RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Αρχείο:Koubeit3.JPG

2010-03-28T20:12:34Z

Earmenis:

Αρχείο:Koubeit2.JPG

2010-03-28T20:11:50Z

Earmenis:

Αρχείο:Koubeit1.JPG

2010-03-28T20:11:04Z

Earmenis:

Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ

2010-03-28T20:09:13Z

Earmenis:

Comparative analysis of thermal environments in New York city and Kuwait city
Andy Y. Kwartenga and Christopher Smallb

1. Περίληψη:

Οι δορυφορικές μέθοδοι ανάκτησης θερμικών δεδομένων για αστικούς χώρους προσφέρουν μια ελκυστική και σχετικά φτηνή μέθοδο με εφαρμογές στην ταξινόμηση των χρήσεων γης, τις μεταβολές στις ενεργειακές αλληλεπιδράσεις και τις ατμοσφαιρικές μεταβολές. Στο παρόν άρθρο με την χρήση δεδομένων από το LANDSAT ETM+ αναλύεται η εκπομπή θερμότητας από τα κτίρια στις πόλεις της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ, οι οποίες βρίσκονται σε εύκρατο και θερμό κλίμα αντίστοιχα. Οι θερμικές φωτογραφίες χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με πολυφασματικά δεδομένα έτσι ώστε να συσχετιστεί η διασπορά θερμοκρασίας με την βλάστηση. Γενικά, οι θερμοκρασίες που παρατηρήθηκαν στις ερημικές περιοχές γύρω από την πόλη του Κουβέιτ ήταν ψηλότερες σε σχέση με αυτές εντός του αστικού ιστού. Στην Νέα Υόρκη όμως, οι προαστιακές περιοχές με πολλή βλάστηση είχαν σχετικά χαμηλότερη θερμοκρασία από τις χτισμένες. Παρότι το Κουβέιτ έχει λιγότερη βλάστηση, η μείωση της θερμοκρασίας είναι εμφανής.

2. Εισαγωγή

Καθώς ο πληθυσμός της γης συνεχίζει να αυξάνεται, η γρήγορη αστικοποίηση γίνεται αναπόφευκτη. Ποσοστό άνω του μισού παγκόσμιου πληθυσμού θεωρείται ότι ζει σε αστικές περιοχές. Η αστική κατάκλιση, (urban sprawl – η επέκταση μιας πόλης προς τα περίχωρά της και προς αγροτικά εδάφη με τρόπο που να ενθαρρύνεται η εξάρτηση από το αυτοκίνητο), και η μεγάλης έκτασης αλλαγή του φυσικού τοπίου θα συνεχίσει να κλιμακώνει και να έχει βαθιά επίδραση στις περιβαλλοντικές συνθήκες και διαδικασίες. Παράλληλα με τις προκλήσεις που παρουσιάζονται στους τομείς του προγραμματισμού της χρήσης της γης, της στέγασης, της ρύπανσης και της ανάπτυξης, η αστικοποίηση έχει λάβει μεγάλη προσοχή παγκόσμια λόγω των επιπτώσεων των αλλαγών στο μικροκλίμα και σε περιφερειακά κλίματα και της επίδρασης της ενδεχόμενης ανόδου της στάθμης της θάλασσας.

Καθώς οι αστικές περιοχές εκτείνονται, τα περιβάλλοντα τοπία τους αλλάζουν δραματικά. Σε τροπικές και συγκρατημένες περιοχές, η αστικοποίηση συνεπάγεται την αποψίλωση των δασών και την απώλεια αγροτικής γης. Ωστόσο στις ξηρές και ερημικές περιοχές, όπως έχει παρατηρηθεί στην Αραβική χερσόνησο, η αστικοποίηση οδηγεί στην αντικατάσταση του άγονου εδάφους από κτίρια, αστικές κατασκευές όπως πεζοδρόμια, δρόμοι κ.α., διακοσμητικά δέντρα και γρασίδι. Συνεπώς, η αστικοποίηση σε δασικές και συγκρατημένες περιοχές μεταφράζεται σε μείωση του εξατμισοδιαπνοής, ενώ το αντίθετο ισχύει σε ξηρές περιοχές. Ένας σημαντικός στόχος των αρμόδιων για το σχεδιασμό πόλεων είναι η διασφάλιση ενός υγειούς και ευχάριστου περιβάλλοντος για τους κατοίκους και η αποφυγή οποιασδήποτε επιβλαβούς συνέπειας από μεγάλης κλίμακας αλλαγές. Οποιαδήποτε αποτελεσματική τεχνική μετριασμού πρέπει να βασίζεται σε αποτελεσματικό μακροπρόθεσμο έλεγχο λόγω των συνεχών αλλαγών την αστικής μορφολογίας και των περιβαλλοντικών συνθηκών.

Η κοντά στην επιφάνεια της γης θερμοκρασία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη μελέτη των διαδικασιών βιόσφαιρας, της επίγειας υδρολογίας και διάφορων επιστημονικών διαδικασιών σχετικών με τη γη, συμπεριλαμβανομένου του αστικού κλίματος (Norman et al., 1995; Czajkowski et al., 2004). Είναι επίσης ευρέως γνωστό ότι η θερμοκρασία της ακτινοβόλου επιφάνειας της γης είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στη βλάστηση όπως και στην περιεκτικότητα του εδάφους σε υγρασία.

Συνεπώς, η διαθεσιμότητα των αξιόπιστων δεδομένων για την επιφανειακή θερμοκρασία σε μεγάλες χωρικές και χρονικές κλίμακες είναι καθοριστική για διάφορες μελέτες του αστικού περιβάλλοντος. Επιτόπιες μετρήσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας δεν είναι γενικά εφικτές λόγω της περιορισμένης πυκνότητας δειγματοληψίας. Θερμικές υπέρυθρες πληροφορίες που αντλούνται από δορυφόρους και που μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασία φωτεινότητας με χρήση του νόμου του Planck, προσφέρουν έναν ελκυστικό και φθηνό τρόπο μέτρησης της επιφανειακής θερμοκρασίας. Τέτοια δεδομένα έχουν χρησιμοποιηθεί ως δεδομένα εισόδου σε μοντέλα ανταλλαγής αστικής επιφανειακής ατμόσφαιρας αλλά και γενικότερα σε ποικίλες μελέτες, συμπεριλαμβανομένων της ταξινόμησης της κάλυψης εδάφους και των αλληλεπιδράσεων των ενεργειακών ροών. Ωστόσο η χρήση των θερμικών παρατηρήσεων έχει περιοριστεί σε κάποιο βαθμό λόγω της spatial resolution, (μέτρηση στην οποία διαφαίνεται πόσο κοντά μπορούν να αναλυθούν οι γραμμές σε μία εικόνα), των δορυφόρων, της δυσκολίας στη λήψη τιμών ενδεικτικών της εκπεμπόμενης ενέργειας μέσω ακτινοβολίας των διαφόρων υλικών καθώς και της ενσωμάτωσης διάφορων μεταβλητών που επηρρεάζουν τη θερμική ακτινοβολία και την κατανομή της ενέργειας στην επιφάνεια σε θερμικά μοντέλα. Εντούτοις διάφορες χρήσιμες μελέτες για τη θερμοκρασία και τις θερμικές περιοχές έχουν διενεργηθεί (Oke, 1987; Voogt and Oke, 2003).

Οι πιο επιτυχείς εφαρμογές της τηλεπισκόπησης στο αστικό περιβάλλον περιλαμβάνουν γενικά μετρήσεις φυσικών ποσοτήτων σχετικών με περιβαλλοντικές συνθήκες όπως επιφανειακή θερμοκρασία και αφθονία βλάστησης. Οι δύο μεταβλητές μπορούν να συνδυαστούν και να παρέχουν περιορισμούς στα συνδυασμένα αποτελέσματα των χωρικών παραλλαγών στο albedo, (μέτρηση της έντασης με την οποία ένα υλικό ανακλά φως από μία φωτεινή πηγή), στη θερμική εκπομπή και στην εξατμισοδιαπνοή. Οι χωρικές παραλλαγές είναι καθοριστικός παράγοντας των περιβαλλοντικών συνθηκών όσον αφορά στα επίπεδα άνεσης για τον άνθρωπο. Σκοπός αυτής της μελέτης είναι να απεικονίσει διαφορές σε περιβαλλοντικές συνθήκες που έχουν τηλεπισκοπηθεί για δύο πόλεις που βρίσκονται σε συγκρατημένες και ξηρές αστικές περιοχές αντίστοιχα. Χρησιμοποιείται Landsat ETM+ απεικόνιση για την ανάλυση των εξαρτήσεων των ενεργειακών ροών στις αστικές επιφάνειες των πόλεων της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ. Η πόλη του Κουβέιτ χαρακτηρίζεται από ερημικό περιβάλλον με ελάχιστες βροχοπτώσεις και από ένα ξηρό και πολύ ζεστό κλίμα. Αντίθετα η πόλη της Νέας Υόρκης βρίσκεται σε ένα συγκρατημένο κλίμα διαμορφωμένο από τη θερμική αδράνεια του Ατλαντικού ωκεανού. Θερμική απεικόνιση χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με πολυφασματική απεικόνιση για την ερμηνεία της κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας σε περιβάλλοντα που χαρακτηρίζονται από αφθονία στη βλάστηση σε endmembers, (μεταλλεύματα που βρίσκονται στο ακραίο τέλος μιας ορυκτής σειράς από άποψη αγνότητας), και που έχουν υπολογιστεί από τη φασματική ανάλυση μιγμάτων.

3. Αστικό περιβάλλον και φαινόμενο θερμικης νησίδας

Η χωρική συσσώρευση της χτισμένης επιφάνειας της γης στις περισσότερες πόλεις έχει διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά από τα περισσότερα φυσικά περιβάλλοντα. Γενικά, το φυσικό περιβάλλον μιας μεγάλης πόλης είναι ριζικά διαφορετικό από το φυσικό περιβάλλον των μικρών νοικοκυριών σε αγροτικές περιοχές. Αυτά τα φυσικά χαρακτηριστικά επηρρεάζουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες αλλάζοντας τη ροή της μάζας και της ενέργειας μέσα στο περιβάλλον. Οι περισσότερες από τις κατοικήσιμες περιοχές του πλανήτη χαρακτηρίζονται από χώμα και βλάστηση αλλά τα περισσότερα χτισμένα περιβάλλοντα κυριαρχούνται από αστικές κατασκευές, όπως δρόμους και πεζοδρόμια, και έχουν σχετικά μικρές ποσότητες βλάστησης. Το χώμα διατηρεί την υγρασία και επιτρέπει τη συνεχή εξάτμιση στην ατμόσφαιρα ενώ οι αστικές κατασκευές αυξάνουν την απορροή και μειώνουν σημαντικά την εξάτμιση προς το αστικό περιβάλλον.

Η σύνθεση της αστικής μορφολογίας και του περιβάλλοντα χώρου οδηγεί σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται αστικό νησί θερμότητας, (urban heat island), το οποίο προκύπτει από τις αλλαγές στο αστικό κλίμα οφειλόμενες σε ανθρωπογενή δραστηριότητα (Oke, 1987). Αστικά υλικά, όπως υλικά κατασκευών, στέγες, άσφαλτος, σκυρόδεμα και δρόμοι απορροφούν περισσότερη θερμότητα από τον ήλιο. Η επακόλουθη απελευθέρωση της ενέργειας αναγκάζει τις αστικές περιοχές να είναι πιο ζεστές συγκριτικά με τις περιβάλλουσες μη αστικές περιοχές, δημιουργώντας έτσι το φαινόμενο αστικής ζέστης, (urban heat effect), (Oke, 1987; Gallo et al., 1995; Lo et al., 1997; Owen et al., 1998; Nichol, 2003; Voogt and Oke, 2003). Το αστικό νησί θερμότητας έχει παρατηρηθεί και τεκμηριωθεί εδώ και ενάμιση αιώνα (Howard, 1833; Oke, 1987). Ανάλογα με τη θέση, το αστικό νησί θερμότητας μπορεί να επιδεινωθεί από την απουσία ή την απομάκρυνση της βλάστησης, η οποία παρέχει τη σκιά και την εξατμισοδιαπνοή για να δροσιστεί ο αέρας τις ζεστές μέρες.

Η δυναμική της επίδρασης του αστικού νησιού θερμότητας είναι μια συνάρτηση του χρόνου, των μετεωρολογικών συνθηκών, των τοπικών και αστικών χαρακτηριστικών, και συνεπώς μπορεί να είναι μοναδική για συγκεκριμένες αστικές περιοχές. Γενικά, τα πάρκα, οι λίμνες και οι ανοιχτές περιοχές εμφανίζονται σχετικά πιο δροσερά συγκριτικά με εμπορικά, βιομηχανικά ή πυκνά κτίρια (Roth et al., 1989). Η ένταση της αστικής ζέστης, ΔT(u-r), είναι η διαφορά ανάμεσα στη μέγιστη αστική θερμοκρασία (u) και στη χαμηλή μη αστική θερμοκρασία ( r), και ελέγχεται από τα μοναδικά χαρακτηριστικά των αστικών και προαστιακών περιοχών. Για παράδειγμα, στις πόλεις με ψηλά κτιρία, οι τρισδιάστατες κατασκευές αλλάζουν τη ροή του αέρα που θα μπορούσε να μειώσει την απώλεια της θερμότητας που οδηγεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες (Oke, 1987 Nichol, 1996, 1998).

4. Σημασία αστικής βλάστησης

Η αφθονία και η χωρική διανομή της βλάστησης έχουν ισχυρή επίδραση στις αστικές και προαστιακές περιβαλλοντικές συνθήκες. Η βλάστηση επηρρεάζει τις ενεργειακές ροές από την επιλεκτική αντανάκλαση και απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας. Η βλάστηση φέρει μία σημαντική επίδραση στην ψύξη του περιβάλλοντος καθώς απορροφά ένα μεγάλο μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας και απελευθερώνει την ενέργεια διαπνέοντας το νερό και δε μετατρέπει την ενέργεια σε ζέστη και την επανακτινοβολεί, όπως κάνουν οι χτισμένες επιφάνειες (e.g., Goward et al., 1985; Gallo et al., 1993; Price, 1990; Carlson et al., 1994; Gillies et al., 1997; Owen et al., 1998). Το γεγονός αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τις διαφορετικές ροές υγρασίας και ηλιακής ακτινοβολίας, τη βελτίωση του επιπέδου άνεσης του ανθρώπου και τελικά την ενεργειακή αποταμίευση από την ψύξη. Εκτός από την παροχή σκιάς και τη δημιουργία wind shelterbelts, (φυτείες που αποτελούνται από μία ή περισσότερες σειρές από δέντρα ή θάμνους που έχουν τοποθετηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε ο χώρος που καλύπτουν να προστατεύεται από τον αέρα και τη διάβρωση), τα αστικά δέντρα μπορούν να χαμηλώσουν τη μέση θερμοκρασία γύρω από ένα κτίριο ή σε ένα πάρκο, να βελτιώσουν την ποιότητα του αέρα καθώς επίσης και να μειώσουν το σχηματισμό της αστικής αιθαλομίχλης (Akbari, 2002). Σε κρύα κλίματα, τα δέντρα προστατεύουν τα κτίρια από τον κρύο χειμερινό αέρα και επομένως σώζουν ενέργεια από την ενέργεια για τη θέρμανση. Σε ζεστό καιρό, ο καλά προγραμματισμένος εξωραϊσμός των δέντρων και των φυτών μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τον κλιματισμό σε ποσοστό τουλάχιστον 50% (Parker, 1981). Η καλά διατηρημένη και προσεγμένη αστική βλάστηση με τη μορφή δέντρων, χλόης και λουλουδιών είναι οπτικά ευχάριστη, ιδιαίτερα σε ξηρά περιβάλλοντα, όπου η γηγενής βλάστηση περιορίζεται από τις σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες.

5. Περιοχές Μελέτης

Η πόλη του Κουβέιτ και οι περισσότερες περιοχές της Αραβικής χερσονήσου χαρακτηρίζονται από ερημικό περιβάλλον με ελάχιστες βροχοπτώσεις, και από ένα ξηρό και πολύ ζεστό κλίμα. Την άνοιξη (Ιανουάριος με Μάρτιος), οι θερμοκρασίες στο Κουβέιτ είναι γενικά χαμηλές και σχετικά ευχάριστες συγκριτικά με το καλοκαίρι, όπου ειδικά τον Ιούλιο οι θερμορκασίες κυμαίνονται μεταξύ 37,4 C και 45 C. Το Μάρτιο η μέση θερμοκρασία στο Κουβέιτ τα τελευταία 50 χρόνια είναι 19,3 C με μέγιστη τους 25,6 C και ελάχιστη τους 13,2 C. Πέρα από τα όρια της πόλης του Κουβέιτ, η προαστιακή περιοχή αποτελείται από την επίπεδη κυματιστή έρημο της οποίας ποσοστό μεγαλύτερο του 50% έχει δημιουργηθεί από την κίνηση του ανέμου. Κατά την ανοιξιάτικη βροχερή περίοδο, η περιοχή υποστηρίζει την ανάπτυξη της εφήμερης βλάστησης. Ωστόσο, οι ερημικές περιοχές υποφέρουν από υπερβόσκηση καμήλων, προβάτων και κατσίκων αφήνοντας το χώμα σχεδόν γυμνό τις περισσότερες φορές.

Η κυβέρνηση του Κουβέιτ είχε αρχίσει πολλά αναπτυξιακά έργα για τη βελτίωση της ποιότητας ζωής από τη στιγμή που ξεκίνησε η γρήγορη πληθυσμιακή αύξηση τη δεκαετία του '70. Ο πληθυσμός του Κουβέιτ ήταν περίπου 2,7 εκατομμύρια το 2004 ενώ ήταν 2 εκατομμύρια το 1997, 467 χιλιάδες το 1965 και 206 χιλιάδες το 1957. Τοπικά προγράμματα εξωραϊσμού ξεκίνησαν το 1960. Η πιο πρόσφατη φάση ανάπτυξης ήταν το 1996 όπου αναπτύχθηκε ένα έργο φύτευσης σαν πηγή εθνικής υπερηφάνειας και για να ενισχύσει την οικονομική παραγωγικότητα. Το πρόγραμμα έχει σα στόχο την αύξηση της βλάστησης στην πόλη του Κουβέιτ μέσα σε 20 χρόνια όπως προγραμματίζεται.

Αντίθετα, η Νέα Υόρκη χαρακτηρίζεται από ένα συγκρατημένο κλίμα διαμορφωμένο από τη θερμική αδράνεια του Ατλαντικού ωκεανού. Οι ετήσεις θερμοκρασίες κυμαίνονται γενικά από -20C έως 40C με τις εποχές να καθορίζονται από τη θερμοκρασία παρά από τους κύκλους του νερού. Αντίθετα με αυτό που πιστεύεται ευρέως, η περιοχή του μετρό της Νέας Υόρκης χαρακτηρίζεται από άφθονη αστική και προαστιακή βλάστηση με τη μορφή φυλλοβόλων δέντρων στους δρόμους, πολυάριθμων πάρκων καθώς και δημόσιων πράσινων χώρων. Ο πληθυσμός της Νέας Υόρκης δεν έχει αλλάξει δραματικά τα τελευταία δύο χρόνια. Ωστόσο, στην περιοχή μελέτης, οι κατοικήσιμες περιοχές έχουν επεκταθεί ραγδαία προς τις προαστιακές αγροτικές περιοχές.

6. Αποτελέσματα επεξεργασίας

Η Landsat ETM+ εικόνα της πόλης του Κουβέιτ που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη πάρθηκε υπό ερημικές ανοιξιάτικες συνθήκες στις 6 Μαρτίου του 2001, ενώ η Landsat ETM+ εικόνα της πόλης της Νέας Υόρκης πάρθηκε υπό καλοκαιρινές συνθήκες ξηρασίας στις 6 Αυγούστου του 2001. Τα σύνολα δεδομένων υποβλήθηκαν στις ίδιες διαδικασίες και τεχνικές επεξεργασίας και για αυτό οι σκούροι και ελαφριοί τόνοι στα μέρη βλάστησης και στις επιφανειακές θερμοκρασίες στις εικόνες είναι συγκρίσιμοι. Η μόνη εξαίρεση είναι το μέρος της βλάστησης στην εικόνα του Κουβέιτ όπου η αναλογία φωτεινότητας – αντίθεσης έχει αυξηθεί κατά 30% ώστε τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα να είναι ιδιαίτερα αισθητά.

[[Εικόνα: koubeit1.JPG| thumb| right|Εικόνα 1 ]]

Η εικόνα 1 παρουσιάζει τα κανάλια 7,4 και 2 της δορυφορικής εικόνας Landsat TM για το Κουβέιτ και για τη Νέα Υόρκη. Η εικόνα του Κουβέιτ δείχνει καθαρά την οροθεσία των κατοικημένων και των περιοχών ερήμου με κιτρινωπό – καφέ χρώμα. Η διαφορά στην πυκνότητα και την ανάπτυξη της βλάστησης στα διάφορα προάστια του Κουβέιτ διαφαίνεται καθαρά στην εικόνα. Περιοχές με λιγότερη κάλυψη από βλάστηση και ίσως που χρήζουν προσοχής από τους αρμόδιους για το σχεδιασμό πόλεων, περιλαμβάνουν (1) Al-Shuwaikh και Al-Rai, βιομηχανικές περιοχές με χαμηλή πυκνότητα κατοικιών, (2) Al-Sulaibiyah, (3) Al-Firdous, (4) ναυπηγείο παλιοσίδερου, (5) χωριό Doha και (6) Hawalli (Figure 5, Kwarteng και Chavez, 1998). Στην εικόνα της Νέας Υόρκης, η βλάστηση σε πάρκα, νεκροταφεία, δημόσιους πράσινους χώρους και προαύλια είναι ιδιαίτερα εμφανής. Ξεχωρίζουν επίσης καθαρά κατοικήσιμες και βιομηχανικές περιοχές καθώς και η κλίση βλάστησης στην πόλη και στα προάστια. Στο Μανχάταν πάρκα και δημόσιοι πράσινοι χώροι φαίνονται διαφορετικά και οι πραγματικές διαφορές ανάμεσα στη βλάστηση σε δρόμους και σε προαύλια είναι εμφανείς.

Η εικόνα 2 παρουσιάζει σε εικόνες μέρη βλάστησης και επιφανειακές θερμοκρασίες για το Κουβέιτ και τη Νέα Υόρκη, που πάρθηκαν από τη Landsat 7 απεικόνιση. Από την εικόνα 2, η κατανομή των μερών βλάστησης που παρατηρείται στο Κουβέιτ είναι γενικά χαμηλότερη από αυτή που παρατηρείται στη Νέα Υόρκη, όπου υπάρχει υπερβλάστηση με τη μορφή μεγάλων φυλλοβόλων δέντρων, υδρότοποι και κλειστά θολωτά δάση σε πάρκα και νεκροταφεία. Στην εικόνα της Νέας Υόρκης πάρκα και δημόσιοι πράσινοι χώροι διακρίνονται εύκολα. Οι επιφανειακές θερμοκρασίες στις προαστιακές περιοχές είναι γενικά χαμηλότερες από ότι στις κατοικημένες και βιομηχανικές περιοχές. Η βλάστηση στην πόλη του Κουβέιτ αποτελείται από φοίνικες, θάμνους, χλόη και γρασίδι, τα οποία ποτίζονται μία φορά το χρόνο (Kwarteng, 2002a, b). Παρά τη χαμηλή κάλυψη βλάστησης που έχει παρατηρηθεί στο Κουβέιτ, οι συγκριτικές ποσότητες των μερών βλάστησης σε διαφορετικές κατοικημένες περιοχές διακρίνονται στις εικόνες. Αν και η Νέα Υόρκη έχει υπερβλάστηση, οι επιφανειακές θερμοκρασίες είναι υψηλότερες από αυτές του Κουβέιτ, γεγονός που οφείλεται στις διαφορετικές εποχές. Οι επιφανειακές θερμοκρασίες που παρατηρούνται για τις περιβάλλουσες περιοχές των ερήμων είναι υψηλότερες από ότι στις κατοικήσιμες περιοχές. Παρά τη χαμηλότερη κάλυψη από βλάστηση, το φαινόμενο ψύξης είναι εμφανές στις διαφαινόμενες κατοικημένες περιοχές του Κουβέιτ, όπως προκύπτει από την εικόνα.

[[Εικόνα: koubeit2.JPG| thumb| right|Εικόνα 2 ]]

Καθένα από τα scatterplots των επιφανειακών θερμοκρασιών και των μερών βλάστησης της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ, δείχνουν ένα σύννεφο από τριγωνικές κατανομές των pixels (εικόνα 3). Pixels κοντά στη βάση του τριγώνου, το οποίο είναι παράλληλο προς τον άξονα των επιφανειακών θερμοκρασιών, επιτυγχάνουν ένα πολύ πλατύτερο εύρος θερμοκρασιών συγκριτικά με τα pixels στις γωνίες των τριγώνων. Οι σκούρες περιοχές στην εικόνα 3 αναπαριστούν μεγαλύτερη πυκνότητα από pixels από ότι στις ανοιχτόχρωμες περιοχές.

Σύμφωνα με τον Carlson και λοιπούς (1995), η θερμή άκρη είναι ένα αισθητά καθορισμένο όριο που αντιπροσωπεύει το γεωμετρικό τόπο των υψηλότερων θερμοκρασιών και των διαφορετικών μερών βλάστησης. Από την άλλη μεριά, η κρύα άκρη αντιπροσωπεύει το γεωμετρικό τόπο των χαμηλότερων θερμοκρασιών για τα μέρη βλάστησης. Οι μορφές τριγωνικών κατανομών στα scatterplots ορίζουν τα φυσικά όρια που επιβάλλονται από την κάλυψη βλάστησης, την περιεκτικότητα του χώματος σε νερό και τις διαφορετικές κατανομές των υλικών επιφάνειας. Στις αγροτικές περιοχές η μορφή της κατανομής θερμοκρασία προς βλάστηση, (Temperature/Vegetation – TV), προκύπτει από τις χωρικές παραλλαγές στην κάλυψη βλάστησης και τη διαθεσιμότητα της υγρασίας στο έδαφος (Gillies et al., 1997; Crombie et al,, 1999).

[[Εικόνα: koubeit3.JPG| thumb| right|Εικόνα 3 ]]

Περισσότερες μορφές χρήσεων γης στην περιοχή των 2 πόλεων αναγνωρίστηκε στην Ν. Υόρκη, όπως φαινεται στην εικόνα 3, κυρίως λογω της μορφολογίας και της θέσης των 2 πόλεων. Με εξαιρεση λίγων ψηλών κτηρίων στο κέντρο του Κουβέιτ, η πλειοψηφία των κτηρίων είναι μονώροφα ή διώροφα με χρήση εμπορικη ή κατοικία. Αντιθέτως, στην Ν. Υόρκη αναγνωρίστηκαν περιοχές κατοικίας με κτήρια από 2 έως 20 ορόφους, καθώς και εμπορικές περιοχές με υψηλά κτήρια.

7. Συμπεράσματα

Οι πιο πετυχημένες χρήσεις της τηλεπισκόπησης στα αστικά περιβάλλοντα είναι για την αναγνώριση της βλάστησης και της θερμοκρασιακής κατανομής. Η σύγκριση των 2 πόλεων μέσω των δορυφορικών εικόνων του Landsat αναδεικνύει τις διαφορές των 2 πόλεων. Η θερμοκρασίες προέκυψαν από το κανάλι του θερμικού υπέρυθρου, μέσω του Νόμου του Πλανκ.

Οι επιφανειακή θερμοκρασία στο Κουβέιτ των περιφερειακών περιοχών της ερήμου είναι υψηλότερη από αυτή των περιοχών κατοικίας, λόγω του φαινόμενου δροσισμού από την βλάστηση. Αντιθέτως, οι θερμοκρασίες στις εμπορικές και πυκνοκατοικημένες περιοχές της Ν. Υόρκης είναι υψηλότερες σε σχέση με τις προαστιακές περιοχές. Είναι εμφανής η εξάρτηση της θερμοκρασίας από την βλάστηση, την υγρασία και στην σύσταση του εδάφους.

[[category:Ενέργεια]]

Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ

2010-03-28T19:59:47Z

Earmenis:

Comparative analysis of thermal environments in New York city and Kuwait city
Andy Y. Kwartenga and Christopher Smallb

1. Περίληψη:

Οι δορυφορικές μέθοδοι ανάκτησης θερμικών δεδομένων για αστικούς χώρους προσφέρουν μια ελκυστική και σχετικά φτηνή μέθοδο με εφαρμογές στην ταξινόμηση των χρήσεων γης, τις μεταβολές στις ενεργειακές αλληλεπιδράσεις και τις ατμοσφαιρικές μεταβολές. Στο παρόν άρθρο με την χρήση δεδομένων από το LANDSAT ETM+ αναλύεται η εκπομπή θερμότητας από τα κτίρια στις πόλεις της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ, οι οποίες βρίσκονται σε εύκρατο και θερμό κλίμα αντίστοιχα. Οι θερμικές φωτογραφίες χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με πολυφασματικά δεδομένα έτσι ώστε να συσχετιστεί η διασπορά θερμοκρασίας με την βλάστηση. Γενικά, οι θερμοκρασίες που παρατηρήθηκαν στις ερημικές περιοχές γύρω από την πόλη του Κουβέιτ ήταν ψηλότερες σε σχέση με αυτές εντός του αστικού ιστού. Στην Νέα Υόρκη όμως, οι προαστιακές περιοχές με πολλή βλάστηση είχαν σχετικά χαμηλότερη θερμοκρασία από τις χτισμένες. Παρότι το Κουβέιτ έχει λιγότερη βλάστηση, η μείωση της θερμοκρασίας είναι εμφανής.

2. Εισαγωγή

Καθώς ο πληθυσμός της γης συνεχίζει να αυξάνεται, η γρήγορη αστικοποίηση γίνεται αναπόφευκτη. Ποσοστό άνω του μισού παγκόσμιου πληθυσμού θεωρείται ότι ζει σε αστικές περιοχές. Η αστική κατάκλιση, (urban sprawl – η επέκταση μιας πόλης προς τα περίχωρά της και προς αγροτικά εδάφη με τρόπο που να ενθαρρύνεται η εξάρτηση από το αυτοκίνητο), και η μεγάλης έκτασης αλλαγή του φυσικού τοπίου θα συνεχίσει να κλιμακώνει και να έχει βαθιά επίδραση στις περιβαλλοντικές συνθήκες και διαδικασίες. Παράλληλα με τις προκλήσεις που παρουσιάζονται στους τομείς του προγραμματισμού της χρήσης της γης, της στέγασης, της ρύπανσης και της ανάπτυξης, η αστικοποίηση έχει λάβει μεγάλη προσοχή παγκόσμια λόγω των επιπτώσεων των αλλαγών στο μικροκλίμα και σε περιφερειακά κλίματα και της επίδρασης της ενδεχόμενης ανόδου της στάθμης της θάλασσας.

Καθώς οι αστικές περιοχές εκτείνονται, τα περιβάλλοντα τοπία τους αλλάζουν δραματικά. Σε τροπικές και συγκρατημένες περιοχές, η αστικοποίηση συνεπάγεται την αποψίλωση των δασών και την απώλεια αγροτικής γης. Ωστόσο στις ξηρές και ερημικές περιοχές, όπως έχει παρατηρηθεί στην Αραβική χερσόνησο, η αστικοποίηση οδηγεί στην αντικατάσταση του άγονου εδάφους από κτίρια, αστικές κατασκευές όπως πεζοδρόμια, δρόμοι κ.α., διακοσμητικά δέντρα και γρασίδι. Συνεπώς, η αστικοποίηση σε δασικές και συγκρατημένες περιοχές μεταφράζεται σε μείωση του εξατμισοδιαπνοής, ενώ το αντίθετο ισχύει σε ξηρές περιοχές. Ένας σημαντικός στόχος των αρμόδιων για το σχεδιασμό πόλεων είναι η διασφάλιση ενός υγειούς και ευχάριστου περιβάλλοντος για τους κατοίκους και η αποφυγή οποιασδήποτε επιβλαβούς συνέπειας από μεγάλης κλίμακας αλλαγές. Οποιαδήποτε αποτελεσματική τεχνική μετριασμού πρέπει να βασίζεται σε αποτελεσματικό μακροπρόθεσμο έλεγχο λόγω των συνεχών αλλαγών την αστικής μορφολογίας και των περιβαλλοντικών συνθηκών.

Η κοντά στην επιφάνεια της γης θερμοκρασία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη μελέτη των διαδικασιών βιόσφαιρας, της επίγειας υδρολογίας και διάφορων επιστημονικών διαδικασιών σχετικών με τη γη, συμπεριλαμβανομένου του αστικού κλίματος (Norman et al., 1995; Czajkowski et al., 2004). Είναι επίσης ευρέως γνωστό ότι η θερμοκρασία της ακτινοβόλου επιφάνειας της γης είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στη βλάστηση όπως και στην περιεκτικότητα του εδάφους σε υγρασία.

Συνεπώς, η διαθεσιμότητα των αξιόπιστων δεδομένων για την επιφανειακή θερμοκρασία σε μεγάλες χωρικές και χρονικές κλίμακες είναι καθοριστική για διάφορες μελέτες του αστικού περιβάλλοντος. Επιτόπιες μετρήσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας δεν είναι γενικά εφικτές λόγω της περιορισμένης πυκνότητας δειγματοληψίας. Θερμικές υπέρυθρες πληροφορίες που αντλούνται από δορυφόρους και που μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασία φωτεινότητας με χρήση του νόμου του Planck, προσφέρουν έναν ελκυστικό και φθηνό τρόπο μέτρησης της επιφανειακής θερμοκρασίας. Τέτοια δεδομένα έχουν χρησιμοποιηθεί ως δεδομένα εισόδου σε μοντέλα ανταλλαγής αστικής επιφανειακής ατμόσφαιρας αλλά και γενικότερα σε ποικίλες μελέτες, συμπεριλαμβανομένων της ταξινόμησης της κάλυψης εδάφους και των αλληλεπιδράσεων των ενεργειακών ροών. Ωστόσο η χρήση των θερμικών παρατηρήσεων έχει περιοριστεί σε κάποιο βαθμό λόγω της spatial resolution, (μέτρηση στην οποία διαφαίνεται πόσο κοντά μπορούν να αναλυθούν οι γραμμές σε μία εικόνα), των δορυφόρων, της δυσκολίας στη λήψη τιμών ενδεικτικών της εκπεμπόμενης ενέργειας μέσω ακτινοβολίας των διαφόρων υλικών καθώς και της ενσωμάτωσης διάφορων μεταβλητών που επηρρεάζουν τη θερμική ακτινοβολία και την κατανομή της ενέργειας στην επιφάνεια σε θερμικά μοντέλα. Εντούτοις διάφορες χρήσιμες μελέτες για τη θερμοκρασία και τις θερμικές περιοχές έχουν διενεργηθεί (Oke, 1987; Voogt and Oke, 2003).

Οι πιο επιτυχείς εφαρμογές της τηλεπισκόπησης στο αστικό περιβάλλον περιλαμβάνουν γενικά μετρήσεις φυσικών ποσοτήτων σχετικών με περιβαλλοντικές συνθήκες όπως επιφανειακή θερμοκρασία και αφθονία βλάστησης. Οι δύο μεταβλητές μπορούν να συνδυαστούν και να παρέχουν περιορισμούς στα συνδυασμένα αποτελέσματα των χωρικών παραλλαγών στο albedo, (μέτρηση της έντασης με την οποία ένα υλικό ανακλά φως από μία φωτεινή πηγή), στη θερμική εκπομπή και στην εξατμισοδιαπνοή. Οι χωρικές παραλλαγές είναι καθοριστικός παράγοντας των περιβαλλοντικών συνθηκών όσον αφορά στα επίπεδα άνεσης για τον άνθρωπο. Σκοπός αυτής της μελέτης είναι να απεικονίσει διαφορές σε περιβαλλοντικές συνθήκες που έχουν τηλεπισκοπηθεί για δύο πόλεις που βρίσκονται σε συγκρατημένες και ξηρές αστικές περιοχές αντίστοιχα. Χρησιμοποιείται Landsat ETM+ απεικόνιση για την ανάλυση των εξαρτήσεων των ενεργειακών ροών στις αστικές επιφάνειες των πόλεων της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ. Η πόλη του Κουβέιτ χαρακτηρίζεται από ερημικό περιβάλλον με ελάχιστες βροχοπτώσεις και από ένα ξηρό και πολύ ζεστό κλίμα. Αντίθετα η πόλη της Νέας Υόρκης βρίσκεται σε ένα συγκρατημένο κλίμα διαμορφωμένο από τη θερμική αδράνεια του Ατλαντικού ωκεανού. Θερμική απεικόνιση χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με πολυφασματική απεικόνιση για την ερμηνεία της κατανομής της επιφανειακής θερμοκρασίας σε περιβάλλοντα που χαρακτηρίζονται από αφθονία στη βλάστηση σε endmembers, (μεταλλεύματα που βρίσκονται στο ακραίο τέλος μιας ορυκτής σειράς από άποψη αγνότητας), και που έχουν υπολογιστεί από τη φασματική ανάλυση μιγμάτων.

3. Αστικό περιβάλλον και φαινόμενο θερμικης νησίδας

Η χωρική συσσώρευση της χτισμένης επιφάνειας της γης στις περισσότερες πόλεις έχει διαφορετικά φυσικά χαρακτηριστικά από τα περισσότερα φυσικά περιβάλλοντα. Γενικά, το φυσικό περιβάλλον μιας μεγάλης πόλης είναι ριζικά διαφορετικό από το φυσικό περιβάλλον των μικρών νοικοκυριών σε αγροτικές περιοχές. Αυτά τα φυσικά χαρακτηριστικά επηρρεάζουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες αλλάζοντας τη ροή της μάζας και της ενέργειας μέσα στο περιβάλλον. Οι περισσότερες από τις κατοικήσιμες περιοχές του πλανήτη χαρακτηρίζονται από χώμα και βλάστηση αλλά τα περισσότερα χτισμένα περιβάλλοντα κυριαρχούνται από αστικές κατασκευές, όπως δρόμους και πεζοδρόμια, και έχουν σχετικά μικρές ποσότητες βλάστησης. Το χώμα διατηρεί την υγρασία και επιτρέπει τη συνεχή εξάτμιση στην ατμόσφαιρα ενώ οι αστικές κατασκευές αυξάνουν την απορροή και μειώνουν σημαντικά την εξάτμιση προς το αστικό περιβάλλον.

Η σύνθεση της αστικής μορφολογίας και του περιβάλλοντα χώρου οδηγεί σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται αστικό νησί θερμότητας, (urban heat island), το οποίο προκύπτει από τις αλλαγές στο αστικό κλίμα οφειλόμενες σε ανθρωπογενή δραστηριότητα (Oke, 1987). Αστικά υλικά, όπως υλικά κατασκευών, στέγες, άσφαλτος, σκυρόδεμα και δρόμοι απορροφούν περισσότερη θερμότητα από τον ήλιο. Η επακόλουθη απελευθέρωση της ενέργειας αναγκάζει τις αστικές περιοχές να είναι πιο ζεστές συγκριτικά με τις περιβάλλουσες μη αστικές περιοχές, δημιουργώντας έτσι το φαινόμενο αστικής ζέστης, (urban heat effect), (Oke, 1987; Gallo et al., 1995; Lo et al., 1997; Owen et al., 1998; Nichol, 2003; Voogt and Oke, 2003). Το αστικό νησί θερμότητας έχει παρατηρηθεί και τεκμηριωθεί εδώ και ενάμιση αιώνα (Howard, 1833; Oke, 1987). Ανάλογα με τη θέση, το αστικό νησί θερμότητας μπορεί να επιδεινωθεί από την απουσία ή την απομάκρυνση της βλάστησης, η οποία παρέχει τη σκιά και την εξατμισοδιαπνοή για να δροσιστεί ο αέρας τις ζεστές μέρες.

Η δυναμική της επίδρασης του αστικού νησιού θερμότητας είναι μια συνάρτηση του χρόνου, των μετεωρολογικών συνθηκών, των τοπικών και αστικών χαρακτηριστικών, και συνεπώς μπορεί να είναι μοναδική για συγκεκριμένες αστικές περιοχές. Γενικά, τα πάρκα, οι λίμνες και οι ανοιχτές περιοχές εμφανίζονται σχετικά πιο δροσερά συγκριτικά με εμπορικά, βιομηχανικά ή πυκνά κτίρια (Roth et al., 1989). Η ένταση της αστικής ζέστης, ΔT(u-r), είναι η διαφορά ανάμεσα στη μέγιστη αστική θερμοκρασία (u) και στη χαμηλή μη αστική θερμοκρασία ( r), και ελέγχεται από τα μοναδικά χαρακτηριστικά των αστικών και προαστιακών περιοχών. Για παράδειγμα, στις πόλεις με ψηλά κτιρία, οι τρισδιάστατες κατασκευές αλλάζουν τη ροή του αέρα που θα μπορούσε να μειώσει την απώλεια της θερμότητας που οδηγεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες (Oke, 1987 Nichol, 1996, 1998).

4. Σημασία αστικής βλάστησης

Η αφθονία και η χωρική διανομή της βλάστησης έχουν ισχυρή επίδραση στις αστικές και προαστιακές περιβαλλοντικές συνθήκες. Η βλάστηση επηρρεάζει τις ενεργειακές ροές από την επιλεκτική αντανάκλαση και απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας. Η βλάστηση φέρει μία σημαντική επίδραση στην ψύξη του περιβάλλοντος καθώς απορροφά ένα μεγάλο μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας και απελευθερώνει την ενέργεια διαπνέοντας το νερό και δε μετατρέπει την ενέργεια σε ζέστη και την επανακτινοβολεί, όπως κάνουν οι χτισμένες επιφάνειες (e.g., Goward et al., 1985; Gallo et al., 1993; Price, 1990; Carlson et al., 1994; Gillies et al., 1997; Owen et al., 1998). Το γεγονός αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τις διαφορετικές ροές υγρασίας και ηλιακής ακτινοβολίας, τη βελτίωση του επιπέδου άνεσης του ανθρώπου και τελικά την ενεργειακή αποταμίευση από την ψύξη. Εκτός από την παροχή σκιάς και τη δημιουργία wind shelterbelts, (φυτείες που αποτελούνται από μία ή περισσότερες σειρές από δέντρα ή θάμνους που έχουν τοποθετηθεί με τέτοιο τρόπο ώστε ο χώρος που καλύπτουν να προστατεύεται από τον αέρα και τη διάβρωση), τα αστικά δέντρα μπορούν να χαμηλώσουν τη μέση θερμοκρασία γύρω από ένα κτίριο ή σε ένα πάρκο, να βελτιώσουν την ποιότητα του αέρα καθώς επίσης και να μειώσουν το σχηματισμό της αστικής αιθαλομίχλης (Akbari, 2002). Σε κρύα κλίματα, τα δέντρα προστατεύουν τα κτίρια από τον κρύο χειμερινό αέρα και επομένως σώζουν ενέργεια από την ενέργεια για τη θέρμανση. Σε ζεστό καιρό, ο καλά προγραμματισμένος εξωραϊσμός των δέντρων και των φυτών μπορεί να μειώσει σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τον κλιματισμό σε ποσοστό τουλάχιστον 50% (Parker, 1981). Η καλά διατηρημένη και προσεγμένη αστική βλάστηση με τη μορφή δέντρων, χλόης και λουλουδιών είναι οπτικά ευχάριστη, ιδιαίτερα σε ξηρά περιβάλλοντα, όπου η γηγενής βλάστηση περιορίζεται από τις σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες.

5. Περιοχές Μελέτης

Η πόλη του Κουβέιτ και οι περισσότερες περιοχές της Αραβικής χερσονήσου χαρακτηρίζονται από ερημικό περιβάλλον με ελάχιστες βροχοπτώσεις, και από ένα ξηρό και πολύ ζεστό κλίμα. Την άνοιξη (Ιανουάριος με Μάρτιος), οι θερμοκρασίες στο Κουβέιτ είναι γενικά χαμηλές και σχετικά ευχάριστες συγκριτικά με το καλοκαίρι, όπου ειδικά τον Ιούλιο οι θερμορκασίες κυμαίνονται μεταξύ 37,4 C και 45 C. Το Μάρτιο η μέση θερμοκρασία στο Κουβέιτ τα τελευταία 50 χρόνια είναι 19,3 C με μέγιστη τους 25,6 C και ελάχιστη τους 13,2 C. Πέρα από τα όρια της πόλης του Κουβέιτ, η προαστιακή περιοχή αποτελείται από την επίπεδη κυματιστή έρημο της οποίας ποσοστό μεγαλύτερο του 50% έχει δημιουργηθεί από την κίνηση του ανέμου. Κατά την ανοιξιάτικη βροχερή περίοδο, η περιοχή υποστηρίζει την ανάπτυξη της εφήμερης βλάστησης. Ωστόσο, οι ερημικές περιοχές υποφέρουν από υπερβόσκηση καμήλων, προβάτων και κατσίκων αφήνοντας το χώμα σχεδόν γυμνό τις περισσότερες φορές.

Η κυβέρνηση του Κουβέιτ είχε αρχίσει πολλά αναπτυξιακά έργα για τη βελτίωση της ποιότητας ζωής από τη στιγμή που ξεκίνησε η γρήγορη πληθυσμιακή αύξηση τη δεκαετία του '70. Ο πληθυσμός του Κουβέιτ ήταν περίπου 2,7 εκατομμύρια το 2004 ενώ ήταν 2 εκατομμύρια το 1997, 467 χιλιάδες το 1965 και 206 χιλιάδες το 1957. Τοπικά προγράμματα εξωραϊσμού ξεκίνησαν το 1960. Η πιο πρόσφατη φάση ανάπτυξης ήταν το 1996 όπου αναπτύχθηκε ένα έργο φύτευσης σαν πηγή εθνικής υπερηφάνειας και για να ενισχύσει την οικονομική παραγωγικότητα. Το πρόγραμμα έχει σα στόχο την αύξηση της βλάστησης στην πόλη του Κουβέιτ μέσα σε 20 χρόνια όπως προγραμματίζεται.

Αντίθετα, η Νέα Υόρκη χαρακτηρίζεται από ένα συγκρατημένο κλίμα διαμορφωμένο από τη θερμική αδράνεια του Ατλαντικού ωκεανού. Οι ετήσεις θερμοκρασίες κυμαίνονται γενικά από -20C έως 40C με τις εποχές να καθορίζονται από τη θερμοκρασία παρά από τους κύκλους του νερού. Αντίθετα με αυτό που πιστεύεται ευρέως, η περιοχή του μετρό της Νέας Υόρκης χαρακτηρίζεται από άφθονη αστική και προαστιακή βλάστηση με τη μορφή φυλλοβόλων δέντρων στους δρόμους, πολυάριθμων πάρκων καθώς και δημόσιων πράσινων χώρων. Ο πληθυσμός της Νέας Υόρκης δεν έχει αλλάξει δραματικά τα τελευταία δύο χρόνια. Ωστόσο, στην περιοχή μελέτης, οι κατοικήσιμες περιοχές έχουν επεκταθεί ραγδαία προς τις προαστιακές αγροτικές περιοχές.

6. Αποτελέσματα επεξεργασίας

Η Landsat ETM+ εικόνα της πόλης του Κουβέιτ που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη πάρθηκε υπό ερημικές ανοιξιάτικες συνθήκες στις 6 Μαρτίου του 2001, ενώ η Landsat ETM+ εικόνα της πόλης της Νέας Υόρκης πάρθηκε υπό καλοκαιρινές συνθήκες ξηρασίας στις 6 Αυγούστου του 2001. Τα σύνολα δεδομένων υποβλήθηκαν στις ίδιες διαδικασίες και τεχνικές επεξεργασίας και για αυτό οι σκούροι και ελαφριοί τόνοι στα μέρη βλάστησης και στις επιφανειακές θερμοκρασίες στις εικόνες είναι συγκρίσιμοι. Η μόνη εξαίρεση είναι το μέρος της βλάστησης στην εικόνα του Κουβέιτ όπου η αναλογία φωτεινότητας – αντίθεσης έχει αυξηθεί κατά 30% ώστε τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα να είναι ιδιαίτερα αισθητά.

Η εικόνα 1 παρουσιάζει τα κανάλια 7,4 και 2 τηε δορυφορικής εικόνας Landsat TM για το Κουβέιτ και για τη Νέα Υόρκη. Η εικόνα του Κουβέιτ δείχνει καθαρά την οροθεσία των κατοικημένων και των περιοχών ερήμου με κιτρινωπό – καφέ χρώμα. Η διαφορά στην πυκνότητα και την ανάπτυξη της βλάστησης στα διάφορα προάστια του Κουβέιτ διαφαίνεται καθαρά στην εικόνα. Περιοχές με λιγότερη κάλυψη από βλάστηση και ίσως που χρήζουν προσοχής από τους αρμόδιους για το σχεδιασμό πόλεων, περιλαμβάνουν (1) Al-Shuwaikh και Al-Rai, βιομηχανικές περιοχές με χαμηλή πυκνότητα κατοικιών, (2) Al-Sulaibiyah, (3) Al-Firdous, (4) ναυπηγείο παλιοσίδερου, (5) χωριό Doha και (6) Hawalli (Figure 5, Kwarteng και Chavez, 1998). Στην εικόνα της Νέας Υόρκης, η βλάστηση σε πάρκα, νεκροταφεία, δημόσιους πράσινους χώρους και προαύλια είναι ιδιαίτερα εμφανής. Ξεχωρίζουν επίσης καθαρά κατοικήσιμες και βιομηχανικές περιοχές καθώς και η κλίση βλάστησης στην πόλη και στα προάστια. Στο Μανχάταν πάρκα και δημόσιοι πράσινοι χώροι φαίνονται διαφορετικά και οι πραγματικές διαφορές ανάμεσα στη βλάστηση σε δρόμους και σε προαύλια είναι εμφανείς.

Η εικόνα 2 παρουσιάζει σε εικόνες μέρη βλάστησης και επιφανειακές θερμοκρασίες για το Κουβέιτ και τη Νέα Υόρκη, που πάρθηκαν από τη Landsat 7 απεικόνιση. Από την εικόνα 2, η κατανομή των μερών βλάστησης που παρατηρείται στο Κουβέιτ είναι γενικά χαμηλότερη από αυτή που παρατηρείται στη Νέα Υόρκη, όπου υπάρχει υπερβλάστηση με τη μορφή μεγάλων φυλλοβόλων δέντρων, υδρότοποι και κλειστά θολωτά δάση σε πάρκα και νεκροταφεία. Στην εικόνα της Νέας Υόρκης πάρκα και δημόσιοι πράσινοι χώροι διακρίνονται εύκολα. Οι επιφανειακές θερμοκρασίες στις προαστιακές περιοχές είναι γενικά χαμηλότερες από ότι στις κατοικημένες και βιομηχανικές περιοχές. Η βλάστηση στην πόλη του Κουβέιτ αποτελείται από φοίνικες, θάμνους, χλόη και γρασίδι, τα οποία ποτίζονται μία φορά το χρόνο (Kwarteng, 2002a, b). Παρά τη χαμηλή κάλυψη βλάστησης που έχει παρατηρηθεί στο Κουβέιτ, οι συγκριτικές ποσότητες των μερών βλάστησης σε διαφορετικές κατοικημένες περιοχές διακρίνονται στις εικόνες. Αν και η Νέα Υόρκη έχει υπερβλάστηση, οι επιφανειακές θερμοκρασίες είναι υψηλότερες από αυτές του Κουβέιτ, γεγονός που οφείλεται στις διαφορετικές εποχές. Οι επιφανειακές θερμοκρασίες που παρατηρούνται για τις περιβάλλουσες περιοχές των ερήμων είναι υψηλότερες από ότι στις κατοικήσιμες περιοχές. Παρά τη χαμηλότερη κάλυψη από βλάστηση, το φαινόμενο ψύξης είναι εμφανές στις διαφαινόμενες κατοικημένες περιοχές του Κουβέιτ, όπως προκύπτει από την εικόνα.

Καθένα από τα scatterplots των επιφανειακών θερμοκρασιών και των μερών βλάστησης της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ, δείχνουν ένα σύννεφο από τριγωνικές κατανομές των pixels (εικόνα 3). Pixels κοντά στη βάση του τριγώνου, το οποίο είναι παράλληλο προς τον άξονα των επιφανειακών θερμοκρασιών, επιτυγχάνουν ένα πολύ πλατύτερο εύρος θερμοκρασιών συγκριτικά με τα pixels στις γωνίες των τριγώνων. Οι σκούρες περιοχές στην εικόνα 3 αναπαριστούν μεγαλύτερη πυκνότητα από pixels από ότι στις ανοιχτόχρωμες περιοχές.

Σύμφωνα με τον Carlson και λοιπούς (1995), η θερμή άκρη είναι ένα αισθητά καθορισμένο όριο που αντιπροσωπεύει το γεωμετρικό τόπο των υψηλότερων θερμοκρασιών και των διαφορετικών μερών βλάστησης. Από την άλλη μεριά, η κρύα άκρη αντιπροσωπεύει το γεωμετρικό τόπο των χαμηλότερων θερμοκρασιών για τα μέρη βλάστησης. Οι μορφές τριγωνικών κατανομών στα scatterplots ορίζουν τα φυσικά όρια που επιβάλλονται από την κάλυψη βλάστησης, την περιεκτικότητα του χώματος σε νερό και τις διαφορετικές κατανομές των υλικών επιφάνειας. Στις αγροτικές περιοχές η μορφή της κατανομής θερμοκρασία προς βλάστηση, (Temperature/Vegetation – TV), προκύπτει από τις χωρικές παραλλαγές στην κάλυψη βλάστησης και τη διαθεσιμότητα της υγρασίας στο έδαφος (Gillies et al., 1997; Crombie et al,, 1999).

Περισσότερες μορφές χρήσεων γης στην περιοχή των 2 πόλεων αναγνωρίστηκε στην Ν. Υόρκη, όπως φαινεται στην εικόνα 3, κυρίως λογω της μορφολογίας και της θέσης των 2 πόλεων. Με εξαιρεση λίγων ψηλών κτηρίων στο κέντρο του Κουβέιτ, η πλειοψηφία των κτηρίων είναι μονώροφα ή διώροφα με χρήση εμπορικη ή κατοικία. Αντιθέτως, στην Ν. Υόρκη αναγνωρίστηκαν περιοχές κατοικίας με κτήρια από 2 έως 20 ορόφους, καθώς και εμπορικές περιοχές με υψηλά κτήρια.

7. Συμπεράσματα

Οι πιο πετυχημένες χρήσεις της τηλεπισκόπησης στα αστικά περιβάλλοντα είναι για την αναγνώριση της βλάστησης και της θερμοκρασιακής κατανομής. Η σύγκριση των 2 πόλεων μέσω των δορυφορικών εικόνων του Landsat αναδεικνύει τις διαφορές των 2 πόλεων. Η θερμοκρασίες προέκυψαν από το κανάλι του θερμικού υπέρυθρου, μέσω του Νόμου του Πλανκ.

Οι επιφανειακή θερμοκρασία στο Κουβέιτ των περιφερειακών περιοχών της ερήμου είναι υψηλότερη από αυτή των περιοχών κατοικίας, λόγω του φαινόμενου δροσισμού από την βλάστηση. Αντιθέτως, οι θερμοκρασίες στις εμπορικές και πυκνοκατοικημένες περιοχές της Ν. Υόρκης είναι υψηλότερες σε σχέση με τις προαστιακές περιοχές. Είναι εμφανής η εξάρτηση της θερμοκρασίας από την βλάστηση, την υγρασία και στην σύσταση του εδάφους.

[[category:Ενέργεια]]

Δημιουργία Τρισδιάστατης Ρεαλιστικής Απεικόνισης Αστικής Περιοχης σε Περιβαλλον GIS

2010-03-25T17:16:56Z

Earmenis:

fff

[[category:Χαρτογράφηση παραμέτρων ποιότητας τοπίου και υποβαθμισμένων περιοχών]]

Δημιουργία Τρισδιάστατης Ρεαλιστικής Απεικόνισης Αστικής Περιοχης σε Περιβαλλον GIS

2010-03-25T17:16:17Z

Earmenis: New page: Add Your Content Here category:Χαρτογράφηση παραμέτρων ποιότητας τοπίου και υποβαθμισμένων περιοχών

Add Your Content Here

[[category:Χαρτογράφηση παραμέτρων ποιότητας τοπίου και υποβαθμισμένων περιοχών]]

Αρμενης Ευστάθιος

2010-03-25T17:14:37Z

Earmenis:

[[Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία]]

[[Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους]]

[[Εφαρμογές των Synthetic Aperture Radars (SAR) στην αιολική ενέργεια]]

[[Δημιουργία Τρισδιάστατης Ρεαλιστικής Απεικόνισης Αστικής Περιοχης σε Περιβαλλον GIS]]

[[Πρόοδοι στην δημιουργία αιολικών χαρτών απο δεδομενα SAR]]

[[Κατασκευή δορυφορικών αιολικών χαρτών για την χωροθέτηση υπεράκτιων αιολικών πάρκων]]

[[Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ]]

[[H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης]]

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

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

2010-02-24T22:23:40Z

Earmenis:

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

Μ. Τσακίρη-Στρατή, Σ. Τσιούρης, Σ. Σιάχαλου, Γ. Δοξάνη

Περίληψη

Τα ρέματα αποτελούν αναμφισβήτητα αξιόλογη φυσική κληρονομιά. Η άγνοια τηςαξίας τους στις οικολογικές λειτουργίες, η έλλειψη οικοδομήσιμης γης και η μη εφαρμογή της υπάρχουσας νομοθεσίας στις μέρες μας έχουν οδηγήσει στη συρρίκνωση ή εξαφάνιση των ρεμάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας παρουσιάζεται η συμβολή της τηλεπισκοπικής δορυφορικής εικόνας στη διαχείριση και προστασία του
φυσικού συστήματος επιφανειακής απορροής. Παρουσιάζεται επίσης η νομοθεσία προστασίας των περιαστικών ρεμάτων. Συγκεκριμένα μελετήθηκε μία μικρή περιοχή στη δυτική περιαστική Θεσσαλονίκη (Δ.Δ. Νεοχωρούδας του Δήμου Καλλιθέας). Για τη χαρτογράφηση και ποσοτική και ποιοτική εκτίμηση των ρεμάτων της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία από εργασίες πεδίου, χαρτογραφικά δεδομένα και εικόνες του δορυφόρου QuickBird.

1. Εισαγωγή

Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. Η υποβάθμιση των ρεμάτων αποτελεί συχνό φαινόμενο της γενικότερης κακής διαχείρισης αυτών των οικοσυστημάτων, παρόλο που η προστασία τους κατοχυρώνεται από ένα σύνολο νομικών διατάξεων που συνδέονται κυρίως με πολεοδομικές ρυθμίσεις. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα ρέματα καταπατούνται τόσο στα όρια των όχθων τους όσο και μέσα στον πυθμένα τους και η συρρίκνωσή τους είναι συνήθως σταδιακή μέχρι την ολοκληρωτική εξαφάνισή τους κάτω από νέες κατασκευές (Καρανικάρη και Τσιούρης, 2005).

Η επιστήμη της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS) εισήγαγαν νέες μεθόδους στη διαχείριση των φυσικών οικοσυστημάτων. Η δυνατότητα διαχρονικής παρακολούθησης της γήινης επιφάνειας σε ελάχιστο χρόνο και με μικρό σχετικά κόστος παρέχει τη δυνατότητα καταγραφής όλων των μεταβολών που συμβαίνουν στο φυσικό περιβάλλον και επομένως διευκολύνουν την αντιμετώπιση ή την πρόβλεψη πιθανών προβλημάτων που απορρέουν από αυτές τις μεταβολές.

Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάδειξη της αξίας των περιαστικών ρεμάτων και η διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης της δορυφορικής τηλεπισκοπικής εικόνας στη μελέτη και διαχείριση των ρεμάτων. Συγκεκριμένα η εφαρμογή αφορά μια περιοχή της δυτικής περιαστικής Θεσσαλονίκης, στο δημοτικό διαμέρισμα Νεοχωρούδας του Δήμου Καλλιθέας.

2. Η έννοια και ο ρόλος των ρεμάτων

Σύμφωνα με τον Κτιριοδομικό Κανονισμό (ΦΕΚ 96Β/10.2.1987), το ρέμα ορίζεται ως κάθε φυσική διαμόρφωση του εδάφους σε αποδέκτη και αγωγό των νερών της βροχής ή της τήξης του χιονιού ή των φυσικών πηγών και εξυπηρετεί την απορροή τους προς άλλους μεγαλύτερης χωρητικότητας αποδέκτες, φυσικούς ή τεχνητούς (ρέματα, ποτάμια, λίμνες, θάλασσα κ.λπ.) που βρίσκονται σε χαμηλότερες στάθμες.

Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμύρων αποθηκεύοντας το νερό επιφανειακά ή υπόγεια ή οδηγώντας το σε αποδέκτες νερού μεγάλης χωρητικότητας. Κατά την κατακράτηση και ροή του νερού δημιουργούνται στην κοίτη των ρεμάτων χώροι πρασίνου με χαρακτηριστική βλάστηση χερσαίων ή υγροτοπικών οικοσυστημάτων και την αντίστοιχη πανίδα. Η κάλυψη αυτών των περιοχών με βλάστηση έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ταχύτητας των πλημμυρικών νερών, τη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και τη βελτίωση του μικροκλίματος της περιοχής. Δεν πρέπει να υποτιμηθεί η συμβολή των ρεμάτων στην αρχιτεκτονική του τοπίου και στην αναψυχή των επισκεπτών (Καρανικάρη και Τσιούρης 2005, Τσιούρης και Καλπάκης 2005).

3. Η νομοθεσία προστασίας των ρεμάτων

Οι σχετικές νομοθετικές διατάξεις που αφορούν την προστασία των ρεμάτων διακρίνονται σε τρεις επιμέρους κατηγορίες που ρυθμίζουν: α) το ζήτημα της δόμησης κοντά σε ρέματα (Εμμανουηλίδης 1994, Παπανακλής 1994), β) το ζήτημα της οριοθέτησης και αποτύπωσης των ρεμάτων και γ) το ζήτημα του χαρακτηρισμού τους ως κοινόχρηστων χώρων και ως διατηρητέων περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος.

Συγκεκριμένα οι διατάξεις ανάλογα με την κατηγορία έχουν ως εξής:

α) Η δόμηση κοντά σε ρέματα καθορίζεται από τον Γενικό Οικοδομικό Κανονισμό (ΝΔ 8/1973), κατά τον οποίο το σχέδιο οικισμού προσδιορίζει τις οικοδομήσιμες εκτάσεις επί των ρεμάτων που τις διασχίζουν ή εκτός των ρεμάτων. Σε απόσταση μικρότερη των 10 μέτρων από την όχθη τους δεν επιτρέπεται η ανέγερση κτιρίων ή περιτοιχισμάτων, πριν από την εκτέλεση των εκάστοτε ενδεικνυόμενων τεχνικών εργασιών για την διευθέτηση της κοίτης των ρεμάτων και την επικάλυψη των πρανών τους.

β) Η αποτύπωση και ο καθορισμός της οριογραμμής γίνεται σύμφωνα με το άρθρο 2, παρ. 3 του ΝΔ 81923/ 17.7-29.8.1923, όπου προβλέπεται κατά τη διαδικασία εγκρίσεως, τροποποιήσεως και επεκτάσεως του σχεδίου πόλεως, η αποτύπωση των υπαρχόντων ρεμάτων στην περιοχή.

γ) Ο κοινόχρηστος χαρακτήρας των ρεμάτων και ο χαρακτηρισμός τους ως διατηρητέων περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος καθορίζεται σύμφωνα με το άρθρο 6 του Ν. 2052/1992, μόνο όμως για τα ρέματα που βρίσκονται εντός του νομού Αττικής (Μαλιώκας κ.α., 1998). Ο χαρακτηρισμός του ρέματος ως κοινόχρηστου χώρου θεωρείται απαραίτητος προκειμένου το ρέμα μετά τη διενέργεια τυχόν απαραίτητων εργασιών διευθετήσεως να δύναται να επιτελέσει κυρίως τη λειτουργία της απορροής των υδάτων, αποκλειόμενης έτσι της επιχωματώσεώς του.

4. Kακή διαχείριση των ρεμάτων

Παρά το γεγονός ότι έχει αναγνωριστεί ο πολλαπλός ρόλος των ρεμάτων (Καρανικάρη και Τσιούρης, 2005) και έχει θεσμοθετηθεί νομοθετικά η προστασία αυτών, παρατηρείται το φαινόμενο της κακής διαχείρισης των ρεμάτων τόσο από την πλευρά των πολιτών όσο και από την πλευρά της Πολιτείας. Οι πιο συνηθισμένες μορφές κακής διαχείρισης των ρεμάτων είναι οι εξής:

1. Ο κάτοικοι επιχωματώνουν συστηματικά τις κοίτες των ρεμάτων και καταπατούν τα όρια των οχθών των ρεμάτων προσπαθώντας να αυξήσουν παράνομα την έκταση των ιδιοκτησιών τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις έχουν οικοπεδοποιηθεί και ανοικοδομηθεί οι κοίτες των ρεμάτων αυθαίρετα.

2. Πολλοί θεωρούν τα ρέματα χώρους απόρριψης μπαζών και σκουπιδιών μετατρέποντάς τα σε παράνομες χωματερές, καταστρέφοντας την οικολογική τους αξία και δημιουργώντας εστίες μόλυνσης του περιβάλλοντος (Κωτούλας, 1978).

3. Η μετατροπή των ρεμάτων σε οδικές αρτηρίες. Σύνηθες φαινόμενο στις πόλεις, όπως έγινε στη περίπτωση του Δενδροπόταμου Θεσσαλονίκης, ενέργεια που δυστυχώς αντιγράφεται και στα χωριά της χώρας μας.
Η λύση της επένδυσης της κοίτης των ρεμάτων με σκυρόδεμα και η κατασκευή κλειστών αγωγών αποκλείει τις φυσικές λειτουργίες των ρεμάτων. Συγκεκριμένα αποτρέπεται η δημιουργία χώρων πρασίνου, κατακράτησης μεγάλων ποσοτήτων υδάτων σε περίπτωση πλημμύρων και περιορίζεται ο ρόλος τους στην ροή και απόθεσητων νερών προς τη θάλασσα (Γκανούλης, 1994).

Πρόκειται λοιπόν για παρεμβάσεις των κατοίκων οι οποίες συντελούνται ανεξέλεγκτα. Η Πολιτεία εξυπηρετώντας πολιτικές σκοπιμότητες είτε ανέχεται αυτές τις καταπατήσεις είτε συναινεί και αντιμετωπίζει τα ρέματα ως εμπόδια για την «ανάπτυξη» του αστικού ιστού. Αποτέλεσμα αυτών των αλλοιώσεων είναι η συρρίκνωση ή και εξαφάνιση των ρεμάτων και η απειλή των αστικών και περιαστικών περιοχών από καταστροφικές πλημμύρες.

5. Δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στη μελέτη των ρεμάτων

Η τηλεπισκόπηση επέφερε σημαντικές αλλαγές στο χώρο της Χαρτογραφίας, αφού εισήγαγε την παρατήρηση και την παρακολούθηση του γήινου περιβάλλοντος στο σύνολό του και σε συχνή περιοδική χρονική κλίμακα (Τσακίρη- Στρατή, 1998). Η δυνατότητα λήψης εικόνων διαφορετικών ημερομηνιών διευκολύνει την παρατήρηση των μεταβολών που συντελούνται στο φυσικό περιβάλλον, ενώ παράλληλα παρέχονται πολύτιμες πληροφορίες σχετικές με τους τύπους χρήσεων γης (Vupalla et al., 2004). Η λήψη των πολυφασματικών τηλεπισκοπικών δεδομένων, ευαίσθητων σε πολλές περιοχές του φάσματος καθιστά δυνατή την ταξινόμηση της εικόνας με βάση τα φασματικά χαρακτηριστικά της. Έτσι επιτυγχάνεται ο ακριβής καθορισμός των χρήσεωγης της περιοχής των ρεμάτων και ο εντοπισμός πιθανών πηγών ρύπανσης και καταπάτησής τους από γειτονικές χρήσεις γης (Σιάχαλου κ.ά. 2004, Karanjit 2002).

Επιπλέον η δυνατότητα των δορυφορικών εικόνων στερεοσκοπικής κάλυψης μιας περιοχής καθιστά εφικτή τη δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (ΨΜΕ). Με το ΨΜΕ είναι δυνατή η παρατήρηση των κλίσεων και των υψομετρικών διαφορών του εδάφους. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τη δυνατότητα διαχρονικής συλλογής δεδομένων έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό πιθανής μεταβολής στην κοίτη του ρέματος (Betts and DeRose 1999, Martinez- Casasnovas 2002). Με τα τηλεπισκοπικά δεδομένα και το ΨΜΕ υπάρχει και η δυνατότητα της τρισδιάστατης απεικόνισης μιας περιοχής. Μπορεί δηλαδή να αποδοθεί μια περιοχή σε μορφή τρισδιάτατου χάρτη, γεγονός που επιτρέπει τον πιο εύκολο εντοπισμό των υψομετρικών διαφορών και συνεπώς των ρεμάτων.

Ένας άμεσος τρόπος καταγραφής των ρεμάτων είναι η ψηφιοποίησή τους στη δορυφορική εικόνα. Στην περίπτωση αυτή τα ρέματα αναγνωρίζονται στην εικόνα και με τη χρήση του ΨΜΕ μπορούν να αποδοθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια οι όχθες τους. Επίσης με την εφαρμογή φίλτρων και αλγορίθμων για τη βελτίωση της εικόνας είναι εφικτή η εξαγωγή πληροφορίας σχετικής με τη βλάστηση, το νερό ή ακόμα και την πιθανή ρύπανση των ρεμάτων.

Όλα τα προϊόντα των παραπάνω εφαρμογών λόγω της ψηφιακής τους μορφής μπορούν να εισαχθούν σε κάποιο Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS), όπου η μελέτη και διαχείρισή τους θα είναι εύκολη, γρήγορη και αποτελεσματική. Τα διαχρονικά, φασματικά, χωρικά και άλλα χαρακτηριστικά των δορυφορικών εικόνων μέσα σε ένα GIS σύστημα παρέχουν ένα πλήθος πληροφοριών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλες τις φάσεις ενός προγράμματος διαχείρισης ρεμάτων (Καρτέρης, 1998).

6. Μέθοδος μελέτης των ρεμάτων

6.1. Δεδομένα
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία είναι: α) η συνθετική ορθοεικόνα του δορυφόρου QuickBird, με χωρική ανάλυση 0,6m, η οποία είναι προϊόν εφαρμογής της τεχνικής της συγχώνευσης μεταξύ της παγχρωματικής και της πολυφασματικής εικόνας, β) το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους της περιοχής, με βήμα καννάβου 25m και γ) φωτογραφίες από επίγειες επισκέψεις.

6.2. Χαρτογράφηση των ρεμάτων
Αρχικά πραγματοποιήθηκε η ψηφιοποίηση των ρεμάτων στη δορυφορική εικόνα, με σκοπό τον όσο το δυνατό πιο σαφή προσδιορισμό τους. Έτσι εντοπίστηκαν και χαρτογραφήθηκαν τα ρέματα της περιοχής και έγινε πιο εύκολη η μελέτη των γειτονικών
χρήσεων γης.
Στην Εικόνα 1 διακρίνεται ένα ψηφιοποιημένο τμήμα ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας, όπου διακρίνεται όχι μόνο η κοίτη αλλά και οι όχθες του. Γίνεται έτσι σαφής η παραβίαση των νόμων προστασίας των ρεμάτων καθώς διαπιστώνεται η ύπαρξη μιας βιοτεχνικής μονάδας πολύ κοντά στις όχθες του.

[[Εικόνα: remata01.JPG| thumb| right|Εικόνα 1, ψηφιοποίηση ρέματος περιοχή Νεοχωρούδα]]

6.3. Επεξεργασία της συνθετικής εικόνας
Με την κατάλληλη επεξεργασία της συνθετικής εικόνας είναι δυνατός ο εντοπισμός των περιοχών με βλάστηση είτε με εφαρμογή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Vegetation Index) ή με το μετασχηματισμό Natural Color. Ο δείκτης NDVI είναι ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης, ο οποίος συνδυάζει δύο διαύλους πολυφασματικής εικόνας, οι οποίοι βρίσκονται στην κόκκινη (R) και στην εγγύς υπέρυθρη (IR) περιοχή του φάσματος.

Ο δείκτης NDVI εφαρμόστηκε στη συνθετική εικόνα και δημιουργήθηκε μια εικόνα στην οποία οι ανοιχτόχρωμες ψηφίδες αντιπροσωπεύουν τις περιοχές φυτικής κάλυψης (Εικόνα 2). Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να τονιστούν οι περιοχές πρασίνου οι οποίες υφίστανται εξαιτίας των ρεμάτων και να εκτιμηθεί η οικολογική τους σημασία.

[[Εικόνα: remata2.JPG| thumb| right|Εικόνα 2, Εικονα NVDΙ, στην οποία τονίζεται η βλάστηση]]

Επίσης εφαρμόστηκε ο αλγόριθμος Natural Color ο οποίος μετατρέπει μια πολυφασματική εικόνα με διαύλους B, G, R, IR σε μια εικόνα R,G,B στην οποία τα χρώματα εμφανίζονται πιο φυσικά. Αυτή η τεχνική έχει σαν αποτέλεσμα τα ρέματα να είναι εύκολα αναγνωρίσιμα στην εικόνα γιατί εμφανίζονται λόγω της βλάστησης με πράσινο χρώμα.

6.4. Τρισδιάστατη οπτικοποίηση της συνθετικής εικόνας

Ένας άλλος τρόπος ρεαλιστικής απόδοσης της επιφάνειας του εδάφους είναι η τρισδιάστατη απεικόνιση του. Λαμβάνοντας υπόψη ότι στις περιοχές των ρεμάτων υπάρχει μια ιδιαίτερη μορφολογία λόγω υψομετρικών διαφορών μεταξύ πυθμένα-όχθης, η τρισδιάστατη απεικόνισή τους αποτελεί δυνατό εργαλείο εντοπισμού και παρακολούθησης τους. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκε υπέρθεση της εικόνας Natural Color στο Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους και εντοπίστηκαν οι αντίστοιχες περιοχές με έντονες κλίσεις (Εικόνα 3).

[[Εικόνα: remata03.JPG| thumb| right|Εικόνα 3, εικόνα natural color σε τρισδιάστατη απεικόνηση]]

7. Προτάσεις

Οι λειτουργίες και αξίες των ρεμάτων επιβάλλεται να κατανοηθούν τόσο από την Πολιτεία όσο και από τους πολίτες και κυρίως από εκείνους των οποίων οι ιδιοκτησίες είναι όμορες των ρεμάτων. Η υλοποίηση προγραμμάτων σχετικής ενημέρωσης των πολιτών επείγει, όπως επείγει και η ενημέρωση γύρω από την υπάρχουσα σχετική νομοθεσία. Στις περιπτώσεις που η υπάρχουσα νομοθεσία περί ρεμάτων είναι ανεπαρκής, προτείνεται προς την Πολιτεία η επικαιροποίηση αυτής. Θα πρέπει ίσως να περιληφθεί και στο υπό αναθεώρηση σύνταγμα διάταξη προστασίας των ρεμάτων. Η διευθέτηση και η κάλυψη των ρεμάτων θα έπρεπε να αποφεύγεται και να δίδεται έμφαση στον χαρακτηρισμό αυτών ως κοινόχρηστων χώρων αναψυχής. Να εξασφαλίζεται προσβασιμότητα των πολιτών στο φυσικό οικοσύστημα του ρέματος με υποδομές ήπιας μορφής. Είναι απαραίτητη η επέκταση του νόμου 2052/1992 σε όλες τις πόλεις της Ελλάδας και στα χωριά τα οποία συχνά αντιγράφουν αντιοικολογικές πρακτικές των πόλεων.

Το ιδιοκτησιακό καθεστώς θα έπρεπε να εξασφαλίζει την αποτελεσματική προστασία των ρεμάτων. Είναι πρώτης προτεραιότητας η απαγόρευση εναπόθεσης στερεών και ανεπεξέργαστων υγρών αποβλήτων, όπως και προϊόντων εκσκαφής στην κοίτη των ρεμάτων. Σε πολλές περιπτώσεις είναι δυνατή και θα πρέπει να επιδιώκεται η επαναφορά του ρέματος στην προτεραία φυσική του κατάσταση. Στη διάγνωση κακοποιημένων ρεμάτων και στην πρόληψη επικείμενων αρνητικών παρεμβάσεων σε αυτά είναι καθοριστική η συμβολή της τηλεπισκόπησης.

[[category:Χαρτογραφία]]

Αρχείο:Remata03.JPG

2010-02-24T22:21:56Z

Earmenis:

Αρχείο:Remata2.JPG

2010-02-24T22:20:34Z

Earmenis:

Αρχείο:Remata01.JPG

2010-02-24T22:19:58Z

Earmenis:

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

2010-02-24T22:19:26Z

Earmenis:

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

Μ. Τσακίρη-Στρατή, Σ. Τσιούρης, Σ. Σιάχαλου, Γ. Δοξάνη

Περίληψη
Τα ρέματα αποτελούν αναμφισβήτητα αξιόλογη φυσική κληρονομιά. Η άγνοια τηςαξίας τους στις οικολογικές λειτουργίες, η έλλειψη οικοδομήσιμης γης και η μη εφαρμογή της υπάρχουσας νομοθεσίας στις μέρες μας έχουν οδηγήσει στη συρρίκνωση ή εξαφάνιση των ρεμάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας παρουσιάζεται η συμβολή της τηλεπισκοπικής δορυφορικής εικόνας στη διαχείριση και προστασία του
φυσικού συστήματος επιφανειακής απορροής. Παρουσιάζεται επίσης η νομοθεσία προστασίας των περιαστικών ρεμάτων. Συγκεκριμένα μελετήθηκε μία μικρή περιοχή στη δυτική περιαστική Θεσσαλονίκη (Δ.Δ. Νεοχωρούδας του Δήμου Καλλιθέας). Για τη χαρτογράφηση και ποσοτική και ποιοτική εκτίμηση των ρεμάτων της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία από εργασίες πεδίου, χαρτογραφικά δεδομένα και εικόνες του δορυφόρου QuickBird.

1. Εισαγωγή

Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. Η υποβάθμιση των ρεμάτων αποτελεί συχνό φαινόμενο της γενικότερης κακής διαχείρισης αυτών των οικοσυστημάτων, παρόλο που η προστασία τους κατοχυρώνεται από ένα σύνολο νομικών διατάξεων που συνδέονται κυρίως με πολεοδομικές ρυθμίσεις. Στις περισσότερες περιπτώσεις τα ρέματα καταπατούνται τόσο στα όρια των όχθων τους όσο και μέσα στον πυθμένα τους και η συρρίκνωσή τους είναι συνήθως σταδιακή μέχρι την ολοκληρωτική εξαφάνισή τους κάτω από νέες κατασκευές (Καρανικάρη και Τσιούρης, 2005).

Η επιστήμη της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS) εισήγαγαν νέες μεθόδους στη διαχείριση των φυσικών οικοσυστημάτων. Η δυνατότητα διαχρονικής παρακολούθησης της γήινης επιφάνειας σε ελάχιστο χρόνο και με μικρό σχετικά κόστος παρέχει τη δυνατότητα καταγραφής όλων των μεταβολών που συμβαίνουν στο φυσικό περιβάλλον και επομένως διευκολύνουν την αντιμετώπιση ή την πρόβλεψη πιθανών προβλημάτων που απορρέουν από αυτές τις μεταβολές.

Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάδειξη της αξίας των περιαστικών ρεμάτων και η διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης της δορυφορικής τηλεπισκοπικής εικόνας στη μελέτη και διαχείριση των ρεμάτων. Συγκεκριμένα η εφαρμογή αφορά μια περιοχή της δυτικής περιαστικής Θεσσαλονίκης, στο δημοτικό διαμέρισμα Νεοχωρούδας του Δήμου Καλλιθέας.

2. Η έννοια και ο ρόλος των ρεμάτων
Σύμφωνα με τον Κτιριοδομικό Κανονισμό (ΦΕΚ 96Β/10.2.1987), το ρέμα ορίζεται ως κάθε φυσική διαμόρφωση του εδάφους σε αποδέκτη και αγωγό των νερών της βροχής ή της τήξης του χιονιού ή των φυσικών πηγών και εξυπηρετεί την απορροή τους προς άλλους μεγαλύτερης χωρητικότητας αποδέκτες, φυσικούς ή τεχνητούς (ρέματα, ποτάμια, λίμνες, θάλασσα κ.λπ.) που βρίσκονται σε χαμηλότερες στάθμες.

Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμύρων αποθηκεύοντας το νερό επιφανειακά ή υπόγεια ή οδηγώντας το σε αποδέκτες νερού μεγάλης χωρητικότητας. Κατά την κατακράτηση και ροή του νερού δημιουργούνται στην κοίτη των ρεμάτων χώροι πρασίνου με χαρακτηριστική βλάστηση χερσαίων ή υγροτοπικών οικοσυστημάτων και την αντίστοιχη πανίδα. Η κάλυψη αυτών των περιοχών με βλάστηση έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ταχύτητας των πλημμυρικών νερών, τη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και τη βελτίωση του μικροκλίματος της περιοχής. Δεν πρέπει να υποτιμηθεί η συμβολή των ρεμάτων στην αρχιτεκτονική του τοπίου και στην αναψυχή των επισκεπτών (Καρανικάρη και Τσιούρης 2005, Τσιούρης και Καλπάκης 2005).

3. Η νομοθεσία προστασίας των ρεμάτων

Οι σχετικές νομοθετικές διατάξεις που αφορούν την προστασία των ρεμάτων διακρίνονται σε τρεις επιμέρους κατηγορίες που ρυθμίζουν: α) το ζήτημα της δόμησης κοντά σε ρέματα (Εμμανουηλίδης 1994, Παπανακλής 1994), β) το ζήτημα της οριοθέτησης και αποτύπωσης των ρεμάτων και γ) το ζήτημα του χαρακτηρισμού τους ως κοινόχρηστων χώρων και ως διατηρητέων περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος.

Συγκεκριμένα οι διατάξεις ανάλογα με την κατηγορία έχουν ως εξής:
α) Η δόμηση κοντά σε ρέματα καθορίζεται από τον Γενικό Οικοδομικό Κανονισμό (ΝΔ 8/1973), κατά τον οποίο το σχέδιο οικισμού προσδιορίζει τις οικοδομήσιμες εκτάσεις επί των ρεμάτων που τις διασχίζουν ή εκτός των ρεμάτων. Σε απόσταση μικρότερη των 10 μέτρων από την όχθη τους δεν επιτρέπεται η ανέγερση κτιρίων ή περιτοιχισμάτων, πριν από την εκτέλεση των εκάστοτε ενδεικνυόμενων τεχνικών εργασιών για την διευθέτηση της κοίτης των ρεμάτων και την επικάλυψη των πρανών τους.
β) Η αποτύπωση και ο καθορισμός της οριογραμμής γίνεται σύμφωνα με το άρθρο 2, παρ. 3 του ΝΔ 81923/ 17.7-29.8.1923, όπου προβλέπεται κατά τη διαδικασία εγκρίσεως, τροποποιήσεως και επεκτάσεως του σχεδίου πόλεως, η αποτύπωση των υπαρχόντων ρεμάτων στην περιοχή.
γ) Ο κοινόχρηστος χαρακτήρας των ρεμάτων και ο χαρακτηρισμός τους ως διατηρητέων περιβαλλοντικού ενδιαφέροντος καθορίζεται σύμφωνα με το άρθρο 6 του Ν. 2052/1992, μόνο όμως για τα ρέματα που βρίσκονται εντός του νομού Αττικής (Μαλιώκας κ.α., 1998). Ο χαρακτηρισμός του ρέματος ως κοινόχρηστου χώρου θεωρείται απαραίτητος προκειμένου το ρέμα μετά τη διενέργεια τυχόν απαραίτητων εργασιών διευθετήσεως να δύναται να επιτελέσει κυρίως τη λειτουργία της απορροής των υδάτων, αποκλειόμενης έτσι της επιχωματώσεώς του.

4. Kακή διαχείριση των ρεμάτων
Παρά το γεγονός ότι έχει αναγνωριστεί ο πολλαπλός ρόλος των ρεμάτων (Καρανικάρη και Τσιούρης, 2005) και έχει θεσμοθετηθεί νομοθετικά η προστασία αυτών, παρατηρείται το φαινόμενο της κακής διαχείρισης των ρεμάτων τόσο από την πλευρά των πολιτών όσο και από την πλευρά της Πολιτείας. Οι πιο συνηθισμένες μορφές κακής διαχείρισης των ρεμάτων είναι οι εξής:
1. Ο κάτοικοι επιχωματώνουν συστηματικά τις κοίτες των ρεμάτων και καταπατούν τα όρια των οχθών των ρεμάτων προσπαθώντας να αυξήσουν παράνομα την έκταση των ιδιοκτησιών τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις έχουν οικοπεδοποιηθεί και ανοικοδομηθεί οι κοίτες των ρεμάτων αυθαίρετα.
2. Πολλοί θεωρούν τα ρέματα χώρους απόρριψης μπαζών και σκουπιδιών μετατρέποντάς τα σε παράνομες χωματερές, καταστρέφοντας την οικολογική τους αξία και δημιουργώντας εστίες μόλυνσης του περιβάλλοντος (Κωτούλας, 1978).
3. Η μετατροπή των ρεμάτων σε οδικές αρτηρίες. Σύνηθες φαινόμενο στις πόλεις, όπως έγινε στη περίπτωση του Δενδροπόταμου Θεσσαλονίκης, ενέργεια που δυστυχώς αντιγράφεται και στα χωριά της χώρας μας.
Η λύση της επένδυσης της κοίτης των ρεμάτων με σκυρόδεμα και η κατασκευή κλειστών αγωγών αποκλείει τις φυσικές λειτουργίες των ρεμάτων. Συγκεκριμένα αποτρέπεται η δημιουργία χώρων πρασίνου, κατακράτησης μεγάλων ποσοτήτων υδάτων σε περίπτωση πλημμύρων και περιορίζεται ο ρόλος τους στην ροή και απόθεσητων νερών προς τη θάλασσα (Γκανούλης, 1994).
Πρόκειται λοιπόν για παρεμβάσεις των κατοίκων οι οποίες συντελούνται ανεξέλεγκτα. Η Πολιτεία εξυπηρετώντας πολιτικές σκοπιμότητες είτε ανέχεται αυτές τις καταπατήσεις είτε συναινεί και αντιμετωπίζει τα ρέματα ως εμπόδια για την «ανάπτυξη» του αστικού ιστού. Αποτέλεσμα αυτών των αλλοιώσεων είναι η συρρίκνωση ή και εξαφάνιση των ρεμάτων και η απειλή των αστικών και περιαστικών περιοχών από καταστροφικές πλημμύρες.

5. Δυνατότητες της τηλεπισκόπησης στη μελέτη των ρεμάτων
Η τηλεπισκόπηση επέφερε σημαντικές αλλαγές στο χώρο της Χαρτογραφίας, αφού εισήγαγε την παρατήρηση και την παρακολούθηση του γήινου περιβάλλοντος στο σύνολό του και σε συχνή περιοδική χρονική κλίμακα (Τσακίρη- Στρατή, 1998). Η δυνατότητα λήψης εικόνων διαφορετικών ημερομηνιών διευκολύνει την παρατήρηση των μεταβολών που συντελούνται στο φυσικό περιβάλλον, ενώ παράλληλα παρέχονται πολύτιμες πληροφορίες σχετικές με τους τύπους χρήσεων γης (Vupalla et al., 2004). Η λήψη των πολυφασματικών τηλεπισκοπικών δεδομένων, ευαίσθητων σε πολλές περιοχές του φάσματος καθιστά δυνατή την ταξινόμηση της εικόνας με βάση τα φασματικά χαρακτηριστικά της. Έτσι επιτυγχάνεται ο ακριβής καθορισμός των χρήσεωγης της περιοχής των ρεμάτων και ο εντοπισμός πιθανών πηγών ρύπανσης και καταπάτησής τους από γειτονικές χρήσεις γης (Σιάχαλου κ.ά. 2004, Karanjit 2002).
Επιπλέον η δυνατότητα των δορυφορικών εικόνων στερεοσκοπικής κάλυψης μιας περιοχής καθιστά εφικτή τη δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (ΨΜΕ). Με το ΨΜΕ είναι δυνατή η παρατήρηση των κλίσεων και των υψομετρικών διαφορών του εδάφους. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με τη δυνατότητα διαχρονικής συλλογής δεδομένων έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό πιθανής μεταβολής στην κοίτη του ρέματος (Betts and DeRose 1999, Martinez- Casasnovas 2002). Με τα τηλεπισκοπικά δεδομένα και το ΨΜΕ υπάρχει και η δυνατότητα της τρισδιάστατης απεικόνισης μιας περιοχής. Μπορεί δηλαδή να αποδοθεί μια περιοχή σε μορφή τρισδιάτατου χάρτη, γεγονός που επιτρέπει τον πιο εύκολο εντοπισμό των υψομετρικών διαφορών και συνεπώς των ρεμάτων.
Ένας άμεσος τρόπος καταγραφής των ρεμάτων είναι η ψηφιοποίησή τους στη δορυφορική εικόνα. Στην περίπτωση αυτή τα ρέματα αναγνωρίζονται στην εικόνα και με τη χρήση του ΨΜΕ μπορούν να αποδοθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια οι όχθες τους. Επίσης με την εφαρμογή φίλτρων και αλγορίθμων για τη βελτίωση της εικόνας είναι εφικτή η εξαγωγή πληροφορίας σχετικής με τη βλάστηση, το νερό ή ακόμα και την πιθανή ρύπανση των ρεμάτων.
Όλα τα προϊόντα των παραπάνω εφαρμογών λόγω της ψηφιακής τους μορφής μπορούν να εισαχθούν σε κάποιο Σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS), όπου η μελέτη και διαχείρισή τους θα είναι εύκολη, γρήγορη και αποτελεσματική. Τα διαχρονικά, φασματικά, χωρικά και άλλα χαρακτηριστικά των δορυφορικών εικόνων μέσα σε ένα GIS σύστημα παρέχουν ένα πλήθος πληροφοριών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλες τις φάσεις ενός προγράμματος διαχείρισης ρεμάτων (Καρτέρης, 1998).

6. Μέθοδος μελέτης των ρεμάτων
6.1. Δεδομένα
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία είναι: α) η συνθετική ορθοεικόνα του δορυφόρου QuickBird, με χωρική ανάλυση 0,6m, η οποία είναι προϊόν εφαρμογής της τεχνικής της συγχώνευσης μεταξύ της παγχρωματικής και της πολυφασματικής εικόνας, β) το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους της περιοχής, με βήμα καννάβου 25m και γ) φωτογραφίες από επίγειες επισκέψεις.
6.2. Χαρτογράφηση των ρεμάτων
Αρχικά πραγματοποιήθηκε η ψηφιοποίηση των ρεμάτων στη δορυφορική εικόνα, με σκοπό τον όσο το δυνατό πιο σαφή προσδιορισμό τους. Έτσι εντοπίστηκαν και χαρτογραφήθηκαν τα ρέματα της περιοχής και έγινε πιο εύκολη η μελέτη των γειτονικών
χρήσεων γης.
Στην Εικόνα 1 διακρίνεται ένα ψηφιοποιημένο τμήμα ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας, όπου διακρίνεται όχι μόνο η κοίτη αλλά και οι όχθες του. Γίνεται έτσι σαφής η παραβίαση των νόμων προστασίας των ρεμάτων καθώς διαπιστώνεται η ύπαρξη μιας βιοτεχνικής μονάδας πολύ κοντά στις όχθες του.

[[Εικόνα: remata01.JPG| thumb| right|Εικόνα 1, ψηφιοποίηση ρέματος περιοχή Νεοχωρούδα]]

6.3. Επεξεργασία της συνθετικής εικόνας
Με την κατάλληλη επεξεργασία της συνθετικής εικόνας είναι δυνατός ο εντοπισμός των περιοχών με βλάστηση είτε με εφαρμογή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Vegetation Index) ή με το μετασχηματισμό Natural Color. Ο δείκτης NDVI είναι ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης, ο οποίος συνδυάζει δύο διαύλους πολυφασματικής εικόνας, οι οποίοι βρίσκονται στην κόκκινη (R) και στην εγγύς υπέρυθρη (IR) περιοχή του φάσματος.
Ο δείκτης NDVI εφαρμόστηκε στη συνθετική εικόνα και δημιουργήθηκε μια εικόνα στην οποία οι ανοιχτόχρωμες ψηφίδες αντιπροσωπεύουν τις περιοχές φυτικής κάλυψης (Εικόνα 2). Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να τονιστούν οι περιοχές πρασίνου οι οποίες υφίστανται εξαιτίας των ρεμάτων και να εκτιμηθεί η οικολογική τους σημασία.

[[Εικόνα: remata2.JPG| thumb| right|Εικόνα 2, Εικονα NVDΙ, στην οποία τονίζεται η βλάστηση]]

Επίσης εφαρμόστηκε ο αλγόριθμος Natural Color ο οποίος μετατρέπει μια πολυφασματική εικόνα με διαύλους B, G, R, IR σε μια εικόνα R,G,B στην οποία τα χρώματα εμφανίζονται πιο φυσικά. Αυτή η τεχνική έχει σαν αποτέλεσμα τα ρέματα να είναι εύκολα αναγνωρίσιμα στην εικόνα γιατί εμφανίζονται λόγω της βλάστησης με πράσινο χρώμα.

6.4. Τρισδιάστατη οπτικοποίηση της συνθετικής εικόνας
Ένας άλλος τρόπος ρεαλιστικής απόδοσης της επιφάνειας του εδάφους είναι η τρισδιάστατη απεικόνιση του. Λαμβάνοντας υπόψη ότι στις περιοχές των ρεμάτων υπάρχει μια ιδιαίτερη μορφολογία λόγω υψομετρικών διαφορών μεταξύ πυθμένα-όχθης, η τρισδιάστατη απεικόνισή τους αποτελεί δυνατό εργαλείο εντοπισμού και παρακολούθησης τους. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκε υπέρθεση της εικόνας Natural Color στο Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους και εντοπίστηκαν οι αντίστοιχες περιοχές με έντονες κλίσεις (Εικόνα 3).

[[Εικόνα: remata03.JPG| thumb| right|Εικόνα 3, εικόνα natural color σε τρισδιάστατη απεικόνηση]]

7. Προτάσεις
Οι λειτουργίες και αξίες των ρεμάτων επιβάλλεται να κατανοηθούν τόσο από την Πολιτεία όσο και από τους πολίτες και κυρίως από εκείνους των οποίων οι ιδιοκτησίες είναι όμορες των ρεμάτων. Η υλοποίηση προγραμμάτων σχετικής ενημέρωσης των πολιτών επείγει, όπως επείγει και η ενημέρωση γύρω από την υπάρχουσα σχετική νομοθεσία. Στις περιπτώσεις που η υπάρχουσα νομοθεσία περί ρεμάτων είναι ανεπαρκής, προτείνεται προς την Πολιτεία η επικαιροποίηση αυτής. Θα πρέπει ίσως να περιληφθεί και στο υπό αναθεώρηση σύνταγμα διάταξη προστασίας των ρεμάτων. Η διευθέτηση και η κάλυψη των ρεμάτων θα έπρεπε να αποφεύγεται και να δίδεται έμφαση στον χαρακτηρισμό αυτών ως κοινόχρηστων χώρων αναψυχής. Να εξασφαλίζεται προσβασιμότητα των πολιτών στο φυσικό οικοσύστημα του ρέματος με υποδομές ήπιας μορφής. Είναι απαραίτητη η επέκταση του νόμου 2052/1992 σε όλες τις πόλεις της Ελλάδας και στα χωριά τα οποία συχνά αντιγράφουν αντιοικολογικές πρακτικές των πόλεων.
Το ιδιοκτησιακό καθεστώς θα έπρεπε να εξασφαλίζει την αποτελεσματική προστασία των ρεμάτων. Είναι πρώτης προτεραιότητας η απαγόρευση εναπόθεσης στερεών και ανεπεξέργαστων υγρών αποβλήτων, όπως και προϊόντων εκσκαφής στην κοίτη των ρεμάτων. Σε πολλές περιπτώσεις είναι δυνατή και θα πρέπει να επιδιώκεται η επαναφορά του ρέματος στην προτεραία φυσική του κατάσταση. Στη διάγνωση κακοποιημένων ρεμάτων και στην πρόληψη επικείμενων αρνητικών παρεμβάσεων σε αυτά είναι καθοριστική η συμβολή της τηλεπισκόπησης.

[[category:Χαρτογραφία]]

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

2010-02-24T21:41:12Z

Earmenis:

Αρμενης Ευστάθιος

2010-02-24T21:30:34Z

Earmenis:

[[Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία]]

[[Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους]]

[[Εφαρμογές των Synthetic Aperture Radars (SAR) στην αιολική ενέργεια]]

[[Πρόοδοι στην δημιουργία αιολικών χαρτών απο δεδομενα SAR]]

[[Κατασκευή δορυφορικών αιολικών χαρτών για την χωροθέτηση υπεράκτιων αιολικών πάρκων]]

[[Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ]]

[[H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης]]

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

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

2010-02-24T21:29:55Z

Earmenis: New page: H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής ...

H Χρήση Δορυφορικής Εικόνας στη Μελέτη των Ρεμάτων μιας Ραγδαίας Αναπτυσσόμενης Περιαστικής Περιοχής της Δυτικής Θεσσαλονίκης

[[category:Χαρτογραφία]]

Απογραφή κτιρίων με δορυφορικές εικόνες υψηλής χωρικής ανάλυσης: Η περίπτωση των Τιράνων

2010-02-24T21:28:57Z

Earmenis: Removing all content from page

Απογραφή κτιρίων με δορυφορικές εικόνες υψηλής χωρικής ανάλυσης: Η περίπτωση των Τιράνων

2010-02-24T21:24:22Z

Earmenis: New page: Add Your Content Here Απογραφή κτιρίων με δορυφορικές εικόνες υψηλής χωρικής ανάλυσης πολεοδομικών συγκροτημ...

Add Your Content Here

Απογραφή κτιρίων με δορυφορικές εικόνες υψηλής χωρικής ανάλυσης πολεοδομικών συγκροτημάτων: Η περίπτωση των Τιράνων

[[category:Αστικός και περιφερειακός σχεδιασμός]]

Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ

2010-02-22T22:28:31Z

Earmenis:

Αρμενης Ευστάθιος

2010-02-12T03:24:29Z

Earmenis:

[[Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία]]

[[Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους]]

[[Εφαρμογές των Synthetic Aperture Radars (SAR) στην αιολική ενέργεια]]

[[Πρόοδοι στην δημιουργία αιολικών χαρτών απο δεδομενα SAR]]

[[Κατασκευή δορυφορικών αιολικών χαρτών για την χωροθέτηση υπεράκτιων αιολικών πάρκων]]

[[Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ]]

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

Συγκριση θερμικής τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος της Νέας Υόρκης και του Κουβέιτ

2010-02-12T03:16:57Z

Earmenis: New page: COMPARATIVE ANALYSIS OF THERMAL ENVIRONMENTS IN NEW YORK CITY AND KUWAIT CITY Andy Y. Kwartenga and Christopher Smallb category:Ενέργεια

COMPARATIVE ANALYSIS OF THERMAL ENVIRONMENTS IN NEW YORK CITY
AND KUWAIT CITY
Andy Y. Kwartenga and Christopher Smallb

[[category:Ενέργεια]]

Πρόοδοι στην δημιουργία αιολικών χαρτών απο δεδομενα SAR

2010-02-12T03:14:56Z

Earmenis: New page: ADVANCES ON WIND ENERGY RESOURCE MAPPING FROM SAR C.B. Hasager, M. Nielsen, M.B. Christiansen, R. Barthelmie, P. Astrup Risoe National Laboratory, Wind Energy Department, [[category:Ε...

ADVANCES ON WIND ENERGY RESOURCE MAPPING FROM SAR

C.B. Hasager, M. Nielsen, M.B. Christiansen, R. Barthelmie, P. Astrup
Risoe National Laboratory, Wind Energy Department,

[[category:Ενέργεια]]

Εφαρμογές των Synthetic Aperture Radars (SAR) στην αιολική ενέργεια

2010-02-12T03:13:20Z

Earmenis: New page: Add Your Content Here WIND ENERGY APPLICATIONS OF SYNTHETIC APERTURE RADAR Merete B. Christiansen* and Charlotte B. Hasager Risø National Laboratory, Wind Energy Department, Roskilde, D...

Add Your Content Here

WIND ENERGY APPLICATIONS OF SYNTHETIC APERTURE RADAR
Merete B. Christiansen* and Charlotte B. Hasager
Risø National Laboratory, Wind Energy Department, Roskilde, Denmark

[[category:Ενέργεια]]

Κατασκευή δορυφορικών αιολικών χαρτών για την χωροθέτηση υπεράκτιων αιολικών πάρκων

2010-02-12T03:11:45Z

Earmenis: New page: Satellite-based wind maps as guidance for siting offshore wind farms B. R. Furevik1, H. A. Espedal1, T. Hamre1, C. B. Hasager2, O. M. Johannessen1, B. H. Jørgensen2 and O. Rathmann2 [[c...

Satellite-based wind maps as guidance for siting offshore wind farms
B. R. Furevik1, H. A. Espedal1, T. Hamre1, C. B. Hasager2, O. M. Johannessen1, B. H.
Jørgensen2 and O. Rathmann2

[[category:Ενέργεια]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-12T03:08:42Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

1. Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

2. Τηλεπισκόπηση για το περιβάλλον πυρηνικών σταθμών

Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη να αποκτά κανείς πληροφορίες διαφόρων μορφών για υλικά αντικείμενα, περιοχές ή φαινόμενα, χωρίς να χρειάζεται να έρθει σε φυσική επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται η μεταφορά πληροφορίας μέσω του κενού ή του αέρα, μέσω διαφόρων μηκών κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: οπτικό, εγγυς υπέρυθρο, μέσο υπέρυθρο, ορατό, θερμικό και μικροκυματικό.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα νερά (λιμνών, θαλασσών ή ποταμών) είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, η χλωροφύλλη, χημικές ουσίες, βιομάζα, θρεπτικά στοιχεία και ποσότητες θερμότητας. Τα ανωτέρω επηρεάζουν το φάσμα της εκπεμπόμενης και ανακλώμενης ακτινοβολίας από τα επιφανειακά νερά, και οι μεταβολές αυτές μπορούν να μετρηθούν και παρατηρηθούν με εφαρμογές τηλεπισκόπησης. Η δύναμη των εφαρμογών τηλεπισκόπησης έγκειται στην δυνατότητα να παρακολουθούν τα νερά τόσο χωρικά όσο και χρονικά, γεγονός που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με επιτόπιες τεχνικές. Με την αξιοποίηση των εργαλειων αυτών, μπορεί να επιτευχθεί κατάλληλος προγραμματισμός και δράσης για την μείωση των παραγόντων εκεινων που προκαλούν ρύπανση στα ύδατα.

Η θερμοκρασία είναι ενας ιδιαιτέρα σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας, ο οποίος αποτελεί αντικείμενο μελέτης για διάφορες επιστήμες. Η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με την φυσική κατάσταση των βαθύτερων στρωμάτων νερού. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με χρήση τηλεσκοπικών μεθόδων εχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους ερευνών. Η θερμοκρασία των νερών είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και κατά συνέπεια επηρεάζει όλους τους έμβιους οργανισμούς που ζουν σε αυτό καθώς είναι σημαντικός παράγοντας όλων των βιοχημικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

Ειδικότερα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, τόσο μειώνεται το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και επομένως υπάρχει η τάση να αυξάνονται οι οργανικοί ρύποι. Η θερμοκρασία επίσης αποτελεί σημαντικό βιολογικό παράγοντα, καθώς καθορίζει την συμπεριφορά του στρώματος επαφής μεταξύ νερού και ατμοσφαίρας, καθώς και των διεργασιών που συμβαίνουν μέσω αυτού.

Οι μέθοδοι παρατήρησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με εφαρμογές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα. Μερικές από τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μέσω θερμικού καναλιού είναι οι δορυφόροι Landsat TM and ETM (θερμικά κανάλια), τα ραδιομετρα Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) στους NOAA Polarorbiting Operational Environmental Satellites (POES), και μεσης ανάλυσης δορυφορικές φωτογραφίες (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)) από τον δορυφόρο NASA Earth Observing System (EOS). Άλλες πηγές είναι οι Terra και Aqua δορυφόροι, Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) στον ευρωπαϊκό δορυφόρο (ERS-2), ο γεωστατικός Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) Imager, και ο ASTER.

Ειδικότερα ο ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) τοποθετήθηκε στον Terra της ΝΑΣΑ, και έχει 3 φασματικά κανάλια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο (VNIR), 6 κανάλια στο μικροκυματικό υπέρυθρο (SWIR) και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Τα μήκη κύματος των θερμικών καναλιών του TIR είναι κατάλληλα για την καταγραφή της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. H διακριτική ικανότητα των ανωτέρω ομάδων καναλιών είναι 15 μέτρα για τα VNIR, 30 μέτρα για το SWIR και 90 μέτρα στο θερμικό υπέρυθρο (TIR).

Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα από τα θερμικά κανάλια γίνονται ολοένα και πιο χρήσιμα στα πεδία των παγκόσμιων κλιματικών μοντέλων και της παρακολούθησης της παγκόσμιας υπερθέρμανσης, Οι μετρήσεις θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων πραγματοποιούνται με ραδιομετρικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος περί τα 3,7-10μm. Αν και το κανάλι των 3,7μm είναι πιο ευαίσθητο στην θερμοκρασία των νερών, μπορεί και χρησιμοποιείται μονάχα τις νυχτερινές ώρες, καθώς κατά την διάρκεια της ημέρας υπάρχει ισχυρή ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, γεγονός που παραμορφώνει τις μετρήσεις. Και τα δυο κανάλια είναι ιδιαιτέρα ευαίσθητα στην ατμοσφαιρική ρύπανση, την νεφοκάλυψη και τους υδρατμούς. Για αυτό το λόγο, οι μετρήσεις χρειάζεται αρχικώς να υποστούν ατμοσφαιρικές διορθώσεις και μπορούν να πραγματοποιηθούν μονάχα σε περιοχές δίχως σύννεφα.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια επιφάνεια σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος στο θερμικό υπέρυθρο εξαρτάται από την θερμοκρασία του και τον συντελεστή εκπομπής. Δεδομένου πως η θερμότητα είναι αντιπροσωπευτική για ένα επιφανειακό στρώμα αρκετών εκατοστών, τα θερμικά κανάλια μπορούν να αποτελέσουν συμπληρώματα άλλων τηλεπισκοπικών μεθόδων, και μοναδική ικανότητα στην ανίχνευση επιφανειακών υλικών, εκπομπών θερμότητας, υγρασίας και γεωθερμικών ανωμαλιών. Τα ανωτέρω παρουσιάζονται στο σχήμα 1.

[[Εικόνα: Sxima1.JPG| thumb| right|Εικόνα 1, εκπεμπομενη ακτινοβολία από υδατινα συστήματα]]

3. Περιοχή Ελέγχου και δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Το πυρηνικό εργοστάσιο Cernavoda βρίσκεται στην επαρχία Κονσταντα στην περιοχη Dobrogea. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε απόσταση περίπου 2 χιλιομέτρων νοτιοανατολικά από την πόλη Cernavoda, σε περιοχή του Δούναβη πλησίον της Μαύρης Θάλασσας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

[[Εικόνα: Sxima2.JPG| thumb| right|Εικόνα 2, Η περιοχή μελέτης]]

Το κανάλι Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας δημιουργήθηκε το 1984. Η θερμοκρασία των νερών του Δούναβη εξαρτάται από τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά διαφόρων περιοχών της λεκάνης απορροής του. Για το κομμάτι του που διαρρέει από την Ρουμανία, η θερμοκρασία των νερών του το καλοκαίρι κυμαίνεται από΄22 έως 24 βαθμούς κελσίου, ενώ το χειμώνα οι θερμοκρασία της επιφάνειας του πέφτει κάτω από το μηδέν, όμως δεν παγώνει λογω της τυρβώδους ροής του, εκτός και εάν παρατηρηθούν ιδιαιτέρα χαμηλές θερμοκρασίες. Το οργανικό φορτίο του ποταμού είναι σχετικά χαμηλό, όμως η ρύπανση σε αυτό αυξάνεται καθώς περνάει από διάφορες βιομηχανικές περιοχές. Ομοίως, η χημεία των νερών του μεταβάλλεται λογω των αστικών και γεωργικών αποβλήτων που μεταφέρονται σε αυτόν από τις βρόχινες απορροές.

Το πυρηνικό εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για την ψύξη του από αυτό το κανάλι του Δούναβη. Τον περισσότερο καιρό το νερό αυτό επιστρέφεται στο ποτάμι του Δούναβη, κατά την διάρκεια όμως του χειμώνα μερικές φορές διοχετεύεται στο κανάλι, έτσι ώστε με την αυξημένη θερμοκρασία του να αποτρέψει το πάγωμα του.
Ο χώρος κατασκευής του εργοστασίου δεν ήταν παρθένο έδαφος: Παλιότερα στο σημείο αυτό υπήρχε λατομείο με εργοστάσιο παραγωγής τσιμέντου. Σε ακτίνα 30 χιλιομέτρων από το πυρηνικό εργοστάσιο, κατοικούν περίπου 220.000 άνθρωποι. Οι εκτάσεις της περιοχής είναι κυρίως επίπεδες, με παρουσία ορισμένων λόφων που παρεμβάλλονται μεταξύ της πόλης και του πυρηνικού εργοστασίου. Το κλίμα είναι εν γένει ηπειρωτικό, με κάποια όμως μεσογειακά στοιχεία, λόγω της εγγύτητας με την Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, τα καλοκαίρια είναι ζεστά και ξηρά, ενώ οι χειμώνες ήπιοι με μέτρια χιονόπτωση.

Τα σημαντικότερα υδατικά συστήματα στην περιοχή είναι το ποτάμι του Δούναβη, το κανάλι του Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας και μια σειρά από μικρές λίμνες. Αυτό το αλληλοσυνδεόμενο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από συνθέτες τροφικές αλυσίδες πρωτογενών παραγωγών και τελικών καταναλωτών τροφής. Τα χερσαία οικοσυστήματα της περιοχής περιλαμβάνουν αγροτικές καλλιέργειες σε συνδυασμό με ημιφυσικές περιοχές. Η πανίδα της περιοχής δεν περιλαμβάνει σπάνια είδη, ενώ επίσης δεν αποτελεί περιοχή ανάπαυσης μεταναστευτικών πτηνών. Η περιοχή αποτελεί σημαντικό διεθνές ναυτιλιακό πέρασμα λόγω του Δούναβη και της εξόδου στην Μαύρη Θάλασσα.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στην εκτίμηση των εκπομπών θερμικών φορτίων από το πυρηνικό εργοστάσιο, με την χρήση δορυφορικών εικόνων και επίγειων ελέγχων για την θερμοκρασία των επιφανειακών νερών του καναλιού Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας, καθώς και την ζώνης εισόδου στο ποτάμι του Δούναβη. Οι δορυφορικές φωτογραφίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ακόλουθες:
Landsat TM 24/07/1998, Landsat ETM 20/08/2002 ; MODIS data of 3/08/2001, 18/03/2002, 16/09/2002 12/06/2003, 12/08/2003, 20/09/2003 , 16/03/2004 ; ASTER data 31/05/2003. Πρόσθετα πραγματοποιήθηκαν και επίγειες μετρήσεις ορισμένων φυσιοχημικών παραμέτρων των νερών, καθώς και η περιεκτικότητα σε βιομάζα. Οι φωτογραφίες επεξεργάστηκαν γεωμετρικά ώστε να μπορούν να συνδεθούν με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000. Επίσης, πραγματοποιήθηκε καλιμπράρισμα τους και ραδιομετρικές διορθώσεις.

4. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε χρησιμοποίησε την επεξεργασία δεδομένων από διάφορες δορυφορικές φωτογραφίες με σύγχρονους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση των θερμικών φορτίων στο υδατικό σύστημα του Δούναβη και του καναλιού της Μαύρης Θάλασσας πλησίον του πυρηνικού εργοστασίου. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM , ETM ,MODIS και ASTER data επεξεργάστηκαν με τα λογισμικά PCI’s EASI/PACE, ENVI 4.1, ILWIS 3.1 και IDL, μετά από τις ατμοσφαιρικές και γεωμετρικές διορθώσεις. Η χρήση διαφορετικών δεκτών είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη εκτίμηση των επιπτώσεων του πυρηνικού εργοστασίου στην θερμοκρασία των νερών του ποταμού. Τα δεδομένα από τα κανάλια του θερμικού υπέρυθρου μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασίες με τους κατάλληλους μετασχηματισμούς

Για την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, τα φατνία της στεριάς έλαβαν την τιμή μηδέν, ενώ για το κομμάτι του νερού, χωρίστηκαν στην κατηγορία νερών με φυσιολογική θερμοκρασία (αδιατάρακτων) και σε νερό το οποίο έχει υποστεί θερμοκρασιακή ανύψωση. Εν συνεχεία υπολογίστηκαν οι μέσες θερμοκρασίες για τις δύο αυτές κατηγορίες επιφανειακών νερών, καθώς και η περιοχή εξάπλωσης αυτών.

Η ταξινόμηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών νερών πραγματοποιήθηκε με την χρήση 2 προτύπων ταξινόμησης και εν συνεχεία με συνδυασμό τους, με σκοπό το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταξινόμηση ήταν δυνατή δίχως την χρήση επίγειων πραγματικών δεδομένων. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων κυμάνθηκε από 76 έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των τηλεσκοπικών μεθόδων σε σύγκριση με τους επίγειους ελέγχους είναι το μεγάλο χωρικό και χρονικό εύρος που μπορούν να καλύψουν, καθώς γίνεται παρακολούθηση καθόλη την διάρκεια του έτους, και σε περιοχές ακόμα και εκτός της περιοχής μελέτης.

[[Εικόνα: Sxima3.jpg| thumb| right|Εικόνα 3, Ταξινόμηση Landsat]]

Οι χάρτες που παρήχθησαν για την θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων από τις δορυφορικές φωτογραφίες, μετά την κατάλληλη στατιστική επεξεργασία περιέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την διακύμανση των θερμοκρασιών στην περιοχή μελέτης.

5. Αποτελέσματα

Η διασπορά της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων καταγράφηκε με το θερμικό κανάλι και συσχετίστηκε με μετεωρολογικές παραμέτρους. Πριν από την λειτουργία του σταθμού, μοντέλα προσομοίωσης προέβλεπαν πως το πυρηνικό εργοστάσιο θα επηρέαζε τα νερά σε μια ακτίνα περί τα 5 χιλιόμετρα από αυτό. Στην άμεση περιοχή της μονάδας 1 του εργοστασίου, η θερμοκρασιακή αύξηση μπορεί να φτάσει μέχρι και 9 βαθμούς κελσίου. Κατά την διάρκεια του χειμώνα, η θερμοκρασιακή επιβάρυνση περιορίζεται σε απόσταση λίγων χιλιομέτρων, και η θερμοκρασιακή διαφορά γίνεται περίπου 1,5 βαθμοί. Κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή που επηρεάζεται μεγαλώνει σε περίπου 6 χιλιόμετρα, με την θερμοκρασιακή αύξηση να είναι περίπου 1 βαθμός κελσίου. Οι διαφορές ανάλογα με την εποχή οφείλονται στην κατακόρυφη μίξη του νερού το χειμώνα, και στο φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας το καλοκαίρι.

[[Εικόνα: Sxima4.jpg| thumb| right|Εικόνα 4, Θερμικός Χάρτης Περιοχής]]

Πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (PCA) στα αποτελέσματα από τους δορυφόρους Landsat και ΕΤΜ για να διερευνηθούν οι ανωτέρω μεταβολές. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η ταξινόμηση που πραγματοποιήθηκε από την εικόνα Landsat της 24/07/1998. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται ο θερμικός χάρτης του ποταμού από την δορυφορική φωτογραφία Landsat ETM της 20/08/2002. Ανάλογες αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν και για τα υπόλοιπα δορυφορικά δεδομένα, όπως από το MODIS της 20/09/2003 (εικόνα 5)

[[Εικόνα: sxima5.jpg| thumb| right|Εικόνα 5, Ταξινόμηση ΜODIS]]

6. Συμπεράσματα

Τα μεγάλα ποσά θερμού νερού που απορρίπτονται μονίμως στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου είναι ένας σημαντικός αρνητικός παράγοντας, ο οποίος επηρεάζει την θερμική ισορροπία του νερού και οδηγεί σε μη αναστρέψιμες περιβαλλοντικές μεταβολές, με αντίκτυπο στην ανάπτυξη των αλγών και την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία εκτίμησης των ανωτέρω μεταβολών μέσω εφαρμογών τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο, έδωσε αρκετά ακριβή αποτελέσματα, τα οποία επιβεβαιώθηκαν και από τις επίγειες μετρήσεις.
Η χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε δυνητικά να δώσει ακόμη καλύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα, έτσι ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητή η διαδικασία διασποράς των θερμικών φορτίων στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου. Η δυνατότητα αυτή είναι σημαντική, δεδομένου πως προγραμματίζεται τα επόμενα χρόνια η λειτουργία άλλων τεσσάρων μονάδων στο ίδιο σημείο, και επομένως να μπορέσει να γίνει των προτέρων ασφαλέστερη εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

[[category:Ενέργεια]]

Αρχείο:Sxima2.JPG

2010-02-12T03:07:37Z

Earmenis:

Αρχείο:Sxima4.jpg

2010-02-12T03:07:11Z

Earmenis:

Αρχείο:Sxima3.jpg

2010-02-12T03:06:41Z

Earmenis:

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-12T03:06:18Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

1. Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

2. Τηλεπισκόπηση για το περιβάλλον πυρηνικών σταθμών

Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη να αποκτά κανείς πληροφορίες διαφόρων μορφών για υλικά αντικείμενα, περιοχές ή φαινόμενα, χωρίς να χρειάζεται να έρθει σε φυσική επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται η μεταφορά πληροφορίας μέσω του κενού ή του αέρα, μέσω διαφόρων μηκών κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: οπτικό, εγγυς υπέρυθρο, μέσο υπέρυθρο, ορατό, θερμικό και μικροκυματικό.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα νερά (λιμνών, θαλασσών ή ποταμών) είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, η χλωροφύλλη, χημικές ουσίες, βιομάζα, θρεπτικά στοιχεία και ποσότητες θερμότητας. Τα ανωτέρω επηρεάζουν το φάσμα της εκπεμπόμενης και ανακλώμενης ακτινοβολίας από τα επιφανειακά νερά, και οι μεταβολές αυτές μπορούν να μετρηθούν και παρατηρηθούν με εφαρμογές τηλεπισκόπησης. Η δύναμη των εφαρμογών τηλεπισκόπησης έγκειται στην δυνατότητα να παρακολουθούν τα νερά τόσο χωρικά όσο και χρονικά, γεγονός που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με επιτόπιες τεχνικές. Με την αξιοποίηση των εργαλειων αυτών, μπορεί να επιτευχθεί κατάλληλος προγραμματισμός και δράσης για την μείωση των παραγόντων εκεινων που προκαλούν ρύπανση στα ύδατα.

Η θερμοκρασία είναι ενας ιδιαιτέρα σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας, ο οποίος αποτελεί αντικείμενο μελέτης για διάφορες επιστήμες. Η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με την φυσική κατάσταση των βαθύτερων στρωμάτων νερού. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με χρήση τηλεσκοπικών μεθόδων εχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους ερευνών. Η θερμοκρασία των νερών είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και κατά συνέπεια επηρεάζει όλους τους έμβιους οργανισμούς που ζουν σε αυτό καθώς είναι σημαντικός παράγοντας όλων των βιοχημικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

Ειδικότερα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, τόσο μειώνεται το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και επομένως υπάρχει η τάση να αυξάνονται οι οργανικοί ρύποι. Η θερμοκρασία επίσης αποτελεί σημαντικό βιολογικό παράγοντα, καθώς καθορίζει την συμπεριφορά του στρώματος επαφής μεταξύ νερού και ατμοσφαίρας, καθώς και των διεργασιών που συμβαίνουν μέσω αυτού.

Οι μέθοδοι παρατήρησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με εφαρμογές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα. Μερικές από τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μέσω θερμικού καναλιού είναι οι δορυφόροι Landsat TM and ETM (θερμικά κανάλια), τα ραδιομετρα Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) στους NOAA Polarorbiting Operational Environmental Satellites (POES), και μεσης ανάλυσης δορυφορικές φωτογραφίες (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)) από τον δορυφόρο NASA Earth Observing System (EOS). Άλλες πηγές είναι οι Terra και Aqua δορυφόροι, Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) στον ευρωπαϊκό δορυφόρο (ERS-2), ο γεωστατικός Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) Imager, και ο ASTER.

Ειδικότερα ο ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) τοποθετήθηκε στον Terra της ΝΑΣΑ, και έχει 3 φασματικά κανάλια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο (VNIR), 6 κανάλια στο μικροκυματικό υπέρυθρο (SWIR) και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Τα μήκη κύματος των θερμικών καναλιών του TIR είναι κατάλληλα για την καταγραφή της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. H διακριτική ικανότητα των ανωτέρω ομάδων καναλιών είναι 15 μέτρα για τα VNIR, 30 μέτρα για το SWIR και 90 μέτρα στο θερμικό υπέρυθρο (TIR).

Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα από τα θερμικά κανάλια γίνονται ολοένα και πιο χρήσιμα στα πεδία των παγκόσμιων κλιματικών μοντέλων και της παρακολούθησης της παγκόσμιας υπερθέρμανσης, Οι μετρήσεις θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων πραγματοποιούνται με ραδιομετρικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος περί τα 3,7-10μm. Αν και το κανάλι των 3,7μm είναι πιο ευαίσθητο στην θερμοκρασία των νερών, μπορεί και χρησιμοποιείται μονάχα τις νυχτερινές ώρες, καθώς κατά την διάρκεια της ημέρας υπάρχει ισχυρή ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, γεγονός που παραμορφώνει τις μετρήσεις. Και τα δυο κανάλια είναι ιδιαιτέρα ευαίσθητα στην ατμοσφαιρική ρύπανση, την νεφοκάλυψη και τους υδρατμούς. Για αυτό το λόγο, οι μετρήσεις χρειάζεται αρχικώς να υποστούν ατμοσφαιρικές διορθώσεις και μπορούν να πραγματοποιηθούν μονάχα σε περιοχές δίχως σύννεφα.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια επιφάνεια σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος στο θερμικό υπέρυθρο εξαρτάται από την θερμοκρασία του και τον συντελεστή εκπομπής. Δεδομένου πως η θερμότητα είναι αντιπροσωπευτική για ένα επιφανειακό στρώμα αρκετών εκατοστών, τα θερμικά κανάλια μπορούν να αποτελέσουν συμπληρώματα άλλων τηλεπισκοπικών μεθόδων, και μοναδική ικανότητα στην ανίχνευση επιφανειακών υλικών, εκπομπών θερμότητας, υγρασίας και γεωθερμικών ανωμαλιών. Τα ανωτέρω παρουσιάζονται στο σχήμα 1.

[[Εικόνα: Sxima1.JPG| thumb| right|Εικόνα 1, εκπεμπομενη ακτινοβολία από υδατινα συστήματα]]

3. Περιοχή Ελέγχου και δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Το πυρηνικό εργοστάσιο Cernavoda βρίσκεται στην επαρχία Κονσταντα στην περιοχη Dobrogea. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε απόσταση περίπου 2 χιλιομέτρων νοτιοανατολικά από την πόλη Cernavoda, σε περιοχή του Δούναβη πλησίον της Μαύρης Θάλασσας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

[[Εικόνα: Sxima2.JPG| thumb| right|Εικόνα 2, Η περιοχή μελέτης]]

Το κανάλι Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας δημιουργήθηκε το 1984. Η θερμοκρασία των νερών του Δούναβη εξαρτάται από τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά διαφόρων περιοχών της λεκάνης απορροής του. Για το κομμάτι του που διαρρέει από την Ρουμανία, η θερμοκρασία των νερών του το καλοκαίρι κυμαίνεται από΄22 έως 24 βαθμούς κελσίου, ενώ το χειμώνα οι θερμοκρασία της επιφάνειας του πέφτει κάτω από το μηδέν, όμως δεν παγώνει λογω της τυρβώδους ροής του, εκτός και εάν παρατηρηθούν ιδιαιτέρα χαμηλές θερμοκρασίες. Το οργανικό φορτίο του ποταμού είναι σχετικά χαμηλό, όμως η ρύπανση σε αυτό αυξάνεται καθώς περνάει από διάφορες βιομηχανικές περιοχές. Ομοίως, η χημεία των νερών του μεταβάλλεται λογω των αστικών και γεωργικών αποβλήτων που μεταφέρονται σε αυτόν από τις βρόχινες απορροές.

Το πυρηνικό εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για την ψύξη του από αυτό το κανάλι του Δούναβη. Τον περισσότερο καιρό το νερό αυτό επιστρέφεται στο ποτάμι του Δούναβη, κατά την διάρκεια όμως του χειμώνα μερικές φορές διοχετεύεται στο κανάλι, έτσι ώστε με την αυξημένη θερμοκρασία του να αποτρέψει το πάγωμα του.
Ο χώρος κατασκευής του εργοστασίου δεν ήταν παρθένο έδαφος: Παλιότερα στο σημείο αυτό υπήρχε λατομείο με εργοστάσιο παραγωγής τσιμέντου. Σε ακτίνα 30 χιλιομέτρων από το πυρηνικό εργοστάσιο, κατοικούν περίπου 220.000 άνθρωποι. Οι εκτάσεις της περιοχής είναι κυρίως επίπεδες, με παρουσία ορισμένων λόφων που παρεμβάλλονται μεταξύ της πόλης και του πυρηνικού εργοστασίου. Το κλίμα είναι εν γένει ηπειρωτικό, με κάποια όμως μεσογειακά στοιχεία, λόγω της εγγύτητας με την Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, τα καλοκαίρια είναι ζεστά και ξηρά, ενώ οι χειμώνες ήπιοι με μέτρια χιονόπτωση.

Τα σημαντικότερα υδατικά συστήματα στην περιοχή είναι το ποτάμι του Δούναβη, το κανάλι του Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας και μια σειρά από μικρές λίμνες. Αυτό το αλληλοσυνδεόμενο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από συνθέτες τροφικές αλυσίδες πρωτογενών παραγωγών και τελικών καταναλωτών τροφής. Τα χερσαία οικοσυστήματα της περιοχής περιλαμβάνουν αγροτικές καλλιέργειες σε συνδυασμό με ημιφυσικές περιοχές. Η πανίδα της περιοχής δεν περιλαμβάνει σπάνια είδη, ενώ επίσης δεν αποτελεί περιοχή ανάπαυσης μεταναστευτικών πτηνών. Η περιοχή αποτελεί σημαντικό διεθνές ναυτιλιακό πέρασμα λόγω του Δούναβη και της εξόδου στην Μαύρη Θάλασσα.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στην εκτίμηση των εκπομπών θερμικών φορτίων από το πυρηνικό εργοστάσιο, με την χρήση δορυφορικών εικόνων και επίγειων ελέγχων για την θερμοκρασία των επιφανειακών νερών του καναλιού Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας, καθώς και την ζώνης εισόδου στο ποτάμι του Δούναβη. Οι δορυφορικές φωτογραφίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ακόλουθες:
Landsat TM 24/07/1998, Landsat ETM 20/08/2002 ; MODIS data of 3/08/2001, 18/03/2002, 16/09/2002 12/06/2003, 12/08/2003, 20/09/2003 , 16/03/2004 ; ASTER data 31/05/2003. Πρόσθετα πραγματοποιήθηκαν και επίγειες μετρήσεις ορισμένων φυσιοχημικών παραμέτρων των νερών, καθώς και η περιεκτικότητα σε βιομάζα. Οι φωτογραφίες επεξεργάστηκαν γεωμετρικά ώστε να μπορούν να συνδεθούν με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000. Επίσης, πραγματοποιήθηκε καλιμπράρισμα τους και ραδιομετρικές διορθώσεις.

4. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε χρησιμοποίησε την επεξεργασία δεδομένων από διάφορες δορυφορικές φωτογραφίες με σύγχρονους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση των θερμικών φορτίων στο υδατικό σύστημα του Δούναβη και του καναλιού της Μαύρης Θάλασσας πλησίον του πυρηνικού εργοστασίου. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM , ETM ,MODIS και ASTER data επεξεργάστηκαν με τα λογισμικά PCI’s EASI/PACE, ENVI 4.1, ILWIS 3.1 και IDL, μετά από τις ατμοσφαιρικές και γεωμετρικές διορθώσεις. Η χρήση διαφορετικών δεκτών είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη εκτίμηση των επιπτώσεων του πυρηνικού εργοστασίου στην θερμοκρασία των νερών του ποταμού. Τα δεδομένα από τα κανάλια του θερμικού υπέρυθρου μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασίες με τους κατάλληλους μετασχηματισμούς

Για την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, τα φατνία της στεριάς έλαβαν την τιμή μηδέν, ενώ για το κομμάτι του νερού, χωρίστηκαν στην κατηγορία νερών με φυσιολογική θερμοκρασία (αδιατάρακτων) και σε νερό το οποίο έχει υποστεί θερμοκρασιακή ανύψωση. Εν συνεχεία υπολογίστηκαν οι μέσες θερμοκρασίες για τις δύο αυτές κατηγορίες επιφανειακών νερών, καθώς και η περιοχή εξάπλωσης αυτών.

Η ταξινόμηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών νερών πραγματοποιήθηκε με την χρήση 2 προτύπων ταξινόμησης και εν συνεχεία με συνδυασμό τους, με σκοπό το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταξινόμηση ήταν δυνατή δίχως την χρήση επίγειων πραγματικών δεδομένων. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων κυμάνθηκε από 76 έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των τηλεσκοπικών μεθόδων σε σύγκριση με τους επίγειους ελέγχους είναι το μεγάλο χωρικό και χρονικό εύρος που μπορούν να καλύψουν, καθώς γίνεται παρακολούθηση καθόλη την διάρκεια του έτους, και σε περιοχές ακόμα και εκτός της περιοχής μελέτης.

Οι χάρτες που παρήχθησαν για την θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων από τις δορυφορικές φωτογραφίες, μετά την κατάλληλη στατιστική επεξεργασία περιέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την διακύμανση των θερμοκρασιών στην περιοχή μελέτης.

5. Αποτελέσματα

Η διασπορά της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων καταγράφηκε με το θερμικό κανάλι και συσχετίστηκε με μετεωρολογικές παραμέτρους. Πριν από την λειτουργία του σταθμού, μοντέλα προσομοίωσης προέβλεπαν πως το πυρηνικό εργοστάσιο θα επηρέαζε τα νερά σε μια ακτίνα περί τα 5 χιλιόμετρα από αυτό. Στην άμεση περιοχή της μονάδας 1 του εργοστασίου, η θερμοκρασιακή αύξηση μπορεί να φτάσει μέχρι και 9 βαθμούς κελσίου. Κατά την διάρκεια του χειμώνα, η θερμοκρασιακή επιβάρυνση περιορίζεται σε απόσταση λίγων χιλιομέτρων, και η θερμοκρασιακή διαφορά γίνεται περίπου 1,5 βαθμοί. Κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή που επηρεάζεται μεγαλώνει σε περίπου 6 χιλιόμετρα, με την θερμοκρασιακή αύξηση να είναι περίπου 1 βαθμός κελσίου. Οι διαφορές ανάλογα με την εποχή οφείλονται στην κατακόρυφη μίξη του νερού το χειμώνα, και στο φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας το καλοκαίρι.

[[Εικόνα: Sxima3.jpg| thumb| right|Εικόνα 3, Ταξινόμηση Landsat]]

Πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (PCA) στα αποτελέσματα από τους δορυφόρους Landsat και ΕΤΜ για να διερευνηθούν οι ανωτέρω μεταβολές. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η ταξινόμηση που πραγματοποιήθηκε από την εικόνα Landsat της 24/07/1998. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται ο θερμικός χάρτης του ποταμού από την δορυφορική φωτογραφία Landsat ETM της 20/08/2002. Ανάλογες αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν και για τα υπόλοιπα δορυφορικά δεδομένα, όπως από το MODIS της 20/09/2003 (εικόνα 5)

[[Εικόνα: Sxima4.jpg| thumb| right|Εικόνα 4, Θερμικός Χάρτης Περιοχής]]

[[Εικόνα: sxima5.jpg| thumb| right|Εικόνα 5, Ταξινόμηση ΜODIS]]

6. Συμπεράσματα

Τα μεγάλα ποσά θερμού νερού που απορρίπτονται μονίμως στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου είναι ένας σημαντικός αρνητικός παράγοντας, ο οποίος επηρεάζει την θερμική ισορροπία του νερού και οδηγεί σε μη αναστρέψιμες περιβαλλοντικές μεταβολές, με αντίκτυπο στην ανάπτυξη των αλγών και την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία εκτίμησης των ανωτέρω μεταβολών μέσω εφαρμογών τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο, έδωσε αρκετά ακριβή αποτελέσματα, τα οποία επιβεβαιώθηκαν και από τις επίγειες μετρήσεις.
Η χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε δυνητικά να δώσει ακόμη καλύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα, έτσι ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητή η διαδικασία διασποράς των θερμικών φορτίων στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου. Η δυνατότητα αυτή είναι σημαντική, δεδομένου πως προγραμματίζεται τα επόμενα χρόνια η λειτουργία άλλων τεσσάρων μονάδων στο ίδιο σημείο, και επομένως να μπορέσει να γίνει των προτέρων ασφαλέστερη εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

[[category:Ενέργεια]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-12T03:05:42Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

1. Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

2. Τηλεπισκόπηση για το περιβάλλον πυρηνικών σταθμών

Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη να αποκτά κανείς πληροφορίες διαφόρων μορφών για υλικά αντικείμενα, περιοχές ή φαινόμενα, χωρίς να χρειάζεται να έρθει σε φυσική επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται η μεταφορά πληροφορίας μέσω του κενού ή του αέρα, μέσω διαφόρων μηκών κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: οπτικό, εγγυς υπέρυθρο, μέσο υπέρυθρο, ορατό, θερμικό και μικροκυματικό.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα νερά (λιμνών, θαλασσών ή ποταμών) είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, η χλωροφύλλη, χημικές ουσίες, βιομάζα, θρεπτικά στοιχεία και ποσότητες θερμότητας. Τα ανωτέρω επηρεάζουν το φάσμα της εκπεμπόμενης και ανακλώμενης ακτινοβολίας από τα επιφανειακά νερά, και οι μεταβολές αυτές μπορούν να μετρηθούν και παρατηρηθούν με εφαρμογές τηλεπισκόπησης. Η δύναμη των εφαρμογών τηλεπισκόπησης έγκειται στην δυνατότητα να παρακολουθούν τα νερά τόσο χωρικά όσο και χρονικά, γεγονός που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με επιτόπιες τεχνικές. Με την αξιοποίηση των εργαλειων αυτών, μπορεί να επιτευχθεί κατάλληλος προγραμματισμός και δράσης για την μείωση των παραγόντων εκεινων που προκαλούν ρύπανση στα ύδατα.

Η θερμοκρασία είναι ενας ιδιαιτέρα σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας, ο οποίος αποτελεί αντικείμενο μελέτης για διάφορες επιστήμες. Η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με την φυσική κατάσταση των βαθύτερων στρωμάτων νερού. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με χρήση τηλεσκοπικών μεθόδων εχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους ερευνών. Η θερμοκρασία των νερών είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και κατά συνέπεια επηρεάζει όλους τους έμβιους οργανισμούς που ζουν σε αυτό καθώς είναι σημαντικός παράγοντας όλων των βιοχημικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

Ειδικότερα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, τόσο μειώνεται το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και επομένως υπάρχει η τάση να αυξάνονται οι οργανικοί ρύποι. Η θερμοκρασία επίσης αποτελεί σημαντικό βιολογικό παράγοντα, καθώς καθορίζει την συμπεριφορά του στρώματος επαφής μεταξύ νερού και ατμοσφαίρας, καθώς και των διεργασιών που συμβαίνουν μέσω αυτού.

Οι μέθοδοι παρατήρησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με εφαρμογές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα. Μερικές από τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μέσω θερμικού καναλιού είναι οι δορυφόροι Landsat TM and ETM (θερμικά κανάλια), τα ραδιομετρα Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) στους NOAA Polarorbiting Operational Environmental Satellites (POES), και μεσης ανάλυσης δορυφορικές φωτογραφίες (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)) από τον δορυφόρο NASA Earth Observing System (EOS). Άλλες πηγές είναι οι Terra και Aqua δορυφόροι, Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) στον ευρωπαϊκό δορυφόρο (ERS-2), ο γεωστατικός Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) Imager, και ο ASTER.

Ειδικότερα ο ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) τοποθετήθηκε στον Terra της ΝΑΣΑ, και έχει 3 φασματικά κανάλια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο (VNIR), 6 κανάλια στο μικροκυματικό υπέρυθρο (SWIR) και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Τα μήκη κύματος των θερμικών καναλιών του TIR είναι κατάλληλα για την καταγραφή της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. H διακριτική ικανότητα των ανωτέρω ομάδων καναλιών είναι 15 μέτρα για τα VNIR, 30 μέτρα για το SWIR και 90 μέτρα στο θερμικό υπέρυθρο (TIR).

Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα από τα θερμικά κανάλια γίνονται ολοένα και πιο χρήσιμα στα πεδία των παγκόσμιων κλιματικών μοντέλων και της παρακολούθησης της παγκόσμιας υπερθέρμανσης, Οι μετρήσεις θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων πραγματοποιούνται με ραδιομετρικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος περί τα 3,7-10μm. Αν και το κανάλι των 3,7μm είναι πιο ευαίσθητο στην θερμοκρασία των νερών, μπορεί και χρησιμοποιείται μονάχα τις νυχτερινές ώρες, καθώς κατά την διάρκεια της ημέρας υπάρχει ισχυρή ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, γεγονός που παραμορφώνει τις μετρήσεις. Και τα δυο κανάλια είναι ιδιαιτέρα ευαίσθητα στην ατμοσφαιρική ρύπανση, την νεφοκάλυψη και τους υδρατμούς. Για αυτό το λόγο, οι μετρήσεις χρειάζεται αρχικώς να υποστούν ατμοσφαιρικές διορθώσεις και μπορούν να πραγματοποιηθούν μονάχα σε περιοχές δίχως σύννεφα.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια επιφάνεια σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος στο θερμικό υπέρυθρο εξαρτάται από την θερμοκρασία του και τον συντελεστή εκπομπής. Δεδομένου πως η θερμότητα είναι αντιπροσωπευτική για ένα επιφανειακό στρώμα αρκετών εκατοστών, τα θερμικά κανάλια μπορούν να αποτελέσουν συμπληρώματα άλλων τηλεπισκοπικών μεθόδων, και μοναδική ικανότητα στην ανίχνευση επιφανειακών υλικών, εκπομπών θερμότητας, υγρασίας και γεωθερμικών ανωμαλιών. Τα ανωτέρω παρουσιάζονται στο σχήμα 1.

[[Εικόνα: Sxima1.JPG| thumb| right|Εικόνα 1, εκπεμπομενη ακτινοβολία από υδατινα συστήματα]]

3. Περιοχή Ελέγχου και δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Το πυρηνικό εργοστάσιο Cernavoda βρίσκεται στην επαρχία Κονσταντα στην περιοχη Dobrogea. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε απόσταση περίπου 2 χιλιομέτρων νοτιοανατολικά από την πόλη Cernavoda, σε περιοχή του Δούναβη πλησίον της Μαύρης Θάλασσας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

[[Εικόνα: Sxima2.JPG| thumb| right|Εικόνα 2, Η περιοχή μελέτης]]

Το κανάλι Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας δημιουργήθηκε το 1984. Η θερμοκρασία των νερών του Δούναβη εξαρτάται από τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά διαφόρων περιοχών της λεκάνης απορροής του. Για το κομμάτι του που διαρρέει από την Ρουμανία, η θερμοκρασία των νερών του το καλοκαίρι κυμαίνεται από΄22 έως 24 βαθμούς κελσίου, ενώ το χειμώνα οι θερμοκρασία της επιφάνειας του πέφτει κάτω από το μηδέν, όμως δεν παγώνει λογω της τυρβώδους ροής του, εκτός και εάν παρατηρηθούν ιδιαιτέρα χαμηλές θερμοκρασίες. Το οργανικό φορτίο του ποταμού είναι σχετικά χαμηλό, όμως η ρύπανση σε αυτό αυξάνεται καθώς περνάει από διάφορες βιομηχανικές περιοχές. Ομοίως, η χημεία των νερών του μεταβάλλεται λογω των αστικών και γεωργικών αποβλήτων που μεταφέρονται σε αυτόν από τις βρόχινες απορροές.

Το πυρηνικό εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για την ψύξη του από αυτό το κανάλι του Δούναβη. Τον περισσότερο καιρό το νερό αυτό επιστρέφεται στο ποτάμι του Δούναβη, κατά την διάρκεια όμως του χειμώνα μερικές φορές διοχετεύεται στο κανάλι, έτσι ώστε με την αυξημένη θερμοκρασία του να αποτρέψει το πάγωμα του.
Ο χώρος κατασκευής του εργοστασίου δεν ήταν παρθένο έδαφος: Παλιότερα στο σημείο αυτό υπήρχε λατομείο με εργοστάσιο παραγωγής τσιμέντου. Σε ακτίνα 30 χιλιομέτρων από το πυρηνικό εργοστάσιο, κατοικούν περίπου 220.000 άνθρωποι. Οι εκτάσεις της περιοχής είναι κυρίως επίπεδες, με παρουσία ορισμένων λόφων που παρεμβάλλονται μεταξύ της πόλης και του πυρηνικού εργοστασίου. Το κλίμα είναι εν γένει ηπειρωτικό, με κάποια όμως μεσογειακά στοιχεία, λόγω της εγγύτητας με την Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, τα καλοκαίρια είναι ζεστά και ξηρά, ενώ οι χειμώνες ήπιοι με μέτρια χιονόπτωση.

Τα σημαντικότερα υδατικά συστήματα στην περιοχή είναι το ποτάμι του Δούναβη, το κανάλι του Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας και μια σειρά από μικρές λίμνες. Αυτό το αλληλοσυνδεόμενο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από συνθέτες τροφικές αλυσίδες πρωτογενών παραγωγών και τελικών καταναλωτών τροφής. Τα χερσαία οικοσυστήματα της περιοχής περιλαμβάνουν αγροτικές καλλιέργειες σε συνδυασμό με ημιφυσικές περιοχές. Η πανίδα της περιοχής δεν περιλαμβάνει σπάνια είδη, ενώ επίσης δεν αποτελεί περιοχή ανάπαυσης μεταναστευτικών πτηνών. Η περιοχή αποτελεί σημαντικό διεθνές ναυτιλιακό πέρασμα λόγω του Δούναβη και της εξόδου στην Μαύρη Θάλασσα.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στην εκτίμηση των εκπομπών θερμικών φορτίων από το πυρηνικό εργοστάσιο, με την χρήση δορυφορικών εικόνων και επίγειων ελέγχων για την θερμοκρασία των επιφανειακών νερών του καναλιού Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας, καθώς και την ζώνης εισόδου στο ποτάμι του Δούναβη. Οι δορυφορικές φωτογραφίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ακόλουθες:
Landsat TM 24/07/1998, Landsat ETM 20/08/2002 ; MODIS data of 3/08/2001, 18/03/2002, 16/09/2002 12/06/2003, 12/08/2003, 20/09/2003 , 16/03/2004 ; ASTER data 31/05/2003. Πρόσθετα πραγματοποιήθηκαν και επίγειες μετρήσεις ορισμένων φυσιοχημικών παραμέτρων των νερών, καθώς και η περιεκτικότητα σε βιομάζα. Οι φωτογραφίες επεξεργάστηκαν γεωμετρικά ώστε να μπορούν να συνδεθούν με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000. Επίσης, πραγματοποιήθηκε καλιμπράρισμα τους και ραδιομετρικές διορθώσεις.

4. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε χρησιμοποίησε την επεξεργασία δεδομένων από διάφορες δορυφορικές φωτογραφίες με σύγχρονους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση των θερμικών φορτίων στο υδατικό σύστημα του Δούναβη και του καναλιού της Μαύρης Θάλασσας πλησίον του πυρηνικού εργοστασίου. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM , ETM ,MODIS και ASTER data επεξεργάστηκαν με τα λογισμικά PCI’s EASI/PACE, ENVI 4.1, ILWIS 3.1 και IDL, μετά από τις ατμοσφαιρικές και γεωμετρικές διορθώσεις. Η χρήση διαφορετικών δεκτών είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη εκτίμηση των επιπτώσεων του πυρηνικού εργοστασίου στην θερμοκρασία των νερών του ποταμού. Τα δεδομένα από τα κανάλια του θερμικού υπέρυθρου μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασίες με τους κατάλληλους μετασχηματισμούς

Για την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, τα φατνία της στεριάς έλαβαν την τιμή μηδέν, ενώ για το κομμάτι του νερού, χωρίστηκαν στην κατηγορία νερών με φυσιολογική θερμοκρασία (αδιατάρακτων) και σε νερό το οποίο έχει υποστεί θερμοκρασιακή ανύψωση. Εν συνεχεία υπολογίστηκαν οι μέσες θερμοκρασίες για τις δύο αυτές κατηγορίες επιφανειακών νερών, καθώς και η περιοχή εξάπλωσης αυτών.

Η ταξινόμηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών νερών πραγματοποιήθηκε με την χρήση 2 προτύπων ταξινόμησης και εν συνεχεία με συνδυασμό τους, με σκοπό το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταξινόμηση ήταν δυνατή δίχως την χρήση επίγειων πραγματικών δεδομένων. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων κυμάνθηκε από 76 έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των τηλεσκοπικών μεθόδων σε σύγκριση με τους επίγειους ελέγχους είναι το μεγάλο χωρικό και χρονικό εύρος που μπορούν να καλύψουν, καθώς γίνεται παρακολούθηση καθόλη την διάρκεια του έτους, και σε περιοχές ακόμα και εκτός της περιοχής μελέτης.

Οι χάρτες που παρήχθησαν για την θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων από τις δορυφορικές φωτογραφίες, μετά την κατάλληλη στατιστική επεξεργασία περιέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την διακύμανση των θερμοκρασιών στην περιοχή μελέτης.

5. Αποτελέσματα

Η διασπορά της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων καταγράφηκε με το θερμικό κανάλι και συσχετίστηκε με μετεωρολογικές παραμέτρους. Πριν από την λειτουργία του σταθμού, μοντέλα προσομοίωσης προέβλεπαν πως το πυρηνικό εργοστάσιο θα επηρέαζε τα νερά σε μια ακτίνα περί τα 5 χιλιόμετρα από αυτό. Στην άμεση περιοχή της μονάδας 1 του εργοστασίου, η θερμοκρασιακή αύξηση μπορεί να φτάσει μέχρι και 9 βαθμούς κελσίου. Κατά την διάρκεια του χειμώνα, η θερμοκρασιακή επιβάρυνση περιορίζεται σε απόσταση λίγων χιλιομέτρων, και η θερμοκρασιακή διαφορά γίνεται περίπου 1,5 βαθμοί. Κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή που επηρεάζεται μεγαλώνει σε περίπου 6 χιλιόμετρα, με την θερμοκρασιακή αύξηση να είναι περίπου 1 βαθμός κελσίου. Οι διαφορές ανάλογα με την εποχή οφείλονται στην κατακόρυφη μίξη του νερού το χειμώνα, και στο φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας το καλοκαίρι.

[[Εικόνα: sxima3.jpg| thumb| right|Εικόνα 3, Ταξινόμηση Landsat]]

Πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (PCA) στα αποτελέσματα από τους δορυφόρους Landsat και ΕΤΜ για να διερευνηθούν οι ανωτέρω μεταβολές. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η ταξινόμηση που πραγματοποιήθηκε από την εικόνα Landsat της 24/07/1998. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται ο θερμικός χάρτης του ποταμού από την δορυφορική φωτογραφία Landsat ETM της 20/08/2002. Ανάλογες αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν και για τα υπόλοιπα δορυφορικά δεδομένα, όπως από το MODIS της 20/09/2003 (εικόνα 5)

[[Εικόνα: Sxima4.jpg| thumb| right|Εικόνα 4, Θερμικός Χάρτης Περιοχής]]

[[Εικόνα: sxima5.jpg| thumb| right|Εικόνα 5, Ταξινόμηση ΜODIS]]

6. Συμπεράσματα

Τα μεγάλα ποσά θερμού νερού που απορρίπτονται μονίμως στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου είναι ένας σημαντικός αρνητικός παράγοντας, ο οποίος επηρεάζει την θερμική ισορροπία του νερού και οδηγεί σε μη αναστρέψιμες περιβαλλοντικές μεταβολές, με αντίκτυπο στην ανάπτυξη των αλγών και την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία εκτίμησης των ανωτέρω μεταβολών μέσω εφαρμογών τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο, έδωσε αρκετά ακριβή αποτελέσματα, τα οποία επιβεβαιώθηκαν και από τις επίγειες μετρήσεις.
Η χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε δυνητικά να δώσει ακόμη καλύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα, έτσι ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητή η διαδικασία διασποράς των θερμικών φορτίων στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου. Η δυνατότητα αυτή είναι σημαντική, δεδομένου πως προγραμματίζεται τα επόμενα χρόνια η λειτουργία άλλων τεσσάρων μονάδων στο ίδιο σημείο, και επομένως να μπορέσει να γίνει των προτέρων ασφαλέστερη εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

[[category:Ενέργεια]]

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-12T03:04:36Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

[[Εικόνα: enaeria1.jpg| thumb| right|Συνθετη προστατευτική ταφρος ρωμαϊκοβρετανικής περιοδου, Walden, Essex]]

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

[[Εικόνα: photo61.jpg| thumb| right|Εικόνα 6. Αποψη Stonehedge με Lidar]]

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

[[Εικόνα: arxa1.jpg| thumb| right|Εικόνα 7.2. Ανακάλυψη δυτικής σηραγγας μαυσωλείου Qinshihuan με τον HYPERSPECTRAL αισθητήρα Omis2]]

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

[[Εικόνα: arxa2.jpg| thumb| right|Εικόνα 8. Δικτυο καναλιών στην Αραβική ερημο, συνδυασμός εικόνων Landsat5 και SIR-A]]

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

[[Εικόνα: Arxa3.JPG| thumb| right|Εικόνα 9. Aρχαία πόλη Angkor, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23]]

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[category:Αρχαιολογία]]

Αρχείο:Arxa3.JPG

2010-02-12T03:03:41Z

Earmenis:

Αρχείο:Arxa2.jpg

2010-02-12T03:03:28Z

Earmenis:

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-12T03:03:10Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

[[Εικόνα: enaeria1.jpg| thumb| right|Συνθετη προστατευτική ταφρος ρωμαϊκοβρετανικής περιοδου, Walden, Essex]]

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

[[Εικόνα: photo61.jpg| thumb| right|Εικόνα 6. Αποψη Stonehedge με Lidar]]

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

[[Εικόνα: arxa1.jpg| thumb| right|Εικόνα 7.2. Ανακάλυψη δυτικής σηραγγας μαυσωλείου Qinshihuan με τον HYPERSPECTRAL αισθητήρα Omis2]]

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

[[Εικόνα: arxa2.jpg| thumb| right|Εικόνα 8. Δικτυο καναλιών στην Αραβική ερημο, συνδυασμός εικόνων Landsat5 και SIR-A]]

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

[[Εικόνα: arxa3.jpg| thumb| right|Εικόνα 9. Aρχαία πόλη Angkorερημο, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23]]

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[category:Αρχαιολογία]]

Αρχείο:Arxa1.jpg

2010-02-12T02:58:38Z

Earmenis:

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-12T02:58:12Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

[[Εικόνα: enaeria1.jpg| thumb| right|Συνθετη προστατευτική ταφρος ρωμαϊκοβρετανικής περιοδου, Walden, Essex]]

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

[[Εικόνα: photo61.jpg| thumb| right|Εικόνα 6. Αποψη Stonehedge με Lidar]]

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

[[Εικόνα: arxa1.jpg| thumb| right|Εικόνα 6. Ανακάλυψη δυτικής σηραγγας μαυσωλείου Qinshihuan με τον HYPERSPECTRAL αισθητήρα Omis2]]

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες20 του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[category:Αρχαιολογία]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-12T02:54:14Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

1. Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

2. Τηλεπισκόπηση για το περιβάλλον πυρηνικών σταθμών

Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη να αποκτά κανείς πληροφορίες διαφόρων μορφών για υλικά αντικείμενα, περιοχές ή φαινόμενα, χωρίς να χρειάζεται να έρθει σε φυσική επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται η μεταφορά πληροφορίας μέσω του κενού ή του αέρα, μέσω διαφόρων μηκών κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: οπτικό, εγγυς υπέρυθρο, μέσο υπέρυθρο, ορατό, θερμικό και μικροκυματικό.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα νερά (λιμνών, θαλασσών ή ποταμών) είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, η χλωροφύλλη, χημικές ουσίες, βιομάζα, θρεπτικά στοιχεία και ποσότητες θερμότητας. Τα ανωτέρω επηρεάζουν το φάσμα της εκπεμπόμενης και ανακλώμενης ακτινοβολίας από τα επιφανειακά νερά, και οι μεταβολές αυτές μπορούν να μετρηθούν και παρατηρηθούν με εφαρμογές τηλεπισκόπησης. Η δύναμη των εφαρμογών τηλεπισκόπησης έγκειται στην δυνατότητα να παρακολουθούν τα νερά τόσο χωρικά όσο και χρονικά, γεγονός που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με επιτόπιες τεχνικές. Με την αξιοποίηση των εργαλειων αυτών, μπορεί να επιτευχθεί κατάλληλος προγραμματισμός και δράσης για την μείωση των παραγόντων εκεινων που προκαλούν ρύπανση στα ύδατα.

Η θερμοκρασία είναι ενας ιδιαιτέρα σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας, ο οποίος αποτελεί αντικείμενο μελέτης για διάφορες επιστήμες. Η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με την φυσική κατάσταση των βαθύτερων στρωμάτων νερού. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με χρήση τηλεσκοπικών μεθόδων εχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους ερευνών. Η θερμοκρασία των νερών είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και κατά συνέπεια επηρεάζει όλους τους έμβιους οργανισμούς που ζουν σε αυτό καθώς είναι σημαντικός παράγοντας όλων των βιοχημικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

Ειδικότερα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, τόσο μειώνεται το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και επομένως υπάρχει η τάση να αυξάνονται οι οργανικοί ρύποι. Η θερμοκρασία επίσης αποτελεί σημαντικό βιολογικό παράγοντα, καθώς καθορίζει την συμπεριφορά του στρώματος επαφής μεταξύ νερού και ατμοσφαίρας, καθώς και των διεργασιών που συμβαίνουν μέσω αυτού.

Οι μέθοδοι παρατήρησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με εφαρμογές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα. Μερικές από τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μέσω θερμικού καναλιού είναι οι δορυφόροι Landsat TM and ETM (θερμικά κανάλια), τα ραδιομετρα Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) στους NOAA Polarorbiting Operational Environmental Satellites (POES), και μεσης ανάλυσης δορυφορικές φωτογραφίες (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)) από τον δορυφόρο NASA Earth Observing System (EOS). Άλλες πηγές είναι οι Terra και Aqua δορυφόροι, Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) στον ευρωπαϊκό δορυφόρο (ERS-2), ο γεωστατικός Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) Imager, και ο ASTER.

Ειδικότερα ο ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) τοποθετήθηκε στον Terra της ΝΑΣΑ, και έχει 3 φασματικά κανάλια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο (VNIR), 6 κανάλια στο μικροκυματικό υπέρυθρο (SWIR) και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Τα μήκη κύματος των θερμικών καναλιών του TIR είναι κατάλληλα για την καταγραφή της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. H διακριτική ικανότητα των ανωτέρω ομάδων καναλιών είναι 15 μέτρα για τα VNIR, 30 μέτρα για το SWIR και 90 μέτρα στο θερμικό υπέρυθρο (TIR).

Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα από τα θερμικά κανάλια γίνονται ολοένα και πιο χρήσιμα στα πεδία των παγκόσμιων κλιματικών μοντέλων και της παρακολούθησης της παγκόσμιας υπερθέρμανσης, Οι μετρήσεις θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων πραγματοποιούνται με ραδιομετρικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος περί τα 3,7-10μm. Αν και το κανάλι των 3,7μm είναι πιο ευαίσθητο στην θερμοκρασία των νερών, μπορεί και χρησιμοποιείται μονάχα τις νυχτερινές ώρες, καθώς κατά την διάρκεια της ημέρας υπάρχει ισχυρή ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, γεγονός που παραμορφώνει τις μετρήσεις. Και τα δυο κανάλια είναι ιδιαιτέρα ευαίσθητα στην ατμοσφαιρική ρύπανση, την νεφοκάλυψη και τους υδρατμούς. Για αυτό το λόγο, οι μετρήσεις χρειάζεται αρχικώς να υποστούν ατμοσφαιρικές διορθώσεις και μπορούν να πραγματοποιηθούν μονάχα σε περιοχές δίχως σύννεφα.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια επιφάνεια σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος στο θερμικό υπέρυθρο εξαρτάται από την θερμοκρασία του και τον συντελεστή εκπομπής. Δεδομένου πως η θερμότητα είναι αντιπροσωπευτική για ένα επιφανειακό στρώμα αρκετών εκατοστών, τα θερμικά κανάλια μπορούν να αποτελέσουν συμπληρώματα άλλων τηλεπισκοπικών μεθόδων, και μοναδική ικανότητα στην ανίχνευση επιφανειακών υλικών, εκπομπών θερμότητας, υγρασίας και γεωθερμικών ανωμαλιών. Τα ανωτέρω παρουσιάζονται στο σχήμα 1.

[[Εικόνα: sxima1.jpg| thumb| right|Εικόνα 1, εκπεμπομενη ακτινοβολία από υδατινα συστήματα]]

3. Περιοχή Ελέγχου και δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Το πυρηνικό εργοστάσιο Cernavoda βρίσκεται στην επαρχία Κονσταντα στην περιοχη Dobrogea. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε απόσταση περίπου 2 χιλιομέτρων νοτιοανατολικά από την πόλη Cernavoda, σε περιοχή του Δούναβη πλησίον της Μαύρης Θάλασσας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

[[Εικόνα: sxima2.jpg| thumb| right|Εικόνα 2, Η περιοχή μελέτης]]

Το κανάλι Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας δημιουργήθηκε το 1984. Η θερμοκρασία των νερών του Δούναβη εξαρτάται από τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά διαφόρων περιοχών της λεκάνης απορροής του. Για το κομμάτι του που διαρρέει από την Ρουμανία, η θερμοκρασία των νερών του το καλοκαίρι κυμαίνεται από΄22 έως 24 βαθμούς κελσίου, ενώ το χειμώνα οι θερμοκρασία της επιφάνειας του πέφτει κάτω από το μηδέν, όμως δεν παγώνει λογω της τυρβώδους ροής του, εκτός και εάν παρατηρηθούν ιδιαιτέρα χαμηλές θερμοκρασίες. Το οργανικό φορτίο του ποταμού είναι σχετικά χαμηλό, όμως η ρύπανση σε αυτό αυξάνεται καθώς περνάει από διάφορες βιομηχανικές περιοχές. Ομοίως, η χημεία των νερών του μεταβάλλεται λογω των αστικών και γεωργικών αποβλήτων που μεταφέρονται σε αυτόν από τις βρόχινες απορροές.

Το πυρηνικό εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για την ψύξη του από αυτό το κανάλι του Δούναβη. Τον περισσότερο καιρό το νερό αυτό επιστρέφεται στο ποτάμι του Δούναβη, κατά την διάρκεια όμως του χειμώνα μερικές φορές διοχετεύεται στο κανάλι, έτσι ώστε με την αυξημένη θερμοκρασία του να αποτρέψει το πάγωμα του.
Ο χώρος κατασκευής του εργοστασίου δεν ήταν παρθένο έδαφος: Παλιότερα στο σημείο αυτό υπήρχε λατομείο με εργοστάσιο παραγωγής τσιμέντου. Σε ακτίνα 30 χιλιομέτρων από το πυρηνικό εργοστάσιο, κατοικούν περίπου 220.000 άνθρωποι. Οι εκτάσεις της περιοχής είναι κυρίως επίπεδες, με παρουσία ορισμένων λόφων που παρεμβάλλονται μεταξύ της πόλης και του πυρηνικού εργοστασίου. Το κλίμα είναι εν γένει ηπειρωτικό, με κάποια όμως μεσογειακά στοιχεία, λόγω της εγγύτητας με την Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, τα καλοκαίρια είναι ζεστά και ξηρά, ενώ οι χειμώνες ήπιοι με μέτρια χιονόπτωση.

Τα σημαντικότερα υδατικά συστήματα στην περιοχή είναι το ποτάμι του Δούναβη, το κανάλι του Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας και μια σειρά από μικρές λίμνες. Αυτό το αλληλοσυνδεόμενο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από συνθέτες τροφικές αλυσίδες πρωτογενών παραγωγών και τελικών καταναλωτών τροφής. Τα χερσαία οικοσυστήματα της περιοχής περιλαμβάνουν αγροτικές καλλιέργειες σε συνδυασμό με ημιφυσικές περιοχές. Η πανίδα της περιοχής δεν περιλαμβάνει σπάνια είδη, ενώ επίσης δεν αποτελεί περιοχή ανάπαυσης μεταναστευτικών πτηνών. Η περιοχή αποτελεί σημαντικό διεθνές ναυτιλιακό πέρασμα λόγω του Δούναβη και της εξόδου στην Μαύρη Θάλασσα.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στην εκτίμηση των εκπομπών θερμικών φορτίων από το πυρηνικό εργοστάσιο, με την χρήση δορυφορικών εικόνων και επίγειων ελέγχων για την θερμοκρασία των επιφανειακών νερών του καναλιού Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας, καθώς και την ζώνης εισόδου στο ποτάμι του Δούναβη. Οι δορυφορικές φωτογραφίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ακόλουθες:
Landsat TM 24/07/1998, Landsat ETM 20/08/2002 ; MODIS data of 3/08/2001, 18/03/2002, 16/09/2002 12/06/2003, 12/08/2003, 20/09/2003 , 16/03/2004 ; ASTER data 31/05/2003. Πρόσθετα πραγματοποιήθηκαν και επίγειες μετρήσεις ορισμένων φυσιοχημικών παραμέτρων των νερών, καθώς και η περιεκτικότητα σε βιομάζα. Οι φωτογραφίες επεξεργάστηκαν γεωμετρικά ώστε να μπορούν να συνδεθούν με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000. Επίσης, πραγματοποιήθηκε καλιμπράρισμα τους και ραδιομετρικές διορθώσεις.

4. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε χρησιμοποίησε την επεξεργασία δεδομένων από διάφορες δορυφορικές φωτογραφίες με σύγχρονους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση των θερμικών φορτίων στο υδατικό σύστημα του Δούναβη και του καναλιού της Μαύρης Θάλασσας πλησίον του πυρηνικού εργοστασίου. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM , ETM ,MODIS και ASTER data επεξεργάστηκαν με τα λογισμικά PCI’s EASI/PACE, ENVI 4.1, ILWIS 3.1 και IDL, μετά από τις ατμοσφαιρικές και γεωμετρικές διορθώσεις. Η χρήση διαφορετικών δεκτών είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη εκτίμηση των επιπτώσεων του πυρηνικού εργοστασίου στην θερμοκρασία των νερών του ποταμού. Τα δεδομένα από τα κανάλια του θερμικού υπέρυθρου μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασίες με τους κατάλληλους μετασχηματισμούς

Για την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, τα φατνία της στεριάς έλαβαν την τιμή μηδέν, ενώ για το κομμάτι του νερού, χωρίστηκαν στην κατηγορία νερών με φυσιολογική θερμοκρασία (αδιατάρακτων) και σε νερό το οποίο έχει υποστεί θερμοκρασιακή ανύψωση. Εν συνεχεία υπολογίστηκαν οι μέσες θερμοκρασίες για τις δύο αυτές κατηγορίες επιφανειακών νερών, καθώς και η περιοχή εξάπλωσης αυτών.

Η ταξινόμηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών νερών πραγματοποιήθηκε με την χρήση 2 προτύπων ταξινόμησης και εν συνεχεία με συνδυασμό τους, με σκοπό το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταξινόμηση ήταν δυνατή δίχως την χρήση επίγειων πραγματικών δεδομένων. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων κυμάνθηκε από 76 έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των τηλεσκοπικών μεθόδων σε σύγκριση με τους επίγειους ελέγχους είναι το μεγάλο χωρικό και χρονικό εύρος που μπορούν να καλύψουν, καθώς γίνεται παρακολούθηση καθόλη την διάρκεια του έτους, και σε περιοχές ακόμα και εκτός της περιοχής μελέτης.

Οι χάρτες που παρήχθησαν για την θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων από τις δορυφορικές φωτογραφίες, μετά την κατάλληλη στατιστική επεξεργασία περιέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την διακύμανση των θερμοκρασιών στην περιοχή μελέτης.

5. Αποτελέσματα

Η διασπορά της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων καταγράφηκε με το θερμικό κανάλι και συσχετίστηκε με μετεωρολογικές παραμέτρους. Πριν από την λειτουργία του σταθμού, μοντέλα προσομοίωσης προέβλεπαν πως το πυρηνικό εργοστάσιο θα επηρέαζε τα νερά σε μια ακτίνα περί τα 5 χιλιόμετρα από αυτό. Στην άμεση περιοχή της μονάδας 1 του εργοστασίου, η θερμοκρασιακή αύξηση μπορεί να φτάσει μέχρι και 9 βαθμούς κελσίου. Κατά την διάρκεια του χειμώνα, η θερμοκρασιακή επιβάρυνση περιορίζεται σε απόσταση λίγων χιλιομέτρων, και η θερμοκρασιακή διαφορά γίνεται περίπου 1,5 βαθμοί. Κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή που επηρεάζεται μεγαλώνει σε περίπου 6 χιλιόμετρα, με την θερμοκρασιακή αύξηση να είναι περίπου 1 βαθμός κελσίου. Οι διαφορές ανάλογα με την εποχή οφείλονται στην κατακόρυφη μίξη του νερού το χειμώνα, και στο φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας το καλοκαίρι.

[[Εικόνα: sxima3.jpg| thumb| right|Εικόνα 3, Ταξινόμηση Landsat]]

Πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (PCA) στα αποτελέσματα από τους δορυφόρους Landsat και ΕΤΜ για να διερευνηθούν οι ανωτέρω μεταβολές. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η ταξινόμηση που πραγματοποιήθηκε από την εικόνα Landsat της 24/07/1998. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται ο θερμικός χάρτης του ποταμού από την δορυφορική φωτογραφία Landsat ETM της 20/08/2002. Ανάλογες αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν και για τα υπόλοιπα δορυφορικά δεδομένα, όπως από το MODIS της 20/09/2003 (εικόνα 5)

[[Εικόνα: Sxima4.jpg| thumb| right|Εικόνα 4, Θερμικός Χάρτης Περιοχής]]

[[Εικόνα: sxima5.jpg| thumb| right|Εικόνα 5, Ταξινόμηση ΜODIS]]

6. Συμπεράσματα

Τα μεγάλα ποσά θερμού νερού που απορρίπτονται μονίμως στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου είναι ένας σημαντικός αρνητικός παράγοντας, ο οποίος επηρεάζει την θερμική ισορροπία του νερού και οδηγεί σε μη αναστρέψιμες περιβαλλοντικές μεταβολές, με αντίκτυπο στην ανάπτυξη των αλγών και την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία εκτίμησης των ανωτέρω μεταβολών μέσω εφαρμογών τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο, έδωσε αρκετά ακριβή αποτελέσματα, τα οποία επιβεβαιώθηκαν και από τις επίγειες μετρήσεις.
Η χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε δυνητικά να δώσει ακόμη καλύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα, έτσι ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητή η διαδικασία διασποράς των θερμικών φορτίων στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου. Η δυνατότητα αυτή είναι σημαντική, δεδομένου πως προγραμματίζεται τα επόμενα χρόνια η λειτουργία άλλων τεσσάρων μονάδων στο ίδιο σημείο, και επομένως να μπορέσει να γίνει των προτέρων ασφαλέστερη εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

[[category:Ενέργεια]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-12T02:53:26Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

1. Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

2. Τηλεπισκόπηση για το περιβάλλον πυρηνικών σταθμών

Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη να αποκτά κανείς πληροφορίες διαφόρων μορφών για υλικά αντικείμενα, περιοχές ή φαινόμενα, χωρίς να χρειάζεται να έρθει σε φυσική επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται η μεταφορά πληροφορίας μέσω του κενού ή του αέρα, μέσω διαφόρων μηκών κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: οπτικό, εγγυς υπέρυθρο, μέσο υπέρυθρο, ορατό, θερμικό και μικροκυματικό.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα νερά (λιμνών, θαλασσών ή ποταμών) είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, η χλωροφύλλη, χημικές ουσίες, βιομάζα, θρεπτικά στοιχεία και ποσότητες θερμότητας. Τα ανωτέρω επηρεάζουν το φάσμα της εκπεμπόμενης και ανακλώμενης ακτινοβολίας από τα επιφανειακά νερά, και οι μεταβολές αυτές μπορούν να μετρηθούν και παρατηρηθούν με εφαρμογές τηλεπισκόπησης. Η δύναμη των εφαρμογών τηλεπισκόπησης έγκειται στην δυνατότητα να παρακολουθούν τα νερά τόσο χωρικά όσο και χρονικά, γεγονός που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με επιτόπιες τεχνικές. Με την αξιοποίηση των εργαλειων αυτών, μπορεί να επιτευχθεί κατάλληλος προγραμματισμός και δράσης για την μείωση των παραγόντων εκεινων που προκαλούν ρύπανση στα ύδατα.

Η θερμοκρασία είναι ενας ιδιαιτέρα σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας, ο οποίος αποτελεί αντικείμενο μελέτης για διάφορες επιστήμες. Η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με την φυσική κατάσταση των βαθύτερων στρωμάτων νερού. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με χρήση τηλεσκοπικών μεθόδων εχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους ερευνών. Η θερμοκρασία των νερών είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και κατά συνέπεια επηρεάζει όλους τους έμβιους οργανισμούς που ζουν σε αυτό καθώς είναι σημαντικός παράγοντας όλων των βιοχημικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

Ειδικότερα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, τόσο μειώνεται το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και επομένως υπάρχει η τάση να αυξάνονται οι οργανικοί ρύποι. Η θερμοκρασία επίσης αποτελεί σημαντικό βιολογικό παράγοντα, καθώς καθορίζει την συμπεριφορά του στρώματος επαφής μεταξύ νερού και ατμοσφαίρας, καθώς και των διεργασιών που συμβαίνουν μέσω αυτού.

Οι μέθοδοι παρατήρησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με εφαρμογές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα. Μερικές από τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μέσω θερμικού καναλιού είναι οι δορυφόροι Landsat TM and ETM (θερμικά κανάλια), τα ραδιομετρα Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) στους NOAA Polarorbiting Operational Environmental Satellites (POES), και μεσης ανάλυσης δορυφορικές φωτογραφίες (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)) από τον δορυφόρο NASA Earth Observing System (EOS). Άλλες πηγές είναι οι Terra και Aqua δορυφόροι, Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) στον ευρωπαϊκό δορυφόρο (ERS-2), ο γεωστατικός Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) Imager, και ο ASTER.

Ειδικότερα ο ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) τοποθετήθηκε στον Terra της ΝΑΣΑ, και έχει 3 φασματικά κανάλια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο (VNIR), 6 κανάλια στο μικροκυματικό υπέρυθρο (SWIR) και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Τα μήκη κύματος των θερμικών καναλιών του TIR είναι κατάλληλα για την καταγραφή της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. H διακριτική ικανότητα των ανωτέρω ομάδων καναλιών είναι 15 μέτρα για τα VNIR, 30 μέτρα για το SWIR και 90 μέτρα στο θερμικό υπέρυθρο (TIR).

Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα από τα θερμικά κανάλια γίνονται ολοένα και πιο χρήσιμα στα πεδία των παγκόσμιων κλιματικών μοντέλων και της παρακολούθησης της παγκόσμιας υπερθέρμανσης, Οι μετρήσεις θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων πραγματοποιούνται με ραδιομετρικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος περί τα 3,7-10μm. Αν και το κανάλι των 3,7μm είναι πιο ευαίσθητο στην θερμοκρασία των νερών, μπορεί και χρησιμοποιείται μονάχα τις νυχτερινές ώρες, καθώς κατά την διάρκεια της ημέρας υπάρχει ισχυρή ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, γεγονός που παραμορφώνει τις μετρήσεις. Και τα δυο κανάλια είναι ιδιαιτέρα ευαίσθητα στην ατμοσφαιρική ρύπανση, την νεφοκάλυψη και τους υδρατμούς. Για αυτό το λόγο, οι μετρήσεις χρειάζεται αρχικώς να υποστούν ατμοσφαιρικές διορθώσεις και μπορούν να πραγματοποιηθούν μονάχα σε περιοχές δίχως σύννεφα.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια επιφάνεια σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος στο θερμικό υπέρυθρο εξαρτάται από την θερμοκρασία του και τον συντελεστή εκπομπής. Δεδομένου πως η θερμότητα είναι αντιπροσωπευτική για ένα επιφανειακό στρώμα αρκετών εκατοστών, τα θερμικά κανάλια μπορούν να αποτελέσουν συμπληρώματα άλλων τηλεπισκοπικών μεθόδων, και μοναδική ικανότητα στην ανίχνευση επιφανειακών υλικών, εκπομπών θερμότητας, υγρασίας και γεωθερμικών ανωμαλιών. Τα ανωτέρω παρουσιάζονται στο σχήμα 1.

[[Εικόνα: sxima1.jpg| thumb| right|Εικόνα 1, εκπεμπομενη ακτινοβολία από υδατινα συστήματα]]

3. Περιοχή Ελέγχου και δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Το πυρηνικό εργοστάσιο Cernavoda βρίσκεται στην επαρχία Κονσταντα στην περιοχη Dobrogea. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε απόσταση περίπου 2 χιλιομέτρων νοτιοανατολικά από την πόλη Cernavoda, σε περιοχή του Δούναβη πλησίον της Μαύρης Θάλασσας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

[[Εικόνα: sxima2.jpg| thumb| right|Εικόνα 2, Η περιοχή μελέτης]]

Το κανάλι Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας δημιουργήθηκε το 1984. Η θερμοκρασία των νερών του Δούναβη εξαρτάται από τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά διαφόρων περιοχών της λεκάνης απορροής του. Για το κομμάτι του που διαρρέει από την Ρουμανία, η θερμοκρασία των νερών του το καλοκαίρι κυμαίνεται από΄22 έως 24 βαθμούς κελσίου, ενώ το χειμώνα οι θερμοκρασία της επιφάνειας του πέφτει κάτω από το μηδέν, όμως δεν παγώνει λογω της τυρβώδους ροής του, εκτός και εάν παρατηρηθούν ιδιαιτέρα χαμηλές θερμοκρασίες. Το οργανικό φορτίο του ποταμού είναι σχετικά χαμηλό, όμως η ρύπανση σε αυτό αυξάνεται καθώς περνάει από διάφορες βιομηχανικές περιοχές. Ομοίως, η χημεία των νερών του μεταβάλλεται λογω των αστικών και γεωργικών αποβλήτων που μεταφέρονται σε αυτόν από τις βρόχινες απορροές.

Το πυρηνικό εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για την ψύξη του από αυτό το κανάλι του Δούναβη. Τον περισσότερο καιρό το νερό αυτό επιστρέφεται στο ποτάμι του Δούναβη, κατά την διάρκεια όμως του χειμώνα μερικές φορές διοχετεύεται στο κανάλι, έτσι ώστε με την αυξημένη θερμοκρασία του να αποτρέψει το πάγωμα του.
Ο χώρος κατασκευής του εργοστασίου δεν ήταν παρθένο έδαφος: Παλιότερα στο σημείο αυτό υπήρχε λατομείο με εργοστάσιο παραγωγής τσιμέντου. Σε ακτίνα 30 χιλιομέτρων από το πυρηνικό εργοστάσιο, κατοικούν περίπου 220.000 άνθρωποι. Οι εκτάσεις της περιοχής είναι κυρίως επίπεδες, με παρουσία ορισμένων λόφων που παρεμβάλλονται μεταξύ της πόλης και του πυρηνικού εργοστασίου. Το κλίμα είναι εν γένει ηπειρωτικό, με κάποια όμως μεσογειακά στοιχεία, λόγω της εγγύτητας με την Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, τα καλοκαίρια είναι ζεστά και ξηρά, ενώ οι χειμώνες ήπιοι με μέτρια χιονόπτωση.

Τα σημαντικότερα υδατικά συστήματα στην περιοχή είναι το ποτάμι του Δούναβη, το κανάλι του Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας και μια σειρά από μικρές λίμνες. Αυτό το αλληλοσυνδεόμενο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από συνθέτες τροφικές αλυσίδες πρωτογενών παραγωγών και τελικών καταναλωτών τροφής. Τα χερσαία οικοσυστήματα της περιοχής περιλαμβάνουν αγροτικές καλλιέργειες σε συνδυασμό με ημιφυσικές περιοχές. Η πανίδα της περιοχής δεν περιλαμβάνει σπάνια είδη, ενώ επίσης δεν αποτελεί περιοχή ανάπαυσης μεταναστευτικών πτηνών. Η περιοχή αποτελεί σημαντικό διεθνές ναυτιλιακό πέρασμα λόγω του Δούναβη και της εξόδου στην Μαύρη Θάλασσα.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στην εκτίμηση των εκπομπών θερμικών φορτίων από το πυρηνικό εργοστάσιο, με την χρήση δορυφορικών εικόνων και επίγειων ελέγχων για την θερμοκρασία των επιφανειακών νερών του καναλιού Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας, καθώς και την ζώνης εισόδου στο ποτάμι του Δούναβη. Οι δορυφορικές φωτογραφίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ακόλουθες:
Landsat TM 24/07/1998, Landsat ETM 20/08/2002 ; MODIS data of 3/08/2001, 18/03/2002, 16/09/2002 12/06/2003, 12/08/2003, 20/09/2003 , 16/03/2004 ; ASTER data 31/05/2003. Πρόσθετα πραγματοποιήθηκαν και επίγειες μετρήσεις ορισμένων φυσιοχημικών παραμέτρων των νερών, καθώς και η περιεκτικότητα σε βιομάζα. Οι φωτογραφίες επεξεργάστηκαν γεωμετρικά ώστε να μπορούν να συνδεθούν με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000. Επίσης, πραγματοποιήθηκε καλιμπράρισμα τους και ραδιομετρικές διορθώσεις.

4. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε χρησιμοποίησε την επεξεργασία δεδομένων από διάφορες δορυφορικές φωτογραφίες με σύγχρονους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση των θερμικών φορτίων στο υδατικό σύστημα του Δούναβη και του καναλιού της Μαύρης Θάλασσας πλησίον του πυρηνικού εργοστασίου. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM , ETM ,MODIS και ASTER data επεξεργάστηκαν με τα λογισμικά PCI’s EASI/PACE, ENVI 4.1, ILWIS 3.1 και IDL, μετά από τις ατμοσφαιρικές και γεωμετρικές διορθώσεις. Η χρήση διαφορετικών δεκτών είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη εκτίμηση των επιπτώσεων του πυρηνικού εργοστασίου στην θερμοκρασία των νερών του ποταμού. Τα δεδομένα από τα κανάλια του θερμικού υπέρυθρου μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασίες με τους κατάλληλους μετασχηματισμούς

Για την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, τα φατνία της στεριάς έλαβαν την τιμή μηδέν, ενώ για το κομμάτι του νερού, χωρίστηκαν στην κατηγορία νερών με φυσιολογική θερμοκρασία (αδιατάρακτων) και σε νερό το οποίο έχει υποστεί θερμοκρασιακή ανύψωση. Εν συνεχεία υπολογίστηκαν οι μέσες θερμοκρασίες για τις δύο αυτές κατηγορίες επιφανειακών νερών, καθώς και η περιοχή εξάπλωσης αυτών.

Η ταξινόμηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών νερών πραγματοποιήθηκε με την χρήση 2 προτύπων ταξινόμησης και εν συνεχεία με συνδυασμό τους, με σκοπό το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταξινόμηση ήταν δυνατή δίχως την χρήση επίγειων πραγματικών δεδομένων. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων κυμάνθηκε από 76 έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των τηλεσκοπικών μεθόδων σε σύγκριση με τους επίγειους ελέγχους είναι το μεγάλο χωρικό και χρονικό εύρος που μπορούν να καλύψουν, καθώς γίνεται παρακολούθηση καθόλη την διάρκεια του έτους, και σε περιοχές ακόμα και εκτός της περιοχής μελέτης.

Οι χάρτες που παρήχθησαν για την θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων από τις δορυφορικές φωτογραφίες, μετά την κατάλληλη στατιστική επεξεργασία περιέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την διακύμανση των θερμοκρασιών στην περιοχή μελέτης.

5. Αποτελέσματα

Η διασπορά της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων καταγράφηκε με το θερμικό κανάλι και συσχετίστηκε με μετεωρολογικές παραμέτρους. Πριν από την λειτουργία του σταθμού, μοντέλα προσομοίωσης προέβλεπαν πως το πυρηνικό εργοστάσιο θα επηρέαζε τα νερά σε μια ακτίνα περί τα 5 χιλιόμετρα από αυτό. Στην άμεση περιοχή της μονάδας 1 του εργοστασίου, η θερμοκρασιακή αύξηση μπορεί να φτάσει μέχρι και 9 βαθμούς κελσίου. Κατά την διάρκεια του χειμώνα, η θερμοκρασιακή επιβάρυνση περιορίζεται σε απόσταση λίγων χιλιομέτρων, και η θερμοκρασιακή διαφορά γίνεται περίπου 1,5 βαθμοί. Κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή που επηρεάζεται μεγαλώνει σε περίπου 6 χιλιόμετρα, με την θερμοκρασιακή αύξηση να είναι περίπου 1 βαθμός κελσίου. Οι διαφορές ανάλογα με την εποχή οφείλονται στην κατακόρυφη μίξη του νερού το χειμώνα, και στο φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας το καλοκαίρι.

[[Εικόνα: sxima3.jpg| thumb| right|Εικόνα 3, Ταξινόμηση Landsat]]

Πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (PCA) στα αποτελέσματα από τους δορυφόρους Landsat και ΕΤΜ για να διερευνηθούν οι ανωτέρω μεταβολές. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η ταξινόμηση που πραγματοποιήθηκε από την εικόνα Landsat της 24/07/1998. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται ο θερμικός χάρτης του ποταμού από την δορυφορική φωτογραφία Landsat ETM της 20/08/2002. Ανάλογες αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν και για τα υπόλοιπα δορυφορικά δεδομένα, όπως από το MODIS της 20/09/2003 (εικόνα 5)

[[Εικόνα: sxima4.jpg| thumb| right|Εικόνα 4, Θερμικός Χάρτης Περιοχής]]

[[Εικόνα: sxima5.jpg| thumb| right|Εικόνα 5, Ταξινόμηση ΜODIS]]

6. Συμπεράσματα

Τα μεγάλα ποσά θερμού νερού που απορρίπτονται μονίμως στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου είναι ένας σημαντικός αρνητικός παράγοντας, ο οποίος επηρεάζει την θερμική ισορροπία του νερού και οδηγεί σε μη αναστρέψιμες περιβαλλοντικές μεταβολές, με αντίκτυπο στην ανάπτυξη των αλγών και την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία εκτίμησης των ανωτέρω μεταβολών μέσω εφαρμογών τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο, έδωσε αρκετά ακριβή αποτελέσματα, τα οποία επιβεβαιώθηκαν και από τις επίγειες μετρήσεις.
Η χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε δυνητικά να δώσει ακόμη καλύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα, έτσι ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητή η διαδικασία διασποράς των θερμικών φορτίων στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου. Η δυνατότητα αυτή είναι σημαντική, δεδομένου πως προγραμματίζεται τα επόμενα χρόνια η λειτουργία άλλων τεσσάρων μονάδων στο ίδιο σημείο, και επομένως να μπορέσει να γίνει των προτέρων ασφαλέστερη εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

[[category:Ενέργεια]]

Αρχείο:Sxima1.JPG

2010-02-12T02:48:24Z

Earmenis:

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-12T02:44:37Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

1. Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

2. Τηλεπισκόπηση για το περιβάλλον πυρηνικών σταθμών

Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη να αποκτά κανείς πληροφορίες διαφόρων μορφών για υλικά αντικείμενα, περιοχές ή φαινόμενα, χωρίς να χρειάζεται να έρθει σε φυσική επαφή με το αντικείμενο μελέτης. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται η μεταφορά πληροφορίας μέσω του κενού ή του αέρα, μέσω διαφόρων μηκών κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας: οπτικό, εγγυς υπέρυθρο, μέσο υπέρυθρο, ορατό, θερμικό και μικροκυματικό.

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τα νερά (λιμνών, θαλασσών ή ποταμών) είναι τα αιωρούμενα σωματίδια, η χλωροφύλλη, χημικές ουσίες, βιομάζα, θρεπτικά στοιχεία και ποσότητες θερμότητας. Τα ανωτέρω επηρεάζουν το φάσμα της εκπεμπόμενης και ανακλώμενης ακτινοβολίας από τα επιφανειακά νερά, και οι μεταβολές αυτές μπορούν να μετρηθούν και παρατηρηθούν με εφαρμογές τηλεπισκόπησης. Η δύναμη των εφαρμογών τηλεπισκόπησης έγκειται στην δυνατότητα να παρακολουθούν τα νερά τόσο χωρικά όσο και χρονικά, γεγονός που είναι δύσκολο να επιτευχθεί με επιτόπιες τεχνικές. Με την αξιοποίηση των εργαλειων αυτών, μπορεί να επιτευχθεί κατάλληλος προγραμματισμός και δράσης για την μείωση των παραγόντων εκεινων που προκαλούν ρύπανση στα ύδατα.

Η θερμοκρασία είναι ενας ιδιαιτέρα σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας, ο οποίος αποτελεί αντικείμενο μελέτης για διάφορες επιστήμες. Η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με την φυσική κατάσταση των βαθύτερων στρωμάτων νερού. Η εκτίμηση της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με χρήση τηλεσκοπικών μεθόδων εχει αποτελέσει αντικείμενο πλήθους ερευνών. Η θερμοκρασία των νερών είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς επηρεάζει άμεσα το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και κατά συνέπεια επηρεάζει όλους τους έμβιους οργανισμούς που ζουν σε αυτό καθώς είναι σημαντικός παράγοντας όλων των βιοχημικών διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.

Ειδικότερα, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του νερού, τόσο μειώνεται το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου σε αυτό, και επομένως υπάρχει η τάση να αυξάνονται οι οργανικοί ρύποι. Η θερμοκρασία επίσης αποτελεί σημαντικό βιολογικό παράγοντα, καθώς καθορίζει την συμπεριφορά του στρώματος επαφής μεταξύ νερού και ατμοσφαίρας, καθώς και των διεργασιών που συμβαίνουν μέσω αυτού.

Οι μέθοδοι παρατήρησης της θερμοκρασίας των επιφανειακών νερών με εφαρμογές τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα. Μερικές από τις συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μέσω θερμικού καναλιού είναι οι δορυφόροι Landsat TM and ETM (θερμικά κανάλια), τα ραδιομετρα Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) στους NOAA Polarorbiting Operational Environmental Satellites (POES), και μεσης ανάλυσης δορυφορικές φωτογραφίες (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)) από τον δορυφόρο NASA Earth Observing System (EOS). Άλλες πηγές είναι οι Terra και Aqua δορυφόροι, Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) στον ευρωπαϊκό δορυφόρο (ERS-2), ο γεωστατικός Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) Imager, και ο ASTER.

Ειδικότερα ο ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) τοποθετήθηκε στον Terra της ΝΑΣΑ, και έχει 3 φασματικά κανάλια στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο (VNIR), 6 κανάλια στο μικροκυματικό υπέρυθρο (SWIR) και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο (TIR). Τα μήκη κύματος των θερμικών καναλιών του TIR είναι κατάλληλα για την καταγραφή της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων. H διακριτική ικανότητα των ανωτέρω ομάδων καναλιών είναι 15 μέτρα για τα VNIR, 30 μέτρα για το SWIR και 90 μέτρα στο θερμικό υπέρυθρο (TIR).

Τα τελευταία χρόνια τα δεδομένα από τα θερμικά κανάλια γίνονται ολοένα και πιο χρήσιμα στα πεδία των παγκόσμιων κλιματικών μοντέλων και της παρακολούθησης της παγκόσμιας υπερθέρμανσης, Οι μετρήσεις θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων πραγματοποιούνται με ραδιομετρικές παρατηρήσεις σε μήκη κύματος περί τα 3,7-10μm. Αν και το κανάλι των 3,7μm είναι πιο ευαίσθητο στην θερμοκρασία των νερών, μπορεί και χρησιμοποιείται μονάχα τις νυχτερινές ώρες, καθώς κατά την διάρκεια της ημέρας υπάρχει ισχυρή ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, γεγονός που παραμορφώνει τις μετρήσεις. Και τα δυο κανάλια είναι ιδιαιτέρα ευαίσθητα στην ατμοσφαιρική ρύπανση, την νεφοκάλυψη και τους υδρατμούς. Για αυτό το λόγο, οι μετρήσεις χρειάζεται αρχικώς να υποστούν ατμοσφαιρικές διορθώσεις και μπορούν να πραγματοποιηθούν μονάχα σε περιοχές δίχως σύννεφα.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται από μια επιφάνεια σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος στο θερμικό υπέρυθρο εξαρτάται από την θερμοκρασία του και τον συντελεστή εκπομπής. Δεδομένου πως η θερμότητα είναι αντιπροσωπευτική για ένα επιφανειακό στρώμα αρκετών εκατοστών, τα θερμικά κανάλια μπορούν να αποτελέσουν συμπληρώματα άλλων τηλεπισκοπικών μεθόδων, και μοναδική ικανότητα στην ανίχνευση επιφανειακών υλικών, εκπομπών θερμότητας, υγρασίας και γεωθερμικών ανωμαλιών. Τα ανωτέρω παρουσιάζονται στο σχήμα 1.

8888888888888888888888888888888888888888888

3. Περιοχή Ελέγχου και δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Το πυρηνικό εργοστάσιο Cernavoda βρίσκεται στην επαρχία Κονσταντα στην περιοχη Dobrogea. Οι εγκαταστάσεις βρίσκονται σε απόσταση περίπου 2 χιλιομέτρων νοτιοανατολικά από την πόλη Cernavoda, σε περιοχή του Δούναβη πλησίον της Μαύρης Θάλασσας, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

99999999999999999999999999999999999999999999999999

Το κανάλι Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας δημιουργήθηκε το 1984. Η θερμοκρασία των νερών του Δούναβη εξαρτάται από τα κλιματολογικά χαρακτηριστικά διαφόρων περιοχών της λεκάνης απορροής του. Για το κομμάτι του που διαρρέει από την Ρουμανία, η θερμοκρασία των νερών του το καλοκαίρι κυμαίνεται από΄22 έως 24 βαθμούς κελσίου, ενώ το χειμώνα οι θερμοκρασία της επιφάνειας του πέφτει κάτω από το μηδέν, όμως δεν παγώνει λογω της τυρβώδους ροής του, εκτός και εάν παρατηρηθούν ιδιαιτέρα χαμηλές θερμοκρασίες. Το οργανικό φορτίο του ποταμού είναι σχετικά χαμηλό, όμως η ρύπανση σε αυτό αυξάνεται καθώς περνάει από διάφορες βιομηχανικές περιοχές. Ομοίως, η χημεία των νερών του μεταβάλλεται λογω των αστικών και γεωργικών αποβλήτων που μεταφέρονται σε αυτόν από τις βρόχινες απορροές.

Το πυρηνικό εργοστάσιο χρησιμοποιεί νερό για την ψύξη του από αυτό το κανάλι του Δούναβη. Τον περισσότερο καιρό το νερό αυτό επιστρέφεται στο ποτάμι του Δούναβη, κατά την διάρκεια όμως του χειμώνα μερικές φορές διοχετεύεται στο κανάλι, έτσι ώστε με την αυξημένη θερμοκρασία του να αποτρέψει το πάγωμα του.
Ο χώρος κατασκευής του εργοστασίου δεν ήταν παρθένο έδαφος: Παλιότερα στο σημείο αυτό υπήρχε λατομείο με εργοστάσιο παραγωγής τσιμέντου. Σε ακτίνα 30 χιλιομέτρων από το πυρηνικό εργοστάσιο, κατοικούν περίπου 220.000 άνθρωποι. Οι εκτάσεις της περιοχής είναι κυρίως επίπεδες, με παρουσία ορισμένων λόφων που παρεμβάλλονται μεταξύ της πόλης και του πυρηνικού εργοστασίου. Το κλίμα είναι εν γένει ηπειρωτικό, με κάποια όμως μεσογειακά στοιχεία, λόγω της εγγύτητας με την Μαύρη Θάλασσα. Ως εκ τούτου, τα καλοκαίρια είναι ζεστά και ξηρά, ενώ οι χειμώνες ήπιοι με μέτρια χιονόπτωση.

Τα σημαντικότερα υδατικά συστήματα στην περιοχή είναι το ποτάμι του Δούναβη, το κανάλι του Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας και μια σειρά από μικρές λίμνες. Αυτό το αλληλοσυνδεόμενο οικοσύστημα χαρακτηρίζεται από συνθέτες τροφικές αλυσίδες πρωτογενών παραγωγών και τελικών καταναλωτών τροφής. Τα χερσαία οικοσυστήματα της περιοχής περιλαμβάνουν αγροτικές καλλιέργειες σε συνδυασμό με ημιφυσικές περιοχές. Η πανίδα της περιοχής δεν περιλαμβάνει σπάνια είδη, ενώ επίσης δεν αποτελεί περιοχή ανάπαυσης μεταναστευτικών πτηνών. Η περιοχή αποτελεί σημαντικό διεθνές ναυτιλιακό πέρασμα λόγω του Δούναβη και της εξόδου στην Μαύρη Θάλασσα.

Η έρευνα επικεντρώθηκε στην εκτίμηση των εκπομπών θερμικών φορτίων από το πυρηνικό εργοστάσιο, με την χρήση δορυφορικών εικόνων και επίγειων ελέγχων για την θερμοκρασία των επιφανειακών νερών του καναλιού Δούναβη-Μαύρης Θάλασσας, καθώς και την ζώνης εισόδου στο ποτάμι του Δούναβη. Οι δορυφορικές φωτογραφίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι ακόλουθες:
Landsat TM 24/07/1998, Landsat ETM 20/08/2002 ; MODIS data of 3/08/2001, 18/03/2002, 16/09/2002 12/06/2003, 12/08/2003, 20/09/2003 , 16/03/2004 ; ASTER data 31/05/2003. Πρόσθετα πραγματοποιήθηκαν και επίγειες μετρήσεις ορισμένων φυσιοχημικών παραμέτρων των νερών, καθώς και η περιεκτικότητα σε βιομάζα. Οι φωτογραφίες επεξεργάστηκαν γεωμετρικά ώστε να μπορούν να συνδεθούν με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000. Επίσης, πραγματοποιήθηκε καλιμπράρισμα τους και ραδιομετρικές διορθώσεις.

4. Μεθοδολογία

Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε χρησιμοποίησε την επεξεργασία δεδομένων από διάφορες δορυφορικές φωτογραφίες με σύγχρονους αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν για την παρακολούθηση των θερμικών φορτίων στο υδατικό σύστημα του Δούναβη και του καναλιού της Μαύρης Θάλασσας πλησίον του πυρηνικού εργοστασίου. Τα δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM , ETM ,MODIS και ASTER data επεξεργάστηκαν με τα λογισμικά PCI’s EASI/PACE, ENVI 4.1, ILWIS 3.1 και IDL, μετά από τις ατμοσφαιρικές και γεωμετρικές διορθώσεις. Η χρήση διαφορετικών δεκτών είχε ως αποτέλεσμα την καλύτερη εκτίμηση των επιπτώσεων του πυρηνικού εργοστασίου στην θερμοκρασία των νερών του ποταμού. Τα δεδομένα από τα κανάλια του θερμικού υπέρυθρου μπορούν να μετατραπούν σε θερμοκρασίες με τους κατάλληλους μετασχηματισμούς

Για την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, τα φατνία της στεριάς έλαβαν την τιμή μηδέν, ενώ για το κομμάτι του νερού, χωρίστηκαν στην κατηγορία νερών με φυσιολογική θερμοκρασία (αδιατάρακτων) και σε νερό το οποίο έχει υποστεί θερμοκρασιακή ανύψωση. Εν συνεχεία υπολογίστηκαν οι μέσες θερμοκρασίες για τις δύο αυτές κατηγορίες επιφανειακών νερών, καθώς και η περιοχή εξάπλωσης αυτών.

Η ταξινόμηση των θερμοκρασιών των επιφανειακών νερών πραγματοποιήθηκε με την χρήση 2 προτύπων ταξινόμησης και εν συνεχεία με συνδυασμό τους, με σκοπό το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η ταξινόμηση ήταν δυνατή δίχως την χρήση επίγειων πραγματικών δεδομένων. Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων κυμάνθηκε από 76 έως και 90%. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των τηλεσκοπικών μεθόδων σε σύγκριση με τους επίγειους ελέγχους είναι το μεγάλο χωρικό και χρονικό εύρος που μπορούν να καλύψουν, καθώς γίνεται παρακολούθηση καθόλη την διάρκεια του έτους, και σε περιοχές ακόμα και εκτός της περιοχής μελέτης.

Οι χάρτες που παρήχθησαν για την θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων από τις δορυφορικές φωτογραφίες, μετά την κατάλληλη στατιστική επεξεργασία περιέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για την διακύμανση των θερμοκρασιών στην περιοχή μελέτης.

5. Αποτελέσματα

Η διασπορά της θερμοκρασίας των επιφανειακών υδάτων καταγράφηκε με το θερμικό κανάλι και συσχετίστηκε με μετεωρολογικές παραμέτρους. Πριν από την λειτουργία του σταθμού, μοντέλα προσομοίωσης προέβλεπαν πως το πυρηνικό εργοστάσιο θα επηρέαζε τα νερά σε μια ακτίνα περί τα 5 χιλιόμετρα από αυτό. Στην άμεση περιοχή της μονάδας 1 του εργοστασίου, η θερμοκρασιακή αύξηση μπορεί να φτάσει μέχρι και 9 βαθμούς κελσίου. Κατά την διάρκεια του χειμώνα, η θερμοκρασιακή επιβάρυνση περιορίζεται σε απόσταση λίγων χιλιομέτρων, και η θερμοκρασιακή διαφορά γίνεται περίπου 1,5 βαθμοί. Κατά την διάρκεια του καλοκαιριού, η περιοχή που επηρεάζεται μεγαλώνει σε περίπου 6 χιλιόμετρα, με την θερμοκρασιακή αύξηση να είναι περίπου 1 βαθμός κελσίου. Οι διαφορές ανάλογα με την εποχή οφείλονται στην κατακόρυφη μίξη του νερού το χειμώνα, και στο φαινόμενο της αναστροφής της θερμοκρασίας το καλοκαίρι.

0000000000000000000000000000000

Πραγματοποιήθηκε ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων (PCA) στα αποτελέσματα από τους δορυφόρους Landsat και ΕΤΜ για να διερευνηθούν οι ανωτέρω μεταβολές. Στην εικόνα 3 παρουσιάζεται η ταξινόμηση που πραγματοποιήθηκε από την εικόνα Landsat της 24/07/1998. Στην εικόνα 4 παρουσιάζεται ο θερμικός χάρτης του ποταμού από την δορυφορική φωτογραφία Landsat ETM της 20/08/2002. Ανάλογες αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν και για τα υπόλοιπα δορυφορικά δεδομένα, όπως από το MODIS της 20/09/2003 (εικόνα 5)

6. Συμπεράσματα

Τα μεγάλα ποσά θερμού νερού που απορρίπτονται μονίμως στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου είναι ένας σημαντικός αρνητικός παράγοντας, ο οποίος επηρεάζει την θερμική ισορροπία του νερού και οδηγεί σε μη αναστρέψιμες περιβαλλοντικές μεταβολές, με αντίκτυπο στην ανάπτυξη των αλγών και την αύξηση της θερμοκρασίας. Η μεθοδολογία εκτίμησης των ανωτέρω μεταβολών μέσω εφαρμογών τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν το θερμικό υπέρυθρο, έδωσε αρκετά ακριβή αποτελέσματα, τα οποία επιβεβαιώθηκαν και από τις επίγειες μετρήσεις.
Η χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε δυνητικά να δώσει ακόμη καλύτερα και ακριβέστερα αποτελέσματα, έτσι ώστε να γίνει καλύτερα κατανοητή η διαδικασία διασποράς των θερμικών φορτίων στο υδάτινο σύστημα της περιοχής του πυρηνικού εργοστασίου. Η δυνατότητα αυτή είναι σημαντική, δεδομένου πως προγραμματίζεται τα επόμενα χρόνια η λειτουργία άλλων τεσσάρων μονάδων στο ίδιο σημείο, και επομένως να μπορέσει να γίνει των προτέρων ασφαλέστερη εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

[[category:Ενέργεια]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-11T19:32:18Z

Earmenis:

Αρμενης Ευστάθιος

2010-02-11T17:31:39Z

Earmenis:

[[Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία]]

[[Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους]]

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

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-11T17:30:40Z

Earmenis:

Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

[[category:Ενέργεια]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-11T17:30:16Z

Earmenis:

“Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s”
Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

[[category:Ενέργεια]]

Παρακολούθηση Περιβάλλοντος Πυρηνικού σταθμού με τηλεπισκοπικές μεθόδους

2010-02-11T17:29:23Z

Earmenis: New page: “Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s” Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department. Εισαγωγή Η πυ...

“Satellite Remote sensing for nuclear power plant environment’s” Maria Zoran, National. Institute of R&D for Optoelectronics , Remote Sensing Department.

Εισαγωγή

Η πυρηνική μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cernavoda 1, η οποία χρησιμοποιεί την τεχνολογία CANDU, τέθηκε σε λειτουργία από το 1996, με συνολική αποδιδόμενη ισχύ 706,5MW. Την περίοδο αυτή είναι υπό κατασκευή και δεύτερη μονάδα με το όνομα Cernavoda 2, η οποία αναμένεται να λειτουργήσει το 2007. Η εγκατάσταση εχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να πληρή τα αυστηρότερα μέτρα και πρότυπα ασφαλείας που επιβάλλονται από την Διεθνή Επιτροπή Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ). Στο μέλλον προβλέπεται και η κατασκευη περαιτέρω μονάδων παραγωγής 9μονάδες 3, 4 και 5), στα πλαίσια της στρατηγικής της Ρουμανίας επί της αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας. Με αυτό τον τρόπο επιδιώκεται η αυξηση της παραγωγής «καθαρής ενέργειας» στην Ρουμανία, με σκοπό την μείωση των εκπομπών CO2 και των υπόλοιπων ρύπων, του όγκου των στερεών αποβλήτων από την καύση άνθρακα καθώς και την μείωση της εξάρτησης της χώρας από εισαγόμενα καύσιμα όπως φυσικό αέριο και πετρέλαιο, με σκοπό την αυξηση της ασφάλειας του ενεργειακού σχεδιασμού. Παρόλα αυτά, σημειώνεται πως οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι προτιμότερες από την πυρηνική για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της χώρας, καθώς δεν περιέχουν τον κίνδυνο ατυχημάτων τα οποία μπορεί να αποβούν καταστροφικά για τον πληθυσμό.

Και οι 2 ανωτέρω μονάδες παραγωγής ηλεκτρισμού από πυρηνική ενέργεια έχουν σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαιτέρα μετεωρολογικά χαρακτηριστικά του τόπου εγκατάστασης, όπως θερμοκρασία, άνεμος, κατακρημνίσματα (βροχή και χιόνι) και επίπεδα υγρασίας. Ο χώρος εγκατάστασης έχει επιλεγεί ώστε να βρίσκεται σε υψηλότερο σημείο από τα επίπεδα πλημμύρας ενώ επίσης έχουν σχεδιαστεί να αντέχουν και σε μεγάλους σεισμούς.

Τα περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενεργειας για παραγωγή ηλεκτρισμού σε σχέση με τις υπόλοιπες συμβατικές πηγές ενέργειας είναι πολλά. Οι εκπομπές σωματιδίων, ρύπων και CO2 είναι ελάχιστες συγκρινόμενες με την τεχνολογία των ορυκτών καυσίμων, ενώ πρόσθετα απαιτούνται μικρότερες εκτάσεις, και επομένως μικρότερες επεμβάσεις στο περιβάλλον, σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Τα κύρια περιβαλλοντικά προβλήματα που σχετίζονται με την χρηση πυρηνικής ενέργειας είναι η πιθανή εκπομπή ραδιενεργών σωματιδίων, τα ραδιενεργά απόβλητα και φυσικά ο έστω και πολύ μικρός κίνδυνος ενός πυρηνικού ατυχήματος. Όλοι οι πυρηνικοί αντιδραστήρες διατρέχουν – έστω και μικρό – κίνδυνο να υποστούν κάποια βλάβη και να προκαλεστεί ατύχημα, όπως απώλεια πυρήνα και συστημάτων ασφαλείας, ή διαρροή ραδιενεργών αποβλήτων. Μολονότι η πιθανότητα είναι εξαιρετικά μικρή, αντίστοιχα οι επιπτώσεις είναι ιδιαιτέρα σημαντικές, οπότε το τελικό αποτέλεσμα κατά την διεξαγωγή της μελέτης κινδύνου δίνει σχετικά υψηλό ρίσκο.

Στο συγκεκριμένο άρθρο θα γίνει αποτίμηση μονάχα των εκπομπών θερμότητας στο περιβάλλον, αγνοώντας πιθανές ραδιενεργές συνιστώσες.

[[category:Ενέργεια]]

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-11T17:19:38Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

[[Εικόνα: enaeria1.jpg| thumb| right|Συνθετη προστατευτική ταφρος ρωμαϊκοβρετανικής περιοδου, Walden, Essex]]

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

[[Εικόνα: photo61.jpg| thumb| right|Εικόνα 6. Αποψη Stonehedge με Lidar]]

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες20 του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[category:Αρχαιολογία]]

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-11T17:17:26Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

[[Εικόνα: photo61.jpg| thumb| right|Αποψη Stonehedge με Lidar]]

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες20 του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[category:Αρχαιολογία]]

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-11T17:16:28Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

[[Εικόνα: photo61.jpg| thumb| right|Αποψη Stonehedge με Lidar]]

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες20 του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[category:Αρχαιολογία]]

Αρχείο:Photo61.jpg

2010-02-11T17:14:22Z

Earmenis:

Αρχείο:Enaeria2.JPG

2010-02-11T17:08:22Z

Earmenis:

Εναέρια και Δορυφορική Αρχαιολογία

2010-02-11T17:05:37Z

Earmenis:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην προσπάθεια οριοθέτησης νέων ευρύτερων περιοχών, εντός των οποίων θα αναζητηθούν υπολείμματα σύνθετων ανθρώπινων δραστηριοτήτων που αναπτύχθηκαν κατά το παρελθόν, ο χάρτης, η βιβλιογραφική έρευνα και οι μαρτυρίες ήταν, και παραμένουν ακόμη και σήμερα, βασικά εργαλεία αρχαιολογικής πρόβλεψης. Τοπωνύμια, ερείπια, μεμονωμένοι βράχοι ή άλλα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας που χαρτογραφήθηκαν από μηχανικούς πριν πολλά χρόνια, χωρίς να δώσουν ιδιαίτερη σημασία, αλλά προσπαθώντας να κάνουν ως επαγγελματίες καλά τη δουλειά τους, σε πολλές περιπτώσεις οδήγησαν τους αρχαιολόγους σε σημαντικές ανακαλύψεις.

Απομνημονεύματα περιηγητών του 19ου αιώνα, κείμενα αρχαίων και νεότερων ιστορικών, δίνουν πολύτιμές πληροφορίες για την οριοθέτηση μιας νέας ευρύτερης περιοχής, με υψηλό αρχαιολογικό ενδιαφέρον. Στη συνέχεια, μια εκτεταμένη επιφανειακή έρευνα η οποία θα πραγματοποιηθεί είναι πιθανό να έχει ως αποτέλεσμα τον εντοπισμό επιφανειακών ευρημάτων, κινητών και ακινήτων (αγγεία, όστρακα, εργαλεία, αρχιτεκτονικά λείψανα, κ.ά.). Βάσει της θέσης των ευρημάτων αυτών θα οριοθετηθούν περιοχές μικρότερης έκτασης, σε μικρό αριθμό των οποίων, κατά τη κρίση των αρχαιολόγων, θα πραγματοποιηθούν ανασκαφικές τομές. Το κόστος αυτών αυξάνει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εγκαταλειφθεί η προσπάθεια αν δεν βρεθεί γρήγορα ο ‘‘θησαυρός’’. Κι όμως, το μνημείο μπορεί να ‘‘κρύβεται’’ ακριβώς δίπλα…!

Πάντα λοιπόν, οι αρχαιολόγοι έψαχναν τεχνικές και μεθοδολογικές διαδικασίες, που θα επέτρεπαν σε σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρό κόστος, τον εντοπισμό μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, μιας θέσης που η ανασκαφική τομή και κατ’ επέκταση η συστηματική ανασκαφή θα είχε άμεσα αποτελέσματα. Προς αυτή την κατεύθυνση τη δεκαετία του ‘20, εντελώς τυχαία ο άγγλος αρχαιολόγος O.G.S. Crawford παρατήρησε τους σχηματισμούς θαμμένων κέλτικων κατασκευών στις ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες της περιοχής Windmill Hill. Ηταν ο πρώτος που διατύπωσε την άποψη ότι οι καλυμμένες κατασκευές μπορούν να παρατηρηθούν στις αεροφωτογραφίες, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Ηταν ο θεμελιωτής της Εναέριας Αρχαιολογίας (Aerial Archaeology).
Ενώ μέχρι σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί εκατοντάδες εντοπισμοί θαμμένων μνημείων σε όλο τον κόσμο με τη βοήθεια της Εναέριας Αρχαιολογίας, η εμφάνιση των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων υψηλής χωρικής ανάλυσης, οδήγησε σε μια νέα τεχνική αρχαιολογικής πρόβλεψης, τη Δορυφορική Αρχαιολογία (Remote Sensing Archaeology). Αν και βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, τα πρώτα δείγματα σε πολλές περιπτώσεις είναι εντυπωσιακά.

Η εμπλοκή του Φωτογραμμέτρη Μηχανικού σε αυτό το πολυσύνθετο και ιδιαίτερο θέμα του εντοπισμού μιας νέας αρχαιολογικής θέσης, αφορά σ’ εκείνα τα κομμάτια της έρευνας που έχουν να κάνουν με τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λήψης (εποχή, ώρα, γωνία λήψης, τηλεπισκοπικό σύστημα λήψης, κ.ο.κ.) για την εμφάνιση των ιχνών, δηλαδή των ‘‘ειδώλων’’ των θαμμένων κατασκευών στις εικόνες, την αποκατάσταση του μετρητικού περιεχομένου και την επεξεργασία των ψηφιακών ή ψηφιοποιημένων αεροφωτογραφιών και ψηφιακών δορυφορικών εικόνων, για την εμφάνιση ή την οπτική βελτίωση των ιχνών. Ο Φωτογραμμέτρης θα ‘‘δώσει’’ με λίγα λόγια στον Αρχαιολόγο, τελικά, το πλήθος, τα γεωμετρικά σχήματα και τις συντεταγμένες της θέσης των ιχνών με μεγάλη χωρική ακρίβεια και σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να τον υποκαταστήσει, υποστηρίζοντας την ανακάλυψη μιας νέας αρχαιολογικής θέσης.

ΕΝΑΕΡΙΑ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ: ΧΘΕΣ ΚΑΙ ΣΗΜΕΡΑ

Οι πρώτες αεροφωτογραφήσεις αρχαιολογικών θέσεων πραγματοποιήθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη φωτογράφηση από αερόστατο της ανασκαφής της ρωμαϊκής αγοράς στη Ρώμη το 1899 από τον αρχαιολόγο Giacomo Boni και του Stonehedge στη νότια Αγγλία το 1907 από τον λοχαγό P.H. Sharpe1. Αεροφωτογράφηση με φωτογραφική μηχανή που ήταν δεμένη στην κοιλιά ενός περιστεριού, έλαβε χώρα το 1913 σε ανασκαφές στο Σουδάν από τον Sir Henry Wellcome.
Ο Antoine Poidebard το 1925 υποστήριξε ότι μνημεία που βρίσκονται σε μικρό βάθος κάτω από τη θάλασσα μπορούν να ανιχνευτούν στις αεροφωτογραφίες, και παρουσίασε τον εντοπισμό του αρχαίου λιμανιού στο Λίβανο. Στην Αυστρία το 1931 πραγματοποιήθηκαν κατακόρυφες αεροφωτογραφήσεις για την υποστήριξη των ανασκαφών στο Braunsberg.

Συστηματικές εναέριες αρχαιολογικές έρευνες έλαβαν χώρα, ουσιαστικά, μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο τόσο στην Ευρώπη (Ιταλία, Γαλλία, Αυστρία, Ηνωμένο Βασίλειο, Ολλανδία, Γερμανία, Δανία, Σουηδία) όσο και στην Αμερική (Η.Π.Α., Μεξικό, Καναδά), και οδήγησαν στον εντοπισμό δεκάδων νέων αρχαιολογικών θέσεων, που χρονολογήθηκαν από τους προϊστορικούς έως τους ιστορικούς χρόνους.

Σήμερα, η Εναέρια Αρχαιολογία έχοντας ισχυρές βάσεις στον 20ο αιώνα, στρέφεται στην έρευνα νέων τηλεπισκοπικών αισθητήρων. Ο νέος αερομεταφερόμενος αισθητήρας Lidar έχει κάνει την εμφάνισή του σε αρχαιολογικές εφαρμογές (Εικ. 6), όπου ‘‘μετρώντας’’ μικρές παραλλαγές του αναγλύφου της γήινης επιφάνειας, είναι σε θέση να αποκαλύψει αρχαιολογικές θέσεις που είναι αόρατες με γυμνό οφθαλμό14. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες (Hyperspectral,) και οι θερμικοί αισθητήρες (Εικ. 7.2), αξιολογούνται επίσης.

ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΑΡΧΑΙΟΛΟΓΙΑ

Το υψηλό κόστος, η μικρή χωρική ανάλυση, η έλλειψη εύχρηστων προς το χρήστη λογισμικών επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων, ήταν τα πρώτα χρόνια της εμφάνισης των τηλεπισκοπικών δεδομένων οι βασικοί λόγοι της απουσίας τους από μελέτες αρχαιολογικού ενδιαφέροντος. Στις αρχές της δεκαετίας του ’80, η βελτίωση αυτών των ανασταλτικών παραγόντων, σε συνδυασμό με την αύξηση της προσφοράς των δορυφορικών εικόνων (παγχρωματικών, πολυφασματικών και ραντάρ), έκαναν πολλούς ερευνητές να τις χρησιμοποιήσουν, σε συνδυασμό πάντα με τις αεροφωτογραφίες.
Το 1983, αρχαιολόγοι, σε συνεργασία με τους επιστήμονες της NASA, αποκάλυψαν ένα εκτεταμένο δίκτυο καλλιεργειών των Maya στο Yucatan (Μεξικό), χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT. Εκτός αυτού, ανίχνευσαν μια άγνωστη πόλη με δίδυμες πυραμίδες, που χρονολογείται στην κλασική περίοδο των Maya (600-900 μ.Χ.) και επαναπροσδιόρισαν τη θέση της μεγάλης αρχαίας πόλη Oxpemul, η οποία χάθηκε μέσα στη ζούγκλα μετά την ανακάλυψή της (δεκαετία του ’30).

Το 1986, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Βοστόνης (Η.Π.Α.) συνδυάζοντας δορυφορικές εικόνες LANDSAT-5 (χωρική ανάλυση παγχρωματικής 80 μέτρα και πολυφασματικής εικόνας 30 μέτρα και 120 μέτρα) και SIR-A (χωρική ανάλυση εικόνας ραντάρ 40 μέτρα) αποκάλυψαν ένα δίκτυο καναλιών (Εικ.8) κάτω από την αραβική έρημο στο βορειοδυτικό Σουδάν.

Η χαμένη αρχαία πόλη Ubar (2800 π.Χ. – 300 μ.Χ.) ανιχνεύθηκε το 1992 στις εικόνες20 του δορυφόρου SIR-C/X-SAR (χωρική ανάλυση εικόνων ραντάρ από 10 έως 25m) και το 1993 από το δορυφορικό σύστημα LANDSAT-5 προσδιορίστηκαν οι θέσεις αρχαίων ναών των Μaya στη Γουατεμάλα. Η άγνωστη μέχρι το 1994 αρχαία πόλη Angkor του 9ου αιώνα π.Χ. (Εικ. 9) αποκαλύφθηκε στη Καμπότζη, με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων του συστήματος SIR-C/X-SAR23.

Η Δορυφορική Αρχαιολογία βρίσκεται σε νηπιακό στάδιο, αφού οι περισσότεροι ξένοι ερευνητές, αρχαιολόγοι και μη, χρησιμοποιούν κυρίως αεροφωτογραφίες και σε ελάχιστες περιπτώσεις τις συνδυάζουν με δορυφορικές εικόνες. Αρκεί να αναφέρει κανείς ότι έχει αξιοποιηθεί μέχρι σήμερα μόνο το 30% του συνόλου των εικονοληπτικών δορυφορικών συστημάτων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αρχαιολογικές εφαρμογές βάση της χωρικής και φασματικής τους ανάλυσης. Αναμένεται, όμως, ότι τα νέα δορυφορικά συστήματα WordView-1 (0.5 μέτρα στον παγχρωματικό αισθητήρα) και GeoEye-1 (0.41 μέτρα στον παγχρωματικό και 1.65 μέτρα στον πολυφασματικό αισθητήρα), να στρέψουν το ενδιαφέρον περισσότερων ερευνητών προς τη Δορυφορική Αρχαιολογία.

[[Εικόνα: Enaeria1.JPG| thumb| right|Εικόνα 5.1Σύνθετη Προστατευτική ρωμαϊκή τάφρος, wladen, Essex]]

[[category:Αρχαιολογία]]