RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-26T17:51:36Z

Iro.roinioti:

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου'''

'''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget'''

'''Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ'''

'''ENSMP France'''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.Μακροχρόνιες προσομοιώσεις, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα για το κλίμα, την επιφανειακή και υπόγεια υδρολογία και τις γεωργικές πρακτικές καθώς και οικονομικά μοντέλα με ιδιαίτερη έμφαση την κατανάλωση ενέργειας, την τιμολόγηση ύδατος και την περιβαλλοντική διαχείριση, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την ολοκληρωμένη μελέτη της διαχείρισης υδάτων μιας λεκάνης απορροής. Στη διασυνοριακή λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου η συστηματική μαθηματική προσομοίωση είναι ελλιπής τόσο από την Βουλγαρία όσο και από την Ελλάδα.Η χρήση της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών αποτελεί ένα σύγχρονο τρόπο μελέτης μιας λεκάνης απορροής, ιδιαίτερα όταν παρουσιάζει το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό να είναι διασυνοριακή.

'''Περιοχή μελέτης'''

Αρχίζοντας από ψηλά, από το βουνό Rila της Βουλγαρίας, ο ποταμός Μέστα εισάγει το δεύτερο μισό του ρεύματός του στην περιοχή της Ελληνικής Θράκης αλλάζοντας το όνομα του σε Νέστος. Στο τέλος, το βασικό υδατόρευμα ρέει πέρα από την πεδιάδα της Χρυσούπολης και επεκτείνεται ως δελταϊκό σύστημα, με τις λίμνες γλυκού νερού που διαμορφώνει ο ποταμός στο δέλτα του Νέστου.

Ολόκληρη η επιφάνεια απορροής του Μέστα/Νέστου είναι 5.751 τετραγωνικά χλμ από τα οποία τα 2.314 τετραγωνικά χλμ βρίσκονται στην Ελλάδα και τα υπόλοιπα στη Βουλγαρία Εικόνα 1). Αυτή η διασυνοριακή λεκάνη ρυθμίζεται από μια διακρατική συμφωνία μεταξύ Ελλάδας - Βουλγαρίας για την ποσότητα ροής ύδατος από τον ποταμό Μέστα προς την Ελλάδα. Τα χαρακτηριστικά της συμφωνίας σχετίζονται με την κατανάλωση από τις δύο αυτές χώρες (Argiropoulos et al., 1996).

[[Εικόνα:nestos1.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Η περιοχή μελέτης με τον ανάγλυφο χάρτη ανάλυσης 1 km''']]

'''Η συμβολή της τηλεπισκόπισης'''

Στην περίπτωση της λεκάνης απορροής του Μέστα/Νέστου, η βασική απεικόνιση προέρχεται από εικόνες LANDSAT με ανάλυση 80 μέτρων προσαρμοσμένες στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς EΓΣΑ 87 (Mugnier, 2002). Παρόλο που ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων, δεδομένα LANDSAT έχουν χρησιμοποιηθεί προκειμένου να βελτιώσουν την υπάρχουσα χρήση γης (Εικ.2). Δύο εικόνες έχουν χρησιμοποιηθεί με διαχρονικό τρόπο, η πρώτη αφορά το καλοκαίρι του 1988 και η δεύτερη το χειμώνα του 1997 κατά τη διάρκεια της επίσημης λειτουργία των υδροηλεκτρικών φραγμάτων της ΔΕΗ στον Θησαυρό και την Πλατανόβρυση. Η πολύ-φασματική ταξινόμηση (multispectral classification) χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να καθοριστούν οι κατηγορίες βλάστησης με ιδιαίτερη έμφαση στους ορεινούς όγκους της Βουλγαρίας.

[[Εικόνα:nestos2.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Συνδυασμός τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ για την απεικόνιση των υπολεκανών της υδρολογικής λεκάνης (Danko, 1992)''']]

'''Η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών'''

Τα ΓΣΠ αποτελούν τον αποτελεσματικότερο μηχανισμό για τη διαχείριση και χρήση πληροφοριών που είναι δομημένες στο χώρο. Τα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να συνδεθούν τόσο με τους φυσικούς πόρους, όσο και με κοινωνικοοικονομικά προβλήματα. Γενικά, τα δεδομένα που εμφανίζονται ως χάρτες και εικόνες μπορούν να περιγράψουν στοιχεία όπως την τοπογραφία, τον τύπο εδάφους, τη βλάστηση, τα ύδατα, τη χρήση γης, τη γεωλογία της επιφάνειας, τα διοικητικά όρια, την ιδιοκτησία της γης, τον πληθυσμός, την αξία εδάφους. Οι παραγόμενοι χάρτες μπορούν να περιγράψουν τα ακατέργαστα στοιχεία ή τα στατιστικά αποτελέσματα που προκύπτουν.

'''Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης'''

''Το υδρολογικό μοντέλο MODCOU''

Το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε με την συνεργασία των Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) – Eau de Quebec, l’Orstom και του CIG (Ledoux et al.,1989, 2002). Ο σκοπός του μοντέλου είναι η προσομοίωση των επιφανειακών και των υπόγειων ροών σε στρωματομένους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τετραγωνισμένα κελιά (cells) διαφορετικού μεγέθους (Εικ.3α). Η προσομοίωση των επιφανειακών ροών σχετίζεται με το μοντέλο Cequeau.

[[Εικόνα:nestos3.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: α)Προσαρμογή του καννάβου (grid) του μοντέλου MODCOU σε δορυφορική εικόνα NASA LANDSAT TM ανάλυσης 30 m, β) βαθμονόμηση του μοντέλου βάση των σταθμών Momina Kula (Βουλγαρία) και Τέμενος (Ελλάδα).''']]

Το κύριο χαρακτηριστικό της εφαρμοζόμενης μεθόδου είναι ο χωρισμός του υδρολογικού κύκλου σε ανεξάρτητα τμήματα. Το μοντέλο αποτελείται από πέντε διαφορετικές λειτουργικές διαδικασίες που διασυνδέονται μεταξύ τους για την προσομοίωση του υδρολογικού κύκλου: τη διαδικασία παραγωγής, που διαχωρίζει τη διήθηση, την απορροή, την εξατμισοδιαπνοή και την εδαφική συγκέντρωση υγρασίας ως αποτέλεσμα των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων, τη διαδικασία επιφανειακής μεταφοράς, τη διαδικασία κίνησης σε μη κορεσμένες υπόγειες ζώνες, τη διαδικασία των υπόγειων ροών, και τη διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ υπόγειου υδροφορέα και ποταμού.

''Το μοντέλο προσομοίωσης φραγμάτων''

Τα αποτελέσματα από την υδρολογική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν για την μαθηματική προσομοίωση των φραγμάτων που βρίσκονται στην Ελληνική πλευρά. Το λογισμικό HEC-ResSim χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της λειτουργικότητας των φραγμάτων (τεχνικά και οικονομικά) καθώς και την προσομοίωση του διαθέσιμου όγκου νερού, καθώς υπάρχει ανάγκη διασφάλισης της οικολογικής παροχής (6 m3/sec), αλλά και κάλυψη των αγροτικών απαιτήσεων σε νερό. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, εκτός από την υπάρχουσα κατάσταση, έγινε προσομοίωση των μελλοντικών αναπτυξιακών έργων (εκτροπή νερού προς την πεδιάδα της Δράμας, κατασκευή του φράγματος του Τεμένους), αλλά και των μελλοντικών κλιματικών αλλαγών (Εικ.4).

[[Εικόνα:nestos4.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Προσομοίωση των φραγμάτων κατά την υπάρχουσα κατάσταση, αλλά και με την χρήση σεναρίων (αναπτυξιακά σχέδια, κλιματικές αλλαγές).''']]

'''Συμπεράσματα'''

Στην περίπτωση των υδάτων του ποταμού Μέστα/Νέστου, η τηλεπισκόπηση συνδυασμένη με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών έχει να επιδείξει μοναδική χρησιμότητα στην προοπτική μιας ενοποιημένης διασυνοριακής υδρολογικής λεκάνης απορροής. Δεδομένα που έχουν προκύψει από τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων εφαρμογών, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο υδρολογικό μοντέλο, δίνοντας ως αποτέλεσμα την επιφανειακή ροή. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, ακολουθώντας το δυσμενέστερο σενάριο κλιματικής αλλαγής Α2, Hamburg World Data Center for Climate (CERA), παρατηρήθηκε πως τα φράγματα στον ποταμό Νέστο θα χρησιμοποιούνται μόνο για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών, αφού η διαθέσιμη ποσότητα ύδατος δεν θα επαρκεί για την παραγωγή ενέργειας.

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-26T17:44:15Z

Iro.roinioti:

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου'''

'''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget'''

'''Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ'''

'''ENSMP France'''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.Μακροχρόνιες προσομοιώσεις, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα για το κλίμα, την επιφανειακή και υπόγεια υδρολογία και τις γεωργικές πρακτικές καθώς και οικονομικά μοντέλα με ιδιαίτερη έμφαση την κατανάλωση ενέργειας, την τιμολόγηση ύδατος και την περιβαλλοντική διαχείριση, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την ολοκληρωμένη μελέτη της διαχείρισης υδάτων μιας λεκάνης απορροής. Στη διασυνοριακή λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου η συστηματική μαθηματική προσομοίωση είναι ελλιπής τόσο από την Βουλγαρία όσο και από την Ελλάδα.Η χρήση της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών αποτελεί ένα σύγχρονο τρόπο μελέτης μιας λεκάνης απορροής, ιδιαίτερα όταν παρουσιάζει το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό να είναι διασυνοριακή.

'''Περιοχή μελέτης'''

Αρχίζοντας από ψηλά, από το βουνό Rila της Βουλγαρίας, ο ποταμός Μέστα εισάγει το δεύτερο μισό του ρεύματός του στην περιοχή της Ελληνικής Θράκης αλλάζοντας το όνομα του σε Νέστος. Στο τέλος, το βασικό υδατόρευμα ρέει πέρα από την πεδιάδα της Χρυσούπολης και επεκτείνεται ως δελταϊκό σύστημα, με τις λίμνες γλυκού νερού που διαμορφώνει ο ποταμός στο δέλτα του Νέστου.

Ολόκληρη η επιφάνεια απορροής του Μέστα/Νέστου είναι 5.751 τετραγωνικά χλμ από τα οποία τα 2.314 τετραγωνικά χλμ βρίσκονται στην Ελλάδα και τα υπόλοιπα στη Βουλγαρία Εικόνα 1). Αυτή η διασυνοριακή λεκάνη ρυθμίζεται από μια διακρατική συμφωνία μεταξύ Ελλάδας - Βουλγαρίας για την ποσότητα ροής ύδατος από τον ποταμό Μέστα προς την Ελλάδα. Τα χαρακτηριστικά της συμφωνίας σχετίζονται με την κατανάλωση από τις δύο αυτές χώρες (Argiropoulos et al., 1996).

[[Εικόνα:nestos1.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Η περιοχή μελέτης με τον ανάγλυφο χάρτη ανάλυσης 1 km''']]

'''Η συμβολή της τηλεπισκόπισης'''

Στην περίπτωση της λεκάνης απορροής του Μέστα/Νέστου, η βασική απεικόνιση προέρχεται από εικόνες LANDSAT με ανάλυση 80 μέτρων προσαρμοσμένες στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς EΓΣΑ 87 (Mugnier, 2002). Παρόλο που ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων, δεδομένα LANDSAT έχουν χρησιμοποιηθεί προκειμένου να βελτιώσουν την υπάρχουσα χρήση γης (Εικ.2). Δύο εικόνες έχουν χρησιμοποιηθεί με διαχρονικό τρόπο, η πρώτη αφορά το καλοκαίρι του 1988 και η δεύτερη το χειμώνα του 1997 κατά τη διάρκεια της επίσημης λειτουργία των υδροηλεκτρικών φραγμάτων της ΔΕΗ στον Θησαυρό και την Πλατανόβρυση. Η πολύ-φασματική ταξινόμηση (multispectral classification) χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να καθοριστούν οι κατηγορίες βλάστησης με ιδιαίτερη έμφαση στους ορεινούς όγκους της Βουλγαρίας.

[[Εικόνα:nestos2.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Συνδυασμός τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ για την απεικόνιση των υπολεκανών της υδρολογικής λεκάνης (Danko, 1992)''']]

'''Η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών'''

Τα ΓΣΠ αποτελούν τον αποτελεσματικότερο μηχανισμό για τη διαχείριση και χρήση πληροφοριών που είναι δομημένες στο χώρο. Τα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να συνδεθούν τόσο με τους φυσικούς πόρους, όσο και με κοινωνικοοικονομικά προβλήματα. Γενικά, τα δεδομένα που εμφανίζονται ως χάρτες και εικόνες μπορούν να περιγράψουν στοιχεία όπως την τοπογραφία, τον τύπο εδάφους, τη βλάστηση, τα ύδατα, τη χρήση γης, τη γεωλογία της επιφάνειας, τα διοικητικά όρια, την ιδιοκτησία της γης, τον πληθυσμός, την αξία εδάφους. Οι παραγόμενοι χάρτες μπορούν να περιγράψουν τα ακατέργαστα στοιχεία ή τα στατιστικά αποτελέσματα που προκύπτουν.

'''Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης'''

''Το υδρολογικό μοντέλο MODCOU''

Το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε με την συνεργασία των Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) – Eau de Quebec, l’Orstom και του CIG (Ledoux et al.,1989, 2002). Ο σκοπός του μοντέλου είναι η προσομοίωση των επιφανειακών και των υπόγειων ροών σε στρωματομένους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τετραγωνισμένα κελιά (cells) διαφορετικού μεγέθους (Εικ.3α). Η προσομοίωση των επιφανειακών ροών σχετίζεται με το μοντέλο Cequeau.

[[Εικόνα:nestos3.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: α)Προσαρμογή του καννάβου (grid) του μοντέλου MODCOU σε δορυφορική εικόνα NASA LANDSAT TM ανάλυσης 30 m, β) βαθμονόμηση του μοντέλου βάση των σταθμών Momina Kula (Βουλγαρία) και Τέμενος (Ελλάδα).''']]

Το κύριο χαρακτηριστικό της εφαρμοζόμενης μεθόδου είναι ο χωρισμός του υδρολογικού κύκλου σε ανεξάρτητα τμήματα. Το μοντέλο αποτελείται από πέντε διαφορετικές λειτουργικές διαδικασίες που διασυνδέονται μεταξύ τους για την προσομοίωση του υδρολογικού κύκλου: τη διαδικασία παραγωγής, που διαχωρίζει τη διήθηση, την απορροή, την εξατμισοδιαπνοή και την εδαφική συγκέντρωση υγρασίας ως αποτέλεσμα των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων, τη διαδικασία επιφανειακής μεταφοράς, τη διαδικασία κίνησης σε μη κορεσμένες υπόγειες ζώνες, τη διαδικασία των υπόγειων ροών, και τη διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ υπόγειου υδροφορέα και ποταμού.

''Το μοντέλο προσομοίωσης φραγμάτων''

Τα αποτελέσματα από την υδρολογική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν για την μαθηματική προσομοίωση των φραγμάτων που βρίσκονται στην Ελληνική πλευρά. Το λογισμικό HEC-ResSim χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της λειτουργικότητας των φραγμάτων (τεχνικά και οικονομικά) καθώς και την προσομοίωση του διαθέσιμου όγκου νερού, καθώς υπάρχει ανάγκη διασφάλισης της οικολογικής παροχής (6 m3/sec), αλλά και κάλυψη των αγροτικών απαιτήσεων σε νερό. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, εκτός από την υπάρχουσα κατάσταση, έγινε προσομοίωση των μελλοντικών αναπτυξιακών έργων (εκτροπή νερού προς την πεδιάδα της Δράμας, κατασκευή του φράγματος του Τεμένους), αλλά και των μελλοντικών κλιματικών αλλαγών (Εικ.4).

[[Εικόνα:nestos4.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Προσομοίωση των φραγμάτων κατά την υπάρχουσα κατάσταση, αλλά και με την χρήση σεναρίων (αναπτυξιακά σχέδια, κλιματικές αλλαγές).''']]

'''Συμπεράσματα'''

Στην περίπτωση των υδάτων του ποταμού Μέστα/Νέστου, η τηλεπισκόπηση συνδυασμένη με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών έχει να επιδείξει μοναδική χρησιμότητα στην προοπτική μιας ενοποιημένης διασυνοριακής υδρολογικής λεκάνης απορροής. Δεδομένα που έχουν προκύψει από τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων εφαρμογών, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο υδρολογικό μοντέλο, δίνοντας ως αποτέλεσμα την επιφανειακή ροή. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, ακολουθώντας το δυσμενέστερο σενάριο κλιματικής αλλαγής Α2, Hamburg World Data Center for Climate (CERA), παρατηρήθηκε πως τα φράγματα στον ποταμό Νέστο θα χρησιμοποιούνται μόνο για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών, αφού η
διαθέσιμη ποσότητα ύδατος δεν θα επαρκεί για την παραγωγή ενέργειας.

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-26T17:40:02Z

Iro.roinioti:

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου'''

'''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget'''

'''Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ'''

'''ENSMP France'''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.Μακροχρόνιες προσομοιώσεις, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα για το κλίμα, την επιφανειακή και υπόγεια υδρολογία και τις γεωργικές πρακτικές καθώς και οικονομικά μοντέλα με ιδιαίτερη έμφαση την κατανάλωση ενέργειας, την τιμολόγηση ύδατος και την περιβαλλοντική διαχείριση, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την ολοκληρωμένη μελέτη της διαχείρισης υδάτων μιας λεκάνης απορροής. Στη διασυνοριακή λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου η συστηματική μαθηματική προσομοίωση είναι ελλιπής τόσο από την Βουλγαρία όσο και από την Ελλάδα.Η χρήση της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών αποτελεί ένα σύγχρονο τρόπο μελέτης μιας λεκάνης απορροής, ιδιαίτερα όταν παρουσιάζει το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό να είναι διασυνοριακή.

'''Περιοχή μελέτης'''

Αρχίζοντας από ψηλά, από το βουνό Rila της Βουλγαρίας, ο ποταμός Μέστα εισάγει το δεύτερο μισό του ρεύματός του στην περιοχή της Ελληνικής Θράκης αλλάζοντας το όνομα του σε Νέστος. Στο τέλος, το βασικό υδατόρευμα ρέει πέρα από την πεδιάδα της Χρυσούπολης και επεκτείνεται ως δελταϊκό σύστημα, με τις λίμνες γλυκού νερού που διαμορφώνει ο ποταμός στο δέλτα του Νέστου.

Ολόκληρη η επιφάνεια απορροής του Μέστα/Νέστου είναι 5.751 τετραγωνικά χλμ από τα οποία τα 2.314 τετραγωνικά χλμ βρίσκονται στην Ελλάδα και τα υπόλοιπα στη Βουλγαρία Εικόνα 1). Αυτή η διασυνοριακή λεκάνη ρυθμίζεται από μια διακρατική συμφωνία μεταξύ Ελλάδας - Βουλγαρίας για την ποσότητα ροής ύδατος από τον ποταμό Μέστα προς την Ελλάδα. Τα χαρακτηριστικά της συμφωνίας σχετίζονται με την κατανάλωση από τις δύο αυτές χώρες (Argiropoulos et al., 1996).

[[Εικόνα:nestos1.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Η περιοχή μελέτης με τον ανάγλυφο χάρτη ανάλυσης 1 km''']]

'''Η συμβολή της τηλεπισκόπισης'''

Στην περίπτωση της λεκάνης απορροής του Μέστα/Νέστου, η βασική απεικόνιση προέρχεται από εικόνες LANDSAT με ανάλυση 80 μέτρων προσαρμοσμένες στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς EΓΣΑ 87 (Mugnier, 2002). Παρόλο που ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων, δεδομένα
LANDSAT έχουν χρησιμοποιηθεί προκειμένου να βελτιώσουν την υπάρχουσα χρήση γης (Σχήμα 2). Δύο εικόνες έχουν χρησιμοποιηθεί με διαχρονικό τρόπο, η πρώτη αφορά το καλοκαίρι του 1988 και η δεύτερη το χειμώνα του 1997 κατά τη διάρκεια της επίσημης λειτουργία των υδροηλεκτρικών φραγμάτων της ΔΕΗ στον Θησαυρό και την Πλατανόβρυση. Η πολύ-φασματική ταξινόμηση (multispectral classification)
χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να καθοριστούν οι κατηγορίες βλάστησης με ιδιαίτερη έμφαση στους ορεινούς όγκους της Βουλγαρίας.

'''Η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών'''

Τα ΓΣΠ αποτελούν τον αποτελεσματικότερο μηχανισμό για τη διαχείριση και χρήση πληροφοριών που είναι δομημένες στο χώρο. Τα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να συνδεθούν τόσο με τους φυσικούς πόρους, όσο και με κοινωνικοοικονομικά προβλήματα. Γενικά, τα δεδομένα που εμφανίζονται ως χάρτες και εικόνες μπορούν να περιγράψουν στοιχεία όπως την τοπογραφία, τον τύπο εδάφους, τη βλάστηση, τα ύδατα, τη
χρήση γης, τη γεωλογία της επιφάνειας, τα διοικητικά όρια, την ιδιοκτησία της γης, τον πληθυσμός, την αξία εδάφους. Οι παραγόμενοι χάρτες μπορούν να περιγράψουν τα ακατέργαστα στοιχεία ή τα στατιστικά αποτελέσματα που προκύπτουν.

'''Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης'''

''Το υδρολογικό μοντέλο MODCOU''

Το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε με την συνεργασία των Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) – Eau de Quebec, l’Orstom και του CIG (Ledoux et al.,1989, 2002). Ο σκοπός του μοντέλου είναι η προσομοίωση των επιφανειακών και των υπόγειων ροών σε στρωματομένους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τετραγωνισμένα κελιά (cells) διαφορετικού μεγέθους. Η προσομοίωση των επιφανειακών ροών σχετίζεται με το μοντέλο Cequeau.

Το κύριο χαρακτηριστικό της εφαρμοζόμενης μεθόδου είναι ο χωρισμός του υδρολογικού κύκλου σε ανεξάρτητα τμήματα. Το μοντέλο αποτελείται από πέντε διαφορετικές λειτουργικές διαδικασίες που διασυνδέονται μεταξύ τους για την προσομοίωση του υδρολογικού κύκλου: τη διαδικασία παραγωγής, που διαχωρίζει τη διήθηση, την απορροή, την εξατμισοδιαπνοή και την εδαφική συγκέντρωση υγρασίας ως
αποτέλεσμα των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων, τη διαδικασία επιφανειακής μεταφοράς, τη διαδικασία κίνησης σε μη κορεσμένες υπόγειες ζώνες, τη διαδικασία των υπόγειων ροών, και τη διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ υπόγειου υδροφορέα και ποταμού.

''Το μοντέλο προσομοίωσης φραγμάτων''

Τα αποτελέσματα από την υδρολογική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν για την μαθηματική προσομοίωση των φραγμάτων που βρίσκονται στην Ελληνική πλευρά. Το λογισμικό HEC-ResSim χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της λειτουργικότητας των φραγμάτων (τεχνικά και οικονομικά) καθώς και την προσομοίωση του διαθέσιμου όγκου νερού, καθώς υπάρχει ανάγκη διασφάλισης της οικολογικής παροχής (6 m3/sec), αλλά και κάλυψη των αγροτικών απαιτήσεων σε νερό. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, εκτός από την υπάρχουσα κατάσταση, έγινε προσομοίωση των μελλοντικών αναπτυξιακών έργων (εκτροπή νερού προς την πεδιάδα της Δράμας, κατασκευή του φράγματος του Τεμένους), αλλά και των μελλοντικών κλιματικών αλλαγών.

'''Συμπεράσματα'''

Στην περίπτωση των υδάτων του ποταμού Μέστα/Νέστου, η τηλεπισκόπηση συνδυασμένη με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών έχει να επιδείξει μοναδική χρησιμότητα στην προοπτική μιας ενοποιημένης διασυνοριακής υδρολογικής λεκάνης απορροής. Δεδομένα που έχουν προκύψει από τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων εφαρμογών, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο υδρολογικό μοντέλο, δίνοντας ως αποτέλεσμα την επιφανειακή ροή. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, ακολουθώντας το δυσμενέστερο σενάριο κλιματικής αλλαγής Α2, Hamburg World Data Center for Climate (CERA), παρατηρήθηκε πως τα φράγματα στον ποταμό Νέστο θα χρησιμοποιούνται μόνο για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών, αφού η
διαθέσιμη ποσότητα ύδατος δεν θα επαρκεί για την παραγωγή ενέργειας.

Αρχείο:Nestos4.JPG

2010-02-26T17:37:29Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Nestos3.JPG

2010-02-26T17:37:18Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Nestos2.JPG

2010-02-26T17:37:04Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Nestos1.JPG

2010-02-26T17:36:51Z

Iro.roinioti:

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-26T17:34:34Z

Iro.roinioti:

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου'''

'''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget'''

'''Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ'''

'''ENSMP France'''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.Μακροχρόνιες προσομοιώσεις, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα για το κλίμα, την επιφανειακή και υπόγεια υδρολογία και τις γεωργικές πρακτικές καθώς και οικονομικά μοντέλα με ιδιαίτερη έμφαση την κατανάλωση ενέργειας, την τιμολόγηση ύδατος και
την περιβαλλοντική διαχείριση, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την ολοκληρωμένη μελέτη της διαχείρισης υδάτων μιας λεκάνης απορροής. Στη διασυνοριακή λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου η συστηματική μαθηματική προσομοίωση είναι ελλιπής τόσο από την Βουλγαρία όσο και από την Ελλάδα.Η χρήση της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών αποτελεί ένα σύγχρονο τρόπο μελέτης μιας λεκάνης απορροής, ιδιαίτερα όταν παρουσιάζει το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό να είναι διασυνοριακή.

'''Περιοχή μελέτης'''

Αρχίζοντας από ψηλά, από το βουνό Rila της Βουλγαρίας, ο ποταμός Μέστα εισάγει το δεύτερο μισό του ρεύματός του στην περιοχή της Ελληνικής Θράκης αλλάζοντας το όνομα του σε Νέστος. Στο τέλος, το βασικό υδατόρευμα ρέει πέρα από την πεδιάδα της Χρυσούπολης και επεκτείνεται ως δελταϊκό σύστημα, με τις λίμνες γλυκού νερού που διαμορφώνει ο ποταμός στο δέλτα του Νέστου.

Ολόκληρη η επιφάνεια απορροής του Μέστα/Νέστου είναι 5.751 τετραγωνικά χλμ από τα οποία τα 2.314 τετραγωνικά χλμ βρίσκονται στην Ελλάδα και τα υπόλοιπα στη Βουλγαρία Εικόνα 1). Αυτή η διασυνοριακή λεκάνη ρυθμίζεται από μια διακρατική συμφωνία μεταξύ Ελλάδας - Βουλγαρίας για την ποσότητα ροής ύδατος από τον ποταμό Μέστα προς την Ελλάδα. Τα χαρακτηριστικά της συμφωνίας σχετίζονται με την κατανάλωση από τις δύο αυτές χώρες (Argiropoulos et al., 1996).

'''Η συμβολή της τηλεπισκόπισης'''

Στην περίπτωση της λεκάνης απορροής του Μέστα/Νέστου, η βασική απεικόνιση προέρχεται από εικόνες LANDSAT με ανάλυση 80 μέτρων προσαρμοσμένες στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς EΓΣΑ 87 (Mugnier, 2002). Παρόλο που ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων, δεδομένα
LANDSAT έχουν χρησιμοποιηθεί προκειμένου να βελτιώσουν την υπάρχουσα χρήση γης (Σχήμα 2). Δύο εικόνες έχουν χρησιμοποιηθεί με διαχρονικό τρόπο, η πρώτη αφορά το καλοκαίρι του 1988 και η δεύτερη το χειμώνα του 1997 κατά τη διάρκεια της επίσημης λειτουργία των υδροηλεκτρικών φραγμάτων της ΔΕΗ στον Θησαυρό και την Πλατανόβρυση. Η πολύ-φασματική ταξινόμηση (multispectral classification)
χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να καθοριστούν οι κατηγορίες βλάστησης με ιδιαίτερη έμφαση στους ορεινούς όγκους της Βουλγαρίας.

'''Η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών'''

Τα ΓΣΠ αποτελούν τον αποτελεσματικότερο μηχανισμό για τη διαχείριση και χρήση πληροφοριών που είναι δομημένες στο χώρο. Τα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να συνδεθούν τόσο με τους φυσικούς πόρους, όσο και με κοινωνικοοικονομικά προβλήματα. Γενικά, τα δεδομένα που εμφανίζονται ως χάρτες και εικόνες μπορούν να περιγράψουν στοιχεία όπως την τοπογραφία, τον τύπο εδάφους, τη βλάστηση, τα ύδατα, τη
χρήση γης, τη γεωλογία της επιφάνειας, τα διοικητικά όρια, την ιδιοκτησία της γης, τον πληθυσμός, την αξία εδάφους. Οι παραγόμενοι χάρτες μπορούν να περιγράψουν τα ακατέργαστα στοιχεία ή τα στατιστικά αποτελέσματα που προκύπτουν.

'''Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης'''

''Το υδρολογικό μοντέλο MODCOU''

Το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε με την συνεργασία των Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) – Eau de Quebec, l’Orstom και του CIG (Ledoux et al.,1989, 2002). Ο σκοπός του μοντέλου είναι η προσομοίωση των επιφανειακών και των υπόγειων ροών σε στρωματομένους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τετραγωνισμένα κελιά (cells) διαφορετικού μεγέθους. Η προσομοίωση των επιφανειακών ροών σχετίζεται με το μοντέλο Cequeau.

Το κύριο χαρακτηριστικό της εφαρμοζόμενης μεθόδου είναι ο χωρισμός του υδρολογικού κύκλου σε ανεξάρτητα τμήματα. Το μοντέλο αποτελείται από πέντε διαφορετικές λειτουργικές διαδικασίες που διασυνδέονται μεταξύ τους για την προσομοίωση του υδρολογικού κύκλου: τη διαδικασία παραγωγής, που διαχωρίζει τη διήθηση, την απορροή, την εξατμισοδιαπνοή και την εδαφική συγκέντρωση υγρασίας ως
αποτέλεσμα των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων, τη διαδικασία επιφανειακής μεταφοράς, τη διαδικασία κίνησης σε μη κορεσμένες υπόγειες ζώνες, τη διαδικασία των υπόγειων ροών, και τη διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ υπόγειου υδροφορέα και ποταμού.

''Το μοντέλο προσομοίωσης φραγμάτων''

Τα αποτελέσματα από την υδρολογική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν για την μαθηματική προσομοίωση των φραγμάτων που βρίσκονται στην Ελληνική πλευρά. Το λογισμικό HEC-ResSim χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της λειτουργικότητας των φραγμάτων (τεχνικά και οικονομικά) καθώς και την προσομοίωση του διαθέσιμου όγκου νερού, καθώς υπάρχει ανάγκη διασφάλισης της οικολογικής παροχής (6 m3/sec), αλλά και κάλυψη των αγροτικών απαιτήσεων σε νερό. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, εκτός από την υπάρχουσα κατάσταση, έγινε προσομοίωση των μελλοντικών αναπτυξιακών έργων (εκτροπή νερού προς την πεδιάδα της Δράμας, κατασκευή του φράγματος του Τεμένους), αλλά και των μελλοντικών κλιματικών αλλαγών.

'''Συμπεράσματα'''

Στην περίπτωση των υδάτων του ποταμού Μέστα/Νέστου, η τηλεπισκόπηση συνδυασμένη με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών έχει να επιδείξει μοναδική χρησιμότητα στην προοπτική μιας ενοποιημένης διασυνοριακής υδρολογικής λεκάνης απορροής. Δεδομένα που έχουν προκύψει από τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων εφαρμογών, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο υδρολογικό μοντέλο, δίνοντας ως αποτέλεσμα την επιφανειακή ροή. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, ακολουθώντας το δυσμενέστερο σενάριο κλιματικής αλλαγής Α2, Hamburg World Data Center for Climate (CERA), παρατηρήθηκε πως τα φράγματα στον ποταμό Νέστο θα χρησιμοποιούνται μόνο για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών, αφού η
διαθέσιμη ποσότητα ύδατος δεν θα επαρκεί για την παραγωγή ενέργειας.

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-23T13:50:29Z

Iro.roinioti:

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου'''

'''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget'''

'''Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ'''

'''ENSMP France'''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.Μακροχρόνιες προσομοιώσεις, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα για το κλίμα, την επιφανειακή και υπόγεια υδρολογία και τις γεωργικές πρακτικές καθώς και οικονομικά μοντέλα με ιδιαίτερη έμφαση την κατανάλωση ενέργειας, την τιμολόγηση ύδατος και
την περιβαλλοντική διαχείριση, αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την ολοκληρωμένη μελέτη της διαχείρισης υδάτων μιας λεκάνης απορροής. Στη διασυνοριακή λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου η συστηματική μαθηματική προσομοίωση είναι ελλιπής τόσο από την Βουλγαρία όσο και από την Ελλάδα.Η χρήση της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών αποτελεί ένα σύγχρονο τρόπο μελέτης μιας λεκάνης απορροής, ιδιαίτερα όταν παρουσιάζει το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό να είναι διασυνοριακή.

'''Περιοχή μελέτης'''

Αρχίζοντας από ψηλά, από το βουνό Rila της Βουλγαρίας, ο ποταμός Μέστα εισάγει το δεύτερο μισό του ρεύματός του στην περιοχή της Ελληνικής Θράκης αλλάζοντας το όνομα του σε Νέστος. Στο τέλος, το βασικό υδατόρευμα ρέει πέρα από την πεδιάδα της Χρυσούπολης και επεκτείνεται ως δελταϊκό σύστημα, με τις λίμνες γλυκού νερού που διαμορφώνει ο ποταμός στο δέλτα του Νέστου.

Ολόκληρη η επιφάνεια απορροής του Μέστα/Νέστου είναι 5.751 τετραγωνικά χλμ από τα οποία τα 2.314 τετραγωνικά χλμ βρίσκονται στην Ελλάδα και τα υπόλοιπα στη Βουλγαρία, Σχήμα 1. Αυτή η διασυνοριακή λεκάνη ρυθμίζεται από μια διακρατική συμφωνία μεταξύ Ελλάδας - Βουλγαρίας για την ποσότητα ροής ύδατος από τον ποταμό Μέστα προς την Ελλάδα. Τα χαρακτηριστικά της συμφωνίας σχετίζονται με
την κατανάλωση από τις δύο αυτές χώρες (Argiropoulos et al., 1996).

'''Η συμβολή της τηλεπισκόπισης'''

Στην περίπτωση της λεκάνης απορροής του Μέστα/Νέστου, η βασική απεικόνιση προέρχεται από εικόνες LANDSAT με ανάλυση 80 μέτρων προσαρμοσμένες στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς EΓΣΑ 87 (Mugnier, 2002). Παρόλο που ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων, δεδομένα
LANDSAT έχουν χρησιμοποιηθεί προκειμένου να βελτιώσουν την υπάρχουσα χρήση γης (Σχήμα 2). Δύο εικόνες έχουν χρησιμοποιηθεί με διαχρονικό τρόπο, η πρώτη αφορά το καλοκαίρι του 1988 και η δεύτερη το χειμώνα του 1997 κατά τη διάρκεια της επίσημης λειτουργία των υδροηλεκτρικών φραγμάτων της ΔΕΗ στον Θησαυρό και την Πλατανόβρυση. Η πολύ-φασματική ταξινόμηση (multispectral classification)
χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να καθοριστούν οι κατηγορίες βλάστησης με ιδιαίτερη έμφαση στους ορεινούς όγκους της Βουλγαρίας.

'''Η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών'''

Τα ΓΣΠ αποτελούν τον αποτελεσματικότερο μηχανισμό για τη διαχείριση και χρήση πληροφοριών που είναι δομημένες στο χώρο. Τα γεωγραφικά δεδομένα μπορούν να συνδεθούν τόσο με τους φυσικούς πόρους, όσο και με κοινωνικοοικονομικά προβλήματα. Γενικά, τα δεδομένα που εμφανίζονται ως χάρτες και εικόνες μπορούν να περιγράψουν στοιχεία όπως την τοπογραφία, τον τύπο εδάφους, τη βλάστηση, τα ύδατα, τη
χρήση γης, τη γεωλογία της επιφάνειας, τα διοικητικά όρια, την ιδιοκτησία της γης, τον πληθυσμός, την αξία εδάφους. Οι παραγόμενοι χάρτες μπορούν να περιγράψουν τα ακατέργαστα στοιχεία ή τα στατιστικά αποτελέσματα που προκύπτουν.

'''Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης'''

''Το υδρολογικό μοντέλο MODCOU''

Το μοντέλο αυτό αναπτύχθηκε με την συνεργασία των Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) – Eau de Quebec, l’Orstom και του CIG (Ledoux et al.,1989, 2002). Ο σκοπός του μοντέλου είναι η προσομοίωση των επιφανειακών και των υπόγειων ροών σε στρωματομένους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τετραγωνισμένα κελιά (cells) διαφορετικού μεγέθους. Η προσομοίωση των επιφανειακών ροών σχετίζεται με το μοντέλο Cequeau.

Το κύριο χαρακτηριστικό της εφαρμοζόμενης μεθόδου είναι ο χωρισμός του υδρολογικού κύκλου σε ανεξάρτητα τμήματα. Το μοντέλο αποτελείται από πέντε διαφορετικές λειτουργικές διαδικασίες που διασυνδέονται μεταξύ τους για την προσομοίωση του υδρολογικού κύκλου: τη διαδικασία παραγωγής, που διαχωρίζει τη διήθηση, την απορροή, την εξατμισοδιαπνοή και την εδαφική συγκέντρωση υγρασίας ως
αποτέλεσμα των ατμοσφαιρικών κατακρημνίσεων, τη διαδικασία επιφανειακής μεταφοράς, τη διαδικασία κίνησης σε μη κορεσμένες υπόγειες ζώνες, τη διαδικασία των υπόγειων ροών, και τη διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ υπόγειου υδροφορέα και ποταμού.

''Το μοντέλο προσομοίωσης φραγμάτων''

Τα αποτελέσματα από την υδρολογική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν για την μαθηματική προσομοίωση των φραγμάτων που βρίσκονται στην Ελληνική πλευρά. Το λογισμικό HEC-ResSim χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της λειτουργικότητας των φραγμάτων (τεχνικά και οικονομικά) καθώς και την προσομοίωση του διαθέσιμου όγκου νερού, καθώς υπάρχει ανάγκη διασφάλισης της οικολογικής παροχής (6 m3/sec), αλλά και κάλυψη των αγροτικών απαιτήσεων σε νερό. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, εκτός από την υπάρχουσα κατάσταση, έγινε προσομοίωση των μελλοντικών αναπτυξιακών έργων (εκτροπή νερού προς την πεδιάδα της Δράμας, κατασκευή του φράγματος του Τεμένους), αλλά και των μελλοντικών κλιματικών αλλαγών.

'''Συμπεράσματα'''

Στην περίπτωση των υδάτων του ποταμού Μέστα/Νέστου, η τηλεπισκόπηση συνδυασμένη με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών έχει να επιδείξει μοναδική χρησιμότητα στην προοπτική μιας ενοποιημένης διασυνοριακής υδρολογικής λεκάνης απορροής. Δεδομένα που έχουν προκύψει από τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων εφαρμογών, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο υδρολογικό μοντέλο, δίνοντας ως αποτέλεσμα την επιφανειακή ροή. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, ακολουθώντας το δυσμενέστερο σενάριο κλιματικής αλλαγής Α2, Hamburg World Data Center for Climate (CERA), παρατηρήθηκε πως τα φράγματα στον ποταμό Νέστο θα χρησιμοποιούνται μόνο για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών, αφού η
διαθέσιμη ποσότητα ύδατος δεν θα επαρκεί για την παραγωγή ενέργειας.

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-23T13:36:57Z

Iro.roinioti:

'''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου'''

'''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget'''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.

Ροϊνιώτη Αργυρώ

2010-02-23T13:36:19Z

Iro.roinioti:

* [[Ολοκληρωμένη εκτίμηση της καταλληλότητας αστικής ανάπτυξης με βάση τεχνικές τηλεπισκόπισης και GIS]]

* [[Αξιολόγηση των κλιματικών επιδράσεων στη δυναμική της βλάστησης μέσω της τηλεπισκόπισης]]

* [[Μακροπρόθεσμη παρακολούθηση και έλεγχος των μεσογειακών οικοσυστημάτων με τηλεπισκόπιση και GIS]]

* [[Μία ανασκόπηση των μεθόδων τηλεπισκόπισης για τον προσδιορισμό του ισοζυγίου της μάζας των παγετώνων]]

* [[Ανάλυση αλλαγών στη χρήση/ κάλυψη γης χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπιση και GIS, στο Rize, στη Βορειοανατολική Τουρκία]]

* [[Ανίχνευση εκτεθειμένων και υπο-επιφανειακών αρχαιολογικών καταλοίπων μέσω “multi – sensor” τηλεπισκόπισης]]

* [[Προκλήσεις και εφαρμογές της τηλεπισκόπισης στην υπεράκτια ανάπτυξη αιολικής ενέργειας]]

* [[Λειτουργία προστατευόμενων και αλλαγμένων μεσογειακών οικοσυστημάτων: μία ταξινόμηση βασισμένη στην τηλεπισκόπιση στην Doñana, Ισπανία]]

* [[Πρότυπα και ανωμαλίες ανάπτυξης αλγών στη Μεσόγειο θάλασσα, όπως προέκυψαν από το σύνολο δεδομένων SeaWiFS (1998–2003)]]

* [[Περιβαλλοντικές αλλαγές, τηλεπισκόπιση, και ανάπτυξη υποδομής: H περίπτωση του λιμανιού East Port Said]]

* [[Χρονική ανάλυση της αποθήκευσης άνθρακα από αστικό δάσος, με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Αξιολόγηση δυναμικού υδροηλεκτρικής ενέργειας μικρής κλίμακας στην Ινδία]]

* [[Οικολογικοί δείκτες για την πελαγική ζώνη του ωκεανού μέσω τηλεπισκόπισης]]

* [[Επικαιροποίηση χάρτη περιοχής Natura 2000 για έναν υγρότοπο στην Ελλάδα μέσω παρατήρησης της γης]]

* [[Ταξινόμηση κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση εσπεριδοειδών με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Μετρώντας τη διαύγεια και την ποιότητα του νερού στις λίμνες και τα ποτάμια της Minnesota]]

* [[Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπιση με την καταγραφή της ηλικίας του δάσους για τη χαρτογράφηση της βιομάζας]]

* [[Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπιση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων]]

* [[Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπισης]]

* [[Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου]]

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

Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου

2010-02-23T13:35:32Z

Iro.roinioti: New page: ''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής...

''Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου''

''Συγγραφείς: Ι. Γκανούλης, Χ. Σκουληκάρης, J. Monget''

Οι εναλλακτικές επιλογές για νέα δημόσια και ιδιωτικά επενδυτικά προγράμματα στη διασυνοριακή μεταξύ Βουλγαρίας και Ελλάδας λεκάνη του ποταμού Μέστα/Νέστου περιλαμβάνουν νέες κατασκευές φραγμάτων, εκσυγχρονισμένα γεωργικά συστήματα άρδευσης, νέα τουριστικά θέρετρα καθώς και διάφορες εγκαταστάσεις για την αστική και βιομηχανική παροχή νερού. Αυτές οι εξελίξεις πρέπει να εφαρμοστούν και στα
δύο μέρη της λεκάνης (Ελλάδα και Βουλγαρία), όπου υπάρχουν διαφορετικοί κοινωνικοοικονομικοί όροι και επομένως διαφορετικές προτιμήσεις και διαφορετικοί στόχοι.

Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπησης

2010-02-11T15:28:32Z

Iro.roinioti:

'''Identifying the boundaries of the historical site of Persepolis using remote sensing'''

'''Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπισης'''

Συγγραφείς: Behnaz Aminzadeh, Firuzeh Samani

Πηγή: Remote Sensing of Environment, 2006

'''Σκοπός'''

Η Περσέπολη, που βρίσκεται στο νοτιοκεντρικό Ιράν, είναι μια από τις πιο γνωστές αρχαιολογικές τοποθεσίες και χρονολογείται από την αχαιμενική περίοδο (560-330 Π.Χ.). Καμία έρευνα μέχρι τώρα δεν έχει εστιάσει στην ακριβή οριοθέτηση αυτής της τοποθεσίας και η ύπαρξη ενός τοίχους και πύργων για την προστασία αυτού του σημαντικού κέντρου είναι υπό αμφισβήτηση. Μέχρι σήμερα δεν έχει γίνει καμία εκσκαφή για την απόδειξη ή την κατάρριψη της υπόθεσης της ύπαρξης τοίχους και πύργων γύρων από την Περσέπολη. Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να εξετάσει το πρόβλημα αυτό μέσω της τηλεπισκόπισης, της φωτογεωλογίας και έρευνας πεδίου.

Η κατασκευή της Περσέπολης άρχισε από το Δαρείο, συνεχίστηκε από το γιο του Ξέρξη και τον εγγονό του Αρταξέρξη και καταστράφηκε από το Μέγα Αλέξανδρο. Αποτελούσε έναν εθνικό ιερό τόπο και είχε ως πρωτεύουσα πόλη την Parse. Το γενικό πλάνο των παλατιών και ο περιβάλλων χώρος παρουσιάζονται στην εικόνα 1. Είναι τοποθετημένη σε μία φυσικά προστατευμένη περιοχή, καθώς περιβάλλεται από τη λίμνη Tashk από τα ανατολικά και από κορυφογραμμές από τα βόρεια. Βάσει των δεδομένων τηλεπισκόπισης και της φωτογεωλογίας, η περιοχή αυτή διαθέτει ειδική γεωμορφολογία με μεγάλες καλλιεργήσιμες εκτάσεις και διασκορπισμένα χωριά που περιβάλλονται ανατολικά από το όρος Rahmat, δυτικά από τον ποταμό Kor, βόρεια από το όρος Hossein και νότια από την οροσειρά Zarghan (βλ. εικόνα 2).

[[Εικόνα:Eikona1_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Περσέπολις.Γενικό πλάνο των παλατιών''']]

[[Εικόνα:Eikona2_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Δορυφορική εικόνα της οροσειράς Zagros''']]

'''Μέθοδος'''

Για την έρευνα χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ΕΤΜ+ (20/05/2001, Landsat 7), ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες (1963, 1954, 2002) και τοπογραφικοί χάρτες. Η επεξεργασία των εικόνων περιλαμβάνει διάφορες ραδιομετρικές διορθώσεις, αλγορίθμους για την αφαίρεση του θορύβου, ταξινόμηση ή γεωκωδικοποίηση και βαθμονόμηση δεδομένων. Εφαρμόστηκε Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis) για τον προσδιορισμό των αργιλωδών πετρωμάτων, των ανθρακικών πετρωμάτων και των χαρακτηριστικών καλλιέργειας. Οι διαφορές στην υφή του χώματος αποκαλύφθηκαν μέσω διακυμάνσεων στη θερμοκρασία. Έτσι είναι δυνατόν να προσδιορισθεί εάν μια έκταση ήταν προϊστορικά αγρός ή αν καλύπτει τώρα θαμμένα ερείπια.

Το παγχρωματικό κανάλι 8 του ΕΤΜ+ χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση των καταλοίπων. Εξαιτίας της εντατικής καλλιέργειας και της έντονης βλάστησης, δεν είναι δυνατή η ανάδειξη των αρχαιολογικών χώρων μέσω των καναλιών RGB και των ψευδοχρωματικών εικόνων. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών και ο δείκτης NDVI.
Τέλος οι αεροφωτογραφίες επεξεργάσθηκαν χρησιμοποιώντας τη Λαπλασιανή μέθοδο high pass, επεξεργασία ιστογραμμάτων, χρωματικά κατάλοιπα και «μισοκρυμμένα» χαρακτηριστικά.

'''Αποτελέσματα'''

Ύπαρξη τοίχους και πύργων

Υπάρχει ένα κατάλοιπο που σχηματίζει καμπυλωτή γραμμή στην πλαγιά του όρους Rahmat (εικ.3), που μπορεί να αναπαριστά ένα τοίχος που κάποτε περιέβαλλε είτε την πόλη Parse ή το σύμπλεγμα της Περσέπολης. Για την ανίχνευση αυτού του τοίχους αναλύθηκαν οι αεροφωτογραφίες και τα τηλεσκοπικά δεδομένα. Εφαρμόσθηκε ανεπίβλεπτη ταξινόμηση και χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ENVI για την ανάλυση εικόνας.

[[Εικόνα:Eikona3_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: Εικόνα Landsat ETM+, κανάλι 8. Τα χρώματα μωβ-πράσινο-κίτρινο αποδίδονται στα αρχαιολογικά κατάλοιπα κατασκευών που έχουν καταρρεύσει.''']]

Οι αεροφωτογραφίες και οι επεξεργασμένες εικόνες ΕΤΜ υποδεικνύουν ότι υπάρχει αλλαγή στον τόνο του χώματος που σχετίζεται με ελάχιστη τοπογραφική άνοδο και υλικά κατασκευών που έχουν καταρρεύσει πάνω σε θαμμένες δομές. Αυτή η διαφορά παράγει κάποια γραμμικά πρότυπα με μικρά σημεία χαοτικής δομής. Αυτά τα σημεία θα μπορούσαν να συσχετιστούν με τα κατάλοιπα των πύργων φρούρησης κατά μήκος του τοίχους του παλατιού.

Η κοιλάδα Farvardin στην οποία βρίσκονται η πόλη Parse και η Περσέπολις αποτελεί έντονα καλλιεργημένη ζώνη, με αποτέλεσμα να κρύβονται τα ιστορικά κατάλοιπα λόγω του υψηλού περιεχομένου βιομάζας. Όπως προαναφέρθηκε, χρησιμοποιήθηκε το παγχρωματικό κανάλι 8 του ΕΤΜ. Η εικόνα 4 δείχνει το αποτέλεσμα αυτής της ανάλυσης. Στο σημείο Α, το κατάλοιπο του τοίχους φρούρησης φαίνεται καθαρά. Παρόμοια χαρακτηριστικά βλέπουμε στα σημεία Β και C.

[[Εικόνα:Eikona4_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Αυτή η ψευδοχρωματική σύνθετη εικόνα υποδεικνύει κάποιες καλυμμένες άγνωστες αρχαιολογικές τοποθεσίες, καθώς και την Περσέπολη. ''']]

Στην εικόνα 5α, που προέλυψε από την επεξεργασία της αντίστοιχης αεροφωτογραφίας (1950), διάφορες τοποθεσίες έχουν ενισχυθεί, όπως το κέντρο της Περσέπολης (F). H ζώνη επιρροής της Περσέπολης παρουσιάζεται με κόκκινο χρώμα. Η εικόνα 5β, που προέκυψε από την επεξεργασία της αεροφωτογραφίας του 1970 υποδεικνύει σοβαρές ζημιές και παραμορφώσεις στην τοποθεσία λόγω της γιορτής των 2.500 χρόνων της Ιρανικής αυτοκρατορίας το 1971. Και οι δύο εικόνες εμφανίζουν το γραμμικό χαρακτηριστικό που υποδεικνύει την ύπαρξη τοίχους και κάποια σημεία που υποδεικνύουν την ύπαρξη των πύργων φρούρησης.

[[Εικόνα:Eikona5a_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5a: Εικόνα που έχει προκύψει από την εφαρμογή μεθόδου Laplace 5x5 (convolution) σε αεροφωτογραφία (1957). Το κόκκινο και το σκούρο μπλε και πράσινο χρώμα αντιστοιχεί σε αρχαιολογικά κατάλοιπα. Τα σημεία (A,B,C,D,E..) αντιστοιχούν σε κατάλοιπα των αρχαίου τοίχους φρούρησης και των πύργων.''']]

[[Εικόνα:Eikona5b_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5b: Εικόνα που έχει προκύψει από την επεξεργασία αεροφωτογραφίας (1970). Τα κυκλικά σημεία και τα γραμμικά χαρακτηριστικά αντιστοιχούν στους πύργους και στο τοίχος. Το κίτρινο χρώμα αποδίδεