Μετάβαση από τις Μετρήσεις στη Διαχείριση: Μελέτη εφαρμογής τεχνικών τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση καταστροφών από πλημμύρες
Από RemoteSensing Wiki
| (14 ενδιάμεσες αναθεωρήσεις δεν εμφανίζονται.) | |||
| Γραμμή 1: | Γραμμή 1: | ||
[[Εικόνα: mk_paper_4_eikona_1.jpg | thumb | right | Εικόνα 1. Ταξινομημένοι χάρτες κάλυψης γης με επέκταση ιστογράμματος, πηγή: https://www.researchgate.net]] | [[Εικόνα: mk_paper_4_eikona_1.jpg | thumb | right | Εικόνα 1. Ταξινομημένοι χάρτες κάλυψης γης με επέκταση ιστογράμματος, πηγή: https://www.researchgate.net]] | ||
| + | [[Εικόνα: mk_paper_4_eikona_2.jpg | thumb | right | Εικόνα 2. Χάρτες περιοχής πριν και μετά το φαινόμενο της πλημμύρας, πηγή: https://www.researchgate.net]] | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ''' | ||
| + | == Μετάβαση από τις Μετρήσεις στη Διαχείριση: Μελέτη εφαρμογής τεχνικών τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση καταστροφών από πλημμύρες == | ||
| + | ''' | ||
| + | Measurement to Management: Study of Remote Sensing Techniques for Flood Disaster Management | ||
| + | |||
| + | M. Geetha Priya, Divya N. | ||
| + | |||
| + | Πηγή: [[https://www.researchgate.net/publication/332554834_Measurement_to_Management_Study_of_Remote_Sensing_Techniques_for_Flood_Disaster_Management | ||
| + | ]] | ||
| + | |||
| + | Οι φυσικές καταστροφές είναι ένα είδος καταστροφών για το οποίο δε μπορεί να γίνει πρόληψη. Ακόμη και οι καταστροφές που προκαλούνται λόγω της επέμβασης του ανθρώπινου παράγοντα στη φύση, χαρακτηρίζονται ως φυσικές καταστροφές. | ||
| + | Τα τελευταία χρόνια με την αύξηση του πληθυσμού και της περιβαλλοντικής υποβάθμισης τα φαινόμενα φυσικών καταστροφών έχουν γίνει πιο συχνά. | ||
| + | |||
| + | Το πιο συχνό είδος καταστροφών είναι οι πλημμύρες, με καταστροφικές συνέπειες τόσο σε πόρους όσο και γενικότερα στην καθημερινότητα του ανθρώπου. | ||
| + | |||
| + | Παρακάτω γίνεται μια περιγραφή των πτυχών της έννοιας της τηλεπισκόπησης, το πώς αυτή μπορεί να συμβάλλει στο θέμα των πλημμύρων όχι τόσο σε θέμα πρόληψης καθώς αυτό καθίσταται αδύνατο, αλλά στην παρακολούθηση και εκτίμηση των ζημιών από αυτές. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Οι πλημμύρες γενικώς διακρίνονται σε παράκτιες, αστικές και πλημμύρες ποταμών. Ειδικότερα βάσει της διάρκειας τους ταξινομούνται σε πλημμύρες βραδείας έναρξης και ταχείας έναρξης. | ||
| + | |||
| + | Η έγκαιρη ανίχνευση και οριοθέτηση των ζωνών κινδύνου πλημμύρας μπορεί να βοηθήσει στη πρόληψη καταστροφικών αποτελεσμάτων για τη πληγείσα περιοχή . | ||
| + | |||
| + | Η τηλεπισκόπηση έχει εκτεταμένες εφαρμογές και ο ρόλος της είναι πολύ σημαντικός στη διαχείριση καταστροφών. Σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, όταν οι συμβατικές μέθοδοι υπολείπονται, δίνεται βάση στην τηλεπισκόπηση για τη συλλογή δεδομένων όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πραγματικό χρόνο, την ανάλυση της έκτασης της καταστροφής, την αξιολόγηση της ζημίας και κατά συνέπεια, την παροχή πληροφοριών στην κυβέρνηση και τους πολίτες για την πραγματοποίηση των απαραίτητων ενεργειών. | ||
| + | |||
| + | Η τηλεπισκόπηση αποτελεί μια αναγκαία επιλογή για τις διαδικασίες παρακολούθησης και χαρτογράφησης για τη διαχείριση καταστροφών καθώς και για τη διαχείριση ζημιών όταν δεν είναι εφικτές οι εναέριες ή επί του εδάφους έρευνες όπου η συλλογή δεδομένων μέσω τηλεπισκόπησης γίνεται συνήθως πριν και μετά το συμβάν. | ||
| + | |||
| + | Όσον αφορά στο ρόλο της τηλεπισκόπησης σήμερα, καθίσταται απαραίτητη η τοποθέτηση δορυφόρων με σκοπό τη παρατήρηση γης & συλλογή δεδομένων πράγμα το οποίο έχει γίνει ήδη από χώρες που πλήττονται συχνά από φυσικές καταστροφές (π.χ. Ινδία). Έτσι η τηλεπισκόπηση με χρήση δορυφόρου είναι μια καλή πηγή συλλογής δεδομένων, ειδικά κατά την περίοδο έκτακτης ανάγκης. Εδώ εισάγεται η έννοια της οπτικής τηλεπισκόπησης που εξαρτάται κυρίως από την ενέργεια του ήλιου για την πηγή φωτισμού και δίνεται βάση στο πώς ανακλώνται τα διάφορα γεωγραφικά χαρακτηριστικά ανάλογα τα μήκη κύματος (έννοια φασματικής υπογραφής). | ||
| + | |||
| + | Επίσης εισάγεται η έννοια της επέκτασης ιστογράμματος μιας τεχνικής που σκοπός της είναι να υπάρχει βελτιωμένη ακρίβεια, ταξινόμηση και απομάκρυνση θορύβου στο τελικό αποτέλεσμα. | ||
| + | |||
| + | '''Τηλεπισκόπηση Μικροκυμάτων''' | ||
| + | |||
| + | Οι ενεργοί αισθητήρες μικροκυμάτων διακρίνονται σε αυτούς που παράγουν εικόνα και σε αυτούς που δεν παράγουν εικόνα. Τα ραντάρ είναι οι πιο γνωστοί ενεργοί αισθητήρες μικροκυμάτων και το μεγαλύτερο πλεονέκτημά τους είναι η δυνατότητά τους να διαπερνούν τα σύννεφα και την ομίχλη, και να πραγματοποιούν λήψεις εικόνων καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας και σε οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. | ||
| + | |||
| + | '''SAR''' | ||
| + | |||
| + | Οι SAR αφορούν ενεργούς αισθητήρες μικροκυμάτων που μπορούν να λάβουν δεδομένα από πλάγια (κεκλιμένη) όψη ανάλογα τη διαδρομή πτήσης πράγμα που σημαίνει πως τα δεδομένα θα υπόκεινται σε παραμορφώσεις χωρίς να επηρεάζονται βαθιά από καιρικά φαινόμενα. | ||
| + | |||
| + | Η πιο απλή μέθοδος αποτύπωσης πλημμυρών με βάση τα δεδομένα SAR περιλαμβάνει απλή οπτική επεξεργασία και επιβλεπόμενη ταξινόμηση και το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χρήσης τους είναι η δυνατότητα που δίνεται στις εικόνες, διαχωρισμού του εδάφους από το νερό. Ο εντοπισμός των μεταβολών μέσω της σύγκρισης δύο λήψεων πριν και μετά το γεγονός της πλημμύρας είναι συνήθης μέθοδος προσέγγισης. Επίσης είναι δυνατή η δημιουργία ενός έγχρωμου σύνθετου από εικόνες SAR, στο οποίο γίνεται να εντοπισθεί η πλημμύρα σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Οι περιορισμοί που προκύπτουν είναι η πολυπλοκότητα της ρύθμισης του αισθητήρα και τα λάθη που παραμένουν παρά τη ρύθμιση και το γεγονός ότι συμβατικές μέθοδοι επεξεργασίας δεν εφαρμόζονται λόγω της έντονης ασυμμετρίας του ιστογράμματος που προκύπτει από τα δεδομένα SAR. | ||
| + | |||
| + | Ένα σύγχρονο εργαλείο ανάλυσης και προσδιορισμού περιοχών πλημμύρας είναι το πρόγραμμα λογισμικού HEC-RAS που σε συνδυασμό με τη χρήση περιβάλλοντος GIS για την αποτύπωση, έδωσε θετικά αποτελέσματα στο τομέα χαρτογράφησης πλημμυρών σε δύο χώρες (Ρουμανία, Βραζιλία). | ||
| + | |||
| + | '''DEM και TIN''' | ||
| + | |||
| + | Ιδιαίτερα καθοριστική σε περιβάλλον GIS για την υδρολογική μοντελοποίηση υπό συγκεκριμένες συνθήκες, είναι η χρήση του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (DEM) και ειδικά της TIN DEM με την έννοια του δικτύου ακανόνιστων τριγώνων, λόγω της δυνατότητας της μεθόδου να συλλέγει τις τοπογραφικές ιδιομορφίες χωρίς να αυξάνεται ο όγκος των δεδομένων. | ||
| + | |||
| + | '''Contours''' | ||
| + | |||
| + | Τα Contours (ισοϋψείς) είναι καμπύλες που εκφράζουν σημεία με το ίδιο υψόμετρο. Ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους βασισμένο στις ισοϋψείς έχει πλεονεκτήματα διότι απεικονίζει εύκολα τις διαδρομές ροής του νερού. | ||
| + | |||
| + | '''Συμπεράσματα''' | ||
| + | |||
| + | Τα δεδομένα για τις πλημμύρες, που αποτυπώνονται με συνδυασμένη χρήση τηλεπισκόπησης και γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών βοηθoύν τους ειδικούς να λάβουν κατάλληλα μέτρα ή να εφαρμόσουν συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης κατά τη διάρκεια κινδύνων από πλημμύρες. | ||
| + | |||
| + | Τα μοντέλα γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών περιέχουν μεγάλο όγκο δεδομένων οπότε δύναται να προσελκύσουν Υπουργεία και Κυβερνήσεις να τα χρησιμοποιήσουν προκειμένου να πετύχουν τα κατάλληλα συστήματα διαχείρισης φαινομένων πλημμύρας. | ||
| + | |||
| + | Άλλωστε είναι αδύνατος ο έλεγχος των φαινομένων πλημμύρας αλλά καθίσταται δυνατή η ελαχιστοποίηση των ζημιών που προκαλούνται από αυτές. | ||
| - | |||
Παρούσα αναθεώρηση της 08:56, 14 Ιανουαρίου 2021
Μετάβαση από τις Μετρήσεις στη Διαχείριση: Μελέτη εφαρμογής τεχνικών τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση καταστροφών από πλημμύρες
Measurement to Management: Study of Remote Sensing Techniques for Flood Disaster Management
M. Geetha Priya, Divya N.
Οι φυσικές καταστροφές είναι ένα είδος καταστροφών για το οποίο δε μπορεί να γίνει πρόληψη. Ακόμη και οι καταστροφές που προκαλούνται λόγω της επέμβασης του ανθρώπινου παράγοντα στη φύση, χαρακτηρίζονται ως φυσικές καταστροφές. Τα τελευταία χρόνια με την αύξηση του πληθυσμού και της περιβαλλοντικής υποβάθμισης τα φαινόμενα φυσικών καταστροφών έχουν γίνει πιο συχνά.
Το πιο συχνό είδος καταστροφών είναι οι πλημμύρες, με καταστροφικές συνέπειες τόσο σε πόρους όσο και γενικότερα στην καθημερινότητα του ανθρώπου.
Παρακάτω γίνεται μια περιγραφή των πτυχών της έννοιας της τηλεπισκόπησης, το πώς αυτή μπορεί να συμβάλλει στο θέμα των πλημμύρων όχι τόσο σε θέμα πρόληψης καθώς αυτό καθίσταται αδύνατο, αλλά στην παρακολούθηση και εκτίμηση των ζημιών από αυτές.
Οι πλημμύρες γενικώς διακρίνονται σε παράκτιες, αστικές και πλημμύρες ποταμών. Ειδικότερα βάσει της διάρκειας τους ταξινομούνται σε πλημμύρες βραδείας έναρξης και ταχείας έναρξης.
Η έγκαιρη ανίχνευση και οριοθέτηση των ζωνών κινδύνου πλημμύρας μπορεί να βοηθήσει στη πρόληψη καταστροφικών αποτελεσμάτων για τη πληγείσα περιοχή .
Η τηλεπισκόπηση έχει εκτεταμένες εφαρμογές και ο ρόλος της είναι πολύ σημαντικός στη διαχείριση καταστροφών. Σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, όταν οι συμβατικές μέθοδοι υπολείπονται, δίνεται βάση στην τηλεπισκόπηση για τη συλλογή δεδομένων όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πραγματικό χρόνο, την ανάλυση της έκτασης της καταστροφής, την αξιολόγηση της ζημίας και κατά συνέπεια, την παροχή πληροφοριών στην κυβέρνηση και τους πολίτες για την πραγματοποίηση των απαραίτητων ενεργειών.
Η τηλεπισκόπηση αποτελεί μια αναγκαία επιλογή για τις διαδικασίες παρακολούθησης και χαρτογράφησης για τη διαχείριση καταστροφών καθώς και για τη διαχείριση ζημιών όταν δεν είναι εφικτές οι εναέριες ή επί του εδάφους έρευνες όπου η συλλογή δεδομένων μέσω τηλεπισκόπησης γίνεται συνήθως πριν και μετά το συμβάν.
Όσον αφορά στο ρόλο της τηλεπισκόπησης σήμερα, καθίσταται απαραίτητη η τοποθέτηση δορυφόρων με σκοπό τη παρατήρηση γης & συλλογή δεδομένων πράγμα το οποίο έχει γίνει ήδη από χώρες που πλήττονται συχνά από φυσικές καταστροφές (π.χ. Ινδία). Έτσι η τηλεπισκόπηση με χρήση δορυφόρου είναι μια καλή πηγή συλλογής δεδομένων, ειδικά κατά την περίοδο έκτακτης ανάγκης. Εδώ εισάγεται η έννοια της οπτικής τηλεπισκόπησης που εξαρτάται κυρίως από την ενέργεια του ήλιου για την πηγή φωτισμού και δίνεται βάση στο πώς ανακλώνται τα διάφορα γεωγραφικά χαρακτηριστικά ανάλογα τα μήκη κύματος (έννοια φασματικής υπογραφής).
Επίσης εισάγεται η έννοια της επέκτασης ιστογράμματος μιας τεχνικής που σκοπός της είναι να υπάρχει βελτιωμένη ακρίβεια, ταξινόμηση και απομάκρυνση θορύβου στο τελικό αποτέλεσμα.
Τηλεπισκόπηση Μικροκυμάτων
Οι ενεργοί αισθητήρες μικροκυμάτων διακρίνονται σε αυτούς που παράγουν εικόνα και σε αυτούς που δεν παράγουν εικόνα. Τα ραντάρ είναι οι πιο γνωστοί ενεργοί αισθητήρες μικροκυμάτων και το μεγαλύτερο πλεονέκτημά τους είναι η δυνατότητά τους να διαπερνούν τα σύννεφα και την ομίχλη, και να πραγματοποιούν λήψεις εικόνων καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας και σε οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες.
SAR
Οι SAR αφορούν ενεργούς αισθητήρες μικροκυμάτων που μπορούν να λάβουν δεδομένα από πλάγια (κεκλιμένη) όψη ανάλογα τη διαδρομή πτήσης πράγμα που σημαίνει πως τα δεδομένα θα υπόκεινται σε παραμορφώσεις χωρίς να επηρεάζονται βαθιά από καιρικά φαινόμενα.
Η πιο απλή μέθοδος αποτύπωσης πλημμυρών με βάση τα δεδομένα SAR περιλαμβάνει απλή οπτική επεξεργασία και επιβλεπόμενη ταξινόμηση και το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χρήσης τους είναι η δυνατότητα που δίνεται στις εικόνες, διαχωρισμού του εδάφους από το νερό. Ο εντοπισμός των μεταβολών μέσω της σύγκρισης δύο λήψεων πριν και μετά το γεγονός της πλημμύρας είναι συνήθης μέθοδος προσέγγισης. Επίσης είναι δυνατή η δημιουργία ενός έγχρωμου σύνθετου από εικόνες SAR, στο οποίο γίνεται να εντοπισθεί η πλημμύρα σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Οι περιορισμοί που προκύπτουν είναι η πολυπλοκότητα της ρύθμισης του αισθητήρα και τα λάθη που παραμένουν παρά τη ρύθμιση και το γεγονός ότι συμβατικές μέθοδοι επεξεργασίας δεν εφαρμόζονται λόγω της έντονης ασυμμετρίας του ιστογράμματος που προκύπτει από τα δεδομένα SAR.
Ένα σύγχρονο εργαλείο ανάλυσης και προσδιορισμού περιοχών πλημμύρας είναι το πρόγραμμα λογισμικού HEC-RAS που σε συνδυασμό με τη χρήση περιβάλλοντος GIS για την αποτύπωση, έδωσε θετικά αποτελέσματα στο τομέα χαρτογράφησης πλημμυρών σε δύο χώρες (Ρουμανία, Βραζιλία).
DEM και TIN
Ιδιαίτερα καθοριστική σε περιβάλλον GIS για την υδρολογική μοντελοποίηση υπό συγκεκριμένες συνθήκες, είναι η χρήση του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (DEM) και ειδικά της TIN DEM με την έννοια του δικτύου ακανόνιστων τριγώνων, λόγω της δυνατότητας της μεθόδου να συλλέγει τις τοπογραφικές ιδιομορφίες χωρίς να αυξάνεται ο όγκος των δεδομένων.
Contours
Τα Contours (ισοϋψείς) είναι καμπύλες που εκφράζουν σημεία με το ίδιο υψόμετρο. Ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους βασισμένο στις ισοϋψείς έχει πλεονεκτήματα διότι απεικονίζει εύκολα τις διαδρομές ροής του νερού.
Συμπεράσματα
Τα δεδομένα για τις πλημμύρες, που αποτυπώνονται με συνδυασμένη χρήση τηλεπισκόπησης και γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών βοηθoύν τους ειδικούς να λάβουν κατάλληλα μέτρα ή να εφαρμόσουν συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης κατά τη διάρκεια κινδύνων από πλημμύρες.
Τα μοντέλα γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών περιέχουν μεγάλο όγκο δεδομένων οπότε δύναται να προσελκύσουν Υπουργεία και Κυβερνήσεις να τα χρησιμοποιήσουν προκειμένου να πετύχουν τα κατάλληλα συστήματα διαχείρισης φαινομένων πλημμύρας.
Άλλωστε είναι αδύνατος ο έλεγχος των φαινομένων πλημμύρας αλλά καθίσταται δυνατή η ελαχιστοποίηση των ζημιών που προκαλούνται από αυτές.
