Πώς οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα αποτελέσματα παρακολούθησης και αξιολόγησης οικοσυστημικών υπηρεσιών
Από RemoteSensing Wiki
| (13 ενδιάμεσες αναθεωρήσεις δεν εμφανίζονται.) | |||
| Γραμμή 1: | Γραμμή 1: | ||
| - | |||
| - | |||
'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results of ecological restoration interventions'' | '''Πρωτότυπος τίτλος:''' ''How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results of ecological restoration interventions'' | ||
| Γραμμή 7: | Γραμμή 5: | ||
'''Συγγραφείς:''' Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson | '''Συγγραφείς:''' Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson | ||
| - | '''Δημοσιεύθηκε:''' | + | '''Δημοσιεύθηκε:''' Ecosystem Services 64 (2023) 101565 |
'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565] | '''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2023.101565] | ||
| Γραμμή 24: | Γραμμή 22: | ||
'''2. Μεθοδολογία''' | '''2. Μεθοδολογία''' | ||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| + | Η έρευνα βασίστηκε σε παρεμβάσεις αναβλάστησης που πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 2010–2015 στην περιοχή Baviaanskloof (Eastern Cape, Νότια Αφρική), με φύτευση του είδους Portulacaria afra (spekboom), ενός ανθεκτικού, παχύφυτου φυτού με υψηλή ικανότητα δέσμευσης άνθρακα και σημαντική αξία για τη βόσκηση της άγριας πανίδας. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από ημι-άνυδρο κλίμα και έντονα φαινόμενα υποβάθμισης λόγω υπερβόσκησης, γεγονός που την καθιστά ιδανική περίπτωση μελέτης για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας παρεμβάσεων οικολογικής αποκατάστασης. | ||
| - | [[Αρχείο:1.alfalfa.png]] | + | [[Αρχείο:1.alfalfa.png | right | thumb | Εικόνα 1: Σημεία αποκατάστασης στην περιοχή Baviaanskloof Hartland Bawarea, Νότια Αφρική]] |
| - | |||
| - | |||
| - | + | Αξιολογήθηκαν δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες: | |
| + | <blockquote>-Παροχή βοσκής, ως ένδειξη παραγωγικότητας και διαθεσιμότητας πράσινης βιομάζας (forage provision)</blockquote> | ||
| + | <blockquote>-Πρόληψη διάβρωσης, η οποία συνδέεται με την κάλυψη του εδάφους και τη μείωση της επιφανειακής απορροής (erosion prevention)</blockquote> | ||
| - | + | Αρχικά πραγματοποιήθηκαν επιτόπιες μετρήσεις (2017) για την εκτίμηση της φυτοκάλυψης, της πράσινης βιομάζας και της δομής της βλάστησης. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση και επικύρωση μοντέλων συσχέτισης μεταξύ δεικτών τηλεπισκόπησης (όπως NBR, BSI, IRECI) και των μετρούμενων οικοσυστημικών υπηρεσιών. Οι δείκτες επιλέχθηκαν λόγω της ικανότητάς τους να αποτυπώνουν μεταβολές στη φυτική ζωτικότητα, στη γυμνή επιφάνεια εδάφους και στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. | |
| - | + | ||
| - | + | Για την αξιολόγηση των παρεμβάσεων εφαρμόστηκε το σχήμα Before-After-Control-Impact (BACI), επιτρέποντας τη διάκριση των επιδράσεων της αποκατάστασης από τη φυσική διακύμανση του οικοσυστήματος. Η μελέτη εξέτασε πέντε βασικές επιλογές τηλεπισκόπησης: αριθμό και χωρική κατανομή σημείων ελέγχου, ενδοετήσια επιλογή εικόνων, περίοδο αναφοράς και επιλογή δορυφορικού αισθητήρα (Landsat-8 OLI έναντι Sentinel-2 MSI). | |
| - | + | Για την αξιολόγηση των παρεμβάσεων εφαρμόστηκε το σχήμα Before-After-Control-Impact (BACI), το οποίο συγκρίνει τις μεταβολές σε περιοχές παρέμβασης και ελέγχου πριν και μετά την εφαρμογή της αποκατάστασης. | |
| - | Για | + | Η μελέτη εξέτασε πέντε βασικές επιλογές τηλεπισκόπησης: |
| + | -Αριθμός σημείων ελέγχου (20 vs 100 pixels) | ||
| + | -Χωρική κατανομή σημείων ελέγχου | ||
| + | -Ενδοετήσια επιλογή εικόνων (ελάχιστες ή μέγιστες ετήσιες τιμές) | ||
| + | -Επιλογή περιόδου αναφοράς (“before period”) | ||
| + | -Επιλογή δορυφορικού αισθητήρα (Landsat-8 OLI vs Sentinel-2 MSI) | ||
| - | + | Τα δεδομένα αναλύθηκαν στο περιβάλλον Google Earth Engine, επιτρέποντας πολυετή χρονοσειρά (2000–2020) και συνεπή επεξεργασία. Επιπλέον, εφαρμόστηκε μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση ISODATA για τον διαχωρισμό συστάδων βλάστησης με διαφορετικό αρχικό επίπεδο υποβάθμισης, διασφαλίζοντας ότι η αξιολόγηση των παρεμβάσεων λαμβάνει υπόψη την προϋπάρχουσα οικολογική κατάσταση κάθε θέσης | |
| - | ''' | + | [[Αρχείο:1.alfa.png | right | thumb | Εικόνα 2: Διάγραμμα ροής ελέγχου παρεμβάσεων αποκατάστασης μέσω τηλεπισκόπησης]] |
| + | |||
| + | |||
| + | '''3. Αποτελέσματα''' | ||
| - | Τα | + | Τα αποτελέσματα ανέδειξαν ότι οι επιλογές τηλεπισκόπησης μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την ερμηνεία της επιτυχίας μιας παρέμβασης αποκατάστασης. |
| + | Η ενδοετήσια επιλογή εικόνων (μέγιστες vs ελάχιστες τιμές δείκτη) είχε τον ισχυρότερο αντίκτυπο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η χρήση μέγιστων ετήσιων τιμών υποδείκνυε μηδενική ή περιορισμένη επίδραση της αποκατάστασης, ενώ η χρήση ελάχιστων τιμών έδειχνε θετικό αποτέλεσμα. Σε έως και 50% των περιπτώσεων παρατηρήθηκαν αντίθετα συμπεράσματα ανάλογα με την επιλογή αυτή. | ||
| + | Η περίοδος αναφοράς επίσης επηρέασε σημαντικά τα αποτελέσματα. Η σύγκριση μιας μακρινής ιστορικής περιόδου (1989–1990) με μια πιο πρόσφατη (2009–2011) οδήγησε σε διαφορετικές εκτιμήσεις της επίδρασης, καταδεικνύοντας τη σημασία της χρονικής βάσης σύγκρισης. | ||
| + | Αντίθετα, ο αριθμός και η κατανομή σημείων ελέγχου επηρέασαν λιγότερο τα τελικά αποτελέσματα, αν και μεγαλύτερος αριθμός σημείων αύξανε τη στατιστική σταθερότητα. | ||
| + | Όσον αφορά τη σύγκριση αισθητήρων, οι Landsat-8 και Sentinel-2 παρήγαγαν παρόμοιες χρονικές τάσεις στην εκτίμηση της πρόληψης διάβρωσης, αν και οι απόλυτες τιμές διέφεραν ελαφρώς λόγω διαφορετικής χωρικής και φασματικής ανάλυσης. | ||
| + | Σημαντικό εύρημα ήταν ότι οι λιγότερο υποβαθμισμένες περιοχές παρουσίαζαν μεγαλύτερη ευαισθησία στις μεθοδολογικές επιλογές, ενώ οι έντονα υποβαθμισμένες περιοχές εμφάνιζαν πιο σταθερά αποτελέσματα. | ||
| - | + | Εν κατακλείδι, η μελέτη καταδεικνύει ότι οι μεθοδολογικές επιλογές τηλεπισκόπησης μπορούν να οδηγήσουν ακόμη και σε αντικρουόμενα συμπεράσματα σχετικά με την επιτυχία μιας αποκατάστασης. Επομένως, η διαφάνεια, η τεκμηρίωση και η αιτιολόγηση των επιλογών δεδομένων και ανάλυσης είναι κρίσιμης σημασίας για την ορθή αξιολόγηση των παρεμβάσεων οικολογικής αποκατάστασης. | |
| - | |||
| - | [[category: | + | [[category:Οικολογία]] |
Παρούσα αναθεώρηση της 22:51, 23 Φεβρουαρίου 2026
Πρωτότυπος τίτλος: How remote sensing choices influence ecosystem services monitoring and evaluation results of ecological restoration interventions
Μεταφρασμένος τίτλος Πώς οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα αποτελέσματα παρακολούθησης και αξιολόγησης οικοσυστημικών υπηρεσιών σε παρεμβάσεις οικολογικής αποκατάστασης
Συγγραφείς: Trinidad del Río-Mena, Louise Willemen, Anton Vrieling, Andy Nelson
Δημοσιεύθηκε: Ecosystem Services 64 (2023) 101565
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
Λέξεις-Κλειδιά: Τηλεπισκόπηση, Οικοσυστημικές υπηρεσίες, Οικολογική αποκατάσταση, Παρακολούθηση και αξιολόγηση, Δείκτες βλάστησης
1. Εισαγωγή
Η υποβάθμιση του παγκόσμιου περιβάλλοντος (εδάφη, αέρας, υδάτινοι πόροι) αποτελεί μία από τις σημαντικότερες περιβαλλοντικές προκλήσεις του 21ου αιώνα, επηρεάζοντας άμεσα τη βιοποικιλότητα, τη σταθερότητα των οικοσυστημάτων και την ανθρώπινη ευημερία. Στο πλαίσιο της «Δεκαετίας των Ηνωμένων Εθνών για την Αποκατάσταση των Οικοσυστημάτων» (2021–2030), η οικολογική αποκατάσταση αναγνωρίζεται ως βασική στρατηγική για την αντιστροφή της περιβαλλοντικής υποβάθμισης. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα των παρεμβάσεων αποκατάστασης πρέπει να τεκμηριώνεται με αξιόπιστες μεθόδους παρακολούθησης και αξιολόγησης. Η τηλεπισκόπηση (Remote Sensing – RS), μέσω δορυφορικών δεδομένων όπως των αποστολών Landsat και Sentinel-2, προσφέρει τη δυνατότητα συνεχούς, χωρικά εκτεταμένης και χρονικά επαναλαμβανόμενης παρακολούθησης οικοσυστημικών υπηρεσιών. Παρά τα πλεονεκτήματα αυτά, η πληθώρα διαθέσιμων δεδομένων και μεθοδολογικών επιλογών συνεπάγεται πως πρέπει να ληφθούν κρίσιμες αποφάσεις σχετικά με την επιλογή δεικτών, χρονικών περιόδων, σημείων ελέγχου και αισθητήρων. Σκοπός του άρθρου είναι η διερεύνηση για το πώς αυτές οι επιλογές τηλεπισκόπησης επηρεάζουν τα αποτελέσματα αξιολόγησης παρεμβάσεων οικολογικής αποκατάστασης, χρησιμοποιώντας ως μελέτη περίπτωσης την περιοχή Baviaanskloof στην Νότια Αφρική.
2. Μεθοδολογία
Η έρευνα βασίστηκε σε παρεμβάσεις αναβλάστησης που πραγματοποιήθηκαν μεταξύ 2010–2015 στην περιοχή Baviaanskloof (Eastern Cape, Νότια Αφρική), με φύτευση του είδους Portulacaria afra (spekboom), ενός ανθεκτικού, παχύφυτου φυτού με υψηλή ικανότητα δέσμευσης άνθρακα και σημαντική αξία για τη βόσκηση της άγριας πανίδας. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από ημι-άνυδρο κλίμα και έντονα φαινόμενα υποβάθμισης λόγω υπερβόσκησης, γεγονός που την καθιστά ιδανική περίπτωση μελέτης για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας παρεμβάσεων οικολογικής αποκατάστασης.
Αξιολογήθηκαν δύο οικοσυστημικές υπηρεσίες:
-Παροχή βοσκής, ως ένδειξη παραγωγικότητας και διαθεσιμότητας πράσινης βιομάζας (forage provision)
-Πρόληψη διάβρωσης, η οποία συνδέεται με την κάλυψη του εδάφους και τη μείωση της επιφανειακής απορροής (erosion prevention)
Αρχικά πραγματοποιήθηκαν επιτόπιες μετρήσεις (2017) για την εκτίμηση της φυτοκάλυψης, της πράσινης βιομάζας και της δομής της βλάστησης. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τη βαθμονόμηση και επικύρωση μοντέλων συσχέτισης μεταξύ δεικτών τηλεπισκόπησης (όπως NBR, BSI, IRECI) και των μετρούμενων οικοσυστημικών υπηρεσιών. Οι δείκτες επιλέχθηκαν λόγω της ικανότητάς τους να αποτυπώνουν μεταβολές στη φυτική ζωτικότητα, στη γυμνή επιφάνεια εδάφους και στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα.
Για την αξιολόγηση των παρεμβάσεων εφαρμόστηκε το σχήμα Before-After-Control-Impact (BACI), επιτρέποντας τη διάκριση των επιδράσεων της αποκατάστασης από τη φυσική διακύμανση του οικοσυστήματος. Η μελέτη εξέτασε πέντε βασικές επιλογές τηλεπισκόπησης: αριθμό και χωρική κατανομή σημείων ελέγχου, ενδοετήσια επιλογή εικόνων, περίοδο αναφοράς και επιλογή δορυφορικού αισθητήρα (Landsat-8 OLI έναντι Sentinel-2 MSI).
Για την αξιολόγηση των παρεμβάσεων εφαρμόστηκε το σχήμα Before-After-Control-Impact (BACI), το οποίο συγκρίνει τις μεταβολές σε περιοχές παρέμβασης και ελέγχου πριν και μετά την εφαρμογή της αποκατάστασης. Η μελέτη εξέτασε πέντε βασικές επιλογές τηλεπισκόπησης: -Αριθμός σημείων ελέγχου (20 vs 100 pixels) -Χωρική κατανομή σημείων ελέγχου -Ενδοετήσια επιλογή εικόνων (ελάχιστες ή μέγιστες ετήσιες τιμές) -Επιλογή περιόδου αναφοράς (“before period”) -Επιλογή δορυφορικού αισθητήρα (Landsat-8 OLI vs Sentinel-2 MSI)
Τα δεδομένα αναλύθηκαν στο περιβάλλον Google Earth Engine, επιτρέποντας πολυετή χρονοσειρά (2000–2020) και συνεπή επεξεργασία. Επιπλέον, εφαρμόστηκε μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση ISODATA για τον διαχωρισμό συστάδων βλάστησης με διαφορετικό αρχικό επίπεδο υποβάθμισης, διασφαλίζοντας ότι η αξιολόγηση των παρεμβάσεων λαμβάνει υπόψη την προϋπάρχουσα οικολογική κατάσταση κάθε θέσης
3. Αποτελέσματα
Τα αποτελέσματα ανέδειξαν ότι οι επιλογές τηλεπισκόπησης μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την ερμηνεία της επιτυχίας μιας παρέμβασης αποκατάστασης. Η ενδοετήσια επιλογή εικόνων (μέγιστες vs ελάχιστες τιμές δείκτη) είχε τον ισχυρότερο αντίκτυπο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η χρήση μέγιστων ετήσιων τιμών υποδείκνυε μηδενική ή περιορισμένη επίδραση της αποκατάστασης, ενώ η χρήση ελάχιστων τιμών έδειχνε θετικό αποτέλεσμα. Σε έως και 50% των περιπτώσεων παρατηρήθηκαν αντίθετα συμπεράσματα ανάλογα με την επιλογή αυτή. Η περίοδος αναφοράς επίσης επηρέασε σημαντικά τα αποτελέσματα. Η σύγκριση μιας μακρινής ιστορικής περιόδου (1989–1990) με μια πιο πρόσφατη (2009–2011) οδήγησε σε διαφορετικές εκτιμήσεις της επίδρασης, καταδεικνύοντας τη σημασία της χρονικής βάσης σύγκρισης. Αντίθετα, ο αριθμός και η κατανομή σημείων ελέγχου επηρέασαν λιγότερο τα τελικά αποτελέσματα, αν και μεγαλύτερος αριθμός σημείων αύξανε τη στατιστική σταθερότητα. Όσον αφορά τη σύγκριση αισθητήρων, οι Landsat-8 και Sentinel-2 παρήγαγαν παρόμοιες χρονικές τάσεις στην εκτίμηση της πρόληψης διάβρωσης, αν και οι απόλυτες τιμές διέφεραν ελαφρώς λόγω διαφορετικής χωρικής και φασματικής ανάλυσης. Σημαντικό εύρημα ήταν ότι οι λιγότερο υποβαθμισμένες περιοχές παρουσίαζαν μεγαλύτερη ευαισθησία στις μεθοδολογικές επιλογές, ενώ οι έντονα υποβαθμισμένες περιοχές εμφάνιζαν πιο σταθερά αποτελέσματα.
Εν κατακλείδι, η μελέτη καταδεικνύει ότι οι μεθοδολογικές επιλογές τηλεπισκόπησης μπορούν να οδηγήσουν ακόμη και σε αντικρουόμενα συμπεράσματα σχετικά με την επιτυχία μιας αποκατάστασης. Επομένως, η διαφάνεια, η τεκμηρίωση και η αιτιολόγηση των επιλογών δεδομένων και ανάλυσης είναι κρίσιμης σημασίας για την ορθή αξιολόγηση των παρεμβάσεων οικολογικής αποκατάστασης.