Αξιολόγηση επιπτώσεων των οδικών δικτύων για την παρακολούθηση των αλλαγών χρήσης γης στη Λατινική Αμερική
Από RemoteSensing Wiki
Παρακολούθηση της αναδάσωσης στη Ζαχάρω με τη χρήση οπτικών και ραντάρ δορυφορικών δεδομένων
Εισαγωγή
Μια από τις μεγαλύτερες φυσικές καταστροφές από δασικές πυρκαγιές στην Ελλάδα σημειώθηκε στις 24 Αυγούστου το έτος 2007 .Η φωτιά εκδηλώθηκε στο νομό Ηλείας καταστρέφοντας μεγάλες δασικές εκτάσεις. Συγκεκριμένα η Ζαχάρω επλήγη από φοβερές πυρκαγιές οι οποίες είχαν ως αποτέλεσμα την απώλεια 44 ανθρώπινων ζωών, την καταστροφή 300.000 στρεμμάτων, καθώς και ανυπολόγιστες ζημιές σε 144 χωριά. Η παρούσα εργασία εργασία έχει ως στόχο τη παρακολούθηση της αναδάσωσης στη Ζαχάρω και τις γύρω περιοχές που κάηκαν.
Δεδομένα
Για την παρακολούθηση της αναδάσωσης στη περιοχή μελέτης χρησιμοποιήθηκαν οπτικά αλλά και ραντάρ δεδομένα. Ωστόσο μεγαλύτερη βαρύτητα δόθηκε στην επεξεργασία και ερμηνεία των εικόνων ραντάρ.
Πιο συγκεκριμένα τα δεδομένα ραντάρ
• λήφθηκαν από το δορυφόρο ENVISAT καθοδικής τροχιάς και κατακόρυφης (VV) πόλωσης μέσω του προγράμματος EOLI-SA.
• Καλύπτουν την περίοδο τεσσάρων ετών από 2007-2010 λαμβάνοντας υπόψη την κατάλληλη εποχή τον χρόνο και τη τοποθεσία.
Και τα οπτικά δεδομένα
• λήφθηκαν από δυο διαφορετικούς δορυφόρους. Τον δορυφόρο Τerra/ASTER μέσω της NASA και τον δορυφόρο Landsat-7 μέσω του προγράμματος U.S.G.S.
• καλύπτουν την περίοδο δέκα ετών από 2004-2014.
Για την επεξεργασία των παραπάνω δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ENVI στην επεξεργασία των οπτικών δεδομένων, το λογισμικό ανοιχτού κώδικα N.E.S.T για την επεξεργασία των δεδομένων SAR καθώς και το λογισμικό ArcGIS για την δημιουργία των χαρτογραφικών προϊόντων.
Μεθοδολογία
Για την απόκτηση πολλαπλών και σωστών αποτελεσμάτων εφαρμόστηκαν πολλαπλές τεχνικές. Αρχικά ψηφιοποιήθηκαν οι καμένες εκτάσεις σε μία εικόνα ASTER η οποία λήφθηκε μερικές ημέρες μετά από τις πυρκαγιές (4 Σεπτεμβρίου). Στη συνέχεια, στα όρια αυτού του ψηφιοποιημένου πολυγώνου κόπηκαν όλες οι δορυφορικές εικόνες χρησιμοποιώντας το εργαλείο του λογισμικού για την απομόνωση της περιοχής ενδιαφέροντος.
Αναλυτικά για τα οπτικά δεδομένα τα βήματα που εφαρμόστηκαν για την απόδοση των τελικών αποτελεσμάτων είναι: 1. η αποκατάσταση των κενών στις εικόνες Landsat-7 2. τεχνική ατμοσφαιρικής διόρθωσης IAR Reflectance 3. Αποκοπή περιοχής ενδιαφέροντος στα όρια του ψηφιοποιημένου πολυγώνου 4. Υπολογισμός δείκτη βλάστησης NDVI
Αντίστοιχα για τα δεδομένα ραντάρ τα βήματα που εφαρμόστηκαν είναι: 1. ραδιομετρική διόρθωση-βαθμονόμηση των εικόνων 2. αφαίρεση θορύβου 3. εγγραφή μια εικόνας σε μια άλλη( co-registration) 4. αναστροφή εικόνων (Data Flip) 5. γεωμετρική διόρθωση των εικόνων ραντάρ 6. δημιουργία διαχρονικών εικόνων SAR (multi-temporal)
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
ΓΙΑ ΤΑ ΟΠΤΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ
.png)
Δείκτης βλάστησης (NDVI) για τα έτη 2004,2007
Δείκτης βλάστησης (NDVI) για τα έτη 2008,2009
Δείκτης βλάστησης (NDVI) για τα έτη 2010,2011
ΓΙΑ ΤΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΡΑΝΤΑΡ
Διαχρονική (multi-temporal) εικόνα για τις χρονολογίες 2007 (κόκκινο)-2008 (πράσινο)
Διαχρονική (multi-temporal) εικόνα για τις χρονολογίες 2007 (κόκκινο)-2009 (πράσινο)
Διαχρονική (multi-temporal) εικόνα για τις χρονολογίες 2007 (κόκκινο)-2010 (πράσινο)
Διαχρονική (multi-temporal) εικόνα για τις χρονολογίες 2008 (κόκκινο)-2009 (πράσινο)- 2010 (μπλε)
Συμπεράσματα
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν έδωσαν αποτελέσματα όσον αφορά τις καμένες εκτάσεις και εν συνέχεια την αναδάσωση της περιοχής. Ωστόσο οι δυο διαφορετικές μέθοδοι που εφαρμόστηκαν, απέδωσαν διαφορετικές πληροφορίες. Αρχικά με την εφαρμογή του δείκτη βλάστησης NDVI παρουσιαστήκαν για κάθε χρονιά οι καμένες με την απεικόνιση αρνητικών τιμών(-1-0) καθώς και το ποσοστό αποκατάστασης(0-0,6) ανά χρονολογία. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν συμπεραίνουμε πως παρουσιάστηκε μια σχετικά γρήγορη αποκατάσταση της βλάστησης η όποια μετά το 2011 αρχίζει να θυμίζει αρκετά το τοπίο που επικρατούσε πριν τις πυρκαγιές.
Διαφορετική προσέγγιση του θέματος παρουσίασαν τα δεδομένα ραντάρ . Πιο συγκεκριμένα, η διαχρονικές εικόνες με την βοήθεια των δυο βασικών χρωμάτων κόκκινο και πράσινο αναδεικνύουν τις καμένες περιοχές και τη διαφορά στην ένταση του σήματος του δορυφόρου πριν και μετά από τις πυρκαγιές για τα έτη 2007-2008. Ενώ, οι διαχρονικές εικόνες 2007-2009 και 2007-2010 εμφανίζουν μία ισορροπία μεταξύ των δύο χρονολογιών που προηγουμένως δεν υπήρχε και οφείλετε στη ανάπτυξη της βλάστησης σε τέτοιο βαθμό ώστε η ένταση του σήματος να είναι σχεδόν το ίδιο ισχυρή και στις δύο χρονολογίες. Τέλος, συνδυάζοντας και τους τρείς βασικούς χρωματισμούς RGB για τα έτη 2008,2009,2010 εμφανίζονται τα εικονοστοιχεία με περίπου ίδια ένταση. Το χρώμα που επικρατεί στις περισσότερες εκτάσεις της περιοχής μελέτης είναι το κυανό, το οποίο σημαίνει ότι η ένταση της οπισθοσκέδασης στις 2 λήψεις των εικόνων τα έτη 2009 και 2010 είναι σχεδόν ίδια, αλλά ταυτόχρονα και ισχυρότερη της αντίστοιχης έντασης της εικόνας για το 2008 διότι απουσιάζει το κόκκινο χρώμα και οι συνδυασμοί που δημιουργεί.
Οι διαφορές μεταξύ των οπτικών δεδομένων και των ραντάρ οφείλονται κυρίως σε παράγοντες όπως εξάρτηση από τις καιρικές συνθήκες και την ηλιακή ακτινοβολία, ευελιξία στην επεξεργασία και την ερμηνεία καθώς και ελάχιστη διόρθωση των αρχικών δεδομένων όσον αφορά τα οπτικά δεδομένα. Αντίθετα τα δεδομένα ραντάρ απαιτούν προ-επεξεργασίας και η ερμηνεία τους είναι αρκετά πιο δύσκολη. Ωστόσο παρέχουν μοναδικές πληροφορίες που δεν μπορούν να προσφέρουν τα οπτικά δεδομένα, ειδικά σε εφαρμογές παρακολούθησης φυσικών καταστροφών λόγω της μη εξάρτησής τους από την ηλιακή ακτινοβολία και τις καιρικές συνθήκες, κάνοντας έτσι δυνατή την λήψη εικόνων οποιαδήποτε στιγμή κριθεί απαραίτητο.
Πηγή: Παρακολούθηση της αναδάσωσης στη Ζαχάρω με τη χρήση οπτικών και ραντάρ δορυφορικών δεδομένων Μπουντζουκλής Χ.1, Μπενέκος Γ.21Division of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Department of Earth and Ecosystem Science, Lund University, Lund, Sweden, gem14cbo@student.lu.se 2Τμήμα Γεωγραφίας, Χαρoκόπειο Πανεπιστήμιο, Αθήνα, Ελλάδα, benekos@hua.gr
