RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων

2012-03-05T09:55:58Z

Fkatsamaga:

'''Συγγραφείς''': Μ. Τσακίρη-Στρατή1 , Σ. Τσιούρης2 , Σ. Σιάχαλου3 , Γ. Δοξάνη3 
1. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., Αν. Καθηγήτρια ΑΠΘ, Tμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών(ΤΑΤΜ), Τομέας Κτηματολογίου, Φωτογραμμετρίας και Χαρτογραφίας, martsaki@topo.auth.gr 
2. Γεωπόνος, Καθηγητής ΑΠΘ, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Οικολογίας και Προστασίας Περιβάλλοντος, stsiouri@agro.auth.gr 
3. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., M.T.E., Υπ. Δρ. ΤΑΤΜ-ΑΠΘ, ssiacha@auth.gr,gdoxani@topo.auth.gr 
'''Πηγή''': Α.Π.Θ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ - ΤΜΗΜΑ ΑΤΜ ΥΔΡΟΓΑΙΑ. Τιμητικός Τόμος στον Καθηγητή Χρήστο Τζιμόπουλο

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η διαχείριση υδατικών οικοσυστημάτων και ειδικότερα των ρεμάτων. Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμυρών 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.
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. Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. 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).
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 απόθεση των 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.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

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.
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.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1) 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.

[[ Εικόνα: FYL ar5 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik3.gif | thumb | right ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik4.gif | thumb | right | Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση. ]]

'''''3.2) 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.

'''''3.3) 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 και εκφράζεται από τη σχέση: ΝDVI = IR – R / IR + R
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.
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.

'''''3.4) 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).

'''4) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

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 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 χρήσεων γης 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).

[[category:Παρακολούθηση, χαρτογράφηση και ανάλυση ποταμών, λιμνών και υγροτόπων]]

Η συνεισφορά του Airborne Lidar στην αρχαιολογία: από ταυτοποίηση τοποθεσίας σε έρευνα τοπίου

2012-03-05T09:55:45Z

Fkatsamaga:

'''On the Airborne Lidar Contribution in Archaeology: from Site Identification toLandscape Investigation''' 
'''Συγγραφείς''': Nicola Masini1, Rosa Coluzzi2 and Rosa Lasaponara2 
1CNR-IBAM (Institute for Archaeological and Architectural Heritage) 
2CNR-IMAA (Institute of Methodologies for Environmental Analysis),Italy 
'''Πηγή''': http://www.intechopen.com/source/pdfs/15810/InTech-On_the_airborne_lidar_contribution_in_archaeology_from_site_identification_to_landscape_investigation.pdf

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η συμβολή της τηλεπισκόπισης στην αρχαιολογία. Ιστορικά, η αεροφωτογραφία υπήρξε η πρώτη τεχνολογία τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιήθηκε εκτεταμένα για την τοπογραφική μελέτη των επιφανειακών αρχαιολογικών ευρημάτων, όπως και για την ανίχνευση υπόγειων αρχαιολογικών οικοδομημάτων μέσω της κατανόησης των ονομαζόμενων «σημαδιών εδάφους» και «"crop marks"» (Crawford, 1929). Τα σημάδια εδάφους είναι αλλαγές σε χρώμα ή υφή λόγω της ύπαρξης επιφανειακών και σε μικρό βάθος ευρημάτων. Τα «"crop marks"» παρουσιάζονται συχνά ως διαφορές σε ύψος ή χρώμα στις καλλιέργειες, οι οποίες είναι υπό πίεση λόγω της έλλειψης νερού ή άλλων θρεπτικών στοιχείων, που οφείλονται στην ύπαρξη πέτρινων οικοδομημάτων στο υπέδαφος. Τα «"crop marks"» μπορούν να σχηματιστούν και πάνω από υγρό και θρεπτικό έδαφος θαμμένων τάφρων και χαντακιών. Τέτοια σημάδια είναι ορατά στις από αέρος φωτογραφίες, ειδικά κατά την περίοδο της άνοιξης.

'''2) Σκοπός της Εφαρμογής'''

Σκοπός της εφαρμογής είναι να αναδειχθεί η χρησιμότητα της διαθέσιμης τεχνολογίας (σαρωτής λέιζερ) στην αρχαιολογία. Για την ακρίβεια η μελέτη επικεντρώνεται στο γεγονός ότι, η διαθεσιμότητα δεδομένων Lidar που συλλέχτηκαν για διαφορετικούς σκοπούς σε διάφορες χώρες σε διαφορετικές χρονικές στιγμές ενθάρρυνε την έρευνα στον τομέα της αρχαιολογίας.
Συγκεκριμένα παρουσιάζονται οι μεθοδολογίες και τα αποτελέσματα της έρευνας σε δύο διαφορετικές τοποθεσίες.

'''3) Η διαθέσιμη τεχνολογία και η χρήση της'''

Στις μέρες μας δύο νέες τεχνολογίες έχουν βελτιώσει κατά πολύ την απόδοση της τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία: (1) η Πολύ Υψηλής Διακριτικής Ικανότητας (VHR) εικόνες δορυφόρου και (2) η από αέρος σάρωση με λέιζερ.
Η εκτόξευση του IKONOS το 1999, του πρώτου δορυφορικού αισθητήρα που αποδίδει εικόνες VHR, άνοιξε νέους δρόμους στον τομέα της αιρχαιο-γεωφυσικής.
Από το 1999 ως σήμερα, η χωρική διακριτική ικανότητα των δορυφορικών δεδομένων έχει αυξηθεί πολύ, παρέχοντας έτσι επίσης πολύτιμη στήριξη στην ανακάλυψη τοποθεσιών μέσω της ανίχνευσης σημαδιών εδάφους/ «καλλιεργειών». Τα πολυφασματικά κανάλια, που είναι διαθέσιμα σε μια διακριτική ικανότητα 4 φορές χαμηλότερη από εκείνη του παγχρωματικού καναλιού, θα μπορούσαν να οξυνθούν (pan-sharpened) χρησιμοποιώντας αλγόριθμους fusion που είναι διαθέσιμοι σε αρκετές ρουτίνες προγραμμάτων επεξεργασίας εικόνας, επιτρέποντάς μας έτσι να δώσουμε έμφαση σε αλλαγές σε υγρασία και βλάστηση, οι οποίες συνδέονται με την παρουσία θαμμένων αρχαιολογικών αποθεμάτων (Lasaponara & Masini,2007).
Η χρήση των αλγόριθμων για την επεξεργασία δεδομένων, από μεθόδους ταξινόμησης σε γεω-στατιστική, από Principal Compoment Analysis (Κύρια Ανάλυση Συνιστωσών) σε convolution filtering, μας διευκολύνει 1) στην εξαγωγή μοτίβων γης χρήσιμων για τις παλαιο-γεωγραφικές και παλαιο-περιβαλλοντικές έρευνες (Masini & Lasaponara, 2006) και (2) στην διάκριση επιφανειακών αρχαιολογικών ευρημάτων από το περιβάλλον τους (DeLaet κ.ά.,2007).
Τα κύρια πλεονεκτήματα των δορυφορικών εικόνων VHR σε σύγκριση με τις αεροφωτογραφίες, είναι η συνοπτική θέα, οι πολυφασματικές ιδιότητες των στοιχείων και η πιθανότητα να εξάγουμε γεω- αναφερμένες πληροφορίες.
Το μεγάλο βήμα της δορυφορικής τεχνολογίας για να φτάσει τη διακριτική ικανότητα των αεροφωτογραφιών φαίνεται να γίνεται στο τέλος με το GeoEye1 (που εκτοξεύτηκε το Σεπτέμβριο του 2008), το οποίο παρέχει εικόνες 41 cm παγχρωματικές και 1,65m πολυφασματικές.
Ωστόσο, για τις αρχαιολογικές εφαρμογές, ο δορυφόρος VHR όπως και οι αεροφωτογραφίες (συμπεριλαμβανομένων των υπερφασματικών δεδομένων ) είναι ακόμα περιοριστικά εργαλεία για την ανίχνευση όλων των πιθανών χαρακτηριστικών πολιτισμικού ενδιαφέροντος.
Αυτό συμβαίνει γιατί υπάρχουν περιοριστικοί παράγοντες, αφού αναφερόμαστε σε αρχαιολογικά ευρήματα που είναι α) καλυμμένα από πυκνή βλάστηση (δάσος, δασύλλιο κλπ.) και β) σε πολλές περιπτώσεις σε microrelief, σε τοποθεσίες απογυμνωμένου εδάφους (bare-ground) που συνδέονται με την παρουσία ανθρωπογενών εργασιών (earthworks) και ευρημάτων σε μικρό βάθος.
Στην πρώτη περίπτωση, οι δορυφορικές εικόνες μπορούν μόνο να ανιχνεύσουν μεγάλα οικοδομήματα καλυμμένα από δάσος. Από αυτή την άποψη, αναφέρουμε την ταυτοποίηση μιας αποικίας των Μάγιας στην ζούγκλα τη Βορειοανατολικής Γουατεμάλα (Garrison κ.ά., 2008).
Όσον αφορά στο δεύτερο περιορισμό, η ορατότητα της micro-relief (μικρο-ανάγλυφο) εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως οι οπτική off-nadir viewing των συλλεγόμενων εικόνων, ο χρόνος λήψης της εικόνας, η γεωμετρία όψης, η γωνία του ήλιου (οι μικροτοπογραφικές διακυμάνσεις του αναγλύφου είναι πιο ευδιάκριτες νωρίς το πρωί ή αργά το απόγευμα) και τα χαρακτηριστικά επιφανείας (η παρουσία χαοτικού οικοδομικού υλικού θα μπορούσε να καταστήσει την ανίχνευση του γεωμετρικού μοτίβου microrelief πολύ δύσκολη, ( Lasaponara & Masini, 2005).
Οι προαναφερθέντες περιοριστικοί παράγοντες των οπτικών εικόνων θα μπορούσαν να ξεπεραστούν μέσω του εναέριου σαρωτή λέιζερ (ALS), ο οποίος αναφέρεται και ως Light Detection and Ranging (LiDAR). Παρέχει άμεσες μετρήσεις κλίμακας που χαρτογραφούνται σε 3D point clouds ανάμεσα σε ένα σαρωτή λέιζερ και την τοπογραφία τη γης.
Οι αισθητήρες ALS μπορούν να διαπεράσουν «τις στέγες» βλάστησης επιτρέποντας την ακριβή μοντελοποίηση της υποκείμενης ανύψωσης εδάφους. Για το λόγο αυτό, είναι ένα πανίσχυρο όπλο για την αναγνώριση και έρευνα της αρχαιολογικής κληρονομιάς στις δασωμένες περιοχές, οι οποίες είναι συνήθως καλά διατηρημένες λόγω της κάλυψης από βλάστηση η οποία προστατεύει τι περιοχές αυτές από τη διάβρωση και από πιθανή ζημιά από μηχανικό όργωμα του εδάφους.
Αυτήν τη στιγμή, μια τοπογραφική έρευνα LiDAR θα μπορούσε να διεξαχθεί με δύο διαφορετικούς τύπους συστημάτων αισθητήρων ALS (Σχήμα 1) : 1) «παραδοσιακούς» σαρωτές ή σαρωτές discrete echo και 2) σαρωτές full-waveform (FW). Ο πρώτος, γενικά, μεταφέρει μόνο την πρώτη και τελευταία ηχώ, χάνοντας έτσι πολλές άλλες αντανακλάσεις. Ο δεύτερος μπορεί να ανιχνεύσει ολόκληρο το echo waveform για κάθε εκπεμπόμενη ακτίνα λέιζερ, προσφέροντας έτσι βελτιωμένες ικανότητες ειδικά σε περιοχές με πολύπλοκη μορφολογία και/ή πυκνή κάλυψη από βλάστηση.
Σήμερα η πλειοψηφία των εκδιδομένων μελετών βασίζεται σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από «παραδοσιακό» ALS, για τη διαχείριση των αρχαιολογικών μνημείων (Barnes, 2003), μελέτες τοπίου (Shell & Roughley, 2004, Challis, 2006) και αρχαιολογικών ερευνών για να απεικονίσουν μικροτοπογραφικές earthworks σε τοποθεσίες bare ground (Corns & Shaw, 2008) και σε δασικές περιοχές (Sittler, 2004, Devereux κ.ά., 2005, Crutchley, 2008, Gallagher& Josephs, 2008).
Η πιθανή χρήση του FW LiDAR για αρχαιολογική χρήση έχει μελετηθεί σε αρκετές μελέτες, μεταξύ των οποίων για χάρη συντομίας, αναφέρουμε τη μελέτη ενός οχυρού στην Εποχή του Μετάλλου που καλύπτεται από πυκνή βλάστηση (Doneus κ.ά., 2008) και τι έρευνες που διεξήχθησαν σε δύο μεσαιωνικές αποικίες, που βρίσκονται σε λοφώδεις περιοχές bare ground (Lasaponara & Masini, 2009, Lasaponara κ.ά., 2010).

[[ Εικόνα: FYL ar4 eik1.gif | thumb | right | Σχ.1 ]]

'''4) Παρουσίαση του παραδοσιακού σαρωτή και του Full-waveform ALS'''

To ALS είναι μια ενεργή τεχνική τηλεπισκόπησης που παρέχει άμεσες μετρήσεις της τοπογραφίας της γης, χαρτογραφημένη σε 3D point clouds. Ο σαρωτής λέιζερ που έχει τοποθετηθεί πάνω σε ένα αεροπλάνο ή ένα ελικόπτερο εκπέμπει παλμούς σχεδόν υπέρυθρους, σε μια συχνότητα από 30.000 ως 100.000 παλμούς το δευτερόλεπτο, σε διαφορετικές κατευθύνσεις κατά την πορεία της πτήσης προς την επιφάνεια του εδάφους. Κάθε παλμός θα μπορούσε να ανακλάται μία ή περισσότερες φορές από αντικείμενα (την επιφάνεια του εδάφους, τη βλάστηση, τα κτήρια κλπ) των οποίων η θέση ορίζεται υπολογίζοντας την καθυστέρηση χρόνου ανάμεσα στην εκπομπή και κάθε ληφθείσα ηχώ, την γωνία τη εκπεμπόμενης ακτίνας λέιζερ και τη θέση του σαρωτή (που αποφασίζεται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα διαφοροποίησης παγκόσμιας θέσης και μια εσωτερική μονάδα μέτρησης).
Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι ASL (σχ.1): i) οι παραδοσιακοί σαρωτές που βασίζονται σε μια διακριτική ηχώ και ii) οι σαρωτές FW. Ο πρώτος ανιχνεύει ένα αντιπροσωπευτικό trigger σήμα για κάθε ακτίνα λέιζερ. (βλ. σχ. 1). Ο δεύτερος ψηφιοποιεί ολόκληρο το κύμα κάθε backscattered παλμού, επιτρέποντας έτσι σε μας να βελτιώσουμε την ταξινόμηση εδαφικών ή μή-εδαφικών αντικειμένων, όπως η χαμηλή βλάστηση, τα κτήρια και άλλες ανθρώπινες κατασκευές που κείτονται στην επιφάνεια του εδάφους (Doneus κ.ά., 2008). Aυτό μας επιτρέπει να ανακτήσουμε DTMs με ακρίβεια μικρότερη του 0,1 μ και έτσι να ανιχνεύσουμε αρχαιολογικά οικοδομήματα και επιχωματώσεις ακόμη και κάτω από πυκνή κάλυψη βλάστησης.

'''5) Το ALS στην αρχαιολογία: αναθεώρηση των εφαρμογών'''

Στο κομμάτι αυτό παρουσιάζεται μια σύντομη αναθεώρηση της εφαρμογής του εναέριου LiDAR στην αρχαιολογία σε διαφορετικές χώρες. Την τελευταία δεκαετία, διάφορες εθνικές οργανώσεις έλαβαν στοιχεία LiDAR για διαφορετικούς σκοπούς ελέγχου, κυρίως σε σχέση με περιβαλλοντικά ζητήματα. Η διαθεσιμότητα αυτών των δεδομένων έχει ενθαρρύνει πολύ την έρευνα στον τομέα της αρχαιολογίας.
Για τους λόγους αυτούς, η πλειοψηφία των μελετών επικεντρώνεται κυρίως στην αξιολόγηση της ικανότητας χρήσης του LiDAR στην Αρχαιολογία και γενικά εκμεταλλεύεται την επεξεργασία δεδομένων που έχει ήδη γίνει για άλλους σκοπούς. Έτσι, αυτή η αναθεώρηση δεν αναφέρεται στην επεξεργασία δεδομένων ή τις μεθοδολογικές προσεγγίσεις καθώς συνήθως αποφεύγονται στη διαθέσιμη βιβλιογραφία, αλλά κάνει μια περίληψη των σημαντικών εμπειριών και αποτελεσμάτων που έχουν καταφέρει αρχαιολόγοι σε διαφορετικά περιβάλλοντα.
Στη συνέχεια αναφέρονται ενδεικτικά κάποιες από αυτές τις χώρες.

'''''5.1) Γερμανία'''''

Μία από τις πρώτες μελέτες για τη χρήση του ASL στην Αρχαιολογία εκδόθηκε από τον Sittler (2004). Οι συγγραφείς εκμεταλλεύτηκαν τα δεδομένα που αποκτήθηκαν (2000-2004) για να ληφθεί ένα σωστό DEM για ολόκληρη τη Γερμανία, στο πλαίσιο του προγράμματος «Land and Survey bureau for the Baden-Wurttenberg State». Το πρόγραμμα αυτό είχε σα σκοπό να παράσχει ένα κατανοητό σετ δεδομένων altimetry με μια διακριτική ικανότητα σχεδόν 1 μέτρο και ακρίβεια σχεδόν 50 εκ. σε ύψος.
Ο Sittler (2004) χρησιμοποίησε μέρος αυτών των δεδομένων για να αναλύσει δασική περιοχή κοντά στο Rastatt (30χλμ νότια του Karlsruhe, στη Νοτιο-δυτική Γερμανία, συμπεριλαμβανομένης και μιας αμμώδους και ξηρής επίπεδης επιφάνειας κοντά στον ποταμό Ρήνο. Οι οπτικές αναλύσεις επέτρεψαν την ανίχνευση μοτίβων των πρώιμων μεσαιωνικών τοπίων, μεταξύ άλλων και χωμάτινων υψωμάτων και κατασκευών με αυλακώσεις και κορυφώσεις. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας την 3D ανάλυση επέκτασης του ArcView 3.2, διεξήχθησαν ποσοτικές αναλύσεις για την εξαγωγή των μεγεθών των ανιχνευόμενων κατασκευών, όπως περιοχή επιφανείας, όγκος, μήκος και πλάτος των κορυφώσεων και αυλακώσεων καθώς και η σκληρότητα επιφανείας και η διακύμανση.
Βάσει αυτών των επιτυχημένων ερευνών, σαν αποτέλεσμα (Μάιος 2009) το Κρατικό Γραφείο για τη Διαχείριση της Πολιτισμικής Κληρονομιάς του Baden-Wurttemberg, ξεκίνησε ένα τριετές καινούριο πρόγραμμα με σκοπό την απόκτηση ενός αρχαιολογικού χάρτη του Baden-Wurttemberg χρησιμοποιώντας δεδομένα ASL υψηλής διακριτικής ικανότητας, καλύπτοντας μια περιοχή 35.751 χλμ2.
Μέσα από αυτό το πρόγραμμα ο Hesse (2010) ανέπτυξε και εφάρμοσε ένα καινούριο εργαλείο για την αρχαιολογική έρευνα: το Μοντέλο Local Relief (LRM). Βασίζεται στην αφαίρεση μεγάλης κλίμακας μορφολογιών τοπίου από τα δεδομένα, επιτρέποντας έτσι να ανακτούμε τοπικές και μικρής κλίμακας διαφορές ανύψωσης. Συγκεκριμένα, το LMR μετρά σωστά και άμεσα ύψη και όγκους χαρακτηριστικών μικρής κλίμακας και εξάγει λεπτομέρειες τοπικής τοπογραφίας χωρίς τη χρήση πολλαπλών συνδυασμών illumination azimuth και ανύψωσης.

'''''5.2) Ολανδία'''''

Στις Κάτω Χώρες, το Ολλανδικό Υπουργείο Δημόσιων Έργων ξεκίνησε το στήσιμο του λεγόμενου Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN), δηλαδή «Ενημερωμένη βάση δεδομένων ύψους των Κάτω Χωρών». Τα στοιχεία LiDAR συλλέχθηκαν από το 1996 ως το 2004. Η βάση δεδομένων αποτελείται από στοιχεία interpolated airborne laser altimetry που καλύπτουν ολόκληρη τη χώρα και περιέχει τουλάχιστον ένα σημείο ανά 4μ2 έξω από τα δάση και ένα σημείο ανά 16μ2 μέσα στα δάση.
Οι Humme κ.ά., (2006) χρησιμοποίησαν ένα μέρος αυτής τη τράπεζας δεδομένων για να μελετήσουν ένα χωριό της Χάλκινης Περιόδου και ένα παλιό Κέλτικο σύστημα αγρών 2500 ετών κοντά στο Doorwerth (Ανατολικά της Ολλανδίας). Πρότειναν μια μέθοδο να φιλτράρουν τον παράγοντα τοπογραφίας μεγάλη κλίμακας χρησιμοποιώντας μια μέθοδο kriging interpolation. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αυτή οι συγγραφείς μεγέθυναν βάσεις δρόμων, μονοπάτια και τα χωμάτινα τείχη που βρίσκονταν περιμετρικά του Κέλτικου συστήματος αγρών.
Οι Van Zijverden και Laan (2003) χρησιμοποίησαν στοιχεία LiDAR για την προγνωστική μοντελοποίηση στα μέρη Holocene της Ολλανδίας (τοποθεσία Eigenblok, στο Δήμο Geldermalsen), επιπλέον της συνήθους πηγής δεδομένων όπως χάρτες εδάφους, γεωμορφολογικούς γεωλογικούς και παλαιογεωγραφικούς.

'''''5.3) Ελλάδα'''''

Στην Ελλάδα, οι Roland και Sarris (2007) χρησιμοποίησαν δεδομένα LiDAR σε συνδυασμό με δεδομένα τηλεπισκόπησης εναέριων πολλαπλών αισθητήρων από το CASI και τον Airborne Thematic Mapper ώστε να να ανιχνεύσουν τη θέση εκτεθειμένων και γνωστών θαμμένων αρχαιολογικών μνημείων στον Ίτανο (Ανατολική Κρήτη). Τα δεδομένα LiDAR αποκτήθηκαν χρησιμοποιώντας έναν εναέριο σαρωτή λέιζερ Optech ALTM 3033 υψηλής διακριτικής ικανότητας με μια πυκνότητα σημείου 1 ανά μ2. Στη μελέτη αυτή το DEM που προήρθε από το LiDAR χρησιμοποιήθηκε για να ταυτοποιήσει την παρουσία νέων αρχαιολογικών χαρακτηριστικών όπως εγκαταλελειμμένες αναβαθμίδες και μια κυκλική καθίζηση.

[[ Εικόνα: FYL ar4 eik2.gif | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik3.gif | thumb | right | Σχ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik4.gif | thumb | right | Σχ.4 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik5.gif | thumb | right | Σχ.5 Ορθοφωτογραφία σε χωρική ανάλυση των 0,15 m ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik6.gif | thumb | right | Σχ.6 DTM. Λευκά βέλη υποδεικνύουν το παλαιο-υδρολογικό σύστημα ]]

'''6) Η τελευταία λέξη της τεχνολογίας ALS στην αρχαιολογία'''

''Μια προσέγγιση LiDAR για αρχαιολογικό σκοπό''
Στο επόμενο τμήμα παρουσιάζεται μια μεθοδολογική προσέγγιση βασισμένη στη χρήση FW LiDAR για δύο μελέτες στην Νότια Ιταλία . Η μία είναι το Monte Serico μια τοποθεσία bare-ground που βρίσκεται στη Basilicata και που χρονολογείται από τη Μεσαιωνική Εποχή. Το DTM χρησιμοποιήθηκε για να ταυτοποιήσει την microrelief που σχετίζεται με την αστική υφή του μεσαιωνικού οικισμού.
Η άλλη μελέτη είναι το Δάσος της Incoronata (στην Απούλια) η οποία καλύπτει ένα ενδιαφέρον παλαιο- υδρογραφικό μοτίβο.

'''''1. Monte Serico'''''

To Μόντε Serico είναι μια τοποθεσία που βρίσκεται σε ένα λόφο, σε υψόμετρο περίπου 590 μ. Η ευρύτερη περιοχή χαρακτηρίζεται από λόφους και πεδιάδα που διασχίζεται από τον ποταμό Basentello στη βορειοανατολική πλευρά της Περιφέρειας Basilicata της Νότια Ιταλίας.
Από γεωλογική άποψη, η στρωματογραφική ακολουθία αποτελείται από
άργιλο και άμμο. Σποραδικά ποώδη φυτά μεγαλώνουν πάνω από την περιοχή έρευνας.
Ιστορικές πηγές αναφέρουν ότι γύρω στον 11ο αιώνα, ένα κάστρο χτίστηκε στο λόφο. Το χωριό μαρτυρείται από τον 13ο αιώνα και εγκαταλείφθηκε σταδιακά μεταξύ του τέλους του 14ου και το πρώτο μισό του 15ου αιώνα. Σήμερα τα μόνα κτίρια που διατηρούνται είναι το κάστρο και μια εκκλησία. Στη νότια πλευρά του λόφου, η παρουσία των θρυμματισμένων πήλινων, κεραμικών και οικοδομικών υλικών (όστρακα), υποδεικνύουν την ύπαρξη ενός θαμμένου οικισμού.
Ο τελευταίος έχει ανακαλυφθεί το 1995, μέσω των αεροφωτογραφιών (Masini 1995). Η χρήση των QuickBird εικόνων επέτρεψε να βελτιωθεί η χωρική κατανομή και χαρακτηρισμός του αστικού σχήματος (Lasaponara Masini & 2005).
Μια πιο λεπτομερής ανασυγκρότηση του αστικού ιστού έχει ληφθεί από έρευνα LiDAR
μέσω GEOCART στις 20 Σεπτεμβρίου 2008 με τη χρήση πλήρους κυματομορφής σαρωτή, RIEGL LMS-Q560.
Πραγματοποιήθηκε φιλτράρισμα των εικόνων και ταξινόμηση των στοιχείων του εδάφους. Ως αποτέλεσμα αυτού ήταν η απόκτηση ενός ψηφιακού μοντέλου εδάφους (βλέπε σχ.2).
Η ταυτοποίηση των αρχαιολογικών χώρων έγινε συγκρίνοντας τις εικόνες DTMs.
Αφού προηγουμένως το ίδιο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους υπέστη περαιτέρω μετα-επεξεργασία χρησιμοποιώντας διαφορετικές σκιάσεις, χρησιμοποιώντας δηλαδή διαφορετικές γωνίες φωτισμού (βλέπε σχ.3).
Αυτές οι σκιασμένες DTMs υποβλήθηκαν σε περαιτέρω επεξεργασία χρησιμοποιώντας Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών, τονίζοντας με αυτό τον τρόπο τα αρχαιολογικά χαρακτηριστικά που είχαν γίνει ορατά στις σκιασμένες εικόνες, (βλέπε σχ.4).

'''''2. Πάρκο Incoronata'''''

Η δεύτερη περιοχή μελέτης, είναι το φυσικό πάρκο του Bosco dell’ Incoronata που εκτείνεται σε μια έκταση περίπου 1060 εκτάρια, από τα οποία 162 εκτάρια είναι δασικές εκτάσεις (Quercus pubescens) και 115 εκτάρια λιβάδια.
Η περιοχή μελέτης βρίσκεται 12 χλμ μακριά από τη Foggia στο Tavoliere delle στην Περιφέρεια Απουλίας της Νότιας Ιταλίας.
Η περιοχή έρευνας είναι μια σημαντική περιοχή από φυσιολατρική, ιστορική και αρχαιολογική άποψη. Το Bosco dell'Incoronata είναι ένα αρχαίο δάσος που υπήρχε ακόμη και την μεσαιωνική εποχή, και έχει χαρακτηριστεί από μακρά και έντονη ανθρώπινη δραστηριότητα πιθανώς από την Νεολιθική εποχή ως το Μεσαίωνα (Mazzei, 2003) όπως προκύπτει από τα αρχαιολογικά κατάλοιπα και από την
ιστορική τεκμηρίωση.
Όσον αφορά στη μεσαιωνική εποχή, πιστοποιείται ότι
Φρειδερίκος ο ΙΙ 'Hohenstaufen (26η Δεκεμβρίου του 1194 - 13 Δεκεμβρίου 1250) περνούσε μεγάλες περιόδους στη Foggia, η οποία ήταν μια στρατηγική θέση.
Κατά τη διάρκεια της βασιλείας του δύο βασιλικές κατοικίες, το "Palacium Pantano" στο S. Lorenzo και το "Palacium dell'Incoronata" κατασκευάστηκαν . Και οι δύο βρίσκονταν πολύ κοντά στη Foggia.
Κατά τη διάρκεια των χρόνων το "Palacium Pantano» έχει
διερευνηθεί και εν μέρει αποκατασταθεί, ενώ η θέση του "Palacium dell'Incoronata" εξακολουθεί να είναι άγνωστη μέχρι σήμερα. Θεωρείται ότι η τοποθεσία είναι πολύ κοντά στο Bosco dell'Incoronata και πιθανότατα εντός της μεσαιωνικής δασικής έκτασης η οποία εξακολουθεί να υπάρχει σήμερα και είναι επίσης γνωστή ως
δασική έκταση του Φρειδερίκου. Οι έρευνες κατά κύριο λόγο επικεντρώνονται στον εντοπισμό ιχνών του αρχαίου τοπίου και των παλαιο-περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών.
Οι γνώσεις σχετικά με το παλαιο-τοπίο το οποίο εξακολουθεί να διαθέτει απολιθώματα
στα σύγχρονα τοπία είναι ένα κρίσιμο σημείο και μια πολύτιμη πηγή στοιχείων για την εκτέλεση λεπτομερών αρχαιολογικών ερευνών, για τον προσδιορισμό των περιβαλλοντικών αλλαγών και των σχετικών διαδικασιών.
Δυστυχώς, σε αυτόν τον τομέα τα ίχνη του παρελθόντος καταστρέφονται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες και ελάχιστα είναι ορατά από αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες, λόγω της εντατικής γεωργικής δραστηριότητας σε ολόκληρη την περιοχή. Καλλιεργήσιμες εκτάσεις εμφανίζονται παντού στις εικόνες (βλέπε σχ.5).
Στο σχήμα 5 φαίνονται τα αποτελέσματα των μεγάλων μεταπολεμικών αγροτικών μεταρρυθμίσεων. Αυτή η μακρά και έντονη γεωργική δραστηριότητα, σε συνδυασμό με τη χρήση των γεωργικών μηχανημάτων για την παραγωγή, έχει γενικά καταστρέψει τα ίχνη του παρελθόντος στην περιοχή.
Παρ 'όλα αυτά, λεπτές τοπογραφικές γραμμές στο ανάγλυφο του εδάφους είναι ορατές σε ένα λεπτομερές ψηφιακό μοντέλο εδάφους, (βλέπε σχ.6).
Για να ρίξει φως στο τοπίο, πραγματοποιήθηκε έρευνα που βασίζεται στη χρήση των LiDAR δεδομένων (Lasaponara et al. 2010). Η έρευνα διενεργήθηκε με τη χρήση ενός
πλήρους waveform σαρωτή, RIEGL LMS-Q560. Το DTM που εξάγεται από τα δεδομένα LiDAR απεικονίζει τη γενική τοπογραφία της κοιλάδας και αποκαλύπτει εκτεταμένα γεωμορφολογικά στοιχεία του κάμπου, που δεν είναι ορατά από
τον ορθοφωτοχάρτη. Όπως για παράδειγμα το ευρύ και περίπλοκο σύστημα αποχέτευσης που δείχνει ο κόκκινος κύκλος στο σχ. 6 που κρύβεται από το δάσος. Άλλα στοιχεία όπως παλαιο-κοίτες ποταμών κατά μήκος των σύγχρονων ποταμών και καναλιών, γεωργικές εκτάσεις, είναι επίσης, περισσότερο εμφανή στο DTM σε σχέση με τον ορθοφωτοχάρτη.
Για να προσδιοριστεί καλύτερα το παλαιο-υδρογραφικό μοτίβο, χρησιμοποιήθηκαν σκιάσεις υπό διαφορετικές γωνίες και προέκυψαν νέα DTMs.

'''7) Συμπεράσματα'''

Στο παρόν άρθρο έγινε μια παρουσίαση της χρήσης του Εναέριου Σαρωτή Λέιζερ για αρχαιολογικούς σκοπούς. Συγκεκριμένα, στην αρχή περιγράφηκαν οι δυνατότητες και οι αδυναμίες της διαθέσιμης τεχνολογίας σαρωτή λέιζερ, τη λογική βάση της επεξεργασίας των στοιχείων LiDAR (από το φιλτράρισμα δεδομένων ως την ταξινόμηση) και την υψηλή τεχνολογία του ALS στην Αρχαιολογία. Στη συνέχεια αναλύθηκε η δυνατότητα που παρέχει η χρήση και η επεξεργασία των point clouds που χαρτογραφούνται από έναν εναέριο πλήρους κύματος σαρωτή λέιζερ σε δύο τοποθεσίες αρχαιολογικού και φυσικού ενδιαφέροντος. Τα χαρακτηριστικά τους δεν επέτρεπαν την έρευνα των δύο τοποθεσιών με την ίδια αποδοτικότητα μέσω των τηλεσκοπικών οπτικών δεδομένων.
Το πρώτο είναι ένα άνευ βλάστησης υψίπεδο πάνω σε ένα λόφο, με αρκετές αποδείξεις του μικρο-αναγλύφου που συνδέονται με την ύπαρξη ενός θαμμένου οικισμού που χρονολογείται από το Μεσαίωνα.
Η δεύτερη είναι ένα δάσος το οποίο καλύπτει μια παλαιοαπαστραγγιτική λεκάνη, της οποίας η μελέτη είναι σημαντική για την ανακατασκευή του παλαιοπεριβαλλοντικού σκηνικού.
Η χρησιμοποιούμενη μεθοδολογία έχει βασιστεί σε δύο βασικά βήματα: 1) την ταξινόμηση των επιφανειακών και μη-επιφανειακών αντικειμένων που πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια στρατηγική που βασίζεται σε ένα σετ «filtrations of the filtrate». 2) τη μετα-επεξεργασία που βασίζεται στην σύγκριση των εικόνων DTM που σκιάζονται χρησιμοποιώντας διαφορετικές γωνίες φωτισμού και ακολουθώντας επεξεργασία από PCA (Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών).
Μια τέτοια προσέγγιση μας επέτρεψε να βελτιώσουμε, σεβόμενοι τα διαθέσιμα οπτικά δεδομένα, την ταυτοποίηση και ερμηνεία του : i) μικρο-αναγλύφου για την επαναοικοδόμηση του αστικού σχήματος της μεσαιωνικής τοποθεσίας και ii) τα παλαιοπεριβαλλοντικά χαρακτηριστικά της δασωμένης τοποθεσίας.

[[category:Αρχαιολογία]]

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΠΡΟΒΛΕΨΗΣ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ

2012-03-05T09:55:25Z

Fkatsamaga:

'''Combined use of weather forecasting and satellite remote sensing information for fire risk, fire and fire impact monitoring''' 
'''Συγγραφείς''': Wolfgang Knorr 1,2 , Ioannis Pytharoulis1, George P. Petropoulos2,3, Nadine Gobron4 
1Department of Meteorology and Climatology, School of Geology, Aristotle University of Thessaloniki, 54124 Thessaloniki,Greece 
2Department of Earth Sciences, University of Bristol, Wills Memorial Building, Queens Road, BS8 1RJ, Bristol, UK 
3Foundation for Research and Technology, Institute of Applied and Computational Mathematics, N. Plastira 100, 71110,Heraklio, Greece 
4Global Environmental Monitoring Unit, Institute for Environment and Sustainability, European Commission Joint Research Center, Ispra, Italy 

Received 31 January 2011; Accepted 3 February 2011; Published online 15 June 2011
IAEES 
'''Πηγή''': http://www.iaees.org/publications/journals/ces/articles/2011-1(2)/Combined-use-of-weather-forecasting-and-satellite.pdf 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik1.gif | thumb | right | Σχ. 1α ]]
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik2.gif | thumb | right | Σχ. 1β ]]
 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής''' 
Αντικείμενο της μελέτης αυτή είναι οι πυρκαγιές, η πρόβλεψη τους και ο έλεγχος τους. Η μελέτη αυτή προτείνει ότι ο συνδυασμός κατάλληλων δεικτών κινδύνου με περιφερειακές προβλέψεις καιρού είναι ένα σημαντικό εργαλείο έγκαιρης προειδοποίησης για την προστασία των δασών και άλλων φυσικών οικοσυστημάτων οι οποίες είτε δεν έχουν ακόμη επηρεαστεί από τη φωτιά ή επιδέχονται αναδάσωση μετά από μια παλαιότερη φωτιά. Οι τοπικές μετεωρολογικές συνθήκες και η κατάσταση και πυκνότητα της βλάστησης είναι σημαντικοί παράγοντες που μπορούν να εκτιμηθούν και να χρησιμοποιηθούν για να προβλεφθεί μια δασική πυρκαγιά. Επιπλέον η αποκατάσταση δασικών περιοχών που έχουν επηρεαστεί από πυρκαγιές χρειάζεται να συνδυαστεί με τη μελλοντική προστασία τους από ανανεωμένες καταστροφικές πυρκαγιές, όπως εκείνες που έλαβαν χώρα στην Ελλάδα κατά τη θερινή περίοδο του 2007. 

'''2) Σκοπός Εφαρμογής''' 
Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να δείξει πόσο εύκολα διαθέσιμα δεδομένα μπορούν να συνδυαστούν ώστε να δώσουν μια κατανοητή εικόνα κινδύνου πυρκαγιάς, για το συμβάν και τη μετά το συμβάν αξιολόγηση για μια συγκεκριμένη περιοχή μελέτης στη Μεσόγειο.
Η παρούσα εργασία υποδεικνύει ότι η χρήση διαφόρων πηγών δορυφορικών δεδομένων σε συνδυασμό με πληροφορίες πρόβλεψης καιρού μπορεί να παράσχει πολύτιμες πληροφορίες για το χαρακτηρισμό κινδύνου πυρκαγιάς, με σκοπό την προστασία των Ελληνικών εθνικών δασικών περιοχών. Η μελέτη αυτή δείχνει ότι ευνοϊκές μετεωρολογικές συνθήκες συνεισέφεραν στο ξέσπασμα πυρκαγιών τις ημέρες των ασυνήθιστα καταστροφικών πυρκαγιών στην Πελοπόννησο, όπως και στην Εύβοια στα τέλη του Αυγούστου 2007. Κατά τις ημέρες εκείνες, η Ελλάδα βρισκόταν ανάμεσα σε ένα εκτεταμένο σύστημα υψηλών πιέσεων στην Κεντρική «Ευρώπη και ένα σύστημα χαμηλών πιέσεων στη Μέση Ανατολή. Ο συνδυασμός τους προκάλεσε ισχυρούς βορειο-βορειοανατολικούς ανέμους στο Αιγαίο. Σαν αποτέλεσμα, δυνατοί άνεμοι σημειώθηκαν επίσης στις περιοχές της Εύβοιας και της Πελοποννήσου, ειδικά στις ορεινές περιοχές. Η ανάλυση των δορυφορικών εικόνων που δείχνουν καπνό που προέρχεται από τις φωτιές συμφωνεί με τα αποτελέσματα των καιρικών προγνώσεων. Μια περαιτέρω ανάλυση χρησιμοποιώντας το δείκτη FAPAR (το κλάσμα της απορροφώμενης φωτοσυνθετικής ενεργής ακτινοβολίας) σαν δείκτη ενεργής βλάστησης δείχνει την έκταση της καταστροφής που προκλήθηκε από τη φωτιά. Η θέση των καμένων περιοχών συμπίπτει με εκείνη των ενεργών πυρκαγιών που ανιχνεύτηκαν στην προηγούμενη δορυφορική εικόνα. Χρησιμοποιώντας το ετήσιο μέγιστο FAPAR σαν δείκτη περιφερειακής πυκνότητας βλάστησης, βρέθηκε ότι μόνο περιοχές με σχετικά υψηλό FAPAR κάηκαν. 

'''3) Δεδομένα και Μέθοδοι''' 
'''''3.1) Το μοντέλο πρόγνωσης καιρού SKIRON''''' 
Το μοντέλο SKIRON που ενσωματώθηκε στις εγκαταστάσεις του DMC-AUTH παράγει προγνωστικά καιρού σε καθημερινή βάση χρησιμοποιώντας αρχικές και οριακές συνθήκες με χωρική διακριτική ικανότητα 0,5ο x0,5ο στα 26 ισοβαρή επίπεδα από τον κύκλο 1200UTC του παγκόσμιου μοντέλου NCEP/GFS. Για το λόγο αυτό, μόνον ένας προγνωστικός κύκλος (1200 UTC) του SKIRON είναι διαθέσιμος κάθε ημέρα. Οι θερμοκρασίες επιφανείας θάλασσας (OSSTs) οι οποίες ανανεώνονται καθημερινά παρέχονται επίσης από το NCEP σε μια διακριτική ικανότητα 0,5ο x 0,5ο . Η στατιστική ανάλυση των προαναφερθέντων προγνωστικών που παρήχθησαν από τον Ιούνιο 2007 έως τον Απρίλιο 2009 σε 21 επιφανειακούς μετεωρολογικούς σταθμούς που καλύπτουν την Ελλάδα έδειξαν ότι το μοντέλο SKIRON παρουσιάζει μια εκπληκτική διατήρηση της ικανότητας του καθ΄ όλη την προγνωστική περίοδο (Pytharoulis, 2009). Τα λειτουργικά προγνωστικά του SKIRON που παρήχθησαν στο DMC-AUTH είναι ελεύθερα διαθέσιμα στο Internet, με τη μορφή χαρτών και χρονοσιερές, μέσω της ιστοσελίδας του τμήματος (http://meteo.geo.auth.gr), ενώ εκείνα του AM&WFG γίνονται επίσης διαθέσιμα μέσω της ιστοσελίδας του (http://forecast.uoa.gr). 

'''''3.2) Δορυφορικές Παρατηρήσεις από AVHRR και MERIS''''' 
Ο αισθητήρας AVHRR τοποθετείται επάνω στη σειρά NOAA ηλιο-συγχρονισμένων δορυφορικών πλατφόρμων που σχεδόν βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους πόλους. Καταγράφει πληροφορίες σε πολλά φασματικά κανάλια ανάμεσα στο ορατό και το θερμικό υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, με μια διακριτική ικανότητα σχεδόν 1 χλμ. Τα κύρια πλεονεκτήματα του AVHRR περιλαμβάνουν το γεγονός ότι τα δεδομένα είναι ελεύθερα και η σχεδόν συνεχόμενη παγκόσμια κάλυψη από τον Ιούνιο του 1981. Οι τροχιές των δορυφόρων σχεδιάζονται για να επιτρέψουν κάλυψη της Γης δύο φορές την ημέρα ανά τροχιακή πλατφόρμα. Επί του παρόντος, υπάρχουν πέντε δορυφορικές πλατφόρμες όπου οι αισθητήρες AVHRR είναι τοποθετημένοι (πιο πρόσφαταο NOAA-19, ο οποίος μπήκε σε τροχιά στις 12 Φεβρουαρίου 2009) και λειτουργούν σε τροχιές σχετικά χαμηλού ύψους.
Το δορυφορικό όργανο MERIS τοποθετήθηκε πάνω στην πλατφόρμα ENVISAT, που εκτοξεύτηκε από την Ευρωπαϊκή Διαστημική υπηρεσία (ESA). Τα δεδομένα MERIS με μια διακριτική ικανότητα 1,2χλμ, καλύπτοντας ολόκληρη την επιφάνεια της Γης σε 3 ημέρες, καταγράφουν πληροφορίες σε 15 φασματικά κανάλια από την ορατή και σχεδόν-υπέρυθρη ακτινοβολία του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Τα δεδομένα MERIS που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη αυτή περιλάμβαναν το προϊόν FAPAR, το οποίο υπολογίζεται από τις φασματικές πληροφορίες που καταγράφονται στις μπλε, κόκκινες και σχεδόν-υπέρυθρες περιοχές του ηλςκτρομαγνητικού φάσματος, χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία που πρότεινε ο Gobron κ.ά., (1999). Πρέπει να σημειωθεί ότι ο FAPAR δείχνει την παρουσία της βλάστησης και την απορρόφηση της φωτοσυνθετικής ενεργής ακτινοβολίας από τα πράσινα (υγιή) φύλλα σε σύγκριση με το έδαφος, τους κορμούς και τα ξεραμένα φυτικά υλικά. Όπως υποδεικνύεται από μια μελέτη βασισμένη στην σύγκριση ενός μοντέλου βλάστησης χρησιμοποιώντας FAPAR (Knorr κ.ά., 2007), ο FAPAR μειώνεται σε περίπτωση ελάττωσης της υγρασίας εδάφους και για το λόγο αυτό ο συγκεκριμένος είναι επίσης κατάλληλος και ως δείκτης ξηρασίας. 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik3.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik4.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik5.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik6.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik7.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik8.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik9.gif | thumb | right | Σχ. 2: 24 ωρών SKIRON προβλέψεις της ταχύτητας του ανέμου (m / s) και έγκυρη διεύθυνση από 22-27 Αυγούστου 2007, στις 12:00 UTC (δηλαδή πριν και κατά τη διάρκεια των πυρκαγιών στην Εύβοια και Πελοπόννησο). ]] 
'''''3.3) Επεξεργασία δεδομένων και ανάλυση''''' 
Στην παρούσα μελέτη, οι ημερήσιες προβλέψεις του SKIRON με ένα εύρος προβλέψεων 12 με 35 ώρες σε μία περίοδο 21 με 31 Αυγούστου 2007 αναλύθηκαν ανά μια ώρα. Οι πρώτες 12 προγνωστικές ώρες δεν χρησιμοποιήθηκαν ώστε να αποφευχθεί το spin-up του μοντέλου. Στην ανάλυση του ίχνους καπνού που παραγόταν από την πυρκαγιά, τα φασματικά κανάλια 1-4 του AVHRR χρησιμοποιήθηκαν. Για το σκοπό αυτόν οι διαθέσιμες εικόνες AVHRR LAC (Local Area Coverage) ανασύρθηκαν από το NOAA (http://www.nsof.class.noaa.gov/saa/products/) καλύπτοντας την περιοχή ενδιαφέροντος. Εφαρμόστηκε βασική προ-επεξεργασία στις εικόνες εκείνες (γεωμετρική διόρθωση, μετατροπή των ψηφιακών τιμών pixel σε ανάκλαση στο υψηλότερο επίπεδο της ατμόσφαιρας) χρησιμοποιώντας το εμπορικά διαθέσιμο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας ENVI (έκδοση 4.5). Τα δεδομένα FAPAR με τη σειρά τους επεξεργάστηκαν σύμφωνα με τη μέθοδο Gobron κ.ά. (1999) βάσει των εικόνων του αισθητήρα MERIS (διακριτική ικανότητα 1χλμ). Η παρούσα ανάλυση βασίζεται στις σύνθετες εικόνες για μια περίοδο 10 ημερών, λεπτομέρειες μπορούν να βρεθούν στο Gobron κ.ά. (2007). 

'''4) Αποτελέσματα''' 
Η ανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων αποκαλύπτει ότι ο χειμώνας που προηγήθηκε του καλοκαιριού 2007 ήταν υπερβολικά ξηρός στην Ελλάδα. Ανάμεσα στο Νοέμβριο 2006 και τον Ιανουάριο 2007 τα ποσά βροχόπτωσης ήταν πολύ χαμηλότερα από την κανονική κλιματολογία (σχ. 2, πηγή: GPCP2008). Το σχήμα 2 δείχνει τις 24-ωρες προβλέψεις των συνθηκών ανέμων σε ένα ύψος 10μ για ολόκληρη τη νότια ηπειρωτική χώρα της Ελλάδα, έγκυρες κάθε απόγευμα στις 12:00 UTC από τις 22 ως τις 27 Αυγούστου. Η ανάλυση ανέμου δείχνει την παρουσία δυνατών ανέμων στην Εύβοια, την Αττική και την ανατολική Πελοπόννησο από τις 23 Αυγούστου (>10m/s), όπως και στην Δυτική Πελοπόννησο από τις 24 Αυγούστου, παραμένοντας σχετικά σταθεροί σε μια χρονική περίοδο 24 ωρών. Οι ίδιες συνθήκες επικρατούσαν μέχρι τις 25 Αυγούστου και στις ορεινές περιοχές η ταχύτητα του ανέμου έφτανε τα 12-15 m/s. Ωστόσο, στις 26 Αυγούστου η ταχύτητα του ανέμου δεν ξεπερνούσε τα 5 km/s κοντά στις φωτιές. Αυτή η κατάσταση συνεχίστηκε και τις επόμενες ημέρες. Την ίδια στιγμή, οι δυνατοί άνεμοι στο Αιγαίο παρέμειναν ανατολικά της περιοχής ενδιαφέροντος. 
Είναι ξεκάθαρο ότι οι δυνατοί άνεμοι έπρεπε να επεκταθούν δυτικά και να γυρίσουν βόρειο -βορειοανατολικά, πριν προκληθεί το ξέσπασμα της φωτιάς. Η γενικά ξηρή φύση των αέριων μαζών που έρχονταν από ην Ανατολική Ευρώπη συνεισέφεραν επίσης στην ανάπτυξη μιας κατάστασης υψηλού κινδύνου πυρκαγιάς. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3α, πέντε μεγάλες και αρκετές μικρότερες φωτιές ήταν ενεργές στις 25 Αυγούστου. 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik10.gif | thumb | right | Σχ.3α ]] 

Ένα κέντρο χαμηλού γεωδυναμικού ύψους εμφανίστηκε στην ανατολική Μεσόγειο, ενώ μια εκτεταμένη περιοχή αντικυκλωνικής κυκλοφορίας επικρατούσε στην κεντρική Ευρώπη. Την ίδια στιγμή η Ελλάδα βρισκόταν ανάμεσα σε πολύ θερμές αέριες μάζες από τη Μέση Ανατολή και μια ζώνη ψυχρότερων αέριων μαζών από τη νοτιο-δυτική Ευρώπη. Αυτές οι συνοπτικές συνθήκες οδήγησαν στη δημιουργία μιας βορειο-ανατολικής ροής στην κεντρική και νότια Ελλάδα σε ένα επίπεδο 850 hPa (περίπου 15.900μ). Ωστόσο κοντά στο έδαφος βόρειοι και βορειο-ανατολικοί άνεμοι επικρατούσαν στο κεντρικό Αιγαίο και την Πελοπόννησο αντίστοιχα (Σχ.2). Δορυφορικές εικόνες επεξεργασμένων δορυφορικών δεδομένων από το ραδιόμετρο AVHRR παρουσιάζονται εδώ επίσης. Επιβεβαιώνουν την επικρατούσα κατεύθυνση του ανέμου μέσα από τον καπνό που προερχόταν από δέκα ξεχωριστές εστίες σε μία μόνο μέρα του Αυγούστου (Σχ.3α). Η τοποθεσία των ενεργών εστιών που διακρίνονται στα δεδομένα από το δορυφόρο συνάδουν επίσης με τους δυνατούς ανέμους που είχε προβλέψει το μοντέλο SKIRON (Σχ.2). Εντέλει, το Σχ. 3β δείχνει το μέγιστο FAPAR κατά το 2007 όπως προκύπτει από συντεθειμένα στοιχεία MERIS δέκα ημερών. Ενώ ο FAPAR ποικίλλει μέσα στο χρόνο ανάλογα με τη θερμοκρασία και την ξηρασία (Knorr κ.ά.,2007) η μέγιστη τιμή του είναι ένας κατάλληλος δείκτης της κυριαρχούσας μορφής βλάστησης στην περιοχή. Η ανάλυση δείχνει έτσι μια περιοχή πιο έντονης βλάστησης στη Δυτική Πελοπόννησο, στην περιοχή των πιο καταστροφικών πυρκαγιών, σε αντίθεση με τις βραχώδεις περιοχές της Ανατολικής Πελοποννήσου που δείχνουν χαμηλότερο FAPAR. Παρά τους δυνατούς ανέμους καμία φωτιά δεν ανιχνεύτηκε στην περιοχή αυτή. 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik11.gif | thumb | right | Σχ. 3β ]] 

Εκτός από την ταυτοποίηση περιοχών υψηλού κινδύνου πυρκαγιάς, τα πεδία FAPAR είναι επίσης κατάλληλα για την ανίχνευση καμένων περιοχών (Σχ.4). Σαν αποτέλεσμα της μείωσης της πράσινης βιομάζας λόγω της φωτιάς που πέρασε πάνω από την περιοχή, η τιμή FAPAR μειώθηκε πάνω από μεγάλες περιοχές, ιδιαίτερα στην κεντρική και δυτική Πελοπόννησο και την Εύβοια. Η θέση αυτών των περιοχών συνάδει με τη γεωγραφική θέση των πυρκαγιών που παρουσιάζονται στο Σχ.4 και μπορούν να ταυτοποιηθούν από τον καπνό.

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik12.png | thumb | right | Το Σχ. 4 δείχνει τις μετεωρολογικές συνθήκες που επικρατούσαν σε 850 hPa στην περιοχή στις 25 Αυγούστου 2007, 1200 UTC προκαλώντας έναν εξαιρετικό κίνδυνο φωτιάς.]] 

'''5) Αξιολόγηση μεθόδου''' 

Όλα τα δεδομένα που παρουσιάστηκαν θα μπορούσαν εύκολα να ενσωματωθούν σε ένα σύστημα προειδοποίησης πυρκαγιάς. Αυτά είναι: τα δεδομένα μετεωρολογικού σταθμού, οι ωριαίες βραχυπρόθεσμες προβλέψεις καιρού, οι ημερήσιες εικόνες AVHRR, και τα 10-ήμερα σύνθετα FAPAR . Προτείνουμε χρήση των δεδομένων με την ακόλουθη σειρά: 

'''1)'''FAPAR δεδομένα θα έπρεπε να χρησιμοποιούνται για να δηλώσουν περιοχές αρκετά υψηλής κάλυψης βλάστησης ενδεικτικής ύπαρξης καύσιμου φορτίου για πυρκαγιά. 

'''2)'''Τα δεδομένα των σταθμών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ελέγξουν συνθήκες ξηρασίας. Οι ιδιαίτερα ξηροί χειμώνες σε συνδυασμό με υψηλό φορτίο καύσης οδηγούν σε υψηλό κίνδυνο πυρκαγιάς. 
'''
'''3)'''Συνήθως, και οι δυο συνθήκες δεν είναι επαρκείς για να προκαλέσουν πράγματι φωτιά. Στην ανάλυση αυτή ο άνεμος παίζει ένα βασικό ρόλο. Ωριαία δεδομένα πρόγνωσης καιρού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να προβλεφθούν τέτοιες συνθήκες ανέμου σε περιοχές υψηλού κινδύνου. 

'''4)'''Υπό αυτές τις συνθήκες πιθανούς πυρκαγιάς, οι ενεργές εστίες μπορούν να ανιχνευτούν χρησιμοποιώντας εικόνες AVHRR που είναι ελεύθερα διαθέσιμες. Η κατεύθυνση του ανέμου μπορεί επίσης να αναχθεί από τις εικόνες αυτές και να συγκριθεί με τις προβλέψεις καιρού. 

'''5)'''Περαιτέρω δεδομένα προβλέψεων καιρού και δεδομένα AVHRR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ελέγχουν τον καιρό που είναι επιρρεπής σε πυρκαγιές και την ύπαρξη πυρκαγιών. 

'''6)'''Αφού έχουν σβήσει οι φωτιές, τα σύνθετα δεδομένα FAPAR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτιμηθεί η αλλαγή της βλάστησης μετά τη φωτιά. Οι πληροφορίες αυτές είναι χρήσιμες για την σωστή κατεύθυνση προσπαθειών αναδάσωσης όπως και να λειτουργήσουν ως εκτίμηση κινδύνου για κατολισθήσεις και πλημμύρες εξαιτίας της μειωμένης ικανότητας κατακράτησης υδάτων στις απογυμνωμένες περιοχές. 

Η εργασία αυτή δείχνει τη χρησιμότητα του FAPAR που προέρχεται από το δορυφόρο όπως και τα δεδομένα από τον αισθητήρα AVHRR, για τον έλεγχο της γενικότερης κατάστασης της βλάστησης, τις ενεργές εστίες, την κατεύθυνση των ανέμων και επομένως την κατεύθυνση του μετώπου της φωτιάς παρατηρώντας τον καπνό. Μετά την κατάσβεση της φωτιάς τα παραπάνω δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν περαιτέρω για τον έλεγχο των κατεστραμμένων περιοχών.

Συγκεκριμένα, πρέπει να σημειωθεί ότι τα δεδομένα από το ραδιόμετρο AVHRR διατίθενται με μηδενικό κόστος και σε υψηλή χρονική διακριτική ικανότητα που επιτρέπει τον έλεγχο των καιρικών συνθηκών, που βοηθούν το ξέσπασμα φωτιάς όπως και τη φυσική αναγέννηση των πληγεισών περιοχών.

Τελικά, είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι σύμφωνα με την ανάλυση αυτή, βασισμένη μόνο στα μετεωρολογικά δεδομένα, οι συνθήκες έμοιαζαν παρόμοιες και στην ανατολική και τη Δυτική Πελοπόννησο. Ωστόσο, μόνο περιοχές του Δυτικού τμήματος της Πελοποννήσου κάηκαν (Gitas κ.ά.,2008). Η ανάλυση των δεδομένων του δορυφόρου αποκάλυψε την ίδια στιγμή ότι οι ανατολικές περιοχές είχαν σημαντικά μικρότερες τιμές FAPAR, εξαιτίας της λιγότερο πυκνής βλάστηση, και ότι καμιά φωτιά δεν ξέσπασε εκεί. Τέτοια αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τα συμπεράσματα μιας έρευνας η οποία διεξήχθη στη βόρειο Αυστραλία. Η έρευνα αυτή έδειξε μέσα από λεπτομερή ανάλυση καμένων περιοχών με συνθήκες κλίματος και καλλιεργειών (Spessa κ.ά.,2005) ότι οι πυρκαγιές κυριαρχούν σε περιοχές μέσου ποσοστού βροχοπτώσεων και πυκνότητας βλάστησης. Οι ξηρότερες περιοχές καίγονται σχετικά σπάνια, όπως στο παράδειγμα της ανατολικής Πελοποννήσου. Το φαινόμενο αυτό εξηγείται από τη σχετική έλλειψη στεγνού υλικού η οποία εμποδίζει την ανάπτυξη μιας μικρής εστίας σε ένα εκτεταμένο περιστατικό πυρκαγιάς. Επιπλέον, η ανάλυση των συνοπτικών συνθηκών είναι σημαντική και ο συνδυασμός τους με την τοπική μετεωρολογία είναι ζωτικής σημασίας για την πρόληψη κινδύνου πυρκαγιάς. Εξάλλου, οι συνοπτικές καιρικές συνθήκες μπορούν να προβλεφθούν νωρίτερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια από ότι τα τοπικά φαινόμενα όπως η βροχόπτωση και η ξηρασία εδάφους. Για το λόγο αυτό ο συνδυασμός συνοπτικών και τοπικών φαινομένων μέσα από λειτουργικά αριθμητικά μοντέλα πρόβλεψης καιρού είναι ιδιαίτερα σημαντικός για την πρόβλεψη καιρικών συνθηκών που ευνοούν το ξέσπασμα μεγάλων πυρκαγιών.

[[category:Δασικές Πυρκαγιές]]

Έλεγχος υποβάθμισης του εδάφους στο Δέλτα του Αιγυπτιακού Νείλου χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και GIS

2012-03-05T09:29:54Z

Fkatsamaga:

'''Land degradation monitoring in the Egyptian Nile Delta, using remote sensing and GIS''' 
'''Συγγραφείς''': A. Gad1, R. R. Ali2 and A. Shalaby1 
1-Natonal Authority for Remote Sensing and Space Science 
2- Soils and Water Use Dept., National Research Centre 
'''Πηγή''': http://www.aag.org/galleries/gisum_files/Gad__Shalaby_Urban_Sprawl.pdf 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η υποβάθμιση των καλλιεργήσιμων εδαφών και ειδικότερα αυτών που βρίσκονται κοντά στο δέλτα των ποταμών. Οι κύριοι λόγοι της υποβάθμισης είναι η αστική εξάπλωση και το αύξηση του αλατιού στα εδάφη. Με συνέπειες οικονομικές και κοινωνικές. Η διάβρωση και η υποβάθμιση δεν μειώνουν μόνο την παραγωγικότητα της γης αλλά και οδηγούν σε μεγαλύτερη ζημιά, αυτή της απώλειας εδάφους. Τα δελταϊκά εδάφη, παγκοσμίως, θα μπορούσαν να θεωρηθούν προβληματικές περιοχές λόγω της πολύ λεπτής υφής τους, την κακή αποστράγγιση όπως και την εισβολή θαλασσινού νερού στον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής. Έτσι, τα εδάφη αυτά απειλούνται από διαδικασίες υποβάθμισης περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο αλλούβιο έδαφος.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

O κύριος στόχος τη μελέτη αυτής είναι να υπολογίσει τον κίνδυνο προσβολής των εδαφών από το αλάτι, τα πλεονάζοντα νερά και την αστική εξάπλωση χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και δεδομένα εδάφους. Η συγκεκριμένη έρευνα πραγματοποιήθηκε στο Δέλτα του ποταμού Νείλου στην Αίγυπτο.
Ο Αιγυπτιακός αγροτικός τομέας αντιμετωπίζει μεγάλα προβλήματα , όπως η έλλειψη αρόσιμης γης και υδάτινων πόρων όπως επίσης και περιβαλλοντική υποβάθμιση. Επιπλέον, η υψηλή πληθυσμιακή ανάπτυξη, ο τεμαχισμός των αγρών και η κακή διαχείριση κάποιων αγροτικών προγραμμάτων προκαλούν επιπλέον προβλήματα στην αγροτική παραγωγή.
Από τη δεκαετία του 1980 η κυβέρνηση της Αιγύπτου έχει ξεκινήσει σχέδια για να ρυθμίσει την κατάσταση αυτή με το να επανα-κατανείμει τον πληθυσμό μέσω της εφαρμογής μιας αποδοτικής οριζόντιας αστική εξάπλωσης κατά μήκος των ερημικών περιοχών και κοντά στις παρυφές του Δέλτα. Η πολιτική αυτή αποσκοπεί στη μείωση της πίεσης που δέχεται η παλιά και πολύ παραγωγική αγροτική γη, τη μείωση της πυκνότητας του πληθυσμού στις κατοικημένες περιοχές και τη μείωση των πηγών μόλυνσης εγκαθιστώντας τις βιομηχανικές περιοχές έξω από την κοιλάδα και το δέλτα του Νείλου. Έτσι, ο υπολογισμός τη τάσης και του ρυθμού της μετατροπής κάλυψη γης είναι απαραίτητα για τον αναπτυξιακό σχεδιασμό ώστε να καθιερωθεί μια λογική πολιτική χρήσης γης (Shalaby και Tateishi, 2007).
Η συνολική καλλιεργήσιμη περιοχή στο Δέλτα του Νείλου είναι 4.3554.382 feddans, αποτελώντας το 55,5% του καλλιεργήσιμου εδάφους της Αιγύπτου.
Δορυφορικές εικόνες Landsat TM του 1992, ΕΤΜ+ του 2004 χρησιμοποιήθηκαν για να μελετηθούν διαφορετικές διαδικασίες υποβάθμισης εδάφους και τον αντίκτυπο που έχουν στην αγροτική γη στο Δέλτα του Νείλου (33856,06 km2). Τεχνικές ταξινόμησης (Maximum likelihood supervised classification and post-classification) χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο της αστικής ανάπτυξης. Έχει υπολογιστεί η μορφολογική περιγραφή και ο δειγματισμός 42 διαφορετικών τύπων εδάφους. Το ποσοστό προσβολής των εδαφών από το αλάτι και το πλεονάζον νερό υπολογίστηκαν σύμφωνα με τη μεθοδολογία του FAO για τον υπολογισμό της υποβάθμισης εδάφους. Καθώς η αστική εξάπλωση είναι μια σημαντική διαδικασία υποβάθμισης χρησιμοποιήθηκαν πολυ-χρονικές δορυφορικές εικόνες για την ανίχνευσή της.
Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας δείχνουν ότι η ολική εξάπλωση της αστικής περιοχής έφτασε στα 202,61km2 την περίοδο 1992 -2004, σχεδόν 37,41km2 μετατράπηκαν από τα προσχωματικά γόνιμα εδάφη, ενώ τα 165,2 km2 από καλλιεργημένες παρυφές ερήμου.
Το ετήσιο ποσοστό συσσώρευσης άλατος στα εδάφη είναι 0,10 dS/m , όπου μια περιοχή 3103,17 km2 (π.χ. 10,78% της συνολικής περιοχής) έχει υψηλό κίνδυνο τέτοιας προσβολής. Ο υδροφόρος ορίζοντας μειώνεται σε ποσοστό 1,85 cm το χρόνο στα Typic Aquisalids εδάφη και 0,37 cm το χρόνο στα Typic Calcigypsids εδάφη. Οι πλημμυρισμένες περιοχές υπολογίζονται σε 7461,27 km2 (π.χ. 25,92% της συνολικής περιοχής) συγκεντρωμένο στο Βορειότερο κομμάτι του Δέλτα.
Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η αστική εξάπλωση και η προσβολή των εδαφών από το αλάτι είναι η κυρίαρχη διαδικασία υποβάθμισης στο Δέλτα του Νείλου. Η εφαρμογή GIS αποδεικνύεται επιτυχής τεχνική για τους υπολογισμούς δεικτών υποβάθμισης και για τον έλεγχο χωρική κατανομής όπως επίσης και για την στήριξη αποφάσεων.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1. Χάρτες εδάφους'''''

Οι χάρτες εδάφους της Αιγύπτου είναι τα κύρια υλικά που συλλέχτηκαν και μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή. Οι συλλεγόμενοι χάρτες εδάφους καλύπτουν την αλλουβική καλλιεργήσιμη γη και την παρεμβολή της με τις παρυφές της Ερήμου. Οι χάρτες αυτοί χρησιμοποιούν ένα σύνολο 12 φύλλων χάρτη σε μια κλίμακα 1: 100.000 σε αναλογική μορφή, καλύπτοντας όλη την περιοχή του Δέλτα του Νείλου.

'''''3.2 Τοπογραφικοί χάρτες'''''

Τοπογραφικοί χάρτες σε κλίμακα 1 : 50.000 οι οποίοι καλύπτουν όλη την επιφάνεια του Δέλτα του Νείλου κι οι οποίοι παρήχθησαν από την Αιγυπτιακή Γενική Υπηρεσία Χαρτογράφησης (EGSA) και μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή.

'''''3.3. Δορυφορικά Δεδομένα'''''

Ένας αριθμός 7 δορυφορικών εικόνων του ΕΤΜ του 2004, που καλύπτουν ολόκληρη την περιοχή του Δέλτα του Νείλου συλλέχτηκαν. Οι εικόνες επιδέχθηκαν επεξεργασία ώστε να περιληφθούν στην τράπεζα δεδομένων των GIS εδαφικών πόρων και να χρησιμοποιηθούν σε αναλυτικούς θεματικούς χάρτες.

'''''3.4. Κωδικοποίηση των διαφορετικών τύπων εδάφους'''''

Για να εισαχθούν οι χάρτες εδάφους στην τράπεζα δεδομένων γεωγραφικών πληροφοριών κωδικοποιήθηκαν. Βρέθηκε ότι ο αριθμός εδαφικών ομάδω φτάνει τις 20. Οι μονάδες αυτές ανήκουν σε τρεις τάξεις εδάφους: (π.χ. Entisoil, Vertisols και Aridisols), οι οποίες υποδιαιρούνται στο σύμφωνα με της χαρτογράφηση Εδάφους, 1975.

'''''3.5 Τηλεπισκόπηση'''''

Εκτελέστηκαν διαδικασίες επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα ENVI 4.7 . Οι προ-επεξεργασίας χειρισμοί είχαν σα σκοπό τη μείωση ανεπιθύμητων διακυμάνσεων / θορύβων και την αύξηση άλλων επιθυμητών χαρακτηριστικών. Τεχνικές βελτίωσης εικόνας (π.χ. contrast stretching, Gray-level threshold, Level slicing και spatial stretch) δοκιμάστηκαν για να βελτιωθεί η οπτική ερμηνευτικότητα των χρησιμοποιούμενων εικόνων. Οι διαδικασίες εικόνας συνήθως αποτελούν μια σειρά συνεχόμενων διαδικασιών, συμπεριλαμβανομένων της καταγραφής εικόνας, γεωμετρικής διόρθωσης, ταξινόμησης, masking και ανίχνευσης αλλαγής.

'''''3.6. GIS'''''

Η ψηφιακή εξειδίκευση των χαρτών ορίστηκε σύμφωνα με τα διαθέσιμα θέματα. Ένας αριθμός 12 θεματικών στρωμάτων , επιπλέον του γεωγραφικού στρώματος δικτύου ορίστηκαν ώστε να συμπεριληφθούν στη γεωγραφική τράπεζα δεδομένων. Κάθε θέμα υποδιαιρέθηκε σε υπο-θέματα, τα οποία κωδικοποιήθηκαν για χάρη του GIS modellling. Οι διαφορετικοί ψηφιακοί χάρτες διορθώθηκαν από διαφορετικά σφάλματα και συνδυάστηκαν με την τεχνική edge-match, σύμφωνα με τον Tomlin, 1990. Τα περιγραφικά θεματικά δεδομένα, που σχετίζονταν με κάθε στρώμα , προσκολλήθηκαν ως επιπλέον πίνακες χαρακτηριστικών, κατά τον Bonham-Carter,1994. Χρησιμοποιήθηκαν καλά καταγεγραμμένοι τοπογραφικοί χάρτες και σωστά γεωαναφερόμενες δορυφορικές εικόνες για να διεξαχθεί η διαδικασία μεταμόρφωσης ώστε να ξεπεραστεί η απόκλιση ανάμεσα στους παραγόμενους θεματικού χάρτες και στους καταγεγραμμένους τοπογραφικούς χάρτες. Τα εργαλεία του συστήματος ArcGIS φάνηκαν πολύ αποδοτικά στην εκτέλεση της χωρικής ρύθμισης των χαρτών εδάφους (Burrough, 1986 και Tomlin, 1990).

'''''3.7 Επί τόπου εργασία και ανάλυση στο εργαστήριο'''''

Επί τόπου αποστολές διεξήχθησαν ώστε να εκπροσωπηθούν οι διαφορετικές μονάδες εδάφους. Ένας αριθμός 42 προφίλ εδάφους μελετήθηκε επί τόπου σύμφωνα με τις οδηγίες του FAO, (FAO, 2006). Το χρώμα του εδάφους ορίστηκε από Χρωματικούς Χάρτες Munssel (Soil Survey Staff, 1975). Οι εργαστηριακές αναλύσεις εδάφους (π.χ. υφή εδάφους, περιεκτικότητα σε CaCO3, CEC, EC, ESP, pH, διαλυτά κατιόντα και ανιόντα και περιεκτικότητα σε οργανική ύλη) διεξήχθησαν σε 95δείγματα εδάφους, που αντιπροσώπευαν ορίζοντες διαφορετικών εδαφικών προφίλ, χρησιμοποιώντας το εγχειρίδιο εργαστηριακών μεθόδων έρευνας εδάφους (USDA, 2004). Τα αποτελέσματα των αναλύσεων αυτών έχουν συγκεντρωθεί στην τράπεζα δεδομένων και μετά ενσωματώθηκαν στους πίνακες χαρακτηριστικών των ψηφιακών χαρτών εδάφους GIS (Nguyen Quec Dinh, 2001 και Pavasovic, 1993).

[[ Εικόνα: FYL ar6 eik1.jpg | thumb | right | Σχ.1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar6 eik2.jpg | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar6 eik3.jpg | thumb | right | Σχ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik4.jpg | thumb | right | Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik5.jpg | thumb | right | Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1992 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik6.jpg| thumb | right | Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006 ]]

'''4. Αποτελέσματα και Ανάλυση'''

'''''4.1. Τα εδάφη του Δέλτα του Νείλου'''''

Ο χάρτης εδάφους του Δέλτα του Νείλου εξήχθη από τον χάρτη εδάφους της Αιγύπτου (ASRT, 1982), ο οποίος ταξινομήθηκε σύμφωνα με την Αμερικανική Ταξινόμηση Εδάφους (USDA, 1975). Το σχ. 1 δείχνει τις περιοχές και τα αντιπροσωπευτικά προφίλ εδάφους των διαφορετικών εδαφών στην χαρτογραφημένη περιοχή.

'''''4.2 Ποσοστό Υποβάθμισης και Αξιολόγηση Κινδύνου'''''

Δεκατέσσερα προφίλ εδάφους επιλέγχθηκαν από τα 42 προφίλ που μελετήθηκαν και που αντιπροσώπευαν διαφορετικά εδάφη του Δέλτα του Νείλου. Οι εργαστηριακές αναλύσεις εδάφους χρησιμοποιήθηκαν για να αξιολογήσουν το ποσοστό και τον κίνδυνο υποβάθμισης του εδάφους για κάθε μία από τις ομάδες. Το ποσοστό των κυρίαρχων διαδικασιών υποβάθμισης εδάφους (π.χ.water logging και αλάτι) υπολογίστηκε από τη σύγκριση ανάμεσα στα κύρια χαρακτηριστικά εδάφους του (1982) και (2009). Συνεπώς τα ποσοστά της υποβάθμισης εδάφους για κάθε τύπο, ταξινομήθηκαν σε ελαφρά, μέση ή υψηλή. Ο κίνδυνος water logging και αλάτωσης των εδαφών του Δέλτα του Νείλου ως αποκτώμενα στοιχεία επικολλήθηκαν στον πίνακα χαρακτηριστικών του ψηφιακού χάρτη εδάφους του Δέλτα του Νείλου για να χαρτογραφηθούν οι κίνδυνοι water logging και προσβολής των εδαφών από αλάτι. Τα σχήματα 2&3 εκπροσωπούν την χωρική κατανομή και τι περιοχές τάξεων κινδύνου water logging και προσβολής των εδαφών από αλάτι πάνω από την περιοχή του Δέλτα.

Τα αποκτηθέντα δεδομένα αποκαλύπτουν τα ακόλουθα:

'''''4.2.1 Water Logging'''''

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το βάθος των εδαφών της μελετημένης περιοχής ποικίλλει από 50 εως 130 cm . Τα εδάφη των Aquic Torrifluvents, Typic Aquisalids, Typic Calcigypsids, Typic Haplocalcids, Typic Haplogypsids, Typic Petrogypsids χαρακτηρίζονται από ένα βάθος εδάφους που διαφέρει από 50 ως 90 cm , τα εδάφη αυτά απειλούνται από μέσο ως υψηλό κίνδυνο water logging. Τα υπόλοιπα εδάφη έχουν ένα βάθος που κυμαίνεται ανάμεσα σε 100 ως 130 cm, και χαρακτηρίζονται αντίστοιχα από χαμηλό κίνδυνο water logging. Η ετήσια μείωση του υδροφόρου ορίζοντα φτάνει την ανώτατη τιμή της στα Typic Aquisalids και Typic Quartizpsamments (1,85 cm/έτος), ενώ καταγράφονται 1,48 cm/έτος στα Aquic Torrifluvents και 1,11 cm/έτος στα εδάφη Vertic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments/Typic Torrionthents.Τα εδάφη μέσου ποσοστού και πολύ υψηλού κινδύνου water logging (M,4) κάλυπταν μια περιοχή 1928,73 km2, (π.χ. 6,70%) που αντιπροσωπεύουν εδάφη Typic Aquisalids στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου. Τα εδάφη των Aquic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments χαρακτηρίζονται από μέσο ποσοστό και υψηλό κίνδυνο water logging(Μ,3) καλύπτοντας μιια περιοχή 5532,54 km2 (π.χ. 19,22%). Τα εδάφη αυτά βρίσκονται κυρίως στις δυτικές και ανατολικές περιοχές του Δέλτα, και επίσης μια μικρή λωρίδα βρίσκεται στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου κοντά στη Λίμνη El Borlolus. Τα περισσότερα από τα αλλουβικά αποθέματα του Δέλτα χαρακτηρίζονται από μέσο ποσοστό και κίνδυνο water logging σε σχέση με τα εδάφη Vertic Torrifluvents, Typic Quartizpsamments/Typic Torrionthents και Typic Torripsamments/Typic Torrionthents που αντιπροσωπεύουν το 47,63% της συνολικής περιοχής. Τα ελαφρά ποσοστά water logging εντοπίζονται σε σχέση με τα εδάφη Typic Hapsosalids, Typic Torrifluvents, Typic Torrionthents και Typic Torripsamments, έχουν επίσης μέσο κίνδυνο (S,2) water logging παρουσιάζοντας μια περιοχή 6457,90 km2 (π.χ. 22,43%). Από την άλλη πλευρά τα εδάφη Typic Haplogypsids και Typic Petrogypsids έχουν μικρό ποσοστό water logging αλλά υψηλό κίνδυνο (S,3) και βρίσκονται μόνο στις ανατολικές και δυτικές ερημικές παρυφές του Δέλτα, καλύπτοντας μια περιοχή 1157,47 km2 (π.χ. 4,02%).

'''''4.2.2 Προσβολή του εδάφους από αλάτι'''''

Οι τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) ποικίλλουν ευρέως στην περιοχή μελέτης, όπου οι τιμές EC ποικίλλουν ανάμεσα σε 0,459 – 19,35 dS/m, το οποίο υποδεικνύει διαφορετικά επίπεδα κινδύνου από αλάτι. Από την άλλη πλευρά, το ποσοστό αύξησης EC σε διαφορετικά εδάφη είναι γενικά χαμηλό (π.χ. λιγότερο από 0,5dS/m ανά έτος) το οποίο οφείλεται στην ύπαρξη τεράστιου αριθμού αποτελεσματικών αποστραγγίσεων. Αυτό δείχνει ότι ο κίνδυνος αυτός στο Δέλτα του Νείλου σχετίζεται κυρίως με την παρούσα κατάστασή του. Το πολύ υψηλό ποσοστό αλατιού (S,4) βρίσκεται στα βορειότερα τμήματα του Δέλτα του Νείλου, και σχετίζεται με τα θαλάσσια και λιμναία αποθέματα. Η τάξη αυτή αποτελεί τα εδάφη Typic Hapsosalids, τα οποία καλύπτουν μόνο 166,91 km2 (π.χ. 0,58%). Τα εδάφη υψηλού κινδύνου (S,3) καλύπτουν μια περιοχή 2936,26 km2 (π.χ. 10,20%) που βρέθηκε ότι σχετίζονται με εδάφη Typic Aquisalids, /typic Haplogypsids και Typic Torripsamments/Typic Torriorthents. Τα εδάφη Typic Calcigypsids, Typic Petrogypsids, Typic Torriorthents και Typic Torripsamments χαρακτηρίζονται από μέσο κίνδυνο προσβολής από αλάτι. Καλύπτουν μια περιοχή 4301,13 km2 14,94%) και βρίσκονται στις ανατολικές και δυτικές ερημικές παρυφές και τα λιμναία αποθέματα στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου. Τα εδάφη χαμηλού κινδύνου κυριαρχούν σε όλα τα αλούβια αποθέματα του Δέλτα, καλύπτοντας μια περιοχή 16905,89 km2, (π.χ. 58,72%). Οι τάξεις αυτές κινδύνου βρίσκονται στα εδάφη Aquic Torrifluvents, Typic Torrifluvents, Vertic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments.

'''''4.3. Αστική Εξάπλωση'''''

Η αστική εξάπλωση πάνω από το Δέλτα του Νείλου το 1984, 1992 και 2004 χαρτογραφήθηκε όπως φαίνεται στα σχήματα 4,5 και 6.
Οι χτισμένες περιοχές στο Δέλτα του Νείλου αυξήθηκαν από 1134,71 km2 το έτος 1984 σε 1593,69 km2 το 1992 και σε 3671,04 km2 το έτος 2009 . Τα αποκτηθέντα στοιχεία δείχνουν ότι η αστική επέκταση κατά την περίοδο 1984-2006 έγινε εις βάρος των πιο γόνιμων εδαφών όπου η απωλεσθείσα περιοχή Vertic Torrifluvents είναι 797,94 km2, η Typic Torrifluvents έχασε 307,35 km2 και η Typic Torriorhents απώλεσε μια περιοχή 320,76 km2. Το μεγαλύτερο μέρος της αστικής επέκτασης συνέβη ανάμεσα στο 1992 και το 2006. Από το 1984 ως το 1992 τα εδάφη Vertic Torrifluvents απωλέσθεσαν σχετικά μικρές περιοχές (π.χ. 46,18 km2) σε σύγκριση με τα 751,76 km2 κατά την περίοδο 1992-2006. Οι περιοχές ορεινού ή βραχώδους εδάφους ήταν σταθερή κατά την περίοδο 1984-1992, όπου η απωλεσθείσα περιοχή ήταν μόλις 23,71 km2, σε σύγκριση με τα 383,95 km2 την περίοδο 1992-2006. Η πιο πρόσφατη αστική επέκταση στις παρυφές της ερήμου του Δέλτα του Νείλου ανάμεσα στο 1992 και το 2006 σχεδιάζεται αντίθετα με την αστική εξάπλωση ανάμεσα στο 1984 και το 1992. Η πρόσφατη νομοθέτηση που σκοπό έχει να ελέγξει την οικοδόμηση σε αγροτική γη δεν απέτρεψε την άνευ σχεδιασμού αστική εισβολή στην γόνιμη γη. Αυτού του είδους η άνευ σχεδιασμού αστική εξάπλωση έχει πολύ αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις προκαλώντας κυρίως κοινωνικά και προβλήματα υγείας. Αυτό συμβαίνει από την ακατάλληλη υποδομή συμπεριλαμβανομένων και των δρόμων και του αποχετευτικού συστήματος όπως και από τη μη διαθεσιμότητα καθαρού νερού.

'''5. Συμπέρασμα'''

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η προσβολή των εδαφών από αλάτι και η αστική εξάπλωση είναι οι κυρίαρχες διαδικασίες υποβάθμιση της γης στο Δέλτα του Νείλου. Η εφαρμογή του GIS και η ανάλυση πολύ-χρονικών δορυφορικών εικόνων αποτελούν αναλυτικές τεχνικές για την αξιολόγηση της τρέχουσας κατάστασης και των δεικτών κινδύνου υποβάθμισης γης. To GIS αποτελεί μια αξιόλογη τεχνική για τον υπολογισμό του ποσοστού χωρικής κατανομής, όπως επίσης και για τη στήριξη λήψης αποφάσεων.

[[category:Υποβάθμιση εδαφών]]

Έλεγχος υποβάθμισης του εδάφους στο Δέλτα του Αιγυπτιακού Νείλου χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και GIS

2012-03-05T09:20:04Z

Fkatsamaga:

'''Land degradation monitoring in the Egyptian Nile Delta, using remote sensing and GIS''' 
'''Συγγραφείς''': A. Gad1, R. R. Ali2 and A. Shalaby1 
1-Natonal Authority for Remote Sensing and Space Science 
2- Soils and Water Use Dept., National Research Centre
'''Πηγή''': http://www.aag.org/galleries/gisum_files/Gad__Shalaby_Urban_Sprawl.pdf 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η υποβάθμιση των καλλιεργήσιμων εδαφών και ειδικότερα αυτών που βρίσκονται κοντά στο δέλτα των ποταμών. Οι κύριοι λόγοι της υποβάθμισης είναι η αστική εξάπλωση και το αύξηση του αλατιού στα εδάφη. Με συνέπειες οικονομικές και κοινωνικές. Η διάβρωση και η υποβάθμιση δεν μειώνουν μόνο την παραγωγικότητα της γης αλλά και οδηγούν σε μεγαλύτερη ζημιά, αυτή της απώλειας εδάφους. Τα δελταϊκά εδάφη, παγκοσμίως, θα μπορούσαν να θεωρηθούν προβληματικές περιοχές λόγω της πολύ λεπτής υφής τους, την κακή αποστράγγιση όπως και την εισβολή θαλασσινού νερού στον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής. Έτσι, τα εδάφη αυτά απειλούνται από διαδικασίες υποβάθμισης περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο αλλούβιο έδαφος.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

O κύριος στόχος τη μελέτη αυτής είναι να υπολογίσει τον κίνδυνο προσβολής των εδαφών από το αλάτι, τα πλεονάζοντα νερά και την αστική εξάπλωση χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και δεδομένα εδάφους. Η συγκεκριμένη έρευνα πραγματοποιήθηκε στο Δέλτα του ποταμού Νείλου στην Αίγυπτο.
Ο Αιγυπτιακός αγροτικός τομέας αντιμετωπίζει μεγάλα προβλήματα , όπως η έλλειψη αρόσιμης γης και υδάτινων πόρων όπως επίσης και περιβαλλοντική υποβάθμιση. Επιπλέον, η υψηλή πληθυσμιακή ανάπτυξη, ο τεμαχισμός των αγρών και η κακή διαχείριση κάποιων αγροτικών προγραμμάτων προκαλούν επιπλέον προβλήματα στην αγροτική παραγωγή.
Από τη δεκαετία του 1980 η κυβέρνηση της Αιγύπτου έχει ξεκινήσει σχέδια για να ρυθμίσει την κατάσταση αυτή με το να επανα-κατανείμει τον πληθυσμό μέσω της εφαρμογής μιας αποδοτικής οριζόντιας αστική εξάπλωσης κατά μήκος των ερημικών περιοχών και κοντά στις παρυφές του Δέλτα. Η πολιτική αυτή αποσκοπεί στη μείωση της πίεσης που δέχεται η παλιά και πολύ παραγωγική αγροτική γη, τη μείωση της πυκνότητας του πληθυσμού στις κατοικημένες περιοχές και τη μείωση των πηγών μόλυνσης εγκαθιστώντας τις βιομηχανικές περιοχές έξω από την κοιλάδα και το δέλτα του Νείλου. Έτσι, ο υπολογισμός τη τάσης και του ρυθμού της μετατροπής κάλυψη γης είναι απαραίτητα για τον αναπτυξιακό σχεδιασμό ώστε να καθιερωθεί μια λογική πολιτική χρήσης γης (Shalaby και Tateishi, 2007).
Η συνολική καλλιεργήσιμη περιοχή στο Δέλτα του Νείλου είναι 4.3554.382 feddans, αποτελώντας το 55,5% του καλλιεργήσιμου εδάφους της Αιγύπτου.
Δορυφορικές εικόνες Landsat TM του 1992, ΕΤΜ+ του 2004 χρησιμοποιήθηκαν για να μελετηθούν διαφορετικές διαδικασίες υποβάθμισης εδάφους και τον αντίκτυπο που έχουν στην αγροτική γη στο Δέλτα του Νείλου (33856,06 km2). Τεχνικές ταξινόμησης (Maximum likelihood supervised classification and post-classification) χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο της αστικής ανάπτυξης. Έχει υπολογιστεί η μορφολογική περιγραφή και ο δειγματισμός 42 διαφορετικών τύπων εδάφους. Το ποσοστό προσβολής των εδαφών από το αλάτι και το πλεονάζον νερό υπολογίστηκαν σύμφωνα με τη μεθοδολογία του FAO για τον υπολογισμό της υποβάθμισης εδάφους. Καθώς η αστική εξάπλωση είναι μια σημαντική διαδικασία υποβάθμισης χρησιμοποιήθηκαν πολυ-χρονικές δορυφορικές εικόνες για την ανίχνευσή της.
Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας δείχνουν ότι η ολική εξάπλωση της αστικής περιοχής έφτασε στα 202,61km2 την περίοδο 1992 -2004, σχεδόν 37,41km2 μετατράπηκαν από τα προσχωματικά γόνιμα εδάφη, ενώ τα 165,2 km2 από καλλιεργημένες παρυφές ερήμου.
Το ετήσιο ποσοστό συσσώρευσης άλατος στα εδάφη είναι 0,10 dS/m , όπου μια περιοχή 3103,17 km2 (π.χ. 10,78% της συνολικής περιοχής) έχει υψηλό κίνδυνο τέτοιας προσβολής. Ο υδροφόρος ορίζοντας μειώνεται σε ποσοστό 1,85 cm το χρόνο στα Typic Aquisalids εδάφη και 0,37 cm το χρόνο στα Typic Calcigypsids εδάφη. Οι πλημμυρισμένες περιοχές υπολογίζονται σε 7461,27 km2 (π.χ. 25,92% της συνολικής περιοχής) συγκεντρωμένο στο Βορειότερο κομμάτι του Δέλτα.
Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η αστική εξάπλωση και η προσβολή των εδαφών από το αλάτι είναι η κυρίαρχη διαδικασία υποβάθμισης στο Δέλτα του Νείλου. Η εφαρμογή GIS αποδεικνύεται επιτυχής τεχνική για τους υπολογισμούς δεικτών υποβάθμισης και για τον έλεγχο χωρική κατανομής όπως επίσης και για την στήριξη αποφάσεων.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1. Χάρτες εδάφους'''''

Οι χάρτες εδάφους της Αιγύπτου είναι τα κύρια υλικά που συλλέχτηκαν και μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή. Οι συλλεγόμενοι χάρτες εδάφους καλύπτουν την αλλουβική καλλιεργήσιμη γη και την παρεμβολή της με τις παρυφές της Ερήμου. Οι χάρτες αυτοί χρησιμοποιούν ένα σύνολο 12 φύλλων χάρτη σε μια κλίμακα 1: 100.000 σε αναλογική μορφή, καλύπτοντας όλη την περιοχή του Δέλτα του Νείλου.

'''''3.2 Τοπογραφικοί χάρτες'''''

Τοπογραφικοί χάρτες σε κλίμακα 1 : 50.000 οι οποίοι καλύπτουν όλη την επιφάνεια του Δέλτα του Νείλου κι οι οποίοι παρήχθησαν από την Αιγυπτιακή Γενική Υπηρεσία Χαρτογράφησης (EGSA) και μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή.

'''''3.3. Δορυφορικά Δεδομένα'''''

Ένας αριθμός 7 δορυφορικών εικόνων του ΕΤΜ του 2004, που καλύπτουν ολόκληρη την περιοχή του Δέλτα του Νείλου συλλέχτηκαν. Οι εικόνες επιδέχθηκαν επεξεργασία ώστε να περιληφθούν στην τράπεζα δεδομένων των GIS εδαφικών πόρων και να χρησιμοποιηθούν σε αναλυτικούς θεματικούς χάρτες.

'''''3.4. Κωδικοποίηση των διαφορετικών τύπων εδάφους'''''

Για να εισαχθούν οι χάρτες εδάφους στην τράπεζα δεδομένων γεωγραφικών πληροφοριών κωδικοποιήθηκαν. Βρέθηκε ότι ο αριθμός εδαφικών ομάδω φτάνει τις 20. Οι μονάδες αυτές ανήκουν σε τρεις τάξεις εδάφους: (π.χ. Entisoil, Vertisols και Aridisols), οι οποίες υποδιαιρούνται στο σύμφωνα με της χαρτογράφηση Εδάφους, 1975.

'''''3.5 Τηλεπισκόπηση'''''

Εκτελέστηκαν διαδικασίες επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα ENVI 4.7 . Οι προ-επεξεργασίας χειρισμοί είχαν σα σκοπό τη μείωση ανεπιθύμητων διακυμάνσεων / θορύβων και την αύξηση άλλων επιθυμητών χαρακτηριστικών. Τεχνικές βελτίωσης εικόνας (π.χ. contrast stretching, Gray-level threshold, Level slicing και spatial stretch) δοκιμάστηκαν για να βελτιωθεί η οπτική ερμηνευτικότητα των χρησιμοποιούμενων εικόνων. Οι διαδικασίες εικόνας συνήθως αποτελούν μια σειρά συνεχόμενων διαδικασιών, συμπεριλαμβανομένων της καταγραφής εικόνας, γεωμετρικής διόρθωσης, ταξινόμησης, masking και ανίχνευσης αλλαγής.

'''''3.6. GIS'''''

Η ψηφιακή εξειδίκευση των χαρτών ορίστηκε σύμφωνα με τα διαθέσιμα θέματα. Ένας αριθμός 12 θεματικών στρωμάτων , επιπλέον του γεωγραφικού στρώματος δικτύου ορίστηκαν ώστε να συμπεριληφθούν στη γεωγραφική τράπεζα δεδομένων. Κάθε θέμα υποδιαιρέθηκε σε υπο-θέματα, τα οποία κωδικοποιήθηκαν για χάρη του GIS modellling. Οι διαφορετικοί ψηφιακοί χάρτες διορθώθηκαν από διαφορετικά σφάλματα και συνδυάστηκαν με την τεχνική edge-match, σύμφωνα με τον Tomlin, 1990. Τα περιγραφικά θεματικά δεδομένα, που σχετίζονταν με κάθε στρώμα , προσκολλήθηκαν ως επιπλέον πίνακες χαρακτηριστικών, κατά τον Bonham-Carter,1994. Χρησιμοποιήθηκαν καλά καταγεγραμμένοι τοπογραφικοί χάρτες και σωστά γεωαναφερόμενες δορυφορικές εικόνες για να διεξαχθεί η διαδικασία μεταμόρφωσης ώστε να ξεπεραστεί η απόκλιση ανάμεσα στους παραγόμενους θεματικού χάρτες και στους καταγεγραμμένους τοπογραφικούς χάρτες. Τα εργαλεία του συστήματος ArcGIS φάνηκαν πολύ αποδοτικά στην εκτέλεση της χωρικής ρύθμισης των χαρτών εδάφους (Burrough, 1986 και Tomlin, 1990).

'''''3.7 Επί τόπου εργασία και ανάλυση στο εργαστήριο'''''

Επί τόπου αποστολές διεξήχθησαν ώστε να εκπροσωπηθούν οι διαφορετικές μονάδες εδάφους. Ένας αριθμός 42 προφίλ εδάφους μελετήθηκε επί τόπου σύμφωνα με τις οδηγίες του FAO, (FAO, 2006). Το χρώμα του εδάφους ορίστηκε από Χρωματικούς Χάρτες Munssel (Soil Survey Staff, 1975). Οι εργαστηριακές αναλύσεις εδάφους (π.χ. υφή εδάφους, περιεκτικότητα σε CaCO3, CEC, EC, ESP, pH, διαλυτά κατιόντα και ανιόντα και περιεκτικότητα σε οργανική ύλη) διεξήχθησαν σε 95δείγματα εδάφους, που αντιπροσώπευαν ορίζοντες διαφορετικών εδαφικών προφίλ, χρησιμοποιώντας το εγχειρίδιο εργαστηριακών μεθόδων έρευνας εδάφους (USDA, 2004). Τα αποτελέσματα των αναλύσεων αυτών έχουν συγκεντρωθεί στην τράπεζα δεδομένων και μετά ενσωματώθηκαν στους πίνακες χαρακτηριστικών των ψηφιακών χαρτών εδάφους GIS (Nguyen Quec Dinh, 2001 και Pavasovic, 1993).

[[ Εικόνα: FYL ar6 eik1.jpg | thumb | right | Σχ.1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar6 eik2.jpg | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar6 eik3.jpg | thumb | right | Σχ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik4.jpg | thumb | right | Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik5.jpg | thumb | right | Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1992 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik6.jpg| thumb | right | Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006 ]]

'''4. Αποτελέσματα και Ανάλυση'''

'''''4.1. Τα εδάφη του Δέλτα του Νείλου'''''

Ο χάρτης εδάφους του Δέλτα του Νείλου εξήχθη από τον χάρτη εδάφους της Αιγύπτου (ASRT, 1982), ο οποίος ταξινομήθηκε σύμφωνα με την Αμερικανική Ταξινόμηση Εδάφους (USDA, 1975). Το σχ. 1 δείχνει τις περιοχές και τα αντιπροσωπευτικά προφίλ εδάφους των διαφορετικών εδαφών στην χαρτογραφημένη περιοχή.

'''''4.2 Ποσοστό Υποβάθμισης και Αξιολόγηση Κινδύνου'''''

Δεκατέσσερα προφίλ εδάφους επιλέγχθηκαν από τα 42 προφίλ που μελετήθηκαν και που αντιπροσώπευαν διαφορετικά εδάφη του Δέλτα του Νείλου. Οι εργαστηριακές αναλύσεις εδάφους χρησιμοποιήθηκαν για να αξιολογήσουν το ποσοστό και τον κίνδυνο υποβάθμισης του εδάφους για κάθε μία από τις ομάδες. Το ποσοστό των κυρίαρχων διαδικασιών υποβάθμισης εδάφους (π.χ.water logging και αλάτι) υπολογίστηκε από τη σύγκριση ανάμεσα στα κύρια χαρακτηριστικά εδάφους του (1982) και (2009). Συνεπώς τα ποσοστά της υποβάθμισης εδάφους για κάθε τύπο, ταξινομήθηκαν σε ελαφρά, μέση ή υψηλή. Ο κίνδυνος water logging και αλάτωσης των εδαφών του Δέλτα του Νείλου ως αποκτώμενα στοιχεία επικολλήθηκαν στον πίνακα χαρακτηριστικών του ψηφιακού χάρτη εδάφους του Δέλτα του Νείλου για να χαρτογραφηθούν οι κίνδυνοι water logging και προσβολής των εδαφών από αλάτι. Τα σχήματα 2&3 εκπροσωπούν την χωρική κατανομή και τι περιοχές τάξεων κινδύνου water logging και προσβολής των εδαφών από αλάτι πάνω από την περιοχή του Δέλτα.

Τα αποκτηθέντα δεδομένα αποκαλύπτουν τα ακόλουθα:

'''''4.2.1 Water Logging'''''

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το βάθος των εδαφών της μελετημένης περιοχής ποικίλλει από 50 εως 130 cm . Τα εδάφη των Aquic Torrifluvents, Typic Aquisalids, Typic Calcigypsids, Typic Haplocalcids, Typic Haplogypsids, Typic Petrogypsids χαρακτηρίζονται από ένα βάθος εδάφους που διαφέρει από 50 ως 90 cm , τα εδάφη αυτά απειλούνται από μέσο ως υψηλό κίνδυνο water logging. Τα υπόλοιπα εδάφη έχουν ένα βάθος που κυμαίνεται ανάμεσα σε 100 ως 130 cm, και χαρακτηρίζονται αντίστοιχα από χαμηλό κίνδυνο water logging. Η ετήσια μείωση του υδροφόρου ορίζοντα φτάνει την ανώτατη τιμή της στα Typic Aquisalids και Typic Quartizpsamments (1,85 cm/έτος), ενώ καταγράφονται 1,48 cm/έτος στα Aquic Torrifluvents και 1,11 cm/έτος στα εδάφη Vertic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments/Typic Torrionthents.Τα εδάφη μέσου ποσοστού και πολύ υψηλού κινδύνου water logging (M,4) κάλυπταν μια περιοχή 1928,73 km2, (π.χ. 6,70%) που αντιπροσωπεύουν εδάφη Typic Aquisalids στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου. Τα εδάφη των Aquic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments χαρακτηρίζονται από μέσο ποσοστό και υψηλό κίνδυνο water logging(Μ,3) καλύπτοντας μιια περιοχή 5532,54 km2 (π.χ. 19,22%). Τα εδάφη αυτά βρίσκονται κυρίως στις δυτικές και ανατολικές περιοχές του Δέλτα, και επίσης μια μικρή λωρίδα βρίσκεται στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου κοντά στη Λίμνη El Borlolus. Τα περισσότερα από τα αλλουβικά αποθέματα του Δέλτα χαρακτηρίζονται από μέσο ποσοστό και κίνδυνο water logging σε σχέση με τα εδάφη Vertic Torrifluvents, Typic Quartizpsamments/Typic Torrionthents και Typic Torripsamments/Typic Torrionthents που αντιπροσωπεύουν το 47,63% της συνολικής περιοχής. Τα ελαφρά ποσοστά water logging εντοπίζονται σε σχέση με τα εδάφη Typic Hapsosalids, Typic Torrifluvents, Typic Torrionthents και Typic Torripsamments, έχουν επίσης μέσο κίνδυνο (S,2) water logging παρουσιάζοντας μια περιοχή 6457,90 km2 (π.χ. 22,43%). Από την άλλη πλευρά τα εδάφη Typic Haplogypsids και Typic Petrogypsids έχουν μικρό ποσοστό water logging αλλά υψηλό κίνδυνο (S,3) και βρίσκονται μόνο στις ανατολικές και δυτικές ερημικές παρυφές του Δέλτα, καλύπτοντας μια περιοχή 1157,47 km2 (π.χ. 4,02%).

'''''4.2.2 Προσβολή του εδάφους από αλάτι'''''

Οι τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) ποικίλλουν ευρέως στην περιοχή μελέτης, όπου οι τιμές EC ποικίλλουν ανάμεσα σε 0,459 – 19,35 dS/m, το οποίο υποδεικνύει διαφορετικά επίπεδα κινδύνου από αλάτι. Από την άλλη πλευρά, το ποσοστό αύξησης EC σε διαφορετικά εδάφη είναι γενικά χαμηλό (π.χ. λιγότερο από 0,5dS/m ανά έτος) το οποίο οφείλεται στην ύπαρξη τεράστιου αριθμού αποτελεσματικών αποστραγγίσεων. Αυτό δείχνει ότι ο κίνδυνος αυτός στο Δέλτα του Νείλου σχετίζεται κυρίως με την παρούσα κατάστασή του. Το πολύ υψηλό ποσοστό αλατιού (S,4) βρίσκεται στα βορειότερα τμήματα του Δέλτα του Νείλου, και σχετίζεται με τα θαλάσσια και λιμναία αποθέματα. Η τάξη αυτή αποτελεί τα εδάφη Typic Hapsosalids, τα οποία καλύπτουν μόνο 166,91 km2 (π.χ. 0,58%). Τα εδάφη υψηλού κινδύνου (S,3) καλύπτουν μια περιοχή 2936,26 km2 (π.χ. 10,20%) που βρέθηκε ότι σχετίζονται με εδάφη Typic Aquisalids, /typic Haplogypsids και Typic Torripsamments/Typic Torriorthents. Τα εδάφη Typic Calcigypsids, Typic Petrogypsids, Typic Torriorthents και Typic Torripsamments χαρακτηρίζονται από μέσο κίνδυνο προσβολής από αλάτι. Καλύπτουν μια περιοχή 4301,13 km2 14,94%) και βρίσκονται στις ανατολικές και δυτικές ερημικές παρυφές και τα λιμναία αποθέματα στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου. Τα εδάφη χαμηλού κινδύνου κυριαρχούν σε όλα τα αλούβια αποθέματα του Δέλτα, καλύπτοντας μια περιοχή 16905,89 km2, (π.χ. 58,72%). Οι τάξεις αυτές κινδύνου βρίσκονται στα εδάφη Aquic Torrifluvents, Typic Torrifluvents, Vertic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments.

'''''4.3. Αστική Εξάπλωση'''''

Η αστική εξάπλωση πάνω από το Δέλτα του Νείλου το 1984, 1992 και 2004 χαρτογραφήθηκε όπως φαίνεται στα σχήματα 4,5 και 6.
Οι χτισμένες περιοχές στο Δέλτα του Νείλου αυξήθηκαν από 1134,71 km2 το έτος 1984 σε 1593,69 km2 το 1992 και σε 3671,04 km2 το έτος 2009 . Τα αποκτηθέντα στοιχεία δείχνουν ότι η αστική επέκταση κατά την περίοδο 1984-2006 έγινε εις βάρος των πιο γόνιμων εδαφών όπου η απωλεσθείσα περιοχή Vertic Torrifluvents είναι 797,94 km2, η Typic Torrifluvents έχασε 307,35 km2 και η Typic Torriorhents απώλεσε μια περιοχή 320,76 km2. Το μεγαλύτερο μέρος της αστικής επέκτασης συνέβη ανάμεσα στο 1992 και το 2006. Από το 1984 ως το 1992 τα εδάφη Vertic Torrifluvents απωλέσθεσαν σχετικά μικρές περιοχές (π.χ. 46,18 km2) σε σύγκριση με τα 751,76 km2 κατά την περίοδο 1992-2006. Οι περιοχές ορεινού ή βραχώδους εδάφους ήταν σταθερή κατά την περίοδο 1984-1992, όπου η απωλεσθείσα περιοχή ήταν μόλις 23,71 km2, σε σύγκριση με τα 383,95 km2 την περίοδο 1992-2006. Η πιο πρόσφατη αστική επέκταση στις παρυφές της ερήμου του Δέλτα του Νείλου ανάμεσα στο 1992 και το 2006 σχεδιάζεται αντίθετα με την αστική εξάπλωση ανάμεσα στο 1984 και το 1992. Η πρόσφατη νομοθέτηση που σκοπό έχει να ελέγξει την οικοδόμηση σε αγροτική γη δεν απέτρεψε την άνευ σχεδιασμού αστική εισβολή στην γόνιμη γη. Αυτού του είδους η άνευ σχεδιασμού αστική εξάπλωση έχει πολύ αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις προκαλώντας κυρίως κοινωνικά και προβλήματα υγείας. Αυτό συμβαίνει από την ακατάλληλη υποδομή συμπεριλαμβανομένων και των δρόμων και του αποχετευτικού συστήματος όπως και από τη μη διαθεσιμότητα καθαρού νερού.

'''5. Συμπέρασμα'''

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η προσβολή των εδαφών από αλάτι και η αστική εξάπλωση είναι οι κυρίαρχες διαδικασίες υποβάθμιση της γης στο Δέλτα του Νείλου. Η εφαρμογή του GIS και η ανάλυση πολύ-χρονικών δορυφορικών εικόνων αποτελούν αναλυτικές τεχνικές για την αξιολόγηση της τρέχουσας κατάστασης και των δεικτών κινδύνου υποβάθμισης γης. To GIS αποτελεί μια αξιόλογη τεχνική για τον υπολογισμό του ποσοστού χωρικής κατανομής, όπως επίσης και για τη στήριξη λήψης αποφάσεων.

[[category:Υποβάθμιση εδαφών]]

Έλεγχος υποβάθμισης του εδάφους στο Δέλτα του Αιγυπτιακού Νείλου χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και GIS

2012-03-05T09:18:46Z

Fkatsamaga: Νέα σελίδα με ''''Land degradation monitoring in the Egyptian Nile Delta, using remote sensing and GIS''' '''Συγγραφείς''': A. Gad1, R. R. Ali2 and A. Shalaby1 1-Nato...'

'''Land degradation monitoring in the Egyptian Nile Delta, using remote sensing and GIS''' 
'''Συγγραφείς''': A. Gad1, R. R. Ali2 and A. Shalaby1 
1-Natonal Authority for Remote Sensing and Space Science 
2- Soils and Water Use Dept., National Research Centre
'''Πηγή''': http://www.aag.org/galleries/gisum_files/Gad__Shalaby_Urban_Sprawl.pdf 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η υποβάθμιση των καλλιεργήσιμων εδαφών και ειδικότερα αυτών που βρίσκονται κοντά στο δέλτα των ποταμών. Οι κύριοι λόγοι της υποβάθμισης είναι η αστική εξάπλωση και το αύξηση του αλατιού στα εδάφη. Με συνέπειες οικονομικές και κοινωνικές. Η διάβρωση και η υποβάθμιση δεν μειώνουν μόνο την παραγωγικότητα της γης αλλά και οδηγούν σε μεγαλύτερη ζημιά, αυτή της απώλειας εδάφους. Τα δελταϊκά εδάφη, παγκοσμίως, θα μπορούσαν να θεωρηθούν προβληματικές περιοχές λόγω της πολύ λεπτής υφής τους, την κακή αποστράγγιση όπως και την εισβολή θαλασσινού νερού στον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής. Έτσι, τα εδάφη αυτά απειλούνται από διαδικασίες υποβάθμισης περισσότερο από οποιοδήποτε άλλο αλλούβιο έδαφος.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

O κύριος στόχος τη μελέτη αυτής είναι να υπολογίσει τον κίνδυνο προσβολής των εδαφών από το αλάτι, τα πλεονάζοντα νερά και την αστική εξάπλωση χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και δεδομένα εδάφους. Η συγκεκριμένη έρευνα πραγματοποιήθηκε στο Δέλτα του ποταμού Νείλου στην Αίγυπτο.
Ο Αιγυπτιακός αγροτικός τομέας αντιμετωπίζει μεγάλα προβλήματα , όπως η έλλειψη αρόσιμης γης και υδάτινων πόρων όπως επίσης και περιβαλλοντική υποβάθμιση. Επιπλέον, η υψηλή πληθυσμιακή ανάπτυξη, ο τεμαχισμός των αγρών και η κακή διαχείριση κάποιων αγροτικών προγραμμάτων προκαλούν επιπλέον προβλήματα στην αγροτική παραγωγή.
Από τη δεκαετία του 1980 η κυβέρνηση της Αιγύπτου έχει ξεκινήσει σχέδια για να ρυθμίσει την κατάσταση αυτή με το να επανα-κατανείμει τον πληθυσμό μέσω της εφαρμογής μιας αποδοτικής οριζόντιας αστική εξάπλωσης κατά μήκος των ερημικών περιοχών και κοντά στις παρυφές του Δέλτα. Η πολιτική αυτή αποσκοπεί στη μείωση της πίεσης που δέχεται η παλιά και πολύ παραγωγική αγροτική γη, τη μείωση της πυκνότητας του πληθυσμού στις κατοικημένες περιοχές και τη μείωση των πηγών μόλυνσης εγκαθιστώντας τις βιομηχανικές περιοχές έξω από την κοιλάδα και το δέλτα του Νείλου. Έτσι, ο υπολογισμός τη τάσης και του ρυθμού της μετατροπής κάλυψη γης είναι απαραίτητα για τον αναπτυξιακό σχεδιασμό ώστε να καθιερωθεί μια λογική πολιτική χρήσης γης (Shalaby και Tateishi, 2007).
Η συνολική καλλιεργήσιμη περιοχή στο Δέλτα του Νείλου είναι 4.3554.382 feddans, αποτελώντας το 55,5% του καλλιεργήσιμου εδάφους της Αιγύπτου.
Δορυφορικές εικόνες Landsat TM του 1992, ΕΤΜ+ του 2004 χρησιμοποιήθηκαν για να μελετηθούν διαφορετικές διαδικασίες υποβάθμισης εδάφους και τον αντίκτυπο που έχουν στην αγροτική γη στο Δέλτα του Νείλου (33856,06 km2). Τεχνικές ταξινόμησης (Maximum likelihood supervised classification and post-classification) χρησιμοποιήθηκαν για τον έλεγχο της αστικής ανάπτυξης. Έχει υπολογιστεί η μορφολογική περιγραφή και ο δειγματισμός 42 διαφορετικών τύπων εδάφους. Το ποσοστό προσβολής των εδαφών από το αλάτι και το πλεονάζον νερό υπολογίστηκαν σύμφωνα με τη μεθοδολογία του FAO για τον υπολογισμό της υποβάθμισης εδάφους. Καθώς η αστική εξάπλωση είναι μια σημαντική διαδικασία υποβάθμισης χρησιμοποιήθηκαν πολυ-χρονικές δορυφορικές εικόνες για την ανίχνευσή της.
Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας δείχνουν ότι η ολική εξάπλωση της αστικής περιοχής έφτασε στα 202,61km2 την περίοδο 1992 -2004, σχεδόν 37,41km2 μετατράπηκαν από τα προσχωματικά γόνιμα εδάφη, ενώ τα 165,2 km2 από καλλιεργημένες παρυφές ερήμου.
Το ετήσιο ποσοστό συσσώρευσης άλατος στα εδάφη είναι 0,10 dS/m , όπου μια περιοχή 3103,17 km2 (π.χ. 10,78% της συνολικής περιοχής) έχει υψηλό κίνδυνο τέτοιας προσβολής. Ο υδροφόρος ορίζοντας μειώνεται σε ποσοστό 1,85 cm το χρόνο στα Typic Aquisalids εδάφη και 0,37 cm το χρόνο στα Typic Calcigypsids εδάφη. Οι πλημμυρισμένες περιοχές υπολογίζονται σε 7461,27 km2 (π.χ. 25,92% της συνολικής περιοχής) συγκεντρωμένο στο Βορειότερο κομμάτι του Δέλτα.
Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η αστική εξάπλωση και η προσβολή των εδαφών από το αλάτι είναι η κυρίαρχη διαδικασία υποβάθμισης στο Δέλτα του Νείλου. Η εφαρμογή GIS αποδεικνύεται επιτυχής τεχνική για τους υπολογισμούς δεικτών υποβάθμισης και για τον έλεγχο χωρική κατανομής όπως επίσης και για την στήριξη αποφάσεων.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1. Χάρτες εδάφους'''''

Οι χάρτες εδάφους της Αιγύπτου είναι τα κύρια υλικά που συλλέχτηκαν και μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή. Οι συλλεγόμενοι χάρτες εδάφους καλύπτουν την αλλουβική καλλιεργήσιμη γη και την παρεμβολή της με τις παρυφές της Ερήμου. Οι χάρτες αυτοί χρησιμοποιούν ένα σύνολο 12 φύλλων χάρτη σε μια κλίμακα 1: 100.000 σε αναλογική μορφή, καλύπτοντας όλη την περιοχή του Δέλτα του Νείλου.

'''''3.2 Τοπογραφικοί χάρτες'''''

Τοπογραφικοί χάρτες σε κλίμακα 1 : 50.000 οι οποίοι καλύπτουν όλη την επιφάνεια του Δέλτα του Νείλου κι οι οποίοι παρήχθησαν από την Αιγυπτιακή Γενική Υπηρεσία Χαρτογράφησης (EGSA) και μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή.

'''''3.3. Δορυφορικά Δεδομένα'''''

Ένας αριθμός 7 δορυφορικών εικόνων του ΕΤΜ του 2004, που καλύπτουν ολόκληρη την περιοχή του Δέλτα του Νείλου συλλέχτηκαν. Οι εικόνες επιδέχθηκαν επεξεργασία ώστε να περιληφθούν στην τράπεζα δεδομένων των GIS εδαφικών πόρων και να χρησιμοποιηθούν σε αναλυτικούς θεματικούς χάρτες.

'''''3.4. Κωδικοποίηση των διαφορετικών τύπων εδάφους'''''

Για να εισαχθούν οι χάρτες εδάφους στην τράπεζα δεδομένων γεωγραφικών πληροφοριών κωδικοποιήθηκαν. Βρέθηκε ότι ο αριθμός εδαφικών ομάδω φτάνει τις 20. Οι μονάδες αυτές ανήκουν σε τρεις τάξεις εδάφους: (π.χ. Entisoil, Vertisols και Aridisols), οι οποίες υποδιαιρούνται στο σύμφωνα με της χαρτογράφηση Εδάφους, 1975.

'''''3.5 Τηλεπισκόπηση'''''

Εκτελέστηκαν διαδικασίες επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα ENVI 4.7 . Οι προ-επεξεργασίας χειρισμοί είχαν σα σκοπό τη μείωση ανεπιθύμητων διακυμάνσεων / θορύβων και την αύξηση άλλων επιθυμητών χαρακτηριστικών. Τεχνικές βελτίωσης εικόνας (π.χ. contrast stretching, Gray-level threshold, Level slicing και spatial stretch) δοκιμάστηκαν για να βελτιωθεί η οπτική ερμηνευτικότητα των χρησιμοποιούμενων εικόνων. Οι διαδικασίες εικόνας συνήθως αποτελούν μια σειρά συνεχόμενων διαδικασιών, συμπεριλαμβανομένων της καταγραφής εικόνας, γεωμετρικής διόρθωσης, ταξινόμησης, masking και ανίχνευσης αλλαγής.

'''''3.6. GIS'''''

Η ψηφιακή εξειδίκευση των χαρτών ορίστηκε σύμφωνα με τα διαθέσιμα θέματα. Ένας αριθμός 12 θεματικών στρωμάτων , επιπλέον του γεωγραφικού στρώματος δικτύου ορίστηκαν ώστε να συμπεριληφθούν στη γεωγραφική τράπεζα δεδομένων. Κάθε θέμα υποδιαιρέθηκε σε υπο-θέματα, τα οποία κωδικοποιήθηκαν για χάρη του GIS modellling. Οι διαφορετικοί ψηφιακοί χάρτες διορθώθηκαν από διαφορετικά σφάλματα και συνδυάστηκαν με την τεχνική edge-match, σύμφωνα με τον Tomlin, 1990. Τα περιγραφικά θεματικά δεδομένα, που σχετίζονταν με κάθε στρώμα , προσκολλήθηκαν ως επιπλέον πίνακες χαρακτηριστικών, κατά τον Bonham-Carter,1994. Χρησιμοποιήθηκαν καλά καταγεγραμμένοι τοπογραφικοί χάρτες και σωστά γεωαναφερόμενες δορυφορικές εικόνες για να διεξαχθεί η διαδικασία μεταμόρφωσης ώστε να ξεπεραστεί η απόκλιση ανάμεσα στους παραγόμενους θεματικού χάρτες και στους καταγεγραμμένους τοπογραφικούς χάρτες. Τα εργαλεία του συστήματος ArcGIS φάνηκαν πολύ αποδοτικά στην εκτέλεση της χωρικής ρύθμισης των χαρτών εδάφους (Burrough, 1986 και Tomlin, 1990).

'''''3.7 Επί τόπου εργασία και ανάλυση στο εργαστήριο'''''

Επί τόπου αποστολές διεξήχθησαν ώστε να εκπροσωπηθούν οι διαφορετικές μονάδες εδάφους. Ένας αριθμός 42 προφίλ εδάφους μελετήθηκε επί τόπου σύμφωνα με τις οδηγίες του FAO, (FAO, 2006). Το χρώμα του εδάφους ορίστηκε από Χρωματικούς Χάρτες Munssel (Soil Survey Staff, 1975). Οι εργαστηριακές αναλύσεις εδάφους (π.χ. υφή εδάφους, περιεκτικότητα σε CaCO3, CEC, EC, ESP, pH, διαλυτά κατιόντα και ανιόντα και περιεκτικότητα σε οργανική ύλη) διεξήχθησαν σε 95δείγματα εδάφους, που αντιπροσώπευαν ορίζοντες διαφορετικών εδαφικών προφίλ, χρησιμοποιώντας το εγχειρίδιο εργαστηριακών μεθόδων έρευνας εδάφους (USDA, 2004). Τα αποτελέσματα των αναλύσεων αυτών έχουν συγκεντρωθεί στην τράπεζα δεδομένων και μετά ενσωματώθηκαν στους πίνακες χαρακτηριστικών των ψηφιακών χαρτών εδάφους GIS (Nguyen Quec Dinh, 2001 και Pavasovic, 1993).

[[ Εικόνα: FYL ar6 eik1.jpg | thumb | right | Σχ.1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar6 eik2.jpg | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar6 eik3.jpg | thumb | right | Σχ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik4.jpg | thumb | right | Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik5.jpg | thumb | right | Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1992 ]]
[[ Εικόνα: FYLL ar6 eik6.jpg| thumb | right | Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006 ]]

'''4. Αποτελέσματα και Ανάλυση'''

'''''4.1. Τα εδάφη του Δέλτα του Νείλου'''''

Ο χάρτης εδάφους του Δέλτα του Νείλου εξήχθη από τον χάρτη εδάφους της Αιγύπτου (ASRT, 1982), ο οποίος ταξινομήθηκε σύμφωνα με την Αμερικανική Ταξινόμηση Εδάφους (USDA, 1975). Το σχ. 1 δείχνει τις περιοχές και τα αντιπροσωπευτικά προφίλ εδάφους των διαφορετικών εδαφών στην χαρτογραφημένη περιοχή.

'''''4.2 Ποσοστό Υποβάθμισης και Αξιολόγηση Κινδύνου'''''

Δεκατέσσερα προφίλ εδάφους επιλέγχθηκαν από τα 42 προφίλ που μελετήθηκαν και που αντιπροσώπευαν διαφορετικά εδάφη του Δέλτα του Νείλου. Οι εργαστηριακές αναλύσεις εδάφους χρησιμοποιήθηκαν για να αξιολογήσουν το ποσοστό και τον κίνδυνο υποβάθμισης του εδάφους για κάθε μία από τις ομάδες. Το ποσοστό των κυρίαρχων διαδικασιών υποβάθμισης εδάφους (π.χ.water logging και αλάτι) υπολογίστηκε από τη σύγκριση ανάμεσα στα κύρια χαρακτηριστικά εδάφους του (1982) και (2009). Συνεπώς τα ποσοστά της υποβάθμισης εδάφους για κάθε τύπο, ταξινομήθηκαν σε ελαφρά, μέση ή υψηλή. Ο κίνδυνος water logging και αλάτωσης των εδαφών του Δέλτα του Νείλου ως αποκτώμενα στοιχεία επικολλήθηκαν στον πίνακα χαρακτηριστικών του ψηφιακού χάρτη εδάφους του Δέλτα του Νείλου για να χαρτογραφηθούν οι κίνδυνοι water logging και προσβολής των εδαφών από αλάτι. Τα σχήματα 2&3 εκπροσωπούν την χωρική κατανομή και τι περιοχές τάξεων κινδύνου water logging και προσβολής των εδαφών από αλάτι πάνω από την περιοχή του Δέλτα.

Τα αποκτηθέντα δεδομένα αποκαλύπτουν τα ακόλουθα:

'''''4.2.2 Water Logging'''''

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το βάθος των εδαφών της μελετημένης περιοχής ποικίλλει από 50 εως 130 cm . Τα εδάφη των Aquic Torrifluvents, Typic Aquisalids, Typic Calcigypsids, Typic Haplocalcids, Typic Haplogypsids, Typic Petrogypsids χαρακτηρίζονται από ένα βάθος εδάφους που διαφέρει από 50 ως 90 cm , τα εδάφη αυτά απειλούνται από μέσο ως υψηλό κίνδυνο water logging. Τα υπόλοιπα εδάφη έχουν ένα βάθος που κυμαίνεται ανάμεσα σε 100 ως 130 cm, και χαρακτηρίζονται αντίστοιχα από χαμηλό κίνδυνο water logging. Η ετήσια μείωση του υδροφόρου ορίζοντα φτάνει την ανώτατη τιμή της στα Typic Aquisalids και Typic Quartizpsamments (1,85 cm/έτος), ενώ καταγράφονται 1,48 cm/έτος στα Aquic Torrifluvents και 1,11 cm/έτος στα εδάφη Vertic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments/Typic Torrionthents.Τα εδάφη μέσου ποσοστού και πολύ υψηλού κινδύνου water logging (M,4) κάλυπταν μια περιοχή 1928,73 km2, (π.χ. 6,70%) που αντιπροσωπεύουν εδάφη Typic Aquisalids στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου. Τα εδάφη των Aquic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments χαρακτηρίζονται από μέσο ποσοστό και υψηλό κίνδυνο water logging(Μ,3) καλύπτοντας μιια περιοχή 5532,54 km2 (π.χ. 19,22%). Τα εδάφη αυτά βρίσκονται κυρίως στις δυτικές και ανατολικές περιοχές του Δέλτα, και επίσης μια μικρή λωρίδα βρίσκεται στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου κοντά στη Λίμνη El Borlolus. Τα περισσότερα από τα αλλουβικά αποθέματα του Δέλτα χαρακτηρίζονται από μέσο ποσοστό και κίνδυνο water logging σε σχέση με τα εδάφη Vertic Torrifluvents, Typic Quartizpsamments/Typic Torrionthents και Typic Torripsamments/Typic Torrionthents που αντιπροσωπεύουν το 47,63% της συνολικής περιοχής. Τα ελαφρά ποσοστά water logging εντοπίζονται σε σχέση με τα εδάφη Typic Hapsosalids, Typic Torrifluvents, Typic Torrionthents και Typic Torripsamments, έχουν επίσης μέσο κίνδυνο (S,2) water logging παρουσιάζοντας μια περιοχή 6457,90 km2 (π.χ. 22,43%). Από την άλλη πλευρά τα εδάφη Typic Haplogypsids και Typic Petrogypsids έχουν μικρό ποσοστό water logging αλλά υψηλό κίνδυνο (S,3) και βρίσκονται μόνο στις ανατολικές και δυτικές ερημικές παρυφές του Δέλτα, καλύπτοντας μια περιοχή 1157,47 km2 (π.χ. 4,02%).

'''''4.2.2 Προσβολή του εδάφους από αλάτι'''''

Οι τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας (EC) ποικίλλουν ευρέως στην περιοχή μελέτης, όπου οι τιμές EC ποικίλλουν ανάμεσα σε 0,459 – 19,35 dS/m, το οποίο υποδεικνύει διαφορετικά επίπεδα κινδύνου από αλάτι. Από την άλλη πλευρά, το ποσοστό αύξησης EC σε διαφορετικά εδάφη είναι γενικά χαμηλό (π.χ. λιγότερο από 0,5dS/m ανά έτος) το οποίο οφείλεται στην ύπαρξη τεράστιου αριθμού αποτελεσματικών αποστραγγίσεων. Αυτό δείχνει ότι ο κίνδυνος αυτός στο Δέλτα του Νείλου σχετίζεται κυρίως με την παρούσα κατάστασή του. Το πολύ υψηλό ποσοστό αλατιού (S,4) βρίσκεται στα βορειότερα τμήματα του Δέλτα του Νείλου, και σχετίζεται με τα θαλάσσια και λιμναία αποθέματα. Η τάξη αυτή αποτελεί τα εδάφη Typic Hapsosalids, τα οποία καλύπτουν μόνο 166,91 km2 (π.χ. 0,58%). Τα εδάφη υψηλού κινδύνου (S,3) καλύπτουν μια περιοχή 2936,26 km2 (π.χ. 10,20%) που βρέθηκε ότι σχετίζονται με εδάφη Typic Aquisalids, /typic Haplogypsids και Typic Torripsamments/Typic Torriorthents. Τα εδάφη Typic Calcigypsids, Typic Petrogypsids, Typic Torriorthents και Typic Torripsamments χαρακτηρίζονται από μέσο κίνδυνο προσβολής από αλάτι. Καλύπτουν μια περιοχή 4301,13 km2 14,94%) και βρίσκονται στις ανατολικές και δυτικές ερημικές παρυφές και τα λιμναία αποθέματα στα Βόρεια του Δέλτα του Νείλου. Τα εδάφη χαμηλού κινδύνου κυριαρχούν σε όλα τα αλούβια αποθέματα του Δέλτα, καλύπτοντας μια περιοχή 16905,89 km2, (π.χ. 58,72%). Οι τάξεις αυτές κινδύνου βρίσκονται στα εδάφη Aquic Torrifluvents, Typic Torrifluvents, Vertic Torrifluvents, Typic Haplocalcids και Typic Quartizpsamments.

'''''4.3. Αστική Εξάπλωση'''''

Η αστική εξάπλωση πάνω από το Δέλτα του Νείλου το 1984, 1992 και 2004 χαρτογραφήθηκε όπως φαίνεται στα σχήματα 4,5 και 6.
Οι χτισμένες περιοχές στο Δέλτα του Νείλου αυξήθηκαν από 1134,71 km2 το έτος 1984 σε 1593,69 km2 το 1992 και σε 3671,04 km2 το έτος 2009 . Τα αποκτηθέντα στοιχεία δείχνουν ότι η αστική επέκταση κατά την περίοδο 1984-2006 έγινε εις βάρος των πιο γόνιμων εδαφών όπου η απωλεσθείσα περιοχή Vertic Torrifluvents είναι 797,94 km2, η Typic Torrifluvents έχασε 307,35 km2 και η Typic Torriorhents απώλεσε μια περιοχή 320,76 km2. Το μεγαλύτερο μέρος της αστικής επέκτασης συνέβη ανάμεσα στο 1992 και το 2006. Από το 1984 ως το 1992 τα εδάφη Vertic Torrifluvents απωλέσθεσαν σχετικά μικρές περιοχές (π.χ. 46,18 km2) σε σύγκριση με τα 751,76 km2 κατά την περίοδο 1992-2006. Οι περιοχές ορεινού ή βραχώδους εδάφους ήταν σταθερή κατά την περίοδο 1984-1992, όπου η απωλεσθείσα περιοχή ήταν μόλις 23,71 km2, σε σύγκριση με τα 383,95 km2 την περίοδο 1992-2006. Η πιο πρόσφατη αστική επέκταση στις παρυφές της ερήμου του Δέλτα του Νείλου ανάμεσα στο 1992 και το 2006 σχεδιάζεται αντίθετα με την αστική εξάπλωση ανάμεσα στο 1984 και το 1992. Η πρόσφατη νομοθέτηση που σκοπό έχει να ελέγξει την οικοδόμηση σε αγροτική γη δεν απέτρεψε την άνευ σχεδιασμού αστική εισβολή στην γόνιμη γη. Αυτού του είδους η άνευ σχεδιασμού αστική εξάπλωση έχει πολύ αρνητικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις προκαλώντας κυρίως κοινωνικά και προβλήματα υγείας. Αυτό συμβαίνει από την ακατάλληλη υποδομή συμπεριλαμβανομένων και των δρόμων και του αποχετευτικού συστήματος όπως και από τη μη διαθεσιμότητα καθαρού νερού.

'''5. Συμπέρασμα'''

Μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η προσβολή των εδαφών από αλάτι και η αστική εξάπλωση είναι οι κυρίαρχες διαδικασίες υποβάθμιση της γης στο Δέλτα του Νείλου. Η εφαρμογή του GIS και η ανάλυση πολύ-χρονικών δορυφορικών εικόνων αποτελούν αναλυτικές τεχνικές για την αξιολόγηση της τρέχουσας κατάστασης και των δεικτών κινδύνου υποβάθμισης γης. To GIS αποτελεί μια αξιόλογη τεχνική για τον υπολογισμό του ποσοστού χωρικής κατανομής, όπως επίσης και για τη στήριξη λήψης αποφάσεων.

[[category:Υποβάθμιση εδαφών]]

Αρχείο:FYLL ar6 eik6.jpg

2012-03-05T09:09:03Z

Fkatsamaga: Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006

Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006

Αρχείο:FYLL ar6 eik5.jpg

2012-03-05T09:08:40Z

Fkatsamaga: Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1992

Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1992

Αρχείο:FYLL ar6 eik4.jpg

2012-03-05T09:08:21Z

Fkatsamaga: Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984

Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984

Αρχείο:FYL ar6 eik6.jpg

2012-03-05T09:02:15Z

Fkatsamaga: Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006

Σχ.6 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 2006

Αρχείο:FYL ar6 eik5.png

2012-03-05T09:01:25Z

Fkatsamaga: Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984

Σχ.5 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984

Αρχείο:FYL ar6 eik4.jpg

2012-03-05T09:00:33Z

Fkatsamaga: Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984

Σχ.4 Η οικιστική εξάπλωση στο Δέλτα του Νείλου το 1984

Αρχείο:FYL ar6 eik3.jpg

2012-03-05T08:59:34Z

Fkatsamaga: Σχ.3

Σχ.3

Αρχείο:FYL ar6 eik2.jpg

2012-03-05T08:59:12Z

Fkatsamaga: Σχ.2

Σχ.2

Αρχείο:FYL ar6 eik1.jpg

2012-03-05T08:58:27Z

Fkatsamaga: Σχ.1

Σχ.1

Κατσαμάγκα Τριανταφυλλιά

2012-03-05T08:40:28Z

Fkatsamaga:

<li/> [[ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΠΡΟΒΛΕΨΗΣ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ]] 
<li/> [[ Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση ]] 
<li/> [[ Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα. ]] 
<li/> [[ Η συνεισφορά του Airborne Lidar στην αρχαιολογία: από ταυτοποίηση τοποθεσίας σε έρευνα τοπίου ]] 
<li/> [[ H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων ]] 
<li/> [[ Έλεγχος υποβάθμισης του εδάφους στο Δέλτα του Αιγυπτιακού Νείλου χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και GIS ]] 

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

Κατσαμάγκα Τριανταφυλλιά

2012-03-05T08:38:12Z

Fkatsamaga:

<li/> [[ Εκτίμηση κινδύνων πυρκαγιάς με τη βοήθεια πρόβλεψης του καιρού και Τηλεπισκόπησης ]] 
<li/> [[ Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση ]] 
<li/> [[ Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα. ]] 
<li/> [[ Η συνεισφορά του Airborne Lidar στην αρχαιολογία: από ταυτοποίηση τοποθεσίας σε έρευνα τοπίου ]] 
<li/> [[ H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων ]] 
<li/> [[ Έλεγχος υποβάθμισης του εδάφους στο Δέλτα του Αιγυπτιακού Νείλου χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση και GIS ]] 

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

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΠΡΟΒΛΕΨΗΣ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ

2012-03-04T11:22:54Z

Fkatsamaga:

'''Combined use of weather forecasting and satellite remote sensing information for fire risk, fire and fire impact monitoring''' 
Συγγραφείς: Wolfgang Knorr 1,2 , Ioannis Pytharoulis1, George P. Petropoulos2,3, Nadine Gobron4 
1Department of Meteorology and Climatology, School of Geology, Aristotle University of Thessaloniki, 54124 Thessaloniki,Greece 
2Department of Earth Sciences, University of Bristol, Wills Memorial Building, Queens Road, BS8 1RJ, Bristol, UK 
3Foundation for Research and Technology, Institute of Applied and Computational Mathematics, N. Plastira 100, 71110,Heraklio, Greece 
4Global Environmental Monitoring Unit, Institute for Environment and Sustainability, European Commission Joint Research Center, Ispra, Italy 

Received 31 January 2011; Accepted 3 February 2011; Published online 15 June 2011
IAEES 
'''Πηγή''': http://www.iaees.org/publications/journals/ces/articles/2011-1(2)/Combined-use-of-weather-forecasting-and-satellite.pdf 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik1.gif | thumb | right | Σχ. 1α ]]
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik2.gif | thumb | right | Σχ. 1β ]]
 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής''' 
Αντικείμενο της μελέτης αυτή είναι οι πυρκαγιές, η πρόβλεψη τους και ο έλεγχος τους. Η μελέτη αυτή προτείνει ότι ο συνδυασμός κατάλληλων δεικτών κινδύνου με περιφερειακές προβλέψεις καιρού είναι ένα σημαντικό εργαλείο έγκαιρης προειδοποίησης για την προστασία των δασών και άλλων φυσικών οικοσυστημάτων οι οποίες είτε δεν έχουν ακόμη επηρεαστεί από τη φωτιά ή επιδέχονται αναδάσωση μετά από μια παλαιότερη φωτιά. Οι τοπικές μετεωρολογικές συνθήκες και η κατάσταση και πυκνότητα της βλάστησης είναι σημαντικοί παράγοντες που μπορούν να εκτιμηθούν και να χρησιμοποιηθούν για να προβλεφθεί μια δασική πυρκαγιά. Επιπλέον η αποκατάσταση δασικών περιοχών που έχουν επηρεαστεί από πυρκαγιές χρειάζεται να συνδυαστεί με τη μελλοντική προστασία τους από ανανεωμένες καταστροφικές πυρκαγιές, όπως εκείνες που έλαβαν χώρα στην Ελλάδα κατά τη θερινή περίοδο του 2007. 

'''2) Σκοπός Εφαρμογής''' 
Ο σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να δείξει πόσο εύκολα διαθέσιμα δεδομένα μπορούν να συνδυαστούν ώστε να δώσουν μια κατανοητή εικόνα κινδύνου πυρκαγιάς, για το συμβάν και τη μετά το συμβάν αξιολόγηση για μια συγκεκριμένη περιοχή μελέτης στη Μεσόγειο.
Η παρούσα εργασία υποδεικνύει ότι η χρήση διαφόρων πηγών δορυφορικών δεδομένων σε συνδυασμό με πληροφορίες πρόβλεψης καιρού μπορεί να παράσχει πολύτιμες πληροφορίες για το χαρακτηρισμό κινδύνου πυρκαγιάς, με σκοπό την προστασία των Ελληνικών εθνικών δασικών περιοχών. Η μελέτη αυτή δείχνει ότι ευνοϊκές μετεωρολογικές συνθήκες συνεισέφεραν στο ξέσπασμα πυρκαγιών τις ημέρες των ασυνήθιστα καταστροφικών πυρκαγιών στην Πελοπόννησο, όπως και στην Εύβοια στα τέλη του Αυγούστου 2007. Κατά τις ημέρες εκείνες, η Ελλάδα βρισκόταν ανάμεσα σε ένα εκτεταμένο σύστημα υψηλών πιέσεων στην Κεντρική «Ευρώπη και ένα σύστημα χαμηλών πιέσεων στη Μέση Ανατολή. Ο συνδυασμός τους προκάλεσε ισχυρούς βορειο-βορειοανατολικούς ανέμους στο Αιγαίο. Σαν αποτέλεσμα, δυνατοί άνεμοι σημειώθηκαν επίσης στις περιοχές της Εύβοιας και της Πελοποννήσου, ειδικά στις ορεινές περιοχές. Η ανάλυση των δορυφορικών εικόνων που δείχνουν καπνό που προέρχεται από τις φωτιές συμφωνεί με τα αποτελέσματα των καιρικών προγνώσεων. Μια περαιτέρω ανάλυση χρησιμοποιώντας το δείκτη FAPAR (το κλάσμα της απορροφώμενης φωτοσυνθετικής ενεργής ακτινοβολίας) σαν δείκτη ενεργής βλάστησης δείχνει την έκταση της καταστροφής που προκλήθηκε από τη φωτιά. Η θέση των καμένων περιοχών συμπίπτει με εκείνη των ενεργών πυρκαγιών που ανιχνεύτηκαν στην προηγούμενη δορυφορική εικόνα. Χρησιμοποιώντας το ετήσιο μέγιστο FAPAR σαν δείκτη περιφερειακής πυκνότητας βλάστησης, βρέθηκε ότι μόνο περιοχές με σχετικά υψηλό FAPAR κάηκαν. 

'''3) Δεδομένα και Μέθοδοι''' 
'''''3.1) Το μοντέλο πρόγνωσης καιρού SKIRON''''' 
Το μοντέλο SKIRON που ενσωματώθηκε στις εγκαταστάσεις του DMC-AUTH παράγει προγνωστικά καιρού σε καθημερινή βάση χρησιμοποιώντας αρχικές και οριακές συνθήκες με χωρική διακριτική ικανότητα 0,5ο x0,5ο στα 26 ισοβαρή επίπεδα από τον κύκλο 1200UTC του παγκόσμιου μοντέλου NCEP/GFS. Για το λόγο αυτό, μόνον ένας προγνωστικός κύκλος (1200 UTC) του SKIRON είναι διαθέσιμος κάθε ημέρα. Οι θερμοκρασίες επιφανείας θάλασσας (OSSTs) οι οποίες ανανεώνονται καθημερινά παρέχονται επίσης από το NCEP σε μια διακριτική ικανότητα 0,5ο x 0,5ο . Η στατιστική ανάλυση των προαναφερθέντων προγνωστικών που παρήχθησαν από τον Ιούνιο 2007 έως τον Απρίλιο 2009 σε 21 επιφανειακούς μετεωρολογικούς σταθμούς που καλύπτουν την Ελλάδα έδειξαν ότι το μοντέλο SKIRON παρουσιάζει μια εκπληκτική διατήρηση της ικανότητας του καθ΄ όλη την προγνωστική περίοδο (Pytharoulis, 2009). Τα λειτουργικά προγνωστικά του SKIRON που παρήχθησαν στο DMC-AUTH είναι ελεύθερα διαθέσιμα στο Internet, με τη μορφή χαρτών και χρονοσιερές, μέσω της ιστοσελίδας του τμήματος (http://meteo.geo.auth.gr), ενώ εκείνα του AM&WFG γίνονται επίσης διαθέσιμα μέσω της ιστοσελίδας του (http://forecast.uoa.gr). 

'''''3.2) Δορυφορικές Παρατηρήσεις από AVHRR και MERIS''''' 
Ο αισθητήρας AVHRR τοποθετείται επάνω στη σειρά NOAA ηλιο-συγχρονισμένων δορυφορικών πλατφόρμων που σχεδόν βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τους πόλους. Καταγράφει πληροφορίες σε πολλά φασματικά κανάλια ανάμεσα στο ορατό και το θερμικό υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, με μια διακριτική ικανότητα σχεδόν 1 χλμ. Τα κύρια πλεονεκτήματα του AVHRR περιλαμβάνουν το γεγονός ότι τα δεδομένα είναι ελεύθερα και η σχεδόν συνεχόμενη παγκόσμια κάλυψη από τον Ιούνιο του 1981. Οι τροχιές των δορυφόρων σχεδιάζονται για να επιτρέψουν κάλυψη της Γης δύο φορές την ημέρα ανά τροχιακή πλατφόρμα. Επί του παρόντος, υπάρχουν πέντε δορυφορικές πλατφόρμες όπου οι αισθητήρες AVHRR είναι τοποθετημένοι (πιο πρόσφαταο NOAA-19, ο οποίος μπήκε σε τροχιά στις 12 Φεβρουαρίου 2009) και λειτουργούν σε τροχιές σχετικά χαμηλού ύψους.
Το δορυφορικό όργανο MERIS τοποθετήθηκε πάνω στην πλατφόρμα ENVISAT, που εκτοξεύτηκε από την Ευρωπαϊκή Διαστημική υπηρεσία (ESA). Τα δεδομένα MERIS με μια διακριτική ικανότητα 1,2χλμ, καλύπτοντας ολόκληρη την επιφάνεια της Γης σε 3 ημέρες, καταγράφουν πληροφορίες σε 15 φασματικά κανάλια από την ορατή και σχεδόν-υπέρυθρη ακτινοβολία του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Τα δεδομένα MERIS που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη αυτή περιλάμβαναν το προϊόν FAPAR, το οποίο υπολογίζεται από τις φασματικές πληροφορίες που καταγράφονται στις μπλε, κόκκινες και σχεδόν-υπέρυθρες περιοχές του ηλςκτρομαγνητικού φάσματος, χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία που πρότεινε ο Gobron κ.ά., (1999). Πρέπει να σημειωθεί ότι ο FAPAR δείχνει την παρουσία της βλάστησης και την απορρόφηση της φωτοσυνθετικής ενεργής ακτινοβολίας από τα πράσινα (υγιή) φύλλα σε σύγκριση με το έδαφος, τους κορμούς και τα ξεραμένα φυτικά υλικά. Όπως υποδεικνύεται από μια μελέτη βασισμένη στην σύγκριση ενός μοντέλου βλάστησης χρησιμοποιώντας FAPAR (Knorr κ.ά., 2007), ο FAPAR μειώνεται σε περίπτωση ελάττωσης της υγρασίας εδάφους και για το λόγο αυτό ο συγκεκριμένος είναι επίσης κατάλληλος και ως δείκτης ξηρασίας. 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik3.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik4.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik5.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik6.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik7.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik8.gif | thumb | right ]] 
[[ Εικόνα: Fk ar1 eik9.gif | thumb | right | Σχ. 2: 24 ωρών SKIRON προβλέψεις της ταχύτητας του ανέμου (m / s) και έγκυρη διεύθυνση από 22-27 Αυγούστου 2007, στις 12:00 UTC (δηλαδή πριν και κατά τη διάρκεια των πυρκαγιών στην Εύβοια και Πελοπόννησο). ]] 
'''''3.3) Επεξεργασία δεδομένων και ανάλυση''''' 
Στην παρούσα μελέτη, οι ημερήσιες προβλέψεις του SKIRON με ένα εύρος προβλέψεων 12 με 35 ώρες σε μία περίοδο 21 με 31 Αυγούστου 2007 αναλύθηκαν ανά μια ώρα. Οι πρώτες 12 προγνωστικές ώρες δεν χρησιμοποιήθηκαν ώστε να αποφευχθεί το spin-up του μοντέλου. Στην ανάλυση του ίχνους καπνού που παραγόταν από την πυρκαγιά, τα φασματικά κανάλια 1-4 του AVHRR χρησιμοποιήθηκαν. Για το σκοπό αυτόν οι διαθέσιμες εικόνες AVHRR LAC (Local Area Coverage) ανασύρθηκαν από το NOAA (http://www.nsof.class.noaa.gov/saa/products/) καλύπτοντας την περιοχή ενδιαφέροντος. Εφαρμόστηκε βασική προ-επεξεργασία στις εικόνες εκείνες (γεωμετρική διόρθωση, μετατροπή των ψηφιακών τιμών pixel σε ανάκλαση στο υψηλότερο επίπεδο της ατμόσφαιρας) χρησιμοποιώντας το εμπορικά διαθέσιμο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας ENVI (έκδοση 4.5). Τα δεδομένα FAPAR με τη σειρά τους επεξεργάστηκαν σύμφωνα με τη μέθοδο Gobron κ.ά. (1999) βάσει των εικόνων του αισθητήρα MERIS (διακριτική ικανότητα 1χλμ). Η παρούσα ανάλυση βασίζεται στις σύνθετες εικόνες για μια περίοδο 10 ημερών, λεπτομέρειες μπορούν να βρεθούν στο Gobron κ.ά. (2007). 

'''4) Αποτελέσματα''' 
Η ανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων αποκαλύπτει ότι ο χειμώνας που προηγήθηκε του καλοκαιριού 2007 ήταν υπερβολικά ξηρός στην Ελλάδα. Ανάμεσα στο Νοέμβριο 2006 και τον Ιανουάριο 2007 τα ποσά βροχόπτωσης ήταν πολύ χαμηλότερα από την κανονική κλιματολογία (σχ. 2, πηγή: GPCP2008). Το σχήμα 2 δείχνει τις 24-ωρες προβλέψεις των συνθηκών ανέμων σε ένα ύψος 10μ για ολόκληρη τη νότια ηπειρωτική χώρα της Ελλάδα, έγκυρες κάθε απόγευμα στις 12:00 UTC από τις 22 ως τις 27 Αυγούστου. Η ανάλυση ανέμου δείχνει την παρουσία δυνατών ανέμων στην Εύβοια, την Αττική και την ανατολική Πελοπόννησο από τις 23 Αυγούστου (>10m/s), όπως και στην Δυτική Πελοπόννησο από τις 24 Αυγούστου, παραμένοντας σχετικά σταθεροί σε μια χρονική περίοδο 24 ωρών. Οι ίδιες συνθήκες επικρατούσαν μέχρι τις 25 Αυγούστου και στις ορεινές περιοχές η ταχύτητα του ανέμου έφτανε τα 12-15 m/s. Ωστόσο, στις 26 Αυγούστου η ταχύτητα του ανέμου δεν ξεπερνούσε τα 5 km/s κοντά στις φωτιές. Αυτή η κατάσταση συνεχίστηκε και τις επόμενες ημέρες. Την ίδια στιγμή, οι δυνατοί άνεμοι στο Αιγαίο παρέμειναν ανατολικά της περιοχής ενδιαφέροντος. 
Είναι ξεκάθαρο ότι οι δυνατοί άνεμοι έπρεπε να επεκταθούν δυτικά και να γυρίσουν βόρειο -βορειοανατολικά, πριν προκληθεί το ξέσπασμα της φωτιάς. Η γενικά ξηρή φύση των αέριων μαζών που έρχονταν από ην Ανατολική Ευρώπη συνεισέφεραν επίσης στην ανάπτυξη μιας κατάστασης υψηλού κινδύνου πυρκαγιάς. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3α, πέντε μεγάλες και αρκετές μικρότερες φωτιές ήταν ενεργές στις 25 Αυγούστου. 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik10.gif | thumb | right | Σχ.3α ]] 

Ένα κέντρο χαμηλού γεωδυναμικού ύψους εμφανίστηκε στην ανατολική Μεσόγειο, ενώ μια εκτεταμένη περιοχή αντικυκλωνικής κυκλοφορίας επικρατούσε στην κεντρική Ευρώπη. Την ίδια στιγμή η Ελλάδα βρισκόταν ανάμεσα σε πολύ θερμές αέριες μάζες από τη Μέση Ανατολή και μια ζώνη ψυχρότερων αέριων μαζών από τη νοτιο-δυτική Ευρώπη. Αυτές οι συνοπτικές συνθήκες οδήγησαν στη δημιουργία μιας βορειο-ανατολικής ροής στην κεντρική και νότια Ελλάδα σε ένα επίπεδο 850 hPa (περίπου 15.900μ). Ωστόσο κοντά στο έδαφος βόρειοι και βορειο-ανατολικοί άνεμοι επικρατούσαν στο κεντρικό Αιγαίο και την Πελοπόννησο αντίστοιχα (Σχ.2). Δορυφορικές εικόνες επεξεργασμένων δορυφορικών δεδομένων από το ραδιόμετρο AVHRR παρουσιάζονται εδώ επίσης. Επιβεβαιώνουν την επικρατούσα κατεύθυνση του ανέμου μέσα από τον καπνό που προερχόταν από δέκα ξεχωριστές εστίες σε μία μόνο μέρα του Αυγούστου (Σχ.3α). Η τοποθεσία των ενεργών εστιών που διακρίνονται στα δεδομένα από το δορυφόρο συνάδουν επίσης με τους δυνατούς ανέμους που είχε προβλέψει το μοντέλο SKIRON (Σχ.2). Εντέλει, το Σχ. 3β δείχνει το μέγιστο FAPAR κατά το 2007 όπως προκύπτει από συντεθειμένα στοιχεία MERIS δέκα ημερών. Ενώ ο FAPAR ποικίλλει μέσα στο χρόνο ανάλογα με τη θερμοκρασία και την ξηρασία (Knorr κ.ά.,2007) η μέγιστη τιμή του είναι ένας κατάλληλος δείκτης της κυριαρχούσας μορφής βλάστησης στην περιοχή. Η ανάλυση δείχνει έτσι μια περιοχή πιο έντονης βλάστησης στη Δυτική Πελοπόννησο, στην περιοχή των πιο καταστροφικών πυρκαγιών, σε αντίθεση με τις βραχώδεις περιοχές της Ανατολικής Πελοποννήσου που δείχνουν χαμηλότερο FAPAR. Παρά τους δυνατούς ανέμους καμία φωτιά δεν ανιχνεύτηκε στην περιοχή αυτή. 

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik11.gif | thumb | right | Σχ. 3β ]] 

Εκτός από την ταυτοποίηση περιοχών υψηλού κινδύνου πυρκαγιάς, τα πεδία FAPAR είναι επίσης κατάλληλα για την ανίχνευση καμένων περιοχών (Σχ.4). Σαν αποτέλεσμα της μείωσης της πράσινης βιομάζας λόγω της φωτιάς που πέρασε πάνω από την περιοχή, η τιμή FAPAR μειώθηκε πάνω από μεγάλες περιοχές, ιδιαίτερα στην κεντρική και δυτική Πελοπόννησο και την Εύβοια. Η θέση αυτών των περιοχών συνάδει με τη γεωγραφική θέση των πυρκαγιών που παρουσιάζονται στο Σχ.4 και μπορούν να ταυτοποιηθούν από τον καπνό.

[[ Εικόνα: Fk ar1 eik12.png | thumb | right | Το Σχ. 4 δείχνει τις μετεωρολογικές συνθήκες που επικρατούσαν σε 850 hPa στην περιοχή στις 25 Αυγούστου 2007, 1200 UTC προκαλώντας έναν εξαιρετικό κίνδυνο φωτιάς.]] 

'''5) Αξιολόγηση μεθόδου''' 

Όλα τα δεδομένα που παρουσιάστηκαν θα μπορούσαν εύκολα να ενσωματωθούν σε ένα σύστημα προειδοποίησης πυρκαγιάς. Αυτά είναι: τα δεδομένα μετεωρολογικού σταθμού, οι ωριαίες βραχυπρόθεσμες προβλέψεις καιρού, οι ημερήσιες εικόνες AVHRR, και τα 10-ήμερα σύνθετα FAPAR . Προτείνουμε χρήση των δεδομένων με την ακόλουθη σειρά: 

'''1)'''FAPAR δεδομένα θα έπρεπε να χρησιμοποιούνται για να δηλώσουν περιοχές αρκετά υψηλής κάλυψης βλάστησης ενδεικτικής ύπαρξης καύσιμου φορτίου για πυρκαγιά. 

'''2)'''Τα δεδομένα των σταθμών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ελέγξουν συνθήκες ξηρασίας. Οι ιδιαίτερα ξηροί χειμώνες σε συνδυασμό με υψηλό φορτίο καύσης οδηγούν σε υψηλό κίνδυνο πυρκαγιάς. 
'''
'''3)'''Συνήθως, και οι δυο συνθήκες δεν είναι επαρκείς για να προκαλέσουν πράγματι φωτιά. Στην ανάλυση αυτή ο άνεμος παίζει ένα βασικό ρόλο. Ωριαία δεδομένα πρόγνωσης καιρού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να προβλεφθούν τέτοιες συνθήκες ανέμου σε περιοχές υψηλού κινδύνου. 

'''4)'''Υπό αυτές τις συνθήκες πιθανούς πυρκαγιάς, οι ενεργές εστίες μπορούν να ανιχνευτούν χρησιμοποιώντας εικόνες AVHRR που είναι ελεύθερα διαθέσιμες. Η κατεύθυνση του ανέμου μπορεί επίσης να αναχθεί από τις εικόνες αυτές και να συγκριθεί με τις προβλέψεις καιρού. 

'''5)'''Περαιτέρω δεδομένα προβλέψεων καιρού και δεδομένα AVHRR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ελέγχουν τον καιρό που είναι επιρρεπής σε πυρκαγιές και την ύπαρξη πυρκαγιών. 

'''6)'''Αφού έχουν σβήσει οι φωτιές, τα σύνθετα δεδομένα FAPAR μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εκτιμηθεί η αλλαγή της βλάστησης μετά τη φωτιά. Οι πληροφορίες αυτές είναι χρήσιμες για την σωστή κατεύθυνση προσπαθειών αναδάσωσης όπως και να λειτουργήσουν ως εκτίμηση κινδύνου για κατολισθήσεις και πλημμύρες εξαιτίας της μειωμένης ικανότητας κατακράτησης υδάτων στις απογυμνωμένες περιοχές. 

Η εργασία αυτή δείχνει τη χρησιμότητα του FAPAR που προέρχεται από το δορυφόρο όπως και τα δεδομένα από τον αισθητήρα AVHRR, για τον έλεγχο της γενικότερης κατάστασης της βλάστησης, τις ενεργές εστίες, την κατεύθυνση των ανέμων και επομένως την κατεύθυνση του μετώπου της φωτιάς παρατηρώντας τον καπνό. Μετά την κατάσβεση της φωτιάς τα παραπάνω δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν περαιτέρω για τον έλεγχο των κατεστραμμένων περιοχών.

Συγκεκριμένα, πρέπει να σημειωθεί ότι τα δεδομένα από το ραδιόμετρο AVHRR διατίθενται με μηδενικό κόστος και σε υψηλή χρονική διακριτική ικανότητα που επιτρέπει τον έλεγχο των καιρικών συνθηκών, που βοηθούν το ξέσπασμα φωτιάς όπως και τη φυσική αναγέννηση των πληγεισών περιοχών.

Τελικά, είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι σύμφωνα με την ανάλυση αυτή, βασισμένη μόνο στα μετεωρολογικά δεδομένα, οι συνθήκες έμοιαζαν παρόμοιες και στην ανατολική και τη Δυτική Πελοπόννησο. Ωστόσο, μόνο περιοχές του Δυτικού τμήματος της Πελοποννήσου κάηκαν (Gitas κ.ά.,2008). Η ανάλυση των δεδομένων του δορυφόρου αποκάλυψε την ίδια στιγμή ότι οι ανατολικές περιοχές είχαν σημαντικά μικρότερες τιμές FAPAR, εξαιτίας της λιγότερο πυκνής βλάστηση, και ότι καμιά φωτιά δεν ξέσπασε εκεί. Τέτοια αποτελέσματα επιβεβαιώνουν τα συμπεράσματα μιας έρευνας η οποία διεξήχθη στη βόρειο Αυστραλία. Η έρευνα αυτή έδειξε μέσα από λεπτομερή ανάλυση καμένων περιοχών με συνθήκες κλίματος και καλλιεργειών (Spessa κ.ά.,2005) ότι οι πυρκαγιές κυριαρχούν σε περιοχές μέσου ποσοστού βροχοπτώσεων και πυκνότητας βλάστησης. Οι ξηρότερες περιοχές καίγονται σχετικά σπάνια, όπως στο παράδειγμα της ανατολικής Πελοποννήσου. Το φαινόμενο αυτό εξηγείται από τη σχετική έλλειψη στεγνού υλικού η οποία εμποδίζει την ανάπτυξη μιας μικρής εστίας σε ένα εκτεταμένο περιστατικό πυρκαγιάς. Επιπλέον, η ανάλυση των συνοπτικών συνθηκών είναι σημαντική και ο συνδυασμός τους με την τοπική μετεωρολογία είναι ζωτικής σημασίας για την πρόληψη κινδύνου πυρκαγιάς. Εξάλλου, οι συνοπτικές καιρικές συνθήκες μπορούν να προβλεφθούν νωρίτερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια από ότι τα τοπικά φαινόμενα όπως η βροχόπτωση και η ξηρασία εδάφους. Για το λόγο αυτό ο συνδυασμός συνοπτικών και τοπικών φαινομένων μέσα από λειτουργικά αριθμητικά μοντέλα πρόβλεψης καιρού είναι ιδιαίτερα σημαντικός για την πρόβλεψη καιρικών συνθηκών που ευνοούν το ξέσπασμα μεγάλων πυρκαγιών.

[[category:Δασικές Πυρκαγιές]]

H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων

2012-03-04T11:21:44Z

Fkatsamaga:

Συγγραφείς: Μ. Τσακίρη-Στρατή1 , Σ. Τσιούρης2 , Σ. Σιάχαλου3 , Γ. Δοξάνη3 
1. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., Αν. Καθηγήτρια ΑΠΘ, Tμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών(ΤΑΤΜ), Τομέας Κτηματολογίου, Φωτογραμμετρίας και Χαρτογραφίας, martsaki@topo.auth.gr 
2. Γεωπόνος, Καθηγητής ΑΠΘ, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Οικολογίας και Προστασίας Περιβάλλοντος, stsiouri@agro.auth.gr 
3. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., M.T.E., Υπ. Δρ. ΤΑΤΜ-ΑΠΘ, ssiacha@auth.gr,gdoxani@topo.auth.gr 
'''Πηγή''': Α.Π.Θ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ - ΤΜΗΜΑ ΑΤΜ ΥΔΡΟΓΑΙΑ. Τιμητικός Τόμος στον Καθηγητή Χρήστο Τζιμόπουλο

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η διαχείριση υδατικών οικοσυστημάτων και ειδικότερα των ρεμάτων. Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμυρών 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.
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. Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. 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).
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 απόθεση των 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.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

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.
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.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1) 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.

[[ Εικόνα: FYL ar5 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik3.gif | thumb | right ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik4.gif | thumb | right | Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση. ]]

'''''3.2) 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.

'''''3.3) 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 και εκφράζεται από τη σχέση: ΝDVI = IR – R / IR + R
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.
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.

'''''3.4) 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).

'''4) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

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 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 χρήσεων γης 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).

[[category:Παρακολούθηση, χαρτογράφηση και ανάλυση ποταμών, λιμνών και υγροτόπων]]

H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων

2012-03-04T11:21:25Z

Fkatsamaga:

Συγγραφείς: Μ. Τσακίρη-Στρατή1 , Σ. Τσιούρης2 , Σ. Σιάχαλου3 , Γ. Δοξάνη3 
1. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., Αν. Καθηγήτρια ΑΠΘ, Tμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών(ΤΑΤΜ), Τομέας Κτηματολογίου, Φωτογραμμετρίας και Χαρτογραφίας, martsaki@topo.auth.gr 
2. Γεωπόνος, Καθηγητής ΑΠΘ, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Οικολογίας και Προστασίας Περιβάλλοντος, stsiouri@agro.auth.gr 
3. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., M.T.E., Υπ. Δρ. ΤΑΤΜ-ΑΠΘ, ssiacha@auth.gr,gdoxani@topo.auth.gr 
'''Πηγή''': Α.Π.Θ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ - ΤΜΗΜΑ ΑΤΜ ΥΔΡΟΓΑΙΑ. Τιμητικός Τόμος στον Καθηγητή Χρήστο Τζιμόπουλο

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η διαχείριση υδατικών οικοσυστημάτων και ειδικότερα των ρεμάτων. Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμυρών 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.
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. Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. 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).
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 απόθεση των 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.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

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.
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.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1) 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.

[[ Εικόνα: FYL ar5 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik3.gif | thumb | right ]][[ Εικόνα: FYL ar5 eik4.gif | thumb | right | Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση. ]]

'''''3.2) 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.

'''''3.3) 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 και εκφράζεται από τη σχέση: ΝDVI = IR – R / IR + R
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.
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.

'''''3.4) 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).

'''4) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

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 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 χρήσεων γης 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).

[[category:Παρακολούθηση, χαρτογράφηση και ανάλυση ποταμών, λιμνών και υγροτόπων]]

H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων

2012-03-04T11:20:52Z

Fkatsamaga:

H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων

2012-03-04T11:20:11Z

Fkatsamaga:

Συγγραφείς: Μ. Τσακίρη-Στρατή1 , Σ. Τσιούρης2 , Σ. Σιάχαλου3 , Γ. Δοξάνη3 
1. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., Αν. Καθηγήτρια ΑΠΘ, Tμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών(ΤΑΤΜ), Τομέας Κτηματολογίου, Φωτογραμμετρίας και Χαρτογραφίας, martsaki@topo.auth.gr 
2. Γεωπόνος, Καθηγητής ΑΠΘ, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Οικολογίας και Προστασίας Περιβάλλοντος, stsiouri@agro.auth.gr 
3. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., M.T.E., Υπ. Δρ. ΤΑΤΜ-ΑΠΘ, ssiacha@auth.gr,gdoxani@topo.auth.gr 
'''Πηγή''': Α.Π.Θ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ - ΤΜΗΜΑ ΑΤΜ ΥΔΡΟΓΑΙΑ. Τιμητικός Τόμος στον Καθηγητή Χρήστο Τζιμόπουλο

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η διαχείριση υδατικών οικοσυστημάτων και ειδικότερα των ρεμάτων. Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμυρών 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.
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. Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. 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).
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 απόθεση των 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.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

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.
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.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1) 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.

[[ Εικόνα: FYL ar5 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik3.gif | thumb | right ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik4.gif | thumb | right | Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση. ]]

'''''3.2) 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.

'''''3.3) 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 και εκφράζεται από τη σχέση: ΝDVI = IR – R / IR + R
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.
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.

'''''3.4) 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).

'''4) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

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 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 χρήσεων γης 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).

[[category:Παρακολούθηση, χαρτογράφηση και ανάλυση ποταμών, λιμνών και υγροτόπων]]

Αρχείο:FYL ar5 eik4.gif

2012-03-04T11:19:27Z

Fkatsamaga: Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση.

Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση.

H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων

2012-03-04T11:17:08Z

Fkatsamaga: Νέα σελίδα με 'Συγγραφείς: Μ. Τσακίρη-Στρατή1 , Σ. Τσιούρης2 , Σ. Σιάχαλου3 , Γ. Δοξάνη3 1. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., Α...'

Συγγραφείς: Μ. Τσακίρη-Στρατή1 , Σ. Τσιούρης2 , Σ. Σιάχαλου3 , Γ. Δοξάνη3 
1. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., Αν. Καθηγήτρια ΑΠΘ, Tμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών(ΤΑΤΜ), Τομέας Κτηματολογίου, Φωτογραμμετρίας και Χαρτογραφίας, martsaki@topo.auth.gr 
2. Γεωπόνος, Καθηγητής ΑΠΘ, Γεωπονική Σχολή, Εργαστήριο Οικολογίας και Προστασίας Περιβάλλοντος, stsiouri@agro.auth.gr 
3. Αγρ. Τοπογράφος Μηχ., M.T.E., Υπ. Δρ. ΤΑΤΜ-ΑΠΘ, ssiacha@auth.gr,gdoxani@topo.auth.gr 
'''Πηγή''': Α.Π.Θ. ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ - ΤΜΗΜΑ ΑΤΜ ΥΔΡΟΓΑΙΑ. Τιμητικός Τόμος στον Καθηγητή Χρήστο Τζιμόπουλο

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής είναι η διαχείριση υδατικών οικοσυστημάτων και ειδικότερα των ρεμάτων. Ο βασικός ρόλος των ρεμάτων είναι η προστασία από την καταστροφική δράση των πλημμυρών 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.
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. Η συνεχώς αυξανόμενη συσσώρευση πληθυσμού στα αστικά και περιαστικά κέντρα ενίσχυσε την ανάγκη αναζήτησης οικοδομήσιμης γης σε βάρος των φυσικών οικοσυστημάτων. 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).
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 απόθεση των 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.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

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.
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.

'''3) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''3.1) 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.

[[ Εικόνα: FYL ar5 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση. ]]
[[ Εικόνα: FYL ar5 eik3.gif | thumb | right | Εικ.3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση. ]]

'''''3.2) 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.

'''''3.3) 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 και εκφράζεται από τη σχέση: ΝDVI = IR – R / IR + R
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.
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.

'''''3.4) 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).

'''4) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

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 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 χρήσεων γης 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).

[[category:Παρακολούθηση, χαρτογράφηση και ανάλυση ποταμών, λιμνών και υγροτόπων]]

Αρχείο:FYL ar5 eik3.gif

2012-03-04T11:12:26Z

Fkatsamaga: Εικόνα 3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση.

Εικόνα 3. Η εικόνα Natural Color σε τρισδιάστατη απεικόνιση.

Αρχείο:FYL ar5 eik2.gif

2012-03-04T11:11:58Z

Fkatsamaga: Εικόνα 2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση.

Εικόνα 2. Η εικόνα NDVI στην οποία τονίζεται η βλάστηση.

Αρχείο:FYL ar5 eik1.gif

2012-03-04T11:11:37Z

Fkatsamaga: Εικόνα 1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας.

Εικόνα 1. Ψηφιοποίηση ρέματος στην περιοχή της Νεοχωρούδας.

Κατσαμάγκα Τριανταφυλλιά

2012-03-04T11:01:41Z

Fkatsamaga:

<li/> [[ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΠΡΟΒΛΕΨΗΣ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ]] 
<li/> [[ Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση ]] 
<li/> [[ Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα. ]] 
<li/> [[ Η συνεισφορά του Airborne Lidar στην αρχαιολογία: από ταυτοποίηση τοποθεσίας σε έρευνα τοπίου ]] 
<li/> [[ H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων ]] 
<li/> [[ ]] 

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

Η συνεισφορά του Airborne Lidar στην αρχαιολογία: από ταυτοποίηση τοποθεσίας σε έρευνα τοπίου

2012-03-04T11:00:35Z

Fkatsamaga: Νέα σελίδα με ''''On the Airborne Lidar Contribution in Archaeology: from Site Identification toLandscape Investigation''' Συγγραφείς: Nicola Masini1, Rosa Coluzzi2 and R...'

'''On the Airborne Lidar Contribution in Archaeology: from Site Identification toLandscape Investigation''' 
Συγγραφείς: Nicola Masini1, Rosa Coluzzi2 and Rosa Lasaponara2 
1CNR-IBAM (Institute for Archaeological and Architectural Heritage) 
2CNR-IMAA (Institute of Methodologies for Environmental Analysis),Italy 
'''Πηγή''': http://www.intechopen.com/source/pdfs/15810/InTech-On_the_airborne_lidar_contribution_in_archaeology_from_site_identification_to_landscape_investigation.pdf

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η συμβολή της τηλεπισκόπισης στην αρχαιολογία. Ιστορικά, η αεροφωτογραφία υπήρξε η πρώτη τεχνολογία τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιήθηκε εκτεταμένα για την τοπογραφική μελέτη των επιφανειακών αρχαιολογικών ευρημάτων, όπως και για την ανίχνευση υπόγειων αρχαιολογικών οικοδομημάτων μέσω της κατανόησης των ονομαζόμενων «σημαδιών εδάφους» και «"crop marks"» (Crawford, 1929). Τα σημάδια εδάφους είναι αλλαγές σε χρώμα ή υφή λόγω της ύπαρξης επιφανειακών και σε μικρό βάθος ευρημάτων. Τα «"crop marks"» παρουσιάζονται συχνά ως διαφορές σε ύψος ή χρώμα στις καλλιέργειες, οι οποίες είναι υπό πίεση λόγω της έλλειψης νερού ή άλλων θρεπτικών στοιχείων, που οφείλονται στην ύπαρξη πέτρινων οικοδομημάτων στο υπέδαφος. Τα «"crop marks"» μπορούν να σχηματιστούν και πάνω από υγρό και θρεπτικό έδαφος θαμμένων τάφρων και χαντακιών. Τέτοια σημάδια είναι ορατά στις από αέρος φωτογραφίες, ειδικά κατά την περίοδο της άνοιξης.

'''2) Σκοπός της Εφαρμογής'''

Σκοπός της εφαρμογής είναι να αναδειχθεί η χρησιμότητα της διαθέσιμης τεχνολογίας (σαρωτής λέιζερ) στην αρχαιολογία. Για την ακρίβεια η μελέτη επικεντρώνεται στο γεγονός ότι, η διαθεσιμότητα δεδομένων Lidar που συλλέχτηκαν για διαφορετικούς σκοπούς σε διάφορες χώρες σε διαφορετικές χρονικές στιγμές ενθάρρυνε την έρευνα στον τομέα της αρχαιολογίας.
Συγκεκριμένα παρουσιάζονται οι μεθοδολογίες και τα αποτελέσματα της έρευνας σε δύο διαφορετικές τοποθεσίες.

'''3) Η διαθέσιμη τεχνολογία και η χρήση της'''

Στις μέρες μας δύο νέες τεχνολογίες έχουν βελτιώσει κατά πολύ την απόδοση της τηλεπισκόπησης στην αρχαιολογία: (1) η Πολύ Υψηλής Διακριτικής Ικανότητας (VHR) εικόνες δορυφόρου και (2) η από αέρος σάρωση με λέιζερ.
Η εκτόξευση του IKONOS το 1999, του πρώτου δορυφορικού αισθητήρα που αποδίδει εικόνες VHR, άνοιξε νέους δρόμους στον τομέα της αιρχαιο-γεωφυσικής.
Από το 1999 ως σήμερα, η χωρική διακριτική ικανότητα των δορυφορικών δεδομένων έχει αυξηθεί πολύ, παρέχοντας έτσι επίσης πολύτιμη στήριξη στην ανακάλυψη τοποθεσιών μέσω της ανίχνευσης σημαδιών εδάφους/ «καλλιεργειών». Τα πολυφασματικά κανάλια, που είναι διαθέσιμα σε μια διακριτική ικανότητα 4 φορές χαμηλότερη από εκείνη του παγχρωματικού καναλιού, θα μπορούσαν να οξυνθούν (pan-sharpened) χρησιμοποιώντας αλγόριθμους fusion που είναι διαθέσιμοι σε αρκετές ρουτίνες προγραμμάτων επεξεργασίας εικόνας, επιτρέποντάς μας έτσι να δώσουμε έμφαση σε αλλαγές σε υγρασία και βλάστηση, οι οποίες συνδέονται με την παρουσία θαμμένων αρχαιολογικών αποθεμάτων (Lasaponara & Masini,2007).
Η χρήση των αλγόριθμων για την επεξεργασία δεδομένων, από μεθόδους ταξινόμησης σε γεω-στατιστική, από Principal Compoment Analysis (Κύρια Ανάλυση Συνιστωσών) σε convolution filtering, μας διευκολύνει 1) στην εξαγωγή μοτίβων γης χρήσιμων για τις παλαιο-γεωγραφικές και παλαιο-περιβαλλοντικές έρευνες (Masini & Lasaponara, 2006) και (2) στην διάκριση επιφανειακών αρχαιολογικών ευρημάτων από το περιβάλλον τους (DeLaet κ.ά.,2007).
Τα κύρια πλεονεκτήματα των δορυφορικών εικόνων VHR σε σύγκριση με τις αεροφωτογραφίες, είναι η συνοπτική θέα, οι πολυφασματικές ιδιότητες των στοιχείων και η πιθανότητα να εξάγουμε γεω- αναφερμένες πληροφορίες.
Το μεγάλο βήμα της δορυφορικής τεχνολογίας για να φτάσει τη διακριτική ικανότητα των αεροφωτογραφιών φαίνεται να γίνεται στο τέλος με το GeoEye1 (που εκτοξεύτηκε το Σεπτέμβριο του 2008), το οποίο παρέχει εικόνες 41 cm παγχρωματικές και 1,65m πολυφασματικές.
Ωστόσο, για τις αρχαιολογικές εφαρμογές, ο δορυφόρος VHR όπως και οι αεροφωτογραφίες (συμπεριλαμβανομένων των υπερφασματικών δεδομένων ) είναι ακόμα περιοριστικά εργαλεία για την ανίχνευση όλων των πιθανών χαρακτηριστικών πολιτισμικού ενδιαφέροντος.
Αυτό συμβαίνει γιατί υπάρχουν περιοριστικοί παράγοντες, αφού αναφερόμαστε σε αρχαιολογικά ευρήματα που είναι α) καλυμμένα από πυκνή βλάστηση (δάσος, δασύλλιο κλπ.) και β) σε πολλές περιπτώσεις σε microrelief, σε τοποθεσίες απογυμνωμένου εδάφους (bare-ground) που συνδέονται με την παρουσία ανθρωπογενών εργασιών (earthworks) και ευρημάτων σε μικρό βάθος.
Στην πρώτη περίπτωση, οι δορυφορικές εικόνες μπορούν μόνο να ανιχνεύσουν μεγάλα οικοδομήματα καλυμμένα από δάσος. Από αυτή την άποψη, αναφέρουμε την ταυτοποίηση μιας αποικίας των Μάγιας στην ζούγκλα τη Βορειοανατολικής Γουατεμάλα (Garrison κ.ά., 2008).
Όσον αφορά στο δεύτερο περιορισμό, η ορατότητα της micro-relief (μικρο-ανάγλυφο) εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως οι οπτική off-nadir viewing των συλλεγόμενων εικόνων, ο χρόνος λήψης της εικόνας, η γεωμετρία όψης, η γωνία του ήλιου (οι μικροτοπογραφικές διακυμάνσεις του αναγλύφου είναι πιο ευδιάκριτες νωρίς το πρωί ή αργά το απόγευμα) και τα χαρακτηριστικά επιφανείας (η παρουσία χαοτικού οικοδομικού υλικού θα μπορούσε να καταστήσει την ανίχνευση του γεωμετρικού μοτίβου microrelief πολύ δύσκολη, ( Lasaponara & Masini, 2005).
Οι προαναφερθέντες περιοριστικοί παράγοντες των οπτικών εικόνων θα μπορούσαν να ξεπεραστούν μέσω του εναέριου σαρωτή λέιζερ (ALS), ο οποίος αναφέρεται και ως Light Detection and Ranging (LiDAR). Παρέχει άμεσες μετρήσεις κλίμακας που χαρτογραφούνται σε 3D point clouds ανάμεσα σε ένα σαρωτή λέιζερ και την τοπογραφία τη γης.
Οι αισθητήρες ALS μπορούν να διαπεράσουν «τις στέγες» βλάστησης επιτρέποντας την ακριβή μοντελοποίηση της υποκείμενης ανύψωσης εδάφους. Για το λόγο αυτό, είναι ένα πανίσχυρο όπλο για την αναγνώριση και έρευνα της αρχαιολογικής κληρονομιάς στις δασωμένες περιοχές, οι οποίες είναι συνήθως καλά διατηρημένες λόγω της κάλυψης από βλάστηση η οποία προστατεύει τι περιοχές αυτές από τη διάβρωση και από πιθανή ζημιά από μηχανικό όργωμα του εδάφους.
Αυτήν τη στιγμή, μια τοπογραφική έρευνα LiDAR θα μπορούσε να διεξαχθεί με δύο διαφορετικούς τύπους συστημάτων αισθητήρων ALS (Σχήμα 1) : 1) «παραδοσιακούς» σαρωτές ή σαρωτές discrete echo και 2) σαρωτές full-waveform (FW). Ο πρώτος, γενικά, μεταφέρει μόνο την πρώτη και τελευταία ηχώ, χάνοντας έτσι πολλές άλλες αντανακλάσεις. Ο δεύτερος μπορεί να ανιχνεύσει ολόκληρο το echo waveform για κάθε εκπεμπόμενη ακτίνα λέιζερ, προσφέροντας έτσι βελτιωμένες ικανότητες ειδικά σε περιοχές με πολύπλοκη μορφολογία και/ή πυκνή κάλυψη από βλάστηση.
Σήμερα η πλειοψηφία των εκδιδομένων μελετών βασίζεται σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από «παραδοσιακό» ALS, για τη διαχείριση των αρχαιολογικών μνημείων (Barnes, 2003), μελέτες τοπίου (Shell & Roughley, 2004, Challis, 2006) και αρχαιολογικών ερευνών για να απεικονίσουν μικροτοπογραφικές earthworks σε τοποθεσίες bare ground (Corns & Shaw, 2008) και σε δασικές περιοχές (Sittler, 2004, Devereux κ.ά., 2005, Crutchley, 2008, Gallagher& Josephs, 2008).
Η πιθανή χρήση του FW LiDAR για αρχαιολογική χρήση έχει μελετηθεί σε αρκετές μελέτες, μεταξύ των οποίων για χάρη συντομίας, αναφέρουμε τη μελέτη ενός οχυρού στην Εποχή του Μετάλλου που καλύπτεται από πυκνή βλάστηση (Doneus κ.ά., 2008) και τι έρευνες που διεξήχθησαν σε δύο μεσαιωνικές αποικίες, που βρίσκονται σε λοφώδεις περιοχές bare ground (Lasaponara & Masini, 2009, Lasaponara κ.ά., 2010).

[[ Εικόνα: FYL ar4 eik1.gif | thumb | right | Σχ.1 ]]

'''4) Παρουσίαση του παραδοσιακού σαρωτή και του Full-waveform ALS'''

To ALS είναι μια ενεργή τεχνική τηλεπισκόπησης που παρέχει άμεσες μετρήσεις της τοπογραφίας της γης, χαρτογραφημένη σε 3D point clouds. Ο σαρωτής λέιζερ που έχει τοποθετηθεί πάνω σε ένα αεροπλάνο ή ένα ελικόπτερο εκπέμπει παλμούς σχεδόν υπέρυθρους, σε μια συχνότητα από 30.000 ως 100.000 παλμούς το δευτερόλεπτο, σε διαφορετικές κατευθύνσεις κατά την πορεία της πτήσης προς την επιφάνεια του εδάφους. Κάθε παλμός θα μπορούσε να ανακλάται μία ή περισσότερες φορές από αντικείμενα (την επιφάνεια του εδάφους, τη βλάστηση, τα κτήρια κλπ) των οποίων η θέση ορίζεται υπολογίζοντας την καθυστέρηση χρόνου ανάμεσα στην εκπομπή και κάθε ληφθείσα ηχώ, την γωνία τη εκπεμπόμενης ακτίνας λέιζερ και τη θέση του σαρωτή (που αποφασίζεται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα διαφοροποίησης παγκόσμιας θέσης και μια εσωτερική μονάδα μέτρησης).
Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι ASL (σχ.1): i) οι παραδοσιακοί σαρωτές που βασίζονται σε μια διακριτική ηχώ και ii) οι σαρωτές FW. Ο πρώτος ανιχνεύει ένα αντιπροσωπευτικό trigger σήμα για κάθε ακτίνα λέιζερ. (βλ. σχ. 1). Ο δεύτερος ψηφιοποιεί ολόκληρο το κύμα κάθε backscattered παλμού, επιτρέποντας έτσι σε μας να βελτιώσουμε την ταξινόμηση εδαφικών ή μή-εδαφικών αντικειμένων, όπως η χαμηλή βλάστηση, τα κτήρια και άλλες ανθρώπινες κατασκευές που κείτονται στην επιφάνεια του εδάφους (Doneus κ.ά., 2008). Aυτό μας επιτρέπει να ανακτήσουμε DTMs με ακρίβεια μικρότερη του 0,1 μ και έτσι να ανιχνεύσουμε αρχαιολογικά οικοδομήματα και επιχωματώσεις ακόμη και κάτω από πυκνή κάλυψη βλάστησης.

'''5) Το ALS στην αρχαιολογία: αναθεώρηση των εφαρμογών'''

Στο κομμάτι αυτό παρουσιάζεται μια σύντομη αναθεώρηση της εφαρμογής του εναέριου LiDAR στην αρχαιολογία σε διαφορετικές χώρες. Την τελευταία δεκαετία, διάφορες εθνικές οργανώσεις έλαβαν στοιχεία LiDAR για διαφορετικούς σκοπούς ελέγχου, κυρίως σε σχέση με περιβαλλοντικά ζητήματα. Η διαθεσιμότητα αυτών των δεδομένων έχει ενθαρρύνει πολύ την έρευνα στον τομέα της αρχαιολογίας.
Για τους λόγους αυτούς, η πλειοψηφία των μελετών επικεντρώνεται κυρίως στην αξιολόγηση της ικανότητας χρήσης του LiDAR στην Αρχαιολογία και γενικά εκμεταλλεύεται την επεξεργασία δεδομένων που έχει ήδη γίνει για άλλους σκοπούς. Έτσι, αυτή η αναθεώρηση δεν αναφέρεται στην επεξεργασία δεδομένων ή τις μεθοδολογικές προσεγγίσεις καθώς συνήθως αποφεύγονται στη διαθέσιμη βιβλιογραφία, αλλά κάνει μια περίληψη των σημαντικών εμπειριών και αποτελεσμάτων που έχουν καταφέρει αρχαιολόγοι σε διαφορετικά περιβάλλοντα.
Στη συνέχεια αναφέρονται ενδεικτικά κάποιες από αυτές τις χώρες.

'''''5.1) Γερμανία'''''

Μία από τις πρώτες μελέτες για τη χρήση του ASL στην Αρχαιολογία εκδόθηκε από τον Sittler (2004). Οι συγγραφείς εκμεταλλεύτηκαν τα δεδομένα που αποκτήθηκαν (2000-2004) για να ληφθεί ένα σωστό DEM για ολόκληρη τη Γερμανία, στο πλαίσιο του προγράμματος «Land and Survey bureau for the Baden-Wurttenberg State». Το πρόγραμμα αυτό είχε σα σκοπό να παράσχει ένα κατανοητό σετ δεδομένων altimetry με μια διακριτική ικανότητα σχεδόν 1 μέτρο και ακρίβεια σχεδόν 50 εκ. σε ύψος.
Ο Sittler (2004) χρησιμοποίησε μέρος αυτών των δεδομένων για να αναλύσει δασική περιοχή κοντά στο Rastatt (30χλμ νότια του Karlsruhe, στη Νοτιο-δυτική Γερμανία, συμπεριλαμβανομένης και μιας αμμώδους και ξηρής επίπεδης επιφάνειας κοντά στον ποταμό Ρήνο. Οι οπτικές αναλύσεις επέτρεψαν την ανίχνευση μοτίβων των πρώιμων μεσαιωνικών τοπίων, μεταξύ άλλων και χωμάτινων υψωμάτων και κατασκευών με αυλακώσεις και κορυφώσεις. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας την 3D ανάλυση επέκτασης του ArcView 3.2, διεξήχθησαν ποσοτικές αναλύσεις για την εξαγωγή των μεγεθών των ανιχνευόμενων κατασκευών, όπως περιοχή επιφανείας, όγκος, μήκος και πλάτος των κορυφώσεων και αυλακώσεων καθώς και η σκληρότητα επιφανείας και η διακύμανση.
Βάσει αυτών των επιτυχημένων ερευνών, σαν αποτέλεσμα (Μάιος 2009) το Κρατικό Γραφείο για τη Διαχείριση της Πολιτισμικής Κληρονομιάς του Baden-Wurttemberg, ξεκίνησε ένα τριετές καινούριο πρόγραμμα με σκοπό την απόκτηση ενός αρχαιολογικού χάρτη του Baden-Wurttemberg χρησιμοποιώντας δεδομένα ASL υψηλής διακριτικής ικανότητας, καλύπτοντας μια περιοχή 35.751 χλμ2.
Μέσα από αυτό το πρόγραμμα ο Hesse (2010) ανέπτυξε και εφάρμοσε ένα καινούριο εργαλείο για την αρχαιολογική έρευνα: το Μοντέλο Local Relief (LRM). Βασίζεται στην αφαίρεση μεγάλης κλίμακας μορφολογιών τοπίου από τα δεδομένα, επιτρέποντας έτσι να ανακτούμε τοπικές και μικρής κλίμακας διαφορές ανύψωσης. Συγκεκριμένα, το LMR μετρά σωστά και άμεσα ύψη και όγκους χαρακτηριστικών μικρής κλίμακας και εξάγει λεπτομέρειες τοπικής τοπογραφίας χωρίς τη χρήση πολλαπλών συνδυασμών illumination azimuth και ανύψωσης.

'''''5.2) Ολανδία'''''

Στις Κάτω Χώρες, το Ολλανδικό Υπουργείο Δημόσιων Έργων ξεκίνησε το στήσιμο του λεγόμενου Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN), δηλαδή «Ενημερωμένη βάση δεδομένων ύψους των Κάτω Χωρών». Τα στοιχεία LiDAR συλλέχθηκαν από το 1996 ως το 2004. Η βάση δεδομένων αποτελείται από στοιχεία interpolated airborne laser altimetry που καλύπτουν ολόκληρη τη χώρα και περιέχει τουλάχιστον ένα σημείο ανά 4μ2 έξω από τα δάση και ένα σημείο ανά 16μ2 μέσα στα δάση.
Οι Humme κ.ά., (2006) χρησιμοποίησαν ένα μέρος αυτής τη τράπεζας δεδομένων για να μελετήσουν ένα χωριό της Χάλκινης Περιόδου και ένα παλιό Κέλτικο σύστημα αγρών 2500 ετών κοντά στο Doorwerth (Ανατολικά της Ολλανδίας). Πρότειναν μια μέθοδο να φιλτράρουν τον παράγοντα τοπογραφίας μεγάλη κλίμακας χρησιμοποιώντας μια μέθοδο kriging interpolation. Χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αυτή οι συγγραφείς μεγέθυναν βάσεις δρόμων, μονοπάτια και τα χωμάτινα τείχη που βρίσκονταν περιμετρικά του Κέλτικου συστήματος αγρών.
Οι Van Zijverden και Laan (2003) χρησιμοποίησαν στοιχεία LiDAR για την προγνωστική μοντελοποίηση στα μέρη Holocene της Ολλανδίας (τοποθεσία Eigenblok, στο Δήμο Geldermalsen), επιπλέον της συνήθους πηγής δεδομένων όπως χάρτες εδάφους, γεωμορφολογικούς γεωλογικούς και παλαιογεωγραφικούς.

'''''5.3) Ελλάδα'''''

Στην Ελλάδα, οι Roland και Sarris (2007) χρησιμοποίησαν δεδομένα LiDAR σε συνδυασμό με δεδομένα τηλεπισκόπησης εναέριων πολλαπλών αισθητήρων από το CASI και τον Airborne Thematic Mapper ώστε να να ανιχνεύσουν τη θέση εκτεθειμένων και γνωστών θαμμένων αρχαιολογικών μνημείων στον Ίτανο (Ανατολική Κρήτη). Τα δεδομένα LiDAR αποκτήθηκαν χρησιμοποιώντας έναν εναέριο σαρωτή λέιζερ Optech ALTM 3033 υψηλής διακριτικής ικανότητας με μια πυκνότητα σημείου 1 ανά μ2. Στη μελέτη αυτή το DEM που προήρθε από το LiDAR χρησιμοποιήθηκε για να ταυτοποιήσει την παρουσία νέων αρχαιολογικών χαρακτηριστικών όπως εγκαταλελειμμένες αναβαθμίδες και μια κυκλική καθίζηση.

[[ Εικόνα: FYL ar4 eik2.gif | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik3.gif | thumb | right | Σχ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik4.gif | thumb | right | Σχ.4 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik5.gif | thumb | right | Σχ.5 Ορθοφωτογραφία σε χωρική ανάλυση των 0,15 m ]]
[[ Εικόνα: FYL ar4 eik6.gif | thumb | right | Σχ.6 DTM. Λευκά βέλη υποδεικνύουν το παλαιο-υδρολογικό σύστημα ]]

'''6) Η τελευταία λέξη της τεχνολογίας ALS στην αρχαιολογία'''

''Μια προσέγγιση LiDAR για αρχαιολογικό σκοπό''
Στο επόμενο τμήμα παρουσιάζεται μια μεθοδολογική προσέγγιση βασισμένη στη χρήση FW LiDAR για δύο μελέτες στην Νότια Ιταλία . Η μία είναι το Monte Serico μια τοποθεσία bare-ground που βρίσκεται στη Basilicata και που χρονολογείται από τη Μεσαιωνική Εποχή. Το DTM χρησιμοποιήθηκε για να ταυτοποιήσει την microrelief που σχετίζεται με την αστική υφή του μεσαιωνικού οικισμού.
Η άλλη μελέτη είναι το Δάσος της Incoronata (στην Απούλια) η οποία καλύπτει ένα ενδιαφέρον παλαιο- υδρογραφικό μοτίβο.

'''''1. Monte Serico'''''

To Μόντε Serico είναι μια τοποθεσία που βρίσκεται σε ένα λόφο, σε υψόμετρο περίπου 590 μ. Η ευρύτερη περιοχή χαρακτηρίζεται από λόφους και πεδιάδα που διασχίζεται από τον ποταμό Basentello στη βορειοανατολική πλευρά της Περιφέρειας Basilicata της Νότια Ιταλίας.
Από γεωλογική άποψη, η στρωματογραφική ακολουθία αποτελείται από
άργιλο και άμμο. Σποραδικά ποώδη φυτά μεγαλώνουν πάνω από την περιοχή έρευνας.
Ιστορικές πηγές αναφέρουν ότι γύρω στον 11ο αιώνα, ένα κάστρο χτίστηκε στο λόφο. Το χωριό μαρτυρείται από τον 13ο αιώνα και εγκαταλείφθηκε σταδιακά μεταξύ του τέλους του 14ου και το πρώτο μισό του 15ου αιώνα. Σήμερα τα μόνα κτίρια που διατηρούνται είναι το κάστρο και μια εκκλησία. Στη νότια πλευρά του λόφου, η παρουσία των θρυμματισμένων πήλινων, κεραμικών και οικοδομικών υλικών (όστρακα), υποδεικνύουν την ύπαρξη ενός θαμμένου οικισμού.
Ο τελευταίος έχει ανακαλυφθεί το 1995, μέσω των αεροφωτογραφιών (Masini 1995). Η χρήση των QuickBird εικόνων επέτρεψε να βελτιωθεί η χωρική κατανομή και χαρακτηρισμός του αστικού σχήματος (Lasaponara Masini & 2005).
Μια πιο λεπτομερής ανασυγκρότηση του αστικού ιστού έχει ληφθεί από έρευνα LiDAR
μέσω GEOCART στις 20 Σεπτεμβρίου 2008 με τη χρήση πλήρους κυματομορφής σαρωτή, RIEGL LMS-Q560.
Πραγματοποιήθηκε φιλτράρισμα των εικόνων και ταξινόμηση των στοιχείων του εδάφους. Ως αποτέλεσμα αυτού ήταν η απόκτηση ενός ψηφιακού μοντέλου εδάφους (βλέπε σχ.2).
Η ταυτοποίηση των αρχαιολογικών χώρων έγινε συγκρίνοντας τις εικόνες DTMs.
Αφού προηγουμένως το ίδιο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους υπέστη περαιτέρω μετα-επεξεργασία χρησιμοποιώντας διαφορετικές σκιάσεις, χρησιμοποιώντας δηλαδή διαφορετικές γωνίες φωτισμού (βλέπε σχ.3).
Αυτές οι σκιασμένες DTMs υποβλήθηκαν σε περαιτέρω επεξεργασία χρησιμοποιώντας Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών, τονίζοντας με αυτό τον τρόπο τα αρχαιολογικά χαρακτηριστικά που είχαν γίνει ορατά στις σκιασμένες εικόνες, (βλέπε σχ.4).

'''''2. Πάρκο Incoronata'''''

Η δεύτερη περιοχή μελέτης, είναι το φυσικό πάρκο του Bosco dell’ Incoronata που εκτείνεται σε μια έκταση περίπου 1060 εκτάρια, από τα οποία 162 εκτάρια είναι δασικές εκτάσεις (Quercus pubescens) και 115 εκτάρια λιβάδια.
Η περιοχή μελέτης βρίσκεται 12 χλμ μακριά από τη Foggia στο Tavoliere delle στην Περιφέρεια Απουλίας της Νότιας Ιταλίας.
Η περιοχή έρευνας είναι μια σημαντική περιοχή από φυσιολατρική, ιστορική και αρχαιολογική άποψη. Το Bosco dell'Incoronata είναι ένα αρχαίο δάσος που υπήρχε ακόμη και την μεσαιωνική εποχή, και έχει χαρακτηριστεί από μακρά και έντονη ανθρώπινη δραστηριότητα πιθανώς από την Νεολιθική εποχή ως το Μεσαίωνα (Mazzei, 2003) όπως προκύπτει από τα αρχαιολογικά κατάλοιπα και από την
ιστορική τεκμηρίωση.
Όσον αφορά στη μεσαιωνική εποχή, πιστοποιείται ότι
Φρειδερίκος ο ΙΙ 'Hohenstaufen (26η Δεκεμβρίου του 1194 - 13 Δεκεμβρίου 1250) περνούσε μεγάλες περιόδους στη Foggia, η οποία ήταν μια στρατηγική θέση.
Κατά τη διάρκεια της βασιλείας του δύο βασιλικές κατοικίες, το "Palacium Pantano" στο S. Lorenzo και το "Palacium dell'Incoronata" κατασκευάστηκαν . Και οι δύο βρίσκονταν πολύ κοντά στη Foggia.
Κατά τη διάρκεια των χρόνων το "Palacium Pantano» έχει
διερευνηθεί και εν μέρει αποκατασταθεί, ενώ η θέση του "Palacium dell'Incoronata" εξακολουθεί να είναι άγνωστη μέχρι σήμερα. Θεωρείται ότι η τοποθεσία είναι πολύ κοντά στο Bosco dell'Incoronata και πιθανότατα εντός της μεσαιωνικής δασικής έκτασης η οποία εξακολουθεί να υπάρχει σήμερα και είναι επίσης γνωστή ως
δασική έκταση του Φρειδερίκου. Οι έρευνες κατά κύριο λόγο επικεντρώνονται στον εντοπισμό ιχνών του αρχαίου τοπίου και των παλαιο-περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών.
Οι γνώσεις σχετικά με το παλαιο-τοπίο το οποίο εξακολουθεί να διαθέτει απολιθώματα
στα σύγχρονα τοπία είναι ένα κρίσιμο σημείο και μια πολύτιμη πηγή στοιχείων για την εκτέλεση λεπτομερών αρχαιολογικών ερευνών, για τον προσδιορισμό των περιβαλλοντικών αλλαγών και των σχετικών διαδικασιών.
Δυστυχώς, σε αυτόν τον τομέα τα ίχνη του παρελθόντος καταστρέφονται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες και ελάχιστα είναι ορατά από αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες, λόγω της εντατικής γεωργικής δραστηριότητας σε ολόκληρη την περιοχή. Καλλιεργήσιμες εκτάσεις εμφανίζονται παντού στις εικόνες (βλέπε σχ.5).
Στο σχήμα 5 φαίνονται τα αποτελέσματα των μεγάλων μεταπολεμικών αγροτικών μεταρρυθμίσεων. Αυτή η μακρά και έντονη γεωργική δραστηριότητα, σε συνδυασμό με τη χρήση των γεωργικών μηχανημάτων για την παραγωγή, έχει γενικά καταστρέψει τα ίχνη του παρελθόντος στην περιοχή.
Παρ 'όλα αυτά, λεπτές τοπογραφικές γραμμές στο ανάγλυφο του εδάφους είναι ορατές σε ένα λεπτομερές ψηφιακό μοντέλο εδάφους, (βλέπε σχ.6).
Για να ρίξει φως στο τοπίο, πραγματοποιήθηκε έρευνα που βασίζεται στη χρήση των LiDAR δεδομένων (Lasaponara et al. 2010). Η έρευνα διενεργήθηκε με τη χρήση ενός
πλήρους waveform σαρωτή, RIEGL LMS-Q560. Το DTM που εξάγεται από τα δεδομένα LiDAR απεικονίζει τη γενική τοπογραφία της κοιλάδας και αποκαλύπτει εκτεταμένα γεωμορφολογικά στοιχεία του κάμπου, που δεν είναι ορατά από
τον ορθοφωτοχάρτη. Όπως για παράδειγμα το ευρύ και περίπλοκο σύστημα αποχέτευσης που δείχνει ο κόκκινος κύκλος στο σχ. 6 που κρύβεται από το δάσος. Άλλα στοιχεία όπως παλαιο-κοίτες ποταμών κατά μήκος των σύγχρονων ποταμών και καναλιών, γεωργικές εκτάσεις, είναι επίσης, περισσότερο εμφανή στο DTM σε σχέση με τον ορθοφωτοχάρτη.
Για να προσδιοριστεί καλύτερα το παλαιο-υδρογραφικό μοτίβο, χρησιμοποιήθηκαν σκιάσεις υπό διαφορετικές γωνίες και προέκυψαν νέα DTMs.

'''7) Συμπεράσματα'''

Στο παρόν άρθρο έγινε μια παρουσίαση της χρήσης του Εναέριου Σαρωτή Λέιζερ για αρχαιολογικούς σκοπούς. Συγκεκριμένα, στην αρχή περιγράφηκαν οι δυνατότητες και οι αδυναμίες της διαθέσιμης τεχνολογίας σαρωτή λέιζερ, τη λογική βάση της επεξεργασίας των στοιχείων LiDAR (από το φιλτράρισμα δεδομένων ως την ταξινόμηση) και την υψηλή τεχνολογία του ALS στην Αρχαιολογία. Στη συνέχεια αναλύθηκε η δυνατότητα που παρέχει η χρήση και η επεξεργασία των point clouds που χαρτογραφούνται από έναν εναέριο πλήρους κύματος σαρωτή λέιζερ σε δύο τοποθεσίες αρχαιολογικού και φυσικού ενδιαφέροντος. Τα χαρακτηριστικά τους δεν επέτρεπαν την έρευνα των δύο τοποθεσιών με την ίδια αποδοτικότητα μέσω των τηλεσκοπικών οπτικών δεδομένων.
Το πρώτο είναι ένα άνευ βλάστησης υψίπεδο πάνω σε ένα λόφο, με αρκετές αποδείξεις του μικρο-αναγλύφου που συνδέονται με την ύπαρξη ενός θαμμένου οικισμού που χρονολογείται από το Μεσαίωνα.
Η δεύτερη είναι ένα δάσος το οποίο καλύπτει μια παλαιοαπαστραγγιτική λεκάνη, της οποίας η μελέτη είναι σημαντική για την ανακατασκευή του παλαιοπεριβαλλοντικού σκηνικού.
Η χρησιμοποιούμενη μεθοδολογία έχει βασιστεί σε δύο βασικά βήματα: 1) την ταξινόμηση των επιφανειακών και μη-επιφανειακών αντικειμένων που πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια στρατηγική που βασίζεται σε ένα σετ «filtrations of the filtrate». 2) τη μετα-επεξεργασία που βασίζεται στην σύγκριση των εικόνων DTM που σκιάζονται χρησιμοποιώντας διαφορετικές γωνίες φωτισμού και ακολουθώντας επεξεργασία από PCA (Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών).
Μια τέτοια προσέγγιση μας επέτρεψε να βελτιώσουμε, σεβόμενοι τα διαθέσιμα οπτικά δεδομένα, την ταυτοποίηση και ερμηνεία του : i) μικρο-αναγλύφου για την επαναοικοδόμηση του αστικού σχήματος της μεσαιωνικής τοποθεσίας και ii) τα παλαιοπεριβαλλοντικά χαρακτηριστικά της δασωμένης τοποθεσίας.

[[category:Αρχαιολογία]]

Αρχείο:FYL ar4 eik6.gif

2012-03-04T10:50:44Z

Fkatsamaga: Σχ.6 DTM. Λευκά βέλη υποδεικνύουν το παλαιο-υδρολογικό σύστημα

Σχ.6 DTM. Λευκά βέλη υποδεικνύουν το παλαιο-υδρολογικό σύστημα

Αρχείο:FYL ar4 eik5.gif

2012-03-04T10:50:18Z

Fkatsamaga: Σχ.5 Ορθοφωτογραφία σε χωρική ανάλυση των 0,15 m

Σχ.5 Ορθοφωτογραφία σε χωρική ανάλυση των 0,15 m

Αρχείο:FYL ar4 eik4.gif

2012-03-04T10:49:37Z

Fkatsamaga: Σχ.4

Σχ.4

Αρχείο:FYL ar4 eik3.gif

2012-03-04T10:49:21Z

Fkatsamaga: Σχ.3

Σχ.3

Αρχείο:FYL ar4 eik2.gif

2012-03-04T10:49:01Z

Fkatsamaga: Σχ.2

Σχ.2

Αρχείο:FYL ar4 eik1.gif

2012-03-04T10:46:15Z

Fkatsamaga: Σχ.1

Σχ.1

Κατσαμάγκα Τριανταφυλλιά

2012-03-04T10:39:40Z

Fkatsamaga:

<li/> [[ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΠΥΡΚΑΓΙΑΣ ΜΕ ΤΗ ΒΟΗΘΕΙΑ ΠΡΟΒΛΕΨΗΣ ΤΟΥ ΚΑΙΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ]] 
<li/> [[ Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση ]] 
<li/> [[ Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα. ]] 
<li/> [[ Η συνεισφορά του Airborne Lidar στην αρχαιολογία: από ταυτοποίηση τοποθεσίας σε έρευνα τοπίου ]] 
<li/> [[ H χρήση των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη μελέτη των ρεμάτων ]] 
<li/> [[ Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα. ]] 

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

Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα.

2012-03-04T10:37:03Z

Fkatsamaga:

'''Regional soil erosion risk mapping using RUSLE, GIS and remote sensing: a case study in Miyun Watershed, North China''' 
'''Συγγραφείς''': Tao chen, Rui Niu, Ping-xiang Li, Liang-pei Zhang, Bo Du 
Received: 19 November 2009 / Accepted: 16 August 2010 / Published online: 31 August 2010
Springer-Verlag 2010 
'''Πηγή''': https://springerlink3.metapress.com/content/v70v7071j147858k/resourcesecured/?target=fulltext.pdf&sid=1jxebs221xktnmmkdbpumjib&sh=www.springerlink.com 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης αποτελεί η διάβρωση και υποβάθμιση των εδαφών.
Οι αρνητικές επιδράσεις της πλατιά διαδεδομένης διάβρωσης στην υποβάθμιση του εδάφους, την αγροτική παραγωγή, την ποιότητα του νερού και τα υδρολογικά συστήματα και περιβάλλοντα έχουν αναγνωριστεί εδώ και καιρό ως έντονα προβλήματα ανθρώπινης βιωσιμότητας (La 1998). Έχουν επίσης μακροπρόθεσμες οικονομικές, πολιτικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω των ζημιών που προκαλούν τοπικά και περιφερειακά. Η διάβρωση και η υποβάθμιση δεν μειώνουν μόνο την παραγωγικότητα της γης αλλά και οδηγούν σε μεγαλύτερη ζημιά, αυτή της απώλειας εδάφους.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

Στόχος της εφαρμογής είναι η ποσοτικοποίηση της διάβρωσης του εδάφους χρησιμοποιώντας τον δείκτη RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation, Αναθεωρημένη Παγκόσμια εξίσωση απώλειας εδάφους), την τεχνικής της τηλεπισκόπησης (RS) και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS).
Στη συγκεκριμένη μελέτη επιλέχθηκε η δεξαμενή της Miyun, η οποία βρίσκεται στον ποταμό Chaobaine, παρέχει πόσιμο νερό στο Πεκίνο, το οποίο έχει πληθυσμό 14,93 εκατ.. Φερτά υλικά και θρεπτικά στοιχεία από αγροτικές, χέρσες και δασικές περιοχές, τα οποία εισάγονται στη δεξαμενή μέσω της διάβρωσης αποτελούν τους κύριους παράγοντες μόλυνσης, και έχουν αντίκτυπο στην ασφάλεια των αποθεμάτων νερού του Πεκίνου και τη διαχείριση και διάρκεια ζωής της δεξαμενής. Από πλευράς διάβρωσης , τα εδάφη βρίσκονται υπό σοβαρό κίνδυνο λόγω της λοφώδους τοπογραφίας, των συνθηκών εδάφους ( π.χ. λεπτόκοκκο, χαμηλό σε οργανικά στοιχεία , χαμηλή κάλυψη βλάστησης λόγω του ημί-ξηρού κλίματος) και ακατάλληλες αγροτικές πρακτικές (υπερβολική καλλιέργεια των εδαφών και καλλιέργεια επικλινών περιοχών). Για να προστατευθεί η ποιότητα του νερού είναι απαραίτητο να μειωθεί η διάβρωση στο ανώτερο (stream) της δεξαμενής Miyun. Η εκτίμηση της τρέχουσας κατάστασης διάβρωσης είναι πολύ σημαντική για τον προσδιορισμό των μέτρων που θα εφαρμοστούν. Μάλιστα κρίνεται ότι είναι ζωτικής σημασίας να εκτιμηθεί η κατάσταση της διάβρωσης, ειδικά μια αξιολόγηση κινδύνου σε περιφερειακή κλίμακα για μια βιώσιμη διαχείριση και διατήρηση των αγροτικών περιοχών. Συμπερασματικά, ο σκοπός της μελέτης ήταν να χρησιμοποιηθεί ένα απλοποιημένο μοντέλο RUSLE που να βασίζεται στην ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και του GIS ώστε να αξιολογηθεί άμεσα ο κίνδυνος διάβρωσης και να αναγνωριστούν – εντοπιστούν οι περιοχές που είναι πιο ευάλωτες στη διάβρωση και όπου απαιτείται σχεδιασμός προγραμμάτων συντήρησης εδάφους και εφαρμογή του στο upper watershed της δεξαμενής Miyun στην Κίνα.

'''3) Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πολλά εμπειρικά μοντέλα, τα οποία βασίζονταν σε γεωμορφολογικούς παράγοντες αναπτύχθηκαν στο παρελθόν για να ποσοτικοποιήσουν τη στερεοπαροχή για την αξιολόγηση της διάβρωσης από τον υδροκρίτη. Πολλές άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τη θέτιση προτεραιοτήτων των watersheds. Πρακτικά ο USLE και αργότερα ο Αναθεωρημένος USLE αποτέλεσαν τα πιο πλατιά δεδομένα μοντέλα για την πρόβλεψη της απώλειας (εδάφους). Παραδοσιακά τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τον τοπικό σχεδιασμό προγραμμάτων διατήρησης σε επίπεδο ιδιωτικής ιδιοκτησίας. Οι παράγοντες που χρησιμοποιούνται στα μοντέλα αυτά υπολογίζονταν και εκτιμούνταν συνήθως με βάση μετρήσεις υπαίθρου.
Οι μέθοδοι ποσοτικοποίησης απώλειας εδάφους που βασίζονται σε περιοχές διάβρωσης έχουν πολλούς περιορισμούς όσον αφορά το κόστος, την εκπροσώπηση και την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Δεν μπορούν να μας δώσουν χωρική κατανομή απώλειας εδάφους (διάβρωσης) λόγω του γεγονότος ότι υπάρχουν πολύ λίγα δείγματα σε πολύπλοκα περιβάλλοντα. Επομένως, η χαρτογράφηση της διάβρωσης εδάφους σε μεγάλες περιοχές είναι συνήθως πολύ δύσκολη με αυτές τις παραδοσιακές μεθόδους.
Η χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS κάνει την εκτίμηση και τη χωρική κατανομή της διάβρωσης εδάφους πιο εφικτές με ένα λογικό κόστος και μεγαλύτερη ακρίβεια για τις μεγάλες περιοχές. Οι έρευνες αυτές έδειξαν ότι αυτές οι μέθοδοι παρέχουν σημαντικά καλύτερα αποτελέσματα από ότι οι παραδοσιακές. Γενικά, τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης χρησιμοποιήθηκαν πρωταρχικά για την ανάπτυξη της εικόνας cover management factor μέσω κατατάξεων, land-cover classifications του τοπογραφικού παράγοντα από τα δεδομένα DEM, την παρεμβολή δεδομένων των δειγμάτων της γης και τον υπολογισμό της απώλειας διάβρωσης εδάφους.

'''4) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''4.1) Δεδομένα'''''

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην εν λόγω εργασία είναι: α) εικόνες από τον Landsat ETM+, β) χάρτες χρήσης\κάλυψης γης κλίμακας 1:50000, γ) στοιχεία βροχοπτώσεων από οκτώ (8) μετεωρολογικούς σταθμούς.
Τέσσερα κανάλια εικόνων του Landsat ETM+ με χωρική διακριτική ικανότητα στα 30m, που πάρθηκαν στις 14 και στις 21 Νοεμβρίου του 2005 χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη αυτή. (Πίνακας 1)

Πίνακας 1 εικόνες Landsat ETM+ που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη 

Image no -> Path/Row -> Date 

1 -> 123-031 -> 14 Nov 2005 
2 -> 123-032 -> 14 Nov 2005 
3 -> 124-031 -> 21 Nov 2005 
4 -> 124-032 -> 21 Nov 2005 

Επιπλέον στη μελέτη για τον έλεγχο της διάβρωσης που διεξήχθη διαδοχικά σε εθνική και περιφερειακή κλίμακα στην Κίνα χρησιμοποιήθηκαν τα κατωτέρω πρότυπα.
Στο εθνικό επαγγελματικό πρότυπο SL 190-96 ο κίνδυνος διάβρωσης του εδάφους κατατάσσεται σε έξι επίπεδα σε σχέση με την απώλεια εδάφους.(Πίνακας 2, Υπουργείο Υδατικών Πόρων της Λαικής Δημοκρατίας της Κίνας 1997).

Επίπεδο Κινδύνου διάβρωσης -> Ένταση -> Απώλεια Εδάφους(t ha-1 ya-1) 

Πολύ χαμηλός -> Ελαφριά -> <10 
Χαμηλός -> Λίγη -> 10-25 
Μέτριος -> Μέτρια -> 25-50 
Σοβαρός -> Σοβαρή -> 50-80 
Πολύ σοβαρός -> Πολύ σοβαρή -> 80-150 
Εξαιρετικά σοβαρός -> Εξαιρετικά σοβαρή -> >150 

'''''4.2) Προ-επεξεργασία εικόνων από δορυφόρο'''''

Εκτός από τη γεωμετρική διόρθωση απαιτήθηκε και ατμοσφαιρική διόρθωση για να διατηρηθούν οι εικόνες συνεπείς. Έγινε η επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων με το λογισμικό ENVI 4.4.
Το διανυσματικό επίπεδο DEM με χωρική διακριτική ικανότητα στα 30m παρήχθη από τοπογραφικό χάρτη σε κλίμακα 1:50.000, της Κρατικής Τοπογραφικής Υπηρεσίας της δεκαετίας του 1980.
Οι χάρτες χρήσης\κάλυψης γης σε κλίμακα 1:50.000 της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν ώστε να εκτιμηθούν-αξιολογηθούν τα επίπεδα της κάλυψης χρήσης γης.(Ινστιτούτο Γεωγραφικών Επιστημών και Έρευνας Φυσικών Πόρων CAS το 1989). Οι χρήσεις γης περιλαμβάνουν την καλλιεργήσιμη, τη δασική, τη χέρσα, την υδάτινη, την οικοδομήσιμη, την αμμώδη, την πεδινή, την αλκαλική, την άγονη ή τη βραχώδη γη.

[[ Εικόνα: FYL ar3 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik3.gif | thumb | right | Εικ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik4.gif | thumb | right | Εικ.4 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik5.gif | thumb | right | Εικ.5 ]]

'''''4.3) Η Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''''

Η μελέτη αυτή χρησιμοποιεί το δείκτη (RUSLE), την τεχνική της τηλεπισκόπησης και του (GIS ) για να χαρτογραφήσει τον κίνδυνο διάβρωσης στην Λεκάνη απορροής Miyun στη Βόρειο Κίνα.
Η RUSLE αντιπροσωπεύει το πώς το κλίμα, το έδαφος, η τοπογραφία και
οι χρήσεις γης επηρεάζουν τη διάβρωση του εδάφους και σε συνδυασμό με τη βροχόπτωση επιδρούν στην επιφανειακή απορροή.
Έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα για να εκτιμηθεί η απώλεια του εδάφους και ο κίνδυνος διάβρωσης του εδάφους.
Επιπλέον, μέσω της RUSLE μπορεί να προταθούν καλύτερα σχέδια ανάπτυξης για τον έλεγχο της διάβρωσης της γης κάτω από διαφορετικές συνθήκες- κάλυψης,όπως καλλιεργήσιμες εκτάσεις, λιβάδια, δάσος,κ.α.

Η RUSLE εξίσωση είναι: Α= R x K x L x S x C x P

Όπου Α είναι η μέση απώλεια εδάφους σε t ha-1 ya-1

Οι παράγοντες R ,K ,L ,S ,C ,P είναι παράμετροι διάβρωσης, ειδικότερα:
Ο R είναι παράγοντας διάβρωσης από τη βροχόπτωση, δείχνει την ικανότητα που έχει η βροχή να προκαλέσει διάβρωση.
Ο Κ είναι ο παράγοντας που δείχνει πόσο ευάλωτο είναι το έδαφος στη διάβρωση.
Ο C είναι ο δείκτης κάλυψης και δείχνει την επιρροή των καλλιεργητικών πρακτικών στη διάβρωση του εδάφους.
Ο LS είναι ο παράγοντας του μήκους των πρανών και της κλίσης.

Οι παράμετροι διάβρωσης υπολογίσθηκαν και αξιολογήθηκαν με διαφορετικούς τρόπους: ο χάρτης με παράγοντα R αναπτύχθηκε σύμφωνα με δεδομένα βροχοπτώσεων και με τη βοήθεια του GIS,
ο χάρτης με παράγοντα K παρήχθη από ένα γεωλογικό χάρτη και δείχνει τη χωρική κατανομή της διαβρωσιμότητας,
ο χάρτης με παράγοντα C αναπτύχθηκε από τα στοιχεία τηλεπισκόπησης
χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της BP νευρωνικών δικτύων και την επικύρωση αυτών με έλεγχο υπαίθρου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ο δείκτης βλάστησης και προσαρμογής(NDVI,SAVI). Ο συντελεστής συσχέτισης (r) μεταξύ του ποσοστού του C που προσδιορίστηκε με τη BP νευρωνικού δικτύου και των δεδομένων πεδίου από 30 σημεία δειγματοληψίας.του μετρούμενου πεδίου είναι 0,929 και η τυπική απόκλιση (SD) 0,048.
Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται πως χαρτογραφήθηκε ο παράγοντας C, ως αυτός καθορίστηκε με τη μέθοδο BP νευρωνικού δικτύου.
Οι τιμές του συντελεστή C κυμαίνεται από 0,0041 έως 0,1089 και είναι υψηλότερη σε περιοχές που μπορούν να επηρεαστούν από τον ανθρώπινο παράγοντα.
Μ τη βοήθεια ενός μοντέλου (DEM) με χωρική διακριτική ικανότητα 30μ. που αναπτύχθηκε από έναν τοπογραφικό χάρτη κλίμακας 1:50000 παρήχθεί ο χάρτης παραγόντων LS.
Ο χάρτης με παράγοντα P θεωρήθηκε ως 1 για τη λεκάνη απορροής εφόσον μόνο μια μικρή περιοχή παρουσιάζει πρακτικές συντήρησης.
Ενσωματώνοντας τους χάρτες των 6 παραγόντων στο GIS μέσω pixel- based computing, αποκτήθηκε η χωρική κατανομή απώλειας εδάφους στο ανώτερο επίπεδο της δεξαμενής των αποθεμάτων της Miyun με το μοντέλο RUSLE.
Η μέση απώλεια εδάφους υπολογίστηκε ως το αποτέλεσμα κάθε τιμής pixel πολλαπλασιασμένης επί της περιοχής pixel. Τέλος, ο χάρτης «διοικητικών ορίων» της περιοχής αντιπαρατέθηκε με τον τελικό χάρτη διάβρωσης ώστε να προσδιοριστεί ο κίνδυνος διάβρωσης ανά διοικητική περιοχή. Ο ετήσιος κίνδυνος απώλειας εδάφους για τον υδροκρίτη της δεξαμενής Miyum εκτιμήθηκε στα 9,86 t ha-1 ya-1το 2005.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ετήσια μέση απώλεια εδάφους για το ανώτερο επίπεδο δεξαμενής της Miyun ήταν 9,86 ha-1 το 2005 και μια περιοχή 47,5 Km2 (0,3%) παρουσιάζει έντονο κίνδυνο σοβαρής διάβρωσης, η οποία απαιτεί κατάλληλα μέτρα συντήρησης που να λαμβάνονται ως προτεραιότητα. Η χωρική κατανομή τάξεων κινδύνων διάβρωσης ήταν 66,88% πολύ χαμηλή, 21,90% χαμηλή, 6,19% μέση, 2,90% έντονη και 1,84% πολύ έντονη. Ανάμεσα σε όλες τις περιφέρειες και πόλεις που μελετήθηκαν, η Huairou County βρίσκεται στην περιοχή κινδύνου διάβρωσης με το μεγαλύτερο βαθμό, με σχεδόν 39,6% της γης να υποφέρει από διάβρωση, ενώ η περιοχή Guyuan βρίσκεται στο κατώτερο επίπεδο κινδύνου με 17,97% διάβρωση εδάφους το 2005. Επομένως οι περιοχές που βρίσκονται στην ομάδα με τον υψηλότερο κίνδυνο διάβρωσης χρειάζονται άμεση αντιμετώπιση από άποψη διατήρησης εδάφους.

'''5) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

Ο στόχος της μελέτης αυτής ήταν να αξιολογηθεί ο κίνδυνος διάβρωσης της Λεκάνης Απορροής Miyum (B. Κίνα) για τον σχεδιασμό κατάλληλων μέτρων διατήρησης. Το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της μέσης ετήσιας απώλειας εδάφους ήταν ο RUSLE. Με έναν πολύ καλό βαθμό συσχέτισης 0,929 η μέθοδος προσφέρει μια αξιόπιστη εκτίμηση του παράγοντα C σε μια βάση pixel-by-pixel, που είναι χρήσιμη για τη χωρική μοντελοποίηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας το μοντέλο RUSLE. Με βάση το BP neural δίκτυο οι τιμές του παράγοντα C μπορούν να εκτιμηθούν εύκολα μέσω δεδομένων τηλεπισκόπησης και της χωρικής κατανομής τους.
Τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης κινδύνου διάβρωσης δείχνουν πως ο κίνδυνος είναι υψηλότερος στα Β.Δ. από ότι στα Ν.Α. της λεκάνης απορροής.
Στην περιοχή αυτή πρέπει να δοθεί προτεραιότητα για την προστασία των δασών και την αναδάσωση των επικλινών άγονων περιοχών και να μεγιστοποιηθεί η κάλυψη της βλάστησης με κυκλικές πρακτικές στις αγροτικές περιοχές. Ο παραγόμενος χάρτης απώλειας εδάφους μπορεί επίσης να υποδείξει περιοχές υψηλού κινδύνου διάβρωσης στους περιβαλλοντολόγους και αυτούς που λαμβάνουν αποφάσεις.

[[category:Υποβάθμιση εδαφών]]

Κατσαμάγκα Τριανταφυλλιά

2012-03-04T10:32:24Z

Fkatsamaga:

Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα.

2012-03-04T10:31:35Z

Fkatsamaga:

'''Regional soil erosion risk mapping using RUSLE, GIS and remote sensing: a case study in Miyun Watershed, North China''' 
'''Συγγραφείς''': Tao chen, Rui Niu, Ping-xiang Li, Liang-pei Zhang, Bo Du 
Received: 19 November 2009 / Accepted: 16 August 2010 / Published online: 31 August 2010
Springer-Verlag 2010 
'''Πηγή''': https://springerlink3.metapress.com/content/v70v7071j147858k/resourcesecured/?target=fulltext.pdf&sid=1jxebs221xktnmmkdbpumjib&sh=www.springerlink.com 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης αποτελεί η διάβρωση και υποβάθμιση των εδαφών.
Οι αρνητικές επιδράσεις της πλατιά διαδεδομένης διάβρωσης στην υποβάθμιση του εδάφους, την αγροτική παραγωγή, την ποιότητα του νερού και τα υδρολογικά συστήματα και περιβάλλοντα έχουν αναγνωριστεί εδώ και καιρό ως έντονα προβλήματα ανθρώπινης βιωσιμότητας (La 1998). Έχουν επίσης μακροπρόθεσμες οικονομικές, πολιτικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω των ζημιών που προκαλούν τοπικά και περιφερειακά. Η διάβρωση και η υποβάθμιση δεν μειώνουν μόνο την παραγωγικότητα της γης αλλά και οδηγούν σε μεγαλύτερη ζημιά, αυτή της απώλειας εδάφους.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

Στόχος της εφαρμογής είναι η ποσοτικοποίηση της διάβρωσης του εδάφους χρησιμοποιώντας τον δείκτη RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation, Αναθεωρημένη Παγκόσμια εξίσωση απώλειας εδάφους), την τεχνικής της τηλεπισκόπησης (RS) και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS).
Στη συγκεκριμένη μελέτη επιλέχθηκε η δεξαμενή της Miyun, η οποία βρίσκεται στον ποταμό Chaobaine, παρέχει πόσιμο νερό στο Πεκίνο, το οποίο έχει πληθυσμό 14,93 εκατ.. Φερτά υλικά και θρεπτικά στοιχεία από αγροτικές, χέρσες και δασικές περιοχές, τα οποία εισάγονται στη δεξαμενή μέσω της διάβρωσης αποτελούν τους κύριους παράγοντες μόλυνσης, και έχουν αντίκτυπο στην ασφάλεια των αποθεμάτων νερού του Πεκίνου και τη διαχείριση και διάρκεια ζωής της δεξαμενής. Από πλευράς διάβρωσης , τα εδάφη βρίσκονται υπό σοβαρό κίνδυνο λόγω της λοφώδους τοπογραφίας, των συνθηκών εδάφους ( π.χ. λεπτόκοκκο, χαμηλό σε οργανικά στοιχεία , χαμηλή κάλυψη βλάστησης λόγω του ημί-ξηρού κλίματος) και ακατάλληλες αγροτικές πρακτικές (υπερβολική καλλιέργεια των εδαφών και καλλιέργεια επικλινών περιοχών). Για να προστατευθεί η ποιότητα του νερού είναι απαραίτητο να μειωθεί η διάβρωση στο ανώτερο (stream) της δεξαμενής Miyun. Η εκτίμηση της τρέχουσας κατάστασης διάβρωσης είναι πολύ σημαντική για τον προσδιορισμό των μέτρων που θα εφαρμοστούν. Μάλιστα κρίνεται ότι είναι ζωτικής σημασίας να εκτιμηθεί η κατάσταση της διάβρωσης, ειδικά μια αξιολόγηση κινδύνου σε περιφερειακή κλίμακα για μια βιώσιμη διαχείριση και διατήρηση των αγροτικών περιοχών. Συμπερασματικά, ο σκοπός της μελέτης ήταν να χρησιμοποιηθεί ένα απλοποιημένο μοντέλο RUSLE που να βασίζεται στην ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και του GIS ώστε να αξιολογηθεί άμεσα ο κίνδυνος διάβρωσης και να αναγνωριστούν – εντοπιστούν οι περιοχές που είναι πιο ευάλωτες στη διάβρωση και όπου απαιτείται σχεδιασμός προγραμμάτων συντήρησης εδάφους και εφαρμογή του στο upper watershed της δεξαμενής Miyun στην Κίνα.

'''3) Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πολλά εμπειρικά μοντέλα, τα οποία βασίζονταν σε γεωμορφολογικούς παράγοντες αναπτύχθηκαν στο παρελθόν για να ποσοτικοποιήσουν τη στερεοπαροχή για την αξιολόγηση της διάβρωσης από τον υδροκρίτη. Πολλές άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τη θέτιση προτεραιοτήτων των watersheds. Πρακτικά ο USLE και αργότερα ο Αναθεωρημένος USLE αποτέλεσαν τα πιο πλατιά δεδομένα μοντέλα για την πρόβλεψη της απώλειας (εδάφους). Παραδοσιακά τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τον τοπικό σχεδιασμό προγραμμάτων διατήρησης σε επίπεδο ιδιωτικής ιδιοκτησίας. Οι παράγοντες που χρησιμοποιούνται στα μοντέλα αυτά υπολογίζονταν και εκτιμούνταν συνήθως με βάση μετρήσεις υπαίθρου.
Οι μέθοδοι ποσοτικοποίησης απώλειας εδάφους που βασίζονται σε περιοχές διάβρωσης έχουν πολλούς περιορισμούς όσον αφορά το κόστος, την εκπροσώπηση και την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Δεν μπορούν να μας δώσουν χωρική κατανομή απώλειας εδάφους (διάβρωσης) λόγω του γεγονότος ότι υπάρχουν πολύ λίγα δείγματα σε πολύπλοκα περιβάλλοντα. Επομένως, η χαρτογράφηση της διάβρωσης εδάφους σε μεγάλες περιοχές είναι συνήθως πολύ δύσκολη με αυτές τις παραδοσιακές μεθόδους.
Η χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS κάνει την εκτίμηση και τη χωρική κατανομή της διάβρωσης εδάφους πιο εφικτές με ένα λογικό κόστος και μεγαλύτερη ακρίβεια για τις μεγάλες περιοχές. Οι έρευνες αυτές έδειξαν ότι αυτές οι μέθοδοι παρέχουν σημαντικά καλύτερα αποτελέσματα από ότι οι παραδοσιακές. Γενικά, τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης χρησιμοποιήθηκαν πρωταρχικά για την ανάπτυξη της εικόνας cover management factor μέσω κατατάξεων, land-cover classifications του τοπογραφικού παράγοντα από τα δεδομένα DEM, την παρεμβολή δεδομένων των δειγμάτων της γης και τον υπολογισμό της απώλειας διάβρωσης εδάφους.

'''4) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''4.1) Δεδομένα'''''

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην εν λόγω εργασία είναι: α) εικόνες από τον Landsat ETM+, β) χάρτες χρήσης\κάλυψης γης κλίμακας 1:50000, γ) στοιχεία βροχοπτώσεων από οκτώ (8) μετεωρολογικούς σταθμούς.
Τέσσερα κανάλια εικόνων του Landsat ETM+ με χωρική διακριτική ικανότητα στα 30m, που πάρθηκαν στις 14 και στις 21 Νοεμβρίου του 2005 χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη αυτή. (Πίνακας 1)

Πίνακας 1 εικόνες Landsat ETM+ που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη 

Image no Path/Row Date 

1 123-031 14 Nov 2005 
2 123-032 14 Nov 2005 
3 124-031 21 Nov 2005 
4 124-032 21 Nov 2005 

Επιπλέον στη μελέτη για τον έλεγχο της διάβρωσης που διεξήχθη διαδοχικά σε εθνική και περιφερειακή κλίμακα στην Κίνα χρησιμοποιήθηκαν τα κατωτέρω πρότυπα.
Στο εθνικό επαγγελματικό πρότυπο SL 190-96 ο κίνδυνος διάβρωσης του εδάφους κατατάσσεται σε έξι επίπεδα σε σχέση με την απώλεια εδάφους.(Πίνακας 2, Υπουργείο Υδατικών Πόρων της Λαικής Δημοκρατίας της Κίνας 1997).

Επίπεδο Κινδύνου διάβρωσης Ένταση Απώλεια Εδάφους(t ha-1 ya-1) 

Πολύ χαμηλός Ελαφριά <10 
Χαμηλός Λίγη 10-25 
Μέτριος Μέτρια 25-50 
Σοβαρός Σοβαρή 50-80 
Πολύ σοβαρός Πολύ σοβαρή 80-150 
Εξαιρετικά σοβαρός Εξαιρετικά σοβαρή >150 

'''''4.2) Προ-επεξεργασία εικόνων από δορυφόρο'''''

Εκτός από τη γεωμετρική διόρθωση απαιτήθηκε και ατμοσφαιρική διόρθωση για να διατηρηθούν οι εικόνες συνεπείς. Έγινε η επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων με το λογισμικό ENVI 4.4.
Το διανυσματικό επίπεδο DEM με χωρική διακριτική ικανότητα στα 30m παρήχθη από τοπογραφικό χάρτη σε κλίμακα 1:50.000, της Κρατικής Τοπογραφικής Υπηρεσίας της δεκαετίας του 1980.
Οι χάρτες χρήσης\κάλυψης γης σε κλίμακα 1:50.000 της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν ώστε να εκτιμηθούν-αξιολογηθούν τα επίπεδα της κάλυψης χρήσης γης.(Ινστιτούτο Γεωγραφικών Επιστημών και Έρευνας Φυσικών Πόρων CAS το 1989). Οι χρήσεις γης περιλαμβάνουν την καλλιεργήσιμη, τη δασική, τη χέρσα, την υδάτινη, την οικοδομήσιμη, την αμμώδη, την πεδινή, την αλκαλική, την άγονη ή τη βραχώδη γη.

[[ Εικόνα: FYL ar3 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik3.gif | thumb | right | Εικ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik4.gif | thumb | right | Εικ.4 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik5.gif | thumb | right | Εικ.5 ]]

'''''4.3) Η Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''''

Η μελέτη αυτή χρησιμοποιεί το δείκτη (RUSLE), την τεχνική της τηλεπισκόπησης και του (GIS ) για να χαρτογραφήσει τον κίνδυνο διάβρωσης στην Λεκάνη απορροής Miyun στη Βόρειο Κίνα.
Η RUSLE αντιπροσωπεύει το πώς το κλίμα, το έδαφος, η τοπογραφία και
οι χρήσεις γης επηρεάζουν τη διάβρωση του εδάφους και σε συνδυασμό με τη βροχόπτωση επιδρούν στην επιφανειακή απορροή.
Έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα για να εκτιμηθεί η απώλεια του εδάφους και ο κίνδυνος διάβρωσης του εδάφους.
Επιπλέον, μέσω της RUSLE μπορεί να προταθούν καλύτερα σχέδια ανάπτυξης για τον έλεγχο της διάβρωσης της γης κάτω από διαφορετικές συνθήκες- κάλυψης,όπως καλλιεργήσιμες εκτάσεις, λιβάδια, δάσος,κ.α.

Η RUSLE εξίσωση είναι: Α= R x K x L x S x C x P

Όπου Α είναι η μέση απώλεια εδάφους σε t ha-1 ya-1

Οι παράγοντες R ,K ,L ,S ,C ,P είναι παράμετροι διάβρωσης, ειδικότερα:
Ο R είναι παράγοντας διάβρωσης από τη βροχόπτωση, δείχνει την ικανότητα που έχει η βροχή να προκαλέσει διάβρωση.
Ο Κ είναι ο παράγοντας που δείχνει πόσο ευάλωτο είναι το έδαφος στη διάβρωση.
Ο C είναι ο δείκτης κάλυψης και δείχνει την επιρροή των καλλιεργητικών πρακτικών στη διάβρωση του εδάφους.
Ο LS είναι ο παράγοντας του μήκους των πρανών και της κλίσης.

Οι παράμετροι διάβρωσης υπολογίσθηκαν και αξιολογήθηκαν με διαφορετικούς τρόπους: ο χάρτης με παράγοντα R αναπτύχθηκε σύμφωνα με δεδομένα βροχοπτώσεων και με τη βοήθεια του GIS,
ο χάρτης με παράγοντα K παρήχθη από ένα γεωλογικό χάρτη και δείχνει τη χωρική κατανομή της διαβρωσιμότητας,
ο χάρτης με παράγοντα C αναπτύχθηκε από τα στοιχεία τηλεπισκόπησης
χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της BP νευρωνικών δικτύων και την επικύρωση αυτών με έλεγχο υπαίθρου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ο δείκτης βλάστησης και προσαρμογής(NDVI,SAVI). Ο συντελεστής συσχέτισης (r) μεταξύ του ποσοστού του C που προσδιορίστηκε με τη BP νευρωνικού δικτύου και των δεδομένων πεδίου από 30 σημεία δειγματοληψίας.του μετρούμενου πεδίου είναι 0,929 και η τυπική απόκλιση (SD) 0,048.
Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται πως χαρτογραφήθηκε ο παράγοντας C, ως αυτός καθορίστηκε με τη μέθοδο BP νευρωνικού δικτύου.
Οι τιμές του συντελεστή C κυμαίνεται από 0,0041 έως 0,1089 και είναι υψηλότερη σε περιοχές που μπορούν να επηρεαστούν από τον ανθρώπινο παράγοντα.
Μ τη βοήθεια ενός μοντέλου (DEM) με χωρική διακριτική ικανότητα 30μ. που αναπτύχθηκε από έναν τοπογραφικό χάρτη κλίμακας 1:50000 παρήχθεί ο χάρτης παραγόντων LS.
Ο χάρτης με παράγοντα P θεωρήθηκε ως 1 για τη λεκάνη απορροής εφόσον μόνο μια μικρή περιοχή παρουσιάζει πρακτικές συντήρησης.
Ενσωματώνοντας τους χάρτες των 6 παραγόντων στο GIS μέσω pixel- based computing, αποκτήθηκε η χωρική κατανομή απώλειας εδάφους στο ανώτερο επίπεδο της δεξαμενής των αποθεμάτων της Miyun με το μοντέλο RUSLE.
Η μέση απώλεια εδάφους υπολογίστηκε ως το αποτέλεσμα κάθε τιμής pixel πολλαπλασιασμένης επί της περιοχής pixel. Τέλος, ο χάρτης «διοικητικών ορίων» της περιοχής αντιπαρατέθηκε με τον τελικό χάρτη διάβρωσης ώστε να προσδιοριστεί ο κίνδυνος διάβρωσης ανά διοικητική περιοχή. Ο ετήσιος κίνδυνος απώλειας εδάφους για τον υδροκρίτη της δεξαμενής Miyum εκτιμήθηκε στα 9,86 t ha-1 ya-1το 2005.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ετήσια μέση απώλεια εδάφους για το ανώτερο επίπεδο δεξαμενής της Miyun ήταν 9,86 ha-1 το 2005 και μια περιοχή 47,5 Km2 (0,3%) παρουσιάζει έντονο κίνδυνο σοβαρής διάβρωσης, η οποία απαιτεί κατάλληλα μέτρα συντήρησης που να λαμβάνονται ως προτεραιότητα. Η χωρική κατανομή τάξεων κινδύνων διάβρωσης ήταν 66,88% πολύ χαμηλή, 21,90% χαμηλή, 6,19% μέση, 2,90% έντονη και 1,84% πολύ έντονη. Ανάμεσα σε όλες τις περιφέρειες και πόλεις που μελετήθηκαν, η Huairou County βρίσκεται στην περιοχή κινδύνου διάβρωσης με το μεγαλύτερο βαθμό, με σχεδόν 39,6% της γης να υποφέρει από διάβρωση, ενώ η περιοχή Guyuan βρίσκεται στο κατώτερο επίπεδο κινδύνου με 17,97% διάβρωση εδάφους το 2005. Επομένως οι περιοχές που βρίσκονται στην ομάδα με τον υψηλότερο κίνδυνο διάβρωσης χρειάζονται άμεση αντιμετώπιση από άποψη διατήρησης εδάφους.

'''5) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

Ο στόχος της μελέτης αυτής ήταν να αξιολογηθεί ο κίνδυνος διάβρωσης της Λεκάνης Απορροής Miyum (B. Κίνα) για τον σχεδιασμό κατάλληλων μέτρων διατήρησης. Το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της μέσης ετήσιας απώλειας εδάφους ήταν ο RUSLE. Με έναν πολύ καλό βαθμό συσχέτισης 0,929 η μέθοδος προσφέρει μια αξιόπιστη εκτίμηση του παράγοντα C σε μια βάση pixel-by-pixel, που είναι χρήσιμη για τη χωρική μοντελοποίηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας το μοντέλο RUSLE. Με βάση το BP neural δίκτυο οι τιμές του παράγοντα C μπορούν να εκτιμηθούν εύκολα μέσω δεδομένων τηλεπισκόπησης και της χωρικής κατανομής τους.
Τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης κινδύνου διάβρωσης δείχνουν πως ο κίνδυνος είναι υψηλότερος στα Β.Δ. από ότι στα Ν.Α. της λεκάνης απορροής.
Στην περιοχή αυτή πρέπει να δοθεί προτεραιότητα για την προστασία των δασών και την αναδάσωση των επικλινών άγονων περιοχών και να μεγιστοποιηθεί η κάλυψη της βλάστησης με κυκλικές πρακτικές στις αγροτικές περιοχές. Ο παραγόμενος χάρτης απώλειας εδάφους μπορεί επίσης να υποδείξει περιοχές υψηλού κινδύνου διάβρωσης στους περιβαλλοντολόγους και αυτούς που λαμβάνουν αποφάσεις.

[[category:Υποβάθμιση εδαφών]]

Χαρτογράφηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας RUSLE, GIS, & RS: Η περίπτωση του υδροκρίτη Miyun στη Βόρειο Κίνα.

2012-03-04T10:20:23Z

Fkatsamaga: Νέα σελίδα με ''''Regional soil erosion risk mapping using RUSLE, GIS and remote sensing: a case study in Miyun Watershed, North China''' '''Συγγραφείς''': Tao chen, Rui ...'

'''Regional soil erosion risk mapping using RUSLE, GIS and remote sensing: a case study in Miyun Watershed, North China''' 
'''Συγγραφείς''': Tao chen, Rui Niu, Ping-xiang Li, Liang-pei Zhang, Bo Du 
Received: 19 November 2009 / Accepted: 16 August 2010 / Published online: 31 August 2010
Springer-Verlag 2010 
'''Πηγή''': https://springerlink3.metapress.com/content/v70v7071j147858k/resourcesecured/?target=fulltext.pdf&sid=1jxebs221xktnmmkdbpumjib&sh=www.springerlink.com 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης αποτελεί η διάβρωση και υποβάθμιση των εδαφών.
Οι αρνητικές επιδράσεις της πλατιά διαδεδομένης διάβρωσης στην υποβάθμιση του εδάφους, την αγροτική παραγωγή, την ποιότητα του νερού και τα υδρολογικά συστήματα και περιβάλλοντα έχουν αναγνωριστεί εδώ και καιρό ως έντονα προβλήματα ανθρώπινης βιωσιμότητας (La 1998). Έχουν επίσης μακροπρόθεσμες οικονομικές, πολιτικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω των ζημιών που προκαλούν τοπικά και περιφερειακά. Η διάβρωση και η υποβάθμιση δεν μειώνουν μόνο την παραγωγικότητα της γης αλλά και οδηγούν σε μεγαλύτερη ζημιά, αυτή της απώλειας εδάφους.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

Στόχος της εφαρμογής είναι η ποσοτικοποίηση της διάβρωσης του εδάφους χρησιμοποιώντας τον δείκτη RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation, Αναθεωρημένη Παγκόσμια εξίσωση απώλειας εδάφους), την τεχνικής της τηλεπισκόπησης (RS) και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS).
Στη συγκεκριμένη μελέτη επιλέχθηκε η δεξαμενή της Miyun, η οποία βρίσκεται στον ποταμό Chaobaine, παρέχει πόσιμο νερό στο Πεκίνο, το οποίο έχει πληθυσμό 14,93 εκατ.. Φερτά υλικά και θρεπτικά στοιχεία από αγροτικές, χέρσες και δασικές περιοχές, τα οποία εισάγονται στη δεξαμενή μέσω της διάβρωσης αποτελούν τους κύριους παράγοντες μόλυνσης, και έχουν αντίκτυπο στην ασφάλεια των αποθεμάτων νερού του Πεκίνου και τη διαχείριση και διάρκεια ζωής της δεξαμενής. Από πλευράς διάβρωσης , τα εδάφη βρίσκονται υπό σοβαρό κίνδυνο λόγω της λοφώδους τοπογραφίας, των συνθηκών εδάφους ( π.χ. λεπτόκοκκο, χαμηλό σε οργανικά στοιχεία , χαμηλή κάλυψη βλάστησης λόγω του ημί-ξηρού κλίματος) και ακατάλληλες αγροτικές πρακτικές (υπερβολική καλλιέργεια των εδαφών και καλλιέργεια επικλινών περιοχών). Για να προστατευθεί η ποιότητα του νερού είναι απαραίτητο να μειωθεί η διάβρωση στο ανώτερο (stream) της δεξαμενής Miyun. Η εκτίμηση της τρέχουσας κατάστασης διάβρωσης είναι πολύ σημαντική για τον προσδιορισμό των μέτρων που θα εφαρμοστούν. Μάλιστα κρίνεται ότι είναι ζωτικής σημασίας να εκτιμηθεί η κατάσταση της διάβρωσης, ειδικά μια αξιολόγηση κινδύνου σε περιφερειακή κλίμακα για μια βιώσιμη διαχείριση και διατήρηση των αγροτικών περιοχών. Συμπερασματικά, ο σκοπός της μελέτης ήταν να χρησιμοποιηθεί ένα απλοποιημένο μοντέλο RUSLE που να βασίζεται στην ενσωμάτωση της τηλεπισκόπησης και του GIS ώστε να αξιολογηθεί άμεσα ο κίνδυνος διάβρωσης και να αναγνωριστούν – εντοπιστούν οι περιοχές που είναι πιο ευάλωτες στη διάβρωση και όπου απαιτείται σχεδιασμός προγραμμάτων συντήρησης εδάφους και εφαρμογή του στο upper watershed της δεξαμενής Miyun στην Κίνα.

'''3) Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πολλά εμπειρικά μοντέλα, τα οποία βασίζονταν σε γεωμορφολογικούς παράγοντες αναπτύχθηκαν στο παρελθόν για να ποσοτικοποιήσουν τη στερεοπαροχή για την αξιολόγηση της διάβρωσης από τον υδροκρίτη. Πολλές άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούνται για τη θέτιση προτεραιοτήτων των watersheds. Πρακτικά ο USLE και αργότερα ο Αναθεωρημένος USLE αποτέλεσαν τα πιο πλατιά δεδομένα μοντέλα για την πρόβλεψη της απώλειας (εδάφους). Παραδοσιακά τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τον τοπικό σχεδιασμό προγραμμάτων διατήρησης σε επίπεδο ιδιωτικής ιδιοκτησίας. Οι παράγοντες που χρησιμοποιούνται στα μοντέλα αυτά υπολογίζονταν και εκτιμούνταν συνήθως με βάση μετρήσεις υπαίθρου.
Οι μέθοδοι ποσοτικοποίησης απώλειας εδάφους που βασίζονται σε περιοχές διάβρωσης έχουν πολλούς περιορισμούς όσον αφορά το κόστος, την εκπροσώπηση και την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Δεν μπορούν να μας δώσουν χωρική κατανομή απώλειας εδάφους (διάβρωσης) λόγω του γεγονότος ότι υπάρχουν πολύ λίγα δείγματα σε πολύπλοκα περιβάλλοντα. Επομένως, η χαρτογράφηση της διάβρωσης εδάφους σε μεγάλες περιοχές είναι συνήθως πολύ δύσκολη με αυτές τις παραδοσιακές μεθόδους.
Η χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS κάνει την εκτίμηση και τη χωρική κατανομή της διάβρωσης εδάφους πιο εφικτές με ένα λογικό κόστος και μεγαλύτερη ακρίβεια για τις μεγάλες περιοχές. Οι έρευνες αυτές έδειξαν ότι αυτές οι μέθοδοι παρέχουν σημαντικά καλύτερα αποτελέσματα από ότι οι παραδοσιακές. Γενικά, τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης χρησιμοποιήθηκαν πρωταρχικά για την ανάπτυξη της εικόνας cover management factor μέσω κατατάξεων, land-cover classifications του τοπογραφικού παράγοντα από τα δεδομένα DEM, την παρεμβολή δεδομένων των δειγμάτων της γης και τον υπολογισμό της απώλειας διάβρωσης εδάφους.

'''4) Υλικά και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''4.1) Δεδομένα'''''

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην εν λόγω εργασία είναι: α) εικόνες από τον Landsat ETM+, β) χάρτες χρήσης\κάλυψης γης κλίμακας 1:50000, γ) στοιχεία βροχοπτώσεων από οκτώ (8) μετεωρολογικούς σταθμούς.
Τέσσερα κανάλια εικόνων του Landsat ETM+ με χωρική διακριτική ικανότητα στα 30m, που πάρθηκαν στις 14 και στις 21 Νοεμβρίου του 2005 χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη αυτή. (Πίνακας 1)

Πίνακας 1 εικόνες Landsat ETM+ που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη

Image no Path/Row Date

1 123-031 14 Nov 2005
2 123-032 14 Nov 2005
3 124-031 21 Nov 2005
4 124-032 21 Nov 2005

Επιπλέον στη μελέτη για τον έλεγχο της διάβρωσης που διεξήχθη διαδοχικά σε εθνική και περιφερειακή κλίμακα στην Κίνα χρησιμοποιήθηκαν τα κατωτέρω πρότυπα.
Στο εθνικό επαγγελματικό πρότυπο SL 190-96 ο κίνδυνος διάβρωσης του εδάφους κατατάσσεται σε έξι επίπεδα σε σχέση με την απώλεια εδάφους. (Πίνακας 2, Υπουργείο Υδατικών Πόρων της Λαικής Δημοκρατίας της Κίνας 1997).

Επίπεδο Κινδύνου διάβρωσης Ένταση Απώλεια Εδάφους(t ha-1 ya-1)

Πολύ χαμηλός Ελαφριά <10
Χαμηλός Λίγη 10-25
Μέτριος Μέτρια 25-50
Σοβαρός Σοβαρή 50-80
Πολύ σοβαρός Πολύ σοβαρή 80-150
Εξαιρετικά σοβαρός Εξαιρετικά σοβαρή >150

'''''4.2) Προ-επεξεργασία εικόνων από δορυφόρο'''''

Εκτός από τη γεωμετρική διόρθωση απαιτήθηκε και ατμοσφαιρική διόρθωση για να διατηρηθούν οι εικόνες συνεπείς. Έγινε η επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων με το λογισμικό ENVI 4.4.
Το διανυσματικό επίπεδο DEM με χωρική διακριτική ικανότητα στα 30m παρήχθη από τοπογραφικό χάρτη σε κλίμακα 1:50.000, της Κρατικής Τοπογραφικής Υπηρεσίας της δεκαετίας του 1980.
Οι χάρτες χρήσης\κάλυψης γης σε κλίμακα 1:50.000 της περιοχής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν ώστε να εκτιμηθούν-αξιολογηθούν τα επίπεδα της κάλυψης χρήσης γης.(Ινστιτούτο Γεωγραφικών Επιστημών και Έρευνας Φυσικών Πόρων CAS το 1989). Οι χρήσεις γης περιλαμβάνουν την καλλιεργήσιμη, τη δασική, τη χέρσα, την υδάτινη, την οικοδομήσιμη, την αμμώδη, την πεδινή, την αλκαλική, την άγονη ή τη βραχώδη γη.

[[ Εικόνα: FYL ar3 eik1.gif | thumb | right | Εικ.1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik2.gif | thumb | right | Εικ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik3.gif | thumb | right | Εικ.3 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik4.gif | thumb | right | Εικ.4 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar3 eik5.gif | thumb | right | Εικ.5 ]]

'''''4.3) Η Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''''

Η μελέτη αυτή χρησιμοποιεί το δείκτη (RUSLE), την τεχνική της τηλεπισκόπησης και του (GIS ) για να χαρτογραφήσει τον κίνδυνο διάβρωσης στην Λεκάνη απορροής Miyun στη Βόρειο Κίνα.
Η RUSLE αντιπροσωπεύει το πώς το κλίμα, το έδαφος, η τοπογραφία και
οι χρήσεις γης επηρεάζουν τη διάβρωση του εδάφους και σε συνδυασμό με τη βροχόπτωση επιδρούν στην επιφανειακή απορροή.
Έχει χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα για να εκτιμηθεί η απώλεια του εδάφους και ο κίνδυνος διάβρωσης του εδάφους.
Επιπλέον, μέσω της RUSLE μπορεί να προταθούν καλύτερα σχέδια ανάπτυξης για τον έλεγχο της διάβρωσης της γης κάτω από διαφορετικές συνθήκες- κάλυψης,όπως καλλιεργήσιμες εκτάσεις, λιβάδια, δάσος,κ.α.

Η RUSLE εξίσωση είναι: Α= R x K x L x S x C x P

Όπου Α είναι η μέση απώλεια εδάφους σε t ha-1 ya-1

Οι παράγοντες R ,K ,L ,S ,C ,P είναι παράμετροι διάβρωσης, ειδικότερα:
Ο R είναι παράγοντας διάβρωσης από τη βροχόπτωση, δείχνει την ικανότητα που έχει η βροχή να προκαλέσει διάβρωση.
Ο Κ είναι ο παράγοντας που δείχνει πόσο ευάλωτο είναι το έδαφος στη διάβρωση.
Ο C είναι ο δείκτης κάλυψης και δείχνει την επιρροή των καλλιεργητικών πρακτικών στη διάβρωση του εδάφους.
Ο LS είναι ο παράγοντας του μήκους των πρανών και της κλίσης.

Οι παράμετροι διάβρωσης υπολογίσθηκαν και αξιολογήθηκαν με διαφορετικούς τρόπους: ο χάρτης με παράγοντα R αναπτύχθηκε σύμφωνα με δεδομένα βροχοπτώσεων και με τη βοήθεια του GIS,
ο χάρτης με παράγοντα K παρήχθη από ένα γεωλογικό χάρτη και δείχνει τη χωρική κατανομή της διαβρωσιμότητας,
ο χάρτης με παράγοντα C αναπτύχθηκε από τα στοιχεία τηλεπισκόπησης
χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της BP νευρωνικών δικτύων και την επικύρωση αυτών με έλεγχο υπαίθρου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν ο δείκτης βλάστησης και προσαρμογής(NDVI,SAVI). Ο συντελεστής συσχέτισης (r) μεταξύ του ποσοστού του C που προσδιορίστηκε με τη BP νευρωνικού δικτύου και των δεδομένων πεδίου από 30 σημεία δειγματοληψίας.του μετρούμενου πεδίου είναι 0,929 και η τυπική απόκλιση (SD) 0,048.
Στην παρακάτω εικόνα φαίνεται πως χαρτογραφήθηκε ο παράγοντας C, ως αυτός καθορίστηκε με τη μέθοδο BP νευρωνικού δικτύου.
Οι τιμές του συντελεστή C κυμαίνεται από 0,0041 έως 0,1089 και είναι υψηλότερη σε περιοχές που μπορούν να επηρεαστούν από τον ανθρώπινο παράγοντα.
Μ τη βοήθεια ενός μοντέλου (DEM) με χωρική διακριτική ικανότητα 30μ. που αναπτύχθηκε από έναν τοπογραφικό χάρτη κλίμακας 1:50000 παρήχθεί ο χάρτης παραγόντων LS.
Ο χάρτης με παράγοντα P θεωρήθηκε ως 1 για τη λεκάνη απορροής εφόσον μόνο μια μικρή περιοχή παρουσιάζει πρακτικές συντήρησης.
Ενσωματώνοντας τους χάρτες των 6 παραγόντων στο GIS μέσω pixel- based computing, αποκτήθηκε η χωρική κατανομή απώλειας εδάφους στο ανώτερο επίπεδο της δεξαμενής των αποθεμάτων της Miyun με το μοντέλο RUSLE.
Η μέση απώλεια εδάφους υπολογίστηκε ως το αποτέλεσμα κάθε τιμής pixel πολλαπλασιασμένης επί της περιοχής pixel. Τέλος, ο χάρτης «διοικητικών ορίων» της περιοχής αντιπαρατέθηκε με τον τελικό χάρτη διάβρωσης ώστε να προσδιοριστεί ο κίνδυνος διάβρωσης ανά διοικητική περιοχή. Ο ετήσιος κίνδυνος απώλειας εδάφους για τον υδροκρίτη της δεξαμενής Miyum εκτιμήθηκε στα 9,86 t ha-1 ya-1το 2005.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ετήσια μέση απώλεια εδάφους για το ανώτερο επίπεδο δεξαμενής της Miyun ήταν 9,86 ha-1 το 2005 και μια περιοχή 47,5 Km2 (0,3%) παρουσιάζει έντονο κίνδυνο σοβαρής διάβρωσης, η οποία απαιτεί κατάλληλα μέτρα συντήρησης που να λαμβάνονται ως προτεραιότητα. Η χωρική κατανομή τάξεων κινδύνων διάβρωσης ήταν 66,88% πολύ χαμηλή, 21,90% χαμηλή, 6,19% μέση, 2,90% έντονη και 1,84% πολύ έντονη. Ανάμεσα σε όλες τις περιφέρειες και πόλεις που μελετήθηκαν, η Huairou County βρίσκεται στην περιοχή κινδύνου διάβρωσης με το μεγαλύτερο βαθμό, με σχεδόν 39,6% της γης να υποφέρει από διάβρωση, ενώ η περιοχή Guyuan βρίσκεται στο κατώτερο επίπεδο κινδύνου με 17,97% διάβρωση εδάφους το 2005. Επομένως οι περιοχές που βρίσκονται στην ομάδα με τον υψηλότερο κίνδυνο διάβρωσης χρειάζονται άμεση αντιμετώπιση από άποψη διατήρησης εδάφους.

'''5) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

Ο στόχος της μελέτης αυτής ήταν να αξιολογηθεί ο κίνδυνος διάβρωσης της Λεκάνης Απορροής Miyum (B. Κίνα) για τον σχεδιασμό κατάλληλων μέτρων διατήρησης. Το μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της μέσης ετήσιας απώλειας εδάφους ήταν ο RUSLE. Με έναν πολύ καλό βαθμό συσχέτισης 0,929 η μέθοδος προσφέρει μια αξιόπιστη εκτίμηση του παράγοντα C σε μια βάση pixel-by-pixel, που είναι χρήσιμη για τη χωρική μοντελοποίηση διάβρωσης εδάφους χρησιμοποιώντας το μοντέλο RUSLE. Με βάση το BP neural δίκτυο οι τιμές του παράγοντα C μπορούν να εκτιμηθούν εύκολα μέσω δεδομένων τηλεπισκόπησης και της χωρικής κατανομής τους.
Τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης κινδύνου διάβρωσης δείχνουν πως ο κίνδυνος είναι υψηλότερος στα Β.Δ. από ότι στα Ν.Α. της λεκάνης απορροής.
Στην περιοχή αυτή πρέπει να δοθεί προτεραιότητα για την προστασία των δασών και την αναδάσωση των επικλινών άγονων περιοχών και να μεγιστοποιηθεί η κάλυψη της βλάστησης με κυκλικές πρακτικές στις αγροτικές περιοχές. Ο παραγόμενος χάρτης απώλειας εδάφους μπορεί επίσης να υποδείξει περιοχές υψηλού κινδύνου διάβρωσης στους περιβαλλοντολόγους και αυτούς που λαμβάνουν αποφάσεις.

[[category:Υποβάθμιση εδαφών]]

Αρχείο:FYL ar3 eik5.gif

2012-03-04T10:07:22Z

Fkatsamaga: Εικ.5

Εικ.5

Αρχείο:FYL ar3 eik4.gif

2012-03-04T10:07:01Z

Fkatsamaga: Εικ.4

Εικ.4

Αρχείο:FYL ar3 eik3.gif

2012-03-04T10:06:33Z

Fkatsamaga: Εικ.3

Εικ.3

Αρχείο:FYL ar3 eik2.gif

2012-03-04T10:05:59Z

Fkatsamaga: Εικ.2

Εικ.2

Αρχείο:FYL ar3 eik1.gif

2012-03-04T10:05:32Z

Fkatsamaga: Εικ.1

Εικ.1

Κατσαμάγκα Τριανταφυλλιά

2012-03-04T09:44:05Z

Fkatsamaga:

Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση

2012-03-04T09:38:11Z

Fkatsamaga:

'''Using GIS-Based Weighted Linear Combination Analysis and Remote Sensing Techniques to Select Optimum Solid Waste Disposal Sites within Mafraq City, Jordan''' 
'''Συγγραφείς''': Ahmad Al-Hanbali, Bayan Alsaaideh, Akihiko Kondoh 
Center for Environmental Remote Sensing (CEReS), Chiba University, Chiba, Japan 
Journal of Geographic Information System, 2011, 3, 267-278 Published Online October 2011 (http://www.SciRP.org/journal/jgis) 
'''Πηγή''': http://www.scirp.org/Journal/PaperInformation.aspx?paperID=8023 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης αποτελεί η χωροθέτηση περιοχών απόθεσης των στερεών αποβλήτων. Η επιλογή της βέλτιστης λύσης αποτελεί μείζων θέμα κάθε πολιτείας σε ολόκληρο τον κόσμο καθώς επηρεάζει όλους τους τομείς δραστηριότητας. Οι παράμετροι που θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη είναι πολλοί και πολύπλοκοι και επιβάλλεται να επικαιροποιούνται σε τακτά χρονικά διαστήματα.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

Στόχος της συγκεκριμένης εφαρμογής είναι η επιλογή των καλύτερων πιθανών τοποθεσιών για την απόρριψη στερεών αποβλήτων στην Ιορδανία.
Σύμφωνα με τη μελέτη η τοποθεσία για χωματερή αποφασίστηκε μέσα στην Πόλη Mafraq, στην Ιορδανία, μέσω της ενσωμάτωσης ενός συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών (GIS), ανάλυσης WLC (weighed linear combination) και τεχνικών τηλεπισκόπησης. Διάφορες παράμετροι συλλέχθηκαν από διάφορες πηγές σε vector and raster GIS formats, και έπειτα χρησιμοποιήθηκαν μέσα στην GIS-based WLC ανάλυση για να επιλεγούν οι καλύτερες τοποθεσίες για την απόθεση στερεών αποβλήτων. Με άλλα λόγια, αστικές περιοχές, αγροτικές περιοχές, δρόμοι πρόσβασης, υδροφορείς, πηγάδια νερού, χείμαρροι και η κλίση του εδάφους ελήφθησαν υπόψη σε αυτή τη μελέτη. Επίσης, η τάση αστικής επέκτασης μέσα στην περιοχή μελέτης ελέγχθηκε βάσει στοιχείων του Landsat για το 1989, 1999 και 2009 για να υποστηριχτεί η διαδικασία επιλογής των περιοχών αποκομιδής. Βρέθηκε ότι περίπου το 84% της περιοχής μελέτης υπαγόταν στις κατηγορίες «πολύ κατάλληλο» ως και «μετρίως κατάλληλο» για τοποθεσία χωματερής, ενώ η υπόλοιπη μελετώμενη περιοχή υπαγόταν στις «πολύ λίγο κατάλληλες» ή «ακατάλληλες» κατηγορίες. Σύμφωνα με την ανάλυση στοιχείων από τον Landsat η αστική περιοχή επεκτάθηκε σε ποσοστό που ξεπερνά το 240% κατά τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, κυρίως προς τα Νότια και τα Νοτιοδυτικά, εκτός από τα χωριά που βρισκόταν κοντά στις ήδη υπάρχουσες τοποθεσίες αποκομιδής απορριμμάτων, όπου η τάση ήταν προς τα Ανατολικά και τα Βορειοανατολικά.
Τέλος, τρεις περιοχές προτάθηκαν ως εναλλακτικές λύσεις για την υπάρχουσα τοποθεσία διάθεσης, λαμβάνοντας υπόψη τις περιβαλλοντικές, βιοφυσικές και οικονομικές μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν στην GIS-based WLC ανάλυση.

'''3) Περιοχή Μελέτης'''

Η περιοχή μελέτης, είναι μέρος της διοίκησης της Mafraq, που είναι το δεύτερο μεγαλύτερο στην Ιορδανία. Η περιοχή μελέτης καλύπτει περίπου 804 km2, και η κύρια πόλη μέσα στην περιοχή έρευνας είναι η Πόλη Μάφρακ. Βρίσκεται στο Βόρειο μέρος της Ιορδανίας και Νοτιοανατολικά της πόλης του Αμμάν, της πρωτεύουσας της Ιορδανίας. Το κλίμα στην περιοχή μελέτης είναι ξηρό. Είναι ζεστό το καλοκαίρι και κρύο το χειμώνα με μέση ετήσια θερμοκρασία τους 16ο C και μια μέση βροχόπτωση 164 mm/ έτος.
Το Mafraq είναι χώρος τελικής απόθεσης, μια περιοχή 180.000 m2, με χωρητικότητα όγκου 400.000 m3, και μια χωρητικότητα χωματερής 60 ετών (1986-2046). Βρίσκεται 18 χλμ νοτιοανατολικά της πόλης Mafraq και σε μια απόσταση 1,5 χλμ από τον κύριο δρόμο. Ο πληθυσμός που χρησιμοποιεί τη χωματερή Mafraq, για το 2009, είναι περίπου 281.000 κάτοικοι. Ο χώρος αυτός απόθεσης δέχεται δημοτικά και βιομηχανικά απόβλητα περίπου 100 τόνων ημερησίως. Τα απόβλητα τροφίμων αποτελούν σχεδόν το 52%, το χαρτί είναι περίπου 24% και το υπόλοιπο 24% κατανέμεται ανάμεσα στο πλαστικό και τα ελαστικά, γυαλί και πορσελάνη καθώς και μέταλα, ξύλο, ίνες. Η χωματερή της Mafraq δεν είναι ούτε υγιεινή ούτε αποδοτική χωματερή, εφόσον τα απόβλητα καλύπτονται περιστασιακά με χώμα και τα συστήματα εκπλυμάτων και αερίων δεν υπάρχουν. Για το λόγο αυτό, συνίσταται να αλλάξει η περιοχή της υπάρχουσας περιοχής απόρριψης, λόγω της εγγύτητάς της σε γειτονικά χωριά και λόγω της πιθανής μόλυνσης των υπόγειων υδάτων από την υπάρχουσα χωματερή.

'''4) Δεδομένα και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''4.1) Δεδομένα'''''

Τοπογραφικές πληροφορίες αποσπάστηκαν από ένα ψηφιακό μοντέλο ανύψωσης DEM που αποκτήθηκε από το Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) του Πρακτορείου Γεωχωρικής Διάνοιας (NGA). Το DEM έχει διακριτική ικανότητα 90x90 m, και είναι διαθέσιμο από το GLCF του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, στις ΗΠΑ. Η ανύψωση της περιοχής έρευνας ποικίλλει από 553 ως 935 m πάνω από το επίπεδο της θάλασσας. Η γωνία κλίσης ποικίλλει από 0 ως 98ο με ένα μέσο όρο 6ο.

'''''4.2) Μεθοδολογία'''''

Η επιτυχημένη χρήση του GIS εξαρτάται από την προσβασιμότητα σε δεδομένα επαρκούς ποσότητας και ποιότητας, που να εκπροσωπούν πολλαπλά στρώματα που χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν τις σχετικές συνθήκες πραγματικής ζωής. Η διαθεσιμότητα και η ακρίβεια των δεδομένων μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τα αποτελέσματα οποιασδήποτε ανάλυσης. Για το λόγο αυτό, πρέπει να καταβληθεί σημαντική προσπάθεια για να συμπληρωθούν και να ανασκευαστούν συχνά τα απαραίτητα σετ δεδομένων που θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν στο GIS. Η μεθοδολογία διαιρείται σε δύο υπο-μεθοδολογίες: τη δημιουργία χαρτών χρήσης/κάλυψης γης και τα κριτήρια επιλογής τοποθεσίας χρησιμοποιώντας WLC και GIS.

[[ Εικόνα: Fk ar2 eik1.png | thumb | right | Σχ. 1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik2.jpg | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik3.jpg | thumb | right | Σχ.3 ]]

'''''4.2.1) Δημιουργία Χαρτών Χρήσης/ Κάλυψης Γης'''''

Τα παρακάτω σχήματα δείχνουν τα δεδομένα Landsat TM, που αποκτήθηκαν τον Φεβρουάριο του 1989, ένα Landsat ETM+, που αποκτήθηκε το Μάρτιο 1999, και ένα Landsat TM, που αποκτήθηκε τον Ιανουάριο 2009, αντιστοίχως.
Οι εικόνες αυτές χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν χάρτες χρήσης/κάλυψης γης, και για να ελέγξουν τις αστικές επεκτάσεις και τις τάσεις τους. Οι εικόνες Landsat έχουν γεω-αναφερθεί στην UTM projection και το WGS84 ελλειψοειδές. Εφαρμόστηκε επιβλεπόμενη ταξινόμηση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της μέγιστης πιθανότητας. Η ταξινόμηση μέγιστης πιθανότητας θεωρεί ότι η στατιστική για κάθε τάξη σε κάθε κανάλι είναι κανονικά κατανεμημένη και υπολογίζει την πιθανότητα με την οποία ένα δεδομένο pixel ανήκει σε μια συγκεκριμένη τάξη. Οι εικόνες Landsat ταξινομήθηκαν σε 3 τάξεις χρήσης/κάλυψης γης: αστική, αγροτική και ελεύθερη γη. Ένα σύνολο από 150 pixel επιλέχτηκαν για κάθε εικόνα Landsat. Τα pixel αυτά ελέγχθηκαν σε σχέση με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000 και 1:10.000 και με ελέγχο υπαίθρου. Οι γενικές ακρίβειες ήταν 87,89 και 88 για τον Landsat TM 1989, Landsat ETM+ 1999 και Landsat TM 2009 αντίστοιχα.

[[ Εικόνα: Fk ar2 eik4.png | thumb | right ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik5.png | thumb | right | Πίν.1 ]]

'''''4.2.2 Κριτήρια Επιλογής Τοποθεσίας Χρησιμοποιώντας WLC και GIS'''''

Μια τεχνική GIS, η οποία χρησιμοποιεί ανάλυση WLC εξετάζει μια σειρά πιθανές επιλογές για ένα πρόβλημα τοποθέτησης, λαμβάνοντας υπόψη πολλαπλά κριτήρια και αντιμαχόμενα κίνητρα. Για να χρησιμοποιηθεί ο GIS για την επιλογή τοποθεσίας χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από διαφορετικές πηγές και αποθηκεύτηκαν στο σύστημα GIS. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν τη μελέτη, οι μορφές και οι πηγές τους παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.
Για να εφαρμόσουμε την ανάλυση WLC πρακτικά, χρησιμοποιήθηκε ένα πακέτο λογισμικού ArcGIS και οι επεκτάσεις του. Το λογισμικό ArcGIS χρησιμοποιεί μια ανάλυση που έχει την ικανότητα να ζυγίζει και να συγκρίνει πολλαπλά δεδομένα για να δημιουργήσει μια ενσωματωμένη ανάλυση. Με άλλα λόγια, συνδυάζει πολλαπλά raster inputs, που εκπροσωπούν πολλαπλούς παράγοντες, με διαφορετικά βάρη ή σχετική σημασία. Είναι μια από τις κοινές μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται στην επιλογή τοποθεσίας γενικά, και για την επιλογή τοποθεσίας απόρριψης στερεών απορριμμάτων πιο συγκεκριμένα.
Στη μελέτη αυτή, η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για τα κριτήρια επιλογής τοποθεσίας, με κάποιες παραλλαγές στις επιλεκτικές παραμέτρους βάσει των τοπικών συνθηκών της περιοχής μελέτης. Η μέθοδος αυτή μπορεί να παράσχει διάφορες επιλογές για τους λαμβάνοντες αποφάσεις ώστε να επιλέξουν κατάλληλες τοποθεσίες για τα σημεία υγειονομικής ταφής, εφόσον χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αυτή ο χάρτης τελικού αποτελέσματος θα ποικίλει από τις «καταλληλότερες» ως τις «ακατάλληλες».
Σε όλα τα χαρακτηριστικά των δεδομένων δόθηκαν βαθμοί. Οι βαθμοί αντιπροσωπεύουν περιορισμούς γης για την τοποθέτηση χωματερής που κυμαίνονται από 0 έως 10. Ένα σκορ 0 υποδεικνύει κανέναν περιορισμό και ένα σκορ 10 υποδεικνύει ολοκληρωτικό περιορισμό. Γενικά οι βαθμοί αποδόθηκαν στους χάρτες αυτούς για να εκφράσουν τη σχετική σημασία. Το σύνολο πρέπει να φτάνει το 100% έτσι ώστε ο χάρτης να βγάζει νόημα και να είναι συνεπής, και οι βαθμοί χαρακτηριστικών πρέπει να επιλέγονται χρησιμοποιώντας ένα σχέδιο που να είναι κοινό για κάθε χάρτη. Στη μελέτη αυτή, οι χάρτες δεδομένων δεν έχουν την ίδια σημασία, εφόσον κάποιοι παράγοντες ήταν πιο σημαντικοί από άλλους κατά την επιλογή κατάλληλων τοποθεσιών χωματερής. Επιπλέον, η σημασία κάθε παράγοντα θα μπορούσε να διαφέρει από τη μία περιοχή μελέτης στην άλλη ανάλογα με την τοπική κατάσταση της κάθε περιοχής έρευνας. Για το λόγο αυτό, η επιλογή σχετικής σημασίας θα πρέπει να συνάδει με τις τοπικές συνθήκες της περιοχής έρευνας.
Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, δεν υπάρχουν συγκεκριμένα κριτήρια για την επιλογή τοποθεσίας απόρριψης στερεών απορριμμάτων στην Ιορδανία. Τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη αυτή βασίστηκαν στα κριτήρια που χρησιμοποιούνται στην US EPA και σε άλλες χώρες, όπως προκύπτει από την ανάλυση βιβλιογραφίας με κάποιες ρυθμίσεις ως προς τις τοπικές επιθυμητές προτεραιότητες και απαιτήσεις. Εννέα κριτήρια καταλληλότητας: απόσταση από αστικές περιοχές, απόσταση από αγροτική γη, απόσταση από δρόμους, υδροφόρα μέσα, βάθος σε πίνακα νερού (water table), απόσταση από faults, απόσταση από πηγάδια, απόσταση από χειμάρρους, και κλίση χρησιμοποιήθηκαν στην μελέτη αυτή. Κάθε κριτήριο επαναταξινομήθηκε και μετά του απονεμήθηκε σειρά κατάταξης ώστε να συμφωνεί με ένα συγκεκριμένο σχέδιο. Έπειτα, ένας τελικός συνθετικός χάρτης παρήχθη χρησιμοποιώντας WLC. Τα βάρη και οι βαθμοί αποδόθηκαν μετά από διάφορες συζητήσεις με τους ντόπιους ειδικούς και τους λήπτες αποφάσεων, μαζί με την προηγούμενη γνώση της περιοχής μελέτης. Σα γενικό κανόνα, αποφασίστηκε να δοθεί μεγαλύτερη βαρύτητα σε παράγοντες που επηρεάζουν άμεσα την κοινότητα, όπως η απόσταση από τις αστικές περιοχές, απόσταση από την αγροτική γη και απόσταση από τα πηγάδια, ενώ οι άλλοι παράγοντες οι οποίοι έχουν μικρότερη επίδραση στην κοινότητα ή μπορούν να ρυθμιστούν από μηχανολογικές διαδικασίες φέρουν χαμηλότερα βάρη. Τα θεματικά επίπεδα, τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται, οι βαθμοί τους και τα βάρη τους συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα 1.
Η ανάλυση WLC εφαρμόστηκε χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
S=Σwixi
όπου S είναι η καταλληλότητα , wi είναι η βαρύτητα του παράγοντα i και xi είναι ο βαθμός του παράγοντα i.

'''''4.2.2.1) Απόσταση από Αστικές Περιοχές'''''

Οι αστικές περιοχές χαρτογραφήθηκαν χρησιμοποιώντας τις εικόνες Landsat του 1989, 1999 και 2009. Για το σκοπό της επιλογής κριτηρίων τοποθεσίας, οι αστικές περιοχές του 2009, όπως φαίνονται στο Σχήμα 3β, χρησιμοποιήθηκαν σαν αρχικό σημείο για μελλοντικό σχεδιασμό για να επιλεχθούν τα καταλληλότερα σημεία υγιεινής ταφής απορριμμάτων. Όπως αναφέρεται σε πολλές βιβλιογραφικές αναφορές, η τοποθεσία χωματερής δεν πρέπει να βρίσκεται πολύ κοντά σε αστική περιοχή. Πρέπει να τοποθετείται σε μια σημαντική απόσταση από αστικές περιοχές λόγω της δημόσιας ανησυχίας, για παράδειγμα ζητήματα αισθητικής, οσμών, θορύβου και υγείας. Χρησιμοποιώντας την χωρική ανάλυση δημιουργήθηκαν ζώνες επιρροής απόστασης 1.000 μ γύρω από τις αστικές περιοχές. Υπέθεσε ότι η τοποθεσία της χωματερής πρέπει να τοποθετείται 10χλμ έξω από μια αστική περιοχή. Για αυτόν το λόγο, ένας βαθμός 10 δόθηκε στις αποστάσεις μικρότερες από 1000 μ και πάνω από 1ο χλμ από την αστική περιοχή. Άλλοι βαθμοί δόθηκαν σε αποστάσεις που αναφέρονται στον Πίνακα 1. Υψηλό βάρος 0,15 δόθηκε σε αυτόν τον παράγοντα, εφόσον έχει άμεση επιρροή στην κοινότητα, η οποία θα πρέπει να έχει προτεραιότητα στο σχεδιασμό της επιλογής τοποθεσίας χωματερής.

'''''4.2.2.2) Απόσταση από Αγροτική Γη'''''

Είναι πολύ σημαντικό να ορίσουμε την τοποθεσία των αγροτικών κομματιών γης ώστε να αποφύγουμε την τοποθέτηση της χωματερής μέσα στα κομμάτια αυτά. Επίσης, η τοποθέτηση χωματερής πολύ κοντά στην αγροτική γη δε συνίσταται, λόγω των αρνητικών επιδράσεων των οσμών και των εντόμων στους αγρότες και τους καρπούς, οι οποίοι μπορούν με τη σειρά τους να επηρεάσουν τις αγροτικές δραστηριότητες. Η αγροτική γη χαρτογραφήθηκε χρησιμοποιώντας εικόνες Landsat του 1989, 1999 και 2009. Όπως και με την περίπτωση των αστικών περιοχών η αγροτική γη του 2009, όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 3(β) χρησιμοποιήθηκε σαν αρχικό σημείο για μελλοντικό σχεδιασμό επιλογής της καταλληλότερης τοποθεσίας για χωματερή. Μια ζώνη επιρροής απόστασης 500μ δημιουργήθηκε γύρω από τα αγροτεμάχια χρησιμοποιώντας μια χωρική ανάλυση GIS και μετά ένας βαθμός 10 δόθηκε σε μια απόσταση μικρότερη από 500μ και ένας βαθμός 0 για απόσταση μεγαλύτερη των 1000μ. Επίσης, ένα ειδικό βάρος 0,15 δόθηκε στον παράγοντα αυτό, εφόσον έχει άμεση επίδραση στην κοινότητα, το οποίο είναι πολύ σημαντικό όταν σχεδιάζουμε την τοποθεσία μιας χωματερής.

'''''4.2.2.3) Απόσταση από Δρόμους'''''

Δεν υπάρχει συγκεκριμένος κανόνας για το ποια είναι η κατάλληλη απόσταση να τοποθετήσει κανείς μια χωματερή. Οι περισσότερες έρευνες θεωρούν ότι η τοποθεσία πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση 1χλμ από τους δρόμους. Ωστόσο, οι σχεδιαστές μπορεί να προτιμούν να δώσουν σημασία σε ένα ζήτημα αισθητικής όταν αποφασίζουν για την κατάλληλη τοποθεσία μιας χωματερής. Επίσης, οι τοποθεσίες αυτές δεν θα έπρεπε να βρίσκονται πολύ μακριά από το οδικό δίκτυο ώστε να μειώνονται τα έξοδα μεταφοράς. Το οδικό δίκτυο στη μελέτη αυτή ανακτήθηκε από το Στατιστικό Τμήμα της Ιορδανίας σε μορφή GIS vector. Χρησιμοποιώντας χωρική ανάλυση GIS ένα πλαίσιο δημιουργήθηκε γύρω από το οδικό δίκτυο σε αποστάσεις που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Δεδομένου του τεράστιου κόστους μεταφοράς αποφασίστηκε να δοθεί ένα σκορ 0 σε αποστάσεις από 200 ως 1000μ, ενώ οι αποστάσεις λιγότερο από 200μ και πάνω από 10χλμ έχουν σκορ 10, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Ένα ειδικό βάρος 0,1 αποδόθηκε στον παράγοντα αυτόν, εφόσον αυτός ο παράγοντας μπορεί να ρυθμιστεί από τους σχεδιαστές και τους μηχανικούς βάσει των συνθηκών της κάθε περίπτωσης.

'''''4.2.2.4) Επιφανειακοί Υδροφορείς'''''

Οι υδάτινοι πόροι στην Ιορδανία είναι σε πολύ κρίσιμη κατάσταση. Για αυτό το λόγο, είναι πολύ σημαντικό να δώσουμε μεγαλύτερη προσοχή στους επιφανειακούς υδροφορείς όταν επιλέγουμε κατάλληλη τοποθεσία για χωματερή. Ο χάρτης επιφανειακών υδροφορέων παρασχέθηκε από το Ιορδανικό Υπουργείο Υδάτων και Άρδευσης σε μορφή GIS vector. Το αρχείο vector μετατράπηκε σε μορφή δικτύου για περεταίρω ανάλυση χρησιμοποιώντας WLC. Στην περιοχή μελέτης ο κύριος υδροφορέας βαθμολογήθηκε με 10 ώστε να αποφευχθεί η τοποθέτηση της χωματερής μέσα στα όριά του. Μέσα στην περιοχή μελέτης υπάρχει ένας μικρότερος και σε αυτόν δόθηκε 5 εφόσον η πιθανότητα που έχει να μολύνει τα υπόγεια νερά δεν είναι τόσο μεγάλη. Συνεπώς ανάλογα με τη διαπερατότητα δόθηκαν οι κατάλληλοι βαθμοί. Ο παράγοντας αυτός βαθμολογήθηκε με ειδικό βάρος 0,1 εξαιτίας της σημασίας του για το περιβάλλον γενικότερα και τα υπόγεια νερά ειδικότερα, εκτός από την επίδραση που έχει πάνω στην κοινότητα μακροπρόθεσμα.

'''''4.2.2.5 Βάθος ως τον υδροφόρο ορίζοντα'''''

Αναφέρεται στο βάθος από την επιφάνεια του εδάφους ως τον υδροφόρο ορίζοντα. Το βάθος ως τον υδροφόρο ορίζοντα προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας την τεχνική inverse distance weighting (IDW) interpolation των δεδομένων του επιπέδου του νερού, τα οποία προήρθαν από υπάρχοντα πηγάδια στην περιοχή μελέτης, και παρήχθη από το Ιορδανικό Υπουργείο Ύδατος και Άρδευσης. Βρέθηκε πως τα περισσότερα βάθη από τον υδροφόρο ορίζοντα ξεπερνούσαν τα 50μ στην περιοχή μελέτης, επομένως τα βάθη <_50 βαθμολογήθηκαν με 10, ενώ άλλα βάθη έλαβαν 0. Ένα ειδικό βάρος 0,05 δόθηκε στον παράγοντα αυτόν, λόγω της παρουσίας του υδροφόρου ορίζοντα σε βάθη >50μ στο μεγαλύτερο μέρος της περιοχής έρευνας. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος μετακίνησης των στραγγισμάτων είναι πολύ μεγάλος ώστε να φτάσει τον υδροφόρο ορίζοντα.

'''''4.2.2.6 Απόσταση από Faults'''''

Είναι πιο ασφαλές αν οι τοποθεσίες της χωματερής μπορούν να βρίσκονται μακριά από το σύστημα fault. Αυτό μπορεί να εμποδίσει τα στραγγίσματα να βρουν ένα τρόπο να διεισδύσουν στα υπόγεια ύδατα. Σε αυτήν τη μελέτη, το σύστημα fault εξήχθη από γεωλογικούς χάρτες κλίμακας 1: 250,000 μέσα από μια διαδικασίας ψηφιοποίησης τοποθεσία της χωματερής δεν τοποθετείται σε απόσταση μικρότερη των 60μ από ένα fault. Για να είμαστε πιο προσεχτικοί όσον αφορά την απόσταση από το σύστημα fault, μία ζώνη επιρροής 100μ απόστασης δημιουργήθηκε γύρω από το σύστημα fault και ένας βαθμός 10 δόθηκε σε μια απόσταση >100μ. Αποδόθηκε ειδικό βάρος 0,1 στον παράγοντα αυτόν λόγω της επιρροής του πάνω στα υπόγεια ύδατα, το οποίο μπορεί με τη σειρά του να έχει αρνητική επίδραση στην κοινότητα.

'''''4.2.2.7) Απόσταση από τα πηγάδια'''''

Η εγγύτητα της τοποθεσίας της χωματερής σε ένα πηγάδι υπόγειων υδάτων είναι ένα σημαντικό περιβαλλοντικό κριτήριο στην επιλογή της τοποθεσίας αυτής έτσι ώστε τα πηγάδια να προστατεύονται από την απορροή και τα στραγγίσματα της χωματερής. Δεν υπάρχει συγκεκριμένο κριτήριο για το ποια είναι η καλύτερη απόσταση για να τοποθετήσουμε μια χωματερή μακριά από τα πηγάδια. Για παράδειγμα κάποιος υπέθεσε ότι οι χωματερές πρέπει να τοποθετούνται 300μ μακριά από τα πηγάδια ενώ κάποιος άλλος πρότεινε 500μ μακριά από τα πηγάδια. Στη μελέτη αυτή μια απόσταση <_300μ από τα πηγάδια, όπως, βαθμολογήθηκε με 10, για να αποφευχθεί η μόλυνση από τα στραγγίσματα της χωματερής, ενώ 0 δόθηκε σε αποστάσεις >500μ. Ο παράγοντας αυτός έλαβε ειδικό βάρος 0,15 για να αυξηθεί η σημασία του στην προστασία των υπόγειων υδάτων από τη μόλυνση, όπως επίσης και την άμεση επιρροή του στην κοινότητα.

'''''4.2.2.8) Απόσταση από τους Χείμαρρους'''''

Οι τοποθεσίες απόρριψης στερεών αποβλήτων δεν πρέπει να τοποθετούνται σε επίγεια ύδατα (ρέματα, ποτάμια, λίμνες, θάλασσα). Οι κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης δήλωναν ότι μια ζώνη ασφαλείας 500μ πρέπει να διατηρείται γύρω από σημαντικά υδάτινα σώματα. Το μεγαλύτερο μέρος των επίγειων υδάτων είναι με τη μορφή ρεμάτων στην περιοχή μελέτης τα οποία δημιουργούνται κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων τη χειμερινή περίοδο. Έτσι, ένας βαθμός 10 δόθηκε στην απόσταση <_500μ ενώ 0 δόθηκε για αποστάσεις >1000μ. Ειδικό βάρος 0,1 δόθηκε στον παράγοντα αυτόν, εξαιτίας της επιρροής του στο περιβάλλον.

'''''4.2.2.9 Κλίση Εδάφους'''''

Ένας χάρτης κλίσης δημιουργήθηκε με την ερμηνεία του ψηφιακού μοντέλου ανύψωσης DEM που καλύπτει την περιοχή μελέτης. Από διάφορες μελέτες προέκυψε ότι ούτε οι πολύ επικλινείς ούτε οι πολύ επίπεδες επιφάνειες είναι κατάλληλες για την τοποθέτηση χωματερής, και μια κλίση μικρότερη του 12% θα ήταν κατάλληλη. Στη μελέτη αυτή μια κλίση <_10% βαθμολογήθηκε με 0, ενώ μια κλίση >20% βαθμολογήθηκε με 10. ‘Ένα ειδικό βάρος 0,1 αποδόθηκε στον παράγοντα αυτό, λόγω της σημασίας του για το περιβάλλον ώστε να υπάρχει μια σταθερή τοποθεσία για τα στερεά απόβλητα.

[[ Εικόνα: FYL ar2 eik6.png | thumb | right | Πίν.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik7.png | thumb | right | Σχ.4 ]]

'''5) Αποτελέσματα και Ανάλυση'''

'''''5.1) Χάρτες Χρήσης/Κάλυψης Γης'''''

Τα σχήματα 1b ως 3b δείχνουν ότι οι χάρτες χρήσης/κάλυψης γης παρήχθησαν από την ταξινόμηση των εικόνων Landsat του 1989,1999 και 2009 αντίστοιχα. Μεταξύ των τριών τάξεων χρήσης/κάλυψης γης η αστική τάξη είναι αυτή που παρουσιάζει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Είναι ξεκάθαρο από τον παρακάτω πίνακα 2 ότι υπάρχει μια συνεχής αστική εξάπλωση κατά τις τελευταίες τρεις δεκαετίες. Η αστική περιοχή αυξήθηκε από 11,5 km2 το 1989 σε 26,5 km2 το 1999 και έπειτα σε 39,7 km2 το 2009. Τα τελευταία 30 χρόνια η αστική περιοχή επεκτάθηκε περισσότερο από 240% πράγμα το οποίο άσκησε πιέσεις στην ήδη υπάρχουσα περιοχή απόρριψης στερεών αποβλήτων.
Γενικά, οι κατευθύνσεις της αστικής εξάπλωσης στην περιοχή μελέτης ήταν προς το Νότο και τα Νοτιοδυτικά. Ενώ τα χωριά, τα οποία βρίσκονται πολύ κοντά στην υπάρχουσα χωματερή κατευθύνθηκαν διαφορετικά. Επεκτάθηκαν προς τα Ανατολικά και Βορειοανατολικά ώστε να αποφύγουν να πλησιάσουν περισσότερο την περιοχή απόρριψης στερεών αποβλήτων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.

[[ Εικόνα: FYL ar2 eik8.png | thumb | right | Σχ.5 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik9.png | thumb | right | Πίν.3 ]]

'''''5.2) Επιλογή Τοποθεσίας Χωματερής'''''

Το Σχήμα 5 δείχνει το χάρτη καταλληλότητας γης για την επιλογή των καλύτερων πιθανών τοποθεσιών για την απόρριψη στερεών αποβλήτων μέσα στην περιοχή μελέτης. Ο χάρτης καταλληλότητας της γης διαιρέθηκε σε πέντε τάξεις: πιο κατάλληλη, κατάλληλη, μετρίως κατάλληλη, λίγο κατάλληλη και ακατάλληλη. Ο Πίνακας 3 δείχνει ότι 45,1% της περιοχής μελέτης ανήκει στην τάξη του «μετρίως κατάλληλη» τοποθεσία για τοποθέτηση χωματερής, ενώ ένα σύνολο 39,2% της περιοχής μελέτης ανήκει σε «πιο κατάλληλη», και «κατάλληλη». Οι κατηγορίες «λίγο κατάλληλη» και «ακατάλληλη» ως προς την επιλογή τοποθεσίας για χωματερή αποτελούσαν το 15,7% της περιοχής μελέτης.
Βάσει του χάρτη καταλληλότητας γης, η υπάρχουσα τοποθεσία απόρριψης στερεών αποβλήτων, βρίσκεται μέσα στην «μετρίως κατάλληλη» τάξη. Αυτό υποδεικνύει ότι η τοποθεσία της υπάρχουσας χωματερής βρίσκεται σε κρίσιμη κατάσταση. Η παρουσία της υπάρχουσας περιοχής απόρριψης σε τόσο μικρή απόσταση από τα χωριά δεν ενδείκνυται, εφόσον μπορεί να αυξήσει τους κινδύνους για την υγεία των ανθρώπων που ζουν στα χωριά αυτά. Σύμφωνα με μελέτη τα απόβλητα δεν καλύπτονταν με χώμα σε τακτά διαστήματα, πράγμα το οποίο έδωσε στις μύγες και τα έντομα ένα πολύ καλό περιβάλλον για να αυξηθούν.
Η συνεχόμενη αστική επέκταση λόγω της συνεχούς αύξησης του πληθυσμού θα αυξήσει την ακαταλληλότητα της υπάρχουσας τοποθεσίας απόρριψης αποβλήτων. Όπως τονίστηκε προηγουμένως, η αστική περιοχή αυξήθηκε από 11,5% σε 39,7% μέσα στις τρεις τελευταίες δεκαετίες, και αναμένεται να αυξηθεί και άλλο στο μέλλον, εφόσον αυτή είναι η συνήθης τάση σε όλον τον κόσμο. Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητο να έχουμε και άλλες εναλλακτικές τοποθεσίες για την απόρριψη στερεών αποβλήτων ώστε να σχεδιάσουμε καλύτερα την χρήση/κάλυψη γης στο μέλλον.
Στη μελέτη αυτή προτάθηκαν τρεις περιοχές για να αντικαταστήσουν την υπάρχουσα περιοχή απόρριψης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5. Η τοποθεσία (Α) και στις δύο πλευρές ενός κοντινού δρόμου ενδείκνυται περισσότερο σε σχέση με τις άλλες. Η τοποθεσία αυτή δεν βρίσκεται κοντά σε κανένα χωριό ή κατοικημένη περιοχή, το οποίο καλυπτει την πιθανότητα να λειτουργήσει για μια μακρά περίοδο χρόνου. Την ίδια στιγμή, υπάρχει μια πλατιά περιοχή που ανήκει στην τάξη «πιο κατάλληλη» για δημιουργία χωματερής , πράγμα που μπορεί να βοηθήσει τους μηχανικούς να επιλέξουν την καλύτερη τοποθεσία.
Η τοποθεσία (Β) ανήκει επίσης στην κατηγορία «καταλληλότερη» για δημιουργία χωματερής, και βρίσκεται κοντά στην ήδη υπάρχουσα περιοχή απόρριψης αποβλήτων, το οποίο είναι ίσως αποδεκτό από το κοινό. Το κύριο πρόβλημα με την τοποθεσία αυτή είναι ότι ίσως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για μικρές έως μέσες περιόδους μόνο. Αυτό αποδίδεται στην παρουσία των κοντινών κομματιών γης της τοποθεσίας (Β) στις κατηγορίες «κατάλληλη» και «μετρίως κατάλληλη» για χωματερή, το οποίο καθιστά τη γη αυτή πολύ ευάλωτη στην επιδείνωση μετά από μικρές ή μέσες περιόδους.
Η τοποθεσία της περιοχής (Γ) δεν χρησιμοποιείται εδώ και τρεις δεκαετίες, έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν εναλλακτική λύση αντί για την υπάρχουσα χωματερή. Το κύριο πρόβλημα με την περιοχή αυτή είναι ότι μπορεί να μην γίνει αποδεκτή από το κοινό, ιδιαίτερα επειδή η περιοχή αυτή θεωρείται ότι βρίσκεται πολύ κοντά στην Πόλη Mafraq σε σύγκριση με τις άλλες προτεινόμενες περιοχές. Ωστόσο, η περιοχή που κατατάσσεται ως «καταλληλότερη» για δημιουργία χωματερής μέσα στην περιοχή (Γ) είναι πολύ μεγάλη, πράγμα το οποίο δίνει στους σχεδιαστές την ικανότητα να διαπραγματευτούν με το κοινό την καλύτερη πιθανή τοποθεσία χωρίς να βρουν αντιρρήσεις.
Μια έρευνα εδάφους διεξήχθη για να ελεγχθούν οι συνθήκες των προτεινόμενων εναλλακτικών περιοχών. Βρέθηκε πως όλες οι προτεινόμενες περιοχές, από περιβαλλοντικής άποψης, μπορούν να είναι κατάλληλες για τη δημιουργία χωματερής. Αλλά, από άποψη σχεδιασμού και κοινής γνώμης μπορεί να υπάρξουν διαφορετικές λύσεις, οι οποίες είναι πιθανό να χρειαστούν περαιτέρω έρευνα λαμβάνοντας υπόψη πιο λεπτομερείς πολιτικού μηχανικού, γεωτεχνικές και υδρογεωλογικές έρευνες.

'''6) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

Το GIS και η WLC ανάλυση αποτελούν πολύτιμα εργαλεία που μπορούν να υποστηρίξουν τους λήπτες αποφάσεων ώστε να βρουν τις καλύτερες πιθανές τοποθεσίες για την απόρριψη στερεών αποβλήτων. Η ανάλυση GIS απαιτεί τη συλλογή δεδομένων από διαφορετικές πηγές με διαφορετικές φόρμες ώστε να δημιουργήσει μια ολοκληρωμένη βάση δεδομένων. Έτσι, τα δεδομένα GIS πρέπει να ανανεώνονται τακτικά ώστε να αντικατοπτρίζουν την τρέχουσα κατάσταση μιας περιοχής που τελεί υπό μελέτη. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης μπορούν να βοηθήσουν ώστε να ανανεώνονται οι πληροφορίες για την περιοχή μελέτης. Επίσης, μπορεί να βοηθήσει τους λήπτες αποφάσεων να ελέγξουν την περιοχή που ερευνούν χρησιμοποιώντας διαφορετικές ημερομηνίες δορυφορικών εικόνων για να μελετούν την τάση της αστικής επέκτασης για παράδειγμα.
Τρεις υποψήφιες τοποθεσίες προτάθηκαν βασισμένες στη μεθοδολογία και τα διαθέσιμα δεδομένα που εφαρμόστηκαν στην έρευνα αυτή. Γενικά οι προτεινόμενες τοποθεσίες τηρούν τις ελάχιστες απαιτήσεις των περιοχών υγιεινής ταφής απορριμμάτων. Ωστόσο, το κάθε μοντέλο GIS περιορίζεται ανάλογα με τα διαθέσιμα δεδομένα, τα οποία στη μελέτη αυτή πήραν τη μορφή εννέα παραμέτρων που εξετάστηκαν. Για το λόγο αυτό, οποιαδήποτε περαιτέρω πληροφορία όπως η κατεύθυνση του ανέμου, η τιμή της γης, λεπτομερή δεδομένα εδάφους, και άλλοι οικονομικοί παράγοντες μπορούν να διευρύνουν τα αποτελέσματα του μοντέλου GIS και να παραχθούν πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα.
Οι σχεδιαστές και οι λήπτες αποφάσεων μπορούν να λάβουν χρήσιμες πληροφορίες για τις πιθανές τοποθεσίες χωματερής χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αυτή. Ειδικά επειδή η διαδικασία ταξινόμησης των περιοχών επιτρέπει την εύκολη επαναρύθμιση των βαρών των κριτηρίων σε περίπτωση που απαιτείται ανάλυση ευαισθησίας. Παρόλα αυτά, ο ορισμός λεπτομερών και πρότυπων κριτηρίων από το Υπουργείο Περιβάλλοντος που να συνάδουν με τις τοπικές συνθήκες στην Ιορδανία μπορούν να βελτιώσουν τα αποτελέσματα των μοντέλων GIS τα οποία χρησιμοποιούνται για την εύρεση κατάλληλης τοποθεσίας για τη δημιουργία χωματερής. Ωστόσο, η απόσπαση της συμφωνίας του κοινού για την όποια υποψήφια περιοχή είναι απαραίτητη και δεν μπορεί να αποφευχθεί. Για το λόγο αυτό, η τοπική κοινωνία θα πρέπει να μετέχει στη διαδικασία επιλογής μιας τέτοιας τοποθεσίας ώστε να αποφευχθεί οποιαδήποτε αντίρρηση στο μέλλον.

[[category:Διαχείριση κινδύνων]]

Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση

2012-03-04T09:36:58Z

Fkatsamaga:

'''Using GIS-Based Weighted Linear Combination Analysis and Remote Sensing Techniques to Select Optimum Solid Waste Disposal Sites within Mafraq City, Jordan''' 
'''Συγγραφείς''': Ahmad Al-Hanbali, Bayan Alsaaideh, Akihiko Kondoh 
Center for Environmental Remote Sensing (CEReS), Chiba University, Chiba, Japan 
Journal of Geographic Information System, 2011, 3, 267-278 Published Online October 2011 (http://www.SciRP.org/journal/jgis) 
'''Πηγή''': http://www.scirp.org/Journal/PaperInformation.aspx?paperID=8023 

'''1) Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης αποτελεί η χωροθέτηση περιοχών απόθεσης των στερεών αποβλήτων. Η επιλογή της βέλτιστης λύσης αποτελεί μείζων θέμα κάθε πολιτείας σε ολόκληρο τον κόσμο καθώς επηρεάζει όλους τους τομείς δραστηριότητας. Οι παράμετροι που θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη είναι πολλοί και πολύπλοκοι και επιβάλλεται να επικαιροποιούνται σε τακτά χρονικά διαστήματα.

'''2) Σκοπός Εφαρμογής'''

Στόχος της συγκεκριμένης εφαρμογής είναι η επιλογή των καλύτερων πιθανών τοποθεσιών για την απόρριψη στερεών αποβλήτων στην Ιορδανία.
Σύμφωνα με τη μελέτη η τοποθεσία για χωματερή αποφασίστηκε μέσα στην Πόλη Mafraq, στην Ιορδανία, μέσω της ενσωμάτωσης ενός συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών (GIS), ανάλυσης WLC (weighed linear combination) και τεχνικών τηλεπισκόπησης. Διάφορες παράμετροι συλλέχθηκαν από διάφορες πηγές σε vector and raster GIS formats, και έπειτα χρησιμοποιήθηκαν μέσα στην GIS-based WLC ανάλυση για να επιλεγούν οι καλύτερες τοποθεσίες για την απόθεση στερεών αποβλήτων. Με άλλα λόγια, αστικές περιοχές, αγροτικές περιοχές, δρόμοι πρόσβασης, υδροφορείς, πηγάδια νερού, χείμαρροι και η κλίση του εδάφους ελήφθησαν υπόψη σε αυτή τη μελέτη. Επίσης, η τάση αστικής επέκτασης μέσα στην περιοχή μελέτης ελέγχθηκε βάσει στοιχείων του Landsat για το 1989, 1999 και 2009 για να υποστηριχτεί η διαδικασία επιλογής των περιοχών αποκομιδής. Βρέθηκε ότι περίπου το 84% της περιοχής μελέτης υπαγόταν στις κατηγορίες «πολύ κατάλληλο» ως και «μετρίως κατάλληλο» για τοποθεσία χωματερής, ενώ η υπόλοιπη μελετώμενη περιοχή υπαγόταν στις «πολύ λίγο κατάλληλες» ή «ακατάλληλες» κατηγορίες. Σύμφωνα με την ανάλυση στοιχείων από τον Landsat η αστική περιοχή επεκτάθηκε σε ποσοστό που ξεπερνά το 240% κατά τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, κυρίως προς τα Νότια και τα Νοτιοδυτικά, εκτός από τα χωριά που βρισκόταν κοντά στις ήδη υπάρχουσες τοποθεσίες αποκομιδής απορριμμάτων, όπου η τάση ήταν προς τα Ανατολικά και τα Βορειοανατολικά.
Τέλος, τρεις περιοχές προτάθηκαν ως εναλλακτικές λύσεις για την υπάρχουσα τοποθεσία διάθεσης, λαμβάνοντας υπόψη τις περιβαλλοντικές, βιοφυσικές και οικονομικές μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν στην GIS-based WLC ανάλυση.

'''3) Περιοχή Μελέτης'''

Η περιοχή μελέτης, είναι μέρος της διοίκησης της Mafraq, που είναι το δεύτερο μεγαλύτερο στην Ιορδανία. Η περιοχή μελέτης καλύπτει περίπου 804 km2, και η κύρια πόλη μέσα στην περιοχή έρευνας είναι η Πόλη Μάφρακ. Βρίσκεται στο Βόρειο μέρος της Ιορδανίας και Νοτιοανατολικά της πόλης του Αμμάν, της πρωτεύουσας της Ιορδανίας. Το κλίμα στην περιοχή μελέτης είναι ξηρό. Είναι ζεστό το καλοκαίρι και κρύο το χειμώνα με μέση ετήσια θερμοκρασία τους 16ο C και μια μέση βροχόπτωση 164 mm/ έτος.
Το Mafraq είναι χώρος τελικής απόθεσης, μια περιοχή 180.000 m2, με χωρητικότητα όγκου 400.000 m3, και μια χωρητικότητα χωματερής 60 ετών (1986-2046). Βρίσκεται 18 χλμ νοτιοανατολικά της πόλης Mafraq και σε μια απόσταση 1,5 χλμ από τον κύριο δρόμο. Ο πληθυσμός που χρησιμοποιεί τη χωματερή Mafraq, για το 2009, είναι περίπου 281.000 κάτοικοι. Ο χώρος αυτός απόθεσης δέχεται δημοτικά και βιομηχανικά απόβλητα περίπου 100 τόνων ημερησίως. Τα απόβλητα τροφίμων αποτελούν σχεδόν το 52%, το χαρτί είναι περίπου 24% και το υπόλοιπο 24% κατανέμεται ανάμεσα στο πλαστικό και τα ελαστικά, γυαλί και πορσελάνη καθώς και μέταλα, ξύλο, ίνες. Η χωματερή της Mafraq δεν είναι ούτε υγιεινή ούτε αποδοτική χωματερή, εφόσον τα απόβλητα καλύπτονται περιστασιακά με χώμα και τα συστήματα εκπλυμάτων και αερίων δεν υπάρχουν. Για το λόγο αυτό, συνίσταται να αλλάξει η περιοχή της υπάρχουσας περιοχής απόρριψης, λόγω της εγγύτητάς της σε γειτονικά χωριά και λόγω της πιθανής μόλυνσης των υπόγειων υδάτων από την υπάρχουσα χωματερή.

'''4) Δεδομένα και Μέθοδος που ακολουθήθηκε'''

'''''4.1) Δεδομένα'''''

Τοπογραφικές πληροφορίες αποσπάστηκαν από ένα ψηφιακό μοντέλο ανύψωσης DEM που αποκτήθηκε από το Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) του Πρακτορείου Γεωχωρικής Διάνοιας (NGA). Το DEM έχει διακριτική ικανότητα 90x90 m, και είναι διαθέσιμο από το GLCF του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ, στις ΗΠΑ. Η ανύψωση της περιοχής έρευνας ποικίλλει από 553 ως 935 m πάνω από το επίπεδο της θάλασσας. Η γωνία κλίσης ποικίλλει από 0 ως 98ο με ένα μέσο όρο 6ο.

'''''4.2) Μεθοδολογία'''''

Η επιτυχημένη χρήση του GIS εξαρτάται από την προσβασιμότητα σε δεδομένα επαρκούς ποσότητας και ποιότητας, που να εκπροσωπούν πολλαπλά στρώματα που χρησιμοποιούνται για να αναπαραστήσουν τις σχετικές συνθήκες πραγματικής ζωής. Η διαθεσιμότητα και η ακρίβεια των δεδομένων μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τα αποτελέσματα οποιασδήποτε ανάλυσης. Για το λόγο αυτό, πρέπει να καταβληθεί σημαντική προσπάθεια για να συμπληρωθούν και να ανασκευαστούν συχνά τα απαραίτητα σετ δεδομένων που θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν στο GIS. Η μεθοδολογία διαιρείται σε δύο υπο-μεθοδολογίες: τη δημιουργία χαρτών χρήσης/κάλυψης γης και τα κριτήρια επιλογής τοποθεσίας χρησιμοποιώντας WLC και GIS.

[[ Εικόνα: Fk ar2 eik1.png | thumb | right | Σχ. 1 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik2.jpg | thumb | right | Σχ.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik3.jpg | thumb | right | Σχ.3 ]]

'''''4.2.1) Δημιουργία Χαρτών Χρήσης/ Κάλυψης Γης'''''

Τα παρακάτω σχήματα δείχνουν τα δεδομένα Landsat TM, που αποκτήθηκαν τον Φεβρουάριο του 1989, ένα Landsat ETM+, που αποκτήθηκε το Μάρτιο 1999, και ένα Landsat TM, που αποκτήθηκε τον Ιανουάριο 2009, αντιστοίχως.
Οι εικόνες αυτές χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν χάρτες χρήσης/κάλυψης γης, και για να ελέγξουν τις αστικές επεκτάσεις και τις τάσεις τους. Οι εικόνες Landsat έχουν γεω-αναφερθεί στην UTM projection και το WGS84 ελλειψοειδές. Εφαρμόστηκε επιβλεπόμενη ταξινόμηση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της μέγιστης πιθανότητας. Η ταξινόμηση μέγιστης πιθανότητας θεωρεί ότι η στατιστική για κάθε τάξη σε κάθε κανάλι είναι κανονικά κατανεμημένη και υπολογίζει την πιθανότητα με την οποία ένα δεδομένο pixel ανήκει σε μια συγκεκριμένη τάξη. Οι εικόνες Landsat ταξινομήθηκαν σε 3 τάξεις χρήσης/κάλυψης γης: αστική, αγροτική και ελεύθερη γη. Ένα σύνολο από 150 pixel επιλέχτηκαν για κάθε εικόνα Landsat. Τα pixel αυτά ελέγχθηκαν σε σχέση με τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50.000 και 1:10.000 και με ελέγχο υπαίθρου. Οι γενικές ακρίβειες ήταν 87,89 και 88 για τον Landsat TM 1989, Landsat ETM+ 1999 και Landsat TM 2009 αντίστοιχα.

[[ Εικόνα: Fk ar2 eik4.png | thumb | right ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik5.png | thumb | right | Πίν.1 ]]

'''''4.2.2 Κριτήρια Επιλογής Τοποθεσίας Χρησιμοποιώντας WLC και GIS'''''

Μια τεχνική GIS, η οποία χρησιμοποιεί ανάλυση WLC εξετάζει μια σειρά πιθανές επιλογές για ένα πρόβλημα τοποθέτησης, λαμβάνοντας υπόψη πολλαπλά κριτήρια και αντιμαχόμενα κίνητρα. Για να χρησιμοποιηθεί ο GIS για την επιλογή τοποθεσίας χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από διαφορετικές πηγές και αποθηκεύτηκαν στο σύστημα GIS. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν τη μελέτη, οι μορφές και οι πηγές τους παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.
Για να εφαρμόσουμε την ανάλυση WLC πρακτικά, χρησιμοποιήθηκε ένα πακέτο λογισμικού ArcGIS και οι επεκτάσεις του. Το λογισμικό ArcGIS χρησιμοποιεί μια ανάλυση που έχει την ικανότητα να ζυγίζει και να συγκρίνει πολλαπλά δεδομένα για να δημιουργήσει μια ενσωματωμένη ανάλυση. Με άλλα λόγια, συνδυάζει πολλαπλά raster inputs, που εκπροσωπούν πολλαπλούς παράγοντες, με διαφορετικά βάρη ή σχετική σημασία. Είναι μια από τις κοινές μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται στην επιλογή τοποθεσίας γενικά, και για την επιλογή τοποθεσίας απόρριψης στερεών απορριμμάτων πιο συγκεκριμένα.
Στη μελέτη αυτή, η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για τα κριτήρια επιλογής τοποθεσίας, με κάποιες παραλλαγές στις επιλεκτικές παραμέτρους βάσει των τοπικών συνθηκών της περιοχής μελέτης. Η μέθοδος αυτή μπορεί να παράσχει διάφορες επιλογές για τους λαμβάνοντες αποφάσεις ώστε να επιλέξουν κατάλληλες τοποθεσίες για τα σημεία υγειονομικής ταφής, εφόσον χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αυτή ο χάρτης τελικού αποτελέσματος θα ποικίλει από τις «καταλληλότερες» ως τις «ακατάλληλες».
Σε όλα τα χαρακτηριστικά των δεδομένων δόθηκαν βαθμοί. Οι βαθμοί αντιπροσωπεύουν περιορισμούς γης για την τοποθέτηση χωματερής που κυμαίνονται από 0 έως 10. Ένα σκορ 0 υποδεικνύει κανέναν περιορισμό και ένα σκορ 10 υποδεικνύει ολοκληρωτικό περιορισμό. Γενικά οι βαθμοί αποδόθηκαν στους χάρτες αυτούς για να εκφράσουν τη σχετική σημασία. Το σύνολο πρέπει να φτάνει το 100% έτσι ώστε ο χάρτης να βγάζει νόημα και να είναι συνεπής, και οι βαθμοί χαρακτηριστικών πρέπει να επιλέγονται χρησιμοποιώντας ένα σχέδιο που να είναι κοινό για κάθε χάρτη. Στη μελέτη αυτή, οι χάρτες δεδομένων δεν έχουν την ίδια σημασία, εφόσον κάποιοι παράγοντες ήταν πιο σημαντικοί από άλλους κατά την επιλογή κατάλληλων τοποθεσιών χωματερής. Επιπλέον, η σημασία κάθε παράγοντα θα μπορούσε να διαφέρει από τη μία περιοχή μελέτης στην άλλη ανάλογα με την τοπική κατάσταση της κάθε περιοχής έρευνας. Για το λόγο αυτό, η επιλογή σχετικής σημασίας θα πρέπει να συνάδει με τις τοπικές συνθήκες της περιοχής έρευνας.
Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, δεν υπάρχουν συγκεκριμένα κριτήρια για την επιλογή τοποθεσίας απόρριψης στερεών απορριμμάτων στην Ιορδανία. Τα κριτήρια που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη αυτή βασίστηκαν στα κριτήρια που χρησιμοποιούνται στην US EPA και σε άλλες χώρες, όπως προκύπτει από την ανάλυση βιβλιογραφίας με κάποιες ρυθμίσεις ως προς τις τοπικές επιθυμητές προτεραιότητες και απαιτήσεις. Εννέα κριτήρια καταλληλότητας: απόσταση από αστικές περιοχές, απόσταση από αγροτική γη, απόσταση από δρόμους, υδροφόρα μέσα, βάθος σε πίνακα νερού (water table), απόσταση από faults, απόσταση από πηγάδια, απόσταση από χειμάρρους, και κλίση χρησιμοποιήθηκαν στην μελέτη αυτή. Κάθε κριτήριο επαναταξινομήθηκε και μετά του απονεμήθηκε σειρά κατάταξης ώστε να συμφωνεί με ένα συγκεκριμένο σχέδιο. Έπειτα, ένας τελικός συνθετικός χάρτης παρήχθη χρησιμοποιώντας WLC. Τα βάρη και οι βαθμοί αποδόθηκαν μετά από διάφορες συζητήσεις με τους ντόπιους ειδικούς και τους λήπτες αποφάσεων, μαζί με την προηγούμενη γνώση της περιοχής μελέτης. Σα γενικό κανόνα, αποφασίστηκε να δοθεί μεγαλύτερη βαρύτητα σε παράγοντες που επηρεάζουν άμεσα την κοινότητα, όπως η απόσταση από τις αστικές περιοχές, απόσταση από την αγροτική γη και απόσταση από τα πηγάδια, ενώ οι άλλοι παράγοντες οι οποίοι έχουν μικρότερη επίδραση στην κοινότητα ή μπορούν να ρυθμιστούν από μηχανολογικές διαδικασίες φέρουν χαμηλότερα βάρη. Τα θεματικά επίπεδα, τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται, οι βαθμοί τους και τα βάρη τους συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα 1.
Η ανάλυση WLC εφαρμόστηκε χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
S=Σwixi
όπου S είναι η καταλληλότητα , wi είναι η βαρύτητα του παράγοντα i και xi είναι ο βαθμός του παράγοντα i.

'''''4.2.2.1) Απόσταση από Αστικές Περιοχές'''''

Οι αστικές περιοχές χαρτογραφήθηκαν χρησιμοποιώντας τις εικόνες Landsat του 1989, 1999 και 2009. Για το σκοπό της επιλογής κριτηρίων τοποθεσίας, οι αστικές περιοχές του 2009, όπως φαίνονται στο Σχήμα 3β, χρησιμοποιήθηκαν σαν αρχικό σημείο για μελλοντικό σχεδιασμό για να επιλεχθούν τα καταλληλότερα σημεία υγιεινής ταφής απορριμμάτων. Όπως αναφέρεται σε πολλές βιβλιογραφικές αναφορές, η τοποθεσία χωματερής δεν πρέπει να βρίσκεται πολύ κοντά σε αστική περιοχή. Πρέπει να τοποθετείται σε μια σημαντική απόσταση από αστικές περιοχές λόγω της δημόσιας ανησυχίας, για παράδειγμα ζητήματα αισθητικής, οσμών, θορύβου και υγείας. Χρησιμοποιώντας την χωρική ανάλυση δημιουργήθηκαν ζώνες επιρροής απόστασης 1.000 μ γύρω από τις αστικές περιοχές. Υπέθεσε ότι η τοποθεσία της χωματερής πρέπει να τοποθετείται 10χλμ έξω από μια αστική περιοχή. Για αυτόν το λόγο, ένας βαθμός 10 δόθηκε στις αποστάσεις μικρότερες από 1000 μ και πάνω από 1ο χλμ από την αστική περιοχή. Άλλοι βαθμοί δόθηκαν σε αποστάσεις που αναφέρονται στον Πίνακα 1. Υψηλό βάρος 0,15 δόθηκε σε αυτόν τον παράγοντα, εφόσον έχει άμεση επιρροή στην κοινότητα, η οποία θα πρέπει να έχει προτεραιότητα στο σχεδιασμό της επιλογής τοποθεσίας χωματερής.

'''''4.2.2.2) Απόσταση από Αγροτική Γη'''''

Είναι πολύ σημαντικό να ορίσουμε την τοποθεσία των αγροτικών κομματιών γης ώστε να αποφύγουμε την τοποθέτηση της χωματερής μέσα στα κομμάτια αυτά. Επίσης, η τοποθέτηση χωματερής πολύ κοντά στην αγροτική γη δε συνίσταται, λόγω των αρνητικών επιδράσεων των οσμών και των εντόμων στους αγρότες και τους καρπούς, οι οποίοι μπορούν με τη σειρά τους να επηρεάσουν τις αγροτικές δραστηριότητες. Η αγροτική γη χαρτογραφήθηκε χρησιμοποιώντας εικόνες Landsat του 1989, 1999 και 2009. Όπως και με την περίπτωση των αστικών περιοχών η αγροτική γη του 2009, όπως απεικονίζεται στο Σχήμα 3(β) χρησιμοποιήθηκε σαν αρχικό σημείο για μελλοντικό σχεδιασμό επιλογής της καταλληλότερης τοποθεσίας για χωματερή. Μια ζώνη επιρροής απόστασης 500μ δημιουργήθηκε γύρω από τα αγροτεμάχια χρησιμοποιώντας μια χωρική ανάλυση GIS και μετά ένας βαθμός 10 δόθηκε σε μια απόσταση μικρότερη από 500μ και ένας βαθμός 0 για απόσταση μεγαλύτερη των 1000μ. Επίσης, ένα ειδικό βάρος 0,15 δόθηκε στον παράγοντα αυτό, εφόσον έχει άμεση επίδραση στην κοινότητα, το οποίο είναι πολύ σημαντικό όταν σχεδιάζουμε την τοποθεσία μιας χωματερής.

'''''4.2.2.3) Απόσταση από Δρόμους'''''

Δεν υπάρχει συγκεκριμένος κανόνας για το ποια είναι η κατάλληλη απόσταση να τοποθετήσει κανείς μια χωματερή. Οι περισσότερες έρευνες θεωρούν ότι η τοποθεσία πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση 1χλμ από τους δρόμους. Ωστόσο, οι σχεδιαστές μπορεί να προτιμούν να δώσουν σημασία σε ένα ζήτημα αισθητικής όταν αποφασίζουν για την κατάλληλη τοποθεσία μιας χωματερής. Επίσης, οι τοποθεσίες αυτές δεν θα έπρεπε να βρίσκονται πολύ μακριά από το οδικό δίκτυο ώστε να μειώνονται τα έξοδα μεταφοράς. Το οδικό δίκτυο στη μελέτη αυτή ανακτήθηκε από το Στατιστικό Τμήμα της Ιορδανίας σε μορφή GIS vector. Χρησιμοποιώντας χωρική ανάλυση GIS ένα πλαίσιο δημιουργήθηκε γύρω από το οδικό δίκτυο σε αποστάσεις που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Δεδομένου του τεράστιου κόστους μεταφοράς αποφασίστηκε να δοθεί ένα σκορ 0 σε αποστάσεις από 200 ως 1000μ, ενώ οι αποστάσεις λιγότερο από 200μ και πάνω από 10χλμ έχουν σκορ 10, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Ένα ειδικό βάρος 0,1 αποδόθηκε στον παράγοντα αυτόν, εφόσον αυτός ο παράγοντας μπορεί να ρυθμιστεί από τους σχεδιαστές και τους μηχανικούς βάσει των συνθηκών της κάθε περίπτωσης.

'''''4.2.2.4) Επιφανειακοί Υδροφορείς'''''

Οι υδάτινοι πόροι στην Ιορδανία είναι σε πολύ κρίσιμη κατάσταση. Για αυτό το λόγο, είναι πολύ σημαντικό να δώσουμε μεγαλύτερη προσοχή στους επιφανειακούς υδροφορείς όταν επιλέγουμε κατάλληλη τοποθεσία για χωματερή. Ο χάρτης επιφανειακών υδροφορέων παρασχέθηκε από το Ιορδανικό Υπουργείο Υδάτων και Άρδευσης σε μορφή GIS vector. Το αρχείο vector μετατράπηκε σε μορφή δικτύου για περεταίρω ανάλυση χρησιμοποιώντας WLC. Στην περιοχή μελέτης ο κύριος υδροφορέας βαθμολογήθηκε με 10 ώστε να αποφευχθεί η τοποθέτηση της χωματερής μέσα στα όριά του. Μέσα στην περιοχή μελέτης υπάρχει ένας μικρότερος και σε αυτόν δόθηκε 5 εφόσον η πιθανότητα που έχει να μολύνει τα υπόγεια νερά δεν είναι τόσο μεγάλη. Συνεπώς ανάλογα με τη διαπερατότητα δόθηκαν οι κατάλληλοι βαθμοί. Ο παράγοντας αυτός βαθμολογήθηκε με ειδικό βάρος 0,1 εξαιτίας της σημασίας του για το περιβάλλον γενικότερα και τα υπόγεια νερά ειδικότερα, εκτός από την επίδραση που έχει πάνω στην κοινότητα μακροπρόθεσμα.

'''''4.2.2.5 Βάθος ως τον υδροφόρο ορίζοντα'''''

Αναφέρεται στο βάθος από την επιφάνεια του εδάφους ως τον υδροφόρο ορίζοντα. Το βάθος ως τον υδροφόρο ορίζοντα προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας την τεχνική inverse distance weighting (IDW) interpolation των δεδομένων του επιπέδου του νερού, τα οποία προήρθαν από υπάρχοντα πηγάδια στην περιοχή μελέτης, και παρήχθη από το Ιορδανικό Υπουργείο Ύδατος και Άρδευσης. Βρέθηκε πως τα περισσότερα βάθη από τον υδροφόρο ορίζοντα ξεπερνούσαν τα 50μ στην περιοχή μελέτης, επομένως τα βάθη <_50 βαθμολογήθηκαν με 10, ενώ άλλα βάθη έλαβαν 0. Ένα ειδικό βάρος 0,05 δόθηκε στον παράγοντα αυτόν, λόγω της παρουσίας του υδροφόρου ορίζοντα σε βάθη >50μ στο μεγαλύτερο μέρος της περιοχής έρευνας. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος μετακίνησης των στραγγισμάτων είναι πολύ μεγάλος ώστε να φτάσει τον υδροφόρο ορίζοντα.

'''''4.2.2.7) Απόσταση από τα πηγάδια'''''

Η εγγύτητα της τοποθεσίας της χωματερής σε ένα πηγάδι υπόγειων υδάτων είναι ένα σημαντικό περιβαλλοντικό κριτήριο στην επιλογή της τοποθεσίας αυτής έτσι ώστε τα πηγάδια να προστατεύονται από την απορροή και τα στραγγίσματα της χωματερής. Δεν υπάρχει συγκεκριμένο κριτήριο για το ποια είναι η καλύτερη απόσταση για να τοποθετήσουμε μια χωματερή μακριά από τα πηγάδια. Για παράδειγμα κάποιος υπέθεσε ότι οι χωματερές πρέπει να τοποθετούνται 300μ μακριά από τα πηγάδια ενώ κάποιος άλλος πρότεινε 500μ μακριά από τα πηγάδια. Στη μελέτη αυτή μια απόσταση <_300μ από τα πηγάδια, όπως, βαθμολογήθηκε με 10, για να αποφευχθεί η μόλυνση από τα στραγγίσματα της χωματερής, ενώ 0 δόθηκε σε αποστάσεις >500μ. Ο παράγοντας αυτός έλαβε ειδικό βάρος 0,15 για να αυξηθεί η σημασία του στην προστασία των υπόγειων υδάτων από τη μόλυνση, όπως επίσης και την άμεση επιρροή του στην κοινότητα.

'''''4.2.2.8) Απόσταση από τους Χείμαρρους'''''

Οι τοποθεσίες απόρριψης στερεών αποβλήτων δεν πρέπει να τοποθετούνται σε επίγεια ύδατα (ρέματα, ποτάμια, λίμνες, θάλασσα). Οι κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης δήλωναν ότι μια ζώνη ασφαλείας 500μ πρέπει να διατηρείται γύρω από σημαντικά υδάτινα σώματα. Το μεγαλύτερο μέρος των επίγειων υδάτων είναι με τη μορφή ρεμάτων στην περιοχή μελέτης τα οποία δημιουργούνται κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων τη χειμερινή περίοδο. Έτσι, ένας βαθμός 10 δόθηκε στην απόσταση <_500μ ενώ 0 δόθηκε για αποστάσεις >1000μ. Ειδικό βάρος 0,1 δόθηκε στον παράγοντα αυτόν, εξαιτίας της επιρροής του στο περιβάλλον.

'''''4.2.2.9 Κλίση Εδάφους'''''

Ένας χάρτης κλίσης δημιουργήθηκε με την ερμηνεία του ψηφιακού μοντέλου ανύψωσης DEM που καλύπτει την περιοχή μελέτης. Από διάφορες μελέτες προέκυψε ότι ούτε οι πολύ επικλινείς ούτε οι πολύ επίπεδες επιφάνειες είναι κατάλληλες για την τοποθέτηση χωματερής, και μια κλίση μικρότερη του 12% θα ήταν κατάλληλη. Στη μελέτη αυτή μια κλίση <_10% βαθμολογήθηκε με 0, ενώ μια κλίση >20% βαθμολογήθηκε με 10. ‘Ένα ειδικό βάρος 0,1 αποδόθηκε στον παράγοντα αυτό, λόγω της σημασίας του για το περιβάλλον ώστε να υπάρχει μια σταθερή τοποθεσία για τα στερεά απόβλητα.

[[ Εικόνα: FYL ar2 eik6.png | thumb | right | Πίν.2 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik7.png | thumb | right | Σχ.4 ]]

'''5) Αποτελέσματα και Ανάλυση'''

'''''5.1) Χάρτες Χρήσης/Κάλυψης Γης'''''

Τα σχήματα 1b ως 3b δείχνουν ότι οι χάρτες χρήσης/κάλυψης γης παρήχθησαν από την ταξινόμηση των εικόνων Landsat του 1989,1999 και 2009 αντίστοιχα. Μεταξύ των τριών τάξεων χρήσης/κάλυψης γης η αστική τάξη είναι αυτή που παρουσιάζει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Είναι ξεκάθαρο από τον παρακάτω πίνακα 2 ότι υπάρχει μια συνεχής αστική εξάπλωση κατά τις τελευταίες τρεις δεκαετίες. Η αστική περιοχή αυξήθηκε από 11,5 km2 το 1989 σε 26,5 km2 το 1999 και έπειτα σε 39,7 km2 το 2009. Τα τελευταία 30 χρόνια η αστική περιοχή επεκτάθηκε περισσότερο από 240% πράγμα το οποίο άσκησε πιέσεις στην ήδη υπάρχουσα περιοχή απόρριψης στερεών αποβλήτων.
Γενικά, οι κατευθύνσεις της αστικής εξάπλωσης στην περιοχή μελέτης ήταν προς το Νότο και τα Νοτιοδυτικά. Ενώ τα χωριά, τα οποία βρίσκονται πολύ κοντά στην υπάρχουσα χωματερή κατευθύνθηκαν διαφορετικά. Επεκτάθηκαν προς τα Ανατολικά και Βορειοανατολικά ώστε να αποφύγουν να πλησιάσουν περισσότερο την περιοχή απόρριψης στερεών αποβλήτων, όπως φαίνεται στο Σχήμα 4.

[[ Εικόνα: FYL ar2 eik8.png | thumb | right | Σχ.5 ]]
[[ Εικόνα: FYL ar2 eik9.png | thumb | right | Πίν.3 ]]

'''''5.2) Επιλογή Τοποθεσίας Χωματερής'''''

Το Σχήμα 5 δείχνει το χάρτη καταλληλότητας γης για την επιλογή των καλύτερων πιθανών τοποθεσιών για την απόρριψη στερεών αποβλήτων μέσα στην περιοχή μελέτης. Ο χάρτης καταλληλότητας της γης διαιρέθηκε σε πέντε τάξεις: πιο κατάλληλη, κατάλληλη, μετρίως κατάλληλη, λίγο κατάλληλη και ακατάλληλη. Ο Πίνακας 3 δείχνει ότι 45,1% της περιοχής μελέτης ανήκει στην τάξη του «μετρίως κατάλληλη» τοποθεσία για τοποθέτηση χωματερής, ενώ ένα σύνολο 39,2% της περιοχής μελέτης ανήκει σε «πιο κατάλληλη», και «κατάλληλη». Οι κατηγορίες «λίγο κατάλληλη» και «ακατάλληλη» ως προς την επιλογή τοποθεσίας για χωματερή αποτελούσαν το 15,7% της περιοχής μελέτης.
Βάσει του χάρτη καταλληλότητας γης, η υπάρχουσα τοποθεσία απόρριψης στερεών αποβλήτων, βρίσκεται μέσα στην «μετρίως κατάλληλη» τάξη. Αυτό υποδεικνύει ότι η τοποθεσία της υπάρχουσας χωματερής βρίσκεται σε κρίσιμη κατάσταση. Η παρουσία της υπάρχουσας περιοχής απόρριψης σε τόσο μικρή απόσταση από τα χωριά δεν ενδείκνυται, εφόσον μπορεί να αυξήσει τους κινδύνους για την υγεία των ανθρώπων που ζουν στα χωριά αυτά. Σύμφωνα με μελέτη τα απόβλητα δεν καλύπτονταν με χώμα σε τακτά διαστήματα, πράγμα το οποίο έδωσε στις μύγες και τα έντομα ένα πολύ καλό περιβάλλον για να αυξηθούν.
Η συνεχόμενη αστική επέκταση λόγω της συνεχούς αύξησης του πληθυσμού θα αυξήσει την ακαταλληλότητα της υπάρχουσας τοποθεσίας απόρριψης αποβλήτων. Όπως τονίστηκε προηγουμένως, η αστική περιοχή αυξήθηκε από 11,5% σε 39,7% μέσα στις τρεις τελευταίες δεκαετίες, και αναμένεται να αυξηθεί και άλλο στο μέλλον, εφόσον αυτή είναι η συνήθης τάση σε όλον τον κόσμο. Για το λόγο αυτό, είναι απαραίτητο να έχουμε και άλλες εναλλακτικές τοποθεσίες για την απόρριψη στερεών αποβλήτων ώστε να σχεδιάσουμε καλύτερα την χρήση/κάλυψη γης στο μέλλον.
Στη μελέτη αυτή προτάθηκαν τρεις περιοχές για να αντικαταστήσουν την υπάρχουσα περιοχή απόρριψης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5. Η τοποθεσία (Α) και στις δύο πλευρές ενός κοντινού δρόμου ενδείκνυται περισσότερο σε σχέση με τις άλλες. Η τοποθεσία αυτή δεν βρίσκεται κοντά σε κανένα χωριό ή κατοικημένη περιοχή, το οποίο καλυπτει την πιθανότητα να λειτουργήσει για μια μακρά περίοδο χρόνου. Την ίδια στιγμή, υπάρχει μια πλατιά περιοχή που ανήκει στην τάξη «πιο κατάλληλη» για δημιουργία χωματερής , πράγμα που μπορεί να βοηθήσει τους μηχανικούς να επιλέξουν την καλύτερη τοποθεσία.
Η τοποθεσία (Β) ανήκει επίσης στην κατηγορία «καταλληλότερη» για δημιουργία χωματερής, και βρίσκεται κοντά στην ήδη υπάρχουσα περιοχή απόρριψης αποβλήτων, το οποίο είναι ίσως αποδεκτό από το κοινό. Το κύριο πρόβλημα με την τοποθεσία αυτή είναι ότι ίσως δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για μικρές έως μέσες περιόδους μόνο. Αυτό αποδίδεται στην παρουσία των κοντινών κομματιών γης της τοποθεσίας (Β) στις κατηγορίες «κατάλληλη» και «μετρίως κατάλληλη» για χωματερή, το οποίο καθιστά τη γη αυτή πολύ ευάλωτη στην επιδείνωση μετά από μικρές ή μέσες περιόδους.
Η τοποθεσία της περιοχής (Γ) δεν χρησιμοποιείται εδώ και τρεις δεκαετίες, έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν εναλλακτική λύση αντί για την υπάρχουσα χωματερή. Το κύριο πρόβλημα με την περιοχή αυτή είναι ότι μπορεί να μην γίνει αποδεκτή από το κοινό, ιδιαίτερα επειδή η περιοχή αυτή θεωρείται ότι βρίσκεται πολύ κοντά στην Πόλη Mafraq σε σύγκριση με τις άλλες προτεινόμενες περιοχές. Ωστόσο, η περιοχή που κατατάσσεται ως «καταλληλότερη» για δημιουργία χωματερής μέσα στην περιοχή (Γ) είναι πολύ μεγάλη, πράγμα το οποίο δίνει στους σχεδιαστές την ικανότητα να διαπραγματευτούν με το κοινό την καλύτερη πιθανή τοποθεσία χωρίς να βρουν αντιρρήσεις.
Μια έρευνα εδάφους διεξήχθη για να ελεγχθούν οι συνθήκες των προτεινόμενων εναλλακτικών περιοχών. Βρέθηκε πως όλες οι προτεινόμενες περιοχές, από περιβαλλοντικής άποψης, μπορούν να είναι κατάλληλες για τη δημιουργία χωματερής. Αλλά, από άποψη σχεδιασμού και κοινής γνώμης μπορεί να υπάρξουν διαφορετικές λύσεις, οι οποίες είναι πιθανό να χρειαστούν περαιτέρω έρευνα λαμβάνοντας υπόψη πιο λεπτομερείς πολιτικού μηχανικού, γεωτεχνικές και υδρογεωλογικές έρευνες.

'''6) Συμπεράσματα και αξιολόγηση μεθόδου'''

Το GIS και η WLC ανάλυση αποτελούν πολύτιμα εργαλεία που μπορούν να υποστηρίξουν τους λήπτες αποφάσεων ώστε να βρουν τις καλύτερες πιθανές τοποθεσίες για την απόρριψη στερεών αποβλήτων. Η ανάλυση GIS απαιτεί τη συλλογή δεδομένων από διαφορετικές πηγές με διαφορετικές φόρμες ώστε να δημιουργήσει μια ολοκληρωμένη βάση δεδομένων. Έτσι, τα δεδομένα GIS πρέπει να ανανεώνονται τακτικά ώστε να αντικατοπτρίζουν την τρέχουσα κατάσταση μιας περιοχής που τελεί υπό μελέτη. Τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης μπορούν να βοηθήσουν ώστε να ανανεώνονται οι πληροφορίες για την περιοχή μελέτης. Επίσης, μπορεί να βοηθήσει τους λήπτες αποφάσεων να ελέγξουν την περιοχή που ερευνούν χρησιμοποιώντας διαφορετικές ημερομηνίες δορυφορικών εικόνων για να μελετούν την τάση της αστικής επέκτασης για παράδειγμα.
Τρεις υποψήφιες τοποθεσίες προτάθηκαν βασισμένες στη μεθοδολογία και τα διαθέσιμα δεδομένα που εφαρμόστηκαν στην έρευνα αυτή. Γενικά οι προτεινόμενες τοποθεσίες τηρούν τις ελάχιστες απαιτήσεις των περιοχών υγιεινής ταφής απορριμμάτων. Ωστόσο, το κάθε μοντέλο GIS περιορίζεται ανάλογα με τα διαθέσιμα δεδομένα, τα οποία στη μελέτη αυτή πήραν τη μορφή εννέα παραμέτρων που εξετάστηκαν. Για το λόγο αυτό, οποιαδήποτε περαιτέρω πληροφορία όπως η κατεύθυνση του ανέμου, η τιμή της γης, λεπτομερή δεδομένα εδάφους, και άλλοι οικονομικοί παράγοντες μπορούν να διευρύνουν τα αποτελέσματα του μοντέλου GIS και να παραχθούν πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα.
Οι σχεδιαστές και οι λήπτες αποφάσεων μπορούν να λάβουν χρήσιμες πληροφορίες για τις πιθανές τοποθεσίες χωματερής χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αυτή. Ειδικά επειδή η διαδικασία ταξινόμησης των περιοχών επιτρέπει την εύκολη επαναρύθμιση των βαρών των κριτηρίων σε περίπτωση που απαιτείται ανάλυση ευαισθησίας. Παρόλα αυτά, ο ορισμός λεπτομερών και πρότυπων κριτηρίων από το Υπουργείο Περιβάλλοντος που να συνάδουν με τις τοπικές συνθήκες στην Ιορδανία μπορούν να βελτιώσουν τα αποτελέσματα των μοντέλων GIS τα οποία χρησιμοποιούνται για την εύρεση κατάλληλης τοποθεσίας για τη δημιουργία χωματερής. Ωστόσο, η απόσπαση της συμφωνίας του κοινού για την όποια υποψήφια περιοχή είναι απαραίτητη και δεν μπορεί να αποφευχθεί. Για το λόγο αυτό, η τοπική κοινωνία θα πρέπει να μετέχει στη διαδικασία επιλογής μιας τέτοιας τοποθεσίας ώστε να αποφευχθεί οποιαδήποτε αντίρρηση στο μέλλον.

[[category:Διαχείριση κινδύνων]]

Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση

2012-03-04T09:35:29Z

Fkatsamaga:

Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση

2012-03-04T09:34:50Z

Fkatsamaga:

Eπιλογή χώρων διάθεσης στερεών αποβλήτων με τη βοήθεια του GIS σε συνδυασμό με την τηλεπισκόπηση

2012-03-04T09:33:32Z

Fkatsamaga: