Χρήση GIS και δορυφορικής τηλεπισκόπισης για τη διάχειριση εθνικών δρυμών. Εφαρμογή στον ορεινό Εθνικό Δρυμό Βίκου Αώου.
Από RemoteSensing Wiki
| Γραμμή 15: | Γραμμή 15: | ||
Τα δορυφορικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη είναι παγχρωματικές και πολυφασματικές εικόνες, που επιλέχθηκαν με κριτήριο την όσο το δυνατό καλύτερη κάλυψη της περιοχής και το μεγαλύτερο δυνατό χρονικό εύρος. | Τα δορυφορικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη είναι παγχρωματικές και πολυφασματικές εικόνες, που επιλέχθηκαν με κριτήριο την όσο το δυνατό καλύτερη κάλυψη της περιοχής και το μεγαλύτερο δυνατό χρονικό εύρος. | ||
| - | [[εικόνα:wiki_12_1.jpg| | + | [[εικόνα:wiki_12_1.jpg|thumb|right| |
| - | <small> Εικόνα 1: Ειδικά χαρακτηριστικά των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν</small> | + | <small> Εικόνα 1: Ειδικά χαρακτηριστικά των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν</small>]] |
Με την χρήση των εικόνων Landsat TM δημιουργήθηκαν χάρτες δείκτη βλάστησης για τα έτη 1991 και 1981. | Με την χρήση των εικόνων Landsat TM δημιουργήθηκαν χάρτες δείκτη βλάστησης για τα έτη 1991 και 1981. | ||
| Γραμμή 35: | Γραμμή 35: | ||
Σε περιπτώσεις που παρουσιάστηκε δυσκολία αναγνώρισης/ερμηνείας των κατηγοριών της ταξινόμησης έγινε συγχώνευση της πολυφασματικής εικόνας Landsat με την παγχρωματική IRS για να αυξηθεί η ανάλυση της πρώτης. | Σε περιπτώσεις που παρουσιάστηκε δυσκολία αναγνώρισης/ερμηνείας των κατηγοριών της ταξινόμησης έγινε συγχώνευση της πολυφασματικής εικόνας Landsat με την παγχρωματική IRS για να αυξηθεί η ανάλυση της πρώτης. | ||
| - | [[εικόνα:wiki_12_2.jpg| | + | [[εικόνα:wiki_12_2.jpg|thumb|right| |
| - | <small> Εικόνα 2: Καλύψεις Γης </small> | + | <small> Εικόνα 2: Καλύψεις Γης </small>]] |
Με την χρήση των εικόνων Landsat TM δημιουργήθηκαν χάρτες δείκτη βλάστησης (ΝDVI) για τα έτη 1991 και 1981. O NDVI είναι ένας ευαίσθητος δείκτης που δίνει πληροφορίες για την ύπαρξη βλάστησης και την κατάστασή της. Οι περιοχές που καλύπτονται με πυκνή βλάστηση έχουν υψηλές τιμές NDVI, αντίθετα οι περιοχές γυμνού εδάφους και οι βραχώδεις περιοχές έχουν τιμές δείκτη που πλησιάζουν το μηδέν. | Με την χρήση των εικόνων Landsat TM δημιουργήθηκαν χάρτες δείκτη βλάστησης (ΝDVI) για τα έτη 1991 και 1981. O NDVI είναι ένας ευαίσθητος δείκτης που δίνει πληροφορίες για την ύπαρξη βλάστησης και την κατάστασή της. Οι περιοχές που καλύπτονται με πυκνή βλάστηση έχουν υψηλές τιμές NDVI, αντίθετα οι περιοχές γυμνού εδάφους και οι βραχώδεις περιοχές έχουν τιμές δείκτη που πλησιάζουν το μηδέν. | ||
| - | [[εικόνα:wiki_12_3.jpg| | + | [[εικόνα:wiki_12_3.jpg|thumb|right| |
| - | <small> Εικόνα 3: Δείκτης Βλάστησης NDVI </small> | + | <small> Εικόνα 3: Δείκτης Βλάστησης NDVI </small>]] |
Ο χάρτης μεταβολών του NDVI σχεδιάστηκε σε λογισμικό ArcView και παρουσιάζεται τη συνέχεια. | Ο χάρτης μεταβολών του NDVI σχεδιάστηκε σε λογισμικό ArcView και παρουσιάζεται τη συνέχεια. | ||
| - | [[εικόνα:wiki_12_4.jpg| | + | [[εικόνα:wiki_12_4.jpg|thumb|right| |
| - | <small> Εικόνα 4: Μεταβολή NDVI 1991-1998 </small> | + | <small> Εικόνα 4: Μεταβολή NDVI 1991-1998 </small>]] |
Ο δείκτης παρουσιάζει αύξηση στα περισσότερα σημεία, πράγμα που οφείλεται στο διαφορετικό μήνα λήψης των δορυφορικών εικόνων Landsat, οι οποίες λήφθηκαν στης 12 Ιουλίου 1991 και στης 22 Ιουνίου 1998 και όπως ήταν αναμενόμενο τον Ιούνιο η βλάστηση ήταν περισσότερο έντονη από τον Ιούλιο. | Ο δείκτης παρουσιάζει αύξηση στα περισσότερα σημεία, πράγμα που οφείλεται στο διαφορετικό μήνα λήψης των δορυφορικών εικόνων Landsat, οι οποίες λήφθηκαν στης 12 Ιουλίου 1991 και στης 22 Ιουνίου 1998 και όπως ήταν αναμενόμενο τον Ιούνιο η βλάστηση ήταν περισσότερο έντονη από τον Ιούλιο. | ||
| Γραμμή 80: | Γραμμή 80: | ||
*Fri: ο δείκτης επικινδυνότητας λόγω της υπάρχουσας υποδομής | *Fri: ο δείκτης επικινδυνότητας λόγω της υπάρχουσας υποδομής | ||
| - | [[εικόνα:wiki_12_5.jpg| | + | [[εικόνα:wiki_12_5.jpg|thumb|right| |
| - | <small> Εικόνα 5: Επικινδυνότητα Πυρκαγιών</small> | + | <small> Εικόνα 5: Επικινδυνότητα Πυρκαγιών</small>]] |
Οι περιοχές με μεγαλύτερη επικινδυνότητα πυρκαγιών εντοπίζονται κοντά σε οικιστικές περιοχές και σε περιοχές με πυκνό οδικό δίκτυο. | Οι περιοχές με μεγαλύτερη επικινδυνότητα πυρκαγιών εντοπίζονται κοντά σε οικιστικές περιοχές και σε περιοχές με πυκνό οδικό δίκτυο. | ||
Αναθεώρηση της 17:04, 18 Απριλίου 2010
Αντικείμενο Εφαρμογής
Η χρήση της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για τη δημιουργία ενός πολλαπλών επιπέδων γεωγραφικού συστήματος λήψης αποφάσεων, προκειμένου να αντιμετωπισθεί η ανθρώπινη πίεση που ασκείται στο περιβάλλον και η σχετικές επιπτώσεις της στον Εθνικό Δρυμό.
Στόχος της Εφαρμογής
Η παρουσίαση εργαλείων που είναι αναγκαία για το Δασαρχείο και τις τοπικές αρχές για να εκτιμηθεί η κατάσταση του περιβάλλοντος στην ορεινή περιοχή του Εθνικού Δρυμού Βίκου-Αώου λόγω της ασκούμενης σ’ αυτήν ανθρώπινη πίεση και να δοθεί βοήθεια όσον αφορά την ορθότερη διαχείριση του ευαίσθητου οικοσυστήματος του δρυμού.
Δορυφορικά δεδομένα και χρησιμότητα
Χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικά δεδομένα SPOT, Landsat και IRS της περιόδου 1969-1986.
Τα δορυφορικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη είναι παγχρωματικές και πολυφασματικές εικόνες, που επιλέχθηκαν με κριτήριο την όσο το δυνατό καλύτερη κάλυψη της περιοχής και το μεγαλύτερο δυνατό χρονικό εύρος.
Με την χρήση των εικόνων Landsat TM δημιουργήθηκαν χάρτες δείκτη βλάστησης για τα έτη 1991 και 1981.
Με τη χρήση των δορυφορικών εικόνων IRS και SPOT ενημερώθηκε και διορθώθηκε το ψηφιοποιημένο οδικό δίκτυο της υπό μελέτης περιοχής και προσδιορίσθηκε η ακριβής έκταση των οικοδομικών συγκροτημάτων.
Προεπεξεργασίες
Πραγματοποιήθηκε γεωαναφορά των δορυφορικών εικόνων με βάση χάρτες της ΓΥΣ κλίμακας 1: 50000, στο προβολικό σύστημα WGS84.
Ψηφιακές επεξεργασίες και αποτελέσματα
Με τη χρήση του προγράμματος ERDAS έγινε ταξινόμηση των εικόνων Landsat TM σε 30 κατηγορίες. Στη συνέχεια, οι κατηγορίες αυτές αναγνωρίστηκαν και συγχωνεύτηκαν σε εφτά: δάσος, γυμνό έδαφος/διάβρωση, θάμνος, μικτή βλάστηση, υποαλπικές περιοχές, γεωργικές περιοχές και αστικές περιοχές.
Σε περιπτώσεις που παρουσιάστηκε δυσκολία αναγνώρισης/ερμηνείας των κατηγοριών της ταξινόμησης έγινε συγχώνευση της πολυφασματικής εικόνας Landsat με την παγχρωματική IRS για να αυξηθεί η ανάλυση της πρώτης.
Με την χρήση των εικόνων Landsat TM δημιουργήθηκαν χάρτες δείκτη βλάστησης (ΝDVI) για τα έτη 1991 και 1981. O NDVI είναι ένας ευαίσθητος δείκτης που δίνει πληροφορίες για την ύπαρξη βλάστησης και την κατάστασή της. Οι περιοχές που καλύπτονται με πυκνή βλάστηση έχουν υψηλές τιμές NDVI, αντίθετα οι περιοχές γυμνού εδάφους και οι βραχώδεις περιοχές έχουν τιμές δείκτη που πλησιάζουν το μηδέν.
Ο χάρτης μεταβολών του NDVI σχεδιάστηκε σε λογισμικό ArcView και παρουσιάζεται τη συνέχεια.
Ο δείκτης παρουσιάζει αύξηση στα περισσότερα σημεία, πράγμα που οφείλεται στο διαφορετικό μήνα λήψης των δορυφορικών εικόνων Landsat, οι οποίες λήφθηκαν στης 12 Ιουλίου 1991 και στης 22 Ιουνίου 1998 και όπως ήταν αναμενόμενο τον Ιούνιο η βλάστηση ήταν περισσότερο έντονη από τον Ιούλιο.
Αλλαγές παρατηρούνται και κοντά σε οικισμούς που πιθανότατα οφείλονται στη φυσική αναδάσωση, την υλοτομία και την εκδάσωση.
Σημαντικές αλλαγές παρατηρούνται στις αγροτικές περιοχές που οφείλονται στις διαφορετικές ποικιλίες καλλιέργειας και στο διαφορετικό στάδιο ανάπτυξής τους.
Χρήση και αναγκαιότητα χρήσης επιπρόσθετων χαρτών
Για την όσο το δυνατόν πληρέστερη μελέτη της περιοχής του Εθνικού Δρυμού Βίκου – Αώου χρησιμοποιήθηκαν χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ) κλίμακας 1:50000 έκδοσης 1996-1986.
Για την καλύτερη καταγραφή και αξιοποίηση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) ως ενδεικτικό εργαλείο ψηφιακής καταγραφής, ανάλυσης και διαχείρισης δεδομένων.
Τα θεματικά επίπεδα του GIS ψηφιοποιήθηκαν από τους χάρτες της ΓΥΣ, οι οποίοι γεωαναφέρθηκαν στο προβολικό σύστημα WGS84. Τα θεματικά επίπεδα είναι: οι ισοϋψείς καμπύλες, το υδρογραφικό δίκτυο και υψομετρικά σημεία για όσον το δυνατόν αρτιότερη δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους του δρυμού, τύπου GRID (μέγεθος κελιού 20μ).
Για την παραγωγή του μοντέλου εδάφους DEM χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος ANUDEM, ο οποίος αξιοποιεί τα διανυσματικά θεματικά επίπεδα των ισοϋψών καμπυλών, των υψομετρικών σημείων και των υδατορεμάτων της περιοχής μελέτης.
Ψηφιοποιήθηκε και το οδικό δίκτυο της περιοχής.
Με τη χρήση του λογισμικού Arcview, δημιουργήθηκαν σημαντικές δευτερογενείς πληροφορίες όπως οι κλίσεις τους εδάφους, εκθέσεις – προσανατολισμός επιφάνειας, σκίαση ανάγλυφου και λεκάνες συγκέντρωσης και απορροής υδάτων.
Όλες οι πληροφορίες που συγκεντρώθηκαν εισήχθησαν σε γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών ως θεματικά επίπεδα στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους.
Στους χάρτες που αποτυπώνουν το οδικό δίκτυο και τα όρια των οικιστικών περιοχών της περιοχής, πραγματοποιήθηκαν διορθώσεις και ενημερώσεις βασιζόμενες σε πληροφορίες από πρόσφατες δορυφορικές εικόνες και επιτόπιες παρατηρήσεις που αξιολογήθηκαν από το Δασάρχη Ιωαννίνων.
Για την αντιμετώπιση ενός από τα μεγαλύτερα προβλήματα, αυτό των πυρκαγιών και της δυσκολίας κατάσβεσής τους λόγω έντονου ανάγλυφου, σχεδιάστηκε μοντέλο εκτίμησης επικινδυνότητας των πυρκαγιών για την ευρύτερη περιοχή μελέτης. Στο σχεδιασμό του μοντέλου ελήφθησαν υπόψη τρεις παράγοντες: τοπογραφικά χαρακτηριστικά, ανθρώπινος παράγοντας και οι υπάρχουσες υποδομές, οι οποίοι συνδέονται μεταξύ τους για την υλοποίηση του μοντέλου με τη χρήση συντελεστών βαρύτητας. Το αποτέλεσμα του μοντέλου είναι ο συνολικός δείκτης επικινδυνότητας πυρκαγιών (FR Index): FR Index = FRt+FRa+FRi
Όπου:
- FRt: ο δείκτης επικινδυνότητας λόγω της τοπογραφίας
- FRa: ο δείκτης επικινδυνότητας λόγω του ανθρώπινου παράγοντα
- Fri: ο δείκτης επικινδυνότητας λόγω της υπάρχουσας υποδομής
Οι περιοχές με μεγαλύτερη επικινδυνότητα πυρκαγιών εντοπίζονται κοντά σε οικιστικές περιοχές και σε περιοχές με πυκνό οδικό δίκτυο.
Αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων
Έγινε μια προσπάθεια αποτύπωσης και εκτίμησης της παρούσας κατάστασης του περιβάλλοντος στον Εθνικό Δρυμό Βίκου – Αώου χρησιμοποιώντας την τηλεπισκόπηση, γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών και ψηφιακά μοντέλου εδάφους.
Κατά την εκπόνηση της εργασίας και την επεξεργασία των εικόνων παρουσιάστηκαν τα παρακάτω προβλήματα:
- Οι διαφορετικές χρονολογίες έκδοσης των χαρτών ΓΥΣ, δημιούργησαν προβλήματα ασυνέχειας στις άκρες των χαρτών
- Ο μεγάλος αριθμός ισουψών και η δυσκολία ψηφιοποίησης τους.
- Ταυτόσημη φασματική υπογραφή πέτρινων, παραδοσιακών οικημάτων, μονοπατιών και βουνών της περιοχής
- Ο μεγάλος αριθμός νεφοσκεπών ημερών και η μεγάλης διάρκειας χιονοκάλυψη (Νοέμβριος – Μάιος)
Τα τελικά προϊόντα όμως είναι απαραίτητα και χρήσιμα εργαλεία για την εκτίμηση της υπάρχουσας κατάστασης και μπορούν να δώσουν τα απαραίτητα μέσα για την παρακολούθηση των οποιοδήποτε αλλαγών. Τα δορυφορικά δεδομένα αποδεικνύονται ένα ισχυρό μέσο παρακολούθησης των περιοχών με έντονο ανάγλυφο και δυσκολίες πρόσβασης. Επιπλέον, συμβάλλουν στο σχεδιασμό κατάλληλων στρατηγικών πολιτικών και στη διαχείριση των περιοχών αυτών.
Πηγή: Πετράκης Μ., Καρτάλης Κ., Ψυλόγλου Β., Κεραμιτσόγλου Ι. και Λιάνου Μ., Χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση εθνικών δρυμών. Εφαρμογή στον ορεινό Εθνικό Δρυμό Βίκου - Αώου, Η Ολοκληρωμένη Ανάπτυξη στις Ορεινές Περιοχές. Θεωρία και Πράξη, Μετσόβιο Κέντρο Διεπιστημονικής Έρευνας (ΜΕΚΔΕ) του ΕΜΠ-Ίδρυμα Ανάπτυξης του ΜΕΚΔΕ του ΕΜΠ, Αθήνα 2004
