ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ Γ.Σ.Π. ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΤΗΣ ΕΝΙΑΙΑΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ: ΤΟ ΕΡΓΟ REALDEMS

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 14:25, 25 Φεβρουαρίου 2010

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται η μεθοδολογία και τα αποτελέσματα του έργου REALDEMS, στα πλαίσια του οποίου παρήχθησαν ψηφιακά μοντέλα εδάφους και θεματικοί χάρτες κάλυψης γης για τις περιοχές της Κρήτης. Τα προϊόντα αυτά παρήχθησαν με χρήση δορυφορικής τεχνολογίας και συγκεκριμένα με τηλεπισκοπικά δεδομένα του ραδιομέτρου ASTER (Advance Spaceborn Thermal Emission and Reflection Radiometer), δεδομένα του παγκόσμιου συστήματος προσδιορισμού θέσης, καθώς και επιτόπιων παρατηρήσεων. Τα ψηφιακά μοντέλα εδάφους προέκυψαν με εφαρμογή φωτογραμμετρικών μεθόδων σε στερεοζεύγη εικόνων ASTER. Η ακρίβεια των ψηφιακών μοντέλων εδάφους που παρήχθησαν είναι της τάξης των 15 – 20 m. Οι θεματικοί χάρτες κάλυψης του εδάφους παρήχθηκαν με εφαρμογή μεθόδων επιβλεπόμενης ταξινόμησης σε πολυφασματικά δεδομένα ASTER. Επιτόπιες παρατηρήσεις καθόρισαν τις φασματικές υπογραφές σε δεδομένες περιοχές εκπαίδευσης για την πραγματοποίηση της επιβλεπόμενης ταξινόμησης. Τα προϊόντα του έργου πρόκειται να χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια για το χαρακτηρισμό λεκανών απορροής στις παραπάνω περιοχές με χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Συνεπώς, αναμένεται να αποτελέσουν πολύτιμο εργαλείο για την υποστήριξη της διαχείρισης των υδάτινων πόρων στις περιοχές εφαρμογής.

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Για τη δημιουργία των DEM από στερεοζεύγη εικόνων ASTER χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις φωτοσταθερών σημείων στο πεδίο (GCPs: Ground Control Points) με τη βοήθεια του παγκόσμιου συστήματος προσδιορισμού θέσης (GPS: Global Positioning System). Πριν από τις εργασίες πεδίου πραγματοποιήθηκε έλεγχος της υψομετρικής ακρίβειας του GPS για την αποφυγή σφαλμάτων στις μετρήσεις. Ο έλεγχος αυτός έγινε με βάση μετρήσεις σε καλά καθορισμένα σημεία (τριγωνομετρικά). Για τη συλλογή των GCPs αρχικά έγινε η επιλογή των περιοχών στις οποίες θα λαμβάνονταν οι μετρήσεις. Στη συνέχεια προσδιορίστηκαν οι περιοχές αυτές στις εικόνες ASTER και εντοπίστηκαν σε αυτές διακριτά και εμφανή σημεία. Τα σημεία αυτά θα έπρεπε να είναι προσεχτικά επιλεγμένα έτσι ώστε αργότερα να μπορούν να προσδιοριστούν στην εικόνα με ακρίβεια ενός εικονοστοιχείου. Παραδείγματα τέτοιων σημείων είναι: Διασταυρώσεις δρόμων, φάροι, λιμενοβραχίονες, γέφυρες ποταμών, απότομες στροφές κ.α. Το όργανο προσδιορισμού θέσης που χρησιμοποιήθηκε ήταν ένα σύστημα Trimble το οποίο διαθέτει το Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ). Το σύστημα αυτό αποτελείται από σταθμό βάσης, κινητό δέκτη και ειδικό λογισμικό για τη διαφόριση των μετρήσεων. Για γρήγορη και ακριβή μετακίνηση στα σημεία χρησιμοποιήθηκε φορητός υπολογιστής στον οποίο υπήρχε ειδικό λογισμικό και δεδομένα που ήταν διαθέσιμα από το ΙΥΜ για το οδικό δίκτυο, τους οικισμούς, καθώς και ψηφιακό αρχείο που δημιουργήθηκε με τις θέσεις των προεπιλεγμένων σημείων. Επίσης βοηθητική ήταν η έντυπη μορφή των εικόνων των περιοχών όπου αναζητούνταν τα σημεία. Η λήψη των μετρήσεων έγινε με την τεχνική του στατικού προσδιορισμού. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε διαφόριση των μετρήσεων με τη βοήθεια των δεδομένων του σταθμού βάσης. Στη φάση αυτή για κάθε σημείο ήταν γνωστές με ακρίβεια της τάξης του μέτρου οι συντεταγμένες στο Ελληνικό γεωδαιτικό σύστημα ΕΓΣΑ87, καθώς και το υψόμετρό του. Η επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης για την επιβλεπόμενη ταξινόμηση έγινε με βάση τη γνώση των δεδομένων της περιοχής (π.χ. υπάρχουσα βλάστηση) και των προς εξαγωγή τάξεων και καταγραφή των σημείων στο πεδίο με τη χρήση GPS. Για τον υπολογισμό της διαχωριστικότητας (separability) τάξεων με βάση τις φασματικές υπογραφές των περιοχών εκπαίδευσης, ελήφθησαν υπόψη αφενός η διακύμανση των υπογραφών στα 9 φασματικά κανάλια του ASTER και αφετέρου τα μέσα διανύσματα των υπογραφών.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Στην Εικόνα 1 παρουσιάζεται το παραγόμενο DEM για την περιοχή της Κρήτης, ως αποτέλεσμα της συνένωσης των DEM που παρήχθησαν από τις 12 επιμέρους σκηνές ASTER. Στην ίδια εικόνα παρατίθεται επίσης μια ψευδόχρωμη κωδικοποίησή του DEM της Κρήτης με το λευκό και τα σκούρα χρώματα να αντιστοιχούν σε μεγάλα υψόμετρα.

Εικόνα 1. Αποτέλεσμα της συνένωσης των παραγομένων DEM από κάθε σκηνή ASTER για την περιοχή της Κρήτης (άνω). Ψευδόχρωμη κωδικοποίηση. Το λευκό και τα σκούρα χρώματα να αντιστοιχούν σε μεγάλα υψόμετρα (κάτω).

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Στην παρούσα εργασία παρουσιάστηκαν η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την δημιουργία DEM, ορθοεικόνων και θεματικών χαρτών κάλυψης γης με βάση στερεοσκοπικά και πολυφασματικά δεδομένα του ραδιομέτρου ASTER για την περιοχή της Κρήτης στα πλαίσια του έργου REALDEMS. Παρουσιάστηκαν επίσης τα μέχρι στιγμής προϊόντα του έργου, καθώς τα αποτελέσματα της αξιολόγησής τους. Τα DEM προέκυψαν με εφαρμογή φωτογραμμετρικών μεθόδων σε στερεοζεύγη εικόνων ASTER που καλύπτουν τις περιοχές ενδιαφέροντος. Οι θεματικοί χάρτες κάλυψης γης παρήχθηκαν με εφαρμογή μεθόδων επιβλεπόμενης ταξινόμησης σε πολυφασματικά δεδομένα ASTER. Επιτόπιες παρατηρήσεις με τη βοήθεια GPS καθόρισαν τις φασματικές υπογραφές σε δεδομένες περιοχές εκπαίδευσης για την πραγματοποίηση της επιβλεπόμενης ταξινόμησης. Συνοπτικά, τα μέχρι στιγμής προϊόντα του έργου, για τις περιοχές της Κρήτης και της Λέσβου είναι:

• DEM με ±15 - 20 m ακρίβεια σε οριζόντιο και κατακόρυφο επίπεδο.

• Ορθοκανονικές πολυφασματικές εικόνες ASTER (9 κανάλια) με χωρική διακριτική ικανότητα 15 m και ακρίβεια ± 15 m.

• Θεματικοί χάρτες κάλυψης γης.

Τα προϊόντα αυτά θα χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια, στα πλαίσια του έργου για το χαρακτηρισμό λεκανών απορροής (κλίσεις και προσανατολισμοί των επιφανειών, όρια των λεκανών απορροής, όρια των υπολεκανών κάθε λεκάνης, υδρογραφικό δίκτυο, καμπυλότητα επιφανειών κλπ.) με εφαρμογή τεχνικών ΓΣΠ σε συγκεκριμένες περιοχές εφαρμογής στην Κρήτη.

Πηγή:Νεκτάριος Χρυσουλάκης, Χαράλαμπος Φείδας, Δημήτριος Βελιανίτης ,ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ ΓΕΩΦΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΤΗΣ ΕΝΙΑΙΑΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ: ΤΟ ΕΡΓΟ REALDEMS