ΔΙΑΧΡΟΝΙΚΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΟΥ ΛΑΤΟΜΕΙΟΥ ΤΟΥ ΟΡΟΥΣ ΚΑΜΗΛΑ ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΥΡΥΤΕΡΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ Γ.Σ.Π.

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 14:56, 28 Φεβρουαρίου 2010

Εισαγωγή – Αντικείμενο εφαρμογής

Στην παρούσα εργασία μελετάται διαχρονικά η ευρύτερη περιοχή του όρους Καμήλα του Ν. Θεσσαλονίκης, όπου γίνεται η εξόρυξη ασβεστόλιθου για τις ανάγκες της τσιμεντοβιομηχανίας ΤΙΤΑΝ, από το 1981 μέχρι σήμερα.

Σκοπός της εργασίας

Σκοπός της εργασίας είναι η διαχρονική παρακολούθηση του όρους Καμήλα και της ευρύτερης περιοχής γύρω από αυτό, με τη βοήθεια σύγχρονων μεθόδων ανίχνευσης του περιβάλλοντος. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στον υπολογισμό σημαντικών παραμέτρων σχετικά με την εξέλιξη των εργασιών του λατομείου αδρανών υλικών Δρυμού Θεσσαλονίκης (όρος Καμήλα), καθώς και στις επιδράσεις που είχαν οι λατομικές εργασίες στο φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον της περιοχής μελέτης.

Περιβάλλον της περιοχής μελέτης

Το λατομείο βρίσκεται στην ΝΔ πλευρά του όρους Καμήλα, βόρεια του χωριού Δρυμός του Νομού

Υλικά και μέθοδος έρευνας

Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν τα ακόλουθα δεδομένα: 1) Τοπογραφικοί χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (Γ.Υ.Σ.), κλίμακας 1:50.000, φύλλα: Λαχανάς (1969) και Κιλκίς (1970). 2) Γεωλογικός χάρτης του Ιδρύματος Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (Ι.Γ.Μ.Ε.), φύλλο Κιλκίς (κλίμακα χάρτου 1:50.000, Ι.Γ.Μ.Ε., 1979) 3) Τοπογραφικά διαγράμματα από συγκεκριμένες μελέτες 4) Πολυφασματική δορυφορική εικόνα SPOT–1 της ευρύτερης περιοχής μελέτης, διακριτικής ικανότητας 20 m, με ημερομηνία λήψης 14-05-1987 5) Πολυφασματική δορυφορική εικόνα του SPOT-4 της ευρύτερης περιοχής μελέτης, με ημερομηνία λήψης 08-1998 και διακριτική ικανότητας 20 m.

Η ψηφιακή επεξεργασία των παραπάνω εικόνων και G.I.S. επιπέδων έγινε σε υπολογιστικό σύστημα, χρησιμοποιώντας τα λογισμικά: α) ψηφιακής ανάλυσης εικόνας EASI/PACE και β) Γ.Σ.Π. ArcGIS. H ψηφιακή επεξεργασία εικόνας περιελάμβανε τεχνικές ενίσχυσης της εικόνας, έτσι ώστε αυτή να βελτιωθεί για να ακολουθήσει οπτική ανάλυση. Οι τεχνικές που εφαρμόστηκαν ήταν η γραμμική ενίσχυση της αντίθεσης (contrast stretching) και η σύνθεση ψευδοέγχρωμων εικόνων (False Colour Component/FCC) (Gupta 1991, Drury 1993 και Sabins 1997). Με τη βοήθεια του ArcGIS έγινε η ψηφιοποίηση, διόρθωση και επεξεργασία επιπέδων γεωγραφικών πληροφοριών, όπως ισοϋψεις καμπύλες του λατομείου πριν και μετά την εξόρυξη, ισοϋψείς καμπύλες της ευρύτερης περιοχής μελέτης, θέσεις παρατηρητών που υποθετικά θα βρίσκονταν στους παρακείμενους του λατομείου δρόμους και εκτάσεις λατομείου, των οικισμών και του στρατοπέδου, γύρω από την λατομική περιοχή.Τα δεδομένα αυτά συνδυάστηκαν με τις ψηφιακά επεξεργασμένες δορυφορικές εικόνες SPOT, προκειμένου να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα σχετικά με την εξέλιξη των λατομικών εργασιών και την ανθρωπογενή επέμβαση στην περιοχή μελέτης, κατά τη διάρκεια των 12 χρόνων, από το 1987 μέχρι το 1998 (Αλεξάκης, 2003).

Συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στην μελέτη της περιοχής

Στην παρούσα εργασία έγινε προσπάθεια σύγκρισης των χαρτών κλίσεων που προέκυψαν πριν και μετά την εξόρυξη του ασβεστολίθου στην περιοχή. Από την επεξεργασία των Ψηφιακών Μοντέλων Αναγλύφου/ΨΜΑ (Digital Elevation Models/DEM), πριν και μετά την εξόρυξη, προέκυψαν οι χάρτες 1 και 2, στους οποίους φαίνεται καθαρά η μεγάλη αύξηση των κλίσεων στη συγκεκριμένη περιοχή και η εκτεταμένη αλλοίωση του τοπίου. Πιο συγκεκριμένα, στο λατομικό χώρο, πρανή με κλίσεις 28-45% έχουν μετατραπεί σε πρανή με κλίσεις 68-120%, εξαιτίας της ανθρωπογενούς επέμβασης στο χώρο και της δημιουργίας των αναβαθμίδων του λατομείου. Ένα επιπλέον προϊόν που προέκυψε από τα ΨΜΑ (DEM) ήταν και ο χάρτης προσανατολισμού των κλιτύων (slope aspect map) (Χάρτης 3). Ο προσανατολισμός είναι συνήθως ταξινομημένος σε κατηγορίες καθορισμένου μεγέθους, έτσι ώστε το παραγόμενο επίπεδο πληροφοριών να μην είναι συνεχές, αλλά αριθμητικό (Star and Estes, 1990). Δημιουργήθηκε ένας χάρτης προσανατολισμού των κλιτύων, για να διερευνηθεί το κατά πόσο τα είδη της χλωρίδας που φυτεύτηκαν στις τεχνητά διαμορφωμένες κλιτύες του λατομείου θα έχουν τη δυνατότητα να αναπτυχθούν και να συντελέσουν στην οπτική και αισθητική αποκατάσταση του χώρου εξόρυξης. Με τη βοήθεια του υποπρογράμματος Spatial Analyst (του προγράμματος ArcGIS), δημιουργήθηκε ο χάρτης προσανατολισμού, από το ΨΜΑ του λατομείου, μετά την εξόρυξη. Στη συνέχεια έγινε υπέρθεση του επιπέδου προσανατολισμού (aspect layer) πάνω στο επίπεδο του σκιασμένου ανάγλυφου (hillshade relief), ώστε να δοθεί μια τρισδιάστατη αίσθηση στον τελικό χάρτη.

Στην παρούσα μελέτη, με τη βοήθεια του προγράμματος ArcGIS και πιο συγκεκριμένα της εφαρμογής ArcScene, δημιουργήθηκαν ΤΙΝ (Triangulated Irregular Networks) ώστε να αποδοθεί με παραστατικό, τρισδιάστατο τρόπο η εξέλιξη του αναγλύφου στην περιοχή γύρω από το λατομείο. Με τη βοήθεια των τοπογραφικών διαγραμμάτων και των στοιχείων που προέκυψαν από τις μελέτες, προέκυψαν: α) ο Χάρτης 3 και β) η τρισδιάστατη απεικόνιση με μορφή TIN (Εικόνα 3), στα οποία φαίνεται η χρονική εξέλιξη της αποκατάστασης των αναβαθμίδων του λατομείου κατά την διάρκεια της λειτουργίας του.

Στην παρούσα εργασία, έγινε προσπάθεια να γίνει “οπτική ανάλυση” της περιοχής του λατομείου (Χατζηστάθης και Ισπικούδης, 1993) για να καθοριστεί το κατά πόσον η περιοχή εξόρυξης είναι ορατή από παρατηρητές που βρίσκονται στους παρακείμενους του λατομείου δρόμους. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η εφαρμογή ArcToolbox, του προγράμματος ArcGIS και πιο συγκεκριμένα η εντολή (tool) “ορατότητα” (visibility).Η εικόνα αυτή μπορεί να είναι είτε μορφής “πλέγματος”, είτε TIN. Οι χάρτες ορατότητας προέκυψαν με συνδυασμό του επιπέδου πληροφοριών των θέσεων των παρατηρητών και του ΨΜΑ του λατομείου μετά την εξόρυξη. Οι χάρτες ορατότητας, που προέκυψαν για τρεις παρατηρητές, που υποθέτουμε ότι βρίσκονταν (στέκονταν) σε τρία διαφορετικά σημεία, φανέρωσαν ξεκάθαρα ότι οι τεχνητά διαμορφωμένες κλιτύες του λατομείου είναι ορατές από την εθνική οδό Θεσσαλονίκης-Κιλκίς και από δρόμο παράλληλο σε αυτήν, επιβεβαιώνοντας έτσι ότι η οπτική όχληση, εξαιτίας του διαμορφωμένου λατομείου, είναι μεγάλη.

Τέλος, έγινε προσπάθεια να υπολογιστεί ο όγκος του υλικού το οποίο έχει αποληφθεί κατά τη διάρκεια λειτουργίας του λατομείου, με τη βοήθεια των Γ.Σ.Π. Ο υπολογισμός του όγκου έγινε με τη βοήθεια του ArcGIS και ειδικότερα της εφαρμογής ArcToolbox. Συγκεριμένα, χρησιμοποιήθηκαν δύο ψηφιοποιημένα επίπεδα των τοπογραφικών διαγραμμάτων, κλίμακας 1:5000 της περιοχής του λατομείου: α) το αρχικό επίπεδο του λατομείου, πριν αρχίσει η εκμετάλλευση του και β) το δεύτερο επίπεδο, με το λατομείο στην παρούσα κατάσταση.

Συνδυασμένη χρήση επιπέδων Γ.Σ.Π. και δορυφορικών εικόνων, στον εντοπισμό αλλαγών (change detection) εντός και εκτός του λατομικού χώρου

Αρχικά χρησιμοποιήθηκε η ψευδοέγχρωμη εικόνα του δορυφόρου SPOT-1 (14-05-1987), με διακριτική ικανότητα 20 m, πάνω στην οποία ψηφιοποιήθηκαν τα όρια του λατομείου, του στρατοπέδου Ασσήρου καθώς και τα όρια των δήμων και κοινοτήτων Δρυμού, Μελισσοχωρίου, Νέας Σάντας και Κριθέας. Ανάλογα χρησιμοποιήθηκε και η ψευδοέγχρωμη εικόνα του SPOT-4 (08-1998), με διακριτική ικανότητα 20m, πάνω στην οποία ψηφιοποιήθηκαν οι αντίστοιχες περιοχές. Σύμφωνα με το άρθρο 3 του νόμου 2115/1993, ισχύει ότι: «Μέσα στις λατομικές περιοχές, καθώς και σε απόσταση τουλάχιστον χιλίων (1000) μέτρων έξω από την οριογραμμή τους, απαγορεύεται η επέκταση του σχεδίου πόλεως ή η δημιουργία ανεξάρτητου ρυμοτομικού σχεδίου ή η ανέγερση οποιουδήποτε κτίσματος, με εξαίρεση εκείνα που εξυπηρετούν την λατομική δραστηριότητα, για τα οποία αποφαίνεται ο αρμόδιος νομάρχης.». Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκαν οι δύο δορυφορικές εικόνες SPOT για να εξακριβωθεί το κάτα πόσον τηρούνται οι σχετικές διατάξεις. Στην ψευδοέγχρωμη εικόνα του SPOT-1 του 1987, αλλά και στην ψευδοέγχρωμη εικόνα του SPOT-4 του 1998, οι κτιριακές εγκαταστάσεις του στρατοπέδου βρίσκονται εντός της “ζώνης επιρροής”. (buffer zone), δηλαδή σε απόσταση μικρότερη του 1 χιλιομέτρου από τον λατομικό χώρο. Επίσης στην ψευδοέγχρωμη εικόνα του SPOT-4, του 1998, διαπιστώθηκε ότι εμφανίζονται και άλλες κτιριακές εγκαταστάσεις εντός της ζώνης επιρροής, γεγονός το οποίο επιβεβαιώθηκε και στο ύπαιθρο. Για να αποδοθεί πιο παραστατικά η κατάσταση γύρω από το λατομείο το 1998, δημιουργήθηκε ο χάρτης “ζώνης επιρροής” (Χάρτης 5).

Συμπεράσματα

Η χρήση του λογισμικού ArcGIS και πιο συγκεκριμένα των υποπρογραμμάτων του (extensions), όπως είναι το Spatial Analyst και το 3D Analyst, αποδειχθηκε ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την επεξεργασία και ανάλυση ψηφιοποιημένων δεδομένων με τελικό σκοπό των υπολογισμό σημαντικών περιβαλλοντικών παραμέτρων σχετικά με τις επιπτώσεις από τις εργασίες εξόρυξης ασβεστολίθου στο όρος Καμήλα καθώς και στην τρισδιάστατη απεικόνιση της εξέλιξης του λατομείου. Παράλληλα, η χρήση κατάλληλλα επεξεργασμένων δορυφορικών εικόνων πρόσφερε πληροφορίες, που σχετίζονται με την λατομική και οικιστική επέκταση στην ευρύτερη περιοχή περιμετρικά του λατομείου. Πιο συγκεκριμένα, με την βοήθεια των παραπάνω προέκυψαν τα εξής: α) υπολογίστηκε ο όγκος του αποληφθέντος υλικού του λατομείου μέχρι σήμερα, β) δημιουργήθηκαν χάρτες ορατότητας της περιοχής εξόρυξης (των αναβαθμίδων του λατομείου) από διάφορα σημεία του δρόμου (οπτική όχληση) και γ) υπολογίστηκε η μεταβολή της έκτασης των οικιστικών περιοχών, του λατομείου και του στρατοπέδου για την περίοδο 1987-1998.

Εικόνα 1 και 2. “Τριγωνοποιημένα Ακανόνιστα Δίκτυα” (ΤΙΝ) του λατομείου, πριν και μετά την εξόρυξη.

Χάρτες 1 και 2. Χάρτες κλίσεων του λατομείου μετά και πριν την εξόρυξη (με μπλε περίγραμμα διακρίνεται η περιοχή όπου δημιουργήθηκε το λατομείο)

Χάρτης 4 και Εικόνα 3. Αποκατάσταση αναβαθμίδων

Εικόνες 4 και 5. Ψηφιοποιημένα πολύγωνα των οικιστικών περιοχών, του λατομείου και του στρατόπεδου το 1987 και το 1998.

Χάρτης 3 Χάρτης Προσανατολισμού

Χάρτης 5. Χάρτης “ζώνης επιρροής” όπου φαίνεται ότι διάφορες κτιριακές εγκαταστάσεις βρίσκονται εντός της ζώνης απαγόρευσης των 1000 μέτρων περιμετρικά του λατομείου.