RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T21:01:02Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
('''ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας''')
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................[['''Μήκος Κύματος ((μm)''']]
 '''ΕΙΚΟΝΑ 2. Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf''' 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image003.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 3. Αλγόριθμοι Δειγματοληψίας''' 

Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image004.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 4. Επέκταση Αντίθεσης Εικόνας''' 
Fig. 4. Contrast stretching, From Lillesand & Kiefer, Remote Sensing and Image Interpretation, 4th Ed., 1999 

Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
[[Αρχείο: PAPER_2_image005.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 5. Βασικές αρχές Ταξινόμησης.''' 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 6. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη.''' 

[[Αρχείο: PAPER_2_image007.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 7. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη.''' 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:55:33Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
('''ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας''')
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 '''ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας'''
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image005.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 5. Βασικές αρχές Ταξινόμησης.''' 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image003.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 3. Αλγόριθμοι Δειγματοληψίας''' 

Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image004.jpg]] 
Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 6. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη.''' 

[[Αρχείο: PAPER_2_image007.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 7. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη.''' 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:52:56Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image005.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 5. Βασικές αρχές Ταξινόμησης.''' 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image003.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 3. Αλγόριθμοι Δειγματοληψίας''' 

Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image004.jpg]] 
Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 6. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη.''' 

[[Αρχείο: PAPER_2_image007.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 7. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη.''' 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPER 2 image004.jpg

2012-03-23T20:50:53Z

Dpapagi: ΕΙΚΟΝΑ 4. Επέκταση Αντίθεσης

ΕΙΚΟΝΑ 4. Επέκταση Αντίθεσης

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:42:57Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image005.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 5. Βασικές αρχές Ταξινόμησης.''' 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image003.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 3. Αλγόριθμοι Δειγματοληψίας''' 

Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 6. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη.''' 

[[Αρχείο: PAPER_2_image007.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 7. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη.''' 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPER 2 image003.jpg

2012-03-23T20:39:50Z

Dpapagi:

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:33:59Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

[[Αρχείο: PAPER_2_image005.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 5. Βασικές αρχές Ταξινόμησης.''' 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 6. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη.''' 

[[Αρχείο: PAPER_2_image007.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 7. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη.''' 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPER 2 image005.jpg

2012-03-23T20:31:06Z

Dpapagi:

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:25:35Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 6. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη.''' 

[[Αρχείο: PAPER_2_image007.jpg]] 
'''ΕΙΚΟΝΑ 7. Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη.''' 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPER 2 image007.jpg

2012-03-23T20:22:39Z

Dpapagi:

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:13:44Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 
[[Αρχείο: PAPER_2_image006.jpg]] 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPER 2 image006.jpg

2012-03-23T20:11:05Z

Dpapagi:

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T20:02:30Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

...........................................................Μήκος Κύματος ((μm)
 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση του μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T19:57:58Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m)
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
(βλ. ΕΙΚΟΝΑ 2.)
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

 ΕΙΚΟΝΑ 2. Εξάρτηση μήκους κύματος του συντελεστή ανάκλασης ενός φύλλου σόγιας
 Wavelength dependence of reflectance of a soybean leaf
 
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-23T19:47:11Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m) (βλ. Σχήμα 1. παρακάτω).
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 
[[Αρχείο: PAPER 2 image002.jpg]] 

Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPAGIANNIDIS, PAPER 2 image002.jpg

2012-03-22T19:56:18Z

Dpapagi:

Bridges IKONOS

2012-03-22T19:35:49Z

Dpapagi: Αντικατάσταση σελίδας με ' PAPAGIANNIDIS, PAPER 2 image002'

PAPAGIANNIDIS, PAPER 2 image002

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-03-22T19:19:36Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m) (βλ. Σχήμα 1. παρακάτω).
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης». 

Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]

Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών

2012-03-22T18:22:02Z

Dpapagi:

'''Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών''' 
'''Συγγραφέας''' 
Cees van Westen 

International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences, 

ITC, The Netherlands, Division of Applied Geomorphological Surveys 

E mail: Westen@itc.nl
 
'''Πηγή''' 
REMOTE SENSING FOR NATURAL DISASTER MANAGEMENT 
Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών 
International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXIII, Supplement B7. Amsterdam 2000. P.237-245 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι η αποτελεσματική μείωση των επιπτώσεων των φυσικών καταστροφών μέσω μιας ολοκληρωμένης στρατηγικής για την καταστροφή που αναφέρεται ως ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών, μέσω της χρήσης της Τηλεπισκόπησης.
Η χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης δεν είναι δυνατή χωρίς τον κατάλληλο εξοπλισμό για να χειριστεί το μεγάλο όγκο δεδομένων και να συνδυάσθεί με τα στοιχεία που προέρχονται από άλλες πηγές, όπως χάρτες ή σταθμοί μέτρησης. Ως εκ τούτου, σε συνδυασμό με την ανάπτυξη των εφαρμογών της τηλεπισκόπισης, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS έχουν καταστεί όλο και πιο σημαντικά για τη διαχείριση των καταστροφών. Αυτή η δημοσίευση δίνει μια ανακεφαλαίωση της χρήσης της τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για μια σειρά από βασικά είδη καταστροφών. 
'''Eισαγωγή''' 
Οι φυσικές καταστροφές είναι ακραία φαινόμενα στο σύστημα της γης (λιθόσφαιρας, υδρόσφαιρας, βιόσφαιρας ή ατμόσφαιρας) με αποτέλεσμα το θάνατο ή τον τραυματισμό ανθρώπων και τη ζημία ή απώλεια πολύτιμων αγαθών, όπως τα κτίρια, τα συστήματα επικοινωνίας, η γεωργική γη, τα δάση, το φυσικό περιβάλλον. Αυτή η επίδραση μπορεί να είναι ταχεία, όπως στην περίπτωση της σεισμών, ή αργή όπως στην περίπτωση της ξηρασίας.
 
Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ του όρου της καταστροφής και του κινδύνου. Ενα δυνητικά επιβλαβες φαινόμενο (κίνδυνος), όπως ένας σεισμός από μόνο του δεν θεωρείται μια καταστροφή, όταν συμβαίνει σε ακατοίκητες περιοχές. Λέγεται καταστροφή όταν αυτό συμβαίνει σε μια κατοικημένη περιοχή, και φέρνει φθορά, απώλεια ή καταστροφή. 

Η Εικόνα 1 δίνει μια ένδειξη της γεωγραφικής κατανομής μιας σειράς μεγάλων κινδύνων, όπως σεισμών, ηφαιστειακών εκρήξεων, τροπικών καταιγίδων και κυκλώνων. ¨όπως φαίνεται οι σεισμόι και τα ηφαίστεια είναι συγκεντρωμένοι κυρίως στις όρια των πλακών της Γης. 
eeeeeee
 Οι καταστροφές μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους. Μια πιθανή υποδιαίρεση ‘όπως φαίνεται στον Πίνακα 1 είναι στην αιτία δημιουργίας δηλαδή μεταξύ φυσικών φαινομένων και ανθρώπινης δραστηριότητας χρησιμοποιώντας κάποιες ενδιάμεσες βαθμίδες: 
eeeee
'''Πίνακας 1: Ταξινόμηση των καταστροφών σε μια σταδιακή κλίμακα μεταξύ των καθαρά φυσικών και καθαρά ανθρωπογενών.''' 
eeee 
'''Πίνακας 2: Στατιστικά στοιχεία των μεγάλων φυσικών καταστροφών για τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες (πηγή: Munich Re, 1998b)''' 
'''Μεθοδολογία και διαδικασία'''
 Ένας τρόπος αντιμετώπισης των φυσικών καταστροφών είναι να τις αγνοήσετε. Για την αποτελεσματική μείωση των επιπτώσεων των φυσικών καταστροφών απαιτείται ,μια ολοκληρωμένη στρατηγική για την καταστροφή η οποία επίσης αναφέρεται ως ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών (βλ. Εικόνα 2). 

eee 
'''Εικόνα 2:Ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών''' 

Η διαχείριση των καταστροφών αποτελείται από δύο φάσεις που λαμβάνουν χώρα πριν από μια καταστροφή, α) την πρόληψη των καταστροφών και β) την ετοιμότητα, και τρεις φάσεις που συμβαίνουν μετά την εμφάνιση μιας καταστροφής, γ) ανακούφιση από τις καταστροφές, δ) την αποκατάσταση και ε) την ανασυγκρότηση (UNDRO, 1991). 

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. '''

Πολλά είδη πληροφοριών που είναι απαραίτητες σε διαχείρισης φυσικών καταστροφών έχουν σημαντική χωρική διάσταση. Χωρικά δεδομένα είναι τα δεδομένα με μια γεωγραφική συνιστώσα, όπως χάρτες, αεροφωτογραφίες, δορυφορικές εικόνες, δεδομένα GPS, δεδομένα βροχοπτώσεων, δεδομένα γεωτρήσεων κλπ.
 
Τώρα έχουμε πρόσβαση στη συλλογή πληροφοριών και την οργάνωση τεχνολογιών όπως η τηλεπισκόπησης και τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS), τα οποία έχουν αποδείξει τη χρησιμότητά τους στη διαχείριση κρίσεων. 

Πρώτα απ 'όλα, η τηλεπισκόπηση και το GIS παρέχει μια βάση δεδομένων από την οποία τα αποδεικτικά στοιχεία που άφησαν πίσω τους οι προηγούμενες καταστροφές μπορεί να ερμηνευθούν και σε συνδυασμό με άλλες πληροφορίες, να καταλήξουμε σε χάρτες επικινδυνότητας, οι οποίοι προσδιορίζουν περιοχές που είναι δυνητικά επικίνδυνες. Ο χωρισμός σε ζώνες κινδύνου πρέπει να είναι η βάση για κάθε έργο στη διαχείριση των καταστροφών.
Δεύτερον, πολλοί τύποι καταστροφών, όπως πλημμύρες, ξηρασία, κυκλώνες, ηφαιστειακές εκρήξεις, κλπ. θα έχουν την εμφάνιση ορισμένων προειδοποιητικών συμβάντων. Δορυφόροι μπορούν να ανιχνεύσουν τα πρώτα στάδια αυτών των γεγονότων, όπως ανωμαλίες σε μια χρονολογική σειρά.
Πολλές καταστροφές μπορεί να επηρεάσει μεγάλες περιοχές και κανένα άλλο εργαλείο εκτός από την τηλεπισκόπηση δεν παρέχει μια αντίστοιχη γεωγραφική κάλυψη. Η τηλεπισκόπηση επιτρέπει επίσης την παρακολούθηση της εκδήλωσης κατά τη διάρκεια της εμφάνισης, ενώ η καταστροφή βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης του τεχνικού συνδυασμού ενός GIS και των δεδομένων της τηλεπισκόπησης , είναι η αξιολόγηση διαφόρων σεναρίων επικινδυνότητας και ανάλυσης κίνδυνου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη λήψη αποφάσεων σχετικά με τη μελλοντική ανάπτυξη μιας περιοχής, και τον βέλτιστο τρόπο για την προστασία από φυσικές καταστροφές.
Αν και η επιλογή της κλίμακας της ανάλυσης συνήθως καθορίζεται από την προβλεπόμενη εφαρμογή των αποτελεσμάτων της χαρτογράφησης, η επιλογή μίας τεχνικής ανάλυσης παραμένει ανοικτό ζήτημα. Αυτή η επιλογή εξαρτάται από το είδος του προβλήματος, τη διαθεσιμότητα των δεδομένων, τη διαθεσιμότητα των οικονομικών πόρων, τον διαθέσιμο χρόνο για την έρευνα, καθώς και την επαγγελματική πείρα του προσωπικού που συμμετέχει στην έρευνα.
Σε γενικές γραμμές απαιτούνται τα ακόλουθα είδη στοιχείων:
• Τα στοιχεία για τις καταστροφικές φαινόμενα (π.χ. κατολισθήσεις, πλημμύρες, σεισμοί), τη θέση τους, τη συχνότητα, το μέγεθος κ.α.
• Στοιχεία για το περιβάλλον στο οποίο τα καταστροφικά γεγονότα θα μπορούσαν να λάβουν χώρα: τοπογραφία, τη γεωλογία, τη γεωμορφολογία, εδάφη, υδρολογία, τη χρήση γης, τη βλάστηση κ.α.
• Τα δεδομένα σχετικά με τα στοιχεία που θα μπορούσαν να καταστραφούν εάν λάβει χώρα το συμβάν: υποδομές, οικισμοί, πληθυσμός, κοινωνικο- οικονομικά στοιχεία κ.α.
• Τα δεδομένα σχετικά με την παροχή βοήθειας έκτακτης ανάγκης, όπως τα νοσοκομεία, τις πυροσβεστικές υπηρεσίες, αστυνομικά τμήματα, αποθήκες κ.α.
Το ύψος και το είδος των δεδομένων που πρέπει να αποθηκεύονται σε ένα GIS για τη διαχείριση των καταστροφών εξαρτάται κατά πολύ από την εφαρμογή ή την έκταση του σχεδίου διαχείρισης.

Τέλος στην δημοσίευση εξετάζεται η χρήση τηλεπισκόπησης και GIS για 4 τύπους φυσικών καταστροφών όπως: 
'''1. Πλημμύρες 
2. Σεισμοί 
3. Ηφαιστειακές εκρήξεις 
4. Κατολισθήσεις '''
'''Συμπεράσματα''' 
Οι φυσικές καταστροφές είναι ακραία φαινόμενα στο σύστημα της γης που οδηγούν σε θάνατο ή τραυματισμό τον άνθρωπο, και τη ζημία ή απώλεια σε πολύτιμα αγαθά, όπως τα κτίρια, τα συστήματα επικοινωνίας, η γεωργική γη, τα δάση, το φυσικό περιβάλλον κ.α. Οι οικονομική απώλειες που οφείλονται σε φυσικές καταστροφές έχουν οκταπλασιασθεί κατά τη διάρκεια των τελευταίων τεσσάρων δεκαετιών, γεγονός που προκαλείται από την αυξημένη ευπάθεια της παγκόσμιας κοινωνίας, αλλά και λόγω της αύξησης του αριθμού των καιρικών καταστροφών. Για τη διαχείριση των φυσικών καταστροφών, είναι απαραίτητο ένα πλήθος χρονικών χωρικών δεδομένων. 

Η Δορυφορική Τηλεπισκόπηση είναι το ιδανικό εργαλείο για τη διαχείριση των καταστροφών, δεδομένου ότι προσφέρει πληροφορίες σε μεγάλες περιοχές, και σε σύντομα χρονικά διαστήματα. Παρά το γεγονός ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις διάφορες φάσεις της διαχείρισης καταστροφών, όπως η πρόληψη, η ετοιμότητα, η αποκατάσταση και η ανασυγκρότηση, η πρακτική μέχρι σήμερα είναι ως επί το πλείστον να χρησιμοποιείται για προειδοποίηση και παρακολούθηση.
 Για μερικούς τύπους καταστροφών, όπως οι πλημμύρες, οι ροές συντριμμιών ή οι διαρροές πετρελαίου, δεδομένα από τον SAR (Synthetic Aperture Radar from ERS and RADARSAT) είναι η λύση σε εκείνη την περίπτωση. Για άλλους τύπους καταστροφών (π.χ. καθιζήσεις εδάφους, σεισμοί, πυρκαγιές) οι λεπτομερείς οπτικές εικόνες πρέπει να χρησιμοποιηθούν. Στη άμεση φάση της ανακούφισης των επιπτώσεων της καταστροφής, η δορυφορική τηλεπισκόπηση μπορεί μόνο να διαδραματίσει έναν ρόλο στον προσδιορισμό των επηρεασθέντων περιοχών, εάν είναι αρκετά μεγάλες. Η δομική ζημία στα κτήρια δεν μπορεί να παρατηρηθεί με την φτωχή ανάλυση των τρεχόντων συστημάτων. Κοντά στον πραγματικό χρόνο η ζημία και η θέση των πιθανών θυμάτων είναι τώρα δυνατή με τη διαθεσιμότητα της πρώτης πολιτικής οπτικής αποστολής πολύ υψηλής ανάλυσης (VHR), Δορυφόρος Ιkonos-2.
 Συνεπώς κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών η τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με την ανάπτυξη των εφαρμογών των Γεωγραφικών Συστήματων Πληροφοριών GIS έχει γίνει ένα επιχειρησιακό εργαλείο στην διαχείριση καταστροφών ιδιαίτερα για την προειδοποίηση και τον έλεγχο των κυκλώνων, της ξηρασίας, και των πλημμυρών.

[[category:Διαχείριση κινδύνων]]

Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών

2012-03-22T18:17:06Z

Dpapagi:

'''Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών''' 
'''Συγγραφέας''' 
Cees van Westen 

International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences, 

ITC, The Netherlands, Division of Applied Geomorphological Surveys 

E mail: Westen@itc.nl
 
'''Πηγή''' 
REMOTE SENSING FOR NATURAL DISASTER MANAGEMENT 
Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών 
International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXIII, Supplement B7. Amsterdam 2000. P.237-245 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι η αποτελεσματική μείωση των επιπτώσεων των φυσικών καταστροφών μέσω μιας ολοκληρωμένης στρατηγικής για την καταστροφή που αναφέρεται ως ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών, μέσω της χρήσης της Τηλεπισκόπησης.
Η χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης δεν είναι δυνατή χωρίς τον κατάλληλο εξοπλισμό για να χειριστεί το μεγάλο όγκο δεδομένων και να συνδυάσθεί με τα στοιχεία που προέρχονται από άλλες πηγές, όπως χάρτες ή σταθμοί μέτρησης. Ως εκ τούτου, σε συνδυασμό με την ανάπτυξη των εφαρμογών της τηλεπισκόπισης, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS έχουν καταστεί όλο και πιο σημαντικά για τη διαχείριση των καταστροφών. Αυτή η δημοσίευση δίνει μια ανακεφαλαίωση της χρήσης της τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για μια σειρά από βασικά είδη καταστροφών. 
'''Eισαγωγή''' 
Οι φυσικές καταστροφές είναι ακραία φαινόμενα στο σύστημα της γης (λιθόσφαιρας, υδρόσφαιρας, βιόσφαιρας ή ατμόσφαιρας) με αποτέλεσμα το θάνατο ή τον τραυματισμό ανθρώπων και τη ζημία ή απώλεια πολύτιμων αγαθών, όπως τα κτίρια, τα συστήματα επικοινωνίας, η γεωργική γη, τα δάση, το φυσικό περιβάλλον. Αυτή η επίδραση μπορεί να είναι ταχεία, όπως στην περίπτωση της σεισμών, ή αργή όπως στην περίπτωση της ξηρασίας.
 
Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ του όρου της καταστροφής και του κινδύνου. Ενα δυνητικά επιβλαβες φαινόμενο (κίνδυνος), όπως ένας σεισμός από μόνο του δεν θεωρείται μια καταστροφή, όταν συμβαίνει σε ακατοίκητες περιοχές. Λέγεται καταστροφή όταν αυτό συμβαίνει σε μια κατοικημένη περιοχή, και φέρνει φθορά, απώλεια ή καταστροφή. 

Η Εικόνα 1 δίνει μια ένδειξη της γεωγραφικής κατανομής μιας σειράς μεγάλων κινδύνων, όπως σεισμών, ηφαιστειακών εκρήξεων, τροπικών καταιγίδων και κυκλώνων. ¨όπως φαίνεται οι σεισμόι και τα ηφαίστεια είναι συγκεντρωμένοι κυρίως στις όρια των πλακών της Γης. 
eeeeeee
 Οι καταστροφές μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους. Μια πιθανή υποδιαίρεση ‘όπως φαίνεται στον Πίνακα 1 είναι στην αιτία δημιουργίας δηλαδή μεταξύ φυσικών φαινομένων και ανθρώπινης δραστηριότητας χρησιμοποιώντας κάποιες ενδιάμεσες βαθμίδες: 
eeeee
'''Πίνακας 1: Ταξινόμηση των καταστροφών σε μια σταδιακή κλίμακα μεταξύ των καθαρά φυσικών και καθαρά ανθρωπογενών.''' 
eeee
'''Πίνακας 2: Στατιστικά στοιχεία των μεγάλων φυσικών καταστροφών για τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες (πηγή: Munich Re, 1998b)''' 
'''Μεθοδολογία και διαδικασία'''
Ένας τρόπος αντιμετώπισης των φυσικών καταστροφών είναι να τις αγνοήσετε. Για την αποτελεσματική μείωση των επιπτώσεων των φυσικών καταστροφών απαιτείται ,μια ολοκληρωμένη στρατηγική για την καταστροφή η οποία επίσης αναφέρεται ως ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών (βλ. Εικόνα 2). 

eee
'''Εικόνα 2:Ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών''' 

Η διαχείριση των καταστροφών αποτελείται από δύο φάσεις που λαμβάνουν χώρα πριν από μια καταστροφή, α) την πρόληψη των καταστροφών και β) την ετοιμότητα, και τρεις φάσεις που συμβαίνουν μετά την εμφάνιση μιας καταστροφής, γ) ανακούφιση από τις καταστροφές, δ) την αποκατάσταση και ε) την ανασυγκρότηση (UNDRO, 1991). 

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών. 

Πολλά είδη πληροφοριών που είναι απαραίτητες σε διαχείρισης φυσικών καταστροφών έχουν σημαντική χωρική διάσταση. Χωρικά δεδομένα είναι τα δεδομένα με μια γεωγραφική συνιστώσα, όπως χάρτες, αεροφωτογραφίες, δορυφορικές εικόνες, δεδομένα GPS, δεδομένα βροχοπτώσεων, δεδομένα γεωτρήσεων κλπ.
 
Τώρα έχουμε πρόσβαση στη συλλογή πληροφοριών και την οργάνωση τεχνολογιών όπως η τηλεπισκόπησης και τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS), τα οποία έχουν αποδείξει τη χρησιμότητά τους στη διαχείριση κρίσεων. 

Πρώτα απ 'όλα, η τηλεπισκόπηση και το GIS παρέχει μια βάση δεδομένων από την οποία τα αποδεικτικά στοιχεία που άφησαν πίσω τους οι προηγούμενες καταστροφές μπορεί να ερμηνευθούν και σε συνδυασμό με άλλες πληροφορίες, να καταλήξουμε σε χάρτες επικινδυνότητας, οι οποίοι προσδιορίζουν περιοχές που είναι δυνητικά επικίνδυνες. Ο χωρισμός σε ζώνες κινδύνου πρέπει να είναι η βάση για κάθε έργο στη διαχείριση των καταστροφών.
Δεύτερον, πολλοί τύποι καταστροφών, όπως πλημμύρες, ξηρασία, κυκλώνες, ηφαιστειακές εκρήξεις, κλπ. θα έχουν την εμφάνιση ορισμένων προειδοποιητικών συμβάντων. Δορυφόροι μπορούν να ανιχνεύσουν τα πρώτα στάδια αυτών των γεγονότων, όπως ανωμαλίες σε μια χρονολογική σειρά.
Πολλές καταστροφές μπορεί να επηρεάσει μεγάλες περιοχές και κανένα άλλο εργαλείο εκτός από την τηλεπισκόπηση δεν παρέχει μια αντίστοιχη γεωγραφική κάλυψη. Η τηλεπισκόπηση επιτρέπει επίσης την παρακολούθηση της εκδήλωσης κατά τη διάρκεια της εμφάνισης, ενώ η καταστροφή βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη.
Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα της χρήσης του τεχνικού συνδυασμού ενός GIS και των δεδομένων της τηλεπισκόπησης , είναι η αξιολόγηση διαφόρων σεναρίων επικινδυνότητας και ανάλυσης κίνδυνου που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη λήψη αποφάσεων σχετικά με τη μελλοντική ανάπτυξη μιας περιοχής, και τον βέλτιστο τρόπο για την προστασία από φυσικές καταστροφές.
Αν και η επιλογή της κλίμακας της ανάλυσης συνήθως καθορίζεται από την προβλεπόμενη εφαρμογή των αποτελεσμάτων της χαρτογράφησης, η επιλογή μίας τεχνικής ανάλυσης παραμένει ανοικτό ζήτημα. Αυτή η επιλογή εξαρτάται από το είδος του προβλήματος, τη διαθεσιμότητα των δεδομένων, τη διαθεσιμότητα των οικονομικών πόρων, τον διαθέσιμο χρόνο για την έρευνα, καθώς και την επαγγελματική πείρα του προσωπικού που συμμετέχει στην έρευνα.
Σε γενικές γραμμές απαιτούνται τα ακόλουθα είδη στοιχείων:
• Τα στοιχεία για τις καταστροφικές φαινόμενα (π.χ. κατολισθήσεις, πλημμύρες, σεισμοί), τη θέση τους, τη συχνότητα, το μέγεθος κ.α.
• Στοιχεία για το περιβάλλον στο οποίο τα καταστροφικά γεγονότα θα μπορούσαν να λάβουν χώρα: τοπογραφία, τη γεωλογία, τη γεωμορφολογία, εδάφη, υδρολογία, τη χρήση γης, τη βλάστηση κ.α.
• Τα δεδομένα σχετικά με τα στοιχεία που θα μπορούσαν να καταστραφούν εάν λάβει χώρα το συμβάν: υποδομές, οικισμοί, πληθυσμός, κοινωνικο- οικονομικά στοιχεία κ.α.
• Τα δεδομένα σχετικά με την παροχή βοήθειας έκτακτης ανάγκης, όπως τα νοσοκομεία, τις πυροσβεστικές υπηρεσίες, αστυνομικά τμήματα, αποθήκες κ.α.
Το ύψος και το είδος των δεδομένων που πρέπει να αποθηκεύονται σε ένα GIS για τη διαχείριση των καταστροφών εξαρτάται κατά πολύ από την εφαρμογή ή την έκταση του σχεδίου διαχείρισης.

