RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

ΧΡΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΠΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΡΟ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

2019-03-05T13:03:05Z

AFRODITI:

'''ΧΡΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΠΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΡΟ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ'''

'''Συγγραφείς: Κ. Καρκαλής και Γ. Αράπης'''

'''Λέξεις κλειδιά: Περιβαλλοντικοί δείκτες, περιβαλλοντική διαχείριση, αειφορική γεωργία, οικολογία τοπίου'''

''''ΠΗΓΗ:''

[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στη σύγκριση των οικολογικών δομών σε επίπεδο τοπίου σε μία Μεσογειακή χώρα, όπως η Ελλάδα. Προσπαθεί να καθορίσει συγκεκριμένους περιβαλλοντικούς δείκτες τοπίου, έτσι ώστε να είναι δυνατή μια εκτίμηση των επιδράσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στην αειφορική ανάπτυξη μιας περιοχής. Στόχος είναι οι δείκτες που θα προκύψουν να φανούν χρήσιμοι σε ειδικούς διαχείρισης περιβάλλοντος και σε φορείς λήψης αποφάσεων. Μελετήθηκαν δυο οικο-περιοχές έκτασης περίπου 150 km2 . Η πρώτη περιοχή ήταν στην Βόρεια Ελλάδα (Ημαθία) και η δεύτερη στην Κεντρική Ελλάδα (Εύβοια).

'''1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''

Οι επιδράσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων πάνω στο φυσικό τοπίο έχουν μια τάση να επιταχύνουν σε ένταση, απειλώντας σήμερα την επιβίωση πολλών ειδών στον πλανήτη ακόμη και το ίδιο το ανθρώπινο είδος. Οι επιδράσεις της διεύρυνσης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, συμπεριλαμβανόμενης και της γεωργίας, σε πολλές περιπτώσεις μπορούν να προκαλέσουν περισσότερα μειονεκτήματα υπό την μορφή της περιβαλλοντικής υποβάθμισης και μείωσης της βιοποικιλότητας (Clay, 2004; Killebrew κ.α., 2010), σε σχέση με τα οικονομικά οφέλη που θα μπορούσαν να αποφέρουν στην ανθρώπινη κοινότητα. Μάλιστα, στην περίπτωση της γεωργίας, μια ανεξέλεγκτή επέκταση και εντατικοποίηση της παραγωγής, όταν αυτή δεν έχει γίνει με ορθά περιβαλλοντικά κριτήρια, μπορεί μακροπρόθεσμα να έχει σοβαρές αρνητικές επιπτώσεις στον ίδιο τον παραγωγικό τομέα (Cebrian Calvo κ.α., 2007). Από την άλλη πλευρά, οι ανθρώπινες δραστηριότητες, όταν εναρμονίζονται με το περιβάλλον μπορούν να έχουν ευεργετική επίδραση σε διάφορους τομείς όπως η βιοποικιλότητα (Caporali κ.α., 2003; Marinari κ.α., 2006), και να προσφέρουν επιπρόσθετες υπηρεσίες, όπως η βελτίωση της ποιότητας της ζωής, που ξεπερνούν την απλή παραγωγή τροφής (Caporali, 2004).
Ο καθορισμός και η χρήση δεικτών που θα μπορούσαν να καταμετρήσουν τον βαθμό αειφορίας των αγρο-οικοσυστημάτων (Caporali κ.α., 2007; Di Felice, 2010), είτε σε επίπεδο τοπίου είτε σε επίπεδο αγροκτήματος, θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο που να συνεισφέρει στο «πρασίνισμα» της νέας Κοινής Αγροτικής Πολιτικής (Κ.Α.Π.).
Βασικοί στόχοι της εργασίας είναι κυρίως : i. μια σύγκριση και αξιολόγηση μεταξύ δύο περιοχών της Ελλάδας με διαφορετικά οικολογικά χαρακτηριστικά τοπίου, διαμέσου περιβαλλοντικών δεικτών, ώστε να μπορούν να εκτιμηθούν οι συνολικές πιθανές επιδράσεις της γεωργίας στο περιβάλλον, ii. ο καθορισμός συγκεκριμένων περιβαλλοντικών δεικτών, ώστε να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν από ειδικούς διαχείρισης περιβάλλοντος και φορείς λήψης αποφάσεων, για την ποσοτική και ποιοτική καταμέτρηση των επιπτώσεων των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων στην ποικιλότητα του τοπίου, iii. οι δείκτες αυτοί να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο που να συνεισφέρει στο «πρασίνισμα» της νέας Κοινής Αγροτικής Πολιτικής (Κ.Α.Π.).

'''2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

Η παρούσα έρευνα προσπαθεί να δώσει μια εκτίμηση των αλληλοεπιδράσεων μεταξύ ανθρώπου και περιβάλλοντος με τη χρήση συγκεκριμένων δεικτών. Το βασικό πεδίο έρευνας αποτελείται από μια σύγκριση ανάμεσα σε δύο πραγματικότητες μεσογειακού τοπίου της Ελλάδας. Στα επιλεγμένα αυτά τοπία λοιπόν, τα γεωργικά, πολιτικά και οικονομικά χαρακτηριστικά πρέπει να προσαρμοστούν με τα τοπικά χαρακτηριστικά όπως: 1. Είδος αγρο-οικοσυστημάτων και αγροτικής παραγωγής 2. Είδη αλληλοεπιδράσεων μεταξύ αγροοικοσυστημάτων 3. Δημογραφική πίεση και 4. Χωρο-κλιματικά χαρακτηριστικά.
Η πρώτη περιοχή που μελετήθηκε βρίσκεται στον νομό Ημαθίας με έκταση γύρω στα 1.700 km2 και πληθυσμό περίπου 140.000 κατοίκους. Σχετικά με το σύνολο της γεωργικής παραγωγής, ο νομός Ημαθίας χαρακτηρίζεται από μια πλούσια γεωργική δραστηριότητα με μια παραπάνω έμφαση σε εντατικές μεθόδους γεωργικής διαχείρισης, συμπεριλαμβάνοντας όμως και αρκετές δραστηριότητες βιολογικής γεωργίας. Η Ημαθία περιλαμβάνει δύο σημαντικά βουνά, το Βέρμιο και τα Πιέρια Όρη και ένα ποτάμι, τον Αλιάκμονα, που διαμορφώνουν το μικροκλίμα. Η οικοπεριοχή συμπεριλαμβάνει ένα σχετικά ανεπτυγμένο δίκτυο μεταφορών, αστικό και γεωργικό. Η γεωργική παραγωγή περιλαμβάνει ανάμεσα στα πολλά, δενδρώδεις καλλιέργειες όπως π.χ. ροδάκινα, κεράσια, που απευθύνονται στις εγχώριες αγορές αλλά και σε αγορές του εξωτερικού.
Η δεύτερη οικοπεριοχή της μελέτης βρίσκεται στον νομό Εύβοιας με έκταση περίπου 4 km2 και πληθυσμό 200.000 κατοίκους και είναι κυρίως ορεινή. Η αγροτική παραγωγή στην περιοχή περιλαμβάνει κυρίως ελιές, αμπελώνες, σπαρτά και ζωική παραγωγή. Η οργανική παραγωγή του νομού στον οποίο ανήκει η δεύτερη περιοχή υπό μελέτη είναι σε έκταση μεγαλύτερη σε σχέση με αυτήν του νομού της πρώτης περιοχής (Louloudis, 2001

'''2.1 ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ'''

Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε βασίζεται στο Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (G.I.S.), φωτο-ανάλυση πάνω σε υψηλής ανάλυσης αεροφωτογραφίες γεωμετρικά διορθωμένες (orthorectified), οι οποίες προήλθαν από το Εργαστήριο Ορυκτολογίας-Γεωλογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Η ανάλυση ήταν 1m2 ανά pixel, η δε περίοδος αναφοράς ήταν 1994-1997 και οι δραστηριότητες του GIS συνδυάστηκαν με εργασίες πεδίου.
Η δομή του τοπίου αναλύθηκε μελετώντας το χερσαίο μωσαϊκό το οποίο αποτελείται από αγροτεμάχια (Forman 1995a) τα οποία κατηγοριοποιήθηκαν και ομαδοποιήθηκαν με βάση τις αρχές της Ευρωπαϊκής Χερσαίας Ανάλυσης (π.χ. Πρόγραμμα COR.IN.E.), στις ακόλουθες κατηγορίες (ή συμπλέγματα τοπίου): Δάση (W), Βοσκότοποι (P), Ελαιώνες (O), Μόνιμες Καλλιέργειες (OT), Ελαιώνες – Αμπελώνες και άλλες Καλλιέργειες (OVOT), Αροτραίες (HC), Χωρίς Βλάστηση Περιοχές (NV), Αστικές Περιοχές (U).
Για την αξιολόγηση κάποιων πλευρών της βιοποικιλότητας και αειφορίας, όλες οι πληροφορίες χωρικών δεδομένων πάρθηκαν με τη χρήση του ArcGIS 9.2 (ESRI) λογισμικού και μετατράπηκαν σε μορφή κοκκιδοπλαίσιου (5m2 ανά pixel) που έπειτα μετατράπηκαν σε επιλεγμένες μονάδες - δείκτες εδαφοκάλυψης, χρησιμοποιώντας τα προγράμματα FRAGSTAT και EXCEL.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Η γραφική έκφραση (κοκκιδο-πλαίσιο) και η ανάλυση που έγινε στις περιοχές Ημαθία και Εύβοια φαίνεται στην Εικόνα 2.

[[Αρχείο:e1a3.png |thumb|right|]]

Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα σε μορφή τιμών / δεικτών του τοπίου, όπως αυτά χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση ανάμεσα σε τάξεις (μέσα αλλά και μεταξύ των οικοπεριοχών).

[[Αρχείο:e2a3.png |thumb|right|]]

Τέλος, στον Πίνακα 3 αναγράφεται μέρος των αποτελεσμάτων (εξαγωγή δεδομένων από FRAGSTAT) πάντα υπό μορφή τιμών / δεικτών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για τη συνθετική ανάλυση μεταξύ των δύο περιοχών της μελέτης.

[[Αρχείο:e3a3.png |thumb|right|]]

Από τους παραπάνω πίνακες, ο λόγος μεταξύ Αροτραίων και Δενδρώδων περιοχών (HTR) ανάμεσα στην Ημαθία και Εύβοια, βρέθηκε να είναι 0,66 για την πρώτη οικοπεριοχή και 0,32 για την δεύτερη. Ο λόγος συνολικής καλλιεργήσιμης γης προς το σύνολο της υπό μελέτη περιοχής (CR) βρέθηκε να είναι 86,93% και 28,56 % αντίστοιχα. Ο λόγος μεταξύ δασών και καλλιεργήσιμων περιοχών (WCR) βρέθηκε να είναι 0,03 και 1,25. Τέλος, ο λόγος μεταξύ βοσκότοπων και καλλιεργήσιμων περιοχών (PCR) βρέθηκε να είναι 0,01 για την Ημαθία και 1,02 για την Εύβοια.
Οι χάρτες χερσαίας επικάλυψης και των δύο περιοχών μας δίνουν βασικές πληροφορίες σχετικά με τις παραμέτρους του τοπίου και μας καθορίζουν τις διαφορετικές μορφές συμπλεγμάτων τοπίου, ώστε να μπορούμε να τις συγκρίνουμε μεταξύ τους και να αξιολογήσουμε τις πιθανές υπάρχουσες διαφορές τους όσον αφορά την αειφορία. Στο υπό μελέτη τμήμα της Ημαθίας, το τοπίο χαρακτηρίζεται κυρίως από μονοκαλλιέργειες, δενδρώδεις και αροτραίες. Από την άλλη πλευρά, για την Εύβοια το τοπίο είναι δασώδες σχεδόν κατά το 1/3 της συνολικής της έκτασης.
Όσον αφορά τη γεωργία, στο υπό μελέτη τμήμα της Εύβοιας υπήρχε μια εμφανής παρουσία από μονοκαλλιέργειες ελαιώνων αλλά και σύνθετες καλλιέργειες 8 ελαιώνων μαζί με αμπελώνες και άλλες δενδρώδεις και αροτραίες καλλιέργειες. Αυτές οι μορφές από σύνθετες καλλιέργειες αποτελούν ένα πάρα πολύ ωραίο παράδειγμα ποικιλότητας τοπίου.
Όσον αφορά την κατάσταση της γεωργίας στις δύο περιοχές, στην Ημαθία το μέσο μέγεθος αγροτεμαχίων είναι μεγαλύτερο από την Εύβοια. Επίσης, η γωνιώδης πυκνότητα δείχνει την μεγαλύτερη ικανότητα που έχει η καλλιεργήσιμη γη της Ημαθίας στο να δεχθεί εκοτόνους (διαδρόμους μετάβασης μεταξύ οικολογικών κοινοτήτων, συνδέοντας καλλιεργήσιμη γη και δάση) και αυτή η ιδιομορφία της Ημαθίας, αν χρησιμοποιηθεί σωστά, θα μπορούσε να αποδειχθεί ένα αποτελεσματικό εργαλείο, για την αντιστάθμιση των ανθρωπογενών πιέσεων στο περιβάλλον.
Από τις τιμές του Πίνακα 3 συμπεραίνουμε ότι οι δύο περιοχές υπό μελέτη έχουν την ίδια περίπου έκταση. Σε γενικές γραμμές το τοπίο στην Ημαθία δείχνει να είναι λιγότερο κατακερματισμένο, σε σχέση με αυτό της Εύβοιας. Επιπλέον, στην Ημαθία η ποικιλότητα του τοπίου είναι χαμηλότερη.

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Eίναι φανερό ότι υπάρχουν αρκετές διαφορές μεταξύ των δύο περιοχών που μελετήθηκαν. Στην πρώτη οικοπεριοχή (Ημαθία) η παρουσία και η επίδραση των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων είναι πιο ενεργή σε σχέση με εκείνη της δεύτερης οικοπεριοχής (Εύβοια). Η πρώτη οικοπεριοχή, θα μπορούσε στο σύνολό της, να χαρακτηριστεί ως λιγότερο αειφορική σε σχέση με την δεύτερη οικοπεριοχή, της οποίας η μεγαλύτερη μη κατακερματισμένη δομή αποτελείται από δάση και σε λιγότερο βαθμό από ανθρώπινες δομές.
Η απλή δημιουργία ή αύξηση στρατηγικά τοποθετημένων οικολογικών διαδρόμων στην πρώτη περιοχή μελέτης (ενδιάμεσες ελεύθερες περιοχές ανάμεσα σε ποτάμια, κανάλια, μικρές περιοχές ελεύθερες από καλλιέργειες, φυσικοί αεροφράκτες, θάμνοι, θαμνώδη συμπλέγματα κτλ.) που θα συνέδεαν τις διάφορες περιοχές, θα είχαν ως αποτέλεσμα την βελτίωση της επικοινωνίας, αλληλεπιδρώντας με το υπάρχον επίπεδο κατακερματισμού των καλλιεργούμενων περιοχών, αυξάνοντας κατά αυτόν τον τρόπο την αειφορία.
Τέλος, μια αύξηση της υπό μελέτη έκτασης έρευνας των δύο περιοχών ή η εισαγωγή επιπλέον πληροφοριών σχετικά με το τοπίο θα μπορούσαν να δώσουν μια καλύτερη εικόνα για την αειφορική κατάσταση ανάμεσα στις δύο οικοπεριοχές. Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί με την εισαγωγή επιπλέον στοιχείων που θα αφορούσαν π.χ. το σύνολο των γεωργικών κατασκευών τα οποία βρίσκονται στο τοπίο, όπως θερμοκήπια, αχυρώνες, στάβλοι, γεωργικά κτίσματα κτλ., όπως επίσης, και εξαγωγή και συσχέτιση της θέσης των οικοπεριοχών σε συνάρτηση με την υψομετρική της διάσταση.

[[category:Οικολογία]]

Στεργίου Αφροδίτη

2019-03-04T18:42:48Z

AFRODITI:

*[[Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία]]

*[[ΧΡΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΠΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΡΟ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ]]

*[[ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ]]

ΧΡΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΠΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΡΟ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

2019-03-04T18:30:42Z

AFRODITI: Νέα σελίδα με ''''ΧΡΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΠΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΡΟ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ...'

'''ΧΡΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΔΕΙΚΤΩΝ ΤΟΠΙΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΑΓΡΟ-ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ'''

'''Συγγραφείς: Κ. Καρκαλής και Γ. Αράπης'''

'''Λέξεις κλειδιά: Περιβαλλοντικοί δείκτες, περιβαλλοντική διαχείριση, αειφορική γεωργία, οικολογία τοπίου'''

''''ΠΗΓΗ:''

[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Η παρούσα εργασία αποσκοπεί στη σύγκριση των οικολογικών δομών σε επίπεδο τοπίου σε μία Μεσογειακή χώρα, όπως η Ελλάδα. Προσπαθεί να καθορίσει συγκεκριμένους περιβαλλοντικούς δείκτες τοπίου, έτσι ώστε να είναι δυνατή μια εκτίμηση των επιδράσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στην αειφορική ανάπτυξη μιας περιοχής. Στόχος είναι οι δείκτες που θα προκύψουν να φανούν χρήσιμοι σε ειδικούς διαχείρισης περιβάλλοντος και σε φορείς λήψης αποφάσεων. Μελετήθηκαν δυο οικο-περιοχές έκτασης περίπου 150 km2 . Η πρώτη περιοχή ήταν στην Βόρεια Ελλάδα (Ημαθία) και η δεύτερη στην Κεντρική Ελλάδα (Εύβοια).

'''1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''

Οι επιδράσεις των ανθρώπινων δραστηριοτήτων πάνω στο φυσικό τοπίο έχουν μια τάση να επιταχύνουν σε ένταση, απειλώντας σήμερα την επιβίωση πολλών ειδών στον πλανήτη ακόμη και το ίδιο το ανθρώπινο είδος. Οι επιδράσεις της διεύρυνσης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, συμπεριλαμβανόμενης και της γεωργίας, σε πολλές περιπτώσεις μπορούν να προκαλέσουν περισσότερα μειονεκτήματα υπό την μορφή της περιβαλλοντικής υποβάθμισης και μείωσης της βιοποικιλότητας (Clay, 2004; Killebrew κ.α., 2010), σε σχέση με τα οικονομικά οφέλη που θα μπορούσαν να αποφέρουν στην ανθρώπινη κοινότητα. Μάλιστα, στην περίπτωση της γεωργίας, μια ανεξέλεγκτή επέκταση και εντατικοποίηση της παραγωγής, όταν αυτή δεν έχει γίνει με ορθά περιβαλλοντικά κριτήρια, μπορεί μακροπρόθεσμα να έχει σοβαρές αρνητικές επιπτώσεις στον ίδιο τον παραγωγικό τομέα (Cebrian Calvo κ.α., 2007). Από την άλλη πλευρά, οι ανθρώπινες δραστηριότητες, όταν εναρμονίζονται με το περιβάλλον μπορούν να έχουν ευεργετική επίδραση σε διάφορους τομείς όπως η βιοποικιλότητα (Caporali κ.α., 2003; Marinari κ.α., 2006), και να προσφέρουν επιπρόσθετες υπηρεσίες, όπως η βελτίωση της ποιότητας της ζωής, που ξεπερνούν την απλή παραγωγή τροφής (Caporali, 2004).
Ο καθορισμός και η χρήση δεικτών που θα μπορούσαν να καταμετρήσουν τον βαθμό αειφορίας των αγρο-οικοσυστημάτων (Caporali κ.α., 2007; Di Felice, 2010), είτε σε επίπεδο τοπίου είτε σε επίπεδο αγροκτήματος, θα μπορούσαν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο που να συνεισφέρει στο «πρασίνισμα» της νέας Κοινής Αγροτικής Πολιτικής (Κ.Α.Π.).
Βασικοί στόχοι της εργασίας είναι κυρίως : i. μια σύγκριση και αξιολόγηση μεταξύ δύο περιοχών της Ελλάδας με διαφορετικά οικολογικά χαρακτηριστικά τοπίου, διαμέσου περιβαλλοντικών δεικτών, ώστε να μπορούν να εκτιμηθούν οι συνολικές πιθανές επιδράσεις της γεωργίας στο περιβάλλον, ii. ο καθορισμός συγκεκριμένων περιβαλλοντικών δεικτών, ώστε να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν από ειδικούς διαχείρισης περιβάλλοντος και φορείς λήψης αποφάσεων, για την ποσοτική και ποιοτική καταμέτρηση των επιπτώσεων των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων στην ποικιλότητα του τοπίου, iii. οι δείκτες αυτοί να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο που να συνεισφέρει στο «πρασίνισμα» της νέας Κοινής Αγροτικής Πολιτικής (Κ.Α.Π.).

'''2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

Η παρούσα έρευνα προσπαθεί να δώσει μια εκτίμηση των αλληλοεπιδράσεων μεταξύ ανθρώπου και περιβάλλοντος με τη χρήση συγκεκριμένων δεικτών. Το βασικό πεδίο έρευνας αποτελείται από μια σύγκριση ανάμεσα σε δύο πραγματικότητες μεσογειακού τοπίου της Ελλάδας. Στα επιλεγμένα αυτά τοπία λοιπόν, τα γεωργικά, πολιτικά και οικονομικά χαρακτηριστικά πρέπει να προσαρμοστούν με τα τοπικά χαρακτηριστικά όπως: 1. Είδος αγρο-οικοσυστημάτων και αγροτικής παραγωγής 2. Είδη αλληλοεπιδράσεων μεταξύ αγροοικοσυστημάτων 3. Δημογραφική πίεση και 4. Χωρο-κλιματικά χαρακτηριστικά.
Η πρώτη περιοχή που μελετήθηκε βρίσκεται στον νομό Ημαθίας με έκταση γύρω στα 1.700 km2 και πληθυσμό περίπου 140.000 κατοίκους. Σχετικά με το σύνολο της γεωργικής παραγωγής, ο νομός Ημαθίας χαρακτηρίζεται από μια πλούσια γεωργική δραστηριότητα με μια παραπάνω έμφαση σε εντατικές μεθόδους γεωργικής διαχείρισης, συμπεριλαμβάνοντας όμως και αρκετές δραστηριότητες βιολογικής γεωργίας. Η Ημαθία περιλαμβάνει δύο σημαντικά βουνά, το Βέρμιο και τα Πιέρια Όρη και ένα ποτάμι, τον Αλιάκμονα, που διαμορφώνουν το μικροκλίμα. Η οικοπεριοχή συμπεριλαμβάνει ένα σχετικά ανεπτυγμένο δίκτυο μεταφορών, αστικό και γεωργικό. Η γεωργική παραγωγή περιλαμβάνει ανάμεσα στα πολλά, δενδρώδεις καλλιέργειες όπως π.χ. ροδάκινα, κεράσια, που απευθύνονται στις εγχώριες αγορές αλλά και σε αγορές του εξωτερικού.
Η δεύτερη οικοπεριοχή της μελέτης βρίσκεται στον νομό Εύβοιας με έκταση περίπου 4 km2 και πληθυσμό 200.000 κατοίκους και είναι κυρίως ορεινή. Η αγροτική παραγωγή στην περιοχή περιλαμβάνει κυρίως ελιές, αμπελώνες, σπαρτά και ζωική παραγωγή. Η οργανική παραγωγή του νομού στον οποίο ανήκει η δεύτερη περιοχή υπό μελέτη είναι σε έκταση μεγαλύτερη σε σχέση με αυτήν του νομού της πρώτης περιοχής (Louloudis, 2001

'''2.1 ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ'''

Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε βασίζεται στο Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (G.I.S.), φωτο-ανάλυση πάνω σε υψηλής ανάλυσης αεροφωτογραφίες γεωμετρικά διορθωμένες (orthorectified), οι οποίες προήλθαν από το Εργαστήριο Ορυκτολογίας-Γεωλογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Η ανάλυση ήταν 1m2 ανά pixel, η δε περίοδος αναφοράς ήταν 1994-1997 και οι δραστηριότητες του GIS συνδυάστηκαν με εργασίες πεδίου.
Η δομή του τοπίου αναλύθηκε μελετώντας το χερσαίο μωσαϊκό το οποίο αποτελείται από αγροτεμάχια (Forman 1995a) τα οποία κατηγοριοποιήθηκαν και ομαδοποιήθηκαν με βάση τις αρχές της Ευρωπαϊκής Χερσαίας Ανάλυσης (π.χ. Πρόγραμμα COR.IN.E.), στις ακόλουθες κατηγορίες (ή συμπλέγματα τοπίου): Δάση (W), Βοσκότοποι (P), Ελαιώνες (O), Μόνιμες Καλλιέργειες (OT), Ελαιώνες – Αμπελώνες και άλλες Καλλιέργειες (OVOT), Αροτραίες (HC), Χωρίς Βλάστηση Περιοχές (NV), Αστικές Περιοχές (U).
Για την αξιολόγηση κάποιων πλευρών της βιοποικιλότητας και αειφορίας, όλες οι πληροφορίες χωρικών δεδομένων πάρθηκαν με τη χρήση του ArcGIS 9.2 (ESRI) λογισμικού και μετατράπηκαν σε μορφή κοκκιδοπλαίσιου (5m2 ανά pixel) που έπειτα μετατράπηκαν σε επιλεγμένες μονάδες - δείκτες εδαφοκάλυψης, χρησιμοποιώντας τα προγράμματα FRAGSTAT και EXCEL.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Η γραφική έκφραση (κοκκιδο-πλαίσιο) και η ανάλυση που έγινε στις περιοχές Ημαθία και Εύβοια φαίνεται στην Εικόνα 2.

[[Αρχείο:e1a3.png |thumb|right|]]

Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα σε μορφή τιμών / δεικτών του τοπίου, όπως αυτά χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση ανάμεσα σε τάξεις (μέσα αλλά και μεταξύ των οικοπεριοχών).

[[Αρχείο:e2a3.png |thumb|right|]]

Τέλος, στον Πίνακα 3 αναγράφεται μέρος των αποτελεσμάτων (εξαγωγή δεδομένων από FRAGSTAT) πάντα υπό μορφή τιμών / δεικτών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για τη συνθετική ανάλυση μεταξύ των δύο περιοχών της μελέτης.

[[Αρχείο:e3a3.png |thumb|right|]]

Από τους παραπάνω πίνακες, ο λόγος μεταξύ Αροτραίων και Δενδρώδων περιοχών (HTR) ανάμεσα στην Ημαθία και Εύβοια, βρέθηκε να είναι 0,66 για την πρώτη οικοπεριοχή και 0,32 για την δεύτερη. Ο λόγος συνολικής καλλιεργήσιμης γης προς το σύνολο της υπό μελέτη περιοχής (CR) βρέθηκε να είναι 86,93% και 28,56 % αντίστοιχα. Ο λόγος μεταξύ δασών και καλλιεργήσιμων περιοχών (WCR) βρέθηκε να είναι 0,03 και 1,25. Τέλος, ο λόγος μεταξύ βοσκότοπων και καλλιεργήσιμων περιοχών (PCR) βρέθηκε να είναι 0,01 για την Ημαθία και 1,02 για την Εύβοια.
Οι χάρτες χερσαίας επικάλυψης και των δύο περιοχών μας δίνουν βασικές πληροφορίες σχετικά με τις παραμέτρους του τοπίου και μας καθορίζουν τις διαφορετικές μορφές συμπλεγμάτων τοπίου, ώστε να μπορούμε να τις συγκρίνουμε μεταξύ τους και να αξιολογήσουμε τις πιθανές υπάρχουσες διαφορές τους όσον αφορά την αειφορία. Στο υπό μελέτη τμήμα της Ημαθίας, το τοπίο χαρακτηρίζεται κυρίως από μονοκαλλιέργειες, δενδρώδεις και αροτραίες. Από την άλλη πλευρά, για την Εύβοια το τοπίο είναι δασώδες σχεδόν κατά το 1/3 της συνολικής της έκτασης.
Όσον αφορά τη γεωργία, στο υπό μελέτη τμήμα της Εύβοιας υπήρχε μια εμφανής παρουσία από μονοκαλλιέργειες ελαιώνων αλλά και σύνθετες καλλιέργειες 8 ελαιώνων μαζί με αμπελώνες και άλλες δενδρώδεις και αροτραίες καλλιέργειες. Αυτές οι μορφές από σύνθετες καλλιέργειες αποτελούν ένα πάρα πολύ ωραίο παράδειγμα ποικιλότητας τοπίου.
Όσον αφορά την κατάσταση της γεωργίας στις δύο περιοχές, στην Ημαθία το μέσο μέγεθος αγροτεμαχίων είναι μεγαλύτερο από την Εύβοια. Επίσης, η γωνιώδης πυκνότητα δείχνει την μεγαλύτερη ικανότητα που έχει η καλλιεργήσιμη γη της Ημαθίας στο να δεχθεί εκοτόνους (διαδρόμους μετάβασης μεταξύ οικολογικών κοινοτήτων, συνδέοντας καλλιεργήσιμη γη και δάση) και αυτή η ιδιομορφία της Ημαθίας, αν χρησιμοποιηθεί σωστά, θα μπορούσε να αποδειχθεί ένα αποτελεσματικό εργαλείο, για την αντιστάθμιση των ανθρωπογενών πιέσεων στο περιβάλλον.
Από τις τιμές του Πίνακα 3 συμπεραίνουμε ότι οι δύο περιοχές υπό μελέτη έχουν την ίδια περίπου έκταση. Σε γενικές γραμμές το τοπίο στην Ημαθία δείχνει να είναι λιγότερο κατακερματισμένο, σε σχέση με αυτό της Εύβοιας. Επιπλέον, στην Ημαθία η ποικιλότητα του τοπίου είναι χαμηλότερη.

'''ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Eίναι φανερό ότι υπάρχουν αρκετές διαφορές μεταξύ των δύο περιοχών που μελετήθηκαν. Στην πρώτη οικοπεριοχή (Ημαθία) η παρουσία και η επίδραση των ανθρωπίνων δραστηριοτήτων είναι πιο ενεργή σε σχέση με εκείνη της δεύτερης οικοπεριοχής (Εύβοια). Η πρώτη οικοπεριοχή, θα μπορούσε στο σύνολό της, να χαρακτηριστεί ως λιγότερο αειφορική σε σχέση με την δεύτερη οικοπεριοχή, της οποίας η μεγαλύτερη μη κατακερματισμένη δομή αποτελείται από δάση και σε λιγότερο βαθμό από ανθρώπινες δομές.
Η απλή δημιουργία ή αύξηση στρατηγικά τοποθετημένων οικολογικών διαδρόμων στην πρώτη περιοχή μελέτης (ενδιάμεσες ελεύθερες περιοχές ανάμεσα σε ποτάμια, κανάλια, μικρές περιοχές ελεύθερες από καλλιέργειες, φυσικοί αεροφράκτες, θάμνοι, θαμνώδη συμπλέγματα κτλ.) που θα συνέδεαν τις διάφορες περιοχές, θα είχαν ως αποτέλεσμα την βελτίωση της επικοινωνίας, αλληλεπιδρώντας με το υπάρχον επίπεδο κατακερματισμού των καλλιεργούμενων περιοχών, αυξάνοντας κατά αυτόν τον τρόπο την αειφορία.
Τέλος, μια αύξηση της υπό μελέτη έκτασης έρευνας των δύο περιοχών ή η εισαγωγή επιπλέον πληροφοριών σχετικά με το τοπίο θα μπορούσαν να δώσουν μια καλύτερη εικόνα για την αειφορική κατάσταση ανάμεσα στις δύο οικοπεριοχές. Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί με την εισαγωγή επιπλέον στοιχείων που θα αφορούσαν π.χ. το σύνολο των γεωργικών κατασκευών τα οποία βρίσκονται στο τοπίο, όπως θερμοκήπια, αχυρώνες, στάβλοι, γεωργικά κτίσματα κτλ., όπως επίσης, και εξαγωγή και συσχέτιση της θέσης των οικοπεριοχών σε συνάρτηση με την υψομετρική της διάσταση.

[[category:Οικολογία]]

Αρχείο:E3a3.png

2019-03-04T18:28:46Z

AFRODITI:

Αρχείο:E2a3.png

2019-03-04T18:26:01Z

AFRODITI:

Αρχείο:E1a3.png

2019-03-04T18:22:54Z

AFRODITI:

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T18:06:15Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο: e5a2.png |thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

Αρχείο:E5a2.png

2019-03-04T18:05:54Z

AFRODITI:

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T18:04:26Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο: e4a2.png |thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T18:03:33Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο: e1a2.png |thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T18:02:48Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:E1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T18:01:05Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:e1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T18:00:34Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:e1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

''' 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T17:59:52Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:e1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T17:59:21Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:e1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:

1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.

2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.

3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος
άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T17:57:29Z

AFRODITI:

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:e1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:
1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.
2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.
3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος
άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ

2019-03-04T17:57:04Z

AFRODITI: Νέα σελίδα με ''''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ''...'

'''ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ ΜΕ
ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ GIS ΣΤΗΝ ΠΕΔΙΑΔΑ ΣΕΡΡΩΝ'''

'''Συγγραφείς: Σταυρινός, Ε., Θ. Αλεξανδρίδης , Γ. Γαλάνης
και Γ. Ζαλίδης'''

'''Λέξεις κλειδιά:άρδευση, δείκτες λογιστικής νερού, δορυφορική τηλεπισκόπηση, GIS'''

''ΠΗΓΗ:''
[[http://egme.gr/EGME_PRAKTIKA/PDFS/7_conference/EGME_2011_GIS.pdf]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Στην πεδιάδα Σερρών, όπου υπάρχει το πρόβλημα της ζήτησης νερού σε σχέση με την αποδοτικότητα και τη χρήση του αρδευτικού νερού, ο χαρακτηρισμός της λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων θεωρείται ένα πρώτο βήμα επίλυσης αυτών των προβλημάτων. Στην παρούσα εργασία εξετάζεται η χωρική και χρονική μεταβολή της ζήτησης και προσφοράς του αρδευτικού νερού με δορυφορική τηλεπισκόπηση και GIS προσδιορίζοντας δείκτες λογιστικής ύδατος και αποδείχθηκε ότι α) υπάρχει ελάχιστη βελτίωση της απόδοσης των δικτύων παρά το μικρό βαθμό συντήρησής τους και β) κατά το έτος υψηλής διαθεσιμότητας νερού η αποδοτικότητα άρδευσης και η παραγωγικότητα νερού δεν ήταν ανάλογες με αποτέλεσμα η επιπλέον χρήση νερού να μην αξιοποιείται για την αγροτική παραγωγή.

'''1. EΙΣΑΓΩΓΗ'''

Η μη ορθολογική και εντατική άσκηση της γεωργίας σε συνδυασμό με την αρδευτική χρήση του νερού επιφέρουν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι οποίες οδηγούν στην υποβάθμιση των αγαθών και υπηρεσιών (κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις). Η τιμολογιακή πολιτική της χώρας μας, η οποία στηρίζεται στη βιώσιμη ανάπτυξη των καλλιεργειών και την αειφορική διαχείριση των υδατικών πόρων, απαιτεί την καταγραφή της κατανάλωσης αρδευτικού νερού και την ανάλυση της προσφοράς και ζήτησης με τη χρήση σύγχρονων τεχνικών, όπως και την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού. Με την πρόσφατη αναθεώρηση της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής για την αδειοδότηση των δικαιωμάτων χρήσης νερού συμπεριλήφθηκε στις υποχρεώσεις της πολλαπλής συμμόρφωσης ένα νέο περιβαλλοντικό πρότυπο για κάθε υδροληψία (ΚΥΑ, 2010). Για την εκτίμηση της αγροτικής χρήσης νερού, σημαντικό ρόλο έχει η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa), ο υπολογισμός της οποίας με δορυφορικές εικόνες και το μοντέλο SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) (Bastiaanssen, et al., 1998) παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα σε αντίθεση με τη μέθοδο Penman-Monteith (Allen et al., 1998).
Περαιτέρω χρήση των αποτελεσμάτων του μοντέλου SEBAL γίνεται με την διαδικασία της λογιστικής ύδατος (water accounting), η οποία δίνει τη δυνατότητα οριοθέτησης και χαρακτηρισμού της περιοχής λεκάνης απορροής στηριζόμενη στη περιβαλλοντική διάσταση της χρήσης των υδατικών πόρων για άρδευση και όχι μόνο για αγροτική παραγωγή(Molden, and Sakthivadivel, 1999).
Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της μεταβολής των δεικτών λογιστικής ύδατος μεταξύ των αρδευτικών δικτύων στη λεκάνη απορροής του ποταμού Στρυμόνα κατά τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου με τη χρήση δορυφορικής τηλεπισκόπησης και GIS για την ορθολογική χρήση των υδατικών πόρων. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε γεωγραφική μονάδα αναφοράς την περιοχή αρδευτικού δικτύου ή περιοχή ευθύνης ΤΟΕΒ, και σε δύο έτη αναφοράς, το 1994 (χαμηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων) και το 2003 (υψηλής διαθεσιμότητας υδατικών πόρων).

'''2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ'''

'''2.1. ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ'''

Στην πεδιάδα Σερρών εντοπίζονται πάνω από ένα εκατομμύριο στρέμματα καλλιεργειών, και το 80% αυτών αρδεύονται απ' ευθείας από τον Στρυμόνα και την Κερκίνη ή από πηγές και υπόγεια ύδατα (Εικόνα 1). Η διαχείριση του αρδευτικού νερού στα δίκτυα της λεκάνης, πραγματοποιείται σε επίπεδο διοικητικών περιοχών από υπηρεσίες (Διευθύνσεις Εγγείων Βελτιώσεων) της Περιφερειακής Αυτοδιοίκησης, τον Γενικό Οργανισμό Εγγείων Βελτιώσεων (ΓΟΕΒ) καθώς και από δώδεκα Τοπικούς Οργανισμούς Εγγείων Βελτιώσεων (ΤΟΕΒ).

[[Αρχείο:e1a2.png|thumb|right|]]

'''2.2. ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΑΡΔΕΥΟΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ'''

Η παρακάτω μεθοδολογία εφαρμόστηκε για τη χαρτογράφηση των
αρδευόμενων εκτάσεων (Alexandridis et al., 2008). Αρχικά, έγινε η φασματική βελτίωση των δορυφορικών εικόνων Landsat (14/09/1993, 28/06/2000 και 24/08/2000) για την παραγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), ο οποίος αναδεικνύει την υγιή φωτοσυνθέτουσα χλωροφύλλη. Για την συγκεκριμένη χαρτογράφηση, υποθέσαμε ότι κατά τη διάρκεια του σχεδόν άνυδρου καλοκαιριού στις αγροτικές περιοχές, μόνο οι αρδευόμενες καλλιέργειες θα έχουν υψηλή συγκέντρωση υγιούς χλωροφύλλης. Από την τεχνική διαχωρισμού κατηγοριών με τιμή κατωφλίου (thresholding) χαρτογραφήθηκαν οι περιοχές με υψηλή τιμή NDVI και ορίστηκαν ως αρδευόμενες καλλιέργειες. Στη συνέχεια, ο χάρτης αρδευόμενων καλλιεργειών βελτιώθηκε μέσω γεωγραφικής σύγκρισης με τα πολύγωνα των αγροτικών ενοτήτων (ilots, κλίμακα 1:5000). Τέλος, αφαιρώντας τις αρδευόμενες περιοχές που δεν είχαν χαρακτηριστεί ως αγροτικές (π.χ. φυσική βλάστηση γύρω από αρδευτικές τάφρους, κήπους σε αστικές περιοχές κ.λπ.), δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης αρδευόμενων περιοχών για τα έτη αναφοράς.

'''2.3. ΠΡΟΣΦΟΡΑ ΝΕΡΟΥ '''

Η εκτίμηση της προσφοράς νερού ανά αρδευτικό δίκτυο προσδιορίστηκε με τα παρακάτω κριτήρια: 1. Πηγή υδροληψίας (είσοδος αρδευτικού νερού από υδροληψία, υδάτινο σώμα, γεωτρήσεις κλπ), 2. Αποδέκτης απορροής (κύρια έξοδος αρδευτικού νερού), 3. Προέλευση αρδευτικού νερού (επιφανειακό, υπόγειο, στράγγιση ανάντη περιοχών), 4. Μεταφορά αρδευτικού νερού (είδος αρδευτικού δικτύου), και 5.Εφαρμογή αρδευτικού νερού (μέθοδος άρδευσης). Τα παραπάνω κριτήρια απεικονίζονται στην Εικόνα 1. Ο υπολογισμός του όγκου νερού άρδευσης ανά δίκτυο στηρίχθηκε στην κατανάλωση των αρδευόμενων καλλιεργειών, αλλά και από το γεγονός ότι η εξερχόμενη παροχή από ορισμένα αρδευτικά δίκτυα καλύπτει τις ανάγκες των κατάντη δικτύων. Επίσης, λήφθηκε υπόψη η έμπειρη γνώμη των χειριστών των δικτύων και η ονομαστική μέγιστη παροχή που υπολογίστηκε από τη διατομή και κλίση των κεντρικών διωρύγων.

'''2.4. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΠΟΧΙΑΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ (ETs)'''

Το μοντέλο SEBAL εφαρμόστηκε σε μηνιαία χρονοσειρά εικόνων ΝΟΑΑ AVHRR και Landsat TM/ETM+. Ακολουθώντας τη μέθοδο που αναφέρεται στις εργασίες των Bastiaanssen et al.(2001) και Chemin and Alexandridis (2004), η ελλιπής χρονική συνιστώσα παρασχέθηκε από την καθημερινή εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETr– reference evapotranspiration). Η ETr υπολογίστηκε με την τυποποιημένη μέθοδο Penman-Monteith (FAO56 - Allen et al., 1998) χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα που λήφθηκαν από τον σταθμό των Σερρών (Πηγή: ΕΜΥ). Για το σκοπό αυτό συντέθηκε η εικόνα [Km]=[ETa]/ETr, όπου [ETa] είναι η εικόνα ETa που υπολογίστηκε από τον απεικονιστή NOAA AVHRR και αντιπροσωπεύει τη χρονική περίοδο γύρω από τη λήψη της και ETr είναι η τιμή της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς που υπολογίστηκε από μετεωρολογικά δεδομένα για τη μέρα της λήψης της κάθε εικόνας NOAA AVHRR. Θεωρώντας την εικόνα Km σταθερή και αντιπροσωπευτική για το χρονικό διάστημα που καλύπτει πριν και μετά τη λήψη της αντίστοιχης δορυφορικής εικόνας, η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή ETs υπολογίστηκε με την εξίσωση (1):
όπου ETa είναι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή για 24 ώρες όπως υπολογίζεται από το μοντέλο SEBAL, Km είναι το κλάσμα εξατμισοδιαπνοής αναφοράς, και n είναι ο αριθμός των δορυφορικών εικόνων που χρησιμοποιήθηκαν για να καλύψουν την χρονική περίοδο μελέτης. Η παραγόμενη εικόνα ETs εκφράζει τη μη σημειακή κατανάλωση νερού από όλους τους τύπους κάλυψης γης στην περιοχή μελέτης. Στη συνέχεια, έγινε βελτίωση της χωρικής διακριτικής ικανότητας χρησιμοποιώντας τις εικόνες υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+ και τελικά παρουσιάζεται η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή (ETs) σε μορφή ψηφιδωτού (raster) με ανάλυση 60m (pixel). Η εποχιακή εξατμισοδιαπνοή των αρδευόμενων καλλιεργειών για τη διάρκεια της αρδευτικής περιόδου (15 Απριλίου έως 30 Σεπτεμβρίου) αντιστοιχεί στην κατανάλωση νερού από τα φυτά, ανεξάρτητα από την πηγή του νερού (άρδευση ή βροχόπτωση).

'''2.5. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΒΙΟΜΑΖΑΣ'''

Για τον υπολογισμό της ανάπτυξης βιομάζας χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο οικολογικής παραγωγής (ecological production model), σύμφωνα με το οποίο η πρόσληψη άνθρακα από τα φύλλα με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι ανάλογη με το ρυθμό απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας. Πλεονεκτήματα του μοντέλου είναι ότι δεν απαιτεί μετρήσεις πεδίου και το ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δορυφορικά δεδομένα. Οι Bastiaanssen and Ali (2003) συνδύασαν το μοντέλο οικολογικής παραγωγής με το μοντέλο αποδοτικότητας χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας (light use efficiency) και με το μοντέλο SEBAL για να εκτιμήσουν την ανάπτυξη των καλλιεργειών κάτω από συνθήκες άρδευσης.
Για την εφαρμογή της μεθόδου, αρχικά υπολογίζεται η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (Photosythetically Active Radiation – PAR) από ημερήσια μετεωρολογικά δεδομένα και εικόνες δείκτη βλάστησης NDVI και στη συνέχεια ο χάρτης ανάπτυξης βιομάζας ανά χρονική περίοδο χρησιμοποιώντας το κλάσμα εξάτμισης (Λ) που υπολογίστηκε μέσω του μοντέλου SEBAL, και τον παράγοντα μετατροπής βιομάζας από τη βιβλιογραφία (Gower et al., 1999).

'''2.6 ΔΕΙΚΤΕΣ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΥΔΑΤΟΣ'''

Οι δείκτες λογιστικής ύδατος που χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της χρήσης του αρδευτικού νερού είναι 1) ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης, ο οποίος περιγράφει το ποσοστό του εισερχόμενου νερού άρδευσης που χρησιμοποιείται από τα φυτά και 2) ο δείκτης παραγωγικότητας νερού, ο οποίος περιγράφει την αξία που απορρέει από το νερό που χρησιμοποιήθηκε.
Οι δείκτες λογιστικής ύδατος επιλέχθηκαν για το χαρακτηρισμό των αρδευτικών μονάδων της περιοχής μελέτης (ΤΟΕΒ), επειδή περιγράφουν καλύτερα όλες τις απόψεις του συστήματος και τα δεδομένα εισόδου μπορούν να μετρηθούν με τις προαναφερθείσες μεθόδους.

'''3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ & ΣΥΖΗΤΗΣΗ''

Με την εφαρμογή της τηλεπισκόπησης καταγράφτηκαν οι αρδευόμενες καλλιέργειες και εκτιμήθηκε η συνολική αρδευόμενη έκταση ανά γεωγραφική μονάδα και έτος αναφοράς (Πίνακας 1). Η ακρίβεια της τηλεπισκοπικής μεθόδου υπολογίσθηκε από ένα τυχαίο δείγμα 250 σημείων, στα οποία ανατέθηκε μία κλάση (αρδευόμενο ή μη-αρδευόμενο) μέσω φωτοερμηνείας των εικόνων υψηλής ανάλυσης Landsat TM/ETM+. Η σύγκριση του δείγματος με το χάρτη αρδευόμενων εκτάσεων έδειξε ακρίβεια 97% και αξιοπιστία 94% και για τα δύο έτη αναφοράς. Γενικά παρατηρήθηκε μικρή αύξηση της αρδευόμενης έκτασης κατά 8% από το 1994 στο 2003, που οφείλεται κυρίως στην εγκατάσταση περισσότερων ιδιωτικών γεωτρήσεων και λιγότερο στην επέκταση των αρδευτικών δικτύων.

[[Αρχείο:e2a2.png |thumb|right|]]

Ο δείκτης αποδοτικότητας άρδευσης (a) έχει ελάχιστα υψηλότερες τιμές το 1994 λόγω της καλύτερης αποδοτικότητας των συστημάτων άρδευσης σε ξηρότερες συνθήκες (Εικόνα 2). Αντίθετα, το 2003 η υψηλότερη βροχόπτωση ήταν η αιτία της χαμηλότερης κατανάλωσης αρδευτικού νερού σε σχέση με την παρεχόμενη προς το αρδευτικό δίκτυο ποσότητα (από επιφανειακή ή/και υπόγεια νερά). Άλλοι παράγοντες που πιθανώς να επηρεάζουν τη μεταβολή του δείκτη (a) είναι η ελλιπής συντήρηση του δικτύου μεταφοράς και ο σταδιακός εκσυγχρονισμός του δικτΟ ΤΟΕΒ Προβατά παρουσιάζει πολύ χαμηλή τιμή λόγω των υψηλών απωλειών του χωμάτινου δικτύου μεταφοράς και των υψηλών αρδευτικών απαιτήσεων της καλλιέργειας ρυζιού. Στους υπόλοιπους ΤΟΕΒ, οι υψηλότερες τιμές του δείκτη αποδοτικότητας άρδευσης οφείλονται στην ύπαρξη πιο σύγχρονου δικτύου μεταφοράς και διανομής.ύου εφαρμογής άρδευσης.

[[Αρχείο:e3a2.png |thumb|right|]]

Η παραγωγικότητα νερού (p) απεικονίζει την ανάπτυξη βιομάζας για κάθε μονάδα νερού άρδευσης που καταναλώνεται από τις καλλιέργειες (Εικόνα 3). Η ανάπτυξη βιομάζας σε κάθε εικονοστοιχείο της δορυφορικής εικόνας εξαρτάται περισσότερο από το είδος της καλλιέργειας και λιγότερο από τη στρεμματική απόδοση των καλλιεργειών. Επομένως, οι διαφορές της παραγωγικότητας νερού μεταξύ των περιοχών αναφοράς στο ίδιο έτος σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την κατανομή των κύριων καλλιεργειών στις περιοχές αναφοράς και άρα οι χρονικές μεταβολές της παραγωγικότητας νερού από το ένα έτος αναφοράς στο άλλο, σχετίζονται με την μεταβολή της κατανομής των κύριων καλλιεργειών και τη μεταβολή στην κατανάλωση αρδευτικού νερού. Η συνολική αύξηση του δείκτη στο έτος 2003 οφείλεται στην μείωση των υδροβόρων καλλιεργειών (ρύζι) και στην εισαγωγή νέων ποικιλιών (βαμβακιού και καλαμποκιού).

'''4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Τα συμπεράσματα που προκύπτουν λοιπόν από την παρούσα εργασία είναι τα παρακάτω:
1)Παρόλη την υψηλή προσφορά νερού το 1994, η ανάπτυξη βιομάζας δεν ήταν ανάλογη, άρα και η επιπλέον χρήση νερού δεν αξιοποιήθηκε για
την αγροτική παραγωγή.
2)Τα αρδευτικά συστήματα βελτιώθηκαν με αποτέλεσμα να έχουμε λιγότερες απώλειες, παρόλο το χαμηλό βαθμό συντήρησης των δικτύων και
αυτό έγινε κυρίως με την αντικατάσταση της μεθόδου άρδευσης με καταιονισμό από τη μέθοδο της στάγδην άρδευσης.
3)Το έτος 1994 υπήρχε χαμηλότερη διαθεσιμότητα νερού και παρατηρήθηκε υψηλή προσφορά νερού άρδευσης για την κάλυψη των αναγκών των
καλλιεργειών και από αυτό το γεγονός συμπεραίνεται η ύπαρξη μιας σχετικά καλής και σταθερής στο χρόνο αποδοτικότητας του συστήματος
άρδευσης, η οποία οφείλεται σε ένα σχετικά αποτελεσματικό διαχειριστικό έργο.

[[category:Υδατικοί Πόροι]]

Αρχείο:E3a2.png

2019-03-04T17:33:03Z

AFRODITI:

Αρχείο:E2a2.png

2019-03-04T17:30:00Z

AFRODITI:

Αρχείο:E1a2.jpg

2019-03-04T17:18:17Z

AFRODITI:

Στεργίου Αφροδίτη

2019-03-04T17:09:33Z

AFRODITI: Διαγραφή του περιεχομένου της σελίδας

Στεργίου Αφροδίτη

2019-03-04T17:08:59Z

AFRODITI:

Add Your Content Here

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο) ]]

Στεργίου Αφροδίτη

2019-03-04T17:06:53Z

AFRODITI: Νέα σελίδα με 'Add Your Content Here category:ΔΠΜΣ '

Add Your Content Here

[[category:ΔΠΜΣ ]]

Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης την Αρχαιολογία

2019-03-04T17:05:23Z

AFRODITI: Η Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης την Αρχαιολογία μετακινήθηκε στη θέση [[Εφαρμ...

#ΑΝΑΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ [[Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία]]

Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία

2019-03-04T17:05:23Z

'''Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία:
Μια νέα προσέγγιση στην αρχαιολογική έρευνα και διαχείριση της πολιτιστικής κληρονομιάς'''

'''Συγγραφείς: Σαρρής Απόστολος, Γκιούρου Ανθή, Καρίμαλη Ευαγγελία, Κευγάς Ευάγγελος, Τοπούζη Σοφία, Soetens Steven'''

'''Λέξεις κλειδιά: GIS, Δορυφορική Τηλεπισκόπηση, Αρχαιολογική Έρευνα, Πολιτισμός, Διαχείριση'''

''ΠΗΓΗ:'' [[http://www.academia.edu/1515502/%CE%95%CE%A6%CE%91%CE%A1%CE%9C%CE%9F%CE%93%CE%95%CE%A3_%CE%A4%CE%A9%CE%9D_%CE%93%CE%95%CE%A9%CE%93%CE%A1%CE%91%CE%A6%CE%99%CE%9A%CE%A9%CE%9D_%CE%A3%CE%A5%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9C%CE%91%CE%A4%CE%A9%CE%9D_%CE%A0%CE%9B%CE%97%CE%A1%CE%9F%CE%A6%CE%9F%CE%A1%CE%99%CE%A9%CE%9D_%CE%9A%CE%91%CE%99_%CE%A4%CE%97%CE%A3_%CE%94%CE%9F%CE%A1%CE%A5%CE%A6%CE%9F%CE%A1%CE%99%CE%9A%CE%97%CE%A3_%CE%A4%CE%97%CE%9B%CE%95%CE%A0%CE%99%CE%A3%CE%9A%CE%9F%CE%A0%CE%97%CE%A3%CE%97%CE%A3_%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9D_%CE%91%CE%A1%CE%A7%CE%91%CE%99%CE%9F%CE%9B%CE%9F%CE%93%CE%99%CE%91_%CE%9C%CE%99%CE%91_%CE%9D%CE%95%CE%91_%CE%A0%CE%A1%CE%9F%CE%A3%CE%95%CE%93%CE%93%CE%99%CE%A3%CE%97_%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9D_%CE%91%CE%A1%CE%A7%CE%91%CE%99%CE%9F%CE%9B%CE%9F%CE%93%CE%99%CE%9A%CE%97_%CE%95%CE%A1%CE%95%CE%A5%CE%9D%CE%91_%CE%9A%CE%91%CE%99_%CE%94%CE%99%CE%91%CE%A7%CE%95%CE%99%CE%A1%CE%99%CE%A3%CE%97_%CE%A4%CE%97%CE%A3_%CE%A0%CE%9F%CE%9B%CE%99%CE%A4%CE%99%CE%A3%CE%A4%CE%99%CE%9A%CE%97%CE%A3_%CE%9A%CE%9B%CE%97%CE%A1%CE%9F%CE%9D%CE%9F%CE%9C%CE%99%CE%91%CE%A3]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Τα τελευταία χρόνια η δορυφορική τηλεπισκόπηση και τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών έχουν αλλάξει τον τρόπο διεξαγωγής της αρχαιολογικής έρευνας και διαχείρισης των πολιτισμικών πληροφοριών. Εξελιγμένα δορυφορικά καταγραφικά συστήματα απεικόνισης υψηλής χωρικής και φασματικής διακριτικής ανάλυσης σε συνδυασμό με τη χρήση GPS υψηλής ακρίβειας και βελτιωμένα συστήματα επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων οδηγούν σε μια διαφορετική αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων. Σκοπός της συγκεκριμένης παρουσίασης είναι να αναλύσει τις σύγχρονες προκλήσεις που εμφανίζονται στην αρχαιολογική έρευνα και διαχείριση των πολιτισμικών μνημείων, μέσα από κάποια παραδείγματα τα οποία αναδεικνύουν τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών ως την καταλληλότερη μέθοδο.

'''ΕΙΣΑΓΩΓΉ'''

Η επεξεργασία ψηφιακών δορυφορικών εικόνων και η ανάλυση των αντίστοιχων αποτελεσμάτων με γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών στις αρχαιολογικές έρευνες έχει αποφέρει σημαντικά αποτελέσματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στη δημιουργία ολοκληρωμένων γεωγραφικών τραπεζών πολιτιστικής πληροφορίας. Η αναβάθμιση των δορυφορικών λήψεων και η χρήση GPS μεγάλης ακρίβειας οδηγούν στην αντιμετώπιση προβλημάτων που προκύπτουν από το μεγάλο όγκο αρχαιολογικών δεδομένων(ενταγμένων στο γεωγραφικό τους πλαίσιο) και την ανάγκη διαχείρισης των πολιτιστικών μνημείων υπό την πίεση των σύγχρονων αναπτυξιακών έργων.

'''ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ'''

Τα τελευταία χρόνια η αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων γίνεται μέσω δορυφορικών ψηφιακών εικόνων, οι οποίες προσφέρουν πολλές φασματικές πληροφορίες για μεγάλες εκτάσεις. Η καταγραφή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε διαφορετικά μήκη κύματος υπερνικά τις συμβατικές αεροφωτογραφίες, καθώς προσφέρει περισσότερες πληροφορίες. Οι πληροφορίες λοιπόν, που αντλούμε από τα διαφορετικά μήκη κύματος απεικονίζουν διαφορετικές πληροφορίες και δίνουν τη δυνατότητα συσχέτισης και ταξινόμησης των πληροφοριών αυτών. Τα τελευταία χρόνια η αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων γίνεται μέσω δορυφορικών ψηφιακών εικόνων οι οποίες προσφέρουν πολλές φασματικές πληροφορίες για μεγάλες εκτάσεις. Η ανάπτυξη των δορυφορικών τεχνικών της τηλεπισκόπησης (βελτίωση των καταγραφικών συστημάτων ως προς τη χωρική φασματική και ραδιομετρική τους ικανότητα και εξέλιξη των λογισμικών επεξεργασίας ψηφιακών δορυφορικών εικόνων) έχει προσφέρει μία νέα βάση σχετικά με την αρχαιολογική έρευνα, την περιβαλλοντική διαχείριση και την παρακολούθηση των οικοσυστημάτων. Η πλειονότητα των αρχαιολογικών ερευνητικών προγραμμάτων που χρησιμοποιούν ψηφιακές δορυφορικές εικόνες αποσκοπούν στην εξαγωγή περιβαλλοντικών πληροφοριών και στο συσχετισμό τους με τη θέση των αρχαιολογικών μνημείων και στη συσχέτιση των φασματικών υπογραφών των αρχαιολογικών θέσεων με την καταγραφή της έντασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους πολυφασματικούς δέκτες των δορυφορικών συστημάτων. Πολύ σημαντικό επίσης είναι, ότι η δορυφορική τηλεπισκόπηση αποτελεί μία τεχνική απόκτησης αρχαιολογικών πληροφοριών χωρίς να χρειάζονται ανασκαφικές δραστηριότητες στην ευρύτερη περιοχή των αρχαιολογικών χώρων. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί για γεωμορφολογική μελέτη περιοχών διάφορων χωρών. Μία από αυτές είναι η περιοχή Βaux Valley της Γαλλίας, όπου εικόνες Spot και Landsat φανέρωσαν ένα σχέδιο των χρήσεων γης και του δικτύου μετακινήσεων της αρχαιότητας κατά τη διάρκεια της γεωλογικής περιόδου του Oλόκαινου.. Στην Ελλάδα η δορυφορική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε για τη μορφολογική μελέτη του Αχελώου και τέλος, το πρόγραμμα MARWP (Minnesota Archaeological Researches in the Western Peloponnese) χρησιμοποίησε δορυφορικές εικόνες για τη μελέτη των αρχιτεκτονικών μνημείων και των ιστορικών θέσεων της Πελοποννήσου καλύπτοντας την περίοδο 1.400 π.Χ -1950 μ.Χ. Εφόσον, υπάρχει ήδη ένας κατάλογος της ανακλαστικότητας φυσικών χαρακτηριστικών του εδάφους από τη ΝΑΣΑ για τους σκοπούς της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, έτσι θα πρέπει και να δημιουργηθούν παρόμοιοι κατάλογοι τόσο για τους φυσικούς όσο και για τους πολιτισμικούς στόχους καθώς οι φασματικές υπογραφές των παραπάνω διαφοροποιούνται ανάλογα με το γεωγραφικό πλαίσιο στο οποίο εντάσσονται.

'''ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ'''

Αν και θεωρητικά έχει γίνει αντιληπτό το ότι οι τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων σε συνδυασμό με την ανάπτυξη συστημάτων πληροφοριών αποτελούν ένα κατάλληλο μέσο για την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων σχετικά με τη χωρική ανάλυση των αρχαιολογικών θέσεων και ιδιαίτερα τη διαχείριση των πολιτιστικών πόρων, λίγες είναι οι εφαρμογές αυτών στην αρχαιολογία με εξαίρεση τη Γαλλία, την Ολλανδία, τις ΗΠΑ και τη Σκωτία. Τα προγράμματα όμως αυτά, υστερούν ως προς την ακρίβεια των γεωγραφικών αποτυπώσεων, την απουσία ψηφιακών γεωγραφικών δεδομένων και δορυφορικών εικόνων και των αποτελεσμάτων από την επεξεργασία αυτών. Τα μοντέλα κατοίκησης, αποτελούν ενα νέο πεδίο έρευνας της αρχαιολογίας και σχετίζονται με τη διαχείριση των πολιτιστικών μνημείων και τη λήψη αποφάσεων σε αναπτυξιακά έργα. Η ανάπτυξη των μοντέλων αυτών βασίζεται στην επεξεργασία ψηφιακών εικόνων και άλλων περιβαλλοντικών πληροφοριών και τη διαδικασία της ταξινόμησης η οποία επιτρέπει τη μαθηματική ανάλυση χωρικά συνεχών μεταβλητών και την απεικόνιση αυτών. Η κατασκευή μοντέλων εντοπισμού απαιτεί τη στατιστική συσχέτιση ορισμένων περιβαλλοντικών παραμέτρων με γνωστούς αρχαιολογικούς χώρους με στόχο τη χωρική και φασματική διαφοροποίηση περιοχών που μπορεί να έχουν αρχαιολογικό ενδιαφέρον.

'''ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΤΗΝ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ'''

Ο σχετικά μικρός αριθμός εφαρμογών δορυφορικής χαρτογράφησης και εντοπισμού αρχαιολογικών θέσεων μπορεί πιθανόν οφείλεται στους περιορισμούς που θέτει η χωρική ανάλυση των απεικονίσεων, η επεξεργασία και ερμηνεία των αποτελεσμάτων και η διαθεσιμότητα των δεδομένων μέχρι σήμερα. Ο ινδικός δορυφόρος IRS-1C με 5,8 μέτρα χωρική διακριτικότητα είναι το καλύτερο δορυφορικό σύστημα απεικόνισης σε σχέση με τη χωρική ανάλυση. Το ραντάρ του διαστημικού λεωφορείου(Shuttling Imaging Radar-SIR) και ο ιαπωνικός δορυφόρος JERS έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά για την απεικόνιση περιοχών που χαρακτηρίζονται από έντονα φαινόμενα ερημοποίησης και ξηρασίας. Επίσης, άλλα δορυφορικά συστήματα τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται με επιτυχία για τον εντοπισμό αρχαιολογικών θέσεων(π.χ το πρόγραμμα Ζeugma και το ’Νikopolis Project’’). Από όλα τα παραπάνω λοιπόν, συμπεραίνουμε ότι τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών προσφέρουν νέες δυνατότητες στην αρχαιολογική έρευνα μέσω της επεξεργασίας και συσχέτισης διαφορετικών αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών μεταβλητών αναβαθμίζοντας έτσι τόσο την αρχαιολογία όσο και τον τρόπο διαχείρισης των αρχαιολογικών μνημείων.

'''ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ'''

Παρά το γεγονός ότι αρκετές επιτυχίες αρχαιολογικών ερευνών και διαχείρισης πολιτισμικών μνημείων οφείλονται στην εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών, τα αποτελέσματα των εφαρμογών αυτών ούτε έχουν γίνει πλήρως αποδεκτά από την αρχαιολογική κοινότητα ούτε έχουν λάβει την ευρύτητα που θα έπρεπε. Οι συνεχείς βελτιώσεις χωρικής και φασματικής ανάλυσης των καταγραφικών συστημάτων και η διαθεσιμότητα ενός μεγαλύτερου εύρους τηλεπισκοπικών απεικονίσεων θα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στον εντοπισμό, την αποτύπωση και τον έλεγχο των αρχαιολογικών θέσεων. Η τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, αποτελούν ένα μοναδικό μέσο αναπαράστασης του αρχαίου περιβάλλοντος και των τάσεων κατοίκησης αυτού μέσω της μοντελοποίησης. Η ραγδαία αύξηση των αρχαιολογικών δεδομένων και ερευνών, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε αυτά (π.χ. ερημοποίηση, διάβρωση εδάφους κ.ά.) αλλά και η πίεση που προέρχεται από νεότερα αναπτυξιακά έργα ,καθιστούν αναπόφευκτη τη χρήση των G.I.S και της τηλεπισκόπησης ως κατάλληλα εργαλεία διαχείρισης, προστασίας και συντήρησης των πολιτισμικών πόρων, με τη μελλοντική προϋπόθεση της αντιμετώπισης της συνοχής και διάχυσης των αποτελεσμάτων αυτών για την καλύτερη αξιοποίηση και βελτίωση των πολιτισμικών γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών.

'''Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών στην αρχαιολογική έρευνα της Ιτάνου. Σύνθεση αρχαιολογικών, τοπογραφικών, γεωφυσικών, δορυφορικών δεδομένων'''

[[Αρχείο: e1a1.png |thumb|right| Υπέρθεση των αποτελεσμάτων των γεωφυσικών διασκοπήσεων και ψηφιοποιημένων τοπογραφικών χαρακτηριστικών σε αεροφωτογραφία του παλαιοχριστιανικού οικισμού της Ιτάνου, Ανατολική Κρήτη (πάνω). Ψηφιοποιημένοι γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες και δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (κέντρο). Αποτελέσματα διασκοπήσεων σεισμικής διάθλασης και υπέρθεση αυτών στη τρισδιάστατη αεροφωτογραφία της περιοχής(κάτω).]]

[[category:Αρχαιολογία]]

Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία

2019-03-04T16:56:29Z

AFRODITI:

Αρχείο:E1a1.png

2019-03-04T16:51:22Z

AFRODITI:

Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία

2019-03-01T19:07:44Z

AFRODITI:

'''Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης την Αρχαιολογία:
Μια νέα προσέγγιση στην αρχαιολογική έρευνα και διαχείριση της πολιτιστικής κληρονομιάς'''

'''Συγγραφείς: Σαρρής Απόστολος, Γκιούρου Ανθή, Καρίμαλη Ευαγγελία, Κευγάς Ευάγγελος, Τοπούζη Σοφία, Soetens Steven'''

'''Λέξεις κλειδιά: GIS, Δορυφορική Τηλεπισκόπηση, Αρχαιολογική Έρευνα, Πολιτισμός, Διαχείριση'''

''ΠΗΓΗ:'' [[http://www.academia.edu/1515502/%CE%95%CE%A6%CE%91%CE%A1%CE%9C%CE%9F%CE%93%CE%95%CE%A3_%CE%A4%CE%A9%CE%9D_%CE%93%CE%95%CE%A9%CE%93%CE%A1%CE%91%CE%A6%CE%99%CE%9A%CE%A9%CE%9D_%CE%A3%CE%A5%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9C%CE%91%CE%A4%CE%A9%CE%9D_%CE%A0%CE%9B%CE%97%CE%A1%CE%9F%CE%A6%CE%9F%CE%A1%CE%99%CE%A9%CE%9D_%CE%9A%CE%91%CE%99_%CE%A4%CE%97%CE%A3_%CE%94%CE%9F%CE%A1%CE%A5%CE%A6%CE%9F%CE%A1%CE%99%CE%9A%CE%97%CE%A3_%CE%A4%CE%97%CE%9B%CE%95%CE%A0%CE%99%CE%A3%CE%9A%CE%9F%CE%A0%CE%97%CE%A3%CE%97%CE%A3_%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9D_%CE%91%CE%A1%CE%A7%CE%91%CE%99%CE%9F%CE%9B%CE%9F%CE%93%CE%99%CE%91_%CE%9C%CE%99%CE%91_%CE%9D%CE%95%CE%91_%CE%A0%CE%A1%CE%9F%CE%A3%CE%95%CE%93%CE%93%CE%99%CE%A3%CE%97_%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9D_%CE%91%CE%A1%CE%A7%CE%91%CE%99%CE%9F%CE%9B%CE%9F%CE%93%CE%99%CE%9A%CE%97_%CE%95%CE%A1%CE%95%CE%A5%CE%9D%CE%91_%CE%9A%CE%91%CE%99_%CE%94%CE%99%CE%91%CE%A7%CE%95%CE%99%CE%A1%CE%99%CE%A3%CE%97_%CE%A4%CE%97%CE%A3_%CE%A0%CE%9F%CE%9B%CE%99%CE%A4%CE%99%CE%A3%CE%A4%CE%99%CE%9A%CE%97%CE%A3_%CE%9A%CE%9B%CE%97%CE%A1%CE%9F%CE%9D%CE%9F%CE%9C%CE%99%CE%91%CE%A3]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Τα τελευταία χρόνια η δορυφορική τηλεπισκόπηση και τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών έχουν αλλάξει τον τρόπο διεξαγωγής της αρχαιολογικής έρευνας και διαχείρισης των πολιτισμικών πληροφοριών. Εξελιγμένα δορυφορικά καταγραφικά συστήματα απεικόνισης υψηλής χωρικής και φασματικής διακριτικής ανάλυσης σε συνδυασμό με τη χρήση GPS υψηλής ακρίβειας και βελτιωμένα συστήματα επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων οδηγούν σε μια διαφορετική αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων. Σκοπός της συγκεκριμένης παρουσίασης είναι να αναλύσει τις σύγχρονες προκλήσεις που εμφανίζονται στην αρχαιολογική έρευνα και διαχείριση των πολιτισμικών μνημείων, μέσα από κάποια παραδείγματα τα οποία αναδεικνύουν τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών ως την καταλληλότερη μέθοδο.

'''ΕΙΣΑΓΩΓΉ'''

Η επεξεργασία ψηφιακών δορυφορικών εικόνων και η ανάλυση των αντίστοιχων αποτελεσμάτων με γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών στις αρχαιολογικές έρευνες έχει αποφέρει σημαντικά αποτελέσματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στη δημιουργία ολοκληρωμένων γεωγραφικών τραπεζών πολιτιστικής πληροφορίας. Η αναβάθμιση των δορυφορικών λήψεων και η χρήση GPS μεγάλης ακρίβειας οδηγούν στην αντιμετώπιση προβλημάτων που προκύπτουν από το μεγάλο όγκο αρχαιολογικών δεδομένων(ενταγμένων στο γεωγραφικό τους πλαίσιο) και την ανάγκη διαχείρισης των πολιτιστικών μνημείων υπό την πίεση των σύγχρονων αναπτυξιακών έργων.

'''ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ'''

Τα τελευταία χρόνια η αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων γίνεται μέσω δορυφορικών ψηφιακών εικόνων, οι οποίες προσφέρουν πολλές φασματικές πληροφορίες για μεγάλες εκτάσεις. Η καταγραφή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε διαφορετικά μήκη κύματος υπερνικά τις συμβατικές αεροφωτογραφίες, καθώς προσφέρει περισσότερες πληροφορίες. Οι πληροφορίες λοιπόν, που αντλούμε από τα διαφορετικά μήκη κύματος απεικονίζουν διαφορετικές πληροφορίες και δίνουν τη δυνατότητα συσχέτισης και ταξινόμησης των πληροφοριών αυτών. Τα τελευταία χρόνια η αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων γίνεται μέσω δορυφορικών ψηφιακών εικόνων οι οποίες προσφέρουν πολλές φασματικές πληροφορίες για μεγάλες εκτάσεις. Η ανάπτυξη των δορυφορικών τεχνικών της τηλεπισκόπησης (βελτίωση των καταγραφικών συστημάτων ως προς τη χωρική φασματική και ραδιομετρική τους ικανότητα και εξέλιξη των λογισμικών επεξεργασίας ψηφιακών δορυφορικών εικόνων) έχει προσφέρει μία νέα βάση σχετικά με την αρχαιολογική έρευνα, την περιβαλλοντική διαχείριση και την παρακολούθηση των οικοσυστημάτων. Η πλειονότητα των αρχαιολογικών ερευνητικών προγραμμάτων που χρησιμοποιούν ψηφιακές δορυφορικές εικόνες αποσκοπούν στην εξαγωγή περιβαλλοντικών πληροφοριών και στο συσχετισμό τους με τη θέση των αρχαιολογικών μνημείων και στη συσχέτιση των φασματικών υπογραφών των αρχαιολογικών θέσεων με την καταγραφή της έντασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους πολυφασματικούς δέκτες των δορυφορικών συστημάτων. Πολύ σημαντικό επίσης είναι, ότι η δορυφορική τηλεπισκόπηση αποτελεί μία τεχνική απόκτησης αρχαιολογικών πληροφοριών χωρίς να χρειάζονται ανασκαφικές δραστηριότητες στην ευρύτερη περιοχή των αρχαιολογικών χώρων. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί για γεωμορφολογική μελέτη περιοχών διάφορων χωρών. Μία από αυτές είναι η περιοχή Βaux Valley της Γαλλίας, όπου εικόνες Spot και Landsat φανέρωσαν ένα σχέδιο των χρήσεων γης και του δικτύου μετακινήσεων της αρχαιότητας κατά τη διάρκεια της γεωλογικής περιόδου του Oλόκαινου.. Στην Ελλάδα η δορυφορική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε για τη μορφολογική μελέτη του Αχελώου και τέλος, το πρόγραμμα MARWP (Minnesota Archaeological Researches in the Western Peloponnese) χρησιμοποίησε δορυφορικές εικόνες για τη μελέτη των αρχιτεκτονικών μνημείων και των ιστορικών θέσεων της Πελοποννήσου καλύπτοντας την περίοδο 1.400 π.Χ -1950 μ.Χ. Εφόσον, υπάρχει ήδη ένας κατάλογος της ανακλαστικότητας φυσικών χαρακτηριστικών του εδάφους από τη ΝΑΣΑ για τους σκοπούς της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, έτσι θα πρέπει και να δημιουργηθούν παρόμοιοι κατάλογοι τόσο για τους φυσικούς όσο και για τους πολιτισμικούς στόχους καθώς οι φασματικές υπογραφές των παραπάνω διαφοροποιούνται ανάλογα με το γεωγραφικό πλαίσιο στο οποίο εντάσσονται.

'''ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ'''

Αν και θεωρητικά έχει γίνει αντιληπτό το ότι οι τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων σε συνδυασμό με την ανάπτυξη συστημάτων πληροφοριών αποτελούν ένα κατάλληλο μέσο για την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων σχετικά με τη χωρική ανάλυση των αρχαιολογικών θέσεων και ιδιαίτερα τη διαχείριση των πολιτιστικών πόρων, λίγες είναι οι εφαρμογές αυτών στην αρχαιολογία με εξαίρεση τη Γαλλία, την Ολλανδία, τις ΗΠΑ και τη Σκωτία. Τα προγράμματα όμως αυτά, υστερούν ως προς την ακρίβεια των γεωγραφικών αποτυπώσεων, την απουσία ψηφιακών γεωγραφικών δεδομένων και δορυφορικών εικόνων και των αποτελεσμάτων από την επεξεργασία αυτών. Τα μοντέλα κατοίκησης, αποτελούν ενα νέο πεδίο έρευνας της αρχαιολογίας και σχετίζονται με τη διαχείριση των πολιτιστικών μνημείων και τη λήψη αποφάσεων σε αναπτυξιακά έργα. Η ανάπτυξη των μοντέλων αυτών βασίζεται στην επεξεργασία ψηφιακών εικόνων και άλλων περιβαλλοντικών πληροφοριών και τη διαδικασία της ταξινόμησης η οποία επιτρέπει τη μαθηματική ανάλυση χωρικά συνεχών μεταβλητών και την απεικόνιση αυτών. Η κατασκευή μοντέλων εντοπισμού απαιτεί τη στατιστική συσχέτιση ορισμένων περιβαλλοντικών παραμέτρων με γνωστούς αρχαιολογικούς χώρους με στόχο τη χωρική και φασματική διαφοροποίηση περιοχών που μπορεί να έχουν αρχαιολογικό ενδιαφέρον.

'''ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΤΗΝ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ'''

Ο σχετικά μικρός αριθμός εφαρμογών δορυφορικής χαρτογράφησης και εντοπισμού αρχαιολογικών θέσεων μπορεί πιθανόν οφείλεται στους περιορισμούς που θέτει η χωρική ανάλυση των απεικονίσεων, η επεξεργασία και ερμηνεία των αποτελεσμάτων και η διαθεσιμότητα των δεδομένων μέχρι σήμερα. Ο ινδικός δορυφόρος IRS-1C με 5,8 μέτρα χωρική διακριτικότητα είναι το καλύτερο δορυφορικό σύστημα απεικόνισης σε σχέση με τη χωρική ανάλυση. Το ραντάρ του διαστημικού λεωφορείου(Shuttling Imaging Radar-SIR) και ο ιαπωνικός δορυφόρος JERS έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά για την απεικόνιση περιοχών που χαρακτηρίζονται από έντονα φαινόμενα ερημοποίησης και ξηρασίας. Επίσης, άλλα δορυφορικά συστήματα τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται με επιτυχία για τον εντοπισμό αρχαιολογικών θέσεων(π.χ το πρόγραμμα Ζeugma και το ’Νikopolis Project’’). Από όλα τα παραπάνω λοιπόν, συμπεραίνουμε ότι τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών προσφέρουν νέες δυνατότητες στην αρχαιολογική έρευνα μέσω της επεξεργασίας και συσχέτισης διαφορετικών αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών μεταβλητών αναβαθμίζοντας έτσι τόσο την αρχαιολογία όσο και τον τρόπο διαχείρισης των αρχαιολογικών μνημείων.

'''ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ'''

Παρά το γεγονός ότι αρκετές επιτυχίες αρχαιολογικών ερευνών και διαχείρισης πολιτισμικών μνημείων οφείλονται στην εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών, τα αποτελέσματα των εφαρμογών αυτών ούτε έχουν γίνει πλήρως αποδεκτά από την αρχαιολογική κοινότητα ούτε έχουν λάβει την ευρύτητα που θα έπρεπε. Οι συνεχείς βελτιώσεις χωρικής και φασματικής ανάλυσης των καταγραφικών συστημάτων και η διαθεσιμότητα ενός μεγαλύτερου εύρους τηλεπισκοπικών απεικονίσεων θα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στον εντοπισμό, την αποτύπωση και τον έλεγχο των αρχαιολογικών θέσεων. Η τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, αποτελούν ένα μοναδικό μέσο αναπαράστασης του αρχαίου περιβάλλοντος και των τάσεων κατοίκησης αυτού μέσω της μοντελοποίησης. Η ραγδαία αύξηση των αρχαιολογικών δεδομένων και ερευνών, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε αυτά (π.χ. ερημοποίηση, διάβρωση εδάφους κ.ά.) αλλά και η πίεση που προέρχεται από νεότερα αναπτυξιακά έργα ,καθιστούν αναπόφευκτη τη χρήση των G.I.S και της τηλεπισκόπησης ως κατάλληλα εργαλεία διαχείρισης, προστασίας και συντήρησης των πολιτισμικών πόρων, με τη μελλοντική προϋπόθεση της αντιμετώπισης της συνοχής και διάχυσης των αποτελεσμάτων αυτών για την καλύτερη αξιοποίηση και βελτίωση των πολιτισμικών γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών.

'''Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών στην αρχαιολογική έρευνα της Ιτάνου. Σύνθεση αρχαιολογικών, τοπογραφικών, γεωφυσικών, δορυφορικών δεδομένων'''

[[Εικόνα: https://html1-f.scribdassets.com/8n5s1oredc1jmuan/images/18-06b8cdbe41.png. |thumb| right| Υπέρθεση των αποτελεσμάτων των γεωφυσικών διασκοπήσεων και ψηφιοποιημένων τοπογραφικών χαρακτηριστικών σε αεροφωτογραφία του παλαιοχριστιανικού οικισμού της Ιτάνου, Ανατολική Κρήτη (πάνω). Ψηφιοποιημένοι γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες και δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (κέντρο). Αποτελέσματα διασκοπήσεων σεισμικής διάθλασης και υπέρθεση αυτών στη τρισδιάστατη αεροφωτογραφία της περιοχής(κάτω).]]

[[category:Αρχαιολογία]]

Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία

2019-03-01T19:03:48Z

AFRODITI:

Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης στην Αρχαιολογία

2019-03-01T18:58:11Z

AFRODITI: Νέα σελίδα με ' '''Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης την ...'

'''Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης την Αρχαιολογία:
Μια νέα προσέγγιση στην αρχαιολογική έρευνα και διαχείριση της πολιτιστικής κληρονομιάς'''

'''Συγγραφείς: Σαρρής Απόστολος, Γκιούρου Ανθή, Καρίμαλη Ευαγγελία, Κευγάς Ευάγγελος, Τοπούζη Σοφία, Soetens Steven'''

'''Λέξεις κλειδιά: GIS, Δορυφορική Τηλεπισκόπηση, Αρχαιολογική Έρευνα, Πολιτισμός, Διαχείριση'''

''ΠΗΓΗ:'' [[http://www.academia.edu/1515502/%CE%95%CE%A6%CE%91%CE%A1%CE%9C%CE%9F%CE%93%CE%95%CE%A3_%CE%A4%CE%A9%CE%9D_%CE%93%CE%95%CE%A9%CE%93%CE%A1%CE%91%CE%A6%CE%99%CE%9A%CE%A9%CE%9D_%CE%A3%CE%A5%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9C%CE%91%CE%A4%CE%A9%CE%9D_%CE%A0%CE%9B%CE%97%CE%A1%CE%9F%CE%A6%CE%9F%CE%A1%CE%99%CE%A9%CE%9D_%CE%9A%CE%91%CE%99_%CE%A4%CE%97%CE%A3_%CE%94%CE%9F%CE%A1%CE%A5%CE%A6%CE%9F%CE%A1%CE%99%CE%9A%CE%97%CE%A3_%CE%A4%CE%97%CE%9B%CE%95%CE%A0%CE%99%CE%A3%CE%9A%CE%9F%CE%A0%CE%97%CE%A3%CE%97%CE%A3_%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9D_%CE%91%CE%A1%CE%A7%CE%91%CE%99%CE%9F%CE%9B%CE%9F%CE%93%CE%99%CE%91_%CE%9C%CE%99%CE%91_%CE%9D%CE%95%CE%91_%CE%A0%CE%A1%CE%9F%CE%A3%CE%95%CE%93%CE%93%CE%99%CE%A3%CE%97_%CE%A3%CE%A4%CE%97%CE%9D_%CE%91%CE%A1%CE%A7%CE%91%CE%99%CE%9F%CE%9B%CE%9F%CE%93%CE%99%CE%9A%CE%97_%CE%95%CE%A1%CE%95%CE%A5%CE%9D%CE%91_%CE%9A%CE%91%CE%99_%CE%94%CE%99%CE%91%CE%A7%CE%95%CE%99%CE%A1%CE%99%CE%A3%CE%97_%CE%A4%CE%97%CE%A3_%CE%A0%CE%9F%CE%9B%CE%99%CE%A4%CE%99%CE%A3%CE%A4%CE%99%CE%9A%CE%97%CE%A3_%CE%9A%CE%9B%CE%97%CE%A1%CE%9F%CE%9D%CE%9F%CE%9C%CE%99%CE%91%CE%A3]]

'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''

Τα τελευταία χρόνια η δορυφορική τηλεπισκόπηση και τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών έχουν αλλάξει τον τρόπο διεξαγωγής της αρχαιολογικής έρευνας και διαχείρισης των πολιτισμικών πληροφοριών. Εξελιγμένα δορυφορικά καταγραφικά συστήματα απεικόνισης υψηλής χωρικής και φασματικής διακριτικής ανάλυσης σε συνδυασμό με τη χρήση GPS υψηλής ακρίβειας και βελτιωμένα συστήματα επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων οδηγούν σε μια διαφορετική αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων. Σκοπός της συγκεκριμένης παρουσίασης είναι να αναλύσει τις σύγχρονες προκλήσεις που εμφανίζονται στην αρχαιολογική έρευνα και διαχείριση των πολιτισμικών μνημείων, μέσα από κάποια παραδείγματα τα οποία αναδεικνύουν τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών ως την καταλληλότερη μέθοδο.

'''ΕΙΣΑΓΩΓΉ'''

Η επεξεργασία ψηφιακών δορυφορικών εικόνων και η ανάλυση των αντίστοιχων αποτελεσμάτων με γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών στις αρχαιολογικές έρευνες έχει αποφέρει σημαντικά αποτελέσματα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στη δημιουργία ολοκληρωμένων γεωγραφικών τραπεζών πολιτιστικής πληροφορίας. Η αναβάθμιση των δορυφορικών λήψεων και η χρήση GPS μεγάλης ακρίβειας οδηγούν στην αντιμετώπιση προβλημάτων που προκύπτουν από το μεγάλο όγκο αρχαιολογικών δεδομένων(ενταγμένων στο γεωγραφικό τους πλαίσιο) και την ανάγκη διαχείρισης των πολιτιστικών μνημείων υπό την πίεση των σύγχρονων αναπτυξιακών έργων.

'''ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ'''

Τα τελευταία χρόνια η αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων γίνεται μέσω δορυφορικών ψηφιακών εικόνων, οι οποίες προσφέρουν πολλές φασματικές πληροφορίες για μεγάλες εκτάσεις. Η καταγραφή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε διαφορετικά μήκη κύματος υπερνικά τις συμβατικές αεροφωτογραφίες, καθώς προσφέρει περισσότερες πληροφορίες. Οι πληροφορίες λοιπόν, που αντλούμε από τα διαφορετικά μήκη κύματος απεικονίζουν διαφορετικές πληροφορίες και δίνουν τη δυνατότητα συσχέτισης και ταξινόμησης των πληροφοριών αυτών. Τα τελευταία χρόνια η αποτύπωση των αρχαιολογικών χώρων και μνημείων γίνεται μέσω δορυφορικών ψηφιακών εικόνων οι οποίες προσφέρουν πολλές φασματικές πληροφορίες για μεγάλες εκτάσεις. Η ανάπτυξη των δορυφορικών τεχνικών της τηλεπισκόπησης (βελτίωση των καταγραφικών συστημάτων ως προς τη χωρική φασματική και ραδιομετρική τους ικανότητα και εξέλιξη των λογισμικών επεξεργασίας ψηφιακών δορυφορικών εικόνων) έχει προσφέρει μία νέα βάση σχετικά με την αρχαιολογική έρευνα, την περιβαλλοντική διαχείριση και την παρακολούθηση των οικοσυστημάτων. Η πλειονότητα των αρχαιολογικών ερευνητικών προγραμμάτων που χρησιμοποιούν ψηφιακές δορυφορικές εικόνες αποσκοπούν στην εξαγωγή περιβαλλοντικών πληροφοριών και στο συσχετισμό τους με τη θέση των αρχαιολογικών μνημείων και στη συσχέτιση των φασματικών υπογραφών των αρχαιολογικών θέσεων με την καταγραφή της έντασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τους πολυφασματικούς δέκτες των δορυφορικών συστημάτων. Πολύ σημαντικό επίσης είναι, ότι η δορυφορική τηλεπισκόπηση αποτελεί μία τεχνική απόκτησης αρχαιολογικών πληροφοριών χωρίς να χρειάζονται ανασκαφικές δραστηριότητες στην ευρύτερη περιοχή των αρχαιολογικών χώρων. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί για γεωμορφολογική μελέτη περιοχών διάφορων χωρών. Μία από αυτές είναι η περιοχή Βaux Valley της Γαλλίας, όπου εικόνες Spot και Landsat φανέρωσαν ένα σχέδιο των χρήσεων γης και του δικτύου μετακινήσεων της αρχαιότητας κατά τη διάρκεια της γεωλογικής περιόδου του Oλόκαινου.. Στην Ελλάδα η δορυφορική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιήθηκε για τη μορφολογική μελέτη του Αχελώου και τέλος, το πρόγραμμα MARWP (Minnesota Archaeological Researches in the Western Peloponnese) χρησιμοποίησε δορυφορικές εικόνες για τη μελέτη των αρχιτεκτονικών μνημείων και των ιστορικών θέσεων της Πελοποννήσου καλύπτοντας την περίοδο 1.400 π.Χ -1950 μ.Χ. Εφόσον, υπάρχει ήδη ένας κατάλογος της ανακλαστικότητας φυσικών χαρακτηριστικών του εδάφους από τη ΝΑΣΑ για τους σκοπούς της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, έτσι θα πρέπει και να δημιουργηθούν παρόμοιοι κατάλογοι τόσο για τους φυσικούς όσο και για τους πολιτισμικούς στόχους καθώς οι φασματικές υπογραφές των παραπάνω διαφοροποιούνται ανάλογα με το γεωγραφικό πλαίσιο στο οποίο εντάσσονται.

'''ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ'''

Αν και θεωρητικά έχει γίνει αντιληπτό το ότι οι τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων σε συνδυασμό με την ανάπτυξη συστημάτων πληροφοριών αποτελούν ένα κατάλληλο μέσο για την ανάπτυξη νέων προσεγγίσεων σχετικά με τη χωρική ανάλυση των αρχαιολογικών θέσεων και ιδιαίτερα τη διαχείριση των πολιτιστικών πόρων, λίγες είναι οι εφαρμογές αυτών στην αρχαιολογία με εξαίρεση τη Γαλλία, την Ολλανδία, τις ΗΠΑ και τη Σκωτία. Τα προγράμματα όμως αυτά, υστερούν ως προς την ακρίβεια των γεωγραφικών αποτυπώσεων, την απουσία ψηφιακών γεωγραφικών δεδομένων και δορυφορικών εικόνων και των αποτελεσμάτων από την επεξεργασία αυτών. Τα μοντέλα κατοίκησης, αποτελούν ενα νέο πεδίο έρευνας της αρχαιολογίας και σχετίζονται με τη διαχείριση των πολιτιστικών μνημείων και τη λήψη αποφάσεων σε αναπτυξιακά έργα. Η ανάπτυξη των μοντέλων αυτών βασίζεται στην επεξεργασία ψηφιακών εικόνων και άλλων περιβαλλοντικών πληροφοριών και τη διαδικασία της ταξινόμησης η οποία επιτρέπει τη μαθηματική ανάλυση χωρικά συνεχών μεταβλητών και την απεικόνιση αυτών. Η κατασκευή μοντέλων εντοπισμού απαιτεί τη στατιστική συσχέτιση ορισμένων περιβαλλοντικών παραμέτρων με γνωστούς αρχαιολογικούς χώρους με στόχο τη χωρική και φασματική διαφοροποίηση περιοχών που μπορεί να έχουν αρχαιολογικό ενδιαφέρον.

'''ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΣΤΗΝ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ'''

Ο σχετικά μικρός αριθμός εφαρμογών δορυφορικής χαρτογράφησης και εντοπισμού αρχαιολογικών θέσεων μπορεί πιθανόν οφείλεται στους περιορισμούς που θέτει η χωρική ανάλυση των απεικονίσεων, η επεξεργασία και ερμηνεία των αποτελεσμάτων και η διαθεσιμότητα των δεδομένων μέχρι σήμερα. Ο ινδικός δορυφόρος IRS-1C με 5,8 μέτρα χωρική διακριτικότητα είναι το καλύτερο δορυφορικό σύστημα απεικόνισης σε σχέση με τη χωρική ανάλυση. Το ραντάρ του διαστημικού λεωφορείου(Shuttling Imaging Radar-SIR) και ο ιαπωνικός δορυφόρος JERS έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικά για την απεικόνιση περιοχών που χαρακτηρίζονται από έντονα φαινόμενα ερημοποίησης και ξηρασίας. Επίσης, άλλα δορυφορικά συστήματα τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται με επιτυχία για τον εντοπισμό αρχαιολογικών θέσεων(π.χ το πρόγραμμα Ζeugma και το ’Νikopolis Project’’). Από όλα τα παραπάνω λοιπόν, συμπεραίνουμε ότι τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών προσφέρουν νέες δυνατότητες στην αρχαιολογική έρευνα μέσω της επεξεργασίας και συσχέτισης διαφορετικών αρχαιολογικών και περιβαλλοντικών μεταβλητών αναβαθμίζοντας έτσι τόσο την αρχαιολογία όσο και τον τρόπο διαχείρισης των αρχαιολογικών μνημείων.

'''ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ'''

Παρά το γεγονός ότι αρκετές επιτυχίες αρχαιολογικών ερευνών και διαχείρισης πολιτισμικών μνημείων οφείλονται στην εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών, τα αποτελέσματα των εφαρμογών αυτών ούτε έχουν γίνει πλήρως αποδεκτά από την αρχαιολογική κοινότητα ούτε έχουν λάβει την ευρύτητα που θα έπρεπε. Οι συνεχείς βελτιώσεις χωρικής και φασματικής ανάλυσης των καταγραφικών συστημάτων και η διαθεσιμότητα ενός μεγαλύτερου εύρους τηλεπισκοπικών απεικονίσεων θα έχουν σημαντικές επιπτώσεις στον εντοπισμό, την αποτύπωση και τον έλεγχο των αρχαιολογικών θέσεων. Η τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, αποτελούν ένα μοναδικό μέσο αναπαράστασης του αρχαίου περιβάλλοντος και των τάσεων κατοίκησης αυτού μέσω της μοντελοποίησης. Η ραγδαία αύξηση των αρχαιολογικών δεδομένων και ερευνών, οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε αυτά (π.χ. ερημοποίηση, διάβρωση εδάφους κ.ά.) αλλά και η πίεση που προέρχεται από νεότερα αναπτυξιακά έργα ,καθιστούν αναπόφευκτη τη χρήση των G.I.S και της τηλεπισκόπησης ως κατάλληλα εργαλεία διαχείρισης, προστασίας και συντήρησης των πολιτισμικών πόρων, με τη μελλοντική προϋπόθεση της αντιμετώπισης της συνοχής και διάχυσης των αποτελεσμάτων αυτών για την καλύτερη αξιοποίηση και βελτίωση των πολιτισμικών γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών.

'''Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών στην αρχαιολογική έρευνα της Ιτάνου. Σύνθεση αρχαιολογικών, τοπογραφικών, γεωφυσικών, δορυφορικών δεδομένων'''

[[Εικόνα: Eικόνα 1.png |thumb| right| Υπέρθεση των αποτελεσμάτων των γεωφυσικών διασκοπήσεων και ψηφιοποιημένων τοπογραφικών χαρακτηριστικών σε αεροφωτογραφία του παλαιοχριστιανικού οικισμού της Ιτάνου, Ανατολική Κρήτη (πάνω). Ψηφιοποιημένοι γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες και δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (κέντρο). Αποτελέσματα διασκοπήσεων σεισμικής διάθλασης και υπέρθεση αυτών στη τρισδιάστατη αεροφωτογραφία της περιοχής(κάτω).]]

[[category:Αρχαιολογία]]