικονίσεις SPOT 10 ημερών ή δεδομένα ανάκλασης MODIS 16 ημερών και μπορούν να εφαρμοστούν για την πρόβλεψη των μετακινήσεων και της κατανομής ατόμων και πληθυσμών (π.χ. για τη μεγάλων αποστάσεων μετανάστευση πολλών ειδών οπληφόρων).


Η παραγωγικότητα

Η παραγωγικότητα, δηλαδή η εποχιακή ανάπτυξη των φυτών, μπορεί να υπολογιστεί με τη συγχώνευση πληροφοριών από εδαφικές μετρήσεις βιομάζας και τον δείκτη βλάστησης NDVI από δορυφορικά δεδομένα MODIS. Μπορεί να προβλέψει τα μοτίβα μετακίνησης των ζώων, επιδεικνύοντας τη σχέση μεταξύ της μετανάστευσης και της πρόσβασης σε υψηλότερης ποιότητας τροφή.


Δείκτες κλίματος και καιρικών συνθηκών

Οι δείκτες κλίματος και καιρού παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις κατακρημνίσεις (π.χ. τις βροχοπτώσεις και χιονοπτώσεις από δεδομένα NOAA 10 ημερών, δεδομένα MODIS 8 ημερών και μηνιαία δεδομένα WorldClim) και τη θερμοκρασία (π.χ. NOAA 10 ημερών) και αποτελούν γενικά coarse-but-frequent δείκτες. Το κλίμα επηρεάζει τα ζώα σε μια ευρύτερη κλίμακα και μπορεί, για παράδειγμα, να προκαλέσει εποχιακή μετανάστευση. Οι κατακρημνίσεις και η θερμοκρασία αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες στη διαμόρφωση των μοτίβων μετακίνησης των ζώων στα εποχιακά οικοσυστήματα. Ο καιρός, δηλαδή οι βραχυπρόθεσμες μεταβολές των μετεωρολογικών παραμέτρων (κατακρημνίσεις, άνεμος, θερμοκρασία κ.α.) επηρεάζει τις μικρής κλίμακας μετακινήσεις των ζώων, όπως είναι οι καθημερινές μετακινήσεις.


Β) Δυνατότητες χρήσης τηλεπισκοπικών προϊόντων σε οικολογικές μελέτες πάνω στη μετακίνηση των ζώων

Αυξανόμενη πρόσβαση σε τηλεπισκοπικά δεδομένα

Οι απεικονίσεις υψηλής χωρικής ανάλυσης καταγράφονται από αισθητήρες όπως οι IKONOS, QuickBird, OrbView-3 και Spot-5, με χωρική διακριτική ικανότητα από 0,5 έως 10 μέτρα (Πίνακας 1), και επιτρέπουν την αναγνώριση μικρότερων σε μέγεθος χαρακτηριστικών των ενδιαιτημάτων, όπως οι παράκτιοι διάδρομοι και τα μεμονωμένα δέντρα. Το υψηλό τους κόστος και η περιορισμένη διαθεσιμότητα αποτελούν σημαντικούς περιοριστικούς παράγοντες στη χρήση τους σε περιβαλλοντικές μελέτες. Ωστόσο, το κόστος αυτό μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, καθώς εκτοξεύονται περισσότεροι δορυφόροι και αυξάνεται ο ανταγωνισμός. Επίσης, σε πολλές περιοχές διατίθενται δωρεάν μέσω διαδικτυακών-χαρτογραφικών τόπων, όπως το Google Earth, ενώ η δρομολόγηση του Landsat 8 και των δορυφόρων Sentinel θα εξασφαλίσει πρόσβαση σε δεδομένα τύπου Landsat με χωρική διακριτική ικανότητα 30m και χρονική ανάλυση 2-3 ημέρες. Η ενσωμάτωση των τηλεπισκοπικών δεδομένων σε σύνολα δεδομένων μετακίνησης των ζώων, αποτελεί μια επιπλέον πρόκληση για πολλούς οικολόγους ερευνητές. Παρόλα αυτά, δημιουργούνται συνέχεια καινούρια εργαλεία, τα οποία αυτοματοποιούν και απλοποιούν σε μεγάλο βαθμό την ενσωμάτωση και τις αναλύσεις.


Καταγραφή της χρονικής δυναμικής των τοπίων

Από το 2008, που τα δεδομένα του Landsat έγιναν ελεύθερα διαθέσιμα, έχουν αναπτυχθεί νέοι αλγόριθμοι επεξεργασίας της εικόνας, οι οποίοι μπορούν να αναλύσουν πολλές δεκαετίες ετήσιων Landsat απεικονίσεων ταυτόχρονα, και να συμβάλλουν σημαντικά στη μελέτη των μικρής κλίμακας μετακινήσεων των ζώων. Το μεγάλο πλεονέκτημα των τόσο πυκνών χρονοσειρών είναι ότι εντοπίζουν αλλαγές, όπως οι αποψιλώσεις δασών, οι οποίες μπορούν να ανιχνευθούν αμέσως μετά τη διαταραχή, αλλά μπορεί να μην εντοπιστούν αν οι απεικονίσεις απέχουν χρόνια μεταξύ τους. Για την ανάλυση των ευρείας κλίμακας μετακινήσεων των ζώων , οι δείκτες φαινολογίας της βλάστησης (π.χ. ο NDVI) μπορούν να είναι πολύ ενημερωτικοί. Οι δορυφορικοί αισθητήρες όπως οι MODIS, AVHRR, VEGETATION και VIIRS παρέχουν καθημερινές απεικονίσεις, οι οποίες συνήθως συνοψίζονται σε σύνθετα 8 ή 16 ημερών που είναι σχετικά απαλλαγμένα από νέφη (Πίνακας 1). Για την αποτελεσματική και γρήγορη ανάλυση τόσο μεγάλου όγκου φαινολογικών δεδομένων έχουν αναπτυχθεί λογισμικά πακέτα, όπως το TIMESAT.


Χαρακτηρίζοντας την τρισδιάστατη δομή των ενδιαιτημάτων

Τα τρισδιάστατα δομικά χαρακτηριστικά της βλάστησης αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη χρήση του χώρου από τα ζώα. Η LiDAR είναι μια σχετικά νέα τεχνολογία, που χρησιμοποιεί την εκπομπή παλμικής ακτινοβολίας laser για τη μέτρηση της κάθετης και οριζόντιας δομής των οικοσυστημάτων. Η ικανότητα της συγκεκριμένης τεχνολογίας να «βλέπει» μέσα από το θόλο των δέντρων επιτρέπει τον προσδιορισμό της τοπογραφίας και της βλάστησης του υποορόφου, που είναι μεγάλης σημασίας για πολλά είδη ζώων. Τα δεδομένα LiDAR προσφέρουν άμεση πληροφορία για το ύψος των δέντρων και την πυκνότητα του θόλου, και έμμεση πληροφορία για την ηλικία ενός δάσους, τα διάκενα των θόλων και τα μεγάλα δέντρα. Για τους παραπάνω λόγους, αποδεικνύονται εξαιρετικά χρήσιμα στην πρόβλεψη της χρήσης των ενδιαιτημάτων από τα διάφορα είδη ζώων. Δυστυχώς, η λήψη τους γίνεται συνήθως από αερομεταφερόμενες πλατφόρμες και επομένως η απόκτησή τους είναι δαπανηρή.


Περιβαλλοντική αξιολόγηση σε πραγματικό χρόνο

Οι επιστήμονες και οι διαχειριστές της άγριας πανίδας έχουν αρχίσει να διερευνούν τη δυνατότητα χρήσης χαμηλού κόστους προ-προγραμματισμένων ή τηλεκατευθυνόμενων μη επανδρωμένων ιπτάμενων οχημάτων (drones), εξοπλισμένων με βιντεοκάμερες και φωτογραφικές μηχανές, ως εναλλακτικό τρόπο για να ερευνήσουν τοπία, να εκτιμήσουν τους πληθυσμούς ζώων και να παρακολουθήσουν τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Η χρήση UAV επιτρέπει την σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση περιβαλλοντικών παραμέτρων και επομένως, προσφέρει σημαντικές δυνατότητες στη μελέτη των μετακινήσεων των ζώων. Επίσης, τα ραντάρ παρακολούθησης του καιρού παρακολουθούν την άφιξη των αποδημητικών πτηνών και, συνεπώς, μπορούν να εκτιμήσουν ποσοτικά δεδομένα για την κατανομή τους, συμβάλλοντας στον εντοπισμό των ενδιάμεσων μεταναστευτικών στάσεων μέσα σε μία ευρεία γεωγραφική κλίμακα και σε πραγματικό χρόνο.


Μοντέλα επανανάλυσης τηλεπισκοπικών προϊόντων

Υπάρχει μια αυξανόμενη προσπάθεια για την επανανάλυση των τηλεπισκοπικών και μετεωρολογικών δεδομένων, ώστε να ληφθούν συνεκτικά και μακροπρόθεσμα, παγκόσμια ή τοπικά περιβαλλοντικά προϊόντα με μικρή ή μεσαία χωρική ανάλυση (12-1000 km), αλλά πολύ υψηλή χρονική (1-24 ωρών). Τέτοιου είδους παραδείγματα αποτελούν η NARR (North American Regional Reanalysis), η NCEP Reanalysis της NOAA και η ECMWF (European weather reanalysis). Το πρόγραμμα MERRA της NASA, για παράδειγμα, παρέχει συνεπείς πληροφορίες σχετικά με τη μεταβλητότητα του καιρού από το 1979 μέχρι σήμερα.


Πιθανοί περιορισμοί των προϊόντων τηλεπισκόπησης στις μελέτες της οικολογίας της μετακίνησης

Ένα σημαντικό ζήτημα είναι αυτό των σφαλμάτων, των αβεβαιοτήτων και της ακρίβειας στα προϊόντα τηλεπισκόπησης. Η ταξινόμηση σε σχέση με την κάλυψη γης δεν είναι τέλεια και αυτό μπορεί να εισάγει σφάλματα στα μοντέλα της μετακίνησης των ζώων. Όσο αυξάνονται οι θεματικές ενότητες κάλυψης γης που καλούνται να χαρτογραφηθούν τόσο μειώνεται η ακρίβεια της ταξινόμησης. Οι ερευνητές που εφαρμόζουν τηλεπισκοπικά δεδομένα σε δεδομένα μετακίνησης ζώων θα πρέπει, επίσης, να λάβουν υπόψη την εγγενή χωρική αυτοσυσχέτιση των συγκεκριμένων δεδομένων. Ωστόσο, έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος σε στατιστικά εργαλεία, τα οποία συμβάλλουν στην ανακάλυψη χωρικών μοτίβων και τη διόρθωση των αυτοσυσχετιζόμενων δεδομένων. Η χωρική διακριτική ικανότητα των δορυφορικών δεδομένων είναι ένα επιπλέον κρίσιμο ζήτημα, το οποίο σχετίζεται με την ανάλυση των δεδομένων μετακίνησης μικρής κλίμακας. Για παράδειγμα, το μέγεθος των εικονοστοιχείων, το οποίο τείνει να αντιστοιχεί σε 250-1000 μέτρα για τους δορυφόρους που παρέχουν καθημερινές παρατηρήσεις, αντιστοιχεί σε πολύ πιο αδρή (coarse) ανάλυση από αυτήν των δεδομένων κίνησης από κολάρα GPS.


Συμπεράσματα & Συμβολή Τηλεπισκόπησης

Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης νέας γενιάς με πιο λεπτομερή χωροχρονική ανάλυση παρέχουν σημαντικές δυνατότητες στη μελέτη των μετακινήσεων των ζώων, καθώς προσφέρουν πληροφορίες σε σχέση με περιβαλλοντικά μοτίβα, όπως η χρονική δυναμική των τοπίων και οι τρισδιάστατη δομή των ενδιαιτημάτων. Η ανάπτυξη νέων εργαλείων για την αυτοματοποίηση της ενσωμάτωσης των τηλεπισκοπικών δεδομένων σε δεδομένα μετακίνησης των ζώων, συμβάλλει στο να ξεπεραστούν οι δυσκολίες στην ανάλυση τους, καθιστώντας πιο εύκολη την πρόσβαση σε περιβαλλοντικά δεδομένα για τους ερευνητές της οικολογίας των μετακινήσεων. Ωστόσο, οι περιβαλλοντικοί δείκτες που προκύπτουν από τηλεπισκοπικά δεδομένα δεν είναι πάντα άμεσα ανάλογοι των δεδομένων που συλλέγονται στο πεδίο, και οι ερευνητές θα πρέπει να δίνουν μεγάλη προσοχή στην επιλογή του κατάλληλου τηλεπισκοπικού προϊόντος, το οποίο θα πρέπει να ταιριάζει καλύτερα σε μια δεδομένη κλίμακα ανάλυσης (fine-but-infrequent έναντι coarse-but-frequent ανάλυση ή την ελάχιστη χαρτογραφική μονάδα) και στον τρόπο με τον οποίο οι περιορισμοί του μπορεί να επηρεάζουν τα συμπεράσματα. Η στενότερη συνεργασία μεταξύ των οικολόγων ερευνητών και των εμπειρογνωμόνων τηλεπισκόπησης θα μπορούσε να μετριάσει σημαντικά το χάσμα εφαρμογής των πρόσφατα διαθέσιμων τηλεπισκοπικών δεδομένων σε μελέτες σε σχέση με τις μετακινήσεις των ζώων.


Συντομογραφίες

AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer

DEM - Digital elevation models - Ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα

EVI - Enhanced Vegetation Index - Ενισχυμένος Δείκτης Βλάστησης

GPS - Global Positioning System

LiDAR - Light Detection and Ranging ή 3-D Laser scanning: τεχνολογία εκπομπής παλμικής ακτινοβολίας laser στην ατμόσφαιρα και ακόλουθη καταγραφή της οπισθοσκεδαζόμενης ακτινοβολίας laser, καταγραφή απόστασης από την επιφάνεια της γης και λήψη πληροφοριών για την μορφολογία του εδάφους

MODIS - Moderate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) – Aισθητήρας Μέτριας Ανάλυσης Απεικονιστικού Φασματο-ραδιομέτρου

NDVI - Normalized Difference Vegetation Index - Δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς

NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration data

SPOT - Satellite Pour l’Oservation de la Terre

UAV - Unmanned Aerial Vehicle - μη επανδρωμένο ιπτάμενο όχημα

Προσωπικά εργαλεία