Eπεξεργασία των δορυφορικών εικόνων LANDSAT 5, TM και SPOT/PAN για τη γεωδυναμική μελέτη της νότιας Αργολίδας

Από RemoteSensing Wiki

Η χρήση των δορυφορικών δεδομένων τηλεανίχνευσης στην γεωδυναμική μελέτη: επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων LANDSAT 5, TM και SPOT/PAN της νότιας Αργολίδας

Συγγραφέας : Σ. Βασιλοπούλου

Πηγή : Εργαστήριο Τηλεανίχνευσης, Τμήμα Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος, Ε.Κ.Π.Α.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην εργασία αυτή, δύο ψηφιακές δορυφορικές εικόνες LANDSAT 5, TM (16/8/1991) και SPOT/ PAN (16/8/1994) από την περιοχή της Αργολίδας επεξεργάσθηκαν και ερμηνεύθηκαν, με σκοπό κυρίως τον προσδιορισμό ρηγμάτων αλλά και γενικότερα τεκτονικών και γεωλογικών επαφών και γεωμορφολογικών ενοτήτων.

Στόχος της εργασίας ήταν η μελέτη της Γεωδυναμικής Εξέλιξης της Νότιας Αργολίδας με την ανάπτυξη Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών και τη χρήση δεδομένων Τηλεανίχνευσης. Οι δομές που προσδιορίσθηκαν, αφού πρώτα επιβεβαιώθηκαν στο ύπαιθρο, εισήχθησαν στο Γ.Σ.Π. «ΠΡΩΑΝΑ» («Πρώτυπο Ανάλυσης Αναγλύφου) που αναπτύχθηκε για την περιοχή. Αφού συσχετίσθηκαν οι δομές με τα υπόλοιπα δεδομένα κατασκευάσθηκαν οι «Χάρτης Ρηξιγενούς Ιστού» και «Συνθετικός Γεωλογικός Χάρτης», που ήταν απαραίτητοι για την ανάλυση αναγλύφου και παρήχθησαν αυτόματα πλήθος θεματικών επιπέδων και διαγραμμάτων.

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Η επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, που έγινε μέσω του λογισμικού πακέτου ERDAS, μπορεί να χωρισθεί σε δύο βήματα:

• Eπεξεργασία εικόνας (Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση)
• Φωτοερμηνεία

Επεξεργασία εικόνων

Εικόνα 1 : Τμήμα της δορυφορικής εικόνας LANDSAT 5, TM, Ψευδέγχρωμης, 4 - 7 - 2 (RGB), Νότιας Αργολίδας. Διακρίνονται ίχνη ρηγμάτων (διεύθυνσης ΒΔ - ΝΑ, ΒΑ - ΝΔ). Τα βέλη δείχνουν τη θέση που διέρχονται τα ρήγματα.

Εικόνα 2 : Τμήμα της δορυφορικής εικόνας LANDSAT 5, TM, Ψευδέγχρωμης, 4 - 7 - 2 (RGB), Νότιας Αργολίδας. Κατά μήκος της νότιας ακτής παρατηρείται ρήγμα παράλληλο με την ακτή. Τα βέλη δείχνουν τη θέση που διέρχεται το ρήγμα.

Κατά την προεπεξεργασία των εικόνων γίνεται γεωμετρική διόρθωση με σκοπό να αποδοθούν στην εικόνα ιδιότητες χάρτη. Η γεωμετρική διόρθωση στην εικόνα SPOT γίνεται με προσαρμογή και αναγωγή των συντεταγμένων με επιλεγμένα εδαφικά σημεία ελέγχου (Ground Control Points - GCPs) ενώ στη LANDSAT με βάση την τεχνική «εικόνα προς εικόνα» (image to image - registration). Τα GCPs αναγνωρίζονται σε συνδυασμό με τους τοπογραφικούς χάρτες της περιοχής. Επιλέγονται τα αρχικά σημεία, αφαιρούνται όποια δίνουν σφάλμα μεγαλύτερο από το επιτρεπτό κατά τον μετασχηματισμό, πραγματοποιείται η μετατροπή και τέλος ακολουθεί αναδόμηση της εικόνας (resampling) με τη μέθοδο της πλησιέστερης γειτονίας (nearest neighbor).

Βελτίωση γίνεται με την τεχνική της γραμμικής επέκτασης του ιστoγράμματος και στη συνέχεια με βελτίωση της αντίθεσης και της φωτεινότητας.

Μόνο για την εικόνα LANDSAT δημιουργούνται σύνθετες ψευδέγχρωμες εικόνες με διάφορους συνδυασμούς φασματικών καναλιών και γίνεται ανάλυση κυρίων συνιστωσών.

Ο συδυασμός 4-7-2 (RGB) στα σύνθετα χρωματικά αποτελέσματα αποδίδει το μέγιστο χρωματικό εύρος και θεωρείται ιδανικός συνδυασμός για γεωλογικές εφαρμογές σε ημίξερες περιοχές (Εικ. 1, 2, 3). Στην εικόνα αυτή διακρίνονται περιοχές έντονου αναγλύφου και λεκάνες διαφόρων καλυμματικών τύπων (γυμνά εδάφη και πετρώματα, θαμνώδεις εκτάσεις, φυσική βλάστηση, καλλιέργεις).

Στη μεθοδολογία ανάλυσης των κυρίων συνιστωσών, που σκοπό έχει τη μείωση των δεδομένων με ταυτόχρονη διατήρηση της συνολικής αρχικής πληροφορίας, γίνεται οπτική συγκριτική μελέτη των διαφόρων συνδυασμών των συνιστωσών. Από αυτό συμπεραίνεται ότι ο συνδυασμός 6-3-1 είναι ο καταλληλότερος, αφού σε αυτόν καταγράφονται με μεγάλη ευκρίνεια χαρακτηριστικά που αποτελούν άμεσα ή έμμεσα κτιτήρια αναγνώρισης δομών (μορφολογικά χαρακτηριστικά, υδρογραφικό δίκτυο και καλυμματικοί τύποι).

Φωτοερμηνεία

Χρησιμοποιώντας τα διαγνωστικά χαρακτηριστικά απόχρωσης, υφής, αντίθεσης, προτύπου και σχήματος - μεγέθους γίνεται:

Προσδιορισμός γεωλογικών και γεωμορφολογικών ενοτήτων

Χρησιμοποιώντας τις εικόνες LANDSAT, SPOT και κυρίων συνιστωσών επιτυγχάνεται:

• Διάκριση - οριοθέτηση αλπικών - μεταλπικων σχηματισμών
• Διάκριση - οριοθέτηση επιμέρους σχηματισμών, των κώνων κορημάτων, πλευρικών κορημάτων και αλλουβίων.

Τα δεδομένα που προκύπτουν ψηφιοποιούνται στον υπολογιστή, εισάγονται στο «ΠΡΩΑΝΑ» , συσχετίζονται με τα υπόλοιπα δεδομένα και παράγεται ο «Γεωλογικός χάρτης της νότιας Αργολίδας».

Προσδιορισμός πιθανών ρηγμάτων

Εικόνα 3 : Δορυφορική εικόνα LANDSAT 5, TM, Ψευδέγχρωμης, 4 - 7 - 2 (RGB), Νότιας Αργολίδας. Οι κόκκινες γραμμές αντιπροσωπεύουν τα ρήγματα, ενώ οι πράσινες τα πιθανά ρήγματα όπως προέκυψαν από τη φωτοερμηνεία των δορυφορικών εικόνων.

Έγινε προσπάθεια προσδιορισμού πιθανών ρηγμάτων και όχι απλά φωτογραμμώσεων (lineanments) χρησιμοποιώντας κυρίως κριτήρια νεοτεκτονικής (Εικ. 1, 2). Έγινε επιβεβαίωση των ρηγμάτων και στο ύπαιθρο. Τα δεδομένα που προκύπτουν από την ψηφιοποίηση των πιθανών ρηγμάτων, εισάγονται στο «ΠΡΩΑΝΑ» και προκύπτει ο «Χάρτης πιθανών ρηγμάτων της Νότιας Αργολίδας με βάση την Ερμηνεία Δορυφορικών Εικόνων». Σε συνδυασμό με τα υπόλοιπα δεδομένα του Γ.Σ.Π. προκύπτει ο «Χάρτης Ρηξιγενούς Ιστού της Νότιας Αργολίδας» (Εικ. 3), καθώς και στατιστικά διαγράμματα.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η Τηλεπισκόπηση και ιδιαίτερα οι δορυφορικές εικόνες, αποτελούν ένα χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη της τεκτονικής, της γεωλογίας, της γεωμορφολογίας, της νεοτεκτονικής και της γεωδυναμικής μιας περιοχής, εφόσον βοηθά στη μελέτη μεγάλων συνήθως δομών που είναι δύσκολη η παρατήρησή τους στο ύπαιθρο. Στην συγκεκριμένη περίπτωση της Νότιας Αργολίδας η διαχείριση πολυθεματικών δεδομένων οδήγησε στην παραγωγή θεματικών και συνθετικών χαρτών καθώς και στατιστικών διαγραμμάτων απαραίτητων για τη μελέτη της Γεωδυναμικής εξέλιξης της περιοχής.