RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση

2010-03-01T06:34:46Z

Abodini:

<big>'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''</big>

Αυτή η μελέτη ενσωματώνει φασματομετρία εδάφους, φασματομετρία απεικόνισης, και επιτόπιες έρευνες της ασφάλτου του πεζοδρομίου για αξιολόγηση. Υπάρχουν ισχυρά αποδεικτικά στοιχεία για τη φασματική γήρανση της ασφάλτου και για τις διεργασίες υποβάθμισης, ως εκ τούτου το φασματικό πεδίο έδειξε ότι η γήρανση της ασφάλτου και η υποβάθμιση παράγουν μετρήσιμες αλλαγές στα φάσματα αυτών των επιφανειών μιας και υπόκεινται μια μετάβαση από υδρογονάνθρακες κυριαρχούνται νέοι δρόμοι σε μεταλλικά κυριαρχούν γηραιότερους δρόμους. Φασματικές μετρήσεις που προέρχονται από τον τομέα και το φάσμα της εικόνας συσχετίζονται καλά με δείκτες ποιότητας του πεζοδρομίου. Φασματική σύγχυση μεταξύ της γήρανσης των υλικών του πεζοδρομίου και του μίγματος της διάβρωσης της ασφάλτου από τη μία πλευρά, και των κατασκευαστικών ζημιών του δρόμου (π.χ. πυρόλυση), από την άλλη, θέτει ορισμένα όρια στην χαρτογράφηση βάση τηλεπισκόπησης. Τόσο οι μέθοδοι "κοινής πρακτικής" (Συστήματα διαχείρισης Pavement-PMS, με επιτόπιες επιθεωρήσεις των οχημάτων), καθώς και η ανάλυση που χρησιμοποιεί φασματομετρία εικόνας είναι αποτελεσματικές σε προσδιορισμό δρόμων σε καλή και πολύ καλή κατάσταση. Διακύμανση και αβεβαιότητα σε όλα τα δεδομένα της έρευνας (PMS, των επιτόπιων ελέγχων των οχημάτων, τηλεπισκόπησης) αυξάνει για οδοστρώματα που είναι σε κακή κατάσταση και η λήψη αποφάσεων για τον σαφή προσδιορισμός των ειδικών (και δαπανηρών) επιφανειακών επεξεργασιών που πρέπει να ακολουθηθεί, εξακολουθεί να είναι προβληματική από αυτές τις μεθόδους.

Λεπτομερείς και ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τις οδικές υποδομές είναι το θεμέλιο για τη διαχείριση και το σχεδιασμό των μεταφορών. Δεδομένου ότι το κόστος των συχνών και πλήρη ελέγχων είναι υψηλό, περιορίζονται οι πολλές έρευνές σε μεγάλους οδικούς άξονες. Για αυτό σκοπό αυτό, μια σειρά τεχνολογιών της έρευνας έχουν εφαρμοστεί για τη χαρτογράφηση της κατάστασης των οδοστρωμάτων. Η κοινή πρακτική σήμερα είναι οι παρατηρήσεις από εμπειρογνώμονες, οι οποίοι καταλήγουν σε τιμές , όπως ο Δείκτης Κατάστασης του οδοστρώματος (PCI) και η Structure Index (SI).Άλλες τεχνολογίες εξελίσσονται όπως το Pavement Management Systems (PMS), συνήθως σε συνδυασμό με το Global Positioning System (GPS) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών(GIS).

Οι πρόσφατες εξελίξεις στην φασματομετρική απεικόνιση προσφέρουν βελτίωση στην ποιότητα των οδικών χαρτογραφήσεων. Τα φασματόμετρα είναι σε θέση να αποκτήσουν έναν μεγάλο αριθμό φασματικά κανάλια με στενό εύρος για κάθε ζώνη. Οι εν λόγω λεπτομερείς φασματικές μετρήσεις επιτρέπουν την ακριβή ταυτοποίηση των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων των υλικών, καθώς και τη γεωμετρία επιφάνειας (Clark, 1999, Roberts και Herold, 2004).

Ένα πείραμα στη Goleta της Καλιφόρνια διενεργήθηκε για τη διερεύνηση δυνατότητας φασματομετρικής απεικόνισης σε συνθήκες χαρτογράφησης ασφάλτου. Οι δρόμοι ήταν αποτυπωθεί με "κοινή πρακτική" τεχνικών από ερευνητικό όχημα ARAN και επιθεωρήθηκαν
από ειδικευμένους εμπειρογνώμονες πεζοδρόμιο του Iowa State University. Το Santa Barbara County PMS παρέχει πρόσθετες χωρικές πληροφορίες σχετικά με τις οδικές συνθήκες. Για την αξιολόγηση των φασματικών χαρακτηριστικών του οδοστρώματος χρησιμοποιήθηκε ένα
φασματόμετρο χειρός (ASD). Οι δρόμοι εντοπίστηκαν από το AVIRIS (4 m χωρική διακριτική ικανότητα) και το HyperSpectir sub-meter υπερφασματικό αισθητήρα του Spectir Inc. Διερευνήθηκαν τα φασματικά χαρακτηριστικά του οδοστρώματος και συγκρίθηκε η αποτελεσματικότητα των διαφόρων μεθόδων έρευνας. Απώτερος στόχος ήταν να διερευνηθούν οι σχέσεις μεταξύ των παραμέτρων της τηλεπισκόπησης (δηλαδή φασματική ανακλαστικότητα) και των παραμέτρων της κατάστασης των οδοστρωμάτων.

<big>'''ΣΥΝΟΨΗ ΤΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΩΝ'''</big>

Για πρώτη φορά ήμασταν σε θέση να παρέχουμε αποδεικτικά στοιχεία για τη φασματική γήρανση και για τις διεργασίες υποβάθμισης των επιτόπιων ασφαλτικών οδοστρωμάτων. Τα καινούργια πεζοδρόμια με άσφαλτο αποτελούνται από απορροφήσεις υδρογονανθράκων. Τα γηρασμένα πεζοδρόμια και τα αποτελέσματα διάβρωσης του ασφαλτικού μίγματος χαρακτηρίζονται από μια σταδιακή μετάβαση από υδρογονάνθρακες σε χαρακτηριστικά απορρόφησης ορυκτών υλών, με γενική αύξηση της φωτεινότητας και αλλαγές σε μικρής κλίμακας χαρακτηριστικών απορρόφησης. Κατασκευαστικές ζημιές των οδικών αξόνων (π.χ. ρωγμές) δείχνουν κάποια φασματική διακύμανση.

Οι ρωγμές μειώνουν τη φωτεινότητα και τονίζει τα χαρακτηριστικά της απορρόφησης των υδρογονανθράκων. Οι ρωγμές σε βαθύτερα στρώματα του οδοστρώματος με υψηλότερη περιεκτικότητα του αρχικού μείγματος ασφάλτου οδηγούν σε αυξημένες ποσότητες απορρόφησης των υδρογονανθράκων. Η γήρανση του οδοστρώματος γίνεται πιο φωτεινή με φθίνουσες απορροφήσεις υδρογονανθράκων. Ωστόσο, η διαφορά στην ανακλαστικότητα και στην ένταση της απορρόφησης υδρογονανθράκων είναι μικρότερη στις ρωγμές απ’ ότι σε μια νέα ασφαλτική επιφάνεια.

Αξιολογήθηκαν δύο φασματόμετρα με διαφορετική χωρική ανάλυση (Στοιχεία AVIRIS - 4 m, HyperSpectir - 0,5 m). Η μελέτη χρησιμοποίησε ένα κανάλι στην ορατή περιοχή και την τοπική χωρική διακύμανση για να συγκρίνει τα σήματα της τηλεπισκόπησης με τις επίγειες παρατηρήσεις. Είναι απαραίτητη λεπτομερειακή χωρική ανάλυση για την χαρτογράφηση της επιδείνωσης του οδικού δικτύου. Η GIFOV θα πρέπει να είναι πιο λεπτή από 4 μέτρα και, ενδεχομένως έως 0,5 m για λεπτομερή παρατήρηση της κατάστασης των οδικών μεταφορών.

Η διαφορά ανάκλασης των δεδομένων HyperSpectir συγκρίθηκαν με το πεζοδρόμιο PCI και έδειξε ότι η φασματομετρία απεικόνισης είναι ικανή για να παρουσιάσει τις οδικές συνθήκες. Η σχέση μεταξύ των σημάτων τηλεπισκόπησης και του PCI είναι ισχυρή για δρόμους σε καλές συνθήκες, αλλά όχι για δρόμους χαμηλότερη ποιότητας. Επί του παρόντος, ο αλγόριθμος δεν είναι σε θέση να αποφανθεί για τη διαχείριση ενεργειών (δηλαδή, συντήρηση έναντι αποκατάστασης).

'''Πηγή: ''' Martin Herold,Dar A. Roberts, Mapping Asphalt Road Conditions With Hyperspectral Remote Sensing

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:27:10Z

Abodini:

<big>'''ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ'''</big>

Τεχνικές τηλεπισκόπισης είναι οι κυριότερες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών για την άντληση πληροφοριών και για την ψηφιακή χαρτογράφηση των χωρικών χαρακτηριστικών. Παραδοσιακές μέθοδοι περιλαμβάνουν επιβλεπόμενη ταξινόμηση των δεδομένων με 30μ. χωρική διακριτική ικανότητα (δηλαδή Landsat TM) συγκεντρώνοντας φωτοσταθερά με χρήση Global Positioning Systems (GPS) στο έδαφος. Οι μέθοδοι αυτές αντιμετωπίζουν κάποια προβλήματα ιδιαίτερα σε πολυσύνθετα τοπία, όπως οι γεωργικές εκτάσεις στην περιοχή της Μεσογείου. Χωρικές και φασματικές αβεβαιότητες μειώνουν την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης.

Σήμερα, ωστόσο, αισθητήρες υψηλής ανάλυσης με χωρική διακριτική ικανότητα 2,5 m μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άμεση χαρτογράφηση με οπτική ερμηνεία ή την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων. Τα βασικά μειονεκτήματα των μεθόδων αυτών είναι η εξειδικευμένη τεχνογνωσία που απαιτείται, και η κάλυψη του συνόλου της περιοχής μελέτης με ακριβά δεδομένα υψηλής ανάλυσης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογήσει τη βελτίωση των δεδομένων Landsat TM επιβλεπόμενης ταξινόμησης, χρησιμοποιώντας υψηλής ανάλυσης αισθητήρα Quickbird για την συλλογή φωτοσταθερών, προκειμένου να ανακτήσει τη χωρική κατανομή των γεωργικών εκτάσεων ελαιώνων στο νησί της Λέσβου. Το αποτέλεσμα της ταξινόμησης περιλαμβάνει διάφορες ποιοτικές κατηγορίες των εκτάσεων, καθώς και μια προσπάθεια για την εκτίμηση της πυκνότητας των δένδρων.

<big>'''Δεδομένα και μεθοδολογία'''</big>

Δορυφορικές εικόνες της μέσης-υψηλής (Landsat TM) και πολύ υψηλής ανάλυσης (Quickbird) χρησιμοποιήθηκαν ως αρχικά δεδομένα. Η Landsat TM εικόνα αποκτήθηκε στις 28/5/1999. Έτσι, τεκμαίρεται ότι τα τελευταία 3 χρόνια, δεν υπάρχουν σημαντικές τροποποιήσεις στους τύπους κάλυψη γης που να μπορούν να καταγραφούν σε 30μ. επί 30 μ. Γεωμετρικές διορθώσεις για Landsat TM εφαρμόστηκαν με τη χρήση υψηλής ακρίβειας GPS (3-5 m) μετρήσεων και γεωαναφέρθηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 87. Επιλεγμένες εικόνες Quickbird διορθώθηκαν χρησιμοποιώντας τα ίδια Ground Control Points (GCPs) με τα Landsat TM δεδομένα.

Οι Quickbird είναι οι υψηλότερης ανάλυσης εμπορικοί δορυφόροι στον κόσμο. ‘Εχουν ανάλυση στο έδαφος 61 εκατοστά για το παγχρωματικό κανάλι και 2,44 μ. για το πολυφασματικό (Eurimage, 2003). Συλλέγονται σε μορφή 11-bit (2048 επίπεδα γκρι), ενώ είναι διαθέσιμες η τεσσάρων-καναλιών πολυφασματική ζώνη που αποτελείται από μπλε, πράσινο, κόκκινο και εγγύς υπέρυθρο κανάλι (πίνακας 1). Οι Quickbird εικόνες αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2002 και το σύνολο της περιοχής μελέτης καλύπτεται από περισσότερα από 15 τοπία. Μειονεκτήματα της απόκτησης νέων δεδομένων υψηλής ανάλυσης είναι η υψηλή τιμή και ο κίνδυνος που υπάρχει το 20% της περιοχής ενδιαφέροντος να καλύπτεται από τα σύννεφα μη συμπεριλαμβανομένης της ομίχλης και των σκιών.

Στην εποπτεία της κατάρτισης, ο χρήστης εξαρτάται από τις δεξιότητες αναγνώρισης προτύπων και των προτέρων γνώση των δεδομένων για να βοηθήσει το σύστημα καθορίζει τα στατιστικά κριτήρια (υπογραφές) για την ταξινόμηση των δεδομένων. Συνήθως, αυτή η γνώση αποκτιέται από την εργασία στην ύπαιθρο, όσον αφορά την ερμηνεία του τοπίου σε κατηγορίες και την αντιστοίχισή της σε Χ και Υ τιμές που αποκτήθηκαν από το GPS. Αυτή η διαδικασία έχει πολλές ανθρωποώρες κόστος, κόστος μετακίνησης και απαιτεί την ικανότητα των χρηστών να μπορούν να ταξιδέψουν στην περιοχήμελέτης. Στο πλαίσιο αυτής της έρευνας, οι εργασίες στον τομέα αντικαθίστανται από δεδομένα Quickbird, έτσι ώστε ο ταξινομητής ερμηνεύει τις διαφορετικές τάξεις από εικόνες και συλλέγει τις αντίστοιχες Περιοχές Ενδιαφέροντος (AOIs) που έχουν χρησιμοποιηθεί για την εποπτεία της κατάταξης Landsat TM.
Οι κατηγορίες που έχουν αναγνωρισθεί, προκειμένου να γίνει η ταξινόμηση της εικόνας Landsat TM είναι:

'''• '''Αλατωρυχεία, παράκτιες περιοχές, νερό

'''• '''Θάλασσα

'''• '''Αστική περιοχή

'''• '''Γυμνό εδάφος

'''• '''Πευκοδάσος

'''• '''Ελαιώνες

'''• '''Δάσος

'''• '''Δάσος καστανιάς

'''• '''Θάμνοι

'''• '''Δάσος φυλλοβόλων

'''• '''Γεωργική γη

'''• '''Βοσκοτόπια

Οι ελαιώνες χωρίζονται σε 5 διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με το είδος τους και την πυκνότητα δέντρων, όπως φαίνονται στην εικόνα 1.

[[εικόνα:l100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Δείγματα ελαιόδεντρων σε εικόνες Quickbird

'''• ''' Ε1: 90-120 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''Ε2: 130-150 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''Ε3: 160-190 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''E4F: 200-230 δέντρα ανά εκτάριο σε επίπεδη περιοχή

'''• '''E4M: 200-230 δέντρα ανά εκτάριο σε ορεινή περιοχή

Μετά τη συλλογή Περιοχών Ενδιαφέροντος, οι εικόνες Landast TM ταξινομηθηκαν στις ανωτέρω κατηγορίες με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση, χρησιμοποιώντας τον κανόνα «feature space decision» ως μη παραμετρικό κανόνα και τη μέγιστη πιθανότητα ως παραμετρικό κανόνα. Όταν οι τιμές ενός pixel είναι στην φασματική περιοχή, τότε το pixel τοποθετείται στη κλάση αυτή.
Η ακρίβεια αξιολόγησης εκτιμήθηκε με τον πίνακα «contingency matrix» της κατάταξης. Ο «contingency matrix» είναι μια γρήγορη ταξινόμηση, με τους ίδιους κανόνες, των pixels σε μια σειρά δειγμάτων κατάρτισης για να δούμε τι ποσοστό του δείγματος pixels κατατάσσονται στην πραγματικότητα με τον αναμενόμενο τρόπο. Τα pixels του κάθε δείγματος κατάρτισης δεν είναι πάντοτε τόσο ομοιογενή έτσι ώστε κάθε εικονοστοιχείο σε ένα δείγμα ταξινομείται στην πραγματικότητα σε μια αντίστοιχη κατηγορία του. Κάθε δείγμα pixel έχει ένα βάρος στα στατιστικά στοιχεία που καθορίζει τις κλάσεις. Ωστόσο, εάν οι στατιστικές υπογραφές για κάθε δείγμα είναι διαφορετικές από εκείνες των άλλων δειγμάτων, στη συνέχεια, ένα υψηλό ποσοστό των pixels κάθε δείγματος ταξινομείται όπως αναμένεται (ERDAS, 1994).

<big>'''Αποτελέσματα και Συζήτηση '''</big>

Ο ακριβής υπολογισμός της περιοχής των ελαιώνων και του αριθμού των δένδρων είναι αρκετά δύσκολος στο ελληνικό νησιωτικό περιβάλλον και οφείλεται στον περίπλοκο τοπίο, στην εγκατάλειψη της γης και στην έλλειψη στατιστικών και ιστορικών δεδομένων. Η ταξινόμηση ελαιόδεντρων που χαρτογράφούνται από δορυφορικά δεδομένα έχει ενθαρρυντικά αποτελέσματα και οι νέες τεχνικές διευρύνονται για περαιτέρω βελτίωση. Με τη χρήση εικόνων υψηλής ανάλυσης ως ένα εργαλείο για τη συλλογή φωτοσταθερών, εκτιμήθηκε η συνολική έκταση κάλυψης και ο αριθμός των ελαιόδεντρων. Η συνολική έκταση υπολογίστηκε σε 47561,5 εκτάρια, ενώ σε προηγούμενη έρευνα, όπου τα δεδομένα συλλέγονται με τη χρήση ενός GPS ακρίβειας 30 m, η συνολική έκταση υπολογίστηκε 43324,1 εκτάρια (Χατζόπουλος et al., 1992, Κουκούλας, 1994 ). Η υπερεκτίμηση αυτή εξηγείται κυρίως από τη χρονική διαφορά λήψης των δύο συνόλων δορυφορικών δεδομένων που είναι 9 χρόνια και στις διαφορετικές προσεγγίσεις στη συλλογή φωτοσταθερών. Το σχήμα 2 δείχνει τους παραγόμενους χάρτες από την ταξινόμηση των εικόνων Landsat TM αναφορικά με τους τύπους της κάλυψης γης και τα είδη των ελαιώδενδρων.

[[εικόνα:l101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Χάρτης κατηγοριών καλύψεων γης (πάνω) και Χάρτης τύπων ελαιόδεντρων (κάτω) από ταξινόμηση Landsat TM

Στον «contingency matrix» φαίνονται για τα δείγματα οι τύποι της κάλυψης γης που έχει επιλεγεί ως το τελικό σχέδιο κατάταξης. Η συνολική ακρίβεια είναι 99,38%, που σημαίνει ότι αυτό το ποσοστό του δείγματος pixels έχει ταξινομηθεί σωστά. Όσον αφορά τις ελιές, μόνο το 1,7% των pixels που έχουν αναγνωριστεί ως ελιές από το χρήστη πάνω στην εικόνα Quickbird, έχουν ταξινομηθεί σε 5 άλλες κατηγορίες. Αυτό εξηγείται λόγω του μεγαλύτερου συνόλου περιοχών εκπαίδευσης που έχουν επιλεγεί για ελαιόδεντρα. Επιπλέον, υπάρχει μια υπερεκτίμηση του 5,5% των pixels που ανήκουν σε άλλες κατηγορίες και έχουν ταξινομηθεί ως ελιές. Συγκρινόμενη με την προηγούμενη διαδικασία ταξινόμησης (Χατζόπουλος et al., 1992), όπου ο χρήστης πρέπει να συλλέγει φωτοσταθερά με το GPS, τα αποτελέσματα της κατάταξης φαίνεται να είναι πολύ καλύτερα.

'''Πηγή: ''' Christos Vasilakos,John Hatzopoulos,Kostas Kalabokidis,Kostas Koutsovilis,Argiroula Thomaidou,Classification of agricultural fields by using Landsat TM and QuickBird sensors. The case study of olive trees in Lesvos island.

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:23:32Z

Abodini:

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:22:57Z

Abodini:

<big>'''ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ'''</big>

Τεχνικές τηλεπισκόπισης είναι οι κυριότερες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών για την άντληση πληροφοριών και για την ψηφιακή χαρτογράφηση των χωρικών χαρακτηριστικών. Παραδοσιακές μέθοδοι περιλαμβάνουν επιβλεπόμενη ταξινόμηση των δεδομένων με 30μ. χωρική διακριτική ικανότητα (δηλαδή Landsat TM) συγκεντρώνοντας φωτοσταθερά με χρήση Global Positioning Systems (GPS) στο έδαφος. Οι μέθοδοι αυτές αντιμετωπίζουν κάποια προβλήματα ιδιαίτερα σε πολυσύνθετα τοπία, όπως οι γεωργικές εκτάσεις στην περιοχή της Μεσογείου. Χωρικές και φασματικές αβεβαιότητες μειώνουν την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης.

Σήμερα, ωστόσο, αισθητήρες υψηλής ανάλυσης με χωρική διακριτική ικανότητα 2,5 m μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άμεση χαρτογράφηση με οπτική ερμηνεία ή την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων. Τα βασικά μειονεκτήματα των μεθόδων αυτών είναι η εξειδικευμένη τεχνογνωσία που απαιτείται, και η κάλυψη του συνόλου της περιοχής μελέτης με ακριβά δεδομένα υψηλής ανάλυσης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογήσει τη βελτίωση των δεδομένων Landsat TM επιβλεπόμενης ταξινόμησης, χρησιμοποιώντας υψηλής ανάλυσης αισθητήρα Quickbird για την συλλογή φωτοσταθερών, προκειμένου να ανακτήσει τη χωρική κατανομή των γεωργικών εκτάσεων ελαιώνων στο νησί της Λέσβου. Το αποτέλεσμα της ταξινόμησης περιλαμβάνει διάφορες ποιοτικές κατηγορίες των εκτάσεων, καθώς και μια προσπάθεια για την εκτίμηση της πυκνότητας των δένδρων.

<big>'''Δεδομένα και μεθοδολογία'''</big>

Δορυφορικές εικόνες της μέσης-υψηλής (Landsat TM) και πολύ υψηλής ανάλυσης (Quickbird) χρησιμοποιήθηκαν ως αρχικά δεδομένα. Η Landsat TM εικόνα αποκτήθηκε στις 28/5/1999. Έτσι, τεκμαίρεται ότι τα τελευταία 3 χρόνια, δεν υπάρχουν σημαντικές τροποποιήσεις στους τύπους κάλυψη γης που να μπορούν να καταγραφούν σε 30μ. επί 30 μ. Γεωμετρικές διορθώσεις για Landsat TM εφαρμόστηκαν με τη χρήση υψηλής ακρίβειας GPS (3-5 m) μετρήσεων και γεωαναφέρθηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 87. Επιλεγμένες εικόνες Quickbird διορθώθηκαν χρησιμοποιώντας τα ίδια Ground Control Points (GCPs) με τα Landsat TM δεδομένα.

Οι Quickbird είναι οι υψηλότερης ανάλυσης εμπορικοί δορυφόροι στον κόσμο. ‘Εχουν ανάλυση στο έδαφος 61 εκατοστά για το παγχρωματικό κανάλι και 2,44 μ. για το πολυφασματικό (Eurimage, 2003). Συλλέγονται σε μορφή 11-bit (2048 επίπεδα γκρι), ενώ είναι διαθέσιμες η τεσσάρων-καναλιών πολυφασματική ζώνη που αποτελείται από μπλε, πράσινο, κόκκινο και εγγύς υπέρυθρο κανάλι (πίνακας 1). Οι Quickbird εικόνες αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2002 και το σύνολο της περιοχής μελέτης καλύπτεται από περισσότερα από 15 τοπία. Μειονεκτήματα της απόκτησης νέων δεδομένων υψηλής ανάλυσης είναι η υψηλή τιμή και ο κίνδυνος που υπάρχει το 20% της περιοχής ενδιαφέροντος να καλύπτεται από τα σύννεφα μη συμπεριλαμβανομένης της ομίχλης και των σκιών.

Στην εποπτεία της κατάρτισης, ο χρήστης εξαρτάται από τις δεξιότητες αναγνώρισης προτύπων και των προτέρων γνώση των δεδομένων για να βοηθήσει το σύστημα καθορίζει τα στατιστικά κριτήρια (υπογραφές) για την ταξινόμηση των δεδομένων. Συνήθως, αυτή η γνώση αποκτιέται από την εργασία στην ύπαιθρο, όσον αφορά την ερμηνεία του τοπίου σε κατηγορίες και την αντιστοίχισή της σε Χ και Υ τιμές που αποκτήθηκαν από το GPS. Αυτή η διαδικασία έχει πολλές ανθρωποώρες κόστος, κόστος μετακίνησης και απαιτεί την ικανότητα των χρηστών να μπορούν να ταξιδέψουν στην περιοχήμελέτης. Στο πλαίσιο αυτής της έρευνας, οι εργασίες στον τομέα αντικαθίστανται από δεδομένα Quickbird, έτσι ώστε ο ταξινομητής ερμηνεύει τις διαφορετικές τάξεις από εικόνες και συλλέγει τις αντίστοιχες Περιοχές Ενδιαφέροντος (AOIs) που έχουν χρησιμοποιηθεί για την εποπτεία της κατάταξης Landsat TM.
Οι κατηγορίες που έχουν αναγνωρισθεί, προκειμένου να γίνει η ταξινόμηση της εικόνας Landsat TM είναι:

'''• '''Αλατωρυχεία, παράκτιες περιοχές, νερό

'''• '''Θάλασσα

'''• '''Αστική περιοχή

'''• '''Γυμνό εδάφος

'''• '''Πευκοδάσος

'''• '''Ελαιώνες

'''• '''Δάσος

'''• '''Δάσος καστανιάς

'''• '''Θάμνοι

'''• '''Δάσος φυλλοβόλων

'''• '''Γεωργική γη

'''• '''Βοσκοτόπια

Οι ελαιώνες χωρίζονται σε 5 διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με το είδος τους και την πυκνότητα δέντρων, όπως φαίνονται στην εικόνα 1.

[[εικόνα:l100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Δείγματα ελαιόδεντρων σε εικόνες Quickbird

'''• ''' Ε1: 90-120 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''Ε2: 130-150 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''Ε3: 160-190 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''E4F: 200-230 δέντρα ανά εκτάριο σε επίπεδη περιοχή

'''• '''E4M: 200-230 δέντρα ανά εκτάριο σε ορεινή περιοχή

Μετά τη συλλογή Περιοχών Ενδιαφέροντος, οι εικόνες Landast TM ταξινομηθηκαν στις ανωτέρω κατηγορίες με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση, χρησιμοποιώντας τον κανόνα «feature space decision» ως μη παραμετρικό κανόνα και τη μέγιστη πιθανότητα ως παραμετρικό κανόνα. Όταν οι τιμές ενός pixel είναι στην φασματική περιοχή, τότε το pixel τοποθετείται στη κλάση αυτή.
Η ακρίβεια αξιολόγησης εκτιμήθηκε με τον πίνακα «contingency matrix» της κατάταξης. Ο «contingency matrix» είναι μια γρήγορη ταξινόμηση, με τους ίδιους κανόνες, των pixels σε μια σειρά δειγμάτων κατάρτισης για να δούμε τι ποσοστό του δείγματος pixels κατατάσσονται στην πραγματικότητα με τον αναμενόμενο τρόπο. Τα pixels του κάθε δείγματος κατάρτισης δεν είναι πάντοτε τόσο ομοιογενή έτσι ώστε κάθε εικονοστοιχείο σε ένα δείγμα ταξινομείται στην πραγματικότητα σε μια αντίστοιχη κατηγορία του. Κάθε δείγμα pixel έχει ένα βάρος στα στατιστικά στοιχεία που καθορίζει τις κλάσεις. Ωστόσο, εάν οι στατιστικές υπογραφές για κάθε δείγμα είναι διαφορετικές από εκείνες των άλλων δειγμάτων, στη συνέχεια, ένα υψηλό ποσοστό των pixels κάθε δείγματος ταξινομείται όπως αναμένεται (ERDAS, 1994).

<big>'''Αποτελέσματα και Συζήτηση '''</big>

Ο ακριβής υπολογισμός της περιοχής των ελαιώνων και του αριθμού των δένδρων είναι αρκετά δύσκολος στο ελληνικό νησιωτικό περιβάλλον και οφείλεται στον περίπλοκο τοπίο, στην εγκατάλειψη της γης και στην έλλειψη στατιστικών και ιστορικών δεδομένων. Η ταξινόμηση ελαιόδεντρων που χαρτογράφούνται από δορυφορικά δεδομένα έχει ενθαρρυντικά αποτελέσματα και οι νέες τεχνικές διευρύνονται για περαιτέρω βελτίωση. Με τη χρήση εικόνων υψηλής ανάλυσης ως ένα εργαλείο για τη συλλογή φωτοσταθερών, εκτιμήθηκε η συνολική έκταση κάλυψης και ο αριθμός των ελαιόδεντρων. Η συνολική έκταση υπολογίστηκε σε 47561,5 εκτάρια, ενώ σε προηγούμενη έρευνα, όπου τα δεδομένα συλλέγονται με τη χρήση ενός GPS ακρίβειας 30 m, η συνολική έκταση υπολογίστηκε 43324,1 εκτάρια (Χατζόπουλος et al., 1992, Κουκούλας, 1994 ). Η υπερεκτίμηση αυτή εξηγείται κυρίως από τη χρονική διαφορά λήψης των δύο συνόλων δορυφορικών δεδομένων που είναι 9 χρόνια και στις διαφορετικές προσεγγίσεις στη συλλογή φωτοσταθερών. Το σχήμα 2 δείχνει τους παραγόμενους χάρτες από την ταξινόμηση των εικόνων Landsat TM αναφορικά με τους τύπους της κάλυψης γης και τα είδη των ελαιώδενδρων.

[[εικόνα:l101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Χάρτης κατηγοριών καλύψεων γης ( πάνω) και Χάρτης τύπων ελαιόδεντρων ( κάτω) από ταξινόμηση Landsat TM

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:21:42Z

Abodini:

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:20:08Z

Abodini:

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:18:57Z

Abodini:

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ

2010-02-28T08:17:08Z

Abodini: New page: <big>'''ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟ...

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-28T08:13:51Z

Abodini:

* [[ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ ΣΤΗ ΒΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΟΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ LANDSAT T.M.]]

* [[Aξιολόγηση τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της χρήσης γης στην Τεχεράνη, Ιράν]]

* [[ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ]]

* [[Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ]]

* [[Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001]]

* [[Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001]]

* [[Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ]]

* [[Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση]]

* [[Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας]]

* [[XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ]]

* [[ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ]]

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

Αρχείο:L101.jpg

2010-02-28T08:12:32Z

Abodini:

Αρχείο:L100.jpg

2010-02-28T08:12:01Z

Abodini:

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ.

2010-02-28T08:11:43Z

Abodini:

<big>''' ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ'''</big>

Τεχνικές τηλεπισκόπισης είναι οι κυριότερες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών για την άντληση πληροφοριών και για την ψηφιακή χαρτογράφηση των χωρικών χαρακτηριστικών. Παραδοσιακές μέθοδοι περιλαμβάνουν επιβλεπόμενη ταξινόμηση των δεδομένων με 30μ. χωρική διακριτική ικανότητα (δηλαδή Landsat TM) συγκεντρώνοντας φωτοσταθερά με χρήση Global Positioning Systems (GPS) στο έδαφος. Οι μέθοδοι αυτές αντιμετωπίζουν κάποια προβλήματα ιδιαίτερα σε πολυσύνθετα τοπία, όπως οι γεωργικές εκτάσεις στην περιοχή της Μεσογείου. Χωρικές και φασματικές αβεβαιότητες μειώνουν την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης.

Σήμερα, ωστόσο, αισθητήρες υψηλής ανάλυσης με χωρική διακριτική ικανότητα 2,5 m μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την άμεση χαρτογράφηση με οπτική ερμηνεία ή την αυτόματη αναγνώριση αντικειμένων. Τα βασικά μειονεκτήματα των μεθόδων αυτών είναι η εξειδικευμένη τεχνογνωσία που απαιτείται, και η κάλυψη του συνόλου της περιοχής μελέτης με ακριβά δεδομένα υψηλής ανάλυσης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογήσει τη βελτίωση των δεδομένων Landsat TM επιβλεπόμενης ταξινόμησης, χρησιμοποιώντας υψηλής ανάλυσης αισθητήρα Quickbird για την συλλογή φωτοσταθερών, προκειμένου να ανακτήσει τη χωρική κατανομή των γεωργικών εκτάσεων ελαιώνων στο νησί της Λέσβου. Το αποτέλεσμα της ταξινόμησης περιλαμβάνει διάφορες ποιοτικές κατηγορίες των εκτάσεων, καθώς και μια προσπάθεια για την εκτίμηση της πυκνότητας των δένδρων.

<big>''' Δεδομένα και μεθοδολογία '''</big>

Δορυφορικές εικόνες της μέσης-υψηλής (Landsat TM) και πολύ υψηλής ανάλυσης (Quickbird) χρησιμοποιήθηκαν ως αρχικά δεδομένα. Η Landsat TM εικόνα αποκτήθηκε στις 28/5/1999. Έτσι, τεκμαίρεται ότι τα τελευταία 3 χρόνια, δεν υπάρχουν σημαντικές τροποποιήσεις στους τύπους κάλυψη γης που να μπορούν να καταγραφούν σε 30μ. επί 30 μ. Γεωμετρικές διορθώσεις για Landsat TM εφαρμόστηκαν με τη χρήση υψηλής ακρίβειας GPS (3-5 m) μετρήσεων και γεωαναφέρθηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 87. Επιλεγμένες εικόνες Quickbird διορθώθηκαν χρησιμοποιώντας τα ίδια Ground Control Points (GCPs) με τα Landsat TM δεδομένα.

Οι Quickbird είναι οι υψηλότερης ανάλυσης εμπορικοί δορυφόροι στον κόσμο. ‘Εχουν ανάλυση στο έδαφος 61 εκατοστά για το παγχρωματικό κανάλι και 2,44 μ. για το πολυφασματικό (Eurimage, 2003). Συλλέγονται σε μορφή 11-bit (2048 επίπεδα γκρι), ενώ είναι διαθέσιμες η τεσσάρων-καναλιών πολυφασματική ζώνη που αποτελείται από μπλε, πράσινο, κόκκινο και εγγύς υπέρυθρο κανάλι (πίνακας 1). Οι Quickbird εικόνες αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2002 και το σύνολο της περιοχής μελέτης καλύπτεται από περισσότερα από 15 τοπία. Μειονεκτήματα της απόκτησης νέων δεδομένων υψηλής ανάλυσης είναι η υψηλή τιμή και ο κίνδυνος που υπάρχει το 20% της περιοχής ενδιαφέροντος να καλύπτεται από τα σύννεφα μη συμπεριλαμβανομένης της ομίχλης και των σκιών.

Στην εποπτεία της κατάρτισης, ο χρήστης εξαρτάται από τις δεξιότητες αναγνώρισης προτύπων και των προτέρων γνώση των δεδομένων για να βοηθήσει το σύστημα καθορίζει τα στατιστικά κριτήρια (υπογραφές) για την ταξινόμηση των δεδομένων. Συνήθως, αυτή η γνώση αποκτιέται από την εργασία στην ύπαιθρο, όσον αφορά την ερμηνεία του τοπίου σε κατηγορίες και την αντιστοίχισή της σε Χ και Υ τιμές που αποκτήθηκαν από το GPS. Αυτή η διαδικασία έχει πολλές ανθρωποώρες κόστος, κόστος μετακίνησης και απαιτεί την ικανότητα των χρηστών να μπορούν να ταξιδέψουν στην περιοχήμελέτης. Στο πλαίσιο αυτής της έρευνας, οι εργασίες στον τομέα αντικαθίστανται από δεδομένα Quickbird, έτσι ώστε ο ταξινομητής ερμηνεύει τις διαφορετικές τάξεις από εικόνες και συλλέγει τις αντίστοιχες Περιοχές Ενδιαφέροντος (AOIs) που έχουν χρησιμοποιηθεί για την εποπτεία της κατάταξης Landsat TM.
Οι κατηγορίες που έχουν αναγνωρισθεί, προκειμένου να γίνει η ταξινόμηση της εικόνας Landsat TM είναι:

'''• '''Αλατωρυχεία, παράκτιες περιοχές, νερό

'''• '''Θάλασσα

'''• '''Αστική περιοχή

'''• '''Γυμνό εδάφος

'''• '''Πευκοδάσος

'''• '''Ελαιώνες

'''• '''Δάσος

'''• '''Δάσος καστανιάς

'''• '''θάμνοι

'''• '''Δάσος Φυλλοβόλων

'''• '''Γεωργική γη

'''• '''Βοσκοτόπια

Οι ελαιώνες χωρίζονται σε 5 διαφορετικές κατηγορίες ανάλογα με το είδος τους και την πυκνότητα δέντρων, όπως φαίνονται στην εικόνα 1.

[[εικόνα:l100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Δείγματα ελαιόδεντρων σε εικόνες Quickbird

'''• '''Ε1: 90-120 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''Ε2: 130-150 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''Ε3: 160-190 δέντρα ανά εκτάριο

'''• '''E4F: 200-230 δέντρα ανά εκτάριο σε επίπεδη περιοχή

'''• '''E4M: 200-230 δέντρα ανά εκτάριο σε ορεινή περιοχή

Μετά τη συλλογή Περιοχών Ενδιαφέροντος, οι εικόνες Landast TM ταξινομηθηκαν στις ανωτέρω κατηγορίες με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση, χρησιμοποιώντας τον κανόνα «feature space decision» ως μη παραμετρικό κανόνα και τη μέγιστη πιθανότητα ως παραμετρικό κανόνα. Όταν οι τιμές ενός pixel είναι στην φασματική περιοχή, τότε το pixel τοποθετείται στη κλάση αυτή.
Η ακρίβεια αξιολόγησης εκτιμήθηκε με τον πίνακα «contingency matrix» της κατάταξης. Ο «contingency matrix» είναι μια γρήγορη ταξινόμηση, με τους ίδιους κανόνες, των pixels σε μια σειρά δειγμάτων κατάρτισης για να δούμε τι ποσοστό του δείγματος pixels κατατάσσονται στην πραγματικότητα με τον αναμενόμενο τρόπο. Τα pixels του κάθε δείγματος κατάρτισης δεν είναι πάντοτε τόσο ομοιογενή έτσι ώστε κάθε εικονοστοιχείο σε ένα δείγμα ταξινομείται στην πραγματικότητα σε μια αντίστοιχη κατηγορία του. Κάθε δείγμα pixel έχει ένα βάρος στα στατιστικά στοιχεία που καθορίζει τις κλάσεις. Ωστόσο, εάν οι στατιστικές υπογραφές για κάθε δείγμα είναι διαφορετικές από εκείνες των άλλων δειγμάτων, στη συνέχεια, ένα υψηλό ποσοστό των pixels κάθε δείγματος ταξινομείται όπως αναμένεται (ERDAS, 1994).

<big>''' Αποτελέσματα και Συζήτηση '''</big>

Ο ακριβής υπολογισμός της περιοχής των ελαιώνων και του αριθμού των δένδρων είναι αρκετά δύσκολος στο ελληνικό νησιωτικό περιβάλλον και οφείλεται στον περίπλοκο τοπίο, στην εγκατάλειψη της γης και στην έλλειψη στατιστικών και ιστορικών δεδομένων. Η ταξινόμηση ελαιόδεντρων που χαρτογράφούνται από δορυφορικά δεδομένα έχει ενθαρρυντικά αποτελέσματα και οι νέες τεχνικές διευρύνονται για περαιτέρω βελτίωση. Με τη χρήση εικόνων υψηλής ανάλυσης ως ένα εργαλείο για τη συλλογή φωτοσταθερών, εκτιμήθηκε η συνολική έκταση κάλυψης και ο αριθμός των ελαιόδεντρων. Η συνολική έκταση υπολογίστηκε σε 47561,5 εκτάρια, ενώ σε προηγούμενη έρευνα, όπου τα δεδομένα συλλέγονται με τη χρήση ενός GPS ακρίβειας 30 m, η συνολική έκταση υπολογίστηκε 43324,1 εκτάρια (Χατζόπουλος et al., 1992, Κουκούλας, 1994 ). Η υπερεκτίμηση αυτή εξηγείται κυρίως από τη χρονική διαφορά λήψης των δύο συνόλων δορυφορικών δεδομένων που είναι 9 χρόνια και στις διαφορετικές προσεγγίσεις στη συλλογή φωτοσταθερών. Το σχήμα 2 δείχνει τους παραγόμενους χάρτες από την ταξινόμηση των εικόνων Landsat TM αναφορικά με τους τύπους της κάλυψης γης και τα είδη των ελαιώδενδρων.

[[εικόνα:l101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Χάρτης κατηγοριών καλύψεων γης (πάνω) και Χάρτης τύπων ελαιόδεντρων (κάτω) από ταξινόμηση Landsat TM

Στον «contingency matrix» φαίνονται για τα δείγματα οι τύποι της κάλυψης γης που έχει επιλεγεί ως το τελικό σχέδιο κατάταξης. Η συνολική ακρίβεια είναι 99,38%, που σημαίνει ότι αυτό το ποσοστό του δείγματος pixels έχει ταξινομηθεί σωστά. Όσον αφορά τις ελιές, μόνο το 1,7% των pixels που έχουν αναγνωριστεί ως ελιές από το χρήστη πάνω στην εικόνα Quickbird, έχουν ταξινομηθεί σε 5 άλλες κατηγορίες. Αυτό εξηγείται λόγω του μεγαλύτερου συνόλου περιοχών εκπαίδευσης που έχουν επιλεγεί για ελαιόδεντρα. Επιπλέον, υπάρχει μια υπερεκτίμηση του 5,5% των pixels που ανήκουν σε άλλες κατηγορίες και έχουν ταξινομηθεί ως ελιές. Συγκρινόμενη με την προηγούμενη διαδικασία ταξινόμησης (Χατζόπουλος et al., 1992), όπου ο χρήστης πρέπει να συλλέγει φωτοσταθερά με το GPS, τα αποτελέσματα της κατάταξης φαίνεται να είναι πολύ καλύτερα.

'''Πηγή: ''' Christos Vasilakos,John Hatzopoulos,Kostas Kalabokidis,Kostas Koutsovilis,Argiroula Thomaidou,Classification of agricultural fields by using Landsat TM and QuickBird sensors. The case study of olive trees in Lesvos island.

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ.

2010-02-28T08:03:39Z

Abodini:

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ.

2010-02-28T07:59:47Z

Abodini: New page: <big>''' ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟ...

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-28T07:58:11Z

Abodini:

* [[ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ ΣΤΗ ΒΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΟΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ LANDSAT T.M.]]

* [[Aξιολόγηση τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της χρήσης γης στην Τεχεράνη, Ιράν]]

* [[ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ]]

* [[Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ]]

* [[Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001]]

* [[Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001]]

* [[Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ]]

* [[Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση]]

* [[Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας]]

* [[XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ]]

* [[ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΓΕΩΡΓΙΚΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ LANDSAT TM ΚΑΙ QUICKBIRD ΕΙΚΟΝΕΣ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΩΝ ΕΛΑΙΟΔΕΝΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΣΒΟ.]]

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

Αρχείο:S101.jpg

2010-02-28T07:54:42Z

Abodini:

Αρχείο:S100.jpg

2010-02-28T07:54:09Z

Abodini:

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:53:46Z

Abodini:

<big>''' XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ'''</big>

<big>'''Περίληψη'''</big>

Η εργασία αυτή αξιοποιεί στοιχεία με αντικείμενο τη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας με χρήση γεωλογικών, υδρογεωλογικών και τηλεπισκοπικών μεθόδων και τεχνικών. Στην κατεύθυνση αυτή αναπτύχθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών στο οποίο εντάχθηκαν τα σχετικά με την έρευνα επίπεδα πληροφορίας προκειμένου να μπορούν να συσχετισθούν κατάλληλα, με στόχο την ολοκλήρωση των πορισμάτων των γεωλογικών και υδρο-γεωλογικών μεθόδων, των σχετικών επί τόπου εργασιών, μετρήσεων και εκτιμήσεων, με τη βοήθεια των πραγματικών δυνατοτήτων της ανάλυσης (ερμηνείας) των ψηφιακών επεξεργασιών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων. Ορισμένα από τα συμπεράσματα της έρευνας παρουσιάζονται σε αυτήν την εργασία.

<big>'''Δεδομένα και μεθοδολογία'''</big>

Μελέτη των γεωλογικών και υρδογεωλογικών συνθηκών της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας. Η μελέτη των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας πραγματοποιείται με βάση τη σχετική βιβλιογραφία, τους γεωλογικούς χάρτες του ΙΓΜΕ,τις δικές μας επιτόπου έρευνες, τις απογραφές των θέσεων εμφάνισης υπογείων νερών (πηγές, γεωτρήσεις, φρέατα), τις σχετικές μετρήσεις και εκτιμήσεις καθώς και τη δημιουργία βάσης δεδομένων, σε ψηφιακή μορφή, με τις απαραίτητες για την έρευνα, πληροφορίες. Στη διαδικασία αυτή αξιοποιήθηκαν ειδικές ψηφιακές μέθοδοι και λογισμικά για την ψηφιοποίηση των υφισταμένων γεωλογικών χαρτογραφήσεων. Χρησιμοποιήθηκε το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info 8.0 και οι επί μέρους πληροφορίες εισήχθησαν ως διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας (layers) στο ΓΣΠ. Χρησιμοποιήθηκε επίσης το λογισμικό επεξεργασίας ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων ER Mapper (version 6.2). Δημιουργήθηκαν α) ψηφιακός γεωλογικός χάρτης (σχ.1) με ψηφιοποίηση του αναλογικού γεωλογικού χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000 και β) ψηφιακός υδρολιθολογικός χάρτης της περιοχής έρευνας με βάση τις επίγειες παρατηρήσεις και τη σχετική βιβλιογραφία (Καλλέργης,1993).

<big>'''Εργασίες υπαίθρου'''</big>

Κατά τη διετία 1998-2000, πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή της έρευνας συστηματικές εργασίες υπαίθρου με σκοπό την απογραφή των σημείων νερού (γεωτρήσεις, φρέατα, πηγές) και τη συλλογή όσο το δυνατόν περισσοτέρων σχετικών πρωτογενών στοιχείων.Συγκεντρώθηκαν στοιχεία για την παροχή, τις λιθολογικές στήλες, της στάθμης του υπογείου νερού, την ποιότητα του υπογεί-ου νερού καθώς και για τις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής. Τα σημεία νερού τοποθετήθηκαν σε τοπογραφικά διαγράμματα 1:5.000 της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, ενώ υπολογίστηκαν και τα υψόμετρα τους με ακρίβεια ενός μέτρου περίπου (εκτός από ορισμένα σημεία για τα οποία είχε στο παρελθόν πραγματοποιηθεί από διάφορους φορείς χωροστάθμηση με ακρίβεια εκατοστού). Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις στάθμης ηρεμίας σε δύο περιόδους (υψηλής και χαμηλής στάθμης, του έτους 1999). Με τις πληροφορίες αυτές δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων μέρος της οποίας παρουσιάζεται στην εργασία αυτή. Τα στοιχεία αυτά αξιοποιήθηκαν σε συνδυασμό με τη μελέτη της υφιστάμενης βιβλιογραφίας και των χαρτογραφήσεων του ΙΓΜΕ στη σύνταξη χαρτών και στην εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών για την ευρύτερη περιοχή της τεκτονικής τάφρου Σητείας- Καλών Νερών.

<big>'''Θεματικά επίπεδα πληροφοριών'''</big>

Τα επίπεδα πληροφοριών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως θεματικές πληροφορίες και εισήχθησαν για να αλληλοσυσχετισθούν στο ΓΣΠ είναι τα ακόλουθα: Τοπογραφία της περιοχής, Λιθολογικές και Υδρολιθολογικές ενότητες, Τεκτονικές δομές, Γεωλογικές και Γεωμορφολογικές γραμμώσεις, Σημεία νερού (γεωτρήσεις,φρέατα,πηγές). Ειδικότερα χρησιμοποιήθηκαν τα εξής:

Ο Γεωλογικός χάρτης Σητείας του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:50.000, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 5.000 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.

Ο Τοπογραφικός χάρτης Σητείας της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, κλίμακας 1:50.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987) ανά 5.000 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο Χάρτης Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας Σητείας - Ιεράπετρας, της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας Ελλάδος, κλίμακας 1:100.00, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 5.000 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία – Ιεράπετρα, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.

Τοπογραφικά Διαγράμματα της ευρύτερης περιοχής της Σητείας, της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, κλίμακας 1:5.000, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 500 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.
Ο Γεωλογικός χάρτης Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο ψηφιακός Υδρολιθολογικός χάρτης (ο οποίος δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έρευνας), κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο ψηφιακός Γεωλογικός χάρτης Σητείας – Λιθινών (ο οποίος δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έρευνας), κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους το οποίο συντάχθηκε με βάση τις ισοϋψείς καμπύλες του τοπογραφικού χάρτη Σητείας, ισοδιάστασης 20 μέτρων.
Η Ψηφιακή Τηλεπισκοπική Απεικόνιση (Ψ.Τ.Α.) Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων και χαρτογραφικό υπόβαθρο το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987.
Ψηφιακές επεξεργασίες (όπως περιγράφονται σε επόμενο κεφάλαιο) και παραγόμενες ΨΤΑ, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων οι οποίες διορθώθηκαν γεωμετρικά και αναφέρθηκαν γεωδαιτικά με σύστημα αναφοράς το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987.

Για να εισαχθούν στο ΓΣΠ τα διατιθέμενα για την περιοχή στοιχεία, σε αναλογική (γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες και διαγράμματα και σε ψηφιακή μορφή (ψηφιοποιημένοι ή ψηφιακοί χάρτες και διαγράμματα, ψηφιοποιημένες ή ψηφιακές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις) υπέστησαν τις κατάλληλες και απαραίτητες κατά περίπτωση ψηφιακές μετατροπές, διαδικασίες και επεξεργασίες των raster και διανυσματικών (vector) δεδομένων.
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν μετατράπηκαν :

α) σε Raster δεδομένα (σε TIFF (*.tif) και ER-Mapper (*.ers) format). Τα δεδομένα με Tagged Image File Format (TIFF) χρησιμοποιούνται κυρίως για αρχεία τα οποία προέρχονται από σάρωση αναλογικής μορφής τηλεπισκοπικών απεικονίσεων και μπορούν να περιέχουν μονοφασματικά ή πολυφασματικά δεδομένα. Συνήθως για τηλεπισκοπικές εφαρμογές παράγονται και χρησιμοποιούνται δύο τύποι : 1) μονόχρωμες εικόνες με 256 διαβαθμίσεις του γκρίζου (8 bits) και 2) έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 256 διαβαθμίσεις αποχρώσεων για καθένα από τα τρία βασικά χρώματα (24 bits). Τέτοιου τύπου δεδομένα (έγχρωμες εικόνες) είναι όλοι οι διατιθέμενοι αναλογικοί χάρτες, οι οποίοι ψηφιοποιήθηκαν με σάρωση και μετατράπηκαν σε ψηφιακά δεδομένα (TIFF format), στον σαρωτή του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης, ως έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 300 dpi ανάλυση. Ίδιου τύπου δεδομένα αποτελούν και οι ψηφιοποιημένες επίγειες φωτογραφίες οι οποίες ελήφθησαν, οι οποίες μετά από σάρωση μετατράπηκαν σε ψηφιακά δεδομένα (TIFF format), ως έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 300 dpi ανάλυση. Δεδομένα με ER-Mapper format (ERS (*.ers) χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για αρχεία τα οποία διαχειρίζονται με το λογισμικό αυτό. Τα αρχεία αυτά μπορούν να αποθηκεύσουν πληροφορίες όπως και τα TIFF αρχεία, αλλά και επιπλέον στοιχεία :

'''• '''για το Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς,

'''• '''για τον τύπο των συντεταγμένων οι οποίες χρησιμοποιούνται στο αρχείο (φ, λ ή χ, ψ ή Εasting, Νorthing),

'''• '''για διανυσματικά δεδομένα τα οποία πιθανώς να περιέχονται στο αρχείο,

'''• '''για στατιστικά στοιχεία σχετικά με τα raster και τα διανυσματικά δεδομένα τα οποία περιέχει το αρχείο, εάν αυτά έχουν υπολογιστεί.

β) σε διανυσματικά (Vector) στοιχεία (σε Arc/Info (*.e00) και ER-Mapper (*.erv) format). Τα στοιχεία αυτά προέκυψαν από ψηφιοποίηση των διατιθέμενων χαρτών είτε στον ψηφιοποιητή του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης, με τη χρήση του Λογισμικού Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών Arc/Info ή στην οθόνη. Τα αρχεία τα οποία δημιουργήθηκαν με τον τρόπο αυτό, είναι πλήρως συνεργάσιμα (και μετατρέψιμα) με το λογισμικό Ψηφιακής Επεξεργασίας Τηλεπισκοπικών Απεικονίσεων ER-Mapper. Επίσης, διανυσματικά στοιχεία του Συστήματος αποτελούν τα απαραίτητα για την εργασία ψηφιοποιημένα τμήματα των τοπογραφικών διαγραμμάτων κλίμακας 1:5.000 (πηγή Γ.Υ.Σ). Με το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info (rev. 8.0), εφοδιασμένο με το moduleτου ArcView έγινε η χωρική ανάλυση όλων των διανυσματικού format πληροφοριών που αναφέρονται στην εργασία αυτή. Με το λογισμικό αυτό έγιναν ακόμη όλοι οι συσχετισμοί και οι επεξεργασίες των raster format πληροφοριών.

Με το Λογισμικό Επεξεργασίας Ψηφιακών Τηλεπισκοπικών Απεικονίσεων ER-Mapper (version 6.2) πραγματοποιήθηκε η στατιστική ανάλυση των διαθεσίμων και απαραιτήτων raster πληροφοριών οι οποίες αναφέρονται στην εργασία αυτή. Tο Λογισμικό ER-Mapper αποθηκεύει μόνον τους αλγορίθμους δημιουργίας των ψηφιακών επεξεργασιών, (λίγα μόνον kbytes), με αποτέλεσμα να μην απαιτείται μεγάλος αποθηκευτικός χώρος στον Η/Υ, (όσος θα απαιτείτο εάν οι διαδικασίες αυτές σωζόταν ως εικόνες, όπως γινόταν με τα περισσότερα σχετικά λογισμικά έως σήμερα). Επίσης με τη βοήθεια του Λογισμικού αυτού, δημιουργήθηκαν τα προοπτικά τριών διαστάσεων (3D) της περιοχής, τα οποία συσχετίσθηκαν με τα υπόλοιπα στοιχεία, (χωρικά, θεματικά κλπ), στο Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών Arc/Info.

<big>''' Η συμβολή της τηλεπισκόπησης στην μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής έρευνας σε περιβάλλον ΓΣΠ. '''</big>

Για την διερεύνηση της συμβολής της Τηλεπισκόπησης [Curran (1985), Jensen (1986), Ρόκος (1988 και 1989) ] στη μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η δορυφορική τηλεπισκοπική απεικόνιση Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων και χαρτογραφικό υπόβαθρο το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987. Οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις Landsat TM διαθέτουν τρία κανάλια στην περιοχή του ορατού φωτός (1,2,3), ένα στην περιοχή του εγγύς υπερύθρου (4), δύο στην περιοχή του μέσου υπερύθρου (5,7) και ένα στην περιοχή του θερμικού υπερύθρου (6).Στην εργασία αυτή, βασικός στόχος ήταν να αναδειχθούν και να τονιστούν oι φωτογραμμώσεις οι οποίες πιθανώς αποτελούν τεκτονικές δομές (ρήγματα, ρηξιγενείς ζώνες, επωθήσεις, εφιππεύσεις κλπ), με αξιοποίηση της φωτοερ-μηνευτικής τηλεπισκοπικής μεθοδολογίας.

Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν πολλά έγχρωμα και ψευδέγχρωμα σύνθετα και άλλες ψηφιακές επεξεργασίες της παραπάνω τηλεπισκοπικής απεικόνισης, έτσι ώστε να επιλεγεί το πιο κατάλληλο για τη συγκεκριμένη έρευνα. Σύμφωνα με τον Drury (1987), o πειραματισμός με πολλές ψηφιακές επεξεργασίες, ώστε να αποκαλυφθεί ο καλύτερος δυνατός συνδυασμός πληροφοριών και η πρόσβαση σε ποικιλία ερμηνειών αυτών των επεξεργασιών βοηθάει στην σταχυολόγηση των περισσοτέρων δυνατών στοιχείων.

Για την πλήρη αξιοποίηση των ψηφιακών επεξεργασιών της τηλεπισκοπικής απεικόνισης της περιοχής έρευνας, γράφτηκαν αλγόριθμοι στο ειδικό λογισμικό πρόγραμμα ER Mapper (version 6.2), το οποίο μπορεί να αξιοποιήσει και άλλα βοηθητικά στοιχεία σε περιβάλλον ΓΣΠ.

<big>''' Ψηφιακές επεξεργασίες της τηλεπισκόπησης απεικόνισης Landsat TM της περιοχής έρευνας '''</big>

Η πρώτη απαραίτητη διαδικασία (προεπεξεργασία) πριν ξεκινήσουν οι ψηφιακές επεξεργασίες η οποία πραγματοποιήθηκε ήταν η γεωμετρική διόρθωση της δορυφορικής ψηφιακής τηλεπισκοπικής απεικόνισης με βάση τον τοπογραφικό χάρτη 1:50.000 της περιοχής, ο οποίος αποκτήθηκε από την Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού.

Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 50 σημεία γεωδαιτικής αναφοράς ευδιάκριτα στην ΨΤΑ έτσι ώστε να είναι ικανοποιητική η ακρίβεια της γεωμετρικής διόρθωσης της ψηφιακής τηλεπισκοπικής απεικόνισης και η αναγωγή της στο σύστημα ΕΓΣΑ 87.

Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πολλές ψηφιακές επεξεργασίες με σκοπό να επιλεγούν οι πλέον κατάλληλες για τον εντοπισμό των φωτογραμμώσεων. Αυτές οι οποίες ξεχώρισαν μετά από δοκιμές, παρουσιάζονται σε αυτή την εργασία. Η επιλογή τους έγινε με δύο κυρίως κριτήρια τις υφιστάμενες βιβλιογραφικές αναφορές και τις γεωλογικές και γεωμορφολογικές ιδιαιτερότητες τις οποίες παρουσιάζει η περιοχή.

Μια από τις βασικότερες μεθόδους ενίσχυσης των ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων με στόχο την οπτικά καλύτερη εμφάνιση τους, είναι η γραμμική ενίσχυση του τόνου με αποκοπή, η οποία χρησιμοποιήθηκε σε όλες τις ψηφιακές επεξεργασίες που πραγματοποιήθηκαν.

Σύμφωνα με τον Vincent (1997), η χρήση του θερμικού υπερύθρου καναλιού 6 του Landsat είναι δυνατόν να υποδεικνύει περιοχές οι οποίες βρίσκονται κοντά σε υπόγεια νερά, ως ανωμάλως ψυχρές ή ανωμάλως θερμές, καθώς η κανονική θερμοκρασία των υπογείων νερών όλο το χρόνο είναι περίπου 55° Farenheit. Η χρήση του θερμικού υπερύθρου καναλιού στην περιοχή της έρευνας δεν έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα.
Το ίδιο συνέβη και με τη χρήση φίλτρων. Παρά τη χρήση πολλών διαφορετικών φίλτρων δεν δόθηκε σημαντική βοήθεια στον εντοπισμό και τονισμό των φωτογραμμώσεων.

Το κανάλι 5 κρίθηκε φωτοερμηνευτικά, ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό γεωλογικών και γεωμορφολογικών φωτογραμμώσεων.Οι ψηφιακές τιμές του καναλιού 5 παρουσιάζουν μεγαλύτερη διασπορά, γεγονός το οποίο αποδεικνύει ότι εμπεριέχει περισσότερη πληροφορία. Το κανάλι 4, το οποίο είναι το καταλληλότερο για την απεικόνιση της βλάστησης χρησιμοποιήθηκε εδώ, διότι τα όρια μεταξύ διαφορετικών τύπων βλάστησης είναι δυνατό να υποδεικνύουν τεκτονικές δομές, ή όρια γεωλογικών σχηματισμών.

Το κανάλι 1 χρησιμοποιήθηκε επίσης διότι κρίθηκε ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό γραμμικών στοιχείων τα οποία έχουν δημιουργηθεί από ανθρώπινη παρέμβαση, όπως οδικό δίκτυο, όρια καλλιεργειών κλπ., ώστε να μη συγχέονται με τις γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις.
Έτσι τo ψευδέγχρωμο σύνθετο το οποίο κρίθηκε ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό φωτογραμμώσεων είναι το 5,4,1(R,G,B).

<big>''' Συσχετίσεις θεματικών πληροφοριών – Συμπεράσματα'''</big>

Με κατάλληλες συσχετίσεις των απαραιτήτων κατά περίπτωση επιπέδων θεματικών πληροφοριών, στοιχειοθετήθηκαν χρήσιμα και ουσιαστικά συμπεράσματα γεωλογικού και υδρογεωλογικού ενδιαφέροντoς., όπως παραδείγματος χάριν παρουσιάζονται παρακάτω:

'''• '''Με τη συσχέτιση λιθολογικών ενοτήτων, όπως αυτές εμφανίζονται στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη ο οποίος παρήχθη με υπόβαθρο τον γεωλογικό χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών αι Μεταλλευτικών Ερευνών και κατάλληλων ψηφιακών επεξεργασιών της ΨΤΑ είναι δυνατόν να επιβεβαιωθεί ή και να βελτιωθεί η γεωλογική χαρτογράφηση της περιοχής έρευνας. τα παρακάτω σχήματα απεικονίζονται oι συσχετίσεις της λιθολογικής ενότητας Ασβεστολίθων-Δολομιτών του τεκτονικού καλύμματος της Τρίπολης και των τεταρτογενών αποθέσεων, με τις αντίστοιχες περιοχές όπως εμφανίζονται στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987. Είναι εμφανής η σχεδόν απόλυτη ταύτιση των λιθολογικών ορίων όπως απεικονίζονται στο γεωλογικό χάρτη και το καταλληλότερο όπως αποδείχθηκε ψευδέγχρωμο σύνθετο της ΨΤΑ (εικ1,εικ2).

'''• '''Mε τη συσχέτιση του υδρολιθολογικού χάρτη και των σημείων νερού, εξετάσθηκε η κατανομή των σημείων νερού στις υδρολιθολογικές ενότητες. Επίσης, με τη βάση δεδομένων η οποία δημιουργήθηκε από τα στοιχεία των γεωτρήσεων, φρεάτων και πηγών και τη συσχέτιση αυτών με την τεκτονική της περιοχής, εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα για τις καταλληλότερες θέσεις για τη διάνοιξη νέων γεωτρήσεων.

'''• '''Στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 αναγνωρίσθηκαν φωτοερμηνευτικά οι γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις και από τον γεωμετρικά διορθωμένο γεωλογικό χάρτη 1.25.000 των Βιδάκη-Μυλωνάκη, ψηφιοποιήθηκαν τα ρήγματα της περιοχής. Δημιουργήθηκε έτσι ο χάρτης με τις φωτογραμμώσεις της περιοχής έρευνας, οι οποίες συσχετίσθηκαν με τα ρήγματα, τα οποία χαρτογραφήθηκαν με γεωλογικές μεθόδους.

Το πρώτο σημαντικό συμπέρασμα από τη συσχέτιση του χάρτη γραμμικών στοιχείων με το χάρτη των ρηγμάτων συνάγεται με τη βοήθεια της σύγκρισης των ροδοδιαγραμμάτων, τα οποία πραγματοποιήθηκαν και για τους δύο χάρτες.

Τα συστήματα κυρίων διευθύνσεων των γνωστών γεωλογικών ρηγμάτων είναι: 1. 35°-45° 2. 45°-55° 3. 25°-35ο Τα συστήματα κυρίων διευθύνσεων των φωτογραμμώσεων πιθανού γεωλογικού ενδιαφέροντος είναι:1. 35°-45° 2. 85°-95° 3. 25°-35°

Είναι φανερό ότι δύο από τα τρία συστήματα κυρίων διευθύνσεων των ρηγμάτων και των φωτογραμμώσεων είναι κοινά. Αυτό αποτελεί σημαντικό συμπέρασμα το οποίο καταδεικνύει τη δυνατότητα τηλεπισκοπικής αναγνώρισης ρηγμάτων και οτι είναι πιθανόν κάποιες από τις πρόσθετες φωτογραμμώσεις να αποτελούν τεκτονικές δομές αξιοποιήσιμες στην εξέλιξη της έρευνας.Από τα παραπάνω παραδείγματα είναι εμφανής η ουσιαστική χρησιμότητα και σημασία της συσχέτισης αντιπροσωπευτικών θεματικών επιπέδων πληροφοριών η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών και μπορεί να δώσει απαντήσεις και αποτε-λέσματα σε σημαντικά ζητήματα ανάλυσης των γεωλογικού και υδρογεωλογικού χαρακτήρα στοιχείων της περιοχής της έρευνας.

Τέλος με την υπέρθεση του χάρτη της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους της περιοχής εμφανίζονται στις τρεις διαστάσεις τους οι γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις της περιοχής, η τεκτονική τάφρος Σητείας και η τοπογραφία της περιοχής, στοιχεία τα οποία υποβοηθούν στην προσπάθεια ολοκλήρωσης των δυνατοτήτων των τεχνολογιών αιχμής της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της περιοχής, η οποία συνεχίζεται.

[[εικόνα:s100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Αριστερά εμφανίζεται η λιθολογική ενότητα Ασβεστολίθων δολομιτών στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 και δεξιά παρουσιάζεται η ίδια ενότητα στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη Σητείας-Λιθινών.

[[εικόνα:s101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Πάνω εμφανίζονται Τεταρτογενείς αποθέσεις στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη Σητείας – Λιθινών και κάτω παρουσιάζονται οι ίδιες αποθέσεις στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νο-εμβρίου 1987.

'''Πηγή: ''' Ρόκος Ε. , Ανδρώνης Β., XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ
ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ,Πρακτικά 10ου Διεθνούς Συνεδρίου, Θεσ/νίκη Απρίλιος 2004

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:46:26Z

Abodini:

<big>''' XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ'''</big>

<big>'''Περίληψη'''</big>

Η εργασία αυτή αξιοποιεί στοιχεία με αντικείμενο τη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας με χρήση γεωλογικών, υδρογεωλογικών και τηλεπισκοπικών μεθόδων και τεχνικών. Στην κατεύθυνση αυτή αναπτύχθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών στο οποίο εντάχθηκαν τα σχετικά με την έρευνα επίπεδα πληροφορίας προκειμένου να μπορούν να συσχετισθούν κατάλληλα, με στόχο την ολοκλήρωση των πορισμάτων των γεωλογικών και υδρο-γεωλογικών μεθόδων, των σχετικών επί τόπου εργασιών, μετρήσεων και εκτιμήσεων, με τη βοήθεια των πραγματικών δυνατοτήτων της ανάλυσης (ερμηνείας) των ψηφιακών επεξεργασιών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων. Ορισμένα από τα συμπεράσματα της έρευνας παρουσιάζονται σε αυτήν την εργασία.

<big>'''Δεδομένα και μεθοδολογία'''</big>

Μελέτη των γεωλογικών και υρδογεωλογικών συνθηκών της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας. Η μελέτη των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας πραγματοποιείται με βάση τη σχετική βιβλιογραφία, τους γεωλογικούς χάρτες του ΙΓΜΕ,τις δικές μας επιτόπου έρευνες, τις απογραφές των θέσεων εμφάνισης υπογείων νερών (πηγές, γεωτρήσεις, φρέατα), τις σχετικές μετρήσεις και εκτιμήσεις καθώς και τη δημιουργία βάσης δεδομένων, σε ψηφιακή μορφή, με τις απαραίτητες για την έρευνα, πληροφορίες. Στη διαδικασία αυτή αξιοποιήθηκαν ειδικές ψηφιακές μέθοδοι και λογισμικά για την ψηφιοποίηση των υφισταμένων γεωλογικών χαρτογραφήσεων. Χρησιμοποιήθηκε το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info 8.0 και οι επί μέρους πληροφορίες εισήχθησαν ως διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας (layers) στο ΓΣΠ. Χρησιμοποιήθηκε επίσης το λογισμικό επεξεργασίας ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων ER Mapper (version 6.2). Δημιουργήθηκαν α) ψηφιακός γεωλογικός χάρτης (σχ.1) με ψηφιοποίηση του αναλογικού γεωλογικού χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000 και β) ψηφιακός υδρολιθολογικός χάρτης της περιοχής έρευνας με βάση τις επίγειες παρατηρήσεις και τη σχετική βιβλιογραφία (Καλλέργης,1993).

<big>'''Εργασίες υπαίθρου'''</big>

Κατά τη διετία 1998-2000, πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή της έρευνας συστηματικές εργασίες υπαίθρου με σκοπό την απογραφή των σημείων νερού (γεωτρήσεις, φρέατα, πηγές) και τη συλλογή όσο το δυνατόν περισσοτέρων σχετικών πρωτογενών στοιχείων.Συγκεντρώθηκαν στοιχεία για την παροχή, τις λιθολογικές στήλες, της στάθμης του υπογείου νερού, την ποιότητα του υπογεί-ου νερού καθώς και για τις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής. Τα σημεία νερού τοποθετήθηκαν σε τοπογραφικά διαγράμματα 1:5.000 της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, ενώ υπολογίστηκαν και τα υψόμετρα τους με ακρίβεια ενός μέτρου περίπου (εκτός από ορισμένα σημεία για τα οποία είχε στο παρελθόν πραγματοποιηθεί από διάφορους φορείς χωροστάθμηση με ακρίβεια εκατοστού). Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις στάθμης ηρεμίας σε δύο περιόδους (υψηλής και χαμηλής στάθμης, του έτους 1999). Με τις πληροφορίες αυτές δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων μέρος της οποίας παρουσιάζεται στην εργασία αυτή. Τα στοιχεία αυτά αξιοποιήθηκαν σε συνδυασμό με τη μελέτη της υφιστάμενης βιβλιογραφίας και των χαρτογραφήσεων του ΙΓΜΕ στη σύνταξη χαρτών και στην εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών για την ευρύτερη περιοχή της τεκτονικής τάφρου Σητείας- Καλών Νερών.

<big>'''Θεματικά επίπεδα πληροφοριών'''</big>

Τα επίπεδα πληροφοριών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως θεματικές πληροφορίες και εισήχθησαν για να αλληλοσυσχετισθούν στο ΓΣΠ είναι τα ακόλουθα: Τοπογραφία της περιοχής, Λιθολογικές και Υδρολιθολογικές ενότητες, Τεκτονικές δομές, Γεωλογικές και Γεωμορφολογικές γραμμώσεις, Σημεία νερού (γεωτρήσεις,φρέατα,πηγές). Ειδικότερα χρησιμοποιήθηκαν τα εξής:

Ο Γεωλογικός χάρτης Σητείας του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:50.000, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 5.000 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.

Ο Τοπογραφικός χάρτης Σητείας της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, κλίμακας 1:50.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987) ανά 5.000 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο Χάρτης Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας Σητείας - Ιεράπετρας, της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας Ελλάδος, κλίμακας 1:100.00, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 5.000 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία – Ιεράπετρα, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.

Τοπογραφικά Διαγράμματα της ευρύτερης περιοχής της Σητείας, της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, κλίμακας 1:5.000, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 500 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.
Ο Γεωλογικός χάρτης Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο ψηφιακός Υδρολιθολογικός χάρτης (ο οποίος δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έρευνας), κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο ψηφιακός Γεωλογικός χάρτης Σητείας – Λιθινών (ο οποίος δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έρευνας), κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους το οποίο συντάχθηκε με βάση τις ισοϋψείς καμπύλες του τοπογραφικού χάρτη Σητείας, ισοδιάστασης 20 μέτρων.
Η Ψηφιακή Τηλεπισκοπική Απεικόνιση (Ψ.Τ.Α.) Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων και χαρτογραφικό υπόβαθρο το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987.
Ψηφιακές επεξεργασίες (όπως περιγράφονται σε επόμενο κεφάλαιο) και παραγόμενες ΨΤΑ, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων οι οποίες διορθώθηκαν γεωμετρικά και αναφέρθηκαν γεωδαιτικά με σύστημα αναφοράς το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987.

Για να εισαχθούν στο ΓΣΠ τα διατιθέμενα για την περιοχή στοιχεία, σε αναλογική (γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες και διαγράμματα και σε ψηφιακή μορφή (ψηφιοποιημένοι ή ψηφιακοί χάρτες και διαγράμματα, ψηφιοποιημένες ή ψηφιακές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις) υπέστησαν τις κατάλληλες και απαραίτητες κατά περίπτωση ψηφιακές μετατροπές, διαδικασίες και επεξεργασίες των raster και διανυσματικών (vector) δεδομένων.
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν μετατράπηκαν :

α) σε Raster δεδομένα (σε TIFF (*.tif) και ER-Mapper (*.ers) format). Τα δεδομένα με Tagged Image File Format (TIFF) χρησιμοποιούνται κυρίως για αρχεία τα οποία προέρχονται από σάρωση αναλογικής μορφής τηλεπισκοπικών απεικονίσεων και μπορούν να περιέχουν μονοφασματικά ή πολυφασματικά δεδομένα. Συνήθως για τηλεπισκοπικές εφαρμογές παράγονται και χρησιμοποιούνται δύο τύποι : 1) μονόχρωμες εικόνες με 256 διαβαθμίσεις του γκρίζου (8 bits) και 2) έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 256 διαβαθμίσεις αποχρώσεων για καθένα από τα τρία βασικά χρώματα (24 bits). Τέτοιου τύπου δεδομένα (έγχρωμες εικόνες) είναι όλοι οι διατιθέμενοι αναλογικοί χάρτες, οι οποίοι ψηφιοποιήθηκαν με σάρωση και μετατράπηκαν σε ψηφιακά δεδομένα (TIFF format), στον σαρωτή του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης, ως έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 300 dpi ανάλυση. Ίδιου τύπου δεδομένα αποτελούν και οι ψηφιοποιημένες επίγειες φωτογραφίες οι οποίες ελήφθησαν, οι οποίες μετά από σάρωση μετατράπηκαν σε ψηφιακά δεδομένα (TIFF format), ως έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 300 dpi ανάλυση. Δεδομένα με ER-Mapper format (ERS (*.ers) χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για αρχεία τα οποία διαχειρίζονται με το λογισμικό αυτό. Τα αρχεία αυτά μπορούν να αποθηκεύσουν πληροφορίες όπως και τα TIFF αρχεία, αλλά και επιπλέον στοιχεία :

'''• '''για το Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς,

'''• '''για τον τύπο των συντεταγμένων οι οποίες χρησιμοποιούνται στο αρχείο (φ, λ ή χ, ψ ή Εasting, Νorthing),

'''• '''για διανυσματικά δεδομένα τα οποία πιθανώς να περιέχονται στο αρχείο,

'''• '''για στατιστικά στοιχεία σχετικά με τα raster και τα διανυσματικά δεδομένα τα οποία περιέχει το αρχείο, εάν αυτά έχουν υπολογιστεί.

β) σε διανυσματικά (Vector) στοιχεία (σε Arc/Info (*.e00) και ER-Mapper (*.erv) format). Τα στοιχεία αυτά προέκυψαν από ψηφιοποίηση των διατιθέμενων χαρτών είτε στον ψηφιοποιητή του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης, με τη χρήση του Λογισμικού Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών Arc/Info ή στην οθόνη. Τα αρχεία τα οποία δημιουργήθηκαν με τον τρόπο αυτό, είναι πλήρως συνεργάσιμα (και μετατρέψιμα) με το λογισμικό Ψηφιακής Επεξεργασίας Τηλεπισκοπικών Απεικονίσεων ER-Mapper. Επίσης, διανυσματικά στοιχεία του Συστήματος αποτελούν τα απαραίτητα για την εργασία ψηφιοποιημένα τμήματα των τοπογραφικών διαγραμμάτων κλίμακας 1:5.000 (πηγή Γ.Υ.Σ). Με το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info (rev. 8.0), εφοδιασμένο με το moduleτου ArcView έγινε η χωρική ανάλυση όλων των διανυσματικού format πληροφοριών που αναφέρονται στην εργασία αυτή. Με το λογισμικό αυτό έγιναν ακόμη όλοι οι συσχετισμοί και οι επεξεργασίες των raster format πληροφοριών.

Με το Λογισμικό Επεξεργασίας Ψηφιακών Τηλεπισκοπικών Απεικονίσεων ER-Mapper (version 6.2) πραγματοποιήθηκε η στατιστική ανάλυση των διαθεσίμων και απαραιτήτων raster πληροφοριών οι οποίες αναφέρονται στην εργασία αυτή. Tο Λογισμικό ER-Mapper αποθηκεύει μόνον τους αλγορίθμους δημιουργίας των ψηφιακών επεξεργασιών, (λίγα μόνον kbytes), με αποτέλεσμα να μην απαιτείται μεγάλος αποθηκευτικός χώρος στον Η/Υ, (όσος θα απαιτείτο εάν οι διαδικασίες αυτές σωζόταν ως εικόνες, όπως γινόταν με τα περισσότερα σχετικά λογισμικά έως σήμερα). Επίσης με τη βοήθεια του Λογισμικού αυτού, δημιουργήθηκαν τα προοπτικά τριών διαστάσεων (3D) της περιοχής, τα οποία συσχετίσθηκαν με τα υπόλοιπα στοιχεία, (χωρικά, θεματικά κλπ), στο Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών Arc/Info.

<big>''' Η συμβολή της τηλεπισκόπησης στην μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής έρευνας σε περιβάλλον ΓΣΠ. '''</big>

Για την διερεύνηση της συμβολής της Τηλεπισκόπησης [Curran (1985), Jensen (1986), Ρόκος (1988 και 1989) ] στη μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η δορυφορική τηλεπισκοπική απεικόνιση Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων και χαρτογραφικό υπόβαθρο το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987. Οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις Landsat TM διαθέτουν τρία κανάλια στην περιοχή του ορατού φωτός (1,2,3), ένα στην περιοχή του εγγύς υπερύθρου (4), δύο στην περιοχή του μέσου υπερύθρου (5,7) και ένα στην περιοχή του θερμικού υπερύθρου (6).Στην εργασία αυτή, βασικός στόχος ήταν να αναδειχθούν και να τονιστούν oι φωτογραμμώσεις οι οποίες πιθανώς αποτελούν τεκτονικές δομές (ρήγματα, ρηξιγενείς ζώνες, επωθήσεις, εφιππεύσεις κλπ), με αξιοποίηση της φωτοερ-μηνευτικής τηλεπισκοπικής μεθοδολογίας.

Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν πολλά έγχρωμα και ψευδέγχρωμα σύνθετα και άλλες ψηφιακές επεξεργασίες της παραπάνω τηλεπισκοπικής απεικόνισης, έτσι ώστε να επιλεγεί το πιο κατάλληλο για τη συγκεκριμένη έρευνα. Σύμφωνα με τον Drury (1987), o πειραματισμός με πολλές ψηφιακές επεξεργασίες, ώστε να αποκαλυφθεί ο καλύτερος δυνατός συνδυασμός πληροφοριών και η πρόσβαση σε ποικιλία ερμηνειών αυτών των επεξεργασιών βοηθάει στην σταχυολόγηση των περισσοτέρων δυνατών στοιχείων.

Για την πλήρη αξιοποίηση των ψηφιακών επεξεργασιών της τηλεπισκοπικής απεικόνισης της περιοχής έρευνας, γράφτηκαν αλγόριθμοι στο ειδικό λογισμικό πρόγραμμα ER Mapper (version 6.2), το οποίο μπορεί να αξιοποιήσει και άλλα βοηθητικά στοιχεία σε περιβάλλον ΓΣΠ.

<big>''' Ψηφιακές επεξεργασίες της τηλεπισκόπησης απεικόνισης Landsat TM της περιοχής έρευνας '''</big>

Η πρώτη απαραίτητη διαδικασία (προεπεξεργασία) πριν ξεκινήσουν οι ψηφιακές επεξεργασίες η οποία πραγματοποιήθηκε ήταν η γεωμετρική διόρθωση της δορυφορικής ψηφιακής τηλεπισκοπικής απεικόνισης με βάση τον τοπογραφικό χάρτη 1:50.000 της περιοχής, ο οποίος αποκτήθηκε από την Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού.

Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 50 σημεία γεωδαιτικής αναφοράς ευδιάκριτα στην ΨΤΑ έτσι ώστε να είναι ικανοποιητική η ακρίβεια της γεωμετρικής διόρθωσης της ψηφιακής τηλεπισκοπικής απεικόνισης και η αναγωγή της στο σύστημα ΕΓΣΑ 87.

Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πολλές ψηφιακές επεξεργασίες με σκοπό να επιλεγούν οι πλέον κατάλληλες για τον εντοπισμό των φωτογραμμώσεων. Αυτές οι οποίες ξεχώρισαν μετά από δοκιμές, παρουσιάζονται σε αυτή την εργασία. Η επιλογή τους έγινε με δύο κυρίως κριτήρια τις υφιστάμενες βιβλιογραφικές αναφορές και τις γεωλογικές και γεωμορφολογικές ιδιαιτερότητες τις οποίες παρουσιάζει η περιοχή.

Μια από τις βασικότερες μεθόδους ενίσχυσης των ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων με στόχο την οπτικά καλύτερη εμφάνιση τους, είναι η γραμμική ενίσχυση του τόνου με αποκοπή, η οποία χρησιμοποιήθηκε σε όλες τις ψηφιακές επεξεργασίες που πραγματοποιήθηκαν.

Σύμφωνα με τον Vincent (1997), η χρήση του θερμικού υπερύθρου καναλιού 6 του Landsat είναι δυνατόν να υποδεικνύει περιοχές οι οποίες βρίσκονται κοντά σε υπόγεια νερά, ως ανωμάλως ψυχρές ή ανωμάλως θερμές, καθώς η κανονική θερμοκρασία των υπογείων νερών όλο το χρόνο είναι περίπου 55° Farenheit. Η χρήση του θερμικού υπερύθρου καναλιού στην περιοχή της έρευνας δεν έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα.
Το ίδιο συνέβη και με τη χρήση φίλτρων. Παρά τη χρήση πολλών διαφορετικών φίλτρων δεν δόθηκε σημαντική βοήθεια στον εντοπισμό και τονισμό των φωτογραμμώσεων.

Το κανάλι 5 κρίθηκε φωτοερμηνευτικά, ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό γεωλογικών και γεωμορφολογικών φωτογραμμώσεων.Οι ψηφιακές τιμές του καναλιού 5 παρουσιάζουν μεγαλύτερη διασπορά, γεγονός το οποίο αποδεικνύει ότι εμπεριέχει περισσότερη πληροφορία. Το κανάλι 4, το οποίο είναι το καταλληλότερο για την απεικόνιση της βλάστησης χρησιμοποιήθηκε εδώ, διότι τα όρια μεταξύ διαφορετικών τύπων βλάστησης είναι δυνατό να υποδεικνύουν τεκτονικές δομές, ή όρια γεωλογικών σχηματισμών.

Το κανάλι 1 χρησιμοποιήθηκε επίσης διότι κρίθηκε ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό γραμμικών στοιχείων τα οποία έχουν δημιουργηθεί από ανθρώπινη παρέμβαση, όπως οδικό δίκτυο, όρια καλλιεργειών κλπ., ώστε να μη συγχέονται με τις γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις.
Έτσι τo ψευδέγχρωμο σύνθετο το οποίο κρίθηκε ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό φωτογραμμώσεων είναι το 5,4,1(R,G,B).

<big>''' Συσχετίσεις θεματικών πληροφοριών – Συμπεράσματα'''</big>

Με κατάλληλες συσχετίσεις των απαραιτήτων κατά περίπτωση επιπέδων θεματικών πληροφοριών, στοιχειοθετήθηκαν χρήσιμα και ουσιαστικά συμπεράσματα γεωλογικού και υδρογεωλογικού ενδιαφέροντoς., όπως παραδείγματος χάριν παρουσιάζονται παρακάτω:

'''• '''Με τη συσχέτιση λιθολογικών ενοτήτων, όπως αυτές εμφανίζονται στον ψηφιακό γεωλογικό χάρτη ο οποίος παρήχθη με υπόβαθρο τον γεωλογικό χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών αι Μεταλλευτικών Ερευνών και κατάλληλων ψηφιακών επεξεργασιών της ΨΤΑ είναι δυνατόν να επιβεβαιωθεί ή και να βελτιωθεί η γεωλογική χαρτογράφηση της περιοχής έρευνας. τα παρακάτω σχήματα απεικονίζονται oι συσχετίσεις της λιθολογικής ενότητας Ασβεστολίθων-Δολομιτών του τεκτονικού καλύμματος της Τρίπολης και των τεταρτογενών αποθέσεων, με τις αντίστοιχες περιοχές όπως εμφανίζονται στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987. Είναι εμφανής η σχεδόν απόλυτη ταύτιση των λιθολογικών ορίων όπως απεικονίζονται στο γεωλογικό χάρτη και το καταλληλότερο όπως αποδείχθηκε ψευδέγχρωμο σύνθετο της ΨΤΑ (εικ1,εικ2).

'''• '''Mε τη συσχέτιση του υδρολιθολογικού χάρτη και των σημείων νερού, εξετάσθηκε η κατανομή των σημείων νερού στις υδρολιθολογικές ενότητες. Επίσης, με τη βάση δεδομένων η οποία δημιουργήθηκε από τα στοιχεία των γεωτρήσεων, φρεάτων και πηγών και τη συσχέτιση αυτών με την τεκτονική της περιοχής, εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα για τις καταλληλότερες θέσεις για τη διάνοιξη νέων γεωτρήσεων.

'''• '''Στο ψευδέγχρωμο σύνθετο 5,4,1(R,G,B) της ΨΤΑ Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987 αναγνωρίσθηκαν φωτοερμηνευτικά οι γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις και από τον γεωμετρικά διορθωμένο γεωλογικό χάρτη 1.25.000 των Βιδάκη-Μυλωνάκη, ψηφιοποιήθηκαν τα ρήγματα της περιοχής. Δημιουργήθηκε έτσι ο χάρτης με τις φωτογραμμώσεις της περιοχής έρευνας, οι οποίες συσχετίσθηκαν με τα ρήγματα, τα οποία χαρτογραφήθηκαν με γεωλογικές μεθόδους.

Το πρώτο σημαντικό συμπέρασμα από τη συσχέτιση του χάρτη γραμμικών στοιχείων με το χάρτη των ρηγμάτων συνάγεται με τη βοήθεια της σύγκρισης των ροδοδιαγραμμάτων, τα οποία πραγματοποιήθηκαν και για τους δύο χάρτες.

Τα συστήματα κυρίων διευθύνσεων των γνωστών γεωλογικών ρηγμάτων είναι: 1. 35°-45° 2. 45°-55° 3. 25°-35ο Τα συστήματα κυρίων διευθύνσεων των φωτογραμμώσεων πιθανού γεωλογικού ενδιαφέροντος είναι:1. 35°-45° 2. 85°-95° 3. 25°-35°

Είναι φανερό ότι δύο από τα τρία συστήματα κυρίων διευθύνσεων των ρηγμάτων και των φωτογραμμώσεων είναι κοινά. Αυτό αποτελεί σημαντικό συμπέρασμα το οποίο καταδεικνύει τη δυνατότητα τηλεπισκοπικής αναγνώρισης ρηγμάτων και οτι είναι πιθανόν κάποιες από τις πρόσθετες φωτογραμμώσεις να αποτελούν τεκτονικές δομές αξιοποιήσιμες στην εξέλιξη της έρευνας.Από τα παραπάνω παραδείγματα είναι εμφανής η ουσιαστική χρησιμότητα και σημασία της συσχέτισης αντιπροσωπευτικών θεματικών επιπέδων πληροφοριών η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη βοήθεια του Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών και μπορεί να δώσει απαντήσεις και αποτε-λέσματα σε σημαντικά ζητήματα ανάλυσης των γεωλογικού και υδρογεωλογικού χαρακτήρα στοιχείων της περιοχής της έρευνας.

Τέλος με την υπέρθεση του χάρτη της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους της περιοχής εμφανίζονται στις τρεις διαστάσεις τους οι γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις της περιοχής, η τεκτονική τάφρος Σητείας και η τοπογραφία της περιοχής, στοιχεία τα οποία υποβοηθούν στην προσπάθεια ολοκλήρωσης των δυνατοτήτων των τεχνολογιών αιχμής της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της περιοχής, η οποία συνεχίζεται.

'''Πηγή: ''' Ρόκος Ε. , Ανδρώνης Β., XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ
ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ,Πρακτικά 10ου Διεθνούς Συνεδρίου, Θεσ/νίκη Απρίλιος 2004

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:44:45Z

Abodini:

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:41:53Z

Abodini:

<big>''' XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ'''</big>

<big>'''Περίληψη'''</big>

Η εργασία αυτή αξιοποιεί στοιχεία με αντικείμενο τη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας με χρήση γεωλογικών, υδρογεωλογικών και τηλεπισκοπικών μεθόδων και τεχνικών. Στην κατεύθυνση αυτή αναπτύχθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών στο οποίο εντάχθηκαν τα σχετικά με την έρευνα επίπεδα πληροφορίας προκειμένου να μπορούν να συσχετισθούν κατάλληλα, με στόχο την ολοκλήρωση των πορισμάτων των γεωλογικών και υδρο-γεωλογικών μεθόδων, των σχετικών επί τόπου εργασιών, μετρήσεων και εκτιμήσεων, με τη βοήθεια των πραγματικών δυνατοτήτων της ανάλυσης (ερμηνείας) των ψηφιακών επεξεργασιών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων. Ορισμένα από τα συμπεράσματα της έρευνας παρουσιάζονται σε αυτήν την εργασία.

<big>'''Δεδομένα και μεθοδολογία'''</big>

Μελέτη των γεωλογικών και υρδογεωλογικών συνθηκών της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας. Η μελέτη των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας πραγματοποιείται με βάση τη σχετική βιβλιογραφία, τους γεωλογικούς χάρτες του ΙΓΜΕ,τις δικές μας επιτόπου έρευνες, τις απογραφές των θέσεων εμφάνισης υπογείων νερών (πηγές, γεωτρήσεις, φρέατα), τις σχετικές μετρήσεις και εκτιμήσεις καθώς και τη δημιουργία βάσης δεδομένων, σε ψηφιακή μορφή, με τις απαραίτητες για την έρευνα, πληροφορίες. Στη διαδικασία αυτή αξιοποιήθηκαν ειδικές ψηφιακές μέθοδοι και λογισμικά για την ψηφιοποίηση των υφισταμένων γεωλογικών χαρτογραφήσεων. Χρησιμοποιήθηκε το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info 8.0 και οι επί μέρους πληροφορίες εισήχθησαν ως διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας (layers) στο ΓΣΠ. Χρησιμοποιήθηκε επίσης το λογισμικό επεξεργασίας ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων ER Mapper (version 6.2). Δημιουργήθηκαν α) ψηφιακός γεωλογικός χάρτης (σχ.1) με ψηφιοποίηση του αναλογικού γεωλογικού χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000 και β) ψηφιακός υδρολιθολογικός χάρτης της περιοχής έρευνας με βάση τις επίγειες παρατηρήσεις και τη σχετική βιβλιογραφία (Καλλέργης,1993).

<big>'''Εργασίες υπαίθρου'''</big>

Κατά τη διετία 1998-2000, πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή της έρευνας συστηματικές εργασίες υπαίθρου με σκοπό την απογραφή των σημείων νερού (γεωτρήσεις, φρέατα, πηγές) και τη συλλογή όσο το δυνατόν περισσοτέρων σχετικών πρωτογενών στοιχείων.Συγκεντρώθηκαν στοιχεία για την παροχή, τις λιθολογικές στήλες, της στάθμης του υπογείου νερού, την ποιότητα του υπογεί-ου νερού καθώς και για τις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής. Τα σημεία νερού τοποθετήθηκαν σε τοπογραφικά διαγράμματα 1:5.000 της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, ενώ υπολογίστηκαν και τα υψόμετρα τους με ακρίβεια ενός μέτρου περίπου (εκτός από ορισμένα σημεία για τα οποία είχε στο παρελθόν πραγματοποιηθεί από διάφορους φορείς χωροστάθμηση με ακρίβεια εκατοστού). Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις στάθμης ηρεμίας σε δύο περιόδους (υψηλής και χαμηλής στάθμης, του έτους 1999). Με τις πληροφορίες αυτές δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων μέρος της οποίας παρουσιάζεται στην εργασία αυτή. Τα στοιχεία αυτά αξιοποιήθηκαν σε συνδυασμό με τη μελέτη της υφιστάμενης βιβλιογραφίας και των χαρτογραφήσεων του ΙΓΜΕ στη σύνταξη χαρτών και στην εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών για την ευρύτερη περιοχή της τεκτονικής τάφρου Σητείας- Καλών Νερών.

<big>'''Θεματικά επίπεδα πληροφοριών'''</big>

Τα επίπεδα πληροφοριών τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως θεματικές πληροφορίες και εισήχθησαν για να αλληλοσυσχετισθούν στο ΓΣΠ είναι τα ακόλουθα: Τοπογραφία της περιοχής, Λιθολογικές και Υδρολιθολογικές ενότητες, Τεκτονικές δομές, Γεωλογικές και Γεωμορφολογικές γραμμώσεις, Σημεία νερού (γεωτρήσεις,φρέατα,πηγές). Ειδικότερα χρησιμοποιήθηκαν τα εξής:

Ο Γεωλογικός χάρτης Σητείας του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:50.000, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 5.000 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.

Ο Τοπογραφικός χάρτης Σητείας της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, κλίμακας 1:50.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987) ανά 5.000 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο Χάρτης Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας Σητείας - Ιεράπετρας, της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας Ελλάδος, κλίμακας 1:100.00, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 5.000 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία – Ιεράπετρα, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.

Τοπογραφικά Διαγράμματα της ευρύτερης περιοχής της Σητείας, της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, κλίμακας 1:5.000, με τετραγωνισμό ΗΑΤΤ ανά 500 μέτρα και αρχή των συντεταγμένων το κέντρο φύλλου χάρτου Σητεία, φ = 35° 15’ , λ = 2° 15’.
Ο Γεωλογικός χάρτης Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο ψηφιακός Υδρολιθολογικός χάρτης (ο οποίος δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έρευνας), κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Ο ψηφιακός Γεωλογικός χάρτης Σητείας – Λιθινών (ο οποίος δημιουργήθηκε στο πλαίσιο της έρευνας), κλίμακας 1:25.000, με τετραγωνισμό ΕΓΣΑ 87 ανά 2.500 μέτρα, κεντρικό μεσημβρινό λ=24ο και συντελεστή κλίμακας 0.9996.
Το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους το οποίο συντάχθηκε με βάση τις ισοϋψείς καμπύλες του τοπογραφικού χάρτη Σητείας, ισοδιάστασης 20 μέτρων.
Η Ψηφιακή Τηλεπισκοπική Απεικόνιση (Ψ.Τ.Α.) Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων και χαρτογραφικό υπόβαθρο το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987.
Ψηφιακές επεξεργασίες (όπως περιγράφονται σε επόμενο κεφάλαιο) και παραγόμενες ΨΤΑ, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων οι οποίες διορθώθηκαν γεωμετρικά και αναφέρθηκαν γεωδαιτικά με σύστημα αναφοράς το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987.

Για να εισαχθούν στο ΓΣΠ τα διατιθέμενα για την περιοχή στοιχεία, σε αναλογική (γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες και διαγράμματα και σε ψηφιακή μορφή (ψηφιοποιημένοι ή ψηφιακοί χάρτες και διαγράμματα, ψηφιοποιημένες ή ψηφιακές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις) υπέστησαν τις κατάλληλες και απαραίτητες κατά περίπτωση ψηφιακές μετατροπές, διαδικασίες και επεξεργασίες των raster και διανυσματικών (vector) δεδομένων.
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν μετατράπηκαν :

α) σε Raster δεδομένα (σε TIFF (*.tif) και ER-Mapper (*.ers) format). Τα δεδομένα με Tagged Image File Format (TIFF) χρησιμοποιούνται κυρίως για αρχεία τα οποία προέρχονται από σάρωση αναλογικής μορφής τηλεπισκοπικών απεικονίσεων και μπορούν να περιέχουν μονοφασματικά ή πολυφασματικά δεδομένα. Συνήθως για τηλεπισκοπικές εφαρμογές παράγονται και χρησιμοποιούνται δύο τύποι : 1) μονόχρωμες εικόνες με 256 διαβαθμίσεις του γκρίζου (8 bits) και 2) έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 256 διαβαθμίσεις αποχρώσεων για καθένα από τα τρία βασικά χρώματα (24 bits). Τέτοιου τύπου δεδομένα (έγχρωμες εικόνες) είναι όλοι οι διατιθέμενοι αναλογικοί χάρτες, οι οποίοι ψηφιοποιήθηκαν με σάρωση και μετατράπηκαν σε ψηφιακά δεδομένα (TIFF format), στον σαρωτή του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης, ως έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 300 dpi ανάλυση. Ίδιου τύπου δεδομένα αποτελούν και οι ψηφιοποιημένες επίγειες φωτογραφίες οι οποίες ελήφθησαν, οι οποίες μετά από σάρωση μετατράπηκαν σε ψηφιακά δεδομένα (TIFF format), ως έγχρωμες εικόνες (R,G,B) με 300 dpi ανάλυση. Δεδομένα με ER-Mapper format (ERS (*.ers) χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για αρχεία τα οποία διαχειρίζονται με το λογισμικό αυτό. Τα αρχεία αυτά μπορούν να αποθηκεύσουν πληροφορίες όπως και τα TIFF αρχεία, αλλά και επιπλέον στοιχεία :

'''• '''για το Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς,

'''• '''για τον τύπο των συντεταγμένων οι οποίες χρησιμοποιούνται στο αρχείο (φ, λ ή χ, ψ ή Εasting, Νorthing),

'''• '''για διανυσματικά δεδομένα τα οποία πιθανώς να περιέχονται στο αρχείο,

'''• '''για στατιστικά στοιχεία σχετικά με τα raster και τα διανυσματικά δεδομένα τα οποία περιέχει το αρχείο, εάν αυτά έχουν υπολογιστεί.

β) σε διανυσματικά (Vector) στοιχεία (σε Arc/Info (*.e00) και ER-Mapper (*.erv) format). Τα στοιχεία αυτά προέκυψαν από ψηφιοποίηση των διατιθέμενων χαρτών είτε στον ψηφιοποιητή του Εργαστηρίου Τηλεπισκόπησης, με τη χρήση του Λογισμικού Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών Arc/Info ή στην οθόνη. Τα αρχεία τα οποία δημιουργήθηκαν με τον τρόπο αυτό, είναι πλήρως συνεργάσιμα (και μετατρέψιμα) με το λογισμικό Ψηφιακής Επεξεργασίας Τηλεπισκοπικών Απεικονίσεων ER-Mapper. Επίσης, διανυσματικά στοιχεία του Συστήματος αποτελούν τα απαραίτητα για την εργασία ψηφιοποιημένα τμήματα των τοπογραφικών διαγραμμάτων κλίμακας 1:5.000 (πηγή Γ.Υ.Σ). Με το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info (rev. 8.0), εφοδιασμένο με το moduleτου ArcView έγινε η χωρική ανάλυση όλων των διανυσματικού format πληροφοριών που αναφέρονται στην εργασία αυτή. Με το λογισμικό αυτό έγιναν ακόμη όλοι οι συσχετισμοί και οι επεξεργασίες των raster format πληροφοριών.

Με το Λογισμικό Επεξεργασίας Ψηφιακών Τηλεπισκοπικών Απεικονίσεων ER-Mapper (version 6.2) πραγματοποιήθηκε η στατιστική ανάλυση των διαθεσίμων και απαραιτήτων raster πληροφοριών οι οποίες αναφέρονται στην εργασία αυτή. Tο Λογισμικό ER-Mapper αποθηκεύει μόνον τους αλγορίθμους δημιουργίας των ψηφιακών επεξεργασιών, (λίγα μόνον kbytes), με αποτέλεσμα να μην απαιτείται μεγάλος αποθηκευτικός χώρος στον Η/Υ, (όσος θα απαιτείτο εάν οι διαδικασίες αυτές σωζόταν ως εικόνες, όπως γινόταν με τα περισσότερα σχετικά λογισμικά έως σήμερα). Επίσης με τη βοήθεια του Λογισμικού αυτού, δημιουργήθηκαν τα προοπτικά τριών διαστάσεων (3D) της περιοχής, τα οποία συσχετίσθηκαν με τα υπόλοιπα στοιχεία, (χωρικά, θεματικά κλπ), στο Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών Arc/Info.

<big>''' Η συμβολή της τηλεπισκόπησης στην μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής έρευνας σε περιβάλλον ΓΣΠ. '''</big>
Για την διερεύνηση της συμβολής της Τηλεπισκόπησης [Curran (1985), Jensen (1986), Ρόκος (1988 και 1989) ] στη μελέτη των υδρογεωλογικών και γεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας χρησιμοποιήθηκε η δορυφορική τηλεπισκοπική απεικόνιση Landsat TM της 16ης Νοεμβρίου 1987, με διαχωριστική / διακριτική δυνατότητα 30 μέτρων και χαρτογραφικό υπόβαθρο το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987. Οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις Landsat TM διαθέτουν τρία κανάλια στην περιοχή του ορατού φωτός (1,2,3), ένα στην περιοχή του εγγύς υπερύθρου (4), δύο στην περιοχή του μέσου υπερύθρου (5,7) και ένα στην περιοχή του θερμικού υπερύθρου (6).Στην εργασία αυτή, βασικός στόχος ήταν να αναδειχθούν και να τονιστούν oι φωτογραμμώσεις οι οποίες πιθανώς αποτελούν τεκτονικές δομές (ρήγματα, ρηξιγενείς ζώνες, επωθήσεις, εφιππεύσεις κλπ), με αξιοποίηση της φωτοερ-μηνευτικής τηλεπισκοπικής μεθοδολογίας.

Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν πολλά έγχρωμα και ψευδέγχρωμα σύνθετα και άλλες ψηφιακές επεξεργασίες της παραπάνω τηλεπισκοπικής απεικόνισης, έτσι ώστε να επιλεγεί το πιο κατάλληλο για τη συγκεκριμένη έρευνα. Σύμφωνα με τον Drury (1987), o πειραματισμός με πολλές ψηφιακές επεξεργασίες, ώστε να αποκαλυφθεί ο καλύτερος δυνατός συνδυασμός πληροφοριών και η πρόσβαση σε ποικιλία ερμηνειών αυτών των επεξεργασιών βοηθάει στην σταχυολόγηση των περισσοτέρων δυνατών στοιχείων.

Για την πλήρη αξιοποίηση των ψηφιακών επεξεργασιών της τηλεπισκοπικής απεικόνισης της περιοχής έρευνας, γράφτηκαν αλγόριθμοι στο ειδικό λογισμικό πρόγραμμα ER Mapper (version 6.2), το οποίο μπορεί να αξιοποιήσει και άλλα βοηθητικά στοιχεία σε περιβάλλον ΓΣΠ.

<big>''' Ψηφιακές επεξεργασίες της τηλεπισκόπησης απεικόνισης Landsat TM της περιοχής έρευνας '''</big>

Η πρώτη απαραίτητη διαδικασία (προεπεξεργασία) πριν ξεκινήσουν οι ψηφιακές επεξεργασίες η οποία πραγματοποιήθηκε ήταν η γεωμετρική διόρθωση της δορυφορικής ψηφιακής τηλεπισκοπικής απεικόνισης με βάση τον τοπογραφικό χάρτη 1:50.000 της περιοχής, ο οποίος αποκτήθηκε από την Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού.

Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν 50 σημεία γεωδαιτικής αναφοράς ευδιάκριτα στην ΨΤΑ έτσι ώστε να είναι ικανοποιητική η ακρίβεια της γεωμετρικής διόρθωσης της ψηφιακής τηλεπισκοπικής απεικόνισης και η αναγωγή της στο σύστημα ΕΓΣΑ 87.

Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πολλές ψηφιακές επεξεργασίες με σκοπό να επιλεγούν οι πλέον κατάλληλες για τον εντοπισμό των φωτογραμμώσεων. Αυτές οι οποίες ξεχώρισαν μετά από δοκιμές, παρουσιάζονται σε αυτή την εργασία. Η επιλογή τους έγινε με δύο κυρίως κριτήρια τις υφιστάμενες βιβλιογραφικές αναφορές και τις γεωλογικές και γεωμορφολογικές ιδιαιτερότητες τις οποίες παρουσιάζει η περιοχή.

Μια από τις βασικότερες μεθόδους ενίσχυσης των ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων με στόχο την οπτικά καλύτερη εμφάνιση τους, είναι η γραμμική ενίσχυση του τόνου με αποκοπή, η οποία χρησιμοποιήθηκε σε όλες τις ψηφιακές επεξεργασίες που πραγματοποιήθηκαν.

Σύμφωνα με τον Vincent (1997), η χρήση του θερμικού υπερύθρου καναλιού 6 του Landsat είναι δυνατόν να υποδεικνύει περιοχές οι οποίες βρίσκονται κοντά σε υπόγεια νερά, ως ανωμάλως ψυχρές ή ανωμάλως θερμές, καθώς η κανονική θερμοκρασία των υπογείων νερών όλο το χρόνο είναι περίπου 55° Farenheit. Η χρήση του θερμικού υπερύθρου καναλιού στην περιοχή της έρευνας δεν έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα.
Το ίδιο συνέβη και με τη χρήση φίλτρων. Παρά τη χρήση πολλών διαφορετικών φίλτρων δεν δόθηκε σημαντική βοήθεια στον εντοπισμό και τονισμό των φωτογραμμώσεων.

Το κανάλι 5 κρίθηκε φωτοερμηνευτικά, ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό γεωλογικών και γεωμορφολογικών φωτογραμμώσεων.Οι ψηφιακές τιμές του καναλιού 5 παρουσιάζουν μεγαλύτερη διασπορά, γεγονός το οποίο αποδεικνύει ότι εμπεριέχει περισσότερη πληροφορία. Το κανάλι 4, το οποίο είναι το καταλληλότερο για την απεικόνιση της βλάστησης χρησιμοποιήθηκε εδώ, διότι τα όρια μεταξύ διαφορετικών τύπων βλάστησης είναι δυνατό να υποδεικνύουν τεκτονικές δομές, ή όρια γεωλογικών σχηματισμών.

Το κανάλι 1 χρησιμοποιήθηκε επίσης διότι κρίθηκε ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό γραμμικών στοιχείων τα οποία έχουν δημιουργηθεί από ανθρώπινη παρέμβαση, όπως οδικό δίκτυο, όρια καλλιεργειών κλπ., ώστε να μη συγχέονται με τις γεωλογικές και γεωμορφολογικές φωτογραμμώσεις.
Έτσι τo ψευδέγχρωμο σύνθετο το οποίο κρίθηκε ως το πιο κατάλληλο για τον εντοπισμό φωτογραμμώσεων είναι το 5,4,1(R,G,B).

<big>''' Συσχετίσεις θεματικών πληροφοριών – Συμπεράσματα'''</big>

Με κατάλληλες συσχετίσεις των απαραιτήτων κατά περίπτωση επιπέδων θεματικών πληροφοριών, στοιχειοθετήθηκαν χρήσιμα και ουσιαστικά συμπεράσματα γεωλογικού και υδρογεωλογικού ενδιαφέροντoς., όπως παραδείγματος χάριν παρουσιάζονται παρακάτω:

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:37:09Z

Abodini:

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:36:29Z

Abodini:

XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ

2010-02-28T07:31:59Z

Abodini: New page: <big>''' XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ...

<big>''' XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ'''</big>

<big>'''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''</big>

Η εργασία αυτή αξιοποιεί στοιχεία με αντικείμενο τη γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας με χρήση γεωλογικών, υδρογεωλογικών και τηλεπισκοπικών μεθόδων και τεχνικών. Στην κατεύθυνση αυτή αναπτύχθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών στο οποίο εντάχθηκαν τα σχετικά με την έρευνα επίπεδα πληροφορίας προκειμένου να μπορούν να συσχετισθούν κατάλληλα, με στόχο την ολοκλήρωση των πορισμάτων των γεωλογικών και υδρο-γεωλογικών μεθόδων, των σχετικών επί τόπου εργασιών, μετρήσεων και εκτιμήσεων, με τη βοήθεια των πραγματικών δυνατοτήτων της ανάλυσης (ερμηνείας) των ψηφιακών επεξεργασιών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων. Ορισμένα από τα συμπεράσματα της έρευνας παρουσιάζονται σε αυτήν την εργασία.

<big>'''ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ'''</big>

Μελέτη των γεωλογικών και υρδογεωλογικών συνθηκών της ευρύτερης περιοχής της τεκτονικής τάφρου Σητείας. Η μελέτη των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής της έρευνας πραγματοποιείται με βάση τη σχετική βιβλιογραφία, τους γεωλογικούς χάρτες του ΙΓΜΕ,τις δικές μας επιτόπου έρευνες, τις απογραφές των θέσεων εμφάνισης υπογείων νερών (πηγές, γεωτρήσεις, φρέατα), τις σχετικές μετρήσεις και εκτιμήσεις καθώς και τη δημιουργία βάσης δεδομένων, σε ψηφιακή μορφή, με τις απαραίτητες για την έρευνα, πληροφορίες. Στη διαδικασία αυτή αξιοποιήθηκαν ειδικές ψηφιακές μέθοδοι και λογισμικά για την ψηφιοποίηση των υφισταμένων γεωλογικών χαρτογραφήσεων. Χρησιμοποιήθηκε το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ) Arc/Info 8.0 και οι επί μέρους πληροφορίες εισήχθησαν ως διαφορετικά επίπεδα πληροφορίας (layers) στο ΓΣΠ. Χρησιμοποιήθηκε επίσης το λογισμικό επεξεργασίας ψηφιακών τηλεπισκοπικών απεικονίσεων ER Mapper (version 6.2). Δημιουργήθηκαν α) ψηφιακός γεωλογικός χάρτης (σχ.1) με ψηφιοποίηση του αναλογικού γεωλογικού χάρτη Σητείας – Λιθινών, των Βιδάκη – Μυλωνάκη της Διεύθυνσης Γενικής Γεωλογίας και Γεωλογικών Χαρτογραφήσεων του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών, κλίμακας 1:25.000 και β) ψηφιακός υδρολιθολογικός χάρτης της περιοχής έρευνας με βάση τις επίγειες παρατηρήσεις και τη σχετική βιβλιογραφία (Καλλέργης,1993).

<big>'''Εργασίες υπαίθρου'''</big>

Κατά τη διετία 1998-2000, πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή της έρευνας συστηματικές εργασίες υπαίθρου με σκοπό την απογραφή των σημείων νερού (γεωτρήσεις, φρέατα, πηγές) και τη συλλογή όσο το δυνατόν περισσοτέρων σχετικών πρωτογενών στοιχείων.Συγκεντρώθηκαν στοιχεία για την παροχή, τις λιθολογικές στήλες, της στάθμης του υπογείου νερού, την ποιότητα του υπογεί-ου νερού καθώς και για τις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής. Τα σημεία νερού τοποθετήθηκαν σε τοπογραφικά διαγράμματα 1:5.000 της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού, ενώ υπολογίστηκαν και τα υψόμετρα τους με ακρίβεια ενός μέτρου περίπου (εκτός από ορισμένα σημεία για τα οποία είχε στο παρελθόν πραγματοποιηθεί από διάφορους φορείς χωροστάθμηση με ακρίβεια εκατοστού). Επίσης πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις στάθμης ηρεμίας σε δύο περιόδους (υψηλής και χαμηλής στάθμης, του έτους 1999). Με τις πληροφορίες αυτές δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων μέρος της οποίας παρουσιάζεται στην εργασία αυτή. Τα στοιχεία αυτά αξιοποιήθηκαν σε συνδυασμό με τη μελέτη της υφιστάμενης βιβλιογραφίας και των χαρτογραφήσεων του ΙΓΜΕ στη σύνταξη χαρτών και στην εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών για την ευρύτερη περιοχή της τεκτονικής τάφρου Σητείας- Καλών Νερών.

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-28T07:27:55Z

Abodini:

* [[ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ ΣΤΗ ΒΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΟΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ LANDSAT T.M.]]

* [[Aξιολόγηση τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της χρήσης γης στην Τεχεράνη, Ιράν]]

* [[ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ]]

* [[Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ]]

* [[Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001]]

* [[Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001]]

* [[Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ]]

* [[Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση]]

* [[Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας]]

* [[XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ:Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣΣ]]

* [[]]

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

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-28T07:26:44Z

Abodini:

* [[ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ ΣΤΗ ΒΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΟΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ LANDSAT T.M.]]

* [[Aξιολόγηση τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της χρήσης γης στην Τεχεράνη, Ιράν]]

* [[ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ]]

* [[Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ]]

* [[Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001]]

* [[Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001]]

* [[Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ]]

* [[Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση]]

* [[Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας]]

* [[XΡΗΣΗ GIS KAI MEΘΟΔΩΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ: Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΗΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΤΑΦΡΟΥ ΣΗΤΕΙΑΣ]]

* [[]]

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

Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας

2010-02-28T07:16:14Z

Abodini:

<big>''' Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας '''</big>

Μια εκτενής και εκτεταμένη έρευνα έγινε στα πλαίσια της τηλεπισκόπισης στην περιοχή της Μακεδονίας για τον εντοπισμό νέων αρχαιολογικών χώρων. Ο στόχος ήταν ο εντοπισμός των σημαδιών χάραξης της «via Εγνατία» που διερχόταν ανάμεσα από δύο μεγάλες αρχαίες πόλεις της περιοχής: την Αμφίπολη και τους Φίλλιπους. Τα δεδομένα της έρευνας αποτελούνταν από ιστορικές και σύγχρονες αεροφωτογραφίες, διαχρονικές δορυφορικές απεικονίσεις Quickbird-2 και WordView-1καθώς επίσης και σύγχρονους και ιστορικούς χάρτες. Ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) δημιουργήθηκε για τη διαχείριση, μελέτη και ανάλυση των στοιχείων της έρευνας και των σημαδιών των επικαλυπτόμενων κατασκευών. Το σύστημα GIS παρέχει διαχείριση εργαλείων χωρικής και περιγραφικής πληροφορίας που ακόμα και οι επιστήμονες με πιο χαμηλή γνώση υπολογιστών μπορούν να το χρησιμοποιήσουν.

Το 2003 είχε γίνει μια έρευνα βορειοδυτικά των Φιλλίπων όπου είχαν εντοπιστεί ίχνη του αρχαίου δρόμου. Οι τομές των εκσκαφών που ακολούθησαν (2003 και 2004) επιβεβαίωσαν τις αρχικές υποθέσεις. Η θετική αυτή έκβαση ήταν το κίνητρο για μία συστηματικότερη έρευνα για τον εντοπισμό της «Via Egnatia» από την αρχαία Αμφίπολη έως τους Φιλλίπους, που είναι συνολικά μια περιοχή μελέτης 500 τ.χλμ.
Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν:

1. Έξι χάρτες συγκεντρώθηκαν της κλίμακας 1:50.000 του έτους 1970 από την Ελληνική Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού (Ε.Γ.Υ.Σ.), έξι από το Ινστιτούτο Γεωλογίας και Εξερεύνησης Μεταλλευμάτων της κλίμακας 1:50.000 και 49 χάρτες κλίμακας 1:5000 του 1982 από την Γ.Υ.Σ.

2. Τρεις ιστορικοί χάρτες του: 1901,1910 και 1925 κλίμακας 1:200.000

3. Τέσσερις σύγχρονοι χάρτες κλίμακας 1:50.000 που καλύπτουν όλη την περιοχή μελέτης και σχεδιάστηκαν από τον Αμερικάνικο στρατό το 1945

4. Οκτώ ιστορικοί χάρτες που χρονολογούνται από το 1916 έως το 1928 κλίμακας 1:20.000 έως 1:100.000

5. 76 χάρτες διανομής των αστικών ιδιοκτησιών κλίμακας 1:5.000

Η επικάλυψη των ιστορικών χαρτών με τους σύγχρονους οδήγησε σε σημαντικά συμπεράσματα. Οι ιστορικοί χάρτες της διανομής των αστικών ιδιοκτησιών ήταν ένα σημαντικό εργαλείο για την αποδοχή ή την απόρριψη των μεταφράσεων των ιχνών που προέκυψαν από τη φωτοερμηνεία των τηλεσκοπικών εικόνων.
Η συλλογή 319 κάθετων αεροφωτογραφιών κλίμακας 1:6.000 έως 1:42.000 χρονολογίας από 1945 έως το 1996 ψηφιοποιήθηκε με ανάλυση 1200 dpi (grayscale, 8bit). Η μεσαία τους ποιότητα ( φωτεινότητα και χαμηλή αντίθεση) έκανε απαραίτητη την ψηφιακή τους επεξεργασία (Ιστόγραμμα ισοδυναμοποίησης, φωτεινότητα/κοντράστ, οξύτητα, Μάσκα μη οξύτητας, φίλτρα), μια διαδικασία που βελτίωσε τα φωτομετρικά τους χαρακτηριστικά. Συμπεριλαμβανομένου της γεωμετρικής τους διόρθωσης χρησιμοποιήθηκε ένα Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (Ψ.Μ.Ε.) όπως επίσης και επίγεια σημεία ελέγχου με Χ,Υ,Ζ συντεταγμένες. Το αποτέλεσμα ήταν η παραγωγή ορθοφωτοχαρτών διαφορετικών κλιμάκων από 1:1.00 έως 1:20.000 με αναλογική ακρίβεια. Με αυτόν τον τρόπο προσφέρεται μια πιο εποπτική ματιά της περιοχής μελέτης καθώς επίσης και η δυνατότητα συσχέτισης διαφορετικών ιχνών.

Πέντε παλιές διαφορετικές δορυφορικές εικόνες από το σύστημα Quickbird συλλέχθηκαν (χωρική ανάλυση παγχρωματικής εικόνας 0,6μ. και πολυχρωματικής εικόνας 2,4μ.) και μία δορυφορική εικόνα από το σύστημα WordView (χωρική ανάλυση παγχρωματικής εικόνας 0,5μ.) όπου και οι δύο μαζί κάλυπταν μια περιοχή περίπου τα 2/3 της περιοχής μελέτης. Η υπόλοιπη περιοχή λήφθηκε ύστερα από τη συστηματική μελέτη τεσσάρων (4) διαφορετικών δορυφορικών εικόνων σε μια ζώνη περιορισμένης επιφάνειας. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, οι διάφοροι παράγοντες λήφθηκαν υπόψη, όπως η αύξηση του κύκλου των καλλιεργειών, της φυσικής βλάστησης, τα στοιχεία ότι το έδαφος αποτελείται από λεπτομερείς και κλιματολογικές και οι μετεωρολογικές συνθήκες, σε συνδυασμό με τη σαφήνεια και τον αριθμό των σημάτων που παρατηρήθηκαν. Τα συμπεράσματα αυτής της ειδικής μελέτης για την εξεύρεση της βέλτιστης ημερομηνίας οδήγησαν σε μια δορυφορική εικόνα που επιτρέπει τον επιτυχή εντοπισμό δεκάδων νέων ενδείξεων.

Για τη βελτίωση της χωρικής ανάλυσης των πολυφασματικών δεδομένων, εφαρμόστηκε η τεχνική της σύνθεσης της παγχρωματικής και της πολυχρωματικής εικόνας με το μετασχηματισμό των κυρίων στοιχείων (Principal Component Analysis, PCA). Στις νέες εικόνες έγινε γεωμετρική ανάλυση των εικόνων με τη χρήση γνωστού Ψηφιακού Μοντέλου Εδάφους (Ψ.Μ.Ε) και με τη χρήση επίγειων σημείων ελέγχου (Χ,Υ,Ζ) επιτρέποντας έτσι την παραγωγή ορθοεικόνων με χωρική ακρίβεια περίπου 1μ.

Για την καλύτερη διαχείριση, ανάλυση και συσχέτιση του μεγάλου όγκου των δεδομένων δημιουργήθηκε ένα νέο Γεωγραφικό Σύστημα για τη διαχείριση των ιχνών.

Στη μεθοδολογία που προτείνεται και ακολουθείται, τονίζεται ότι οι παραδοσιακές μέθοδοι της ιστορικής τοπογραφίας είναι πολύ σημαντικές. Οι χάρτες της Διανομής των αστικών ιδιοκτησιών κλίμακας 1:5.000-που για την περιοχή ελέγχου χρονολογούνται από το 1928- είναι πολύ σημαντική πηγή πληροφοριών μιας και βοηθάνε στην ερμηνεία πολλών ιχνών. Η χρήση ιστορικών και σύγχρονων αρχείου αεροφωτογραφιών διαφορετικών κλιμάκων που απεικονίζουν την περιοχή μελέτης είναι διαχρονικά. Τα ίχνη εντοπίζονται σε αυτές τις φωτογραφίες με τυχαίο τρόπο αφού οι φωτογραφίες αυτές είχαν ληφθεί για χαρτογραφικούς σκοπούς και πιθανών κατά τη διάρκεια μιας περιόδου που δεν ταιριάζει για τον εντοπισμό ιχνών. Το ίδιο ισχύει κα για το αρχείο των δορυφορικών εικόνων. Για αυτούς τους λόγους προτείνεται μια πιο συστηματική έρευνα που θα βοηθήσει στο να επιλεγεί το βέλτιστο χρονικό πλαίσιο για τη λήψη νέων φωτογραφιών για τον εντοπισμό των ιχνών. Το νέο Γεωγραφικό Σύστημα για τη διαχείριση των ιχνών που η ερευνητική ομάδα χρησιμοποιεί αποδεικνύεται ότι είναι ένα πολύτιμο και απαραίτητο εργαλείο για διαχείριση, ανάλυση και συσχέτιση των δεδομένων.

[[εικόνα:m100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' α. Αεροφωτογραφία του 1945, HMGS, κλίμακας 1:42,000, β. 1965, H.M.C.O., κλίμακας 1:15,000, γ. 1996, H.M.C.O., κλίμακας 1:15,000, δ. Quickbird-2 δορυφορικής εικόνας του 2004, ε. Quickbird-2 του 2005, στ. Quickbird-2 του 2005 (κατά τη διάρκεια της περιόδου βέλτιστη για τη θέση των ενδείξεων). Γραμμικό σχήμα της «via Εγνατία» από 6m πλάτος και μήκος 300μ.

[[εικόνα:m101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Αριστερά: Δορυφορική εικόνα του 2002. Σημάδια ενός πιθανού αρχαίου οικισμού. Δεξιά: Η κατανομή των γεωργικών ιδιοκτησιών του 1928 δεν επιτρέπει τη σύμπτωση των σημαδιών-ενδείξεων με τα όρια των αγροτεμαχίων της εποχής εκείνης.

'''Πηγή: ''' D. Kaimaris, O. Georgoula, G. Karadedos, P. Patias,AERIAL AND REMOTE SENSING ARCHAEOLOGY IN EASTERN MACEDONIA, GREECE, 22nd CIPA Symposium, October 11-15, 2009, Kyoto, Japan

Αρχείο:M101.jpg

2010-02-28T07:13:36Z

Abodini:

Αρχείο:M100.jpg

2010-02-28T07:12:59Z

Abodini:

Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας

2010-02-28T07:12:34Z

Abodini: New page: <big>''' Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας '''</big> Μια εκτενή...

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-28T07:09:11Z

Abodini:

* [[ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ ΣΤΗ ΒΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΟΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ LANDSAT T.M.]]

* [[Aξιολόγηση τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της χρήσης γης στην Τεχεράνη, Ιράν]]

* [[ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ]]

* [[Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ]]

* [[Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001]]

* [[Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001]]

* [[Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ]]

* [[Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση]]

* [[Μέθοδοι Τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία στην περιοχή της ανατολικής Μακεδονίας]]

* [[]]

* [[]]

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

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T07:03:58Z

Abodini:

<big>''' Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ '''</big>

Η πόλη της Βαγδάτης γνώρισε μια ταχεία αστική επέκταση των κατά τις τελευταίες δεκαετίες λόγω της επιταχυνόμενης οικονομικής ανάπτυξης. Αυτό το έγγραφο αξιολογεί τις επιπτώσεις της κατασκευαστικής ανάπτυξης στη Βαγδάτη στην επιφανειακή θερμοκρασία με χρήση της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ. Σε αυτή τη μελέτη, αναλύθηκε μέσω δορυφορικής πληροφορίας η φωτεινότητα της θερμοκρασίας και σε σύγκριση με πληροφορίες κάλυψης της γης που αποκτήθηκαν από την υψηλή ανάλυση δορυφορικών εικόνων LANDSAT 7 και εξετάστηκε η μεταξύ τους σχέση.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η ανάλυση και η επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας αστικές χωρικές πληροφορίες, που σχετίζονται με τη χρήση γης / κάλυψη και τον δείκτη NDVI κάνοντας χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και των ΓΣΠ. Η επιφανειακή θερμοκρασία, το πρότυπο κάλυψης γης και ο δείκτης NDVI προήλθαν από LANDSAT 7 δεδομένα. Στη συνέχεια, οι θερμοκρασίες της επιφάνειας της γης συνδέθηκαν με τα δεδομένα χρήσεων γης της περιοχής της Βαγδάτης για περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ της συμπεριφοράς της θερμοκρασίας και των αστικών δομών. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)) χρησιμοποιήθηκε για να εξετάσει τη σχέση μεταξύ θερμικής συμπεριφοράς και της ποσότητας κάλυψης βλάστησης.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αρνητική συσχέτιση περισσότερο από το 85% είχε εντοπιστεί από
τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη συσχέτιση και την ανάλυση παλινδρόμησης της εξαχθείσας επιφανειακής θερμοκρασίας από τα δεδομένων της εικόνας Landsat με το δείκτη NDVI. Επίσης, η έρευνα αυτή επαλήθευσε το ότι η κατανομή της αστικής επιφανειακής θερμοκρασίας είναι πολύ διαφορετική και ότι εξαρτάται από το είδος των εκτάσεων που καλύπτουν την περιοχή μελέτης.

Η αστικοποίηση και τη μετατροπή των χρήσεων γης (αλλαγή χρήσης και κάλυψης) σχετίζονται με την ανάπτυξη του πληθυσμού και της οικονομίας και αποτελούν το κύριο είδος αλλαγής στην ιστορία του ανθρώπου. Αυτή η διαδικασία έχει μεγάλη επίδραση στο κλίμα. Καλυπτόμενες με κτίρια, δρόμους και άλλες αδιαπέραστες επιφάνειες, οι αστικές περιοχές γενικά έχουν υψηλότερη απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας, και μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα και χωρητικότητα, έτσι ώστε να αποθηκεύεται θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας και απελευθερώνεται
τη νύχτα. Ως εκ τούτου, οι αστικές περιοχές τείνουν να εμφανίζουν μια σχετικά υψηλότερη θερμοκρασία σε σύγκριση με τις γύρω αγροτικές περιοχές. Αυτή η θερμική διαφορά, σε συνδυασμό με τα θερμικά απόβλητα που απελευθερώνονται από τις αστικές περιοχές, τις μεταφορές και τη βιομηχανία, συμβάλουν στην ανάπτυξη της «urban heat island (UHI)». Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αστικών και των αγροτικών περιοχών αυξάνονται κατά πολλούς βαθμούς με ειδικές αστικές, τοπογραφικές και μετεωρολογικές συνθήκες (Mather 1986).

Είναι πολύ σημαντικό να αποκτηθούν πληροφορίες για ολόκληρες περιοχές θερμοκρασίας ενώ τα θερμοκρασιακά περιβαλλοντικά προβλήματα των πόλεων είναι ακόμα αντικείμενα έρευνας. Τα δορυφορικά δεδομένα είναι επίσης χρήσιμα για την παροχή πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη της γης. Η πρόσφατη ανάπτυξη της υψηλής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων σημαίνει ότι τώρα μπορούν να αναμένονται πιο λεπτομερείς αναλύσεις. Η πληροφορία της φωτεινότητας της θερμοκρασίας από δορυφορικά δεδομένα σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη χρήση/κάλυψη γης μέσω δορυφόρου είναι πολύ χρήσιμη για την κατανόηση επιφανειακών συνθηκών των αστικών περιοχών. Είναι δυνατή η αξιολόγηση της σχέσης μεταξύ του καλυπτόμενου εδάφους και της θερμοκρασίας της πόλης με χρήση δορυφορικών δεδομένων. Έχει πλέον καταστεί δυνατό να αποκτηθεί λεπτομερή γνώση της κάλυψης γης που να καθορίζει την υψηλή θερμοκρασία της αστικής περιοχής χρησιμοποιώντας πληροφορίες από μια ευρύτερη περιοχή. Επιπλέον, αυτές οι πληροφορίες είναι σε ψηφιακή μορφή.

Η φωτεινότητα της θερμοκρασίας που παρατηρήθηκε από δορυφορικές εικόνες είναι πολύ χρήσιμη για την αξιολόγηση όλη των ζωνών θερμοκρασίας για τη μελέτη των θερμοκρασιακών προβλημάτων του αστικού περιβάλλοντος. Μελέτες σχετικές με τα χαρακτηριστικά της επιφανειακής θερμοκρασίας των αστικών περιοχών μέσω δορυφορικών δεδομένων έχουν διεξαχθεί κυρίως με τη χρήση δεδομένων NOAA AVHRR (Balling και Brazell 1988, Roth et al. 1989, Gallo et al. 1993a). Η χωρική ανάλυση των NOAA δεδομένων (1.1KM) είναι κατάλληλη μόνο για μικρής κλίμακας αστική χαρτογράφηση της θερμοκρασίας. Η πολύ υψηλότερη ανάλυση (120 μ.) των θερμικών υπέρυθρων δεδομένων του Landsat TM χρησιμοποιείται σπάνια για την άντληση στοιχείων επιφανειακής θερμοκρασίας. Πρόσφατα, οι Carnahan και Larson (1990) χρησιμοποίησαν τα TM θερμικά υπέρυθρα δεδομένα για να παρατηρήσουν διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ αστικών και αγροτικών περιοχών.

Στη Βαγδάτη, τα μοντέλα χρήσεων/καλύψεων γης έχουν υποστεί μια θεμελιώδη αλλαγή που οφείλεται στην επιταχυνόμενη επέκτασή της από το 1958. Η αστική ανάπτυξη έχει επιταχυνθεί, και έχει συμβεί μεγάλη επιβάρυνση στο περιβάλλον. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην πόλη όπου η γεωργική γη εξαφανίζεται κάθε χρόνο και μετατρέπεται σε αστική ή σε κάποια συναφή χρήση. Η αξιολόγηση του μεγέθους ανάπτυξης και ο τρόπος της αστικής ανάπτυξης του Ιράκ είναι επείγουσα ανάγκη. Επιπλέον, λόγω της έλλειψης κατάλληλου σχεδιασμού της χρήσης γης και των μέτρων για την αειφόρο ανάπτυξη, η τυχαία ανάπτυξη του αστικού χώρου έχει δημιουργήσει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Έτσι, υπάρχει επίσης η ανάγκη να εκτιμηθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ταχείας αστικής ανάπτυξης.

Η ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS), έχει εφαρμοστεί ευρέως και έχει αναγνωριστεί ως ένα ισχυρό και αποτελεσματικό εργαλείο για την ανίχνευση των αστικών χρήσεων γης και της αλλαγής κάλυψης της γης (Ehlers et al. 1990, Treitz et al. 1992, Harris and Ventura 1995).H δορυφορική τηλεπισκόπηση συλλέγει πολυφασματικά δεδομένα και τα μετατρέπει σε πληροφορίες πολύτιμες για την κατανόηση και παρακολούθηση των διαδικασιών της αστικής γης αλλά και για την οικοδόμηση των αστικών συνόλων δεδομένων κάλυψη γης. Η τεχνολογία των ΓΠΣ παρέχει ένα ευέλικτο περιβάλλον για την είσοδο, την ανάλυση και την παρουσίαση ψηφιακών δεδομένων από διάφορες πηγές απαραίτητες για την αναγνώριση αστικών χαρακτηριστικών, την ανίχνευση των αλλαγών και την ανάπτυξη της βάσης δεδομένων. Ωστόσο, λίγες από τις μελέτες αστικής ανάπτυξης έχουν σχέση με την αλλαγή μετά την ανίχνευση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Σε αυτή τη μελέτη, η σχέση μεταξύ της κάλυψης γης και της θερμοκρασίας σε μια αστική περιοχή
αναλύεται και εξετάζεται με τη βοήθεια δορυφορικών δεδομένων από τον Landsat 7. Το κανάλι 6 του Landsat χρησιμοποιήθηκε για τη φωτεινότητα της θερμοκρασίας που διασταυρώνεται με τη χρήση/κάλυψη γης και το δείκτη NDVI από άλλα κανάλια του LANDSAT 7 ETM +.

Η εικόνα Landsat 7 ETM + χρησιμοποιήθηκε για να προσδιορίσει αποτελεσματικά τις τάξεις κάλυψης/χρήσεων γης και την επιφανειακή θερμοκρασία για την πόλη της Βαγδάτης. Οι LANDSAT 7 ETM + εικόνες με ημερομηνία 6/9/2002 της Βαγδάτης αναλύθηκαν σε σχέση με
την επιφανειακή θερμοκρασία. Οι εργασίες της εν λόγω έρευνας παρουσιάζονται στο ακόλουθο διάγραμμα:

'''• LANDSAT 7 ETM + με ημερομηνία 6/9/2002'''

'''• Ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις'''

'''• Εξαγωγή αστικών χωρικών πληροφοριών: Δείκτης NDVI, επιφανειακή θερμοκρασία, τάξεις καλύψεων γης'''

'''• Χωρική ανάλυση'''

'''• Επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας'''

Η προσαρμογή του ιστογράμματος χρησιμοποιήθηκε για την ελαχιστοποίηση των ατμοσφαιρικών επιδράσεων. Αυτή η μέθοδος βασίζεται κυρίως στο γεγονός ότι τα υπέρυθρα δεδομένα είναι σε μεγάλο βαθμό απαλλαγμένα από την ατμοσφαιρική σκέδαση, ενώ οι ορατές περιοχές επηρεάζονται έντονα από αυτή. Κανονικά, τα δεδομένα που συλλέγονται σε διακριτά μήκη κύματος έχουν υψηλότερη ελάχιστη τιμή λόγω της αυξημένης σκέδασης της ατμόσφαιρας που λαμβάνει χώρα σε αυτά τα μήκη κύματος. Έτσι, το ιστόγραμμα θα πρέπει να μετατοπίζεται προς τα αριστερά, έτσι ώστε η επίδραση της ατμοσφαιρικής σκέδασης να ελαχιστοποιείται κάπως.

Ένα καλό εργαλείο που θα βοηθήσει στην κατανόηση των χωρικών σχέσεων των δεδομένων είναι το Spatial Analyst του ArcView. Αυτή η κατανόηση μπορεί να είναι τόσο απλή όσο η προβολή και η αναζήτηση των δεδομένων ή ως και πιο πολύπλοκη, δεδομένου της δημιουργίας ολοκληρωμένων εφαρμογών.

<big>''' Ταξινόμηση καλύψεων γης για αστική επέκταση '''</big>

Με τη χρήση του λογισμικού ENVI, η εικόνα διορθώθηκε ραδιομετρικά και ενισχύθηκε χρησιμοποιώντας «relative correction» και η μεθόδους βελτίωσης (ι προσαρμογή ιστογράμματος), για την αυξηθεί ο όγκος της ορατής πληροφορίας. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου χρησιμοποιήθηκε αρχικά ώστε να αποκτηθεί μια αρχική ιδέα σχετικά με φασματικό πρότυπο της περιοχής.
[[εικόνα:i100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου

Για την μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση είχαν χαρτογραφηθεί πρότυπα χρήσεων/καλύψεων γης των landsat 7 ETM + δεδομένων. Μετά την επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης, διεξήχθη μια επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέγιστη πιθανοφάνειας για να κατατάξει τις εικόνες Landsat χρησιμοποιώντας τα κανάλια: 2 (πράσινο), 3 (κόκκινο) και 4 (εγγύς υπέρυθρο). Η περιοχή μελέτης κατατάχθηκε σε οκτώ χρήσεις/καλύψεις γης (βλέπε εικόνα 2).

Η ακρίβεια της ταξινόμησης επαληθεύτηκε από επίγειο έλεγχο ή με σύγκριση με τους υφιστάμενους χάρτες χρήσεων/καλύψεων γης που έχουν ελεγχθεί στο πεδίο. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν ως βασικά στοιχεία για την ανάλυση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης με την χρήση προτύπου κάλυψης / χρήσης γης. Σαφώς, τα χρησιμοποιούμενα LANDSAT δεδομένα έχουν αρκετά υψηλή ακρίβεια, και είναι συνεπώς ανεπαρκή για την ταξινόμηση των χρήσεων γης και για την ανίχνευση της αστικής ανάπτυξης.
[[εικόνα:i101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 2:''' Επιβλεπόμενη ταξινόμηση μα τη μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας

Από την παραπάνω ταξινόμηση γίνεται σαφές ότι υπήρξε σημαντική αύξηση στις οικοδομήσιμες περιοχές σε σχέση με άλλους κλάδους. Χώροι κατοικίας, εμπορικοί και βιομηχανικοί χώροι καταλαμβάνονται σημαντικό τμήμα της περιοχής μελέτης, η οποία αντιστοιχεί περίπου στο 62% της συνολικής έκτασης, ενώ μόνο το 38% της συνολικής έκτασης καλύπτουν άλλα πρότυπα
(νερό, οπωρώνες και άγονη γη).

Η αστική ανάπτυξη συνήθως δημιουργεί μια δραματική αλλαγή της επιφάνειας της Γης: Η φυσική βλάστηση αφαιρείται και αντικαθίσταται από μη-εξατμιζόμενες και μη διαπνεόμενες επιφάνειες όπως το μέταλλο, η άσφαλτος και το σκυρόδεμα. Αυτή η αλλαγή θα οδηγήσει αναπόφευκτα στην ανακατανομή της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας, και θα προκαλέσει την αστική-αγροτική αντίθεση στην επιφανειακή ακτινοβολία και στη θερμοκρασία του αέρα. Η διαφορά στη θερμοκρασία του αέρα μεταξύ του αστικού περιβάλλοντος και της αγροτικής περιοχής είναι γνωστή ως το αποτέλεσμα της UHI. Δεδομένης της σχέσης μεταξύ της θερμοκρασίας της επιφανειακής ακτινοβολίας και της υφής της κάλυψης της γης, οι επιπτώσεις της αστικής ανάπτυξης στην επιφανειακή θερμοκρασία μπορούν να αξιολογηθούν.

<big>''' Συμπεράσματα '''</big>

Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση της τηλεπισκόπησης εφαρμόστηκε για την ταχεία αξιολόγηση των αστικών εκτάσεων της πόλης της Βαγδάτης και τον αντίκτυπό της στην επιφανειακή θερμοκρασία. Σε αυτή τη μελέτη αναλύεται η χωρική κατανομή της αστικής θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης, σύμφωνα με την κάλυψη γης και του τύπου NDVI με δεδομένα τηλεπισκόπησης. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται ως εξής:

1 - Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης της θερμοκρασίας της επιφάνειας από την άποψη της κάλυψης της γης, τα εμπορικά και τα πυκνά κατοικημένη περιοχή επαληθεύτηκαν ως περιοχές υψηλής επιφανειακής θερμοκρασίας με χαμηλότερο συντελεστή κάλυψη βλάστησης.

2 - Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αστική ανάπτυξη γης αυξάνει την επιφανειακή θερμοκρασία. Το μοντέλο της χωρικής κατανομής των θερμοκρασιών επιφάνειας συσχετίστηκε με το πρότυπο της αστικής επέκτασης. Το άμεσο αποτέλεσμα της αστικής χρήσης γης ή της αλλαγής κάλυψης, μπορεί να προκαλέσει έμμεσο αποτέλεσμα σε ένα στοιχείο του περιβάλλοντος. Η αύξηση της ακτινοβολίας της επιφανειακής θερμοκρασίας σχετιζόταν με την μείωση της βιομάζας.

3 - Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε στην παρούσα μελέτη παρέχει μια εναλλακτική λύση στο παραδοσιακή εμπειρική παρατήρηση και ανάλυση με τη χρήση επιτόπιων δεδομένων για την εκπόνηση περιβαλλοντικών μελετών. Η μεθοδολογία αυτή πρέπει να εφαρμόζεται και σε άλλες περιοχές που υφίστανται ταχεία αστικοποίηση.

'''Πηγή: ''' Dr. SALAH A. H. SALEH,UNIVERSITY OF AL-NAHRAIN,IRAQ, Remote Sensing Technique for Land Use and Surface Temperature Analysis for Baghdad, IRAQ"

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T07:03:15Z

Abodini:

<big>''' Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ '''</big>

Η πόλη της Βαγδάτης γνώρισε μια ταχεία αστική επέκταση των κατά τις τελευταίες δεκαετίες λόγω της επιταχυνόμενης οικονομικής ανάπτυξης. Αυτό το έγγραφο αξιολογεί τις επιπτώσεις της κατασκευαστικής ανάπτυξης στη Βαγδάτη στην επιφανειακή θερμοκρασία με χρήση της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ. Σε αυτή τη μελέτη, αναλύθηκε μέσω δορυφορικής πληροφορίας η φωτεινότητα της θερμοκρασίας και σε σύγκριση με πληροφορίες κάλυψης της γης που αποκτήθηκαν από την υψηλή ανάλυση δορυφορικών εικόνων LANDSAT 7 και εξετάστηκε η μεταξύ τους σχέση.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η ανάλυση και η επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας αστικές χωρικές πληροφορίες, που σχετίζονται με τη χρήση γης / κάλυψη και τον δείκτη NDVI κάνοντας χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και των ΓΣΠ. Η επιφανειακή θερμοκρασία, το πρότυπο κάλυψης γης και ο δείκτης NDVI προήλθαν από LANDSAT 7 δεδομένα. Στη συνέχεια, οι θερμοκρασίες της επιφάνειας της γης συνδέθηκαν με τα δεδομένα χρήσεων γης της περιοχής της Βαγδάτης για περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ της συμπεριφοράς της θερμοκρασίας και των αστικών δομών. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)) χρησιμοποιήθηκε για να εξετάσει τη σχέση μεταξύ θερμικής συμπεριφοράς και της ποσότητας κάλυψης βλάστησης.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αρνητική συσχέτιση περισσότερο από το 85% είχε εντοπιστεί από
τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη συσχέτιση και την ανάλυση παλινδρόμησης της εξαχθείσας επιφανειακής θερμοκρασίας από τα δεδομένων της εικόνας Landsat με το δείκτη NDVI. Επίσης, η έρευνα αυτή επαλήθευσε το ότι η κατανομή της αστικής επιφανειακής θερμοκρασίας είναι πολύ διαφορετική και ότι εξαρτάται από το είδος των εκτάσεων που καλύπτουν την περιοχή μελέτης.

Η αστικοποίηση και τη μετατροπή των χρήσεων γης (αλλαγή χρήσης και κάλυψης) σχετίζονται με την ανάπτυξη του πληθυσμού και της οικονομίας και αποτελούν το κύριο είδος αλλαγής στην ιστορία του ανθρώπου. Αυτή η διαδικασία έχει μεγάλη επίδραση στο κλίμα. Καλυπτόμενες με κτίρια, δρόμους και άλλες αδιαπέραστες επιφάνειες, οι αστικές περιοχές γενικά έχουν υψηλότερη απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας, και μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα και χωρητικότητα, έτσι ώστε να αποθηκεύεται θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας και απελευθερώνεται
τη νύχτα. Ως εκ τούτου, οι αστικές περιοχές τείνουν να εμφανίζουν μια σχετικά υψηλότερη θερμοκρασία σε σύγκριση με τις γύρω αγροτικές περιοχές. Αυτή η θερμική διαφορά, σε συνδυασμό με τα θερμικά απόβλητα που απελευθερώνονται από τις αστικές περιοχές, τις μεταφορές και τη βιομηχανία, συμβάλουν στην ανάπτυξη της «urban heat island (UHI)». Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αστικών και των αγροτικών περιοχών αυξάνονται κατά πολλούς βαθμούς με ειδικές αστικές, τοπογραφικές και μετεωρολογικές συνθήκες (Mather 1986).

Είναι πολύ σημαντικό να αποκτηθούν πληροφορίες για ολόκληρες περιοχές θερμοκρασίας ενώ τα θερμοκρασιακά περιβαλλοντικά προβλήματα των πόλεων είναι ακόμα αντικείμενα έρευνας. Τα δορυφορικά δεδομένα είναι επίσης χρήσιμα για την παροχή πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη της γης. Η πρόσφατη ανάπτυξη της υψηλής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων σημαίνει ότι τώρα μπορούν να αναμένονται πιο λεπτομερείς αναλύσεις. Η πληροφορία της φωτεινότητας της θερμοκρασίας από δορυφορικά δεδομένα σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη χρήση/κάλυψη γης μέσω δορυφόρου είναι πολύ χρήσιμη για την κατανόηση επιφανειακών συνθηκών των αστικών περιοχών. Είναι δυνατή η αξιολόγηση της σχέσης μεταξύ του καλυπτόμενου εδάφους και της θερμοκρασίας της πόλης με χρήση δορυφορικών δεδομένων. Έχει πλέον καταστεί δυνατό να αποκτηθεί λεπτομερή γνώση της κάλυψης γης που να καθορίζει την υψηλή θερμοκρασία της αστικής περιοχής χρησιμοποιώντας πληροφορίες από μια ευρύτερη περιοχή. Επιπλέον, αυτές οι πληροφορίες είναι σε ψηφιακή μορφή.

Η φωτεινότητα της θερμοκρασίας που παρατηρήθηκε από δορυφορικές εικόνες είναι πολύ χρήσιμη για την αξιολόγηση όλη των ζωνών θερμοκρασίας για τη μελέτη των θερμοκρασιακών προβλημάτων του αστικού περιβάλλοντος. Μελέτες σχετικές με τα χαρακτηριστικά της επιφανειακής θερμοκρασίας των αστικών περιοχών μέσω δορυφορικών δεδομένων έχουν διεξαχθεί κυρίως με τη χρήση δεδομένων NOAA AVHRR (Balling και Brazell 1988, Roth et al. 1989, Gallo et al. 1993a). Η χωρική ανάλυση των NOAA δεδομένων (1.1KM) είναι κατάλληλη μόνο για μικρής κλίμακας αστική χαρτογράφηση της θερμοκρασίας. Η πολύ υψηλότερη ανάλυση (120 μ.) των θερμικών υπέρυθρων δεδομένων του Landsat TM χρησιμοποιείται σπάνια για την άντληση στοιχείων επιφανειακής θερμοκρασίας. Πρόσφατα, οι Carnahan και Larson (1990) χρησιμοποίησαν τα TM θερμικά υπέρυθρα δεδομένα για να παρατηρήσουν διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ αστικών και αγροτικών περιοχών.

Στη Βαγδάτη, τα μοντέλα χρήσεων/καλύψεων γης έχουν υποστεί μια θεμελιώδη αλλαγή που οφείλεται στην επιταχυνόμενη επέκτασή της από το 1958. Η αστική ανάπτυξη έχει επιταχυνθεί, και έχει συμβεί μεγάλη επιβάρυνση στο περιβάλλον. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην πόλη όπου η γεωργική γη εξαφανίζεται κάθε χρόνο και μετατρέπεται σε αστική ή σε κάποια συναφή χρήση. Η αξιολόγηση του μεγέθους ανάπτυξης και ο τρόπος της αστικής ανάπτυξης του Ιράκ είναι επείγουσα ανάγκη. Επιπλέον, λόγω της έλλειψης κατάλληλου σχεδιασμού της χρήσης γης και των μέτρων για την αειφόρο ανάπτυξη, η τυχαία ανάπτυξη του αστικού χώρου έχει δημιουργήσει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Έτσι, υπάρχει επίσης η ανάγκη να εκτιμηθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ταχείας αστικής ανάπτυξης.

Η ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS), έχει εφαρμοστεί ευρέως και έχει αναγνωριστεί ως ένα ισχυρό και αποτελεσματικό εργαλείο για την ανίχνευση των αστικών χρήσεων γης και της αλλαγής κάλυψης της γης (Ehlers et al. 1990, Treitz et al. 1992, Harris and Ventura 1995).H δορυφορική τηλεπισκόπηση συλλέγει πολυφασματικά δεδομένα και τα μετατρέπει σε πληροφορίες πολύτιμες για την κατανόηση και παρακολούθηση των διαδικασιών της αστικής γης αλλά και για την οικοδόμηση των αστικών συνόλων δεδομένων κάλυψη γης. Η τεχνολογία των ΓΠΣ παρέχει ένα ευέλικτο περιβάλλον για την είσοδο, την ανάλυση και την παρουσίαση ψηφιακών δεδομένων από διάφορες πηγές απαραίτητες για την αναγνώριση αστικών χαρακτηριστικών, την ανίχνευση των αλλαγών και την ανάπτυξη της βάσης δεδομένων. Ωστόσο, λίγες από τις μελέτες αστικής ανάπτυξης έχουν σχέση με την αλλαγή μετά την ανίχνευση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Σε αυτή τη μελέτη, η σχέση μεταξύ της κάλυψης γης και της θερμοκρασίας σε μια αστική περιοχή
αναλύεται και εξετάζεται με τη βοήθεια δορυφορικών δεδομένων από τον Landsat 7. Το κανάλι 6 του Landsat χρησιμοποιήθηκε για τη φωτεινότητα της θερμοκρασίας που διασταυρώνεται με τη χρήση/κάλυψη γης και το δείκτη NDVI από άλλα κανάλια του LANDSAT 7 ETM +.

Η εικόνα Landsat 7 ETM + χρησιμοποιήθηκε για να προσδιορίσει αποτελεσματικά τις τάξεις κάλυψης/χρήσεων γης και την επιφανειακή θερμοκρασία για την πόλη της Βαγδάτης. Οι LANDSAT 7 ETM + εικόνες με ημερομηνία 6/9/2002 της Βαγδάτης αναλύθηκαν σε σχέση με
την επιφανειακή θερμοκρασία. Οι εργασίες της εν λόγω έρευνας παρουσιάζονται στο ακόλουθο διάγραμμα:

<math>LANDSAT 7 ETM + με ημερομηνία 6/9/2002</math>

'''• LANDSAT 7 ETM + με ημερομηνία 6/9/2002'''

'''• Ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις'''

'''• Εξαγωγή αστικών χωρικών πληροφοριών: Δείκτης NDVI, επιφανειακή θερμοκρασία, τάξεις καλύψεων γης'''

'''• Χωρική ανάλυση'''

'''• Επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας'''

Η προσαρμογή του ιστογράμματος χρησιμοποιήθηκε για την ελαχιστοποίηση των ατμοσφαιρικών επιδράσεων. Αυτή η μέθοδος βασίζεται κυρίως στο γεγονός ότι τα υπέρυθρα δεδομένα είναι σε μεγάλο βαθμό απαλλαγμένα από την ατμοσφαιρική σκέδαση, ενώ οι ορατές περιοχές επηρεάζονται έντονα από αυτή. Κανονικά, τα δεδομένα που συλλέγονται σε διακριτά μήκη κύματος έχουν υψηλότερη ελάχιστη τιμή λόγω της αυξημένης σκέδασης της ατμόσφαιρας που λαμβάνει χώρα σε αυτά τα μήκη κύματος. Έτσι, το ιστόγραμμα θα πρέπει να μετατοπίζεται προς τα αριστερά, έτσι ώστε η επίδραση της ατμοσφαιρικής σκέδασης να ελαχιστοποιείται κάπως.

Ένα καλό εργαλείο που θα βοηθήσει στην κατανόηση των χωρικών σχέσεων των δεδομένων είναι το Spatial Analyst του ArcView. Αυτή η κατανόηση μπορεί να είναι τόσο απλή όσο η προβολή και η αναζήτηση των δεδομένων ή ως και πιο πολύπλοκη, δεδομένου της δημιουργίας ολοκληρωμένων εφαρμογών.

<big>''' Ταξινόμηση καλύψεων γης για αστική επέκταση '''</big>

Με τη χρήση του λογισμικού ENVI, η εικόνα διορθώθηκε ραδιομετρικά και ενισχύθηκε χρησιμοποιώντας «relative correction» και η μεθόδους βελτίωσης (ι προσαρμογή ιστογράμματος), για την αυξηθεί ο όγκος της ορατής πληροφορίας. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου χρησιμοποιήθηκε αρχικά ώστε να αποκτηθεί μια αρχική ιδέα σχετικά με φασματικό πρότυπο της περιοχής.
[[εικόνα:i100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου

Για την μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση είχαν χαρτογραφηθεί πρότυπα χρήσεων/καλύψεων γης των landsat 7 ETM + δεδομένων. Μετά την επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης, διεξήχθη μια επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέγιστη πιθανοφάνειας για να κατατάξει τις εικόνες Landsat χρησιμοποιώντας τα κανάλια: 2 (πράσινο), 3 (κόκκινο) και 4 (εγγύς υπέρυθρο). Η περιοχή μελέτης κατατάχθηκε σε οκτώ χρήσεις/καλύψεις γης (βλέπε εικόνα 2).

Η ακρίβεια της ταξινόμησης επαληθεύτηκε από επίγειο έλεγχο ή με σύγκριση με τους υφιστάμενους χάρτες χρήσεων/καλύψεων γης που έχουν ελεγχθεί στο πεδίο. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν ως βασικά στοιχεία για την ανάλυση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης με την χρήση προτύπου κάλυψης / χρήσης γης. Σαφώς, τα χρησιμοποιούμενα LANDSAT δεδομένα έχουν αρκετά υψηλή ακρίβεια, και είναι συνεπώς ανεπαρκή για την ταξινόμηση των χρήσεων γης και για την ανίχνευση της αστικής ανάπτυξης.
[[εικόνα:i101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 2:''' Επιβλεπόμενη ταξινόμηση μα τη μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας

Από την παραπάνω ταξινόμηση γίνεται σαφές ότι υπήρξε σημαντική αύξηση στις οικοδομήσιμες περιοχές σε σχέση με άλλους κλάδους. Χώροι κατοικίας, εμπορικοί και βιομηχανικοί χώροι καταλαμβάνονται σημαντικό τμήμα της περιοχής μελέτης, η οποία αντιστοιχεί περίπου στο 62% της συνολικής έκτασης, ενώ μόνο το 38% της συνολικής έκτασης καλύπτουν άλλα πρότυπα
(νερό, οπωρώνες και άγονη γη).

Η αστική ανάπτυξη συνήθως δημιουργεί μια δραματική αλλαγή της επιφάνειας της Γης: Η φυσική βλάστηση αφαιρείται και αντικαθίσταται από μη-εξατμιζόμενες και μη διαπνεόμενες επιφάνειες όπως το μέταλλο, η άσφαλτος και το σκυρόδεμα. Αυτή η αλλαγή θα οδηγήσει αναπόφευκτα στην ανακατανομή της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας, και θα προκαλέσει την αστική-αγροτική αντίθεση στην επιφανειακή ακτινοβολία και στη θερμοκρασία του αέρα. Η διαφορά στη θερμοκρασία του αέρα μεταξύ του αστικού περιβάλλοντος και της αγροτικής περιοχής είναι γνωστή ως το αποτέλεσμα της UHI. Δεδομένης της σχέσης μεταξύ της θερμοκρασίας της επιφανειακής ακτινοβολίας και της υφής της κάλυψης της γης, οι επιπτώσεις της αστικής ανάπτυξης στην επιφανειακή θερμοκρασία μπορούν να αξιολογηθούν.

<big>''' Συμπεράσματα '''</big>

Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση της τηλεπισκόπησης εφαρμόστηκε για την ταχεία αξιολόγηση των αστικών εκτάσεων της πόλης της Βαγδάτης και τον αντίκτυπό της στην επιφανειακή θερμοκρασία. Σε αυτή τη μελέτη αναλύεται η χωρική κατανομή της αστικής θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης, σύμφωνα με την κάλυψη γης και του τύπου NDVI με δεδομένα τηλεπισκόπησης. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται ως εξής:

1 - Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης της θερμοκρασίας της επιφάνειας από την άποψη της κάλυψης της γης, τα εμπορικά και τα πυκνά κατοικημένη περιοχή επαληθεύτηκαν ως περιοχές υψηλής επιφανειακής θερμοκρασίας με χαμηλότερο συντελεστή κάλυψη βλάστησης.

2 - Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αστική ανάπτυξη γης αυξάνει την επιφανειακή θερμοκρασία. Το μοντέλο της χωρικής κατανομής των θερμοκρασιών επιφάνειας συσχετίστηκε με το πρότυπο της αστικής επέκτασης. Το άμεσο αποτέλεσμα της αστικής χρήσης γης ή της αλλαγής κάλυψης, μπορεί να προκαλέσει έμμεσο αποτέλεσμα σε ένα στοιχείο του περιβάλλοντος. Η αύξηση της ακτινοβολίας της επιφανειακής θερμοκρασίας σχετιζόταν με την μείωση της βιομάζας.

3 - Η μεθοδολογία που εφαρμόστηκε στην παρούσα μελέτη παρέχει μια εναλλακτική λύση στο παραδοσιακή εμπειρική παρατήρηση και ανάλυση με τη χρήση επιτόπιων δεδομένων για την εκπόνηση περιβαλλοντικών μελετών. Η μεθοδολογία αυτή πρέπει να εφαρμόζεται και σε άλλες περιοχές που υφίστανται ταχεία αστικοποίηση.

'''Πηγή: ''' Dr. SALAH A. H. SALEH,UNIVERSITY OF AL-NAHRAIN,IRAQ, Remote Sensing Technique for Land Use and Surface Temperature Analysis for Baghdad, IRAQ"

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:59:22Z

Abodini:

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:56:24Z

Abodini:

Αρχείο:I101.jpg

2010-02-28T06:54:08Z

Abodini:

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:53:51Z

Abodini:

<big>''' Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ '''</big>

Η πόλη της Βαγδάτης γνώρισε μια ταχεία αστική επέκταση των κατά τις τελευταίες δεκαετίες λόγω της επιταχυνόμενης οικονομικής ανάπτυξης. Αυτό το έγγραφο αξιολογεί τις επιπτώσεις της κατασκευαστικής ανάπτυξης στη Βαγδάτη στην επιφανειακή θερμοκρασία με χρήση της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ. Σε αυτή τη μελέτη, αναλύθηκε μέσω δορυφορικής πληροφορίας η φωτεινότητα της θερμοκρασίας και σε σύγκριση με πληροφορίες κάλυψης της γης που αποκτήθηκαν από την υψηλή ανάλυση δορυφορικών εικόνων LANDSAT 7 και εξετάστηκε η μεταξύ τους σχέση.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η ανάλυση και η επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας αστικές χωρικές πληροφορίες, που σχετίζονται με τη χρήση γης / κάλυψη και τον δείκτη NDVI κάνοντας χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και των ΓΣΠ. Η επιφανειακή θερμοκρασία, το πρότυπο κάλυψης γης και ο δείκτης NDVI προήλθαν από LANDSAT 7 δεδομένα. Στη συνέχεια, οι θερμοκρασίες της επιφάνειας της γης συνδέθηκαν με τα δεδομένα χρήσεων γης της περιοχής της Βαγδάτης για περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ της συμπεριφοράς της θερμοκρασίας και των αστικών δομών. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)) χρησιμοποιήθηκε για να εξετάσει τη σχέση μεταξύ θερμικής συμπεριφοράς και της ποσότητας κάλυψης βλάστησης.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αρνητική συσχέτιση περισσότερο από το 85% είχε εντοπιστεί από
τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη συσχέτιση και την ανάλυση παλινδρόμησης της εξαχθείσας επιφανειακής θερμοκρασίας από τα δεδομένων της εικόνας Landsat με το δείκτη NDVI. Επίσης, η έρευνα αυτή επαλήθευσε το ότι η κατανομή της αστικής επιφανειακής θερμοκρασίας είναι πολύ διαφορετική και ότι εξαρτάται από το είδος των εκτάσεων που καλύπτουν την περιοχή μελέτης.

Η αστικοποίηση και τη μετατροπή των χρήσεων γης (αλλαγή χρήσης και κάλυψης) σχετίζονται με την ανάπτυξη του πληθυσμού και της οικονομίας και αποτελούν το κύριο είδος αλλαγής στην ιστορία του ανθρώπου. Αυτή η διαδικασία έχει μεγάλη επίδραση στο κλίμα. Καλυπτόμενες με κτίρια, δρόμους και άλλες αδιαπέραστες επιφάνειες, οι αστικές περιοχές γενικά έχουν υψηλότερη απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας, και μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα και χωρητικότητα, έτσι ώστε να αποθηκεύεται θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας και απελευθερώνεται
τη νύχτα. Ως εκ τούτου, οι αστικές περιοχές τείνουν να εμφανίζουν μια σχετικά υψηλότερη θερμοκρασία σε σύγκριση με τις γύρω αγροτικές περιοχές. Αυτή η θερμική διαφορά, σε συνδυασμό με τα θερμικά απόβλητα που απελευθερώνονται από τις αστικές περιοχές, τις μεταφορές και τη βιομηχανία, συμβάλουν στην ανάπτυξη της «urban heat island (UHI)». Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αστικών και των αγροτικών περιοχών αυξάνονται κατά πολλούς βαθμούς με ειδικές αστικές, τοπογραφικές και μετεωρολογικές συνθήκες (Mather 1986).

Είναι πολύ σημαντικό να αποκτηθούν πληροφορίες για ολόκληρες περιοχές θερμοκρασίας ενώ τα θερμοκρασιακά περιβαλλοντικά προβλήματα των πόλεων είναι ακόμα αντικείμενα έρευνας. Τα δορυφορικά δεδομένα είναι επίσης χρήσιμα για την παροχή πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη της γης. Η πρόσφατη ανάπτυξη της υψηλής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων σημαίνει ότι τώρα μπορούν να αναμένονται πιο λεπτομερείς αναλύσεις. Η πληροφορία της φωτεινότητας της θερμοκρασίας από δορυφορικά δεδομένα σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη χρήση/κάλυψη γης μέσω δορυφόρου είναι πολύ χρήσιμη για την κατανόηση επιφανειακών συνθηκών των αστικών περιοχών. Είναι δυνατή η αξιολόγηση της σχέσης μεταξύ του καλυπτόμενου εδάφους και της θερμοκρασίας της πόλης με χρήση δορυφορικών δεδομένων. Έχει πλέον καταστεί δυνατό να αποκτηθεί λεπτομερή γνώση της κάλυψης γης που να καθορίζει την υψηλή θερμοκρασία της αστικής περιοχής χρησιμοποιώντας πληροφορίες από μια ευρύτερη περιοχή. Επιπλέον, αυτές οι πληροφορίες είναι σε ψηφιακή μορφή.

Η φωτεινότητα της θερμοκρασίας που παρατηρήθηκε από δορυφορικές εικόνες είναι πολύ χρήσιμη για την αξιολόγηση όλη των ζωνών θερμοκρασίας για τη μελέτη των θερμοκρασιακών προβλημάτων του αστικού περιβάλλοντος. Μελέτες σχετικές με τα χαρακτηριστικά της επιφανειακής θερμοκρασίας των αστικών περιοχών μέσω δορυφορικών δεδομένων έχουν διεξαχθεί κυρίως με τη χρήση δεδομένων NOAA AVHRR (Balling και Brazell 1988, Roth et al. 1989, Gallo et al. 1993a). Η χωρική ανάλυση των NOAA δεδομένων (1.1KM) είναι κατάλληλη μόνο για μικρής κλίμακας αστική χαρτογράφηση της θερμοκρασίας. Η πολύ υψηλότερη ανάλυση (120 μ.) των θερμικών υπέρυθρων δεδομένων του Landsat TM χρησιμοποιείται σπάνια για την άντληση στοιχείων επιφανειακής θερμοκρασίας. Πρόσφατα, οι Carnahan και Larson (1990) χρησιμοποίησαν τα TM θερμικά υπέρυθρα δεδομένα για να παρατηρήσουν διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ αστικών και αγροτικών περιοχών.

Στη Βαγδάτη, τα μοντέλα χρήσεων/καλύψεων γης έχουν υποστεί μια θεμελιώδη αλλαγή που οφείλεται στην επιταχυνόμενη επέκτασή της από το 1958. Η αστική ανάπτυξη έχει επιταχυνθεί, και έχει συμβεί μεγάλη επιβάρυνση στο περιβάλλον. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην πόλη όπου η γεωργική γη εξαφανίζεται κάθε χρόνο και μετατρέπεται σε αστική ή σε κάποια συναφή χρήση. Η αξιολόγηση του μεγέθους ανάπτυξης και ο τρόπος της αστικής ανάπτυξης του Ιράκ είναι επείγουσα ανάγκη. Επιπλέον, λόγω της έλλειψης κατάλληλου σχεδιασμού της χρήσης γης και των μέτρων για την αειφόρο ανάπτυξη, η τυχαία ανάπτυξη του αστικού χώρου έχει δημιουργήσει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Έτσι, υπάρχει επίσης η ανάγκη να εκτιμηθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ταχείας αστικής ανάπτυξης.

Η ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS), έχει εφαρμοστεί ευρέως και έχει αναγνωριστεί ως ένα ισχυρό και αποτελεσματικό εργαλείο για την ανίχνευση των αστικών χρήσεων γης και της αλλαγής κάλυψης της γης (Ehlers et al. 1990, Treitz et al. 1992, Harris and Ventura 1995).H δορυφορική τηλεπισκόπηση συλλέγει πολυφασματικά δεδομένα και τα μετατρέπει σε πληροφορίες πολύτιμες για την κατανόηση και παρακολούθηση των διαδικασιών της αστικής γης αλλά και για την οικοδόμηση των αστικών συνόλων δεδομένων κάλυψη γης. Η τεχνολογία των ΓΠΣ παρέχει ένα ευέλικτο περιβάλλον για την είσοδο, την ανάλυση και την παρουσίαση ψηφιακών δεδομένων από διάφορες πηγές απαραίτητες για την αναγνώριση αστικών χαρακτηριστικών, την ανίχνευση των αλλαγών και την ανάπτυξη της βάσης δεδομένων. Ωστόσο, λίγες από τις μελέτες αστικής ανάπτυξης έχουν σχέση με την αλλαγή μετά την ανίχνευση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Σε αυτή τη μελέτη, η σχέση μεταξύ της κάλυψης γης και της θερμοκρασίας σε μια αστική περιοχή
αναλύεται και εξετάζεται με τη βοήθεια δορυφορικών δεδομένων από τον Landsat 7. Το κανάλι 6 του Landsat χρησιμοποιήθηκε για τη φωτεινότητα της θερμοκρασίας που διασταυρώνεται με τη χρήση/κάλυψη γης και το δείκτη NDVI από άλλα κανάλια του LANDSAT 7 ETM +.

Η εικόνα Landsat 7 ETM + χρησιμοποιήθηκε για να προσδιορίσει αποτελεσματικά τις τάξεις κάλυψης/χρήσεων γης και την επιφανειακή θερμοκρασία για την πόλη της Βαγδάτης. Οι LANDSAT 7 ETM + εικόνες με ημερομηνία 6/9/2002 της Βαγδάτης αναλύθηκαν σε σχέση με
την επιφανειακή θερμοκρασία. Οι εργασίες της εν λόγω έρευνας παρουσιάζονται στο ακόλουθο διάγραμμα:

'''• LANDSAT 7 ETM + με ημερομηνία 6/9/2002'''

'''• Ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις'''

'''• Εξαγωγή αστικών χωρικών πληροφοριών: Δείκτης NDVI, επιφανειακή θερμοκρασία, τάξεις καλύψεων γης'''

'''• Χωρική ανάλυση'''

'''• Επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας'''

Η προσαρμογή του ιστογράμματος χρησιμοποιήθηκε για την ελαχιστοποίηση των ατμοσφαιρικών επιδράσεων. Αυτή η μέθοδος βασίζεται κυρίως στο γεγονός ότι τα υπέρυθρα δεδομένα είναι σε μεγάλο βαθμό απαλλαγμένα από την ατμοσφαιρική σκέδαση, ενώ οι ορατές περιοχές επηρεάζονται έντονα από αυτή. Κανονικά, τα δεδομένα που συλλέγονται σε διακριτά μήκη κύματος έχουν υψηλότερη ελάχιστη τιμή λόγω της αυξημένης σκέδασης της ατμόσφαιρας που λαμβάνει χώρα σε αυτά τα μήκη κύματος. Έτσι, το ιστόγραμμα θα πρέπει να μετατοπίζεται προς τα αριστερά, έτσι ώστε η επίδραση της ατμοσφαιρικής σκέδασης να ελαχιστοποιείται κάπως.

Ένα καλό εργαλείο που θα βοηθήσει στην κατανόηση των χωρικών σχέσεων των δεδομένων είναι το Spatial Analyst του ArcView. Αυτή η κατανόηση μπορεί να είναι τόσο απλή όσο η προβολή και η αναζήτηση των δεδομένων ή ως και πιο πολύπλοκη, δεδομένου της δημιουργίας ολοκληρωμένων εφαρμογών.

<big>''' Ταξινόμηση καλύψεων γης για αστική επέκταση '''</big>

Με τη χρήση του λογισμικού ENVI, η εικόνα διορθώθηκε ραδιομετρικά και ενισχύθηκε χρησιμοποιώντας «relative correction» και η μεθόδους βελτίωσης (ι προσαρμογή ιστογράμματος), για την αυξηθεί ο όγκος της ορατής πληροφορίας. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου χρησιμοποιήθηκε αρχικά ώστε να αποκτηθεί μια αρχική ιδέα σχετικά με φασματικό πρότυπο της περιοχής.
[[εικόνα:i100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου
Για την μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση είχαν χαρτογραφηθεί πρότυπα χρήσεων/καλύψεων γης των landsat 7 ETM + δεδομένων. Μετά την επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης, διεξήχθη μια επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέγιστη πιθανοφάνειας για να κατατάξει τις εικόνες Landsat χρησιμοποιώντας τα κανάλια: 2 (πράσινο), 3 (κόκκινο) και 4 (εγγύς υπέρυθρο). Η περιοχή μελέτης κατατάχθηκε σε οκτώ χρήσεις/καλύψεις γης (βλέπε εικόνα 2).

Η ακρίβεια της ταξινόμησης επαληθεύτηκε από επίγειο έλεγχο ή με σύγκριση με τους υφιστάμενους χάρτες χρήσεων/καλύψεων γης που έχουν ελεγχθεί στο πεδίο. Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα χρησιμοποιήθηκαν ως βασικά στοιχεία για την ανάλυση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης με την χρήση προτύπου κάλυψης / χρήσης γης. Σαφώς, τα χρησιμοποιούμενα LANDSAT δεδομένα έχουν αρκετά υψηλή ακρίβεια, και είναι συνεπώς ανεπαρκή για την ταξινόμηση των χρήσεων γης και για την ανίχνευση της αστικής ανάπτυξης.

[[εικόνα:i101.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 2:''' Επιβλεπόμενη ταξινόμηση μα τη μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας

Αρχείο:I100.jpg

2010-02-28T06:51:59Z

Abodini:

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:51:38Z

Abodini:

<big>''' Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ '''</big>

Η πόλη της Βαγδάτης γνώρισε μια ταχεία αστική επέκταση των κατά τις τελευταίες δεκαετίες λόγω της επιταχυνόμενης οικονομικής ανάπτυξης. Αυτό το έγγραφο αξιολογεί τις επιπτώσεις της κατασκευαστικής ανάπτυξης στη Βαγδάτη στην επιφανειακή θερμοκρασία με χρήση της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ. Σε αυτή τη μελέτη, αναλύθηκε μέσω δορυφορικής πληροφορίας η φωτεινότητα της θερμοκρασίας και σε σύγκριση με πληροφορίες κάλυψης της γης που αποκτήθηκαν από την υψηλή ανάλυση δορυφορικών εικόνων LANDSAT 7 και εξετάστηκε η μεταξύ τους σχέση.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η ανάλυση και η επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας αστικές χωρικές πληροφορίες, που σχετίζονται με τη χρήση γης / κάλυψη και τον δείκτη NDVI κάνοντας χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και των ΓΣΠ. Η επιφανειακή θερμοκρασία, το πρότυπο κάλυψης γης και ο δείκτης NDVI προήλθαν από LANDSAT 7 δεδομένα. Στη συνέχεια, οι θερμοκρασίες της επιφάνειας της γης συνδέθηκαν με τα δεδομένα χρήσεων γης της περιοχής της Βαγδάτης για περαιτέρω διερεύνηση της σχέσης μεταξύ της συμπεριφοράς της θερμοκρασίας και των αστικών δομών. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)) χρησιμοποιήθηκε για να εξετάσει τη σχέση μεταξύ θερμικής συμπεριφοράς και της ποσότητας κάλυψης βλάστησης.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αρνητική συσχέτιση περισσότερο από το 85% είχε εντοπιστεί από
τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη συσχέτιση και την ανάλυση παλινδρόμησης της εξαχθείσας επιφανειακής θερμοκρασίας από τα δεδομένων της εικόνας Landsat με το δείκτη NDVI. Επίσης, η έρευνα αυτή επαλήθευσε το ότι η κατανομή της αστικής επιφανειακής θερμοκρασίας είναι πολύ διαφορετική και ότι εξαρτάται από το είδος των εκτάσεων που καλύπτουν την περιοχή μελέτης.

Η αστικοποίηση και τη μετατροπή των χρήσεων γης (αλλαγή χρήσης και κάλυψης) σχετίζονται με την ανάπτυξη του πληθυσμού και της οικονομίας και αποτελούν το κύριο είδος αλλαγής στην ιστορία του ανθρώπου. Αυτή η διαδικασία έχει μεγάλη επίδραση στο κλίμα. Καλυπτόμενες με κτίρια, δρόμους και άλλες αδιαπέραστες επιφάνειες, οι αστικές περιοχές γενικά έχουν υψηλότερη απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας, και μεγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα και χωρητικότητα, έτσι ώστε να αποθηκεύεται θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας και απελευθερώνεται
τη νύχτα. Ως εκ τούτου, οι αστικές περιοχές τείνουν να εμφανίζουν μια σχετικά υψηλότερη θερμοκρασία σε σύγκριση με τις γύρω αγροτικές περιοχές. Αυτή η θερμική διαφορά, σε συνδυασμό με τα θερμικά απόβλητα που απελευθερώνονται από τις αστικές περιοχές, τις μεταφορές και τη βιομηχανία, συμβάλουν στην ανάπτυξη της «urban heat island (UHI)». Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αστικών και των αγροτικών περιοχών αυξάνονται κατά πολλούς βαθμούς με ειδικές αστικές, τοπογραφικές και μετεωρολογικές συνθήκες (Mather 1986).

Είναι πολύ σημαντικό να αποκτηθούν πληροφορίες για ολόκληρες περιοχές θερμοκρασίας ενώ τα θερμοκρασιακά περιβαλλοντικά προβλήματα των πόλεων είναι ακόμα αντικείμενα έρευνας. Τα δορυφορικά δεδομένα είναι επίσης χρήσιμα για την παροχή πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη της γης. Η πρόσφατη ανάπτυξη της υψηλής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων σημαίνει ότι τώρα μπορούν να αναμένονται πιο λεπτομερείς αναλύσεις. Η πληροφορία της φωτεινότητας της θερμοκρασίας από δορυφορικά δεδομένα σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη χρήση/κάλυψη γης μέσω δορυφόρου είναι πολύ χρήσιμη για την κατανόηση επιφανειακών συνθηκών των αστικών περιοχών. Είναι δυνατή η αξιολόγηση της σχέσης μεταξύ του καλυπτόμενου εδάφους και της θερμοκρασίας της πόλης με χρήση δορυφορικών δεδομένων. Έχει πλέον καταστεί δυνατό να αποκτηθεί λεπτομερή γνώση της κάλυψης γης που να καθορίζει την υψηλή θερμοκρασία της αστικής περιοχής χρησιμοποιώντας πληροφορίες από μια ευρύτερη περιοχή. Επιπλέον, αυτές οι πληροφορίες είναι σε ψηφιακή μορφή.

Η φωτεινότητα της θερμοκρασίας που παρατηρήθηκε από δορυφορικές εικόνες είναι πολύ χρήσιμη για την αξιολόγηση όλη των ζωνών θερμοκρασίας για τη μελέτη των θερμοκρασιακών προβλημάτων του αστικού περιβάλλοντος. Μελέτες σχετικές με τα χαρακτηριστικά της επιφανειακής θερμοκρασίας των αστικών περιοχών μέσω δορυφορικών δεδομένων έχουν διεξαχθεί κυρίως με τη χρήση δεδομένων NOAA AVHRR (Balling και Brazell 1988, Roth et al. 1989, Gallo et al. 1993a). Η χωρική ανάλυση των NOAA δεδομένων (1.1KM) είναι κατάλληλη μόνο για μικρής κλίμακας αστική χαρτογράφηση της θερμοκρασίας. Η πολύ υψηλότερη ανάλυση (120 μ.) των θερμικών υπέρυθρων δεδομένων του Landsat TM χρησιμοποιείται σπάνια για την άντληση στοιχείων επιφανειακής θερμοκρασίας. Πρόσφατα, οι Carnahan και Larson (1990) χρησιμοποίησαν τα TM θερμικά υπέρυθρα δεδομένα για να παρατηρήσουν διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ αστικών και αγροτικών περιοχών.

Στη Βαγδάτη, τα μοντέλα χρήσεων/καλύψεων γης έχουν υποστεί μια θεμελιώδη αλλαγή που οφείλεται στην επιταχυνόμενη επέκτασή της από το 1958. Η αστική ανάπτυξη έχει επιταχυνθεί, και έχει συμβεί μεγάλη επιβάρυνση στο περιβάλλον. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα στην πόλη όπου η γεωργική γη εξαφανίζεται κάθε χρόνο και μετατρέπεται σε αστική ή σε κάποια συναφή χρήση. Η αξιολόγηση του μεγέθους ανάπτυξης και ο τρόπος της αστικής ανάπτυξης του Ιράκ είναι επείγουσα ανάγκη. Επιπλέον, λόγω της έλλειψης κατάλληλου σχεδιασμού της χρήσης γης και των μέτρων για την αειφόρο ανάπτυξη, η τυχαία ανάπτυξη του αστικού χώρου έχει δημιουργήσει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Έτσι, υπάρχει επίσης η ανάγκη να εκτιμηθούν οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ταχείας αστικής ανάπτυξης.

Η ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS), έχει εφαρμοστεί ευρέως και έχει αναγνωριστεί ως ένα ισχυρό και αποτελεσματικό εργαλείο για την ανίχνευση των αστικών χρήσεων γης και της αλλαγής κάλυψης της γης (Ehlers et al. 1990, Treitz et al. 1992, Harris and Ventura 1995).H δορυφορική τηλεπισκόπηση συλλέγει πολυφασματικά δεδομένα και τα μετατρέπει σε πληροφορίες πολύτιμες για την κατανόηση και παρακολούθηση των διαδικασιών της αστικής γης αλλά και για την οικοδόμηση των αστικών συνόλων δεδομένων κάλυψη γης. Η τεχνολογία των ΓΠΣ παρέχει ένα ευέλικτο περιβάλλον για την είσοδο, την ανάλυση και την παρουσίαση ψηφιακών δεδομένων από διάφορες πηγές απαραίτητες για την αναγνώριση αστικών χαρακτηριστικών, την ανίχνευση των αλλαγών και την ανάπτυξη της βάσης δεδομένων. Ωστόσο, λίγες από τις μελέτες αστικής ανάπτυξης έχουν σχέση με την αλλαγή μετά την ανίχνευση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Σε αυτή τη μελέτη, η σχέση μεταξύ της κάλυψης γης και της θερμοκρασίας σε μια αστική περιοχή
αναλύεται και εξετάζεται με τη βοήθεια δορυφορικών δεδομένων από τον Landsat 7. Το κανάλι 6 του Landsat χρησιμοποιήθηκε για τη φωτεινότητα της θερμοκρασίας που διασταυρώνεται με τη χρήση/κάλυψη γης και το δείκτη NDVI από άλλα κανάλια του LANDSAT 7 ETM +.

Η εικόνα Landsat 7 ETM + χρησιμοποιήθηκε για να προσδιορίσει αποτελεσματικά τις τάξεις κάλυψης/χρήσεων γης και την επιφανειακή θερμοκρασία για την πόλη της Βαγδάτης. Οι LANDSAT 7 ETM + εικόνες με ημερομηνία 6/9/2002 της Βαγδάτης αναλύθηκαν σε σχέση με
την επιφανειακή θερμοκρασία. Οι εργασίες της εν λόγω έρευνας παρουσιάζονται στο ακόλουθο διάγραμμα:

'''• LANDSAT 7 ETM + με ημερομηνία 6/9/2002'''

'''• Ραδιομετρικές και γεωμετρικές διορθώσεις'''

'''• Εξαγωγή αστικών χωρικών πληροφοριών: Δείκτης NDVI, επιφανειακή θερμοκρασία, τάξεις καλύψεων γης'''

'''• Χωρική ανάλυση'''

'''• Επαλήθευση της χωρικής κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας'''

Η προσαρμογή του ιστογράμματος χρησιμοποιήθηκε για την ελαχιστοποίηση των ατμοσφαιρικών επιδράσεων. Αυτή η μέθοδος βασίζεται κυρίως στο γεγονός ότι τα υπέρυθρα δεδομένα είναι σε μεγάλο βαθμό απαλλαγμένα από την ατμοσφαιρική σκέδαση, ενώ οι ορατές περιοχές επηρεάζονται έντονα από αυτή. Κανονικά, τα δεδομένα που συλλέγονται σε διακριτά μήκη κύματος έχουν υψηλότερη ελάχιστη τιμή λόγω της αυξημένης σκέδασης της ατμόσφαιρας που λαμβάνει χώρα σε αυτά τα μήκη κύματος. Έτσι, το ιστόγραμμα θα πρέπει να μετατοπίζεται προς τα αριστερά, έτσι ώστε η επίδραση της ατμοσφαιρικής σκέδασης να ελαχιστοποιείται κάπως.

Ένα καλό εργαλείο που θα βοηθήσει στην κατανόηση των χωρικών σχέσεων των δεδομένων είναι το Spatial Analyst του ArcView. Αυτή η κατανόηση μπορεί να είναι τόσο απλή όσο η προβολή και η αναζήτηση των δεδομένων ή ως και πιο πολύπλοκη, δεδομένου της δημιουργίας ολοκληρωμένων εφαρμογών.

<big>''' Ταξινόμηση καλύψεων γης για αστική επέκταση '''</big>

Με τη χρήση του λογισμικού ENVI, η εικόνα διορθώθηκε ραδιομετρικά και ενισχύθηκε χρησιμοποιώντας «relative correction» και η μεθόδους βελτίωσης (ι προσαρμογή ιστογράμματος), για την αυξηθεί ο όγκος της ορατής πληροφορίας. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου χρησιμοποιήθηκε αρχικά ώστε να αποκτηθεί μια αρχική ιδέα σχετικά με φασματικό πρότυπο της περιοχής.

[[εικόνα:i100.jpg|center|400px|]]
'''Εικόνα 1:''' Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο Κ-μέσου

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:49:25Z

Abodini:

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:47:15Z

Abodini:

Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ

2010-02-28T06:43:23Z

Abodini: New page: <big>''' Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για τ...

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-28T06:41:44Z

Abodini:

* [[ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ ΣΤΗ ΒΑ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΟΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΕΙΚΟΝΕΣ LANDSAT T.M.]]

* [[Aξιολόγηση τηλεπισκόπησης για τη χαρτογράφηση της χρήσης γης στην Τεχεράνη, Ιράν]]

* [[ΜΙΑ ΝΕΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ]]

* [[Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΤΙΚΗΣ ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΑΣ ΤΗΣ ΚΥΠΡΟΥ]]

* [[Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001]]

* [[Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001]]

* [[Τεχνικές τηλεπισκόπησης για τη χρήση της γης και την ανάλυση της επιφανειακής θερμοκρασίας για την Βαγδάτη, Ιράκ]]

* [[Χαρτογράφηση ασφαλτόδρομου με υπερφασματική τηλεπισκόπιση]]

* [[]]

* [[]]

* [[]]

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

Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001

2010-02-27T22:10:05Z

Abodini:

<big>'''Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001'''</big>

Ένας πολύ δυνατός σεισμός χτύπησε το Ελ Σαβαντόρ στις 13-1-2001. Είχε μέγεθος 7,6 και προκάλεσε τεράστιες καταστροφές στις κατοικημένες περιοχές και προκάλεσε πάρα πολλές κατολισθήσεις. Στην περίπτωση τόσων μεγάλων σεισμών, ο εντοπισμών των πληγέντων περιοχών είναι πολύ σημαντικός όπως και η απαραίτητη πληροφορία για τους λήπτες αποφάσεων για να αντιμετωπίσουν την κατάσταση. Σε αυτή την εργασία τηλεπισκοπικές εικόνες έχουν παρθεί τόσο πριν όσο και μετά τον σεισμό από τον Landsat 7 (ΕTM+) δορυφόρο και συγκρίνονται για να εντοπιστούν οι τοποθεσίες των κατολισθήσεων και οι βαρεία πληγήσες περιοχές. Η προτεινόμενη μέθοδος χρησιμοποιεί τον λόγο μεταξύ καναλιών στο ορατό φάσμα όπως επίσης και την οξύτητα των πολυφασματικών καναλιών συγχωνεύοντάς το με το πανχρωματικό κανάλι. Περιμένουμε ότι με την βοήθεια αυτού του πρόσθετου καναλιού ο εντοπισμός των κατολισθήσεων και των πληγέντων περιοχών, θα βελτιωθεί.

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την εργασία είναι τηλεπισκοπικές εικόνες έχουν παρθεί τόσο πριν όσο και μετά τον σεισμό. Οι εικόνες πριν-το γεγονός λήφθηκαν στις 15-11-2000 ενώ οι εικόνες μετά-το γεγονός λήφθηκαν στις 19-2-2001.

Οι εικόνες αποκτήθηκαν από τον δορυφόρο Landsat 7που μεταφέρει τον δέκτη Enhanced Thematic Mapper Plus (ΕTM+). Ο δορυφόρος αυτός δουλεύει από τον Απρίλιο του 1999. Σε αντίθεση με προηγούμενους δορυφόρους Landsat, αυτός μεταφέρει έναν επιπρόσθετο πανχρωματικό κανάλι με 15μ ανάλυση και ένα θερμικό κανάλι με 60μ. ανάλυση. Η εικόνα καλύπτει μια περιοχή 183χλμ*170 χλμ και ο δορυφόρος έχει κύκλο επανάληψης 16 μέρες και το υψόμετρό του είναι 699 χλμ.

Από τη στιγμή που ενισχύθηκαν οι εικόνες προ και μετά το σεισμό, συγκρίθηκαν προκειμένου να εντοπιστούν οι μεγαλύτερες κατολισθήσεις. Οι δύο εικόνες συνδέθηκαν μεταξύ τους έτσι ώστε η περιοχή οπτικοποίησης να είναι μία. Στη συνέχεια ταιριάστηκαν τα ιστογράμματα έτσι ώστε να αποκτήσουμε μια φαινομενική διανομή των τιμών της φωτεινότητας σε συγκεκριμένη έκταση και κάναμε τη διανομή φωτεινότητας των δύο εικόνων όσο πιο κοντινή γινότανε. Σαν αποτέλεσμα επιτύχαμε δύο εικόνες στις οποίες οι διαφορές λόγω κατολισθήσεων είναι τονισμένες.

Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) είναι συστήματα που βασίζονται στον Η/Υ και ασχολούνται με κάθε είδος πληροφορίας των αντικειμένων που βρίσκονται σε κάποια γεωγραφική θέση. Επικαλύπτοντας μια δορυφορική εικόνα από έναν χάρτη Γ.Σ.Π. μπορούμε να συγκρίνουμε την πληροφορία του Γ.Σ.Π. με την οπτική πληροφορία που δίνεται από την τηλεπισκοπική απεικόνιση και να διεξάγουμε ερωτήματα σχετικά με την έκταση της καταστροφής, τον αριθμό των νεκρών, την οικονομική ζημιά κτλ. Επίσης είναι δυνατό να υπολογίσουμε, πόσα οικοδομικά τετράγωνα θάφτηκαν κάτω από τα ερείπια, και στη συνέχεια ψάχνοντας στη βάση δεδομένων που βρίσκεται μέσα στο Γ.Σ.Π. μπορούμε να δώσουμε κάποιους αριθμούς σχετικά με το πόσα σπίτια θάφτηκαν, πόσοι άνθρωποι μπορεί να σκοτώθηκαν κτλ.

<big>'''Συμπεράσματα'''</big>

Ο εντοπισμός τω καταστροφών λόγω του σεισμού στο Έλ Σαλβαντόρ στις 13-1-2001 έγινε χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες Landsat-7. Συγκρίνοντας τις εικόνες προ και μετά το σεισμό εντοπίστηκαν οι κυριότερες κατολισθήσεις. Η μέθοδος ενίσχυσης σε αυτή την εργασία είναι o μετασχηματισμός HIS και η συγχώνεψη με το υψηλής ανάλυσης πανχρωματικό κανάλι. Μια μελλοντική εργασία θα αποσκοπεί στο να αυτοματοποιήσει αυτή την διαδικασία.

Ο εντοπισμός διαφορετικών επιπέδων της καταστροφής μέσω της σύγκρισης των εικόνων προ και μετά το σεισμό στο ορατό φάσμα, δεν ήταν ικανοποιητική. Πιστεύουμε ότι αλλαγές στην αντανάκλαση μετά τον σεισμό δεν είναι ανιχνεύσιμες λόγω του υλικού κατασκευής των σπιτιών (πλίνθος). Μια μελλοντική έρευνα με διαφορετικές μεθόδους εντοπισμού, είναι επίσης απαραίτητη.

'''Πηγή: ''' Miguel Estrada,Masayuki Kohiyama, Masashi Matsuoka, Fumio Yamazaki, DETECTION OF DAMAGE DUE TO THE 2001 EL SALVADOR EARTHQUAKE USING LANDSAT IMAGES, Paper presented at the 22nd Asian Conference on Remote Sensing, 5-9 November 2001, Singapore

Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001

2010-02-27T22:07:13Z

Abodini:

<big>'''Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001'''</big>

Ένας πολύ δυνατός σεισμός χτύπησε το Ελ Σαβαντόρ στις 13-1-2001. Είχε μέγεθος 7,6 και προκάλεσε τεράστιες καταστροφές στις κατοικημένες περιοχές και προκάλεσε πάρα πολλές κατολισθήσεις. Στην περίπτωση τόσων μεγάλων σεισμών, ο εντοπισμών των πληγέντων περιοχών είναι πολύ σημαντικός όπως και η απαραίτητη πληροφορία για τους λήπτες αποφάσεων για να αντιμετωπίσουν την κατάσταση. Σε αυτή την εργασία τηλεπισκοπικές εικόνες έχουν παρθεί τόσο πριν όσο και μετά τον σεισμό από τον Landsat 7 (ΕTM+) δορυφόρο και συγκρίνονται για να εντοπιστούν οι τοποθεσίες των κατολισθήσεων και οι βαρεία πληγήσες περιοχές. Η προτεινόμενη μέθοδος χρησιμοποιεί τον λόγο μεταξύ καναλιών στο ορατό φάσμα όπως επίσης και την οξύτητα των πολυφασματικών καναλιών συγχωνεύοντάς το με το πανχρωματικό κανάλι. Περιμένουμε ότι με την βοήθεια αυτού του πρόσθετου καναλιού ο εντοπισμός των κατολισθήσεων και των πληγέντων περιοχών, θα βελτιωθεί.

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την εργασία είναι τηλεπισκοπικές εικόνες έχουν παρθεί τόσο πριν όσο και μετά τον σεισμό. Οι εικόνες πριν-το γεγονός λήφθηκαν στις 15-11-2000 ενώ οι εικόνες μετά-το γεγονός λήφθηκαν στις 19-2-2001.

Οι εικόνες αποκτήθηκαν από τον δορυφόρο Landsat 7που μεταφέρει τον δέκτη Enhanced Thematic Mapper Plus (ΕTM+). Ο δορυφόρος αυτός δουλεύει από τον Απρίλιο του 1999. Σε αντίθεση με προηγούμενους δορυφόρους Landsat, αυτός μεταφέρει έναν επιπρόσθετο πανχρωματικό κανάλι με 15μ ανάλυση και ένα θερμικό κανάλι με 60μ. ανάλυση. Η εικόνα καλύπτει μια περιοχή 183χλμ*170 χλμ και ο δορυφόρος έχει κύκλο επανάληψης 16 μέρες και το υψόμετρό του είναι 699 χλμ.

Από τη στιγμή που ενισχύθηκαν οι εικόνες προ και μετά το σεισμό, συγκρίθηκαν προκειμένου να εντοπιστούν οι μεγαλύτερες κατολισθήσεις. Οι δύο εικόνες συνδέθηκαν μεταξύ τους έτσι ώστε η περιοχή οπτικοποίησης να είναι μία. Στη συνέχεια ταιριάστηκαν τα ιστογράμματα έτσι ώστε να αποκτήσουμε μια φαινομενική διανομή των τιμών της φωτεινότητας σε συγκεκριμένη έκταση και κάναμε τη διανομή φωτεινότητας των δύο εικόνων όσο πιο κοντινή γινότανε. Σαν αποτέλεσμα επιτύχαμε δύο εικόνες στις οποίες οι διαφορές λόγω κατολισθήσεων είναι τονισμένες.

Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) είναι συστήματα που βασίζονται στον Η/Υ και ασχολούνται με κάθε είδος πληροφορίας των αντικειμένων που βρίσκονται σε κάποια γεωγραφική θέση. Επικαλύπτοντας μια δορυφορική εικόνα από έναν χάρτη Γ.Σ.Π. μπορούμε να συγκρίνουμε την πληροφορία του Γ.Σ.Π. με την οπτική πληροφορία που δίνεται από την τηλεπισκοπική απεικόνιση και να διεξάγουμε ερωτήματα σχετικά με την έκταση της καταστροφής, τον αριθμό των νεκρών, την οικονομική ζημιά κτλ. Επίσης είναι δυνατό να υπολογίσουμε, πόσα οικοδομικά τετράγωνα θάφτηκαν κάτω από τα ερείπια, και στη συνέχεια ψάχνοντας στη βάση δεδομένων που βρίσκεται μέσα στο Γ.Σ.Π. μπορούμε να δώσουμε κάποιους αριθμούς σχετικά με το πόσα σπίτια θάφτηκαν, πόσοι άνθρωποι μπορεί να σκοτώθηκαν κτλ.

<big>'''Συμπεράσματα'''</big>

Ο εντοπισμός τω καταστροφών λόγω του σεισμού στο Έλ Σαλβαντόρ στις 13-1-2001 έγινε χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες Landsat-7. Συγκρίνοντας τις εικόνες προ και μετά το σεισμό εντοπίστηκαν οι κυριότερες κατολισθήσεις. Η μέθοδος ενίσχυσης σε αυτή την εργασία είναι o μετασχηματισμός HIS και η συγχώνεψη με το υψηλής ανάλυσης πανχρωματικό κανάλι. Μια μελλοντική εργασία θα αποσκοπεί στο να αυτοματοποιήσει αυτή την διαδικασία.

Ο εντοπισμός διαφορετικών επιπέδων της καταστροφής μέσω της σύγκρισης των εικόνων προ και μετά το σεισμό στο ορατό φάσμα, δεν ήταν ικανοποιητική. Πιστεύουμε ότι αλλαγές στην αντανάκλαση μετά τον σεισμό δεν είναι ανιχνεύσιμες λόγω του υλικού κατασκευής των σπιτιών (πλίνθος). Μια μελλοντική έρευνα με διαφορετικές μεθόδους εντοπισμού, είναι επίσης απαραίτητη.

'''Πηγή: ''' Miguel Estrada, Masashi Matsuoka, Fumio Yamazaki, DETECTION OF DAMAGE DUE TO THE 2001 EL SALVADOR EARTHQUAKE USING LANDSAT IMAGES, Paper presented at the 22nd Asian Conference on Remote Sensing, 5-9 November 2001, Singapore

Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001

2010-02-27T21:59:45Z

Abodini: New page: <big>'''Εντοπισμός των ζημιών με χρήση εικόνων Landsat εξαιτίας του σεισμού στο Ελ Σαλβαντόρ του 2001'''</big> Ένας...

Μποντίνη Ανδρονίκη

2010-02-27T21:57:59Z

Abodini:

Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001

2010-02-27T21:56:35Z

Abodini:

<big>'''Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001'''</big>

Η παρούσα εργασία προσπαθεί να μελετήσει τις κύριες αιτίες της καταστροφής που συνέβη στο Gujarat μετά το σεισμό στις 26-1-2001. Ήταν μεγέθους 7,9 βαθμών της κλίμακας ρίχτερ και συνέβη στις 8:46 π.μ. Αναπτύχθηκε ένα πλάνο διαχείρισης καταστροφών το οποίο μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο για τη διαχείριση ανάλογου περιστατικού στο μέλλον. Από τη μελέτη μπορούμε να συμπεράνουμε ότι υπάρχουν πολλαπλές αιτίες που οδήγησαν στον θάνατο πολλούς ανθρώπους και προκάλεσαν ζημιά στις ιδιοκτησίες στην περιοχή του Gujarat. Η χρησιμοποίηση των δορυφορικών φωτογραφιών και της τηλεπισκόπισης μοπρεί να παίξει ζωτικό ρόλο στη διαχείριση καταστροφών από σεισμό στα άμεσο αλλά και στο μακρινό μέλλον.

Σε αυτή τη μελέτη χρησιμοποιούνται δορυφορικά δεδομένα IR WiFS και IRS 1D LISS III π.χ. διαφορετικής ημερομηνίας ασπρόμαυρα και έγχρωμα σύνθετα με τη βοήθεια του υπολογιστή χρησιμοποιούνται για οπτική μετάφραση. Με τη βοήθεια της ψηφιακής ανάλυσης οι μεγενθυμένες περιοχές πριν και μετά το σεισμό, αναλύθηκαν με την τεχνική της οπτικής μετάφρασης. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν τοπογραφικά φύλλα και χάρτες για μελετητικούς λόγους. Για την οπτική μετάφραση συλλέχθηκαν τηλεπισκοπικά δεδομένα και επίγεια δεδομένα από την περιοχή.

'''Διάγραμμα 1:Πλάνο δράσης διαχείρισης σεισμικών καταστροφών μετά την εκδήλωση.'''

1. Οριοθέτηση της πληγήσας περιοχής και ταξινόμησή της σε ζώνη κακή, μέτρια και μικρή.

2. Εντοπισμός ου επίκεντρου του σεισμού.

3. Εντοπισμός των κυρίων διαδρομών μετακίνησης και των μικρότερων εναλλακτικών διαδρομών για την προσέγγιση των περιοχών που επλήγησαν.

4. Εντοπισμός των ασφαλών περιοχών για την μετακίνηση των ανθρώπων.

5. Σχηματισμός κοινωνικών ομάδων βοήθειας.

6. Διάσωση ανθρώπων από τις πληγήσες περιοχές και μεταφορά τους σε ασφαλή μέρη και μεταφορά των τραυματισμένων στα κοντινότερα νοσοκομεία.

7. Κατασκευή προσωρινών καταφύγιων, εφημερευόντων νοσοκομείων κ.α. για τους πληγέντες.

8. Αποκατάσταση των δικτύων επικοινωνίας, νερού και ρεύματος κυρίως σε θέσεις «κλειδιά» όπως νοσοκομεία.

9. Εκκαθάριση των συντριμμιών από τις κατεστραμμένες περιοχές.

'''Διάγραμμα 2:Μακροχρόνιο πλάνο δράσης διαχείρισης σεισμικών καταστροφών εκδήλωση.'''

1. Αποτίμηση των καταστροφών που προκλήθηκαν από τον σεισμό.

2. Εις βάθος μελέτη για τις δομικές αλλαγές στην γήινη επιφάνεια αλλά και στον φλοιό της.
Προσδιορισμός αστοχιών, ρηγματώσεων κ.α και προετοιμασία χαρτών ζωνών αστοχίας.

3. Συγκριτική μελέτη από παλιούς και τωρινούς σεισμούς και προετοιμασία χαρτών κινδύνου, ζωνικών χαρτών και μικρο-ζωνικών χαρτών.

4. Εντοπισμός ζωνών ασφαλείας για αποκατάσταση.

5. Ανάπτυξη σεισμικών κωδικών για τη δόμηση κτιρίων που περιλαμβάνει: σχεδιασμό, υλικά που θα χρησιμοποιηθούν, αποστάσεις κ.α. έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι κτιριακές καταστροφές. Υλοποίηση και παρακολούθησή τους.

6. Διαχωρισμός και οριοθέτηση σημαντικών κτιρίων όπως βιομηχανίες, συμπαγής συνοικία, σταθμοί ενέργειας, περιοχές άμυνας κτλ.

7. Επανασχεδιασμός και επανακατασκευή των κατεστραμμένων κτιρίων.

8. Δημιουργία δημόσιας ενημέρωσης μεταξύ των ανθρώπων σχετικά με τον σεισμό και τα βήματα που θα πρέπει να ακολουθήσουν σε περίπτωση σεισμού.

9. Καθιέρωση υποδομών αεροφωτογραφίας και επίβλεψης μέσα ή κοντά σε αεροπορικές βάσεις για γρήγορη φωτογράφηση.

10. Καθιέρωση σεισμικών σταθμών και τηλεπισκοπικών σταθμών για κανονική παρακολούθηση της σεισμικής δραστηριότητας και αλλαγές που συμβαίνουν μέσα στον γήινο φλοιό.

Οι αεροφωτογραφίες και τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών μας εξοπλίζουν με τα κατάλληλα εργαλεία για να εκτελέσουμε πλάνο διαχείρισης καταστροφών. Η αποτίμηση της πληγήσας περιοχής ενός σεισμού μπορεί να γίνει γρήγορα μέσω αεροφωτογραφιών μετά το συμβάν του σεισμού. Μπορεί να γίνει ταξινόμηση της πληγήσας περιοχής σε κακή, μέτρια και μικρή μέσω διαφορετικών χρωματικών τόνων των δορυφορικών εικόνων και των αεροφωτογραφιών. Ζώνες ασφαλούς εγκατάστασης μπορούν να οριοθετηθούν με τη βοήθεια τεκτονικών παραμορφώσεων που απεικονίζονται στις δορυφορικές εικόνες μετά το συμβάν του σεισμού. Συνήθως αυτές οι επιφάνειες είναι επίπεδες ανοιχτές περιοχές χωρίς κατάγματα του φλοιού, ρήγματα, πτυχώσεις κτλ. Με τη βοήθεια ενός GPS οι κοντινότερες εναλλακτικές διαδρομές μπορούν να βρεθούν για να προσεγγιστούν οι περιοχές που έχουν πληγεί.

Για περιοχές σαν το Gujarat ένα πλάνο διαχείρισης καταστροφών είναι εξαιρετικά απαραίτητο. Το βήματα που προτείνονται στα διαγράμματα 1 και 2 μπορεί να είναι πολύ χρήσιμα για την αντιμετώπιση της κατάστασης. Η οριοθέτηση και κατάταξη της περιοχής σε κακή, μέτρια και μικρή μπορούν να βοηθήσουν τους αρμόδιους παράγοντες ποιες περιοχές έχουν άμεση ανάγκη για να επέμβουν. Η καθιέρωση παροχών αεροφωτογράφισης των ευαίσθητων περιοχών μπορεί να βοηθήσει στο να μην χάνεται πολύτιμος χρόνος για επέμβαση στις περιοχές που έχουν ανάγκη. Χάρτες περιοχών σφάλματος και χάρτες τεκτονικών παραμορφώσεων θα είναι πολύ χρήσιμοι στον εντοπισμό περιοχών ασφαλείας έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί η μελλοντική επίδραση των επιπτώσεων ενός σεισμού στις κατοικημένες περιοχές. Η δημόσια ενημέρωση σχετικά με τους σεισμούς θα βοηθήσει των κόσμο να πάρει τα κατάλληλα μέτρα προστασίας την ώρα του σεισμού θα συμβάλει στο να σωθούν περισσότερες ανθρώπινες ζωές.

'''Πηγή: ''' NARENDER VERMA* Dr. N. S. Rathore**,*RESEARCH SCHOLAR, DEPTT. OF GEOGRAPHY, CSSH, M. L. SUKHADIA UNIVERSITY,UDAIPUR, (RAJ.)- INDIA Phone: + 91 294 2432421,E-mail: naren_verma20022002@yahoo.com,**ASSOCIATE PROFESSOR, DEPTT. OF GEOGRAPHY, CSSH, M. L. SUKHADIA UNIVERSITY,UDAIPUR, (RAJ.)- INDIA.Phone: + 91 294 2426548 (R), +91 294 2414707 (O), Fax + 91 294 2415200,E-mail: rathorens@yahoo.com,APPLICATION OF REMOTE SENSING AND GIS IN EARTHQUAKE
STUDY “A CASE STUDY OF BHUJ EARTHQUAKE 2001” "

Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001

2010-02-27T21:53:14Z

Abodini:

Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001

2010-02-27T21:50:42Z

Abodini:

Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης και των ΓΠΣ στην περίπτωση σεισμού: Η περίπτωση του σεισμού Bhuj το 2001

2010-02-27T21:50:09Z

Abodini: