Ανάλυση και διαχρονική παρακολούθηση μορφοτεκτονικών παραμέτρων – πιλοτική εφαρμογή στη λεκάνη της λίμνης Βεγορίτιδος.

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 17:35, 12 Ιανουαρίου 2016

Ανάλυση και διαχρονική παρακολούθηση μορφοτεκτονικών παραμέτρων με συνδυασμένη χρήση τεχνικών επεξεργασίας εικόνας και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών – πιλοτική εφαρμογή στη λεκάνη της λίμνης Βεγορίτιδος.

Εικόνα 1: Έγχρωμο σύνθετο 453RGB της εικόνας του 1986(αριστερά) και 1999(δεξιά).

Εικόνα 2: Αποτέλεσμα ταξινόμησης της εικόνας του 1986(αριστερά) και 1999(δεξιά).

Εικόνα 3: Μεταβολή της ακτογραμμής της λίμνης Βεγορίτιδος στο χρόνο.

Εικόνα 4: Αναθεωρημένος γεωλογικός χάρτης της περιοχής.

Εισαγωγή

Οι διαφοροποιήσεις του επιφανειακού αναγλύφου και της επιφανειακής κάλυψης καθώς και η χαρτογράφηση γεωλογικών ενοτήτων και τεκτονικών στοιχείων είναι αντικείμενα που μπορούν να μελετηθούν με την βοήθεια της τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Τα διάφορα συστατικά της εδαφικής και υδάτινης επιφάνειας ανακλούν έντονα στην υπέρυθρη/θερμική περιοχή του φάσματος. Επομένως, με την κατάλληλη επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων μπορούν να εξαχθούν αξιόλογα συμπεράσματα για τα μορφοτεκτονικά στοιχεία μιας περιοχής.

Στην παρούσα εργασία, η περιοχή μελέτης είναι η λεκάνη της λίμνης Βεγορίτιδος. Οι γεωλογικοί σχηματισμοί της περιοχής ανήκουν σε δύο γεωτεκτονικές ζώνες, στο Ανατολικό περιθώριο της Πελαγονικής ζώνης και στο Δυτικό όριο της ζώνης Αλμωπίας. Λόγω της αλλαγής της στάθμης της λίμνης και των χρήσεων γης, τίθεται η ανάγκη για παρακολούθηση των αλλαγών κατά την διάρκεια των χρόνων.

Δεδομένα

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για την μελέτη ήταν δορυφορικές εικόνες Landsat 7 TM, οι οποίες λήφθηκαν τον Νοέμβριο του 1999, εικόνες Landsat 5 με ημερομηνία λήψης τον Οκτώβριο του 1986 και μια παγχρωματική εικόνα που λήφθηκε τον Ιούλιο του 1996 από τον Γαλλικό δορυφόρο SPOT. Πέραν των δορυφορικών εικόνων, απαραίτητα για την μελέτη ήταν στοιχεία σχετικά με το τοπογραφικό υπόβαθρο, καθώς και στοιχεία από επιτόπιους ελέγχους και μετρήσεις στην ύπαιθρο.

Μεθοδολογία

Προκειμένου να εντοπιστούν οι αλλαγές της κάλυψης γης κατά την διάρκεια των χρόνων δημιουργήθηκε το έγχρωμο σύνθετο 453RGB και για την δορυφορική εικόνα του 1986 και για αυτή του 1999. (Εικόνα 1) Στην εικόνα αυτή παρατηρείται η αλλαγή της ακτογραμμής της λίμνης. Ωστόσο, είναι αναγκαίο να πραγματοποιηθεί ταξινόμηση ώστε να προκύψει ο χάρτης κάλυψης γης της περιοχής. Εφαρμόζεται, επομένως, μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με ιεραρχικό μέγιστου-ελαχίστου αλγόριθμο ομαδοποίησης και τα αποτελέσματα της ταξινόμησης τόσο της δορυφορικής εικόνας του 1986, όσο και αυτής του 1999 απεικονίζονται στην εικόνα 2. Με μπλε χρώμα παριστάνεται η λίμνη, με πράσινους τόνους οι διάφοροι τύποι της βλάστησης, ενώ με καφέ αποχρώσεις ασβεστολιθικά πετρώματα ή περιοχές χωρίς βλάστηση.

Επειδή οι εικόνες που προέκυψαν από την ταξινόμηση αναφέρονται σε διαφορετική χρονική περίοδο, τίθεται απαραίτητο να συνδυαστούν ώστε να διευκολυνθεί η ανάλυση των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης. Η ταξινόμηση κάθε εικόνας συνοδεύεται και από μια ψηφιακή βάση δεδομένων. Πραγματοποιείται, συνεπώς, αυτόματος συνδυασμός θεματικών ράστερ. Με την ανάλυση των πινάκων, καθορίζονται οι διαχρονικές αλλαγές στην κατάσταση του περιβάλλοντος αλλά και η συσχέτιση μεταξύ των διαφορετικών χωρικών συνθηκών.

Τέλος, η ράστερ πληροφορία μετατρέπεται σε διανυσματική πληροφορία και προκύπτει ο χάρτης της εικόνας 3. Κάθε φορά, συγκρίνεται η ακτογραμμή όπως αυτή είναι σύμφωνα με τοπογραφικό χάρτη της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού με την δορυφορική εικόνα Landsat 5 του 1986 (Α), την δορυφορική εικόνα SPOT του 1996 (Β) και την δορυφορική εικόνα Landsat 7 του 1999 (Γ). Ενώ, στο πάνω μέρος της εικόνας σχεδιάζονται όλα τα παραπάνω στοιχεία μαζί ώστε να απεικονιστεί η μεταβολή της ακτογραμμής στο χρόνο.

Αποτελέσματα-Συμπεράσματα

Με την βοήθεια του λογισμικού TNTmips πραγματοποιείται ο συνδυασμός των τεκτονικών στοιχείων που προέρχονται από υπαίθριο έλεγχο, των γεωλογικών χαρτών του ΙΓΜΕ κλίμακας 1:50.000 και των γεωλογικών και τεκτονικών σχηματισμών που εντοπίστηκαν από την επεξεργασία των εικόνων. Αποτέλεσμα αυτής της συνδυαστικής μελέτης είναι η δημιουργία ενός αναθεωρημένου γεωλογικού χάρτη κλίμακας 1:50.000, στον οποίο απεικονίζονται τα τεκτονικά (Α) και λιθολογικά (Β) του στοιχεία. (Εικόνα 4)

Συμπερασματικά, η χρήση της τηλεπισκόπησης βοηθά στην ενημέρωση γεωλογικών χαρτών λόγω της μεγάλης διακριτικής ικανότητας των δορυφορικών εικόνων. Οι αλλαγές της σύστασης της εδαφικής και υδάτινης επιφάνειας είναι δυνατόν κι αυτές να χαρτογραφηθούν με την βοήθεια δορυφορικών εικόνων. Επομένως, ο συνδυασμός τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών έχει μεγάλες δυνατότητες που αν αξιοποιηθούν σωστά μπορούν να συμβάλλουν σημαντικά σε γεωλογικές και περιβαλλοντικές έρευνες.

ΠΗΓΗ: Στεφούλη Μ., Τσόμπος Π. "Ανάλυση και διαχρονική παρακολούθηση μορφοτεκτονικών παραμέτρων με συνδυασμένη χρήση τεχνικών επεξεργασίας εικόνας και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών – πιλοτική εφαρμογή στη λεκάνη της λίμνης Βεγορίτιδος.", 6o Πανελλήνιο Γεωγραφικό Συνέδριο, Διαθέσιμο στο: http://geolib.geo.auth.gr/digeo/index.php/pgc/article/view/9334/9085