Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΠΟΛΥΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΣΤΗ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΑΠΌ ΤΗ ΔΕΚΑΕΤΙΑ ΤΟΥ ’70 (LANDSAT) ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ (IKONOS, QUICKBIRD).

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 20:08, 11 Φεβρουαρίου 2010

Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΠΟΛΥΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΣΤΗ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΑΠΌ ΤΗ ΔΕΚΑΕΤΙΑ ΤΟΥ ’70 (LANDSAT) ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ (IKONOS, QUICKBIRD).

ΣΥΓΓΡΑΦΕΙΣ: Θ. ΑΣΤΑΡΑΣ, Δ. ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΗΣ ΚΑΙ Α. ΜΟΥΡΑΤΙΔΗΣ

ΠΗΓΗ: ΨΗΦΙΑΚΗ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ ΘΕΟΦΡΑΣΤΟΣ - ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ Α.Π.Θ

Στόχος

Στόχοι της συγκεκριμένης εργασίας είναι:

• Η παρουσίαση της διαθεσιμότητας των δορυφορικών εικόνων από το 1970-2001.

• Αναφορά παραδειγμάτων οπτικής και ψηφιακής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων της σειράς LANDSAT, SPOT, IRS, TERRA και QuickBird. Οι συγκεκριμένες εφαρμογές πραγματοποιήθηκαν την τελευταία εικοσαετία στον Τομέα Φυσικής και Περιβαλλοντικής Γεωγραφίας του Τμήματος Γεωλογίας του Α.Π.Θ.

Είδη δορυφορικών συστημάτων

Τα είδη των δορυφορικών συστημάτων που αναφέρονται ότι έχουν χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της γεωμορφολογίας είναι τα ακόλουθα: LANDSAT (εκτοξεύτηκε το 1970), LANDSAT-5, LANDSAT-7 , LANDSAT ΕΤΜ+ (1999), SPOT (1986), ERS (1991), RADARSAT (1995), ENVISAT (2001), TERRA (1999), QuickBird (2001), IRS (Ινδικό Σύστημα Τηλεπισκόπησης, 1988), MOS (ιαπωνικός δορυφόρος θαλάσσιας ανίχνευσης), JERS (ιαπωνικός δορυφόρος ανίχνευσης των φυσικών διαθεσίμων της γης).RESURS-F (ρωσικό δορυφορικό σύστημα), RESURS-O (ρωσικό δορυφορικό σύστημα) .IKONOS (1999)

Νέα γενιάς δορυφορικά δεδομένα πολύ υψηλής χωρικής ανάλυσης.

Τα νέα γενιάς δορυφορικά δεδομένα προσφέρονται την τελευταία πενταετία από:

• το δορυφόρο IKONOS που διαθέτει πολυφασματικά δεδομένα χωρικής ανάλυσης 4m και παγχρωματικά δεδομένα χωρικής ανάλυσης 1 m.

• Το δορυφόρο QuickBird που διαθέτει πολυφασματικά δεδομένα χωρικής ανάλυσης 2,5 m και παγχρωματικά δεδομένα χωρικής ανάλυσης 1 m παγχρωματικά δεδομένα χωρικής ανάλυσης 0,6 m.

Οι ανάγκες βέβαια του χρήστη (γεωεπιστήμονας, περιβαλλοντολόγος) και το είδος της επιστημονικής μελέτης (π.χ εκτεταμένες γεωλογικές δομές, εντοπισμός κατολισθήσεων σε μικροκλίμακα) επηρεάζει το είδος των των δεδομένων των δορυφορικών συστημάτων που θα χρησιμοποιηθούν (συνολικά 25).

Γενικά χαρακτηριστικά των δορυφορικών εικόνων.

Οι κυριότερες πληροφορίες που παίρνουμε από τα δορυφορικά δεδομένα είναι:

• Φασματική (spectral) ανάλυση (διακριτική ικανότητα) : έχει σχέση με τα δεδομένα που καταγράφονται από τους αισθητήρες ταυτόχρονα και σε διάφορα τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, που καθορίζονται από τα ατμοσφαιρικά παράθυρα.

• Διαχρονική (temporal) ανάλυση: συνδέεται με την επαναληψιμότητα. Αυτή αναφέρεται σε δεδομένα της ίδιας περιοχής, που λαμβάνονται σε τακτά χρονικά διαστήματα, συνήθως ημερών, τα οποία τοποθετούνται σε μία βάση δεδομένων για την ανίχνευση και τη μέτρηση των περιβαλλοντικών αλλαγών.

• Η χωρική ανάλυση ή διακριτική ικανότητα αναφέρεται στην μικρότερη ενότητα που μπορεί να εντοπιστεί σε μία εικόνα. Αυτή περιγράφεται με το εικονοστοιχείο (Pixel/Picture element) και μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ εκατοστών του μέτρου (πολύ υψηλή χωρική ανάλυση) μέχρι 1km ανά εικονόστοιχείο (πολύ χαμηλή χωρική ανάλυση). Έτσι για παράδειγμα οι μετεωρολογικοί δορυφόροι, οι οποίοι παρουσιάζουν επαναληψιμότητα μερικών ωρών, χαρακτηρίζονται από πάρα πολύ χαμηλή χωρική ανάλυση, ενώ οι δορυφόροι IKONOS και QuickBird παρουσιάζουν επανλήψιμότητα λίγων ημερών (1-3), χαρακτηρίζονται από πολύ υψηλή χωρική ανάλυση.

Οι καταγραφείς (sensors) των παραπάνω δορυφορικών συστημάτων καθώς και η χωρική ανάλυση των προσφερόμενων δεδομένων φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα 1.

Επεξεργασίες του τρισδιάστατου ανάγλυφου της Γης (ειδικές, ψηφιακές).

Το τρισδιάστατο ανάγλυφο της Γης αρχικά μελετήθηκε αρχικά από στερεοζεύγη δορυφορικών εικόνων MOMS (Modular Optoelectronic Multispectral Scanner, 1983) και SPOT. Eν συνεχεία χρησιμοποιήθηκαν ψηφιακά μοντέλα αναγλύφου (DEM/Digital Elevation Models), τα οποία προκύπτουν απευθείας από την συμβολομετρία (interferometry) διαστημικών εικόνων ραντάρ (SAR). Tα DEM συνδυαζόμενα με τις δορυφορικές εικόνες της σειράς LANDSAT, TERRA και QuickBird δίνουν τρισδιάστατες δορυφορικές εικόνες σε οποιαδήποτε περιοχή της Γης. Eπίσης προσφέρονται τρισδιάστατα τοπογραφικά στοιχεία από την διαστημική αποστολή SRTM.

Όσον αφορά στην οπτική ανάλυση πολυφασματικών δορυφορικών εικόνων (ασπρόμαυρων και ψευδοχρωματικών) LANDSAT και SPOT ενός τμήματος της Κεντρικής Μακεδονίας, αρχικά πραγματοποιήθηκε ταξινόμηση διαφόρων τύπων γεωμορφολογικών συστημάτων.

Kατά την οπτική ανάλυση των δορυφορικών εικόνων MSS προέκυψαν προβλήματα ακριβούς οριοθέτησης των γεωμορφολογικών ενοτήτων, γεγονός που οφείλεται στη χαμηλή χωρική ανάλυση των 80 m. Αντιμετωπίστηκε με στερεοσκοπική ερμηνεία γειτονικών δορυφορικών εικόνων. Όσον αφορά στην ψηφιακή επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων LANDSAT και SPOT αρχικά χρησιμοποιούνταν στο Εργαστήριο Φυσικής Γεωγραφίας το λογισμικό IDRISI και στη συνέχεια το EASI/PACE. H οπτική ανάλυση και η επεξεργασία αντικαταστάθηκε από την ψηφιακή επεξεργασία και ανάλυση των δορυφορικών εικόνων LANDSAT – 5/TM και SPOT/XS. Π.χ στην ευρύτερη περιοχή της Μυγδόνιας λεκάνης, έγινε εντοπισμός οριοθέτηση και χαρτογράφηση των επιφανειών επιπέδωσης λιθολογικών ενοτήτων, ρηγμάτων και περιοχών διάβρωσης και απόθεσης.

Συμπεράσματα

Από τη διαθεσιμότητα πολυφασματικών ψηφιακών δεδομένων την τελευταία 30ετία και των διάφορων εφαρμογών τους στη γεωλογία-γεωμορφολογία, διαπιστώνονται τα εξής:

• Αύξηση της ραδιομετρικής ευαισθησίας των καταγραφέων από 64 (MSS) σε 256 διαβαθμίσεις τέφρου χρώματος.

• Αύξηση των φασματικών ζωνών τους από 4 (MSS) σε 14 (ASTER).

• Aύξηση της χωρικής ανάλυσης τους από 80 m (MSS) σε 0,61 (QuickBird).

• Μείωση του κόστους επαναληψιμότητας και του κόστους των δορυφορικών δεδομένων.

• Διάθεση DEM ακρίβειας 15-30 m.

• Διάθεση δορυφορικών δεδομένων από πλάγιες λήψεις, για στερεοσκοπική παρατήρηση.