Τέλος στην δημοσίευση εξετάζεται η χρήση τηλεπισκόπησης και GIS για 4 τύπους φυσικών καταστροφών όπως .
1. Πλημμύρες
2. Σεισμοί
3. Ηφαιστειακές εκρήξεις
4. Κατολισθήσεις

Συμπεράσματα
Οι φυσικές καταστροφές είναι ακραία φαινόμενα στο σύστημα της γης που οδηγούν σε θάνατο ή τραυματισμό τον άνθρωπο, και τη ζημία ή απώλεια σε πολύτιμα αγαθά, όπως τα κτίρια, τα συστήματα επικοινωνίας, η γεωργική γη, τα δάση, το φυσικό περιβάλλον κ.α. Οι οικονομική απώλειες που οφείλονται σε φυσικές καταστροφές έχουν οκταπλασιασθεί κατά τη διάρκεια των τελευταίων τεσσάρων δεκαετιών, γεγονός που προκαλείται από την αυξημένη ευπάθεια της παγκόσμιας κοινωνίας, αλλά και λόγω της αύξησης του αριθμού των καιρικών καταστροφών. Για τη διαχείριση των φυσικών καταστροφών, είναι απαραίτητο ένα πλήθος χρονικών χωρικών δεδομένων

Η Δορυφορική Τηλεπισκόπηση είναι το ιδανικό εργαλείο για τη διαχείριση των καταστροφών, δεδομένου ότι προσφέρει πληροφορίες σε μεγάλες περιοχές, και σε σύντομα χρονικά διαστήματα. Παρά το γεγονός ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις διάφορες φάσεις της διαχείρισης καταστροφών, όπως η πρόληψη, η ετοιμότητα, η αποκατάσταση και η ανασυγκρότηση, η πρακτική μέχρι σήμερα είναι ως επί το πλείστον να χρησιμοποιείται για προειδοποίηση και παρακολούθηση.
Για μερικούς τύπους καταστροφών, όπως οι πλημμύρες, οι ροές συντριμμιών ή οι διαρροές πετρελαίου, δεδομένα από τον SAR (Synthetic Aperture Radar from ERS and RADARSAT) είναι η λύση σε εκείνη την περίπτωση. Για άλλους τύπους καταστροφών (π.χ. καθιζήσεις εδάφους, σεισμοί, πυρκαγιές) οι λεπτομερείς οπτικές εικόνες πρέπει να χρησιμοποιηθούν. Στη άμεση φάση της ανακούφισης των επιπτώσεων της καταστροφής, η δορυφορική τηλεπισκόπηση μπορεί μόνο να διαδραματίσει έναν ρόλο στον προσδιορισμό των επηρεασθέντων περιοχών, εάν είναι αρκετά μεγάλες. Η δομική ζημία στα κτήρια δεν μπορεί να παρατηρηθεί με την φτωχή ανάλυση των τρεχόντων συστημάτων. Κοντά στον πραγματικό χρόνο η ζημία και η θέση των πιθανών θυμάτων είναι τώρα δυνατή με τη διαθεσιμότητα της πρώτης πολιτικής οπτικής αποστολής πολύ υψηλής ανάλυσης (VHR), Δορυφόρος Ιkonos-2.
Συνεπώς κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών η τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με την ανάπτυξη των εφαρμογών των Γεωγραφικών Συστήματων Πληροφοριών GIS έχει γίνει ένα επιχειρησιακό εργαλείο στην διαχείριση καταστροφών ιδιαίτερα για την προειδοποίηση και τον έλεγχο των κυκλώνων, της ξηρασίας, και των πλημμυρών.

[[category:Διαχείριση κινδύνων]]

Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος

2012-03-22T09:57:47Z

Dpapagi:

'''Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος''' <br/d>
'''Πηγή'''
<br/d>
Landsat Imagery: A Unique Resource<br/d>

http://landsat.usgs.gov/gallery.php.<br/d>

USGS Earth Resources Observation and Science Center (EROS).<br/d>

U.S. Department of the Interior | U.S. Geological Survey 2011<br/d>

http://www.fort.usgs.gov/LandsatSurvey/Default.asp<br/d>

Page Contact Information: AskFORT@usgs.gov
<br/d>

'''Σκοπός της εφαρμογής''' <br/d>

Σε ολόκληρο τον κόσμο, οι άνθρωποι σε πολλούς διαφορετικούς τομείς του εργασιακού κόσμου χρησιμοποιούν τα στοιχεία απεικόνισης Landsat. Σκοπός της δημοσίευσης είναι να απαντήσει στο ερώτημα α) ποιοι είναι αυτοί οι χρήστες, β) πώς χρησιμοποιούν τις εικόνες και γ) η αξία και τα οφέλη που προσδιορίστηκαν από τις πληροφορίες που παρέχουν οι εικόνες. <br/d>

Στην πρώτη μελέτη του είδους του στις ΗΠΑ ο Σύλλογος των Επιστημόνων Γεωλόγων απευθύνθηκε σε ένα ευρύ σώμα επαγγελματιών χρηστών, ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς για να απαντήσουν σε τέτοιες ερωτήσεις. Περισσότεροι από 2500 χρήστες των δορυφορικών εικόνων, που περιλαμβάνουν σχεδόν 1400 τρέχοντες χρήστες των εικόνων Landsat, συμμετείχαν στην έρευνα. Οι εναγόμενοι ρωτήθηκαν για τη χρήση δορυφορικών εικόνων, συμπεριλαμβανομένου του δορυφόρου Landsat, και την αξία των εικόνων στην εργασία τους. Τα αποτελέσματα παρέχουν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών των εικόνων Landsat και πώς την εφαρμόζουν.
<br/d>
'''Εισαγωγή<br/d>'''
Οι δορυφόροι LANDSAT παρέχουν υψηλής ποιότητας, πολυφασματικά στοιχεία απεικόνισης της επιφάνειας της γης. Αυτές οι μέτριας ανάλυσης εικόνες τηλεπισκόπισης είναι όχι μόνο εικόνες, αλλά περιέχουν πολλά στρώματα δεδομένων που συλλέγονται στα διαφορετικά σημεία κατά μήκος του ορατού και αόρατου φάσματος του φωτός. Αυτά τα στοιχεία με τους κατάλληλους χειρισμούς μπορούν να αποκαλύψουν με τι μοιάζει η γήινη επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένων του είδους της βλάστησης ή πώς μια φυσική καταστροφή έχει επιδράσει σε μια περιοχή (Εικόνα. 1). <br/d>

Αυτήν την περίοδο, υπάρχουν δύο δορυφόροι Landsat που παράγουν απεικονιστικά στοιχεία, ο Landsat 5 και ο Landsat 7. Η επόμενη αποστολή δορυφόρου Landsat (LDCM), σχεδιάζεται για να εκτοξευθεί στο τέλος του 2012. Ενώ υπάρχουν πολλοί άλλοι δορυφόροι που παρέχουν απεικονιστικά στοιχεία, οι εικόνες Landsat είναι μοναδικές για τρεις λόγους:
• Παρέχουν πλήρη παγκόσμια κάλυψη.
<br/d>
• Είναι μέχρι τώρα διαθέσιμες δωρεάν. <br/d>

• Τα διαθέσιμα αρχεία εικόνας Landsat φθάνουν πίσω περισσότερο από 39 έτη έως το 1972 (Εικόνα 2.).<br/d>

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' <br/d>
Η μελέτη αναπτύχθηκε σε τρία στάδια: <br/d>

'''Στάδιο 1:''' '''Χρήστες, χρήσεις, και αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat και άλλες εικόνες μέτριας ανάλυσης στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής.<br/d>'''

Οι επιστήμονες PASA ολοκλήρωσαν το πρώτο στάδιο της μελέτης, μια βασισμένη στο WEB έρευνα για σχεδόν 2.500 χρήστες δορυφορικών απεικονιστικών στοιχείων, το 2010. Τα αποτελέσματα παρείχαν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών και τις χρήσεις των εικόνων Landsat, μαζί με τους χρήστες άλλων τύπων δορυφορικών εικόνων.
Οι παραλήπτες των ερευνών επιλέχτηκαν χρησιμοποιώντας έναν μοναδικό συνδυασμό μιας web αναζήτησης που ακολουθήθηκε από μία δειγματοληψία τύπου snowball (μια τεχνική που βρίσκει τους πρόσθετους χρήστες των εικόνων Landsat με το να ζητήσει από τους επιβεβαιωμένους χρήστες να προσδιορίσουν ανθρώπους που ξέρουν προσωπικά, ότι χρησιμοποιούν επίσης τις εικόνες) για να προσδιορίσουν το σώμα των επαγγελματιών χρηστών ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων (που ανήκουν στην Πολιτεία, στο Κράτος, και στην Τοπική Αυτοδιοίκηση) καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς.
Το δείγμα περιελάμβανε ένα ευρύ φάσμα χρηστών από κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, οι οποίοι χρησιμοποιούν τα απεικονιστικά στοιχεία σε περισσότερους από 35 διαφορετικούς τομείς εφαρμογής σε τοπικά ή παγκόσμιας κλίμακας προγράμματα σε ολόκληρο τον κόσμο.
Η μελέτη ερεύνησε (1) αυτές τις διάφορες χρήσεις των απεικονιστικών στοιχείων μέτριας ανάλυσης, (2) τις πιθανές επιδράσεις στους χρήστες και την εργασία τους εάν τα στοιχεία Landsat ήταν μη διαθέσιμα, και (3) την προθυμία των χρηστών να πληρώσουν για να αντικαταστήσουν τις εικόνες, τα οποία αξιολογήθηκαν με την επιλογή της πλέον ενδεδειγμένης μεθόδου. Τα αποτελέσματα του 1ου σταδίου είναι στο παράρτημα του παρόντος άρθρου σε μορφή PDF.
<br/d>
'''Στάδιο 2:''' '''Η έρευνα για τους χρήστες Landsat σε όλο τον κόσμο.'''<br/d>
Tο δεύτερο στάδιο της μελέτης, που τίθεται ως στόχος να αρχίσει το 2011, θα αποτελείται από μια έρευνα για τους χρήστες Landsat που έχουν προμηθευτεί τα απεικονιστικά στοιχεία από το Κέντρο Παρατήρησης και Επιστήμης των Γήινων Πόρων (EROS). Το EROS είναι αρμόδιο για την λειτουργία των δορυφόρων Landsat, καθώς επίσης και τη μεταφόρτωση, την επεξεργασία, την αρχειοθέτηση, και τη διανομή όλων των απεικονιστικών στοιχείων από τους δορυφόρους. Από το 2007 μέχρι το 2010, σχεδόν 42.000 διαφορετικοί χρήστες σε όλο τον κόσμο προμήθεύτηκαν τις εικόνες από το EROS. Οι στόχοι της έρευνας είναι:
(1) να προσδιορισθούν οι νέοι χρήστες που άρχισαν να χρησιμοποιούν εικόνες μόνο αφού παρέχοντο ελεύθερα στο τέλος του 2008,
(2) να εξετάσθούν πώς οι νέοι χρήστες εφαρμόζουν και εκτιμούν τις εικόνες έναντι των καθιερωμένων χρηστών, και
(3) να ανακαλύψουν περισσότερα για τους διεθνείς χρήστες των εικόνων Landsat.
'''Στάδιο 3:''' 
'''Οι περιπτωσιολογικές μελέτες της αξίας των απεικονιστικών στοιχείων Landsat.''' 
Στο τρίτο σταδίου θα ερευνήθεί η αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat μέσω των περιπτωσιολογικών μελετών. Οι περιπτωσιολογικές μελέτες θα παράσχουν μια ευκαιρία να ερευνηθούν εκτενώς οι μεμονωμένες εφαρμογές των εικόνων Landsat, συμπεριλαμβανομένου ενός σε βάθος βλέμματος στην αγορά και τη μη εμπορεύσιμη αξία των εικόνων μέσα σε μια δεδομένη εφαρμογή.
Κάθε περιπτωσιολογική μελέτη θα εστιάσει σε μια εφαρμογή των εικόνων σε μια περιοχή της υφηλίου. 
Η πρώτη περιπτωσιολογική μελέτη, που σχεδιάζεται για το 2011, θα εξετάσει την αξία της χρησιμοποίησης των εικόνων Landsat για να αντιμετωπίσει ζήτημα ύδατος στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Οι εικόνες Landsat μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετρήσουν τη χρήση ύδατος στη γεωργία, να εξετάσουν την ποιότητα νερού, και να ερευνήσουν τα ευρύτερα ζητήματα οικοσυστήματος που προσκρούουν στην ποιότητα νερού και την ποσότητα (Εικόνα 3.). Άλλες περιπτωσιολογικές μελέτες θα καθοριστούν σε μελλοντική ημερομηνία.
"Earth as Art" Η Γη σαν Τέχνη

[[category:Γεωλογία – Εδαφολογία]]

Ο ρόλος της δορυφορικής τηλεπισκόπησης στην Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών, UN REDD PROGRAMME -2008

2012-03-21T13:06:46Z

Dpapagi:

'''Συγγραφείς- Υπεύθυνοι Προγράμματος''' 
Peter Holmgren 

Environment, Climate Change and Bioenergy Division
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) 

peter.holmgren@fao.org 

Tim Clairs 

Bureau for Development Policy, Environment Group
United Nations Development Programme (UNDP) 

tim.clairs@undp.org 

Tim Kasten 

Division of Environmental Policy Implementation
United Nations Environment Programme (UNEP) 

tim.kasten@unep.org 

'''Πηγή''' 
UN REduced Deforestation and forest Degradation (REDD) PROGRAMME 13 Οκτωβρίου 2008.
 
Το UN -REDD Programme είναι ένα πρόγραμμα, που υλοποιείται από τον Food and Agriculture Organization (FAO), τον United Nations Development Programme (UNDP), και τον United Nations Environment Programme (UNEP) για την Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών. 

Η δημοσίευση μπορεί να ανακτηθεί από τον ιστοχώρο:
www.undp.org/mdtf/un-redd (www.unredd.net under construction) 

Η Μείωση της αποψίλωσης και υποβάθμισης των δασών (REDD) μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στηνάμβλυνση της κλιματικής αλλαγής, μπορεί να αποφέρει σημαντικά οφέλη στην αειφόρο ανάπτυξη και μπορεί να δημιουργήσει μια νέα πηγή χρηματοδότησης για την αειφόρο διαχείριση των δασών στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Η επιτυχία του προγράμματος REDD, θα οδηγήσει στην επιβράδυνση του ρυθμού αύξησης στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις του CO2, «αγοράζοντας» τον χρόνο που απαιτείται για τις χώρες ώστε να μετακινηθούν σε τεχνολογίες με χαμηλότερες εκπομπές CO2. 

Υποστήριξη στις προσπάθειες για τη μείωση των εκπομπών CO2 μέσω της μείωσης της αποψίλωσης και την υποβάθμισης των δασών έχει ήδη εκφραστεί σε ανώτατο πολιτικό επίπεδο (G8, Γενική Συνέλευση του ΟΗΕ) και έχει συμπεριληφθεί σχέδιο δράσης της Διάσκεψης των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή ( στο Μπαλί τον Δεκέμβριο 2007.
Το σχέδιο δράσης του Μπαλί, συμπεριλαμβάνει πιθανά οικονομικά κίνητρα για τις αναπτυσσόμενες χώρες για να διαφυλάξουν τα δάση τους. Επίσης ενέκρινε μια απόφαση σχετικά με τις αναπτυσσόμενες χώρες που ενθαρρύνει τα μέρη να εξετάσουν μια σειρά από ενέργειες, όπως να προσδιορίσουν τις επιλογές και να αναλάβουν προσπάθειες για την παροχή τεχνικής βοήθειας, την μεταφορά τεχνολογίας και να δοθεί έμφαση στις θεσμικές ανάγκες των αναπτυσσόμενων χωρών για την αντιμετώπιση της αποψίλωσης και της υποβάθμισης των δασών. 

Επιπλέον, καθορίζει μια διαδικασία στο πλαίσιο ενός Φορέα Επιστημονικής και Τεχνολογικής Πολιτικής (SBSTA) για την αντιμετώπιση των μεθοδολογικών θεμάτων που σχετίζονται με το πρόγραμμα REDD και στην υλοποίηση ενός τέτοιου μηχανισμού. Ο στόχος είναι η διεθνής κοινότητα να θεσπίσει πρότυπα για την τήρηση της παρακολούθησης των εθνικών δασών στις αναπτυσσόμενες χώρες.
 
Είναι πιθανό ότι ένας μηχανισμός REDD θα βασιστεί σε καθιερωμένες οδηγίες της IPCC για τις εθνικές εκθέσεις σχετικά με τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου και την αλλαγή της χρήσης γης.Οι τεχνολογίες δορυφορικής τηλεπισκόπησης έχουν σήμερα ευρέως δοκιμαστεί και προτείνονται ως εργαλείο παρακολούθησης, αξιολόγησης και ελέγχου του προγράμματος REDD.
 
'''Μεθοδολογία και διαδικασία'''
 
'''ΘΕΜΑ 1 Ο ρόλος της δορυφορικής τηλεπισκόπησης'''
'''Σημαντικά ζητήματα''' 
Οι απαιτήσεις του προγράμματος REDD για την παρακολούθηση θα καθοριστούν σε εθνικό / στρατηγικό επίπεδο για τη συνολική λογιστική και πολιτική των παρεμβάσεων, καθώς και σε τοπικό / επιχειρησιακό επίπεδο για τον έλεγχο και την εφαρμογή των συστημάτων πληρωμής.
Οι αγοραστές της μείωσης των εκπομπών – είτε λειτουργού σε αναγκαστική ή εθελοντική βάση - ζητούν διαβεβαιώσεις ότι η λογιστική είναι ακριβής και να μπορεί να επαληθεύεται όσο πιο κοντά στο πραγματικό χρόνο γίνεται.
Η ισχύς των εν λόγω εγγυήσεων θα επηρεάζουν τον όγκο της αγοράς, καθώς και την τιμή που οι αγοραστές θα είναι πρόθυμοι να πληρώσουν.Η επίτευξη της μείωσης των εκπομπών θα απαιτήσει προσεκτικό σχεδιασμό και την υλοποίηση πολιτικών και κανονισμών.Ο συνδυασμός των πηγών των δεδομένων είναι απαραίτητος, δηλαδή μετρήσεις πεδίου, δορυφορικά και εναέρια δεδομένα τηλεπισκόπησης ώστε να συμβάλλει στην λήψη των κατάλληλων αποφάσεων.

'''ΘΕΜΑ 2: Αποσαφήνιση των τεχνικών δυνατοτήτων και των περιορισμών''' Η πρόοδος στην επιστήμη της τηλεπισκόπησης και η λειτουργία της πρέπει να διευκρινιστεί καλύτερα και να συνδέεται με τις ευκαιρίες, την εφαρμοσιμότητα και τους περιορισμούς για την ίδρυση ισχυρών εθνικών συστημάτων παρακολούθησης
'''Σημαντικά ζητήματα''' 

Η Δορυφορική Τηλεπισκόπηση αποτελεί βασική πηγή δεδομένων που συμβάλλουν στις εκτιμήσεις της υφιστάμενης κατάστασης και των τάσεων, συμπεριλαμβανομένων και των ιστορικών τάσεων, χρήσης της γης / κάλυψης του εδάφους και την πυκνότητα του άνθρακα στο τοπίο. Παράγοντας τα αποτελέσματα αυτά για να εξυπηρετήσει την ισχυρή και μακροπρόθεσμη παρακολούθηση σε εθνικό επίπεδο είναι αποφασιστικής σημασίας.
 
Περιλαμβάνει επίσης ανατροφοδότηση των εμπειριών των λειτουργικών συστημάτων παρακολούθησης για την βελτίωση των παρατηρήσεων και της επιστήμης.
Εγγενείς περιορισμοί σε περιεχόμενο των διαθέσιμων δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπισης (Σε ανάλυση και τύπους δεδομένων) σε σχέση με την παρακολούθηση του άνθρακα των οικοσυστημάτων και αλλαγής χρήσης της γης πρέπει να είναι καλύτερα τεκμηριωμένες.
 
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να αποσαφηνισθούν οι επιδόσεις σε τομείς όπως το εύρος των βιοσυστημάτων, η φυτοκάλυψη, η τοπογραφία της γης, οι εποχές και τα πρότυπα χρήσεων γης που συμβαίνουν σε αναπτυσσόμενες χώρες.
Πρέπει να αναπτυχθούν μοντέλα ποικίλης πολυπλοκότητας που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των τάσεων π.χ. σε πηγές του άνθρακα και για το ευρύ φάσμα των επιχειρησιακών παρακολουθήσεων των καταστάσεων που αναμένονται στο Πρόγραμμα REDD
 
'''Θέμα 3: Εξασφάλιση επαρκούς και κατάλληλης παροχή των δεδομένων''' 
Η βελτίωση των υποδομών για την παροχή των στοιχείων για τις χώρες και τα άλλα ενδιαφερόμενα μέρη είναι απαραίτητη. Αυτό περιλαμβάνει ρυθμίσεις με τους παρόχους δεδομένων για μια σειρά θεμάτων όπως τα πρότυπα, η αποθήκευση, η επεξεργασία, η παράδοση και να αποσαφηνιστούν οι ρόλοι από διακυβερνητικές οργανώσεις, καθώς και ιδιωτικές και κυβερνητικές υπηρεσίες. 
'''Σημαντικά ζητήματα''' 
Παρά τις προσπάθειες και τις επενδύσεις από κυβερνήσεις και διάφορους οργανισμούς διαστήματος, η πρόσβαση σε περιεκτικά και πρόσφατα δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπησης εξακολουθεί να είναι περίπλοκη και ακριβή για πολλούς χρήστες στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Η επιτυχής παρακολούθηση του προγράμματος REDD προϋποθέτει την ελαχιστοποίηση του άμεσου κόστους της απόκτησης και της προ-επεξεργασίας δεδομένων - ιδίως για τις κυβερνήσεις των αναπτυσσόμενων χωρών.
 
Τα δεδομένα πρέπει, στις περισσότερες περιπτώσεις, να είναι προ-επεξεργασμένα διεθνώς από κορυφαία ιδρύματα για να διευκολυνθεί η άμεση χρήση των δεδομένων στα εθνικά συστήματα παρακολούθησης. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τις κατάλληλες και τυποποιημένες γεωμετρικές και ραδιομετρικές διορθώσεις, καθώς και μια προκαταρκτικά αυτοματοποιημένη ταξινόμηση της κάλυψης και χρήσης της γης και τις αλλαγές με την πάροδο του χρόνου. 

'''ΘΕΜΑ 4: Βελτίωση τεχνικών και θεσμικών ικανοτήτων 

Σημαντικά ζητήματα''' 
Οι χώρες είναι διαφορετικές. Το μέγεθός τους, οι οικονομικές και κοινωνικο-πολιτιστικές συνθήκες, οι περιβαλλοντικές συνθήκες, οι αναπτυξιακές προτεραιότητες, οι φιλοδοξίες για το πρόγραμμα REDD και οι θεσμικές ικανότητες, θα καθορίσουν τις ανάγκες για την ανάπτυξη ικανοτήτων.
Η ικανότητα και οι πόροι είναι περιορισμένοι συνεπώς υπάρχει ανάγκη για την ιεράρχηση των πιο ουσιωδών πτυχών κατά την έναρξη και την βαθμιαία δημιουργία ικανοτήτων και ενδυνάμωση της εφαρμογής των συστημάτων παρακολούθησης. Η διεθνής συνεργασία είναι απαραίτητη για την ενίσχυση και την ανάπτυξη των ικανοτήτων. 

'''ΘΕΜΑ 5: Δυνατότητα ευελιξίας καθώς δεν είναι γνωστές οι απαιτήσεις του προγράμματος REDD.''' 
Οι προετοιμασίες για ένα μηχανισμό REDD προχωρούν σε αρκετές χώρες.
Η ευελιξία και η ικανότητα προσαρμογής της παρακολούθησης, αξιολόγησης, αναφοράς και επαλήθευσης είναι απαραίτητες.
 
'''Σημαντικά ζητήματα''' 

Βασικές παράμετροι της λογιστικής πίστωσης για το πρόγραμμα REDD δεν είναι γνωστές, π.χ. πώς η υποβάθμιση του δάσους πρέπει να ενσωματωθεί.
Το οικονομικό δυναμικό για REDD πιστώσεις δεν είναι γνωστό. Ούτε είναι γνωστά τα πρόσθετα ποσά που προκύπτουν από την υψηλότερη ποιότητα / ακρίβεια στον τομέα της λογιστικής, τα οποία με τη σειρά τους θα καθορίσουν το κατάλληλο ύψος των επενδύσεων στα συστήματα παρακολούθησης.
Συμπεράσματα 

Η δημοσίευση εξετάζει το ρόλο της τεχνολογίας δορυφορικής τηλεπισκόπησης ως εργαλείο για την παρακολούθηση, αξιολόγηση, αναφορά και επαλήθευση των τιμών του άνθρακα και τα παράλληλα οφέλη μέσα από τον ενδεχόμενο μηχανισμό Μείωσης της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών (REDD).
Το έγγραφο προσδιορίζει πέντε ζητήματα και προτείνει μια σειρά άμεσων δράσεων για την οικοδόμηση εμπιστοσύνης και ικανοτήτων κατά την προπαρασκευαστική φάση του προγράμματος REDD. 

'''Θέματα προς επεξεργασία: 

1. Ορισμός του ρόλου της δορυφορικής τηλεπισκόπησης 

2. Αποσαφήνιση των τεχνικών δυνατοτήτων και των περιορισμών 

3. Εξασφάλιση επαρκών και σχετικών δεδομένων 

4. Βελτίωση τεχνικών και θεσμικών ικανοτήτων 

5. Δυνατότητα ευελιξίας καθώς δεν είναι γνωστές οι απαιτήσεις του προγράμματος REDD '''
Μαζί με επιστημονικά προγράμματα και δοκιμές πεδίου, υπάρχει και ένα ερωτηματικό ως προς τη συνολική σκοπιμότητα και την σχέση κόστους -οφέλους της τηλεπισκόπησης, ανάλογα με το ευρύ φάσμα των οικοσυστημάτων και τη χρήση της γης συνθήκες καθώς και το φάσμα των προσεγγίσεων της λογιστικής πίστωσης για την παρουσία του CO2 και του άνθρακα. Η απάντηση που δίνεται είναι ότι η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης είναι ικανή και αξιόπιστη παρά τα ορισμένα κενά γνώσης, για την παρακολούθηση, την αξιολόγηση, την υποβολή εκθέσεων και σε σχέση με το πρόγραμμα REDD.
 
Ο ΟΗΕ μέσω του Προγράμματος REDD για την Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών έχει δεσμευτεί να υποστηρίξει τις αναπτυσσόμενες χώρες για την προετοιμασία ενός μηχανισμού υλοποίησης και ελέγχου. Αντικείμενα δράσης που προτείνονται στο παρόν έγγραφο θα πρέπει να αντιμετωπιστούν από το Πρόγραμμα, ωστόσο τα επίμαχα θέματα απαιτούν δράση και συνεργασία που αφορούν ένα πολύ ευρύτερο σύνολο κυβερνητικών και μη κυβερνητικών φορέων.

[[category:Δασοπονία, Δασική διαχείριση]]

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:58:48Z

Dpapagi:

[[ΟΙ ΠΡΟΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΓΙΑ ΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ]] 
[[Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών]] 
[[Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση]] 
[[Τηλεπισκόπηση των αγροτικών εκτάσεων]] 
[[Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων]] 
[[Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος]] 
[[Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών]] 
[[Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003]] 
[[Ο ρόλος της δορυφορικής τηλεπισκόπησης στην Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών, UN REDD PROGRAMME -2008]] 
[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Αθήνα)]]

Ο ρόλος της δορυφορικής τηλεπισκόπησης στην Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών, UN REDD PROGRAMME -2008

2012-03-21T12:57:38Z

Dpapagi: Νέα σελίδα με 'Συγγραφείς- Υπεύθυνοι Προγράμματος Peter Holmgren Environment, Climate Change and Bioenergy Division Food and Agriculture Organization of th...'

Συγγραφείς- Υπεύθυνοι Προγράμματος
Peter Holmgren
Environment, Climate Change and Bioenergy Division
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)
peter.holmgren@fao.org
Tim Clairs
Bureau for Development Policy, Environment Group
United Nations Development Programme (UNDP)
tim.clairs@undp.org
Tim Kasten
Division of Environmental Policy Implementation
United Nations Environment Programme (UNEP)
tim.kasten@unep.org

Πηγή UN REduced Deforestation and forest Degradation (REDD) PROGRAMME13 Οκτωβρίου 2008.
Το UN -REDD Programme είναι ένα πρόγραμμα, που υλοποιείται από τον Food and Agriculture Organization (FAO), τον United Nations Development Programme (UNDP), και τον United Nations Environment Programme (UNEP) για την Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών.

Η δημοσίευση μπορεί να ανακτηθεί από τον ιστοχώρο:
www.undp.org/mdtf/un-redd (www.unredd.net under construction)

Η Μείωση της αποψίλωσης και υποβάθμισης των δασών (REDD) μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στηνάμβλυνση της κλιματικής αλλαγής, μπορεί να αποφέρει σημαντικά οφέλη στην αειφόρο ανάπτυξη και μπορεί να δημιουργήσει μια νέα πηγή χρηματοδότησης για την αειφόρο διαχείριση των δασών στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Η επιτυχία του προγράμματος REDD, θα οδηγήσει στην επιβράδυνση του ρυθμού αύξησης στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις του CO2, «αγοράζοντας» τον χρόνο που απαιτείται για τις χώρες ώστε να μετακινηθούν σε τεχνολογίες με χαμηλότερες εκπομπές CO2.
Υποστήριξη στις προσπάθειες για τη μείωση των εκπομπών CO2 μέσω της μείωσης της αποψίλωσης και την υποβάθμισης των δασών έχει ήδη εκφραστεί σε ανώτατο πολιτικό επίπεδο (G8, Γενική Συνέλευση του ΟΗΕ) και έχει συμπεριληφθεί σχέδιο δράσης της Διάσκεψης των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή ( στο Μπαλί τον Δεκέμβριο 2007.
Το σχέδιο δράσης του Μπαλί, συμπεριλαμβάνει πιθανά οικονομικά κίνητρα για τις αναπτυσσόμενες χώρες για να διαφυλάξουν τα δάση τους. Επίσης ενέκρινε μια απόφαση σχετικά με τις αναπτυσσόμενες χώρες που ενθαρρύνει τα μέρη να εξετάσουν μια σειρά από ενέργειες, όπως να προσδιορίσουν τις επιλογές και να αναλάβουν προσπάθειες για την παροχή τεχνικής βοήθειας, την μεταφορά τεχνολογίας και να δοθεί έμφαση στις θεσμικές ανάγκες των αναπτυσσόμενων χωρών για την αντιμετώπιση της αποψίλωσης και της υποβάθμισης των δασών

Επιπλέον, καθορίζει μια διαδικασία στο πλαίσιο ενός Φορέα Επιστημονικής και Τεχνολογικής Πολιτικής (SBSTA) για την αντιμετώπιση των μεθοδολογικών θεμάτων που σχετίζονται με το πρόγραμμα REDD και στην υλοποίηση ενός τέτοιου μηχανισμού. Ο στόχος είναι η διεθνής κοινότητα να θεσπίσει πρότυπα για την τήρηση της παρακολούθησης των εθνικών δασών στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Είναι πιθανό ότι ένας μηχανισμός REDD θα βασιστεί σε καθιερωμένες οδηγίες της IPCC για τις εθνικές εκθέσεις σχετικά με τις εκπομπές αερίων θερμοκηπίου και την αλλαγή της χρήσης γης.Οι τεχνολογίες δορυφορικής τηλεπισκόπησης έχουν σήμερα ευρέως δοκιμαστεί και προτείνονται ως εργαλείο παρακολούθησης, αξιολόγησης και ελέγχου του προγράμματος REDD.
Μεθοδολογία και διαδικασία
ΘΕΜΑ 1 Ο ρόλος της δορυφορικής τηλεπισκόπησης

Σημαντικά ζητήματα
Οι απαιτήσεις του προγράμματος REDD για την παρακολούθηση θα καθοριστούν σε εθνικό / στρατηγικό επίπεδο για τη συνολική λογιστική και πολιτική των παρεμβάσεων, καθώς και σε τοπικό / επιχειρησιακό επίπεδο για τον έλεγχο και την εφαρμογή των συστημάτων πληρωμής.
Οι αγοραστές της μείωσης των εκπομπών – είτε λειτουργού σε αναγκαστική ή εθελοντική βάση - ζητούν διαβεβαιώσεις ότι η λογιστική είναι ακριβής και να μπορεί να επαληθεύεται όσο πιο κοντά στο πραγματικό χρόνο γίνεται.
Η ισχύς των εν λόγω εγγυήσεων θα επηρεάζουν τον όγκο της αγοράς, καθώς και την τιμή που οι αγοραστές θα είναι πρόθυμοι να πληρώσουν.Η επίτευξη της μείωσης των εκπομπών θα απαιτήσει προσεκτικό σχεδιασμό και την υλοποίηση πολιτικών και κανονισμών.Ο συνδυασμός των πηγών των δεδομένων είναι απαραίτητος, δηλαδή μετρήσεις πεδίου, δορυφορικά και εναέρια δεδομένα τηλεπισκόπησης ώστε να συμβάλλει στην λήψη των κατάλληλων αποφάσεων.

ΘΕΜΑ 2: Αποσαφήνιση των τεχνικών δυνατοτήτων και των περιορισμών
Η πρόοδος στην επιστήμη της τηλεπισκόπησης και η λειτουργία της πρέπει να διευκρινιστεί καλύτερα και να συνδέεται με τις ευκαιρίες, την εφαρμοσιμότητα και τους περιορισμούς για την ίδρυση ισχυρών εθνικών συστημάτων παρακολούθησης
Σημαντικά ζητήματα
Η Δορυφορική Τηλεπισκόπηση αποτελεί βασική πηγή δεδομένων που συμβάλλουν στις εκτιμήσεις της υφιστάμενης κατάστασης και των τάσεων, συμπεριλαμβανομένων και των ιστορικών τάσεων, χρήσης της γης / κάλυψης του εδάφους και την πυκνότητα του άνθρακα στο τοπίο. Παράγοντας τα αποτελέσματα αυτά για να εξυπηρετήσει την ισχυρή και μακροπρόθεσμη παρακολούθηση σε εθνικό επίπεδο είναι αποφασιστικής σημασίας.
Περιλαμβάνει επίσης ανατροφοδότηση των εμπειριών των λειτουργικών συστημάτων παρακολούθησης για την βελτίωση των παρατηρήσεων και της επιστήμης.
Εγγενείς περιορισμοί σε περιεχόμενο των διαθέσιμων δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπισης (Σε ανάλυση και τύπους δεδομένων) σε σχέση με την παρακολούθηση του άνθρακα των οικοσυστημάτων και αλλαγής χρήσης της γης πρέπει να είναι καλύτερα τεκμηριωμένες.
Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να αποσαφηνισθούν οι επιδόσεις σε τομείς όπως το εύρος των βιοσυστημάτων, η φυτοκάλυψη, η τοπογραφία της γης, οι εποχές και τα πρότυπα χρήσεων γης που συμβαίνουν σε αναπτυσσόμενες χώρες.
Πρέπει να αναπτυχθούν μοντέλα ποικίλης πολυπλοκότητας που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση των τάσεων π.χ. σε πηγές του άνθρακα και για το ευρύ φάσμα των επιχειρησιακών παρακολουθήσεων των καταστάσεων που αναμένονται στο Πρόγραμμα REDD
Θέμα 3: Εξασφάλιση επαρκούς και κατάλληλης παροχή των δεδομένων
Η βελτίωση των υποδομών για την παροχή των στοιχείων για τις χώρες και τα άλλα ενδιαφερόμενα μέρη είναι απαραίτητη. Αυτό περιλαμβάνει ρυθμίσεις με τους παρόχους δεδομένων για μια σειρά θεμάτων όπως τα πρότυπα, η αποθήκευση, η επεξεργασία, η παράδοση και να αποσαφηνιστούν οι ρόλοι από διακυβερνητικές οργανώσεις, καθώς και ιδιωτικές και κυβερνητικές υπηρεσίες.

Σημαντικά ζητήματα
Παρά τις προσπάθειες και τις επενδύσεις από κυβερνήσεις και διάφορους οργανισμούς διαστήματος, η πρόσβαση σε περιεκτικά και πρόσφατα δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπησης εξακολουθεί να είναι περίπλοκη και ακριβή για πολλούς χρήστες στις αναπτυσσόμενες χώρες.
Η επιτυχής παρακολούθηση του προγράμματος REDD προϋποθέτει την ελαχιστοποίηση του άμεσου κόστους της απόκτησης και της προ-επεξεργασίας δεδομένων - ιδίως για τις κυβερνήσεις των αναπτυσσόμενων χωρών.
Τα δεδομένα πρέπει, στις περισσότερες περιπτώσεις, να είναι προ-επεξεργασμένα διεθνώς από κορυφαία ιδρύματα για να διευκολυνθεί η άμεση χρήση των δεδομένων στα εθνικά συστήματα παρακολούθησης. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τις κατάλληλες και τυποποιημένες γεωμετρικές και ραδιομετρικές διορθώσεις, καθώς και μια προκαταρκτικά αυτοματοποιημένη ταξινόμηση της κάλυψης και χρήσης της γης και τις αλλαγές με την πάροδο του χρόνου.

ΘΕΜΑ 4: Βελτίωση τεχνικών και θεσμικών ικανοτήτων
Σημαντικά ζητήματα
Οι χώρες είναι διαφορετικές. Το μέγεθός τους, οι οικονομικές και κοινωνικο-πολιτιστικές συνθήκες, οι περιβαλλοντικές συνθήκες, οι αναπτυξιακές προτεραιότητες, οι φιλοδοξίες για το πρόγραμμα REDD και οι θεσμικές ικανότητες, θα καθορίσουν τις ανάγκες για την ανάπτυξη ικανοτήτων.
Η ικανότητα και οι πόροι είναι περιορισμένοι συνεπώς υπάρχει ανάγκη για την ιεράρχηση των πιο ουσιωδών πτυχών κατά την έναρξη και την βαθμιαία δημιουργία ικανοτήτων και ενδυνάμωση της εφαρμογής των συστημάτων παρακολούθησης. Η διεθνής συνεργασία είναι απαραίτητη για την ενίσχυση και την ανάπτυξη των ικανοτήτων.

ΘΕΜΑ 5: Δυνατότητα ευελιξίας καθώς δεν είναι γνωστές οι απαιτήσεις του προγράμματος REDD
Οι προετοιμασίες για ένα μηχανισμό REDD προχωρούν σε αρκετές χώρες.
Η ευελιξία και η ικανότητα προσαρμογής της παρακολούθησης, αξιολόγησης, αναφοράς και επαλήθευσης είναι απαραίτητες.
Σημαντικά ζητήματα
Βασικές παράμετροι της λογιστικής πίστωσης για το πρόγραμμα REDD δεν είναι γνωστές, π.χ. πώς η υποβάθμιση του δάσους πρέπει να ενσωματωθεί.
Το οικονομικό δυναμικό για REDD πιστώσεις δεν είναι γνωστό. Ούτε είναι γνωστά τα πρόσθετα ποσά που προκύπτουν από την υψηλότερη ποιότητα / ακρίβεια στον τομέα της λογιστικής, τα οποία με τη σειρά τους θα καθορίσουν το κατάλληλο ύψος των επενδύσεων στα συστήματα παρακολούθησης.
Συμπεράσματα
Η δημοσίευση εξετάζει το ρόλο της τεχνολογίας δορυφορικής τηλεπισκόπησης ως εργαλείο για την παρακολούθηση, αξιολόγηση, αναφορά και επαλήθευση των τιμών του άνθρακα και τα παράλληλα οφέλη μέσα από τον ενδεχόμενο μηχανισμό Μείωσης της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών (REDD).
Το έγγραφο προσδιορίζει πέντε ζητήματα και προτείνει μια σειρά άμεσων δράσεων για την οικοδόμηση εμπιστοσύνης και ικανοτήτων κατά την προπαρασκευαστική φάση του προγράμματος REDD.
Θέματα προς επεξεργασία:
1. Ορισμός του ρόλου της δορυφορικής τηλεπισκόπησης
2. Αποσαφήνιση των τεχνικών δυνατοτήτων και των περιορισμών
3. Εξασφάλιση επαρκών και σχετικών δεδομένων
4. Βελτίωση τεχνικών και θεσμικών ικανοτήτων
5. Δυνατότητα ευελιξίας καθώς δεν είναι γνωστές οι απαιτήσεις του προγράμματος REDD

Μαζί με επιστημονικά προγράμματα και δοκιμές πεδίου, υπάρχει και ένα ερωτηματικό ως προς τη συνολική σκοπιμότητα και την σχέση κόστους -οφέλους της τηλεπισκόπησης, ανάλογα με το ευρύ φάσμα των οικοσυστημάτων και τη χρήση της γης συνθήκες καθώς και το φάσμα των προσεγγίσεων της λογιστικής πίστωσης για την παρουσία του CO2 και του άνθρακα. Η απάντηση που δίνεται είναι ότι η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης είναι ικανή και αξιόπιστη παρά τα ορισμένα κενά γνώσης, για την παρακολούθηση, την αξιολόγηση, την υποβολή εκθέσεων και σε σχέση με το πρόγραμμα REDD.
Ο ΟΗΕ μέσω του Προγράμματος REDD για την Μείωση της Αποψίλωσης και Υποβάθμισης των Δασών έχει δεσμευτεί να υποστηρίξει τις αναπτυσσόμενες χώρες για την προετοιμασία ενός μηχανισμού υλοποίησης και ελέγχου. Αντικείμενα δράσης που προτείνονται στο παρόν έγγραφο θα πρέπει να αντιμετωπιστούν από το Πρόγραμμα, ωστόσο τα επίμαχα θέματα απαιτούν δράση και συνεργασία που αφορούν ένα πολύ ευρύτερο σύνολο κυβερνητικών και μη κυβερνητικών φορέων.

[[category:Δασοπονία, Δασική διαχείριση]]

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:54:26Z

Dpapagi:

[[ΟΙ ΠΡΟΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΓΙΑ ΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ]] 
[[Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών]] 
[[Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση]] 
[[Τηλεπισκόπηση των αγροτικών εκτάσεων]] 
[[Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων]] 
[[Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος]] 
[[Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών]] 
[[Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003]] 

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

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:52:04Z

Dpapagi:

[[Οι προοδοι στην Τηλεπισκόπηση για τη Γεωργία]] 
[[Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών]] 
[[Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση]] 
[[Τηλεπισκόπηση των αγροτικών εκτάσεων]] 
[[Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων]] 
[[Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος]] 
[[Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών]] 
[[Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003]] 

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

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:50:34Z

Dpapagi:

[[ΟΙ ΠΡΟΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΓΙΑ ΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ]] 
[[Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών]] 
[[Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση]] 
[[Τηλεπισκόπηση των αγροτικών εκτάσεων]] 
[[Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων]] 
[[Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος]] 
[[Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών]] 
[[Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003]] 

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

Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003

2012-03-21T12:49:25Z

Dpapagi: Νέα σελίδα με ''''Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις καμ...'

'''Υποστήριξη των ομάδων εκτάκτου ανάγκης με φωτογραφικά στοιχεία τηλεπισκόπησης για τις καμένες περιοχες στις πυρκαγιές της Νότιας Καλιφόρνιας το 2003.
 
Συγγραφείς''' 
Jess Clark, 

Annette Parsons, 

Tom Zajkowski, 

Keith Lannom 

Remote Sensing Applications Center 
2222 West
2300 South Salt Lake City,
Utah 84119 

'''Πηγή'''
 
Remote Sensing Imagery Support for Burned Area Emergency Response Teams on 2003 Southern California wildfires. 

United States,
Department of Agriculture,
Forest Service — Engineering,
Remote Sensing Applications Center. 

December 2003 RSAC-2003-RPT1
 
Η δημοσίευση μπορεί να ανακτηθεί από τον ιστοχώρο: http://fsweb.rsac.fs.fed.usii 
'''Περίληψη'''
 
ομάδες εκτάκτου ανάγκης
 
'''Εισαγωγή''' 
Μετά από πολλά έτη συνεχούς ξηρασίας, οι καταστρεπτικότερες πυρκαγιές στην ιστορία Καλιφόρνιας που έκαψαν περίπου 750.000 στρέμματα γης συνέβησαν κατά τη διάρκεια του Οκτωβρίου και Νοεμβρίου 2003. Οι πυρκαγιές έκαψαν πάνω από 4.000 σπίτια, άφησαν τουλάχιστον 20 ανθρώπους νεκρούς, και απαίτηθηκε η επέμβαση πάνω από 11.000 πυροσβεστών για να κατασβεστεί. 

Ακολούθως στις καμένες περιοχές, το χώμα παρέμεινε εκτεθειμένο στα στοιχεία, όπως η βροχή, το χιόνι, και ο αέρας. Οι πλημμύρες με την μεταφορά υλικών και η διάβρωση είναι κοινά προβλήματα κατά τη διάρκεια των θυελλών στις πρόσφατα καμένες περιοχές. Για να καταπολεμηθεί η ενδεχομένως επικίνδυνη κατάσταση, οι Ομάδες εκτάκτου Ανάγκης των καμμένων Περιοχών (BAER) αποστέλλονται στον τόπο των πυρκαγιών για να αξιολογήσουν ποιες περιοχές είναι πιό κοντά σε κίνδυνο από τις πλημμύρες και την ακραία διάβρωση.

 

'''Σκοπός της Εκθεσης''' 

Η Υπηρεσία Δασών, ΗΠΑ Tμήμα της Γεωργίας (USDA), έχει εκδόσει αυτήν την Εκθεση για την καθοδήγηση των υπαλλήλων της, των αναδόχων και τις συνεργαζόμενες ομοσπονδιακές και κρατικές Υπηρεσίες. Για να βοηθήσει τις ομάδες BAER στην αξιολόγηση των καμένων περιοχών κατά τρόπο γρήγορο, αποδοτικό, και ασφαλή, το Κέντρο Εφαρμογών Τηλεπισκόπησης των Δασών USDA (RSAC) παρέχει φωτογραφική υποστήριξη σε αυτές τις ομάδες.
 
Οι εικόνες με τηλεπισκόπηση βοηθούν τους επιστήμονες για να κάνουν τις εκπαιδευμένες, συνεπείς, και ακριβείς υποθέσεις για τις συνθήκες στο έδαφος. Στο Κέντρο Τηλεπισκόπησης ειδικόι αναλυτές επεξεργαζόμενοι τα δεδομένα των αποτελεσμάτων της πυρκαγιάς έχουν βελτιώσει τη διαδικασία για την άμεση αξιολόγηση των καμένων περιοχών χρησιμοποιώντας τις αεροφωτογραφίες και τα δορυφορικές πολυφασματικές εικόνες. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την απόκτηση των εικόνων των πυρκαγιών κατά την διάρκεια ή κοντά στο χρόνο και να γίνει επεξεργασία με φασματικές αναλύσεις στα δεδομένα ώστε να παραχθεί ένα αξιόπιστο μοντέλο των συνθηκών στο έδαφος. Αυτό το μοντέλο των επίγειων συνθηκών καλείται Ταξινόμηση Συντελεστή Ανάκλασης της Καμένης Περιοχής (BARC). 

 
Μεθοδολογία και διαδικασία 

Κατά τη διάρκεια των τριών εβδομάδων της καταστολής και της αξιολόγησης και της αποκατάστασης των επιπτώσεων των πυρκαγιών, το Κέντρο Τηλεπισκόπησης RSAC αξιολόγησε τις εικόνες που λήφθηκαν από πολλούς διαφορετικούς αισθητήρες. Αυτοί οι αισθητήρες ήταν σε αερομεταφερόμενοι και δορυφορικοί, κάποιοι ιδιωτικόι και κάποιοι κρατικοί. Μερικοί αξιόπιστοι και άλλοι πειραματικοί. Σε αυτούς τους αισθητήρες συμπεριλαμβάνονται ο SPOT 4 και ο SPOT 5, και οι ακόλουθοι αισθητήρες που λειτουργούν από την NASA: ο Landsat 5 και 7, ο MODIS, ο MASTER, ο AIRDAS, και ο ALI. Κάθε ανωτέρω αισθητήρας ταυτίζεται με τον δορυφόρο του για ευκολία και αναφέρεται με λεπτομέρεια στην παρούσα έκθεση.
Συνοψίζοντας την εξέταση των δορυφόρων αναλύθηκαν ξεχωριστά οι τεχνικές προδιαγραφές, το κόστος, οι web συνδέσεις, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε τύπου δεδομένων που παρέχονται. Κάθε περιγραφή των δορυφόρων περιλαμβάνει την χωρική ανάλυση, το πλάτος της περιοχής που ανιχνεύεται και την φασματική ανάλυση. Αυτά τα χαρακτηριστικά ορίζονται ως:
 
• Χωρική ανάλυση – το μέγεθος της περιοχής που καλύπτεται από κάθε στοιχείο εικόνων (pixel) των δεδομένων 

• Χρονική ανάλυση – το χρονικό διάστημα (σε ημέρες) μεταξύ των παρατηρήσεων του ίδιου πλάτους περιοχής (η γή που ανιχνεύθηκε από ένα μοναδικό πέρασμα του δορυφόρου)
 
• Φασματική ανάλυση - το μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που ανιχνεύεται 

'''Συμπεράσματα''' 
Πολλα μέσα απεικόνισης υπάρχουν για να παρέχουν φωτογραφίες των συνθηκών που επικρατούν μετα την πυρκαγιά. Το Κέντρο Τηλεπισκόπησης RSAC είχε την ευκαιρία να εξετάσει πολλούς δορυφορικούς αισθητήρες κατά τη διάρκεια των τριών εβδομάδων της καταστολής πυρκαγιάς στην νότια Καλιφόρνια το 2003 και της άμεσης αξιολόγησης της αποκατάστασης. Τα αποτελέσματα ποίκιλαν βασισμένα στις συνθήκες του καιρού, τα χαρακτηριστικά αισθητήρων, και τη λειτουργική θέση του αισθητήρα. Με τους αξιόπιστους και δοκιμασμένους αισθητήρες (Landsat, SPOT), οι αναλυτές μπορούν να αναμείνουν γεωγραφικές και ραδιομετρικές διορθώσεις με γνωστό και τυποποιημένο τύπο αρχείου.
Με μερικές από τις πειραματικού είδους εικόνες, απαιτήθηκε μία ποικιλία των τεχνικών, όπως οι διαδικασίες επιτόπου διορθώσεων για να μετατρέψει το φωτογραφικό υλικό σε μια χρησιμοποιήσιμη εικόνα. Εντούτοις, το μεγαλύτερο μέρος των εικόνων παραδόθηκε στο Κέντρο Τηλεπισκόπησης γρήγορα, επιτρέποντας τη ταχεία παραγωγή και την παράδοση των στοιχείων του μοντέλου των επίγειων συνθηκών που καλείται BARC (Ταξινόμηση Συντελεστή Ανάκλασης της Καμένης Περιοχής).
 
Ένα μέρος από το φωτογραφικό υλικό δεν παραδόθηκε εγκαίρως για εφαρμογη από τις Ομάδες Εκτακτης Ανάγκης (BAER) εντούτοις, εκείνα τα δεδομένα μπορεί να αποδειχθούν χρήσιμα για μακροπρόθεσμους λόγους παρακολούθησης. Εξ άλλου πολλά μέλη των Ομάδων BAER είναι απληροφόρητα των διαθέσιμων εργαλείων τηλεπισκόπησης κατά τη διάρκεια της αξιολόγησης. Οι ομάδες BAER μπορούν επίσης να έχουν διαφορετικές ανάγκες: μια κύρια ανησυχία της ομάδας BAER μπορεί να είναι η παραγωγή του χάρτη της δριμύτητας των επιπτώσεων της πυρκαγιάς γρήγορα και αποτελεσματικά, μιας άλλης Ομάδας BAER η κύρια ανησυχία μπορεί να είναι πώς με τον καλύτερο δυνατό τρόπο να αποκαταστήσει συγκεκριμένους μικρούς υδροκρίτες και το υψηλής ευκρίνειας φωτογραφικό υλικό να απαιτούτείται για να βοηθήσει σε εκείνη την αξιολόγηση.
 
Η Εικόνα 2 παρουσιάζει πολλές διαφορετικές επιλογές αισθητήρων διαθέσιμες στα μέλη ομάδων BAER βασισμένα στη συγκεκριμένη ανάγκη τους.
Ο πίνακας 1 παρέχει έναν σύντομο κατάλογο ιδιοτήτων των δορυφόρων που είναι διαθέσιμοι στις Ομάδες στην διαρκεια επείγουσας αξιολόγησης της καμένης περιοχής.
Οι πυρκαγιές της Νότια Καλιφόρνιας έδωσαν έμφαση στην ανάγκη να υπάρξουν πολλές διαφορετικές επιλογές αισθητήρων ώστε να να βοηθήσουν στις χαρτογράφηση των καμένων περιοχών για τις ομάδες Εκτακτης Ανάγκης BAER. Ενώ ο Δορυφόρος Landsat είναι ο επιθυμητός αισθητήρας για τη χρήση στη διαμόρφωση του μοντέλου των επίγειων συνθηκών BARC, η αποτυχία του διορθωτή γραμμών σάρωσης στον αισθητήρα Landsat 7 και ο μεγάλος χρόνος νέας επίσκεψης και των δύο δορυφόρων Landsat υπογραμμίζει την ανάγκη να χρησιμοποιηθούν επίσης άλλα συστήματα τηλεπισκόπησης.
 
Η χρήση του δορυφορικου φωτογραφικού υλικού για να υποστηρίξει τις εφαρμογές των Ομάδων Εκτακτης Ανάγκης BAER είναι πολύτιμη υπηρεσία. Με τα σωστά εργαλεία, αυτή η υπηρεσία κερδίζει χρόνο, χρήματα, και μειώνει σημαντικά το μέγεθος των εναέριων και επίγειων αναγνωρίσεων, μειώνοντας κατά συνέπεια την έκθεση του προσωπικού BAER σε επικίνδυνες συνθήκες μετα την πυρκαγιά.

[[category:Διαχείριση κινδύνων]]

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:36:55Z

Dpapagi:

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:35:49Z

Dpapagi:

Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών

2012-03-21T12:34:41Z

Dpapagi: Νέα σελίδα με 'ΘΕΜΑ: Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών Συγγραφέας Cees van Westen International Institute f...'

ΘΕΜΑ: Η Τηλεπισκόπηση στη διαχείριση φυσικών καταστροφών

Συγγραφέας
Cees van Westen
International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences,
ITC, The Netherlands, Division of Applied Geomorphological Surveys
Westen@itc.nl
Πηγή
REMOTE SENSING FOR NATURAL DISASTER MANAGEMENT
International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXIII, Supplement B7. Amsterdam 2000. P.237-245
Σκοπός
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι η αποτελεσματική μείωση των επιπτώσεων των φυσικών καταστροφών μέσω μιας ολοκληρωμένης στρατηγικής για την καταστροφή που αναφέρεται ως ο κύκλος διαχείρισης των καταστροφών, μέσω της χρήσης της Τηλεπισκόπησης.
Η χρήση των δεδομένων της τηλεπισκόπησης δεν είναι δυνατή χωρίς τον κατάλληλο εξοπλισμό για να χειριστεί το μεγάλο όγκο δεδομένων και να συνδυάσθεί με τα στοιχεία που προέρχονται από άλλες πηγές, όπως χάρτες ή σταθμοί μέτρησης. Ως εκ τούτου, σε συνδυασμό με την ανάπτυξη των εφαρμογών της τηλεπισκόπισης, τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS έχουν καταστεί όλο και πιο σημαντικά για τη διαχείριση των καταστροφών. Αυτή η δημοσίευση δίνει μια ανακεφαλαίωση της χρήσης της τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για μια σειρά από βασικά είδη καταστροφών.

Eισαγωγή
Οι φυσικές καταστροφές είναι ακραία φαινόμενα στο σύστημα της γης (λιθόσφαιρας, υδρόσφαιρας, βιόσφαιρας ή ατμόσφαιρας) με αποτέλεσμα το θάνατο ή τον τραυματισμό ανθρώπων και τη ζημία ή απώλεια πολύτιμων αγαθών, όπως τα κτίρια, τα συστήματα επικοινωνίας, η γεωργική γη, τα δάση, το φυσικό περιβάλλον. Αυτή η επίδραση μπορεί να είναι ταχεία, όπως στην περίπτωση της σεισμών, ή αργή όπως στην περίπτωση της ξηρασίας.
Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ του όρου της καταστροφής και του κινδύνου. Ενα δυνητικά επιβλαβες φαινόμενο (κίνδυνος), όπως ένας σεισμός από μόνο του δεν θεωρείται μια καταστροφή, όταν συμβαίνει σε ακατοίκητες περιοχές. Λέγεται καταστροφή όταν αυτό συμβαίνει σε μια κατοικημένη περιοχή, και φέρνει φθορά, απώλεια ή καταστροφή.

Η Εικόνα 1 δίνει μια ένδειξη της γεωγραφικής κατανομής μιας σειράς μεγάλων κινδύνων, όπως σεισμών, ηφαιστειακών εκρήξεων, τροπικών καταιγίδων και κυκλώνων. ¨όπως φαίνεται οι σεισμόι και τα ηφαίστεια είναι συγκεντρωμένοι κυρίως στις όρια των πλακών της Γης.

[[category:Διαχείριση κινδύνων]]

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-21T12:20:02Z

Dpapagi:

Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος

2012-03-21T12:17:48Z

Dpapagi:

'''Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος''' <br/d>
'''Πηγή'''
<br/d>
Landsat Imagery: A Unique Resource<br/d>

http://landsat.usgs.gov/gallery.php.<br/d>

USGS Earth Resources Observation and Science Center (EROS).<br/d>

U.S. Department of the Interior | U.S. Geological Survey 2011<br/d>

http://www.fort.usgs.gov/LandsatSurvey/Default.asp<br/d>

Page Contact Information: AskFORT@usgs.gov
<br/d>

'''Σκοπός της εφαρμογής''' <br/d>

Σε ολόκληρο τον κόσμο, οι άνθρωποι σε πολλούς διαφορετικούς τομείς του εργασιακού κόσμου χρησιμοποιούν τα στοιχεία απεικόνισης Landsat. Σκοπός της δημοσίευσης είναι να απαντήσει στο ερώτημα α) ποιοι είναι αυτοί οι χρήστες, β) πώς χρησιμοποιούν τις εικόνες και γ) η αξία και τα οφέλη που προσδιορίστηκαν από τις πληροφορίες που παρέχουν οι εικόνες. <br/d>

Στην πρώτη μελέτη του είδους του στις ΗΠΑ ο Σύλλογος των Επιστημόνων Γεωλόγων απευθύνθηκε σε ένα ευρύ σώμα επαγγελματιών χρηστών, ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς για να απαντήσουν σε τέτοιες ερωτήσεις. Περισσότεροι από 2500 χρήστες των δορυφορικών εικόνων, που περιλαμβάνουν σχεδόν 1400 τρέχοντες χρήστες των εικόνων Landsat, συμμετείχαν στην έρευνα. Οι εναγόμενοι ρωτήθηκαν για τη χρήση δορυφορικών εικόνων, συμπεριλαμβανομένου του δορυφόρου Landsat, και την αξία των εικόνων στην εργασία τους. Τα αποτελέσματα παρέχουν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών των εικόνων Landsat και πώς την εφαρμόζουν.
<br/d>
'''Εισαγωγή<br/d>'''
Οι δορυφόροι LANDSAT παρέχουν υψηλής ποιότητας, πολυφασματικά στοιχεία απεικόνισης της επιφάνειας της γης. Αυτές οι μέτριας ανάλυσης εικόνες τηλεπισκόπισης είναι όχι μόνο εικόνες, αλλά περιέχουν πολλά στρώματα δεδομένων που συλλέγονται στα διαφορετικά σημεία κατά μήκος του ορατού και αόρατου φάσματος του φωτός. Αυτά τα στοιχεία με τους κατάλληλους χειρισμούς μπορούν να αποκαλύψουν με τι μοιάζει η γήινη επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένων του είδους της βλάστησης ή πώς μια φυσική καταστροφή έχει επιδράσει σε μια περιοχή (Εικόνα. 1). <br/d>

Αυτήν την περίοδο, υπάρχουν δύο δορυφόροι Landsat που παράγουν απεικονιστικά στοιχεία, ο Landsat 5 και ο Landsat 7. Η επόμενη αποστολή δορυφόρου Landsat (LDCM), σχεδιάζεται για να εκτοξευθεί στο τέλος του 2012. Ενώ υπάρχουν πολλοί άλλοι δορυφόροι που παρέχουν απεικονιστικά στοιχεία, οι εικόνες Landsat είναι μοναδικές για τρεις λόγους:
• Παρέχουν πλήρη παγκόσμια κάλυψη.
<br/d>
• Είναι μέχρι τώρα διαθέσιμες δωρεάν. <br/d>

• Τα διαθέσιμα αρχεία εικόνας Landsat φθάνουν πίσω περισσότερο από 39 έτη έως το 1972 (Εικόνα 2.).<br/d>

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' <br/d>
Η μελέτη αναπτύχθηκε σε τρία στάδια: <br/d>

'''Στάδιο 1:''' '''Χρήστες, χρήσεις, και αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat και άλλες εικόνες μέτριας ανάλυσης στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής.<br/d>'''

Οι επιστήμονες PASA ολοκλήρωσαν το πρώτο στάδιο της μελέτης, μια βασισμένη στο WEB έρευνα για σχεδόν 2.500 χρήστες δορυφορικών απεικονιστικών στοιχείων, το 2010. Τα αποτελέσματα παρείχαν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών και τις χρήσεις των εικόνων Landsat, μαζί με τους χρήστες άλλων τύπων δορυφορικών εικόνων.
Οι παραλήπτες των ερευνών επιλέχτηκαν χρησιμοποιώντας έναν μοναδικό συνδυασμό μιας web αναζήτησης που ακολουθήθηκε από μία δειγματοληψία τύπου snowball (μια τεχνική που βρίσκει τους πρόσθετους χρήστες των εικόνων Landsat με το να ζητήσει από τους επιβεβαιωμένους χρήστες να προσδιορίσουν ανθρώπους που ξέρουν προσωπικά, ότι χρησιμοποιούν επίσης τις εικόνες) για να προσδιορίσουν το σώμα των επαγγελματιών χρηστών ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων (που ανήκουν στην Πολιτεία, στο Κράτος, και στην Τοπική Αυτοδιοίκηση) καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς.
Το δείγμα περιελάμβανε ένα ευρύ φάσμα χρηστών από κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, οι οποίοι χρησιμοποιούν τα απεικονιστικά στοιχεία σε περισσότερους από 35 διαφορετικούς τομείς εφαρμογής σε τοπικά ή παγκόσμιας κλίμακας προγράμματα σε ολόκληρο τον κόσμο.
Η μελέτη ερεύνησε (1) αυτές τις διάφορες χρήσεις των απεικονιστικών στοιχείων μέτριας ανάλυσης, (2) τις πιθανές επιδράσεις στους χρήστες και την εργασία τους εάν τα στοιχεία Landsat ήταν μη διαθέσιμα, και (3) την προθυμία των χρηστών να πληρώσουν για να αντικαταστήσουν τις εικόνες, τα οποία αξιολογήθηκαν με την επιλογή της πλέον ενδεδειγμένης μεθόδου. Τα αποτελέσματα του 1ου σταδίου είναι στο παράρτημα του παρόντος άρθρου σε μορφή PDF.
<br/d>
'''Στάδιο 2:''' '''Η έρευνα για τους χρήστες Landsat σε όλο τον κόσμο.'''<br/d>
Tο δεύτερο στάδιο της μελέτης, που τίθεται ως στόχος να αρχίσει το 2011, θα αποτελείται από μια έρευνα για τους χρήστες Landsat που έχουν προμηθευτεί τα απεικονιστικά στοιχεία από το Κέντρο Παρατήρησης και Επιστήμης των Γήινων Πόρων (EROS). Το EROS είναι αρμόδιο για την λειτουργία των δορυφόρων Landsat, καθώς επίσης και τη μεταφόρτωση, την επεξεργασία, την αρχειοθέτηση, και τη διανομή όλων των απεικονιστικών στοιχείων από τους δορυφόρους. Από το 2007 μέχρι το 2010, σχεδόν 42.000 διαφορετικοί χρήστες σε όλο τον κόσμο προμήθεύτηκαν τις εικόνες από το EROS. Οι στόχοι της έρευνας είναι:
(1) να προσδιορισθούν οι νέοι χρήστες που άρχισαν να χρησιμοποιούν εικόνες μόνο αφού παρέχοντο ελεύθερα στο τέλος του 2008,
(2) να εξετάσθούν πώς οι νέοι χρήστες εφαρμόζουν και εκτιμούν τις εικόνες έναντι των καθιερωμένων χρηστών, και
(3) να ανακαλύψουν περισσότερα για τους διεθνείς χρήστες των εικόνων Landsat.
'''Στάδιο 3:''' <br/d>
'''Οι περιπτωσιολογικές μελέτες της αξίας των απεικονιστικών στοιχείων Landsat.''' Στο τρίτο σταδίου θα ερευνήθεί η αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat μέσω των περιπτωσιολογικών μελετών. Οι περιπτωσιολογικές μελέτες θα παράσχουν μια ευκαιρία να ερευνηθούν εκτενώς οι μεμονωμένες εφαρμογές των εικόνων Landsat, συμπεριλαμβανομένου ενός σε βάθος βλέμματος στην αγορά και τη μη εμπορεύσιμη αξία των εικόνων μέσα σε μια δεδομένη εφαρμογή.
Κάθε περιπτωσιολογική μελέτη θα εστιάσει σε μια εφαρμογή των εικόνων σε μια περιοχή της υφηλίου. Η πρώτη περιπτωσιολογική μελέτη, που σχεδιάζεται για το 2011, θα εξετάσει την αξία της χρησιμοποίησης των εικόνων Landsat για να αντιμετωπίσει ζήτημα ύδατος στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Οι εικόνες Landsat μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετρήσουν τη χρήση ύδατος στη γεωργία, να εξετάσουν την ποιότητα νερού, και να ερευνήσουν τα ευρύτερα ζητήματα οικοσυστήματος που προσκρούουν στην ποιότητα νερού και την ποσότητα (Εικόνα 3.). Άλλες περιπτωσιολογικές μελέτες θα καθοριστούν σε μελλοντική ημερομηνία.
"Earth as Art" Η Γη σαν Τέχνη

[[category:Γεωλογία – Εδαφολογία]]

Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος

2012-03-21T12:12:08Z

Dpapagi:

'''Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος''' <br/d>
'''Πηγή'''
<br/d>
Landsat Imagery: A Unique Resource
http://landsat.usgs.gov/gallery.php.
USGS Earth Resources Observation and Science Center (EROS).
U.S. Department of the Interior | U.S. Geological Survey 2011
http://www.fort.usgs.gov/LandsatSurvey/Default.asp
Page Contact Information: AskFORT@usgs.gov
Σκοπός της εφαρμογής
Σε ολόκληρο τον κόσμο, οι άνθρωποι σε πολλούς διαφορετικούς τομείς του εργασιακού κόσμου χρησιμοποιούν τα στοιχεία απεικόνισης Landsat. Σκοπός της δημοσίευσης είναι να απαντήσει στο ερώτημα α) ποιοι είναι αυτοί οι χρήστες, β) πώς χρησιμοποιούν τις εικόνες και γ) η αξία και τα οφέλη που προσδιορίστηκαν από τις πληροφορίες που παρέχουν οι εικόνες.
Στην πρώτη μελέτη του είδους του στις ΗΠΑ ο Σύλλογος των Επιστημόνων Γεωλόγων απευθύνθηκε σε ένα ευρύ σώμα επαγγελματιών χρηστών, ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς για να απαντήσουν σε τέτοιες ερωτήσεις. Περισσότεροι από 2500 χρήστες των δορυφορικών εικόνων, που περιλαμβάνουν σχεδόν 1400 τρέχοντες χρήστες των εικόνων Landsat, συμμετείχαν στην έρευνα. Οι εναγόμενοι ρωτήθηκαν για τη χρήση δορυφορικών εικόνων, συμπεριλαμβανομένου του δορυφόρου Landsat, και την αξία των εικόνων στην εργασία τους. Τα αποτελέσματα παρέχουν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών των εικόνων Landsat και πώς την εφαρμόζουν.
Εισαγωγή
Οι δορυφόροι LANDSAT παρέχουν υψηλής ποιότητας, πολυφασματικά στοιχεία απεικόνισης της επιφάνειας της γης. Αυτές οι μέτριας ανάλυσης εικόνες τηλεπισκόπισης είναι όχι μόνο εικόνες, αλλά περιέχουν πολλά στρώματα δεδομένων που συλλέγονται στα διαφορετικά σημεία κατά μήκος του ορατού και αόρατου φάσματος του φωτός. Αυτά τα στοιχεία με τους κατάλληλους χειρισμούς μπορούν να αποκαλύψουν με τι μοιάζει η γήινη επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένων του είδους της βλάστησης ή πώς μια φυσική καταστροφή έχει επιδράσει σε μια περιοχή (Εικόνα. 1).

Αυτήν την περίοδο, υπάρχουν δύο δορυφόροι Landsat που παράγουν απεικονιστικά στοιχεία, ο Landsat 5 και ο Landsat 7. Η επόμενη αποστολή δορυφόρου Landsat (LDCM), σχεδιάζεται για να εκτοξευθεί στο τέλος του 2012. Ενώ υπάρχουν πολλοί άλλοι δορυφόροι που παρέχουν απεικονιστικά στοιχεία, οι εικόνες Landsat είναι μοναδικές για τρεις λόγους:
• Παρέχουν πλήρη παγκόσμια κάλυψη.
• Είναι μέχρι τώρα διαθέσιμες δωρεάν.
• Τα διαθέσιμα αρχεία εικόνας Landsat φθάνουν πίσω περισσότερο από 39 έτη έως το 1972 (Εικόνα 2.).

Μεθοδολογία και διαδικασία
Η μελέτη αναπτύχθηκε σε τρία στάδια:
Στάδιο 1: Χρήστες, χρήσεις, και αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat και άλλες εικόνες μέτριας ανάλυσης στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής
Οι επιστήμονες PASA ολοκλήρωσαν το πρώτο στάδιο της μελέτης, μια βασισμένη στο WEB έρευνα για σχεδόν 2.500 χρήστες δορυφορικών απεικονιστικών στοιχείων, το 2010. Τα αποτελέσματα παρείχαν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών και τις χρήσεις των εικόνων Landsat, μαζί με τους χρήστες άλλων τύπων δορυφορικών εικόνων.
Οι παραλήπτες των ερευνών επιλέχτηκαν χρησιμοποιώντας έναν μοναδικό συνδυασμό μιας web αναζήτησης που ακολουθήθηκε από μία δειγματοληψία τύπου snowball (μια τεχνική που βρίσκει τους πρόσθετους χρήστες των εικόνων Landsat με το να ζητήσει από τους επιβεβαιωμένους χρήστες να προσδιορίσουν ανθρώπους που ξέρουν προσωπικά, ότι χρησιμοποιούν επίσης τις εικόνες) για να προσδιορίσουν το σώμα των επαγγελματιών χρηστών ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων (που ανήκουν στην Πολιτεία, στο Κράτος, και στην Τοπική Αυτοδιοίκηση) καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς.
Το δείγμα περιελάμβανε ένα ευρύ φάσμα χρηστών από κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, οι οποίοι χρησιμοποιούν τα απεικονιστικά στοιχεία σε περισσότερους από 35 διαφορετικούς τομείς εφαρμογής σε τοπικά ή παγκόσμιας κλίμακας προγράμματα σε ολόκληρο τον κόσμο.
Η μελέτη ερεύνησε (1) αυτές τις διάφορες χρήσεις των απεικονιστικών στοιχείων μέτριας ανάλυσης, (2) τις πιθανές επιδράσεις στους χρήστες και την εργασία τους εάν τα στοιχεία Landsat ήταν μη διαθέσιμα, και (3) την προθυμία των χρηστών να πληρώσουν για να αντικαταστήσουν τις εικόνες, τα οποία αξιολογήθηκαν με την επιλογή της πλέον ενδεδειγμένης μεθόδου. Τα αποτελέσματα του 1ου σταδίου είναι στο παράρτημα του παρόντος άρθρου σε μορφή PDF.
Στάδιο 2: Η έρευνα για τους χρήστες Landsat σε όλο τον κόσμο
Tο δεύτερο στάδιο της μελέτης, που τίθεται ως στόχος να αρχίσει το 2011, θα αποτελείται από μια έρευνα για τους χρήστες Landsat που έχουν προμηθευτεί τα απεικονιστικά στοιχεία από το Κέντρο Παρατήρησης και Επιστήμης των Γήινων Πόρων (EROS). Το EROS είναι αρμόδιο για την λειτουργία των δορυφόρων Landsat, καθώς επίσης και τη μεταφόρτωση, την επεξεργασία, την αρχειοθέτηση, και τη διανομή όλων των απεικονιστικών στοιχείων από τους δορυφόρους. Από το 2007 μέχρι το 2010, σχεδόν 42.000 διαφορετικοί χρήστες σε όλο τον κόσμο προμήθεύτηκαν τις εικόνες από το EROS. Οι στόχοι της έρευνας είναι:
(1) να προσδιορισθούν οι νέοι χρήστες που άρχισαν να χρησιμοποιούν εικόνες μόνο αφού παρέχοντο ελεύθερα στο τέλος του 2008,
(2) να εξετάσθούν πώς οι νέοι χρήστες εφαρμόζουν και εκτιμούν τις εικόνες έναντι των καθιερωμένων χρηστών, και
(3) να ανακαλύψουν περισσότερα για τους διεθνείς χρήστες των εικόνων Landsat.
Στάδιο 3: Οι περιπτωσιολογικές μελέτες της αξίας των απεικονιστικών στοιχείων Landsat
Στο τρίτο σταδίου θα ερευνήθεί η αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat μέσω των περιπτωσιολογικών μελετών. Οι περιπτωσιολογικές μελέτες θα παράσχουν μια ευκαιρία να ερευνηθούν εκτενώς οι μεμονωμένες εφαρμογές των εικόνων Landsat, συμπεριλαμβανομένου ενός σε βάθος βλέμματος στην αγορά και τη μη εμπορεύσιμη αξία των εικόνων μέσα σε μια δεδομένη εφαρμογή.
Κάθε περιπτωσιολογική μελέτη θα εστιάσει σε μια εφαρμογή των εικόνων σε μια περιοχή της υφηλίου. Η πρώτη περιπτωσιολογική μελέτη, που σχεδιάζεται για το 2011, θα εξετάσει την αξία της χρησιμοποίησης των εικόνων Landsat για να αντιμετωπίσει ζήτημα ύδατος στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Οι εικόνες Landsat μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετρήσουν τη χρήση ύδατος στη γεωργία, να εξετάσουν την ποιότητα νερού, και να ερευνήσουν τα ευρύτερα ζητήματα οικοσυστήματος που προσκρούουν στην ποιότητα νερού και την ποσότητα (Εικόνα 3.). Άλλες περιπτωσιολογικές μελέτες θα καθοριστούν σε μελλοντική ημερομηνία.
"Earth as Art" Η Γη σαν Τέχνη

[[category:Γεωλογία – Εδαφολογία]]

Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος

2012-03-21T12:11:24Z

Dpapagi: Νέα σελίδα με ''''Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος''' <br/d> Πηγή Landsat Imagery: A Unique Resource http://landsat.usgs.gov/ga...'

'''Στοιχεία Απεικόνισης Landsat: ένας μοναδικός πόρος''' <br/d>
Πηγή
Landsat Imagery: A Unique Resource
http://landsat.usgs.gov/gallery.php.
USGS Earth Resources Observation and Science Center (EROS).
U.S. Department of the Interior | U.S. Geological Survey 2011
http://www.fort.usgs.gov/LandsatSurvey/Default.asp
Page Contact Information: AskFORT@usgs.gov
Σκοπός της εφαρμογής
Σε ολόκληρο τον κόσμο, οι άνθρωποι σε πολλούς διαφορετικούς τομείς του εργασιακού κόσμου χρησιμοποιούν τα στοιχεία απεικόνισης Landsat. Σκοπός της δημοσίευσης είναι να απαντήσει στο ερώτημα α) ποιοι είναι αυτοί οι χρήστες, β) πώς χρησιμοποιούν τις εικόνες και γ) η αξία και τα οφέλη που προσδιορίστηκαν από τις πληροφορίες που παρέχουν οι εικόνες.
Στην πρώτη μελέτη του είδους του στις ΗΠΑ ο Σύλλογος των Επιστημόνων Γεωλόγων απευθύνθηκε σε ένα ευρύ σώμα επαγγελματιών χρηστών, ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς για να απαντήσουν σε τέτοιες ερωτήσεις. Περισσότεροι από 2500 χρήστες των δορυφορικών εικόνων, που περιλαμβάνουν σχεδόν 1400 τρέχοντες χρήστες των εικόνων Landsat, συμμετείχαν στην έρευνα. Οι εναγόμενοι ρωτήθηκαν για τη χρήση δορυφορικών εικόνων, συμπεριλαμβανομένου του δορυφόρου Landsat, και την αξία των εικόνων στην εργασία τους. Τα αποτελέσματα παρέχουν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών των εικόνων Landsat και πώς την εφαρμόζουν.
Εισαγωγή
Οι δορυφόροι LANDSAT παρέχουν υψηλής ποιότητας, πολυφασματικά στοιχεία απεικόνισης της επιφάνειας της γης. Αυτές οι μέτριας ανάλυσης εικόνες τηλεπισκόπισης είναι όχι μόνο εικόνες, αλλά περιέχουν πολλά στρώματα δεδομένων που συλλέγονται στα διαφορετικά σημεία κατά μήκος του ορατού και αόρατου φάσματος του φωτός. Αυτά τα στοιχεία με τους κατάλληλους χειρισμούς μπορούν να αποκαλύψουν με τι μοιάζει η γήινη επιφάνεια, συμπεριλαμβανομένων του είδους της βλάστησης ή πώς μια φυσική καταστροφή έχει επιδράσει σε μια περιοχή (Εικόνα. 1).

Αυτήν την περίοδο, υπάρχουν δύο δορυφόροι Landsat που παράγουν απεικονιστικά στοιχεία, ο Landsat 5 και ο Landsat 7. Η επόμενη αποστολή δορυφόρου Landsat (LDCM), σχεδιάζεται για να εκτοξευθεί στο τέλος του 2012. Ενώ υπάρχουν πολλοί άλλοι δορυφόροι που παρέχουν απεικονιστικά στοιχεία, οι εικόνες Landsat είναι μοναδικές για τρεις λόγους:
• Παρέχουν πλήρη παγκόσμια κάλυψη.
• Είναι μέχρι τώρα διαθέσιμες δωρεάν.
• Τα διαθέσιμα αρχεία εικόνας Landsat φθάνουν πίσω περισσότερο από 39 έτη έως το 1972 (Εικόνα 2.).

Μεθοδολογία και διαδικασία
Η μελέτη αναπτύχθηκε σε τρία στάδια:
Στάδιο 1: Χρήστες, χρήσεις, και αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat και άλλες εικόνες μέτριας ανάλυσης στις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής
Οι επιστήμονες PASA ολοκλήρωσαν το πρώτο στάδιο της μελέτης, μια βασισμένη στο WEB έρευνα για σχεδόν 2.500 χρήστες δορυφορικών απεικονιστικών στοιχείων, το 2010. Τα αποτελέσματα παρείχαν μια γενική αξιολόγηση των χρηστών και τις χρήσεις των εικόνων Landsat, μαζί με τους χρήστες άλλων τύπων δορυφορικών εικόνων.
Οι παραλήπτες των ερευνών επιλέχτηκαν χρησιμοποιώντας έναν μοναδικό συνδυασμό μιας web αναζήτησης που ακολουθήθηκε από μία δειγματοληψία τύπου snowball (μια τεχνική που βρίσκει τους πρόσθετους χρήστες των εικόνων Landsat με το να ζητήσει από τους επιβεβαιωμένους χρήστες να προσδιορίσουν ανθρώπους που ξέρουν προσωπικά, ότι χρησιμοποιούν επίσης τις εικόνες) για να προσδιορίσουν το σώμα των επαγγελματιών χρηστών ιδιωτών, ακαδημαϊκών, δημόσιων (που ανήκουν στην Πολιτεία, στο Κράτος, και στην Τοπική Αυτοδιοίκηση) καθώς και στους μη κερδοσκοπικούς φορείς.
Το δείγμα περιελάμβανε ένα ευρύ φάσμα χρηστών από κάθε έναν από αυτούς τους τομείς, οι οποίοι χρησιμοποιούν τα απεικονιστικά στοιχεία σε περισσότερους από 35 διαφορετικούς τομείς εφαρμογής σε τοπικά ή παγκόσμιας κλίμακας προγράμματα σε ολόκληρο τον κόσμο.
Η μελέτη ερεύνησε (1) αυτές τις διάφορες χρήσεις των απεικονιστικών στοιχείων μέτριας ανάλυσης, (2) τις πιθανές επιδράσεις στους χρήστες και την εργασία τους εάν τα στοιχεία Landsat ήταν μη διαθέσιμα, και (3) την προθυμία των χρηστών να πληρώσουν για να αντικαταστήσουν τις εικόνες, τα οποία αξιολογήθηκαν με την επιλογή της πλέον ενδεδειγμένης μεθόδου. Τα αποτελέσματα του 1ου σταδίου είναι στο παράρτημα του παρόντος άρθρου σε μορφή PDF.
Στάδιο 2: Η έρευνα για τους χρήστες Landsat σε όλο τον κόσμο
Tο δεύτερο στάδιο της μελέτης, που τίθεται ως στόχος να αρχίσει το 2011, θα αποτελείται από μια έρευνα για τους χρήστες Landsat που έχουν προμηθευτεί τα απεικονιστικά στοιχεία από το Κέντρο Παρατήρησης και Επιστήμης των Γήινων Πόρων (EROS). Το EROS είναι αρμόδιο για την λειτουργία των δορυφόρων Landsat, καθώς επίσης και τη μεταφόρτωση, την επεξεργασία, την αρχειοθέτηση, και τη διανομή όλων των απεικονιστικών στοιχείων από τους δορυφόρους. Από το 2007 μέχρι το 2010, σχεδόν 42.000 διαφορετικοί χρήστες σε όλο τον κόσμο προμήθεύτηκαν τις εικόνες από το EROS. Οι στόχοι της έρευνας είναι:
(1) να προσδιορισθούν οι νέοι χρήστες που άρχισαν να χρησιμοποιούν εικόνες μόνο αφού παρέχοντο ελεύθερα στο τέλος του 2008,
(2) να εξετάσθούν πώς οι νέοι χρήστες εφαρμόζουν και εκτιμούν τις εικόνες έναντι των καθιερωμένων χρηστών, και
(3) να ανακαλύψουν περισσότερα για τους διεθνείς χρήστες των εικόνων Landsat.
Στάδιο 3: Οι περιπτωσιολογικές μελέτες της αξίας των απεικονιστικών στοιχείων Landsat
Στο τρίτο σταδίου θα ερευνήθεί η αξία των απεικονιστικών στοιχείων Landsat μέσω των περιπτωσιολογικών μελετών. Οι περιπτωσιολογικές μελέτες θα παράσχουν μια ευκαιρία να ερευνηθούν εκτενώς οι μεμονωμένες εφαρμογές των εικόνων Landsat, συμπεριλαμβανομένου ενός σε βάθος βλέμματος στην αγορά και τη μη εμπορεύσιμη αξία των εικόνων μέσα σε μια δεδομένη εφαρμογή.
Κάθε περιπτωσιολογική μελέτη θα εστιάσει σε μια εφαρμογή των εικόνων σε μια περιοχή της υφηλίου. Η πρώτη περιπτωσιολογική μελέτη, που σχεδιάζεται για το 2011, θα εξετάσει την αξία της χρησιμοποίησης των εικόνων Landsat για να αντιμετωπίσει ζήτημα ύδατος στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες. Οι εικόνες Landsat μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μετρήσουν τη χρήση ύδατος στη γεωργία, να εξετάσουν την ποιότητα νερού, και να ερευνήσουν τα ευρύτερα ζητήματα οικοσυστήματος που προσκρούουν στην ποιότητα νερού και την ποσότητα (Εικόνα 3.). Άλλες περιπτωσιολογικές μελέτες θα καθοριστούν σε μελλοντική ημερομηνία.
"Earth as Art" Η Γη σαν Τέχνη

[[category:Γεωλογία – Εδαφολογία]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-21T11:55:16Z

Dpapagi:

'''Συγγραφείς''' 

'''M Sabri DIRIM''' E mail: sdirim@uludag.edu.tr 
'''Ertugrul AKSOY''' 
'''Gokhan OZSOY''' 
'''University of Uludag, Faculty of Agriculture, Department of Soil Science, BURSA, TURKEY''' 

'''Πηγή''' 
Remote Sensing and Gis Applications For Monitoring
Multi- Temporal Changes of Natural Resources in Bursa-Turkey 
J. BIOL. ENVIRON. SCI.,2009, 3(8), 53-59 

'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''ABSTRACT''' 
The main objective was to investigate multi-temporal changes of the natural resources using remote sensing and geographic
information system techniques. Landsat5 TM full frame images of 16 June 1984 and 06 August 1998 were used in this study.
For this aim, three sub-scenes covering the Bursa city built-up area, Uluabat Lake and Mount Uludağ and its surroundings were
extracted from the images. Geometric correction and image enhancement were made for the comparison time series remote
sensing data, exact image-on-map overlay and better visual interpretation. Boundary of the Bursa City built-up area and
Uluabat Lake was produced from visually interpreted image using both screen and tablet digitizing. Biomass changes of the
Mount Uludağ and its surroundings were gathered from normalized vegetation index classification. 

The results revealed that the Bursa City built up areas have been expanded at a rate of 142.5 % from 5089 hectares (in 1984) to
12343 hectares (in 1998). The expansions in the built-up areas have been mainly occurred in valuable agricultural lands. In
addition, the coverage area of the Uluabat Lake decreased at a rate of 12 % from 133.1 km2( in 1984) to 116.8 (in 1998) km2 due
to sediments transported by the surface water of surrounding irrigated agricultural lands, tributary streams and mainly
Mustafakemalpaşa River. Moreover, we found that 26292 ha mainly forest and floral areas have been degraded in fourteen
years period.

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης. 
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ. Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους. 
Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον. 
Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
 
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
 
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
 
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία. 

Υλικό 

Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του 
Εικόνα 1 

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. 
Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2. 
Εικόνα 2. 
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. 
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. 
'''Aποτελέσματα''' 
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
 Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T20:12:40Z

Dpapagi:

'''Συγγραφείς''' 

'''M Sabri DIRIM''' E mail: sdirim@uludag.edu.tr 
'''Ertugrul AKSOY''' 
'''Gokhan OZSOY''' 
'''University of Uludag, Faculty of Agriculture, Department of Soil Science, BURSA, TURKEY''' 

'''Πηγή''' 
Remote Sensing and Gis Applications For Monitoring
Multi- Temporal Changes of Natural Resources in Bursa-Turkey 
J. BIOL. ENVIRON. SCI.,2009, 3(8), 53-59 

'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''ABSTRACT''' 
The main objective was to investigate multi-temporal changes of the natural resources using remote sensing and geographic
information system techniques. Landsat5 TM full frame images of 16 June 1984 and 06 August 1998 were used in this study.
For this aim, three sub-scenes covering the Bursa city built-up area, Uluabat Lake and Mount Uludağ and its surroundings were
extracted from the images. Geometric correction and image enhancement were made for the comparison time series remote
sensing data, exact image-on-map overlay and better visual interpretation. Boundary of the Bursa City built-up area and
Uluabat Lake was produced from visually interpreted image using both screen and tablet digitizing. Biomass changes of the
Mount Uludağ and its surroundings were gathered from normalized vegetation index classification. 

The results revealed that the Bursa City built up areas have been expanded at a rate of 142.5 % from 5089 hectares (in 1984) to
12343 hectares (in 1998). The expansions in the built-up areas have been mainly occurred in valuable agricultural lands. In
addition, the coverage area of the Uluabat Lake decreased at a rate of 12 % from 133.1 km2( in 1984) to 116.8 (in 1998) km2 due
to sediments transported by the surface water of surrounding irrigated agricultural lands, tributary streams and mainly
Mustafakemalpaşa River. Moreover, we found that 26292 ha mainly forest and floral areas have been degraded in fourteen
years period.

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ. Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
 
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
 
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
 
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία. 

Υλικό 

Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του 
Εικόνα 1 

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2. 
Εικόνα 2. 
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. 
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. 
'''Aποτελέσματα''' 
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T20:02:05Z

Dpapagi:

'''Συγγραφείς''' 

'''M Sabri DIRIM''' E mail: sdirim@uludag.edu.tr 
'''Ertugrul AKSOY''' 
'''Gokhan OZSOY''' 
'''University of Uludag, Faculty of Agriculture, Department of Soil Science, BURSA, TURKEY''' 
'''Πηγή''' 
'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ.Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
 
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
 
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
 
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία. 

Υλικό 

Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του 
Εικόνα 1 

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2. 
Εικόνα 2. 
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. 
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. 
'''Aποτελέσματα''' 
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T19:59:51Z

Dpapagi:

'''Συγγραφείς''' 

'''M Sabri DIRIM''' E mail: sdirim@uludag.edu.tr ,
'''Ertugrul AKSOY''' 
'''Gokhan OZSOY''' 
'''University of Uludag, Faculty of Agriculture, Department of Soil Science, BURSA, TURKEY''' 
'''Πηγή''' 
'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ.Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία.
Υλικό
Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του <db/>
Εικόνα 1

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2. 
Εικόνα 2. 
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. 
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. 
'''Aποτελέσματα''' 
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T19:48:15Z

Dpapagi:

'''Συγγραφείς''' 

E mail: sdirim@uludag.edu.tr ,

'''
Πηγή''' 
'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ.Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία.
Υλικό
Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του <db/>
Εικόνα 1

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2. 
Εικόνα 2. 
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. 
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. 
'''Aποτελέσματα''' 
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T19:47:21Z

Dpapagi:

'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''Συγγραφείς''' 

E mail: sdirim@uludag.edu.tr ,

'''
Πηγή''' 

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ.Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία.
Υλικό
Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του <db/>
Εικόνα 1

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2. 
Εικόνα 2. 
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. 
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. 
'''Aποτελέσματα''' 
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T19:46:04Z

Dpapagi:

'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

'''Συγγραφείς''' 

E mail: sdirim@uludag.edu.tr ,

'''
Πηγή''' 

'''Περίληψη''' 
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
 
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
 
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
 
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
 
'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ''' 

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών. 
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ.Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
 
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία. 

'''Σκοπός''' 
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν: 
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία.
Υλικό
Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του <db/>
Εικόνα 1

'''Μέθοδοι''' 
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2.<db/>
Εικόνα 2. <db/>
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. <db/>
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. <db/>
'''Aποτελέσματα''' <db/>
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
 
'''Συμπεράσματα''' 

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης. 
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-06T19:39:56Z

Dpapagi:

Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων

2012-03-06T19:33:28Z

Dpapagi: Νέα σελίδα με ' '''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρο...'

'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

E mail: sdirim@uludag.edu.tr ,

Πηγή<db/>

Περίληψη<db/>
Ο κύριος στόχος της παρούσας δημοσίευσης είναι η διερεύνηση κατά την διάρκεια πολλών χρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων με τη χρήση τηλεπισκόπησης και τεχνικών Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών G.I.S. Eικόνες Landsat5 TM της 16ης Ιουνίου 1984 και της 6ης Αυγούστου 1998 χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη. Για το σκοπό αυτό, τρία επιμέρους πεδία που καλύπτει την αστική περιοχή της Προύσας, την λίμνη Uluabat και το όρος Uludağ και τα περίχωρά τους που εξάγονται από τις εικόνες. Γεωμετρική διόρθωση και βελτίωση της εικόνας έγιναν για την σύγκριση των δεδομένων τηλεπισκόπησης με τις χρονοσειρές παρατήρησης, για ακριβέστερη εικόνα του επικαλυπτόμενου χάρτη και καλύτερη οπτική ερμηνεία.
<db/>
Η Οριοθέτηση της αστικής περιοχή της Προύσας και της λίμνης Uluabat έχει παραχθεί από οπτικά ερμηνευμένη εικόνα με τη χρήση ψηφιοποίησης των στοιχείων. Οι αλλαγές στη βιομάζα του Όρους Uludağ και των περιχώρων του είχαν συγκεντρωθεί από ταξινόμηση του δείκτη βλάστησης.
<db/>
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι κατοικημένες περιοχές του Δήμου Προύσας έχουν επεκταθεί με ρυθμό 142,5%, ήτοι από 5.089 εκτάρια (το 1984) σε 12.343 εκτάρια (το 1998). Οι επεκτάσεις στις κατοικημένες περιοχές έχουν κυρίως συμβεί προς την κατεύθυνση της πολύτιμης γεωργικής γης. Επιπλέον, η περιοχή κάλυψης της Uluabat λίμνης μειώθηκε σε ποσοστό 12% από τα 133,1 (το 1984) σε 116.8 (το 1998) λόγω των ιζημάτων που μεταφέρονται από τα επιφανειακά ύδατα των γύρω αρδευόμενων γεωργικών εκτάσεων μέσω κυρίως του ποταμού Mustafakemalpaşa και των παραποτάμων του.
<db/>
Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι 26.292 εκτάρια δάσους και κυρίως ανθισμένες περιοχές έχουν υποβαθμιστεί σε περίοδο δεκατεσσάρων ετών.
Λέξεις Κλειδιά: Φυσικοί πόροι, χρονικές μεταβολές, παρακολούθηση, τηλεπισκόπιση, ΓΣΠ.
<db/>
ΕΙΣΑΓΩΓΗ <db/>

Η Τουρκία είναι μια χώρα με έκταση 77.8 εκατομμύρια εκτάρια. Περισσότερο από το ήμισυ της χώρας είναι ορεινό, με εξαίρεση το οροπέδιο της Κεντρικής Ανατολίας και τις παράκτιες πεδιάδες
Η διάβρωση του εδάφους είναι μείζων κίνδυνος για την υποβάθμιση της γης στην Τουρκία καθώς και στην επαρχία της Προύσας.
Η διάβρωση επηρεάζει 78% της συνολικής έκτασης της χώρας. Στην Τουρκία, 73,9% της γης είναι μέτρια ή σοβαρά επικλινής και η γεωργία απαιτεί επαρκείς πρακτικές προστασίας του εδάφους και του νερού για την πρόληψη της διάβρωσης.
Κάθε χρόνο στην Τουρκία περίπου 1,2 δισεκατομμύρια τόνοι εδάφους αποσαρθρώνονται εξαιτίας της διάβρωσης και 500 εκατομμύρια τόνοι το οποίο είναι ίσο με 150 χιλιάδες εκτάρια γης με 25 εκατοστά βάθος εδάφους οδηγείται προς τις λίμνες, τους ταμιευτήρες και την θάλασσα.
Εκτός από τις κλιματικές και τοπογραφικές αιτίες, η διάβρωση του εδάφους, επίσης, είναι το αποτέλεσμα από ανθρώπινες δραστηριότητες όπως οι αγροτικές κακές πρακτικές, η μετατροπή των δασικών εκτάσεων σε προσωρινή ή μόνιμη γεωργική γη, οι δασικές πυρκαγιές, η υπερβόσκηση και η αποψίλωση των δασών.
Η Προύσα είναι η δεύτερη πυκνοκατοικημένη και βιομηχανική πόλη στην περιοχή του Μαρμαρά. Η πλειοψηφία της γης καλύπτεται από ορεινές και λοφώδεις εκτάσεις.
Οι καταθλίψεις έχουν γεμίσει με προσχωσιγενή ιζήματα σε υψόμετρο μεταξύ 50 και 100 μέτρα πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (ASL). Αυτή η προσχωσιγενή πεδιάδα καλύπτει μόνο το 17% της συνολικής έκτασης στην επαρχία.Το βουνό Uludag είναι η ψηλότερη κορυφή της επαρχίας με υψόμετρο 2591 μ.Το κλίμα της επαρχίας αλλάζει από τη βάση στην κορυφή, είναι μεσογειακού τύπου στο κάτω μέρος που είναι κοντά στην πόλη της Προύσας, και βροχερό, εν μέρει ήπια
μικροθερμικό, με παγωμένο χειμώνα στα μεγαλύτερα υψόμετρα.Σύμφωνα με το δήμαρχο της πόλης ο πληθυσμός έχει αυξηθεί κατά 6,5% (συνολικό ποσοστό αύξησης της Τουρκίας ανέρχεται σε 1,5% το 1997) και περίπου 65.000 άτομα ετησίως στην τελευταία δεκαετία.
<db/>
Η άνιση κατανομή του πληθυσμού και ο αυξανόμενος αριθμός των μετακινούμενων ατόμων στις βιομηχανικές περιοχές, ιδίως στο δυτικό τμήμα της Τουρκίας έχει ως αποτέλεσμα την μεγάλη πίεση στην γη και φυσικούς πόρους και την μετατροπή των πιο παραγωγικές γεωργικών εκτάσεων σε γη εποικισμού ή βιομηχανικές.Κατά την τελευταία δεκαετία έχουν σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης και η υποβάθμιση της γης έχει παρατηρηθεί σε ολόκληρη την επαρχία, αλλά αναλυτικές πληροφορίες δεν έχουν παραχθεί και δεν υπάρχει μακροπρόθεσμος σχεδιασμός και πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης του εδάφους.Η αποψίλωση των δασών λόγω της παράνομης υλοτόμησης , φωτιά και ως επί το πλείστον μετατροπή δασικής γης σε γεωργική γη και τη διάβρωση του εδάφους είναι οι κύριες διεργασίες υποβάθμισης του εδάφους στην επαρχία της Προύσας.
Σύμφωνα με την ανωτέρω κατάσταση της επαρχίας, υπάρχει μια επείγουσα ανάγκη για πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τους διαθέσιμους πόρους και για τη δημιουργία ενός δικτύου πληροφόρησης για επικοινωνία σε εθνικό και διεθνές επίπεδο. Επιπλέον, χρειάζεται να γνωρίζουμε την ποσότητα και την ποιότητα των φυσικών πόρων, και να εξετάσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, την οικονομική βιωσιμότητα, τη βιοποικιλότητα και την κοινωνική δικαιοσύνη για την βιωσιμότητα της γεωργίας στο μέλλον.Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS και η τηλεπισκόπηση κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τηλεπισκόπηση και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Η ανάπτυξη επεξεργασίας των εικόνων μονάδα (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS έχουν αποδειχθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικό εργαλείο για το χειρισμό των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και την δυνατότητα μετατροπής από ψηφιακές εικόνες σε χρήσιμα και κοινόχρηστα στοιχεία.

Σκοπός
Η μελέτη που θα εξετασθεί, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Τηλεπισκόπησης, προκειμένου να διερευνήσει διαχρονικές μεταβολές των φυσικών πόρων για τη λήψη αποφάσεων στο μέλλον. Το πρώτο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ειδικά για τον σκοπό αυτό ονομάζεται - Σύστημα Πληροφοριών Ολοκληρωμένης Γης και Νερού) και το δεύτερο λογισμικό, GIS που αναπτύχθηκε από το
Οι στόχοι της μελέτης ήταν:
• Να εισάγει το βασικό σχεδιασμό GIS και τις εφαρμογές τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση των φυσικών πόρων.
• Να λάβει υπόψη την επικινδυνότητα της υποβάθμισης της γης στην επαρχία της Προύσας
•Να εξετάσει την κατάσταση των φυσικών πόρων στην επαρχία της Προύσας.
• Να οργανώσει την λήψη αποφάσεων για τη δημιουργία μακροπρόθεσμου σχεδιασμού και τις πρακτικές διαχείρισης, με βάση την αειφορία.
Υλικό
Για τους μεγάλους στόχους της μελέτης, τρία επιμέρους τμήματα εικόνας δημιουργήθηκαν από τα πρωτογενή δεδομένα (Εικόνα 1). Αυτά είναι α) η πόλη της Προύσα ς, β) η Λίμνη Uluabat και γ) το βουνό Uludag και ο περιβάλλον χώρος του <db/>
Εικόνα 1

Μέθοδοι
Οι απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση των διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων συγκεντρώθηκαν και ταίριαξαν με την χρήση τηλεπισκόπησης και GIS, όπως η δημιουργία ψευδο-φυσικών και ψευδο-σύνθετων χρώματων εικόνων, η βελτίωση, η γεωγραφική διόρθωση, το ψηφιακό υψομετρικό μοντέλο και αναλογικές εικόνες.
Τα διαθέσιμα δεδομένα από τις δορυφορικές Landsat5 TM μετατράπηκαν σε μορφή ILWIS. Οι επιμέρους πληροφορίες της φασματικής ζώνης υποβλήθηκαν σε γεωαναφορά μέσω του προγράμματος ILWIS, επιλέγοντας τα σημεία ταυτότητας από τους τοπογραφικούς χάρτες και στη συνέχεια ενισχύθηκαν χρησιμοποιώντας ένα 3 * 3 Laplacian φίλτρο και γραμμική επιμήκυνση για τη βελτίωση της οπτικής πλευράς των εικόνων Ακολούθησε η διαδικασία με την επιλογη χρωματων. Οπτική ερμηνεία έγινε λόγω χρώματος, υφής, μοτίβου, σχήματος, μέγεθους, διαφοροποίησης σε τόνο για τις αστικοποιημένες περιοχές και η λίμνη Uluabat με το επιλεγμένο σύνθετο χρώμα της εικόνας για την παραγωγή των τμηματικών τους χαρτών το 1984 και το 1993. Οι εικόνες με ψευδο-σύνθετο χρώμα (FCC) που χρησιμοποιούνται
, για να καταδείξουν τις αλλαγές αστικοποίησης το 1984 και το 1998 δόθηκαν ως δείγματα εικόνων στην Εικόνα 2.<db/>
Εικόνα 2. <db/>
Η εικόνα 3 παρουσιάζει τον χάρτη του δείκτη βλάστησης με το βουνό Uludag και το περιβάλλον χώρο το 1984 και το 1998. <db/>
Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών <db/>
Οι δομές δεδομένων (raster και vector) στο λογισμικό ILWIS προσφέρουν πολύπλευρη φιλικότητα προς τον χρήστη κατά την προετοιμασία των διάφορων βάσεων δεδομένων, όπως θεματικές, τοπογραφικές, εδαφών, κάλυψη της γης και χάρτες χρήσεων γης, καθώς και βάσεων δεδομένων με ξεχωριστές ιδιότητες.
Μερικές από τις σημαντικές δυνατότητες του πακέτου ILWIS που είναι η ανακατάταξη, η επικάλυψη και η ψηφιοποίηση χρησιμοποιήθηκαν ως μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας των δεδομένων (Εικόνες 4 και 5).. <db/>
'''Aποτελέσματα''' <db/>
Τα αποτελέσματα που συγκεντρώθηκαν με την μορφή στατιστική ανάλυση των χαρτών για τις δομημένες περιοχές, δείχνουν ότι 7.244 εκτάρια γης έχουν αστικοποιηθεί λόγω της πίεσης του πληθυσμού και την εκβιομηχάνιση κατά την περίοδο των δεκατεσσάρων ετών.
Η μετατροπή γεωργικών εκτάσεων για την δομημένη γη συνέβη κυρίως κοντά στις κύριες και δευτερεύουσες οδούς και κατά μήκος από την Προύσα προς την Άγκυρα στην κατεύθυνση ανατολής, Κωνσταντινούπολη προς την βόρεια κατεύθυνση και Σμύρνη προς την κατεύθυνση της δύσης.
Αυτοί οι δρόμοι αποδείχθηκαν πολύ ελκυστικές περιοχές για κτίρια, στέγαση και εργοστάσια που προσανατολίζονται προς τις κοντινές αγορές των μεγάλων πόλεων.
Ως αποτέλεσμα της αύξησης του πληθυσμού και της βιομηχανικής ανάπτυξης, 6.373 εκτάρια γεωργικών εκτάσεων έχουν μετατραπεί σε αστική γη σε ποσοστό 148,9% (Πίνακας 1). Επίσης φαίνεται ότι υψηλό ποσοστό της αστικοποίησης έχει συμβεί σε καλής ποιότητας γεωργικών εκτάσεων με τη γη να κατατάσσεται στην ανώτερη κατηγορία <db/>
Πίνακας 1. Απώλειες Αγροτικής γης σε σχέση με την κατηγορία παραγωγικότητά της στην Προύσα, 1984-1998
<db/>
Συμπεράσματα <db/>

Πρόσφατα, η παρακολούθηση, η διερεύνηση και η καταγραφή της ποσότητας και της ποιότητας των φυσικών πόρων με μια γρήγορη και ακριβή μέθοδο έχει γίνει πιο σημαντική από ποτέ για την βιώσιμη χρήση της γης και την εξέταση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της οικονομικής βιωσιμότητας, της βιοποικιλότητας και της κοινωνικής δικαιοσύνης. Είναι ο ακρογωνιαίος λίθος για τη μακροπρόθεσμο σχεδιασμό και τις πρακτικές διαχείρισης για την πρόληψη της υποβάθμισης της γης και της βιώσιμης χρήσης των φυσικών πόρων.
Αποκάλυψε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν ότι πρέπει επειγόντως να παραχθεί περισσότερο λεπτομερής και πρόσφατη πληροφορία σχετικά με τους φυσικούς πόρους μας με χρήση νέων τεχνολογιών και τη δημιουργία σε τοπικό, περιφερειακό και εθνικό σχέδιο χρήσεων γης και νομοθεσία σε βιώσιμη βάση για την πρόληψη της υποβάθμισης.
Η έρευνα έδειξε επίσης ότι το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών GIS και τεχνολογία της τηλεπισκόπισης κατέχουν σημαντική θέση σε αυτή τη διαδικασία. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές τηλεπισκόπισης και η ταχεία ανάπτυξη των συστημάτων πληροφορικής έχουν κάνει αυτές τις τεχνολογίες άμεσα διαθέσιμες με σχετικά χαμηλό κόστος, για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Η ανάπτυξη των εικόνων εγκατάστασης επεξεργασίας (LPF) και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS) παρέχουν νέα και ισχυρά εργαλεία για την εξυπηρέτηση των φυσικών πόρων για το σχεδιασμό και λήψη αποφάσεων για να ληφθούν εύκολα ακριβείς πληροφορίες και να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την φυσική ανάπτυξη και διατήρηση των πόρων.

[[category:Εκτίμηση καταλληλότητας της γης για διάφορες εφαρμογές]]

Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση

2012-03-06T19:10:14Z

Dpapagi:

Συγγραφέας 
'''William W. Casady''' 
Department of Biological and Agricultural Engineering, UNIVERSITY OF MISSOURI –COLUMBIA, USA
'''Harlan L. Palm''' 

Department of Agronomy, UNIVERSITY OF MISSOURI -COLUMBIA

'''Πηγή''' 

Precision Agriculture: Remote Sensing and Ground Truthing 

Published by MU Extension, UNIVERSITY OF MISSOURI –COLUMBIA, USA 

'''Σκοπός''' 

Η τηλεπισκόπηση, σήμερα, ενσωματώνει τις νέες τεχνολογίες που παρέχουν τις όλο και περισσότερο αποδοτικές, πλήρεις, εξακριβωμένες και έγκαιρες πληροφορίες. Αυτές οι νέες τεχνολογίες, μαζί με παλαιότερες φωτογραφίες, παρέχουν την ενημερωτική βάση για ένα πρακτικό αποφασιστικό εργαλείο για την επιτόπια εξειδικευμένη διαχείριση των συγκομιδών. Η πραγματική συνεισφορά της τηλεπισκόπισης είναι ότι σε πραγματικό χρόνο λαμβάνεις δεδομένα και πληροφορίες που σε οδηγούν στην γεωργία ακριβείας. Με την κατάλληλη διαδικασία οδηγείσαι στην ασφαλή ερμηνεία για την κατάσταση μιας καλλιέργειας όπως πχ, της προσβολής από παράσιτα και ασθένειες, τις διαφορές σε ημερομηνία φύτευσης, την ποικιλία, το ποσοστό σποράς, το βάθος σποράς, την χρήση ζιζανιοκτόνων και λιπάσματος ενώ η ανάλυση προχωρά και σε άλλους παράγοντες όπως οι διαφορές στον εδαφολογικό τύπο και τις ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά των αποστραγγίσεων και της υγρασίας. 

'''Εισαγωγή''' 

Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης παρέχουν ένα διαγνωστικό εργαλείο που έχει τουλάχιστον δύο σημαντικές λειτουργίες καθώς επίσης και πολλές άλλες χρήσεις στην επιτόπια εξειδικευμένη διαχείριση των συγκομιδών. Η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετρήσει το συντελεστή ανάκλασης της ενέργειας του φωτός από την κόμη των δένδρων, ο οποίος μπορεί να είναι χρήσιμος στην ανίχνευση διαταραχής των φυτών ενώ υπάρχει ακόμα χρόνος να διορθωθεί το πρόβλημα. Οι εικόνες ή οι χάρτες που δημιουργούνται χαρακτηριστικά με την τηλεπισκόπηση παρέχουν επίσης μια γρήγορη μέθοδο για τον υπολογισμό της έκτασης μιας καλλιέργειας με ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ή της θέσης των περιοχών με χωράφια που εμφανίζουν να έχουν τα παρόμοια χαρακτηριστικά. Αυτες οι εικόνες ή χάρτες είναι χρήσιμες στην ανάπτυξη των σχεδίων επεμβάσεων για την άμεση εξέταση των ανιχνευμένων συνθηκών του εδάφους ή των φυτών και στην ανάπτυξη επιτόπιων συγκεκριμένων μεθόδων καλλιέργειας.
Οι εικόνες που λήφθηκαν με τηλεπισκόπηση παρέχουν μια οπτική μέθοδο για τα αποτελέσματα των μιας σειράς από δεδομένα όπως το λίπασμα, και το όργωμα. Είναι επίσης χρήσιμοι στην κατανόηση των επιπτώσεων περιβαλλοντικών παραγόντων όπως οι αποστραγγίσεις ή οι προσβολές παρασίτων. Σε αντίθεση με τους παραγόμενους χάρτες, που έχουν επιπτώσεις μόνο στις μελλοντικές αποφάσεις, οι εικόνες τηλεπισκόπισης μπορούν να συλλεχθούν αρκετές φορές και καθ' όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης της καλλιέργειας, και να επιτρέψουν τις έγκαιρες διιαχειριστικές αποφάσεις να διορθωθούν τα προβλήματα ή οι ανεπάρκειες στην τρέχουσα συγκομιδή. Για αυτόν τον λόγο, η τεχνολογία τηλεπισκόπησης προσθέτει μια σημαντική διάσταση στην επιτόπια διαχείριση των συγκομιδών. 
[[Αρχείο:dpap3image001.jpg]] 
1939 photograph 
[[Αρχείο:dpap3image002.jpg]] 
(1956 photograph.) 
[[Αρχείο:dpap3image003.jpg]] 
1968 photograph. 
[[Αρχείο:dpap3image004.jpg]] 
1982 photograph 
[[Αρχείο:dpap3image005.jpg]] 
1990 photograph. 
[[Αρχείο:dpap3image006.jpg]] 
'''Εικόνα 1.''' Η εικόνα με τηλεπισκόπιση (τελευταία ανωτέρω), δείχνει την μεταβλητότητα στο pH του εδάφους σε έναν χωράφι και απεικονίζει τις διαφορές στις πρακτικές καλλιέργειας κατά τη διάρκεια των ετών, όπως φαίνεται σε αυτήν την σειρά παλαιών αεροφωτογραφιών. 

'''Δεδομένα και Μεθοδολογία''' 

'''Σύγχρονες εναέριες φωτογραφίες και ψηφιακές εικόνες.''' 
Η μεγαλύτερη ανάλυση των στοιχείων της τηλεπισκόπησης εκτελείται σε έναν υπολογιστή με τις ψηφιακές εικόνες. Οι εικόνες μπορούν να αποκτηθούν με την ψηφιοποίηση των φωτογραφιών από τις φωτογραφικές μηχανές με φιλμ ή άμεσα με τις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και άλλα εξειδικευμένα ηλεκτρονικά όργανα. 

Μια φωτογραφία που έχει φηφιοποιηθεί αντιπροσωπεύεται από εκατοντάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια σημεία που αποκαλούνται pixel (οικονοστοιχεία) και αποθηκεύεται ηλεκτρονικά. Οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές καταγράφουν το συντελεστή ανάκλασης με τις σειρές μικροσκοπικών αισθητήρων και αποθηκεύουν τις εικόνες άμεσα, χωρίς τη χρήση της φωτογραφικής ταινίας. Φίλτρα φωτός, προηγμένοι ηλεκτρονικοί αισθητήρες και ειδικής χρήσης φιλμ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συλλέξουν την ενέργεια του φωτός αόρατη στο ανθρώπινο μάτι και από συγκεκριμένα μέρη του ηλεκτρομαγνητικού (EΜ) φάσματος. Μέσω αυτών των τεχνολογιών, η τηλεπισκόπηση με τις ψηφιακές εικόνες μπορεί να παρέχει περισσότερες και διαφορετικές πληροφορίες από οι έντυπες φωτογραφίες μπορούν να παρέχουν. 
[[Αρχείο:dpap3image007.jpg]] 
ΕΙΚΟΝΑ 2 
Το ορατό φως είναι σχετικά μία περιορισμένη ζώνη στο Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα (EM). Η τηλεπισκόπηση μετρά τον συντελεστή ανάκλασης της ακτινοβολίας EM μέσα και έξω από την ορατή ζώνη.
 
'''Ιδιότητες συντελεστή ανάκλασης του εδάφους, του ύδατος και των φυτών''' 

Για τις περισσότερες εφαρμογές, οι φωτογραφικές μηχανές και τα παρόμοια όργανα στηρίζονται στην ενέργεια από τον ήλιο για να φωτίσουν την επιφάνεια που φωτογραφίζεται. Το φως διαβιβάζεται, απορροφάται ή αντανακλάται ανάλογα με τις ιδιότητες των υλικών που προσπίπτει. Τελικά, όλο το φως είτε απορροφάται από κάποιο αντικείμενο είτε ανακλάται.Η ενέργεια του φωτός που απορροφάται μετατρέπεται σε θερμότητα. Το ανακλώμενο φως μπορεί να καταγραφεί από φωτογραφικό φιλμ ή από ηλεκτρονικούς αισθητήρες. 
Όταν η ενέργεια του ήλιου προσπίπτει σε μια επιφάνεια, το ποσό και ο τύπος συντελεστή ανάκλασης εξαρτώνται από τη σύνθεση της επιφάνειας που χτυπά και τη γωνία της πρόσπτωσης. Παραδείγματος χάριν, το φωτισμένο έγχρωμο έδαφος ανακλά περισσότερο φως του ήλιου από το σκοτεινό έδαφος. Αντιθέτως, το σκοτεινό χώμα απορροφά περισσότερο την ενέργεια του ηλιακού φωτός και θερμαίνεται γρηγορότερα. Οι οργανισμοί του ύδατος έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά του συντελεστή ανάκλασης από το γυμνό έδαφος, και η ποιότητα του συντελεστή ανάκλασης ποικίλλει με το βάθος και τη θολούρα του ύδατος. 
Ο συνολικός συντελεστής ανάκλασης από τις επιφάνειες των φυτών ποικίλλει καθ' όλη τη διάρκεια της εποχής και καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας καθώς η ενέργεια του ήλιου αλλάζει. Εντούτοις, οι πιό χρήσιμες πληροφορίες παρέχονται από τις διαφορές στο συντελεστή ανάκλασης μεταξύ των διάφορων ζωνών του φάσματος EM. Αυτές οι διαφορές στο συντελεστή ανάκλασης κατά μήκος ολόκληρου του φάσματος EM μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διακρίνουν την υγιή βλάστηση από τη νεκρωτική ή την διαταραγμένη βλάστηση. Οι διάφοροι παράγοντες, μεταξύ των οποίων η ξηρασία, η θρεπτική ανεπάρκεια, η ασθένεια, τα παράσιτα και η επίδραση από τα ζιζανιοκτόνα μπορούν να μειώσουν ή να αλλάξουν την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και άλλες ουσίες που έχουν επιπτώσεις στο συντελεστή ανάκλασης της βλάστησης.
Η χλωροφύλλη απορροφά το μεγαλύτερο μέρος του φωτός από την κόκκινη και μπλε ζώνη του ορατού φάσματος αλλά ανακλά τα πράσινα μήκη κύματος ως εκ τούτου τα φύλλα εμφανίζονται πράσινα όταν η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη είναι υψηλή. Όταν τα φύλλα χάνουν τη χλωροφύλλη, υπάρχει λιγότερη απορρόφηση και αναλογικά περισσότερη αντανάκλαση των κόκκινων μηκών κύματος, που κάνουν τα φύλλα να εμφανιστούν κόκκινα ή κίτρινα (κίτρινος είναι ένας συνδυασμός κόκκινων και πράσινων μηκών κύματος). Η εσωτερική δομή των υγιών φύλλων ανακλά επίσης το φώς της γειτονιάς του υπέρυθρου ως εκ τούτου ο συντελεστής ανάκλασης του εγγύς υπέρυθρου είναι ένα άριστο μέτρο της υγείας της βλάστησης συγκομιδών. 
Οι αναλογίες του συντελεστή ανάκλασης από μεταξύ αυτών των συγκεκριμένων τύπων φώτων μπορούν να χρησιμεύσουν ως «τα δακτυλικά αποτυπώματα ή οι υπογραφές» για την ανίχνευση των χαρακτηριστικών του εδάφους, ύδατος και της καλλιέργειας που είναι σημαντικά στη διαχείριση της συγκομιδής. Ως εκ τούτου, τα χρώματα ή οι σκιές σε έναν χάρτη που αναπτύχθηκε από στοιχεία τηλεπισκόπισης θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύσουν είτε τα αληθινά χρώματα είτε τα ψεύτικα χρώματα. Τα «ψεύτικα» χρώματα παρέχουν είτε μια οπτική αντιπροσώπευση των συγκεκριμένων, άμεσα μετρημένων ιδιοτήτων του συντελεστή ανάκλασης είτε κατηγορίες ορισμένων συνδυασμών ιδιοτήτων του συντελεστή ανάκλασης που αντιπροσωπεύουν μια υψηλή πιθανότητα μιας ιδιαίτερης κατάστασης, όπως η διαταραχή που προκαλείται από τις θρεπτική ανεπάρκειες, τις ασθένειες ή την ξηρασία.
 
'''Εξειδικευμένες φωτογραφικές και ηλεκτρονικές τεχνολογίες''' 
Το φωτογραφικό φιλμ είναι βασικά δύο τύπων - πανγχρωματικό και έγχρωμο. Το πανγχρωματικό φιλμ, που χρησιμοποιείται για να παρέχει ασπρόμαυρες εικόνες, είναι ευαίσθητο στο ορατό φως καθώς επίσης και στο υπέρυθρο φως μέχρι το ανώτερο όριο των 900 nm και υπεριώδες φως μέχρι το κατώτερο όριο των 300 nm. Το κανονικό έγχρωμο φιλμ αποτελείται από τρεις στρώσεις ευαίσθητες στο κόκκινο, πράσινο και μπλε φως και παράγει τις φωτογραφίες που φαίνονται κανονικές στο μάτι. Το έγχρωμο- υπέρυθρο φιλμ (CIR) είναι επίσης ένα φιλμ με τρεις στρώσεις αλλά είναι ευαίσθητο στο υπέρυθρο, κόκκινο και πράσινο φως. Όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία, το αποτελεσμα του φιλμ CIR δίνει μια εικόνα «ψεύτικου χρώματος» στην οποία το υπέρυθρο φως είναι τυπωμένο κόκκινο, το κόκκινο φως είναι τυπωμένα πράσινο, και η πράσινη βλάστηση εμφανίζεται μπλε. Το υπόλοιπο μπλε φως προσφέρει συχνά λίγες χρήσιμες πληροφορίες. Η πολλαπλής ζώνης φωτογραφία χρησιμοποιεί τους πολλαπλάσιους φακούς και τους διάφορους συνδυασμούς ταινιών και φίλτρων για να καταγράψει τις ταυτόχρονες φωτογραφίες του τοπίου από διάφορες μικρές ή ιδιαίτερες φασματικές σειρές.
 
Διάφορες τεχνολογίες είναι σε λειτουργία προκειμένου να συγκεντρωθούν τα δεδομένα του συντελεστή ανάκλασης ηλεκτρονικά. Η ορολογία που χρησιμοποιείται για να περιγράψει αυτές τις τεχνολογίες περιλαμβάνει συχνά προθέματα όπως πολυ- και υπερ- για να δείξει περίπου πόσες χωριστές ζώνες του συντελεστή ανάκλασης μετριούνται. Ο όρος '''πολυφασματικός''' χαρακτηριστικά υπονοεί ότι περίπου τέσσερις σχετικά ευρείες ζώνες του συντελεστή ανάκλασης μετριούνται, ενώ ο όρος υπερφασματικός συνήθως υπονοεί ότι περίπου μια τάξη 100 σχετικά στενών ζωνών του συντελεστή ανάκλασης μετριέται.
Η ποιότητα ή η αξία των δεδομένων της τηλεπισκόπισης συσχετίζονται με την φασματική, χωρική και χρονική ανάλυση.
 
Η '''φασματική ανάλυση''' είναι ο βαθμός στον οποίο τα μήκη κύματος του φωτός στο φάσμα είναι διαχωρισμένα. Οι διάφοροι τύποι αισθητήρων χρησιμοποιούνται για να συλλέξουν το απεικονισμένο φως από διάφορα τμήματα του EM φάσματος. Μια ασπρόμαυρη (γκρίζα κλίμακα) εικόνα έχει την χαμηλή φασματική ανάλυση επειδή αποτελείται από το φως από το ορατό φάσμα, αλλά χωρίς τα χρώματα. Αντίθετα, μια εικόνα χρώματος έχει την υψηλότερη φασματική ανάλυση. Στην πράξη, τα φίλτρα και οι πολλαπλοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για να συλλέξουν το φως από πολλές στενές ζώνες του EM φάσματος για να παρέχουν την φασματική ανάλυση.

'''Ερμηνεία εικόνας: Επαλήθευση στο έδαφος και κατευθυνόμενη αναγνώριση'''. 

Επειδή τα στοιχεία τηλεπισκόπησης υπολογίζουν κατά μέσο όρο τα χαρακτηριστικά του συντελεστή ανάκλασης από μια σχετικά μεγάλη περιοχή που μπορεί να περιλάβει διάφορα φυτά, η ακριβής αιτία της μεταβλητότητας δεν είναι συνήθως σαφής από τις εικόνες και μόνο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μόνο η επιθεώρηση από το έδαφος μπορεί να παρέχει μια αξιόπιστη εξήγηση για αυτή τη μεταβλητότητα. 
'''Επίγεια επαλήθευση''' είναι η πράξη της προσωπικής μετάβασης σε ένα χωράφι για να καθοριστεί η αιτία της μεταβλητότητας που ανιχνεύεται σε μια εικόνα.
Τρακτέρ με κατάλληλα τοποθετημένους αισθητήρες μετρούν κινούμενοι στο έδαφος την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτοί οι κινητοί αισθητήρες παρέχουν μια εναλλακτική μέθοδο για τις μετρήσεις του συντελεστή ανάκλασης και προσφέρουν τη δυνατότητα των σε πραγματικό χρόνο ρυθμίσεων των πρακτικών διαχείρισης. Συγκεκριμένα, τα ραδιόμετρα χρησιμοποιούνται για να μετρήσουν την πρασινάδα της κόμης στις καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι για να αναπτύξουν μια μέθοδο για να ρυθμίσουν αυτόματα τα ποσοστά αζώτου κατά τη διάρκεια της εφαρμογής. Παρόμοιοι αισθητήρες αναπτύσσονται για να ανιχνεύσουν τα ζιζάνια ή τα έντομα για την επιλεκτική εφαρμογή του αντίστοιχου φυτοφαρμάκου και για τη λήψη των διαχειριστικών αποφάσεων. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης παρέχουν ένα σημαντικό εργαλείο ενίσχυσης στην επιτόπια εξειδικευμενη διαχείριση των συγκομιδών. Η τηλεπισκόπηση έχει τη δυνατότητα να παρέχει σε πραγματικό χρόνο ανάλυση των ιδιοτήτων μιας εξελισσόμενης καλλιέργειας που μπορεί να βοηθήσει στη λήψη των έγκαιρων διαχειριστικών αποφάσεων που έχουν επιπτώσεις στο προιόν της τρέχουσας συγκομιδής. Εντούτοις, όπως άλλες τεχνολογίες για την επίτευξη γεωργίας ακριβείας, οι πληροφορίες που λαμβάνονται από την τηλεπισκόπηση είναι σημαντικότερες όταν συνδυάζονται με άλλα διαθέσιμα στοιχεία. Για αυτόν τον λόγο, ακόμη και οι παλαιότερες φωτογραφίες μπορούν να πάρουν νέα αξία.
Η ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης στις διαχειριστικές δραστηριότητές απαιτεί πειθαρχία και θα απαιτήσει νέες τεχνικές διαχείρισης και τεχνικές δεξιότητες. Για να είναι επιτυχημένη, η τηλεπισκόπηση πρέπει να συνοδευθεί από ένα καλό συμβατικό πρόγραμμα ανίχνευσης και τοπογραφίας και τα οφέλη των βελτιώσεων στη διαχείριση πρέπει να αντισταθμίσουν το κόστος απόκτησης της τεχνολογίας καθώς επίσης και τον πρόσθετο χρόνο που θα αναλωθεί στη διαχείριση.

[[category:Γεωργία]]

Παπαγιαννίδης Δημήτρης

2012-03-06T19:08:36Z

Dpapagi:

[[ΟΙ ΠΡΟΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΓΙΑ ΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ]] 
[[Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών]] 
[[Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση]] 
[[Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση]] 
[[Τηλεπισκόπηση των αγροτικών εκτάσεων]] 
[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Αθήνα)]]

Τηλεπισκόπηση των αγροτικών εκτάσεων

2012-03-06T19:05:52Z

Dpapagi: Νέα σελίδα με 'Add Your Content Here Συγγραφείς είναι Πρώτος Αντιπρόεδρος, καθώς επίσης και Καθηγητής της Γεωγραφί...'

Add Your Content Here
Συγγραφείς
είναι Πρώτος Αντιπρόεδρος, καθώς επίσης και Καθηγητής της Γεωγραφίας, στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κάνσας. Είναι στο παρελθόν πρόεδρος τόσο της Ένωσης Αμερικανικών γεωγράφων (AAG), όσο και του Εθνικό Συμβούλιο για τη γεωγραφική Εκπαίδευση (NCGE).
είναι καθηγητής Γεωγραφίας και υπηρέτησε ως Αναπληρωτής Διευθυντής του Εφαρμοσμένου Προγράμματος Τηλεπισκόπησης στο Πανεπιστήμιο του Κάνσας
είναι Καθηγητής της Σχολής Φυσικών Πόρων και του Ινστιτούτου Γεωργίας και Φυσικών Πόρων, Πανεπιστήμιο της Nebraska -Lincoln (UNL). Υπηρετεί επίσης ως Διευθυντής του Κέντρου Διαχείρισης Τεχνολογιών της Πληροφορίας για Προηγμένη Γη (CALMIT).

Πηγή
Δημοσίευση στο:2009. 14 Απριλίου 2010.

Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνία Email: proyster@unl.edu .

Εισαγωγή
Η τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό για την παρακολούθηση και την ανάλυση των γεωργικών δραστηριοτήτων. πριν από την πρώτη επινόηση του όρου τηλεπισκόπιση το 1958 από τον Eveyln Pruitt του οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούσαν αεροφωτογραφίες για να ολοκληρώσουν έρευνες εδάφους και των καλλιεργειών που σχετίζονται με τις γεωργικές περιοχές.
Οι εξελίξεις στην υπέρυθρη φωτογραφία κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, βελτίωσαν τις τεχνικές τηλεπισκόπησης γεγονός που επέτρεψε τη μεγαλύτερη κατανόηση της κατάστασης των καλλιεργειών, της διαχείρισης του νερού και του εδάφους.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η NASA άρχισε να χρηματοδοτεί επιλεγμένα πανεπιστήμια σε μια προσπάθεια να τονώσει τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τα κράτη και τις περιοχές όπου η γεωργία ήταν μια σημαντική πτυχή της οικονομίας.
Κέντρα και εργαστήρια, όπως αυτές στο Purdue και το Κάνσας, ήταν από τους πρώτους παράγοντες για την εξέλιξη της επιστήμης της τηλεπισκόπησης στον τομέα της γεωργίας, και της έρευνας που ήταν σημαντική για την τελική επιλογή των ενσωματωμένων φασματικών ζωνών στα μελλοντικά συστήματα αισθητήρων. Μεταγενέστερες έρευνες έχουν συμπεριλάβει πολλά είδη αισθητήρων, και η τηλεπισκόπηση έχει αποδειχθεί ικανή να παρέχει εγκαίρως τα απαραίτητα αξιόπιστα δεδομένα για ένα ποσοστό του κόστους των παραδοσιακών μεθόδων συλλογής πληροφοριών.
Σκοπός της εφαρμογής
Σκοπός της συγκεκριμένης δημοσίευσης είναι να δείξει τον σημαντικό ρόλο που διαδραματίζει η τηλεπισκόπηση στην κατάταξη των καλλιεργειών, την υγεία και την αξιολόγηση της απόδοσης των καλλιεργειών.
Από τα πρώτα στάδια της κατάταξης των καλλιεργειών με δεδομένα από την ψηφιακή τηλεπισκόπηση, πολλές προσεγγίσεις που βασίζονται στην εφαρμογή τεχνικής κατάταξης με επίβλεψη ή χωρίς επίβλεψη έχουν χρησιμοποιηθεί για τη χαρτογράφηση της γεωγραφικής κατανομής των καλλιεργειών και για να χαρακτηρίσουν και να βελτιώσουν τις καλλιεργητικές μεθόδους.

Μεθοδολογία και διαδικασία
Ανάλογα με τη γεωγραφική περιοχή, την ποικιλία των καλλιεργειών, το μέγεθος του αγροκτήματος, την καλλιέργεια και την κατάσταση του εδάφους, έχουν εφαρμοστεί διαφορετικές ζώνες των πολυφασματικών δεδομένων και συστήματα ταξινομήσεων.Η Υπερφασματική τηλεπισκόπιση έχει βοηθήσει επίσης την ενίσχυση της λεπτομερέστερης ανάλυσης της ταξινόμησης των καλλιεργειών που εκτελούνται με αυστηρή ανάλυση των Υπερφασματική αισθητήρων για την ταξινόμηση των καλλιεργειών με βάση τα δεδομένα αισθητήρων που αποτελείται από ανάλυση κυρίων συνιστωσών λάμδα-λάμδα μοντέλων, σταδιακή ανάλυση των ιδιοτήτων και των παραγόμενων δεικτών βλάστησης της φυτείας. Μέσα από αυτές τις αναλύσεις καθιέρωσαν 22 ζώνες που χαρακτηρίζουν καλύτερα τις γεωργικές καλλιέργειες.
Με την αύξηση του αριθμού των καναλιών πέρα από τις 22 ζώνες, η ακρίβεια αυξήθηκε μόνο οριακά μέχρι 30 ζώνες και έγινε ασυμπτωτική πέρα από αυτόν τον αριθμό. υπερφασματικών προσεγγίσεων επιτεύχθηκε αυξημένη ακρίβεια για την ταξινόμηση των καλλιεργειών από 9 έως 43%.
Ταυτόχρονα, ορισμένοι ερευνητές έχουν δείξει ότι τέτοιες προσεγγίσεις μπορεί να περιοριστούν για την απόδοση των καλλιεργειών και την παρακολούθηση της υγείας των φυτών συσχετίζοντας το χρονοδιάγραμμα της περιστροφής του δορυφόρου με το πλαίσιο του ημερολογίου των καλλιεργειών.(NDVI), ο δείκτης κατάστασης της βλάστηση (VCI), ο δείκτης της επιφάνειας των φύλλων (LAI), Ο δείκτης Γενικής Ενοποιημένης Απόδοσης Αναφοράς (GYURI), και ο δείκτης θερμοκρασίας των καλλιεργειών (TCI) είναι όλα τα παραδείγματα των δεικτών που έχουν χρησιμοποιηθεί για τη χαρτογράφηση και παρακολούθηση της ξηρασίας και την αξιολόγηση της υγείας της βλάστησης και της παραγωγικότητας.Η κατανόηση του πως φαίνονται οι καλλιέργειες είναι θεμελιώδης για τη διαχείριση των καλλιεργειών, όπου το χρονοδιάγραμμα των διαχείρισης βασίζεται όλο και περισσότερο σε στάδια της ανάπτυξης των καλλιεργειών.
Η Προσομοίωση της ανάπτυξης της κόμης είναι επίσης κρίσιμη για τα μοντέλα ανάπτυξης των καλλιεργειών, είτε για την πρόβλεψη της εμφάνιση πηγών και βυθισμάτων, τον καθορισμό της αφομοίωσης του άνθρακα και της διαπνοής, υδατανθράκων και θρεπτικών ουσιών, ή για τον καθορισμό κρίσιμων γεγονότων του κύκλου ζωής.
Βιοφυσικός χαρακτηρισμός της καλλιέργειας
Η τηλεπισκόπηση μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη γεωργία με την παροχή έγκαιρων φασματικών πληροφοριών ανάκλασης που μπορεί να συνδεθεί με βιοφυσικούς δείκτες της υγείας των φυτών.Ποσοτικές τεχνικές μπορούν να εφαρμοστούν στα φασματικά δεδομένα, ανεξαρτήτως του αν αποκτήθηκαν επίγεια ή από αεροπλάνο ή δορυφορικό δέκτη, με σκοπό την εκτίμηση των κατάσταση καλλιεργειών

Εικόνα 26.1 Υποθετική χρονική καμπύλη του (NDVI) σε περίοδο 12 μηνών. Επιπλέον, οι φάσεις της βλάστησης τίθενται για να παρουσιάσουν την σχέση τους και με τις τιμές NDVI και με το χρόνο (Reed και λοιποί. 1994) 
Πίνακας 26.1 Η όψη και η ερμηνεία των φάσεων της βλάστησης χαρακτηρίζουν τις φάσεις της βλάστησης και χρησιμοποιούνται για να αναπτύξουν την σύνοψη των περιφερειακών δεδομένων για την έρευνα των ιδιοτήτων του αγροοικοσυστήματος(Reed και λοιποί. 1994)

[[category:Ταξινόμηση καλλιεργειών]]

Γεωργία Ακριβείας και Επιτόπια Επαλήθευση

2012-03-06T15:51:34Z

Dpapagi:

'''Τηλεπισκόπηση και Εφαρμογές Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για παρακολούθηση διαχρονικών μεταβολών των φυσικών πόρων στην Προύσα της Τουρκίας''' 

Συγγραφέας 
'''William W. Casady''' 
Department of Biological and Agricultural Engineering, UNIVERSITY OF MISSOURI –COLUMBIA, USA
'''Harlan L. Palm''' 

Department of Agronomy, UNIVERSITY OF MISSOURI -COLUMBIA

'''Πηγή''' 

Precision Agriculture: Remote Sensing and Ground Truthing 

Published by MU Extension, UNIVERSITY OF MISSOURI –COLUMBIA, USA 

'''Σκοπός''' 

Η τηλεπισκόπηση, σήμερα, ενσωματώνει τις νέες τεχνολογίες που παρέχουν τις όλο και περισσότερο αποδοτικές, πλήρεις, εξακριβωμένες και έγκαιρες πληροφορίες. Αυτές οι νέες τεχνολογίες, μαζί με παλαιότερες φωτογραφίες, παρέχουν την ενημερωτική βάση για ένα πρακτικό αποφασιστικό εργαλείο για την επιτόπια εξειδικευμένη διαχείριση των συγκομιδών. Η πραγματική συνεισφορά της τηλεπισκόπισης είναι ότι σε πραγματικό χρόνο λαμβάνεις δεδομένα και πληροφορίες που σε οδηγούν στην γεωργία ακριβείας. Με την κατάλληλη διαδικασία οδηγείσαι στην ασφαλή ερμηνεία για την κατάσταση μιας καλλιέργειας όπως πχ, της προσβολής από παράσιτα και ασθένειες, τις διαφορές σε ημερομηνία φύτευσης, την ποικιλία, το ποσοστό σποράς, το βάθος σποράς, την χρήση ζιζανιοκτόνων και λιπάσματος ενώ η ανάλυση προχωρά και σε άλλους παράγοντες όπως οι διαφορές στον εδαφολογικό τύπο και τις ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά των αποστραγγίσεων και της υγρασίας. 

'''Εισαγωγή''' 

Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης παρέχουν ένα διαγνωστικό εργαλείο που έχει τουλάχιστον δύο σημαντικές λειτουργίες καθώς επίσης και πολλές άλλες χρήσεις στην επιτόπια εξειδικευμένη διαχείριση των συγκομιδών. Η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετρήσει το συντελεστή ανάκλασης της ενέργειας του φωτός από την κόμη των δένδρων, ο οποίος μπορεί να είναι χρήσιμος στην ανίχνευση διαταραχής των φυτών ενώ υπάρχει ακόμα χρόνος να διορθωθεί το πρόβλημα. Οι εικόνες ή οι χάρτες που δημιουργούνται χαρακτηριστικά με την τηλεπισκόπηση παρέχουν επίσης μια γρήγορη μέθοδο για τον υπολογισμό της έκτασης μιας καλλιέργειας με ένα σημαντικό χαρακτηριστικό ή της θέσης των περιοχών με χωράφια που εμφανίζουν να έχουν τα παρόμοια χαρακτηριστικά. Αυτες οι εικόνες ή χάρτες είναι χρήσιμες στην ανάπτυξη των σχεδίων επεμβάσεων για την άμεση εξέταση των ανιχνευμένων συνθηκών του εδάφους ή των φυτών και στην ανάπτυξη επιτόπιων συγκεκριμένων μεθόδων καλλιέργειας.
Οι εικόνες που λήφθηκαν με τηλεπισκόπηση παρέχουν μια οπτική μέθοδο για τα αποτελέσματα των μιας σειράς από δεδομένα όπως το λίπασμα, και το όργωμα. Είναι επίσης χρήσιμοι στην κατανόηση των επιπτώσεων περιβαλλοντικών παραγόντων όπως οι αποστραγγίσεις ή οι προσβολές παρασίτων. Σε αντίθεση με τους παραγόμενους χάρτες, που έχουν επιπτώσεις μόνο στις μελλοντικές αποφάσεις, οι εικόνες τηλεπισκόπισης μπορούν να συλλεχθούν αρκετές φορές και καθ' όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης της καλλιέργειας, και να επιτρέψουν τις έγκαιρες διιαχειριστικές αποφάσεις να διορθωθούν τα προβλήματα ή οι ανεπάρκειες στην τρέχουσα συγκομιδή. Για αυτόν τον λόγο, η τεχνολογία τηλεπισκόπησης προσθέτει μια σημαντική διάσταση στην επιτόπια διαχείριση των συγκομιδών. 
[[Αρχείο:dpap3image001.jpg]] 
1939 photograph 
[[Αρχείο:dpap3image002.jpg]] 
(1956 photograph.) 
[[Αρχείο:dpap3image003.jpg]] 
1968 photograph. 
[[Αρχείο:dpap3image004.jpg]] 
1982 photograph 
[[Αρχείο:dpap3image005.jpg]] 
1990 photograph. 
[[Αρχείο:dpap3image006.jpg]] 
'''Εικόνα 1.''' Η εικόνα με τηλεπισκόπιση (τελευταία ανωτέρω), δείχνει την μεταβλητότητα στο pH του εδάφους σε έναν χωράφι και απεικονίζει τις διαφορές στις πρακτικές καλλιέργειας κατά τη διάρκεια των ετών, όπως φαίνεται σε αυτήν την σειρά παλαιών αεροφωτογραφιών. 

'''Δεδομένα και Μεθοδολογία''' 

'''Σύγχρονες εναέριες φωτογραφίες και ψηφιακές εικόνες.''' 
Η μεγαλύτερη ανάλυση των στοιχείων της τηλεπισκόπησης εκτελείται σε έναν υπολογιστή με τις ψηφιακές εικόνες. Οι εικόνες μπορούν να αποκτηθούν με την ψηφιοποίηση των φωτογραφιών από τις φωτογραφικές μηχανές με φιλμ ή άμεσα με τις ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και άλλα εξειδικευμένα ηλεκτρονικά όργανα. 

Μια φωτογραφία που έχει φηφιοποιηθεί αντιπροσωπεύεται από εκατοντάδες χιλιάδες ή και εκατομμύρια σημεία που αποκαλούνται pixel (οικονοστοιχεία) και αποθηκεύεται ηλεκτρονικά. Οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές καταγράφουν το συντελεστή ανάκλασης με τις σειρές μικροσκοπικών αισθητήρων και αποθηκεύουν τις εικόνες άμεσα, χωρίς τη χρήση της φωτογραφικής ταινίας. Φίλτρα φωτός, προηγμένοι ηλεκτρονικοί αισθητήρες και ειδικής χρήσης φιλμ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συλλέξουν την ενέργεια του φωτός αόρατη στο ανθρώπινο μάτι και από συγκεκριμένα μέρη του ηλεκτρομαγνητικού (EΜ) φάσματος. Μέσω αυτών των τεχνολογιών, η τηλεπισκόπηση με τις ψηφιακές εικόνες μπορεί να παρέχει περισσότερες και διαφορετικές πληροφορίες από οι έντυπες φωτογραφίες μπορούν να παρέχουν. 
[[Αρχείο:dpap3image007.jpg]] 
ΕΙΚΟΝΑ 2 
Το ορατό φως είναι σχετικά μία περιορισμένη ζώνη στο Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα (EM). Η τηλεπισκόπηση μετρά τον συντελεστή ανάκλασης της ακτινοβολίας EM μέσα και έξω από την ορατή ζώνη.
 
'''Ιδιότητες συντελεστή ανάκλασης του εδάφους, του ύδατος και των φυτών''' 

Για τις περισσότερες εφαρμογές, οι φωτογραφικές μηχανές και τα παρόμοια όργανα στηρίζονται στην ενέργεια από τον ήλιο για να φωτίσουν την επιφάνεια που φωτογραφίζεται. Το φως διαβιβάζεται, απορροφάται ή αντανακλάται ανάλογα με τις ιδιότητες των υλικών που προσπίπτει. Τελικά, όλο το φως είτε απορροφάται από κάποιο αντικείμενο είτε ανακλάται.Η ενέργεια του φωτός που απορροφάται μετατρέπεται σε θερμότητα. Το ανακλώμενο φως μπορεί να καταγραφεί από φωτογραφικό φιλμ ή από ηλεκτρονικούς αισθητήρες. 
Όταν η ενέργεια του ήλιου προσπίπτει σε μια επιφάνεια, το ποσό και ο τύπος συντελεστή ανάκλασης εξαρτώνται από τη σύνθεση της επιφάνειας που χτυπά και τη γωνία της πρόσπτωσης. Παραδείγματος χάριν, το φωτισμένο έγχρωμο έδαφος ανακλά περισσότερο φως του ήλιου από το σκοτεινό έδαφος. Αντιθέτως, το σκοτεινό χώμα απορροφά περισσότερο την ενέργεια του ηλιακού φωτός και θερμαίνεται γρηγορότερα. Οι οργανισμοί του ύδατος έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά του συντελεστή ανάκλασης από το γυμνό έδαφος, και η ποιότητα του συντελεστή ανάκλασης ποικίλλει με το βάθος και τη θολούρα του ύδατος. 
Ο συνολικός συντελεστής ανάκλασης από τις επιφάνειες των φυτών ποικίλλει καθ' όλη τη διάρκεια της εποχής και καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας καθώς η ενέργεια του ήλιου αλλάζει. Εντούτοις, οι πιό χρήσιμες πληροφορίες παρέχονται από τις διαφορές στο συντελεστή ανάκλασης μεταξύ των διάφορων ζωνών του φάσματος EM. Αυτές οι διαφορές στο συντελεστή ανάκλασης κατά μήκος ολόκληρου του φάσματος EM μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διακρίνουν την υγιή βλάστηση από τη νεκρωτική ή την διαταραγμένη βλάστηση. Οι διάφοροι παράγοντες, μεταξύ των οποίων η ξηρασία, η θρεπτική ανεπάρκεια, η ασθένεια, τα παράσιτα και η επίδραση από τα ζιζανιοκτόνα μπορούν να μειώσουν ή να αλλάξουν την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και άλλες ουσίες που έχουν επιπτώσεις στο συντελεστή ανάκλασης της βλάστησης.
Η χλωροφύλλη απορροφά το μεγαλύτερο μέρος του φωτός από την κόκκινη και μπλε ζώνη του ορατού φάσματος αλλά ανακλά τα πράσινα μήκη κύματος ως εκ τούτου τα φύλλα εμφανίζονται πράσινα όταν η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη είναι υψηλή. Όταν τα φύλλα χάνουν τη χλωροφύλλη, υπάρχει λιγότερη απορρόφηση και αναλογικά περισσότερη αντανάκλαση των κόκκινων μηκών κύματος, που κάνουν τα φύλλα να εμφανιστούν κόκκινα ή κίτρινα (κίτρινος είναι ένας συνδυασμός κόκκινων και πράσινων μηκών κύματος). Η εσωτερική δομή των υγιών φύλλων ανακλά επίσης το φώς της γειτονιάς του υπέρυθρου ως εκ τούτου ο συντελεστής ανάκλασης του εγγύς υπέρυθρου είναι ένα άριστο μέτρο της υγείας της βλάστησης συγκομιδών. 
Οι αναλογίες του συντελεστή ανάκλασης από μεταξύ αυτών των συγκεκριμένων τύπων φώτων μπορούν να χρησιμεύσουν ως «τα δακτυλικά αποτυπώματα ή οι υπογραφές» για την ανίχνευση των χαρακτηριστικών του εδάφους, ύδατος και της καλλιέργειας που είναι σημαντικά στη διαχείριση της συγκομιδής. Ως εκ τούτου, τα χρώματα ή οι σκιές σε έναν χάρτη που αναπτύχθηκε από στοιχεία τηλεπισκόπισης θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύσουν είτε τα αληθινά χρώματα είτε τα ψεύτικα χρώματα. Τα «ψεύτικα» χρώματα παρέχουν είτε μια οπτική αντιπροσώπευση των συγκεκριμένων, άμεσα μετρημένων ιδιοτήτων του συντελεστή ανάκλασης είτε κατηγορίες ορισμένων συνδυασμών ιδιοτήτων του συντελεστή ανάκλασης που αντιπροσωπεύουν μια υψηλή πιθανότητα μιας ιδιαίτερης κατάστασης, όπως η διαταραχή που προκαλείται από τις θρεπτική ανεπάρκειες, τις ασθένειες ή την ξηρασία.
 
'''Εξειδικευμένες φωτογραφικές και ηλεκτρονικές τεχνολογίες''' 
Το φωτογραφικό φιλμ είναι βασικά δύο τύπων - πανγχρωματικό και έγχρωμο. Το πανγχρωματικό φιλμ, που χρησιμοποιείται για να παρέχει ασπρόμαυρες εικόνες, είναι ευαίσθητο στο ορατό φως καθώς επίσης και στο υπέρυθρο φως μέχρι το ανώτερο όριο των 900 nm και υπεριώδες φως μέχρι το κατώτερο όριο των 300 nm. Το κανονικό έγχρωμο φιλμ αποτελείται από τρεις στρώσεις ευαίσθητες στο κόκκινο, πράσινο και μπλε φως και παράγει τις φωτογραφίες που φαίνονται κανονικές στο μάτι. Το έγχρωμο- υπέρυθρο φιλμ (CIR) είναι επίσης ένα φιλμ με τρεις στρώσεις αλλά είναι ευαίσθητο στο υπέρυθρο, κόκκινο και πράσινο φως. Όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία, το αποτελεσμα του φιλμ CIR δίνει μια εικόνα «ψεύτικου χρώματος» στην οποία το υπέρυθρο φως είναι τυπωμένο κόκκινο, το κόκκινο φως είναι τυπωμένα πράσινο, και η πράσινη βλάστηση εμφανίζεται μπλε. Το υπόλοιπο μπλε φως προσφέρει συχνά λίγες χρήσιμες πληροφορίες. Η πολλαπλής ζώνης φωτογραφία χρησιμοποιεί τους πολλαπλάσιους φακούς και τους διάφορους συνδυασμούς ταινιών και φίλτρων για να καταγράψει τις ταυτόχρονες φωτογραφίες του τοπίου από διάφορες μικρές ή ιδιαίτερες φασματικές σειρές.
 
Διάφορες τεχνολογίες είναι σε λειτουργία προκειμένου να συγκεντρωθούν τα δεδομένα του συντελεστή ανάκλασης ηλεκτρονικά. Η ορολογία που χρησιμοποιείται για να περιγράψει αυτές τις τεχνολογίες περιλαμβάνει συχνά προθέματα όπως πολυ- και υπερ- για να δείξει περίπου πόσες χωριστές ζώνες του συντελεστή ανάκλασης μετριούνται. Ο όρος '''πολυφασματικός''' χαρακτηριστικά υπονοεί ότι περίπου τέσσερις σχετικά ευρείες ζώνες του συντελεστή ανάκλασης μετριούνται, ενώ ο όρος υπερφασματικός συνήθως υπονοεί ότι περίπου μια τάξη 100 σχετικά στενών ζωνών του συντελεστή ανάκλασης μετριέται.
Η ποιότητα ή η αξία των δεδομένων της τηλεπισκόπισης συσχετίζονται με την φασματική, χωρική και χρονική ανάλυση.
 
Η '''φασματική ανάλυση''' είναι ο βαθμός στον οποίο τα μήκη κύματος του φωτός στο φάσμα είναι διαχωρισμένα. Οι διάφοροι τύποι αισθητήρων χρησιμοποιούνται για να συλλέξουν το απεικονισμένο φως από διάφορα τμήματα του EM φάσματος. Μια ασπρόμαυρη (γκρίζα κλίμακα) εικόνα έχει την χαμηλή φασματική ανάλυση επειδή αποτελείται από το φως από το ορατό φάσμα, αλλά χωρίς τα χρώματα. Αντίθετα, μια εικόνα χρώματος έχει την υψηλότερη φασματική ανάλυση. Στην πράξη, τα φίλτρα και οι πολλαπλοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για να συλλέξουν το φως από πολλές στενές ζώνες του EM φάσματος για να παρέχουν την φασματική ανάλυση.

'''Ερμηνεία εικόνας: Επαλήθευση στο έδαφος και κατευθυνόμενη αναγνώριση'''. 

Επειδή τα στοιχεία τηλεπισκόπησης υπολογίζουν κατά μέσο όρο τα χαρακτηριστικά του συντελεστή ανάκλασης από μια σχετικά μεγάλη περιοχή που μπορεί να περιλάβει διάφορα φυτά, η ακριβής αιτία της μεταβλητότητας δεν είναι συνήθως σαφής από τις εικόνες και μόνο. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μόνο η επιθεώρηση από το έδαφος μπορεί να παρέχει μια αξιόπιστη εξήγηση για αυτή τη μεταβλητότητα. 
'''Επίγεια επαλήθευση''' είναι η πράξη της προσωπικής μετάβασης σε ένα χωράφι για να καθοριστεί η αιτία της μεταβλητότητας που ανιχνεύεται σε μια εικόνα.
Τρακτέρ με κατάλληλα τοποθετημένους αισθητήρες μετρούν κινούμενοι στο έδαφος την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτοί οι κινητοί αισθητήρες παρέχουν μια εναλλακτική μέθοδο για τις μετρήσεις του συντελεστή ανάκλασης και προσφέρουν τη δυνατότητα των σε πραγματικό χρόνο ρυθμίσεων των πρακτικών διαχείρισης. Συγκεκριμένα, τα ραδιόμετρα χρησιμοποιούνται για να μετρήσουν την πρασινάδα της κόμης στις καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι για να αναπτύξουν μια μέθοδο για να ρυθμίσουν αυτόματα τα ποσοστά αζώτου κατά τη διάρκεια της εφαρμογής. Παρόμοιοι αισθητήρες αναπτύσσονται για να ανιχνεύσουν τα ζιζάνια ή τα έντομα για την επιλεκτική εφαρμογή του αντίστοιχου φυτοφαρμάκου και για τη λήψη των διαχειριστικών αποφάσεων. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης παρέχουν ένα σημαντικό εργαλείο ενίσχυσης στην επιτόπια εξειδικευμενη διαχείριση των συγκομιδών. Η τηλεπισκόπηση έχει τη δυνατότητα να παρέχει σε πραγματικό χρόνο ανάλυση των ιδιοτήτων μιας εξελισσόμενης καλλιέργειας που μπορεί να βοηθήσει στη λήψη των έγκαιρων διαχειριστικών αποφάσεων που έχουν επιπτώσεις στο προιόν της τρέχουσας συγκομιδής. Εντούτοις, όπως άλλες τεχνολογίες για την επίτευξη γεωργίας ακριβείας, οι πληροφορίες που λαμβάνονται από την τηλεπισκόπηση είναι σημαντικότερες όταν συνδυάζονται με άλλα διαθέσιμα στοιχεία. Για αυτόν τον λόγο, ακόμη και οι παλαιότερες φωτογραφίες μπορούν να πάρουν νέα αξία.
Η ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης στις διαχειριστικές δραστηριότητές απαιτεί πειθαρχία και θα απαιτήσει νέες τεχνικές διαχείρισης και τεχνικές δεξιότητες. Για να είναι επιτυχημένη, η τηλεπισκόπηση πρέπει να συνοδευθεί από ένα καλό συμβατικό πρόγραμμα ανίχνευσης και τοπογραφίας και τα οφέλη των βελτιώσεων στη διαχείριση πρέπει να αντισταθμίσουν το κόστος απόκτησης της τεχνολογίας καθώς επίσης και τον πρόσθετο χρόνο που θα αναλωθεί στη διαχείριση.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:PAPER 2 image002.jpg

2012-02-09T19:22:56Z

Dpapagi: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:PAPER 2 image002.jpg"

Αρχείο:PAPER 2 image002.jpg

2012-02-09T19:15:05Z

Dpapagi:

Εφαρμογές στη Γεωργία Τηλεπισκόπισης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών

2012-02-09T09:21:03Z

Dpapagi:

Συγγραφέας:
Anil Rai, Indian Agricultural Statistics Research Institute, Library Avenue, New Delhi 110012, INDIA 

E-mail: anilrai@iasri.res.in <anilrai@iasri.res.in>

'''Πηγή''' REMOTE SENSING AND GIS APPLICATIONS IN AGRICULTURE
Από Remote Sensing for Agriculture -www.iasri.res.in 
'''Εισαγωγή''' 
Ο αριθμός των δορυφόρων, αφιερωμένων στην τηλεπισκόπιση (ή την Παρατήρηση της Γης) έχει αυξηθεί σημαντικά κατά την τελευταία δεκαετία και θα αυξηθεί περαιτέρω κατά την επόμενη δεκαετία και μετά.
Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών, μαζί με την εμφάνιση πολλών εμπορικών πακέτων Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και άλλων εργαλείων λογισμικού για τη επεξεργασία χωρικών δεδομένων διευκολύνουν την εμφάνιση μιας σειράς από νέες εφαρμογές των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης που έχουν αναπτυχθεί ή έχουν εισέλθει στην επιχειρησιακή υπηρεσία κατά την τελευταία δεκαετία. 

'''Σκοπός''' 
Σκοπός αυτής της δημοσίευσης είναι να τονώσει, ενθαρρύνει και να βοηθήσει τις χώρες χωρίς εμπειρία στη χρήση των δεδομένων από την τηλεπισκόπιση να αποκτήσουν την απαραίτητη τεχνογνωσία για να εκμεταλλευτούν και να υλοποιήσει στο έπακρο τις δυνατότητές της.
Η χρήση της τεχνικής της τηλεπισκόπισης για τη συλλογή δεδομένων σε συνδυασμό με την εισαγωγή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) ως ένα ισχυρό εργαλείο για την επεξεργασία αυτών των δεδομένων μαζί με τις πληροφορίες που συλλέγονται σύμφωνα με τις παραδοσιακές τεχνικές, βοηθά να ξεπεραστούν οι παραδοσιακοί περιορισμοί στον όγκο των δεδομένων. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης με την βοήθεια της κατάλληλης επεξεργασίας και ανάλυσης που αναπτύσσεται στην παρούσα δημοσίευση, επιτρέπουν την προετοιμασία της βάσης, την αξιολόγηση του ανάγλυφου εδάφους, την ταξινόμηση των χρήσεων και υποβαθμίσεων της γης και την παραγωγή των αντίστοιχων χαρτών. Η γεωργία και συναφείς καλλιέργειες είναι φαινόμενα δυναμικά και συνεπώς μια σωστή εκτίμηση των συνθηκών σε οποιαδήποτε στιγμή είναι απαραίτητη για την πρόβλεψη των τάσεων, των προτύπων σε κάλυψη γης, των διαδικασιών παραγωγής, συγκομιδής και απόδοσης του φυτικού κεφαλαίου. 

'''Μεθοδολογία και διαδικασία''' 
'''Τηλεπισκόπιση''' 

Η μεταφορά πληροφοριών από ένα αντικείμενο σε έναν δέκτη (παρατηρητής), με τη βοήθεια της ακτινοβολίας μεταδίδεται μέσω της ατμόσφαιρας. Η αλληλεπίδραση μεταξύ της ακτινοβολίας και το αντικείμενο ενδιαφέροντος μεταφέρει πληροφορίες που απαιτούνται από τη φύση του αντικειμένου π.χ., συντελεστή ανάκλασης, εκπομπής, τραχύτητας.
Η αντανάκλαση του φωτός μιας φυσικής πηγής όπως ο ήλιος από τη βλάστηση θα δώσει πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή αντανάκλαση του αντικειμένου και φασματική ταυτότητά του και συνεπώς την φύση του αντικειμένου (Πράσινα δέντρα, κλπ.). Ενεργητική όταν π.χ. η ακτινοβολία μικροκυμάτων που εκπέμπεται από ένα σύστημα ραντάρ ειδικά σχεδιασμένο και διαχέεται από ένα σύννεφο βροχής προς τα πίσω στον δέκτη θα δώσει πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος και την ένταση της σταγόνας βροχής. 

'''Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία''' 
Η ακτινοβολία μπορεί να παρατηρηθεί είτε ως κίνηση κύματος, ή ως ενιαία διακριτά πακέτα ενέργειας, τα φωτόνια.
Η ενέργεια Ε ενός φωτονίου δίνεται από τον τύπο: 

Ε= hc/όπου c, v και λ είναι η ταχύτητα, η συχνότητα και το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, αντίστοιχα και h είναι η σταθερά του Plank. 
Η θεωρία των κυμάτων της ακτινοβολίας έχει επίδραση στην τηλεπισκόπιση αφού η ακτινοβολία αντανακλάται σε μια επιφάνεια και μεταδίδεται, απορροφάται και διασκορπίζεται σε ένα μέσο. 

'''Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα''' 
H ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καλύπτει ένα πολύ μεγάλο φάσμα μηκών κύματος. Στην Τηλεπισκόπιση ασχολούμαστε με την ακτινοβολία από την υπεριώδη (UV), που έχει μήκη κύματος της από 0,3 - 0,4 μm (10-6 m) σε μήκη κύματος ραντάρ στην περιοχή των 10 cm (10-1 m) (βλ. Σχήμα 1. παρακάτω).
Έτσι διαφέρουν σημαντικά τα φαινόμενα που παρατηρούνται στις διάφορες περιοχές του μήκους κύματος. 

'''Αναλύσεις Δεδομένων''' 
Τα δεδομένα από την Τηλεπισκόπιση παρέχουν μια συνοπτική ή περιφερειακή άποψη της επιφάνειας της Γης, καθώς και την ευκαιρία να προσδιοριστούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Τεχνικές ανάλυσης συχνά αφορούν κυρίως τις τιμές των δεδομένων σε μια εικόνα για ορισμένα χαρακτηριστικά του εδάφους, ή για παραμέτρους, που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, στις μεθόδους συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπισης απόλυτα συμμετέχει τουλάχιστον ένα επίπεδο εμμέσου υπολογισμού. Με την έννοια ότι μια μελέτη με σκοπό να καθορίσει την κατάσταση και την κάλυψη της βλάστησης πρέπει να συσχετισθεί με μετρήσιμα από την τηλεπισκόπιση μεγέθη και συγκεκριμένα την ανάκλαση.
Ένας επιπλέον περιορισμός που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγουμε με χρήση τηλεπισκόπισης χρησιμοποιούν μόνο το δυναμικό εύρος των μετρήσεων στο επιλεγμένο «χώρο μέτρησης».
Για να διακρίνεται ένα χαρακτηριστικό στο σύνολο των δεδομένων, η ανάλυση και το μέγεθος της μέτρησης πρέπει να είναι κατάλληλη για τις μετρήσιμες ιδιότητες του.
Για να μπορεί ένα χαρακτηριστικό να διαχωριστεί από άλλα, οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να παρέχουν την διάκριση μεταξύ των διαφορών στην ανάκλαση που έχουν αυτά τα χαρακτηριστικά.
Διαφορετικά υλικά ανταποκρίνονται με διαφορετικούς ξεχωριστούς τρόπους στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Αυτό σημαίνει ότι με την '''φασματική ανάλυση''', μια συγκεκριμένη φασματική καμπύλη απόκρισης αποτελεί την '''φασματική υπογραφή''', μπορεί να προσδιοριστεί για κάθε είδος υλικού αλλά μπορεί να απαιτείται ότι τα φάσματα είναι επαρκώς λεπτομερή όσον αφορά το μήκος κύματος. Επίσης κατηγορίες της ύλης (όπως το έδαφος το οποίο περιέχει διάφορα μέταλλα), μπορεί να μην είναι άμεσα αναγνωρίσιμες βάσει των φασματικών δεδομένων μόνο. 
Μία επιπλέον ανάλυση είναι η '''Χωρική ανάλυση''' που καθορίζει το επίπεδο της χωρικής λεπτομέρειας που απεικονίζεται σε μια εικόνα. Το μικρότερο αντικείμενο πρέπει να είναι αναγκαστικά μεγαλύτερη από ένα εικονοστοιχείο (pixel). Με αυτή την έννοια, η χωρική ανάλυση είναι άμεσα συνδεδεμένη με εικόνες που αποτελούνται από εικονοστοιχεία. Σε πρακτικό επίπεδο, η «Ανιχνευσιμότητα» ενός αντικειμένου σε μια εικόνα περιλαμβάνει την εξέταση της φασματικής αντίθεσης καθώς και της χωρικής ανάλυσης. 
Η '''Ραδιομετρική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως το ποσό της ενέργειας που απαιτείται για να αυξήσει την τιμή ενός εικονοστοιχείου κατά ένα επίπεδο κβάντωσης. Ο ραδιομετρικός βαθμός είναι το δυναμικό εύρος ή το μέγιστο αριθμό των επιπέδων κβάντωσης που μπορεί να καταγραφεί από ένα συγκεκριμένο σύστημα ανίχνευσης. Οι περισσότερες εικόνες τηλεπισκόπισης καταγράφονται με επίπεδα κβάντωσης στην περιοχή 0 &shyp 255, δηλαδή, η ελάχιστη«Ανιχνεύσιμη» τιμή ακτινοβολίας καταγράφεται ως 0 ενώ η «μέγιστη» ακτινοβολία καταγράφεται ως
Αυτή η περιοχή είναι επίσης γνωστή και ως ανάλυση 8 bit επειδή όλες οι τιμές στην περιοχή μπορεί να εκπροσωπούνται από 8 bits (δυαδικά ψηφία) σε έναν υπολογιστή. 
Η '''χρονική ανάλυση''' των δεδομένων τηλεπισκόπισης ορίζεται ως ο κύκλος επανάληψης ή το διάστημα μεταξύ των λήψεων των διαδοχικών εικόνων. Αυτός ο κύκλος έχει καθοριστεί για το διαστημικό σκάφος με βάση τα τροχιακά χαρακτηριστικά τους, αλλά είναι αρκετά ευέλικτος για τύπους αεροσκαφών. 

'''Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας''' 
Οι ρίζες της τηλεπισκόπισης φτάσει πίσω στο έδαφος και τις αεροφωτογραφίες. Η σύγχρονη τηλεπισκόπισης πραγματικά απογειώθηκε καθώς δύο σημαντικές τεχνολογίες εξελίχθηκαν περισσότερο ή λιγότερο ταυτόχρονα: 

1) την ανάπτυξη εξελιγμένων ηλεκτρο-οπτικών αισθητήρων που λειτουργούν από τον αέρα και το διάστημα και 
2) την ψηφιοποίηση των στοιχείων που είναι πλέον κατάλληλα για την επεξεργασία και την ανάλυση με ευέλικτα λογισμικά υπολογιστή. 
Οι διαδικασίες επεξεργασίας Εικόνας εμπίπτουν σε τρεις γενικές κατηγορίες: 
α) Αποκατάσταση εικόνας (Προεπεξεργασία) 

β) Βελτίωση εικόνας και 

γ) Ταξινόμηση και εξαγωγή πληροφορίας. Τα δεδομένα από τη δορυφορική τηλεπισκόπιση έχουν τη μορφή του ψηφιακού αριθμού ή D.N. 

Η μέτρηση δεδομένων της ακτινοβολίας όπως της ανάκλασης και εκπομπής, οι οποίες ποικίλλουν σε μια συνεχή σειρά ακτινοβολίας, είναι τιμές που ψηφιοποιούνται μόλις φθάνουν στο διαστημικό σκάφος αφού αρχικά να μετρώνται από τους αισθητήρες.
Δεδομένα επίγεια μπορεί επίσης να ψηφιοποιηθούν κατά τη στιγμή της συλλογής. Ή, εικόνες που λαμβάνονται από με συμβατική φωτογράφηση είναι σε θέση να ψηφιοποιηθούν. Μια DN είναι απλά ένα από ένα σύνολο αριθμών που βασίζεται σε δυνάμεις του 2, όπως 26 =64
Το φάσμα των ακτινοβολιών, για παράδειγμα, καταγράφεται ως οι διαφορετικές τάσεις (voltages), αν ο αισθητήρας δίνει τέτοιο σήμα, που είναι η μετατροπή των φωτονίων που μετρήθηκαν σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή διαστήματα μήκους κύματος.
Τα άνω και κάτω όρια της ικανότητας ευαισθησίας του αισθητήρα σχηματίζουν το φάσμα των επιλεγμένων μελών του D.N. Οι τάσεις διαχωριστεί σε δύο ίσα σύνολα αριθμών με βάση την επιλεγμένη για ψηφιοποίηση περιοχή. Έτσι, μια μπάντα IRS μπορεί να έχει τιμές για την τάση – με μέγιστο και ελάχιστο που μπορεί να μετρηθεί - υποδιαιρεμένο σε 28 ή 256 ίσες μονάδες. Αυτά έχουν αυθαίρετα οριστεί σε 0 για τη χαμηλότερη τιμή, έτσι ώστε το εύρος να είναι από 0 έως 255. 

'''Προεπεξεργασία''' 
Η Προεπεξεργασία είναι ένα σημαντικό και ποικίλο σύνολο προγραμμάτων προετοιμασίας της εικόνας που ενεργούν για αντισταθμίσουν τα προβλήματα με τα δεδομένα της μπάντας και τις τιμές των ψηφιακών αριθμών τα οποία υπολογίζει εκ νέου με σκοπό την ελαχιστοποίηση αυτών των προβλημάτων όπως η ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιρροή της εξασθένησης και σκέδασης, οι γεωμετρικές στρεβλώσεις, τα αποτελέσματα της καμπυλότητας και της περιστροφής της Γης, παρατυπίες της απόκρισης των οργάνων ανίχνευσης, απώλεια συγκεκριμένων γραμμών σάρωσης κ.α. 
'''Αναδειγματοληψία''' 
Αναδειγματοληψία είναι μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται συνήθως για να παραχθούν καλύτερες εκτιμήσεις των ψηφιακών αριθμών D.N. για τα μεμονωμένα εικονοστοιχεία. Μετά από τις διάφορες γεωμετρικές διορθώσεις, το καθαρό αποτέλεσμα είναι ότι η προκύπτουσα ανακατανομή των εικονοστοιχείων περιλαμβάνει χωρικές μετατοπίσεις τους σε νέες, πιο ακριβείς σχετικές θέσεις. Με απλά λόγια, οι διορθώσεις έχουν οδηγήσει ένα εικονοστοιχείο που κατά τη στιγμή της δειγματοληψίας να ήταν στο έδαφος Α με τιμές Α, να μετατοπίζεται σε μια θέση που έχει τις τιμές Α αλλά μπορεί στην πραγματικότητα να βρίσκεται τοποθετημένο στο έδαφος Β. Μια εκτίμηση της νέας τιμής φωτεινότητας (ως DN) που είναι πιο κοντά στην κατάσταση Β γίνεται από κάποια μαθηματική τεχνική αναδειγματοληψίας. 
Τρεις είναι οι αλγόριθμοι δειγματοληψίας που χρησιμοποιούνται συνήθως: 

Στην τεχνική του '''Πλησιέστερου Γειτονικού Στοιχείου''' (Nearest Neighbor technique), το εικονοστοιχείο που μετατρέπεται παίρνει την τιμή του πλησιέστερου εικονοστοιχείου στον προ-μετατόπισης πίνακα. 
Στη '''Διγραμμική Προσέγγιση Παρεμβολής''' (Bilinear Interpolation), χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 4 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. 

Στην τεχνική '''Κυβικής Συνέλιξης''' χρησιμοποιείται ο μέσος όρος των ψηφιακών αριθμών DNS από τα 16 εικονοστοιχεία γύρω από το εικονοστοιχείο που μετατράπηκε. Αυτό οδηγεί συνήθως στη πιο ευκρινή εικόνα. 
Το πρώτο παράδειγμα ενός ψευδούς σύνθετου χρώματος, γίνεται με το συνδυασμό (είτε φωτογραφικά είτε με πρόγραμμα επεξεργασίας υπολογιστή) οποιασδήποτε των τριών ζωνών από εικόνες με κάποια επιλογή από φίλτρα χρώματος, συνήθως μπλε, πράσινο και κόκκινο. Το συνήθες σύνθετο ψευδές χρώμα γίνεται με την προβολή μιας εικόνας στη ζώνη του πράσινου με ένα μπλε φίλτρο, μιας κόκκινης ζώνης μέσω του πράσινου και η φωτογραφική υπέρυθρη εικόνα μέσα από ένα κόκκινο φίλτρο. Στην πράξη, χρησιμοποιούμε διάφορους αλγορίθμους χαρτογράφησης χρώματος για να διευκολυνθεί η οπτική ερμηνεία σε μια εικόνα, ενώ η αναλυτική επεξεργασία λειτουργεί συνήθως με τον αρχικό ψηφιακό αριθμό D.N. στις τιμές των εικονοστοιχείων.
Για καλύτερη εμφάνιση της εικόνας υπάρχουν πολλές τεχνικές πλέον όπως το επέκταση της αντίθεσης και το κόψιμο της πυκνότητας. Ακριβώς όπως η αντίθεση που εκτείνεται προσπαθεί να διευρύνει την έκφραση των διαφορών στην φασματική ανακλαστικότητα χειραγωγώντας τις τιμές D.N., έτσι και το χωρικό φιλτράρισμα ασχολείται με επέκταση αντιθέσεων τοπικά στο πεδίο του χώρου. Έτσι, αν στον πραγματικό κόσμο υπάρχουν όρια και στις δύο πλευρές μεταξύ των χαρακτηριστικών όπως η ανάκλαση ή η εκπομπή (αξιοσημείωτη καθώς αυτό σημαίνει αιχμηρές ή απότομες αλλαγές των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N.), αυτά τα όρια μπορεί να τονισθούν από οποιοδήποτε από τους πολλούς αλγορίθμους υπολογιστή (ή αναλογικά οπτικά φίλτρα). Γραμμικά χαρακτηριστικά, ιδίως, όπως τα γεωλογικά ρήγματα μπορεί να γίνει να ξεχωρίζουν. 
Ο τύπος των φίλτρων που χρησιμοποιούνται, υψηλής ή χαμηλής, εξαρτάται από τη χωρική κατανομή συχνότητας των τιμών ψηφιακών αριθμών D.N. και σε αυτό που ο χρήστης επιθυμεί να τονίσει.
 
Υπάρχουν δύο κοινές μέθοδοι για τον εντοπισμό και την ταξινόμηση χαρακτηριστικών σε εικόνες: Ταξινόμηση χωρίς επίβλεψη και με επίβλεψη. 

'''Συμπέρασμα''' 
Οι δυνατότητες για κοινωνικά και οικονομικά οφέλη που προσφέρει η τηλεπισκόπιση προκύπτουν από την μοναδική δυνατότητα να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση εκτεταμένων περιοχών της επιφάνειας της Γης με σχετικά χαμηλό κόστος, καθώς και την ικανότητα να εστιάζονται σε συγκεκριμένες ιδιότητες της επιφάνειας της γης και της θάλασσας που μας ενδιαφέρουν και να παρέχουν λεπτομερείς, χωροεντοπισμένες πληροφορίες. Σε ορισμένες εφαρμογές, η τηλεπισκόπιση προσφέρει μια εναλλακτική πηγή για τα δεδομένα, η οποία θα μπορούσε να αποκτηθεί από επίγεια ή εναέρια τοπογράφηση αλλά με μια πιο έγκαιρη και λιγότερο δαπανηρή λύση. Σε άλλες περιπτώσεις, η διαθεσιμότητα των δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπισης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική λύση, για παράδειγμα, όπου άλλες τεχνικές, δεν θα ήταν πρακτικά εφαρμόσιμες.

[[category:Γεωργία]]