Καγκέλης Δημήτριος-Γεώργιος

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 15:21, 31 Ιανουαρίου 2019 (εμφάνιση κώδικα) Elenmour (Συζήτηση | Συνεισφορές/Προσθήκες) ← Προηγούμενη επεξεργασία		Αναθεώρηση της 19:01, 6 Μαρτίου 2019 (εμφάνιση κώδικα) Oikdim14 (Συζήτηση | Συνεισφορές/Προσθήκες) Επόμενη επεξεργασία →
Γραμμή 1:		Γραμμή 1:
-	[[Εικόνα: Art1_pic1.png‎ |thumb | right |'''Εικόνα 1.Σχηματισμός οδικών αξόνων ''']]	+	== Αποτίμηση ζημιών σε καλλιέργειες με την χρήση τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών πληροφοριακών συστημάτων==
		+	'''Πρωτότυπος τίτλος: Assessment of crop damages using space remote sensing and GIS '''
-	'' Φασματομετρία και υπερφασματική τηλεπισκόπηση για  και την αξιολόγηση της οδικής κεντρικής γραμμής (άξονας της οδού) και της κατάστασης του οδοστρώματος''''	+	'''Συγγραφέας : N. Silleos, K. Perrakis, G. Petsanis'''
-	'''Πρότυπος τίτλος:  Spectrometry and hyperspectral remote sensing for road centerline extraction and evaluation of pavement condition '''	+
-		+
-	'''Συγγραφέας : Val Noronha, Martin Herold, Dar Roberts,  Meg Gardner'''	+
-		+
-	[https://www.ugpti.org/smartse/research/citations/downloads/Noronha-Road_Centerline_Extraction_NCRST-2002.pdf Πηγή]	+
		+	[https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01431160110040026 Πηγή]
		+	'''Περίληψη
		+	Η δημοσίευση αυτή αναφέρεται στην προοπτική χρήσης της τηλεπισκόπησης σχετικά με την αποτίμηση των καλλιεργητικών ζημιών σε επίπεδο πεδίου. Πραγματοποίηθηκε χρήση ψηφιακών χαρτών, έτσι ώστε να ξεπεραστεί το πρόβλημα της χαμηλής δυνατότητας διάκρισης των ορίων μεταξύ των εδαφών (πρόβλημα που οφείλεται στην υπάρχουσα χωρική ανάλυση, τον κατακερματισμό των εδαφών, το ορεινό ανάγλυφο της περιοχής και τον βαθμό ομοιογένειας της περιοχής κάλυψης) αλλά και να καταστούν οι ζημιές υπολογίσιμες. Μελετήθηκε η σχέση μεταξύ των υπολογιζόμενων στο πεδίο καλλιεργητικών ζημιών και του δείκτη NDVI που χρησιμοποιείται στην τηλεπισκόπηση. Η μετατροπή του θεματικού χάρτη σε μορφή GRID, στην οποία ο χάρτης αποτελείται από κελιά του ενός τετραγωνικού μέτρου, με την χρήση των προγραμμάτων ArcView και Spatial Analyst, επέτρεψε την διασαφήνιση του αριθμού των κελιών που περιείχαν pixels εντός της περιοχής μελέτης, αλλά και των αντίστοιχων τιμών του δείκτη NDVI. Διάφορες τεχνικές, όπως η χρήση επιβλεπόμενης ταξινόμησης και μοντέλων παλινδρόμησης, χρησιμοποιήθηκαν ώστε να διαπιστωθεί η συσχέτιση μεταξύ των τιμών του δείκτη NDVI και των τιμών οι οποίες υπολογίστηκαν από τον Ελληνικό Οργανισμό Αγροτικών Ασφαλίσεων (ΕΛΓΑ). Τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν εξόχως ενθαρρυντικά, και για τον λόγο αυτό ο ΕΛΓΑ αποφάσισε να συνεχίσει την έρευνα, χρησιμόποιώντας δορυφόρους υψηλής ανάλυσης τελευταίας γενιάς.
	'''Εισαγωγή'''		'''Εισαγωγή'''
-	Η τηλεπισκόπηση βοηθάει στον εντοπισμό του κεντρικού άξονα της οδού. Η χωρική ανάλυση είναι κεντρική, οι φωτογραφίες που χρησιμοποιούνται είναι της τάξης των 30μ ενώ οι αεροφωτογραφίες έχουν ανάλυση +/- 30εκ και είναι κατάλληλες ακόμα και για τον εντοπισμό περιουσιακών στοιχείων. Η υψηλή φασματική ανάλυση μπορεί συχνά να αντισταθμίσει τις ανεπάρκειες στη χωρική ανάλυση, ιδιαίτερα όσον αφορά την αυτοματοποιημένη εξαγωγή. Το κόστος της τηλεπισκόπησης εξαρτάται από την πυκνότητα των οδών της περιοχής αλλά και από την προσβασιμότητα της. Η αποτελεσμάτικότητα της τηλεπισκόπησης εξαρτάται από τα εμπόδια που δυσκολεύουν τη διάκριση των όμορων αντικειμένων. Στους αγροτικούς δρόμους τα εμπόδια μπορεί να είναι η πυκνή βλάστηση και τα σύννεφα ενώ σε αστικούς δρόμους τα εμπόδια συνήθως είναι διάφορα τεχνητά έργα και οι πολυκατοικίες που έχουν φασματικές ιδιότητες ίδιες με αυτές των δρόμων. Είναι χρήσιμο για αυτή την έρευνα να δημιουργηθεί μια βιβλιοθήκη στην οποία θα γίνεται διάκριση όλων των αστικών υλικών. Η συγκεκριμένη έρευνα επικεντρώνεται σε υπερφασματικά δεδομένα και ανάλυση. Το φασματόμετρο απεικόνισης 224 ζωνών αερόπλων ορατών / υπερύθρων (AVIRIS) του Εργαστηρίου Προώθησης Αεριωθούμενων Αερομεταφορών (AVIRIS) πραγματοποίησε μια σειρά ετήσιων αποστολών σε τμήματα της πόλης της Σάντα Μπάρμπαρα, παρέχοντας αξιόπιστα δεδομένα για τουλάχιστον τρία έτη. Επίσης, καταγράφηκαν περισσότερα από 6.000 επιπλέον φάσματα σημείων με ένα φασματόμετρο πεδίου.	+	Ο ΕΛΓΑ προβαίνει σε μετρήσεις αναφορικά με τις ζημιές που δέχονται ετησίως οι καλλιέργειες στην Ελλάδα, που είναι αποτέλεσμα κλιματικών κυρίως παραγόντων. Η παρούσα εργασία έχει χρηματοδοτηθεί από τον ΕΛΓΑ και έχει ως αντικείμενο την διερεύνηση των ζημιών που προκαλούνται από πλημμύρες και παγετούς, τις οποίες δέχονται καλλιέργειες σίτου και αρδευόμενες καλλιέργειες αντίστοιχα. Η φασματική συμπεριφορά μίας καλλιέργειας σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μπορεί να ερμηνευτεί από μία σειρά μεταβλητών, που μπορούν να εντοπιστούν από δορυφορικούς αισθητήρες. Τέτοιες μεταβλητές είναι τα καταστροφικά φαινόμενα, η μείωση ή καταστροφή του περιεχομένου της χλωροφύλλης, οι αλλαγές στην εσωτερική δομή του φύλλου και οι αλλαγές στα μορφολογικά χαρακτηριστικά των φυτών. Οι στόχοι της παρούσας έρευνας είναι:
-	'''Μεθοδολογία '''	+	*    Η χρήση ήδη υπαρχόντων μεθόδων και τεχνολογιών έρευνας σε ένα νέο ερευνητικό πεδίο, προορισμένο για νέους χρήστες
		+	*    Η διερεύνηση νέων πεδίων εφαρμογών
		+	*    Η προσέλκυση πελατών σχετικά με τα πεδία αυτά
		+	*    Η βελτίωση των ικανοτήτων χρήσης τηλεπισκόπησης, επεξεργασίας δεδομένων και ερμηνείας δεδομένων στην Ευρώπη
-	Δεδομένα Τηλεπισκόπησης: Η μελέτη χρησιμοποίησε δεδομένα τηλεπισκόπησης από την AVIRIS που αποκτήθηκαν στις 9 Ιουνίου 2000. Τα δεδομένα έχουν χωρική ανάλυση περίπου 4 μέτρων (αρχική ανάλυση AVIRIS χαμηλού υψομέτρου ~ 3,6 μ.).Ο αισθητήρας AVIRIS αποτελείται από 224 μεμονωμένες ζώνες με εύρος ζώνης ~ 10 nm καλύπτοντας ένα φασματικό εύρος από 350 έως 2500 nm . Τα δεδομένα υποβλήθηκαν σε  επεξεργασία από το Jet (JPL) στην Πασαντένα και στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Σάντα Μπάρμπαρα (UCSB) για την μείωση των γεωμετρικών παραμορφώσεων λόγω έντονου αναγλύφου. Για την προσαρμογή των δεδομένων χρειάστηκε να γίνει γεωαναφορά αυτών. Λόγω της ατμοσφαιρικής μόλυνσης, ο αριθμός των ζωνών AVIRIS μειώθηκαν σε 180, με τις ζώνες 1-7, 105-119, 152-169, 221-224 να αποκλείονται από την ανάλυση. Οι πολυφασματικές ζώνες των δεδομένων της IKONOS προσομοιώθηκαν από τα δεδομένα AVIRIS για λεπτομερή ανάλυση των περιορισμών των αισθητήρων σε όρους φασματικής ανάλυσης. Το τελικό σύνολο δεδομένων τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιήθηκε στην ανάλυση είναι μια σκηνή AVIRIS με 180 ζώνες, μια σκηνή IKONOS που προσομοιώνεται από την AVIRIS και ψηφιδωτό IKONOS επτά διαφορετικών  εικόνων που απεικονίζουν τη νότια ακτή της Σάντα Μπάρμπαρα, με  χωρική ανάλυση 4 μέτρων.	+	'''Υλικά και μέθοδοι '''
-	Δεδομένα Αναφοράς Εδάφους: Τα φάσματα πεδίου αποκτήθηκαν με φασματοφωτόμετρο πλήρους εμβέλειας το οποίο ερευνά μια φασματική περιοχή 350-2500 nm. Το όργανο χρησιμοποιεί τρεις ανιχνευτές που καλύπτουν το ορατό και κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία (VNIR) και την εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία (SWIR1 και SWIR2), με διάστημα φασματικής δειγματοληψίας 1,4 nm για τον ανιχνευτή VNIR και 2,0 nm για SWIR ανιχνευτές.	+
-	Ανάλυση αστικής φασματικής βιβλιοθήκης: Στην έρευνα παρουσιάζονται δύο σχήματα που δείχνουν ένα γενικό φασματικό σχήμα αυξανόμενης ανάκλασης για μεγαλύτερα μήκη κύματος και με κορυφή ανάκλασης στο SWIR. Οι δρόμοι σκυροδέματος και χαλικιών έχουν την υψηλότερη ανάκλαση ενώ οι χώροι στάθμευσης έχουν τη χαμηλότερη τιμή σε ολόκληρη τη φασματική περιοχή. Η πίσσα, το γκρίζο κεραμίδι και τα βότσαλα παρουσιάζουν τη χαμηλότερη ανάκλαση με μικρά χαρακτηριστικά απορρόφησης στο SWIR και έχουν φασματική υπογραφή παρόμοια με εκείνη των δρόμων ασφάλτου. Το δεύτερο σχήμα δείχνει την ηλικία του δρόμου καθώς οι νέες επιφάνειες ασφάλτου έχουν χαμηλή ανακλαστικότητα.	+	Στις αρχές Φεβρουαρίου του 1998 εκδηλώθηκε παγετός στην περιοχή του νομού Έβρου, κοινότητα του οποίου επιλέχθηκε ως περιοχή μελέτης. Κτηματολογικοί χάρτες της κοινότητας κλίμακας 1:5000 ψηφιοποιήθηκαν και επικαλύφθηκαν σε γεωμετρικά διορθωμένες γεωαναφερόμενες εικόνες δορυφόρου SPOT, οι οποίες αποκτήθηκαν στις 20 Μαρτίου 1998 (Εικόνα 1)[[Αρχείο:Silleos spot.PNG|thumb|right|Εικόνα 1: Η διαβάθμιση του NDVI της περιοχής μελέτης σε μορφή SPOT.]]. Επίσης, στις αρχές Απριλίου του 1998, ειδικευμένο προσωπικό πραγματοποίησε επιτόπιο έλεγχο με υπολογισμό των ζημιών στο πεδίο σε 600 κομμάτια της περιοχής μελέτης.
		+	Κατά την τηλεπισκοπική επεξεργασία, δημιουργήθηκε ψηφιακός χάρτης που απεικονίζει την διαβάθμιση του δείκτη NDVI στην περιοχή (Εικόνα 1). Ο συγκεκριμένος δείκτης προτιμήθηκε λόγω της καλύτερης συσχέτισής του με την απόδοση των καλλιεργειών.Κατόπιν, υπολογίστηκε ο δείκτης ANDVI (μέσου NDVI) για κάθε κομμάτι της περιοχής.Ο δείκτης αυτός βρίσκεται μέσω της σχέσης ANDVI=Σ_n𝑁𝐷𝑉𝐼/𝑡,όπου n ο αριθμός των τετραγωνικών κελιών που εμπεριέχουν ένα συγκεκριμένο pixel σε μια περιοχή και t ο συνολικός αριθμός των τετραγωνικών κελιών στην περιοχή.
-	Ανάλυση Δεδομένων τηλεπισκόπησης: Η ανάλυση της φασματικής βιβλιοθήκης έχει δείξει ομοιότητα μεταξύ στοιχείων του δρόμου και στοιχείων των οροφών των πολυκατοικιών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να δημιουργούνται προβλήματα στη χαρτογράφηση δρόμων και οδών σε αστικό περιβάλλον λόγω της φασματικής σύγχυσης τους με συγκεκριμένους τύπους στέγης. Η αντικειμενοστρεφής κατάτμηση και ταξινόμηση εικόνων με το λογισμικό eCognition εφαρμόστηκε στο IKONOS μωσαϊκό επτά ξεχωριστών εικόνων που καλύπτουν ολόκληρη την αστική περιοχή της Σάντα Μπάρμπαρα. Επιπλέον, στην έρευνα παρουσιάζονται εικόνες που συγκρίνουν τα αποτελέσματα της ταξινόμησης με ένα σύνθετο υλικό ψευδών χρωμάτων Η ακρίβεια της οδικής χαρτογράφησης είναι  64% και θεωρείται ικανοποιητική για τη χαμηλή φασματική ανάλυση του αισθητήρα IKONOS. Μετά την ταξινόμηση τα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σχηματισμό των οδικών αξόνων. Η διαδικασία παρουσιάζεται στις παρακάτω εικόνες.	+	Μεθοδολογικά, χρησιμοποιήθηκε η ταξινόμηση Χαρακτηριστικού Φασματικού Χώρου (Feature Space Classification). Πρόκειται για επιβλεπόμενη,μη παραμετρική μέθοδο ταξινόμησης. Επιλέχθηκε ένας αριθμός μεγάλων περιοχών εκπαίδευσης, οι οποίες χωρίστηκαν σε 4 κλάσεις (Εικόνα 2)[[Αρχείο:Rs clas silleos.PNG|thumb|right|Εικόνα 2: Επιβλεπόμενη ταξινόμηση του χάρτη της περιοχής με την μέθοδο του Χαρακτηριστικού Φασματικού Χώρου]]. Προκειμένου να επιτευχθεί καλύτερη δυνατότητα σύγκρισης των αποτελεσμάτων, ο χάρτης των καταγεγραμμένων ζημιών από παρατήρηση στο πεδίο χωρίστηκε επίσης σε 4 κλάσεις (Εικόνα 3)[[Αρχείο:Field class silleos.PNG|thumb|right|Εικόνα 3 : Θεματικός χάρτης με τα κομμάτια της περιοχής που υπέστησαν καλλιεργητικές ζημιές, όπως αυτό προέκυψε από επιτόπια παρατήρηση γεωπόνων του ΕΛΓΑ. ]], παρότι στην δεύτερη περίπτωση οι αρχικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με κλάσεις κατανεμημένες σε μεσοδιαστήματα της τάξης τ0υ 5%.
		+	Με την χρήση της ίδιας εικόνας που χρησιμοποίηθηκε για την ταξινόμηση, αλλά και μίας παλαιότερης, καταγράφηκαν επίσης οι συνέπειες μιας πλημμύρας που έλαβε χώρα δίπλα στην περιοχή μελέτης, δυτικά του ποταμού Έβρου. Τα παραδείγματα αυτά καταδεικνύουν ότι η χρήση δορυφορικών εικόνων για την παρακολούθηση και τη χαρτογράφηση καταστροφικών φαινομένων
		+	στον γεωργικό τομέα μπορεί να καταστεί οικονομικά ωφέλιμη.
		+	'''Συμπεράσματα '''
-	'''Αποτελέσματα '''	+	Η ανάλυση με γραμμική παλινδρόμηση έδειξε ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική αρνητική συσχέτιση μεταξύ των τιμών των ANDVI και DP. Το εκτιμώμενο ποσοστό ζημιών που προκύπτει από την χρήση του δείκτη NDVI είναι σύμφωνο κατά 73% με τις επιτόπιες παρατηρήσεις του ΕΛΓΑ, με την απόκλιση να κυμαίνεται σε ποσοστό 15%. Σε επιχειρησιακό επίπεδο, ο συνδυασμός των ταξινομήσεων Χαρακτηριστικού Φασματικού Χώρου και Μέγιστης Πιθανοφάνειας δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα για την καταγραφή της κατάστασης των φυτών μετά από καταστροφικά γεγονότα. Προκύπτουν έτσι τα ακόλουθα συμπεράσματα:
		+	1. Η καταγραφή των ποσοστών ζημιάς και των αντίστοιχων δεικτών NDVI μπορεί να επιφέρει αποτελέσματα στατιστικά χρήσιμα, για την κατασκευή από τον ΕΛΓΑ ανάλογης βάσης δεδομένων.
		+	2. Παρά την γενική εικόνα που έχει αποκτήσει ο ΕΛΓΑ για τις καλλιεργητικές ζημιές, θα ήταν δυνατή μια ακριβέστερη απεικόνιση τους μέσω ψηφιακών τοπογραφικών χαρτών.
		+	3. Η ταξινόμηση μέσω δορυφορικών εικόνων υψηλής ανάλυσης είναι ιδανικό εργαλείο για τον εντοπισμό των περιοχών που χρειάζονται έλεγχο και την διασαφήνιση της εκάστοτε ευρύτερης χωρικά κατάστασης.
		+	4. Η νέα γενιά δορυφόρων με πολύ υψηλή χωρική ανάλυση (όπως ο IKONOS), μερικώς μπορεί να λύσει το πρόβλημα της ταυτοποίησης των ορίων των εκτάσεων καλλιέργειας σίτου σε περιοχές με ορεινό ανάγλυφο, δεδομένου ότι ακομά και οι πολύ μικρές αρδευόμενες εκτάσεις στα πεδινά είναι εύκολα εντοπίσιμες.
		+	5. Ωστόσο, το πρόβλημα ταυτοποίησης των ορεινών καλλιεργειών σίτου παραμένει δισεπίλυτο. Η χρήση ψηφιοποιημένων θεματικών χαρτών δεν είναι πάντα λύση για μια σειρά από λόγους, όπως η μη διαθεσιμότητα τους σε ορισμένες περιοχές ή/και το υψηλό κόστος ψηφιοποίησης των υπαρχόντων χαρτών.
-	Συμπεράσματα Έρευνας: Τα δεδομένα AVIRIS είναι επιτυχημένα, αλλά όχι τέλεια για αστικές χρήσεις και υπάρχει φασματική σύγχυση μεταξύ ορισμένων τύπων ασφάλτου και υλικών στέγης. Η έρευνα αυτή μπορεί να προσεγγίσει την ηλικία του οδοστρώματος καθώς και το υλικό του. Η επιτυχία της τηλεπισκόπησης εξαρτάται από οικονομικούς παράγοντες.Οι αεροφωτογραφίες μεγάλης διακριτικής ικανότητας που έχουν  μεγαλύτερη ανάλυση είναι συνήθως και οι πιο ακριβές.	+	[[category:Εκτίμηση ζημιών των γεωργικών καλλιεργειών]]

---

Αναθεώρηση της 19:01, 6 Μαρτίου 2019

Αποτίμηση ζημιών σε καλλιέργειες με την χρήση τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών πληροφοριακών συστημάτων

Πρωτότυπος τίτλος: Assessment of crop damages using space remote sensing and GIS

Συγγραφέας : N. Silleos, K. Perrakis, G. Petsanis

Πηγή

Περίληψη

Η δημοσίευση αυτή αναφέρεται στην προοπτική χρήσης της τηλεπισκόπησης σχετικά με την αποτίμηση των καλλιεργητικών ζημιών σε επίπεδο πεδίου. Πραγματοποίηθηκε χρήση ψηφιακών χαρτών, έτσι ώστε να ξεπεραστεί το πρόβλημα της χαμηλής δυνατότητας διάκρισης των ορίων μεταξύ των εδαφών (πρόβλημα που οφείλεται στην υπάρχουσα χωρική ανάλυση, τον κατακερματισμό των εδαφών, το ορεινό ανάγλυφο της περιοχής και τον βαθμό ομοιογένειας της περιοχής κάλυψης) αλλά και να καταστούν οι ζημιές υπολογίσιμες. Μελετήθηκε η σχέση μεταξύ των υπολογιζόμενων στο πεδίο καλλιεργητικών ζημιών και του δείκτη NDVI που χρησιμοποιείται στην τηλεπισκόπηση. Η μετατροπή του θεματικού χάρτη σε μορφή GRID, στην οποία ο χάρτης αποτελείται από κελιά του ενός τετραγωνικού μέτρου, με την χρήση των προγραμμάτων ArcView και Spatial Analyst, επέτρεψε την διασαφήνιση του αριθμού των κελιών που περιείχαν pixels εντός της περιοχής μελέτης, αλλά και των αντίστοιχων τιμών του δείκτη NDVI. Διάφορες τεχνικές, όπως η χρήση επιβλεπόμενης ταξινόμησης και μοντέλων παλινδρόμησης, χρησιμοποιήθηκαν ώστε να διαπιστωθεί η συσχέτιση μεταξύ των τιμών του δείκτη NDVI και των τιμών οι οποίες υπολογίστηκαν από τον Ελληνικό Οργανισμό Αγροτικών Ασφαλίσεων (ΕΛΓΑ). Τα αποτελέσματα εμφανίστηκαν εξόχως ενθαρρυντικά, και για τον λόγο αυτό ο ΕΛΓΑ αποφάσισε να συνεχίσει την έρευνα, χρησιμόποιώντας δορυφόρους υψηλής ανάλυσης τελευταίας γενιάς.

Εισαγωγή

Ο ΕΛΓΑ προβαίνει σε μετρήσεις αναφορικά με τις ζημιές που δέχονται ετησίως οι καλλιέργειες στην Ελλάδα, που είναι αποτέλεσμα κλιματικών κυρίως παραγόντων. Η παρούσα εργασία έχει χρηματοδοτηθεί από τον ΕΛΓΑ και έχει ως αντικείμενο την διερεύνηση των ζημιών που προκαλούνται από πλημμύρες και παγετούς, τις οποίες δέχονται καλλιέργειες σίτου και αρδευόμενες καλλιέργειες αντίστοιχα. Η φασματική συμπεριφορά μίας καλλιέργειας σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος μπορεί να ερμηνευτεί από μία σειρά μεταβλητών, που μπορούν να εντοπιστούν από δορυφορικούς αισθητήρες. Τέτοιες μεταβλητές είναι τα καταστροφικά φαινόμενα, η μείωση ή καταστροφή του περιεχομένου της χλωροφύλλης, οι αλλαγές στην εσωτερική δομή του φύλλου και οι αλλαγές στα μορφολογικά χαρακτηριστικά των φυτών. Οι στόχοι της παρούσας έρευνας είναι:

• Η χρήση ήδη υπαρχόντων μεθόδων και τεχνολογιών έρευνας σε ένα νέο ερευνητικό πεδίο, προορισμένο για νέους χρήστες
• Η διερεύνηση νέων πεδίων εφαρμογών
• Η προσέλκυση πελατών σχετικά με τα πεδία αυτά
• Η βελτίωση των ικανοτήτων χρήσης τηλεπισκόπησης, επεξεργασίας δεδομένων και ερμηνείας δεδομένων στην Ευρώπη

Υλικά και μέθοδοι

Στις αρχές Φεβρουαρίου του 1998 εκδηλώθηκε παγετός στην περιοχή του νομού Έβρου, κοινότητα του οποίου επιλέχθηκε ως περιοχή μελέτης. Κτηματολογικοί χάρτες της κοινότητας κλίμακας 1:5000 ψηφιοποιήθηκαν και επικαλύφθηκαν σε γεωμετρικά διορθωμένες γεωαναφερόμενες εικόνες δορυφόρου SPOT, οι οποίες αποκτήθηκαν στις 20 Μαρτίου 1998 (Εικόνα 1). Επίσης, στις αρχές Απριλίου του 1998, ειδικευμένο προσωπικό πραγματοποίησε επιτόπιο έλεγχο με υπολογισμό των ζημιών στο πεδίο σε 600 κομμάτια της περιοχής μελέτης.

Κατά την τηλεπισκοπική επεξεργασία, δημιουργήθηκε ψηφιακός χάρτης που απεικονίζει την διαβάθμιση του δείκτη NDVI στην περιοχή (Εικόνα 1). Ο συγκεκριμένος δείκτης προτιμήθηκε λόγω της καλύτερης συσχέτισής του με την απόδοση των καλλιεργειών.Κατόπιν, υπολογίστηκε ο δείκτης ANDVI (μέσου NDVI) για κάθε κομμάτι της περιοχής.Ο δείκτης αυτός βρίσκεται μέσω της σχέσης ANDVI=Σ_n𝑁𝐷𝑉𝐼/𝑡,όπου n ο αριθμός των τετραγωνικών κελιών που εμπεριέχουν ένα συγκεκριμένο pixel σε μια περιοχή και t ο συνολικός αριθμός των τετραγωνικών κελιών στην περιοχή.

Μεθοδολογικά, χρησιμοποιήθηκε η ταξινόμηση Χαρακτηριστικού Φασματικού Χώρου (Feature Space Classification). Πρόκειται για επιβλεπόμενη,μη παραμετρική μέθοδο ταξινόμησης. Επιλέχθηκε ένας αριθμός μεγάλων περιοχών εκπαίδευσης, οι οποίες χωρίστηκαν σε 4 κλάσεις (Εικόνα 2). Προκειμένου να επιτευχθεί καλύτερη δυνατότητα σύγκρισης των αποτελεσμάτων, ο χάρτης των καταγεγραμμένων ζημιών από παρατήρηση στο πεδίο χωρίστηκε επίσης σε 4 κλάσεις (Εικόνα 3), παρότι στην δεύτερη περίπτωση οι αρχικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με κλάσεις κατανεμημένες σε μεσοδιαστήματα της τάξης τ0υ 5%.

Με την χρήση της ίδιας εικόνας που χρησιμοποίηθηκε για την ταξινόμηση, αλλά και μίας παλαιότερης, καταγράφηκαν επίσης οι συνέπειες μιας πλημμύρας που έλαβε χώρα δίπλα στην περιοχή μελέτης, δυτικά του ποταμού Έβρου. Τα παραδείγματα αυτά καταδεικνύουν ότι η χρήση δορυφορικών εικόνων για την παρακολούθηση και τη χαρτογράφηση καταστροφικών φαινομένων στον γεωργικό τομέα μπορεί να καταστεί οικονομικά ωφέλιμη.

Συμπεράσματα

Η ανάλυση με γραμμική παλινδρόμηση έδειξε ότι υπάρχει στατιστικά σημαντική αρνητική συσχέτιση μεταξύ των τιμών των ANDVI και DP. Το εκτιμώμενο ποσοστό ζημιών που προκύπτει από την χρήση του δείκτη NDVI είναι σύμφωνο κατά 73% με τις επιτόπιες παρατηρήσεις του ΕΛΓΑ, με την απόκλιση να κυμαίνεται σε ποσοστό 15%. Σε επιχειρησιακό επίπεδο, ο συνδυασμός των ταξινομήσεων Χαρακτηριστικού Φασματικού Χώρου και Μέγιστης Πιθανοφάνειας δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα για την καταγραφή της κατάστασης των φυτών μετά από καταστροφικά γεγονότα. Προκύπτουν έτσι τα ακόλουθα συμπεράσματα: 1. Η καταγραφή των ποσοστών ζημιάς και των αντίστοιχων δεικτών NDVI μπορεί να επιφέρει αποτελέσματα στατιστικά χρήσιμα, για την κατασκευή από τον ΕΛΓΑ ανάλογης βάσης δεδομένων. 2. Παρά την γενική εικόνα που έχει αποκτήσει ο ΕΛΓΑ για τις καλλιεργητικές ζημιές, θα ήταν δυνατή μια ακριβέστερη απεικόνιση τους μέσω ψηφιακών τοπογραφικών χαρτών. 3. Η ταξινόμηση μέσω δορυφορικών εικόνων υψηλής ανάλυσης είναι ιδανικό εργαλείο για τον εντοπισμό των περιοχών που χρειάζονται έλεγχο και την διασαφήνιση της εκάστοτε ευρύτερης χωρικά κατάστασης. 4. Η νέα γενιά δορυφόρων με πολύ υψηλή χωρική ανάλυση (όπως ο IKONOS), μερικώς μπορεί να λύσει το πρόβλημα της ταυτοποίησης των ορίων των εκτάσεων καλλιέργειας σίτου σε περιοχές με ορεινό ανάγλυφο, δεδομένου ότι ακομά και οι πολύ μικρές αρδευόμενες εκτάσεις στα πεδινά είναι εύκολα εντοπίσιμες. 5. Ωστόσο, το πρόβλημα ταυτοποίησης των ορεινών καλλιεργειών σίτου παραμένει δισεπίλυτο. Η χρήση ψηφιοποιημένων θεματικών χαρτών δεν είναι πάντα λύση για μια σειρά από λόγους, όπως η μη διαθεσιμότητα τους σε ορισμένες περιοχές ή/και το υψηλό κόστος ψηφιοποίησης των υπαρχόντων χαρτών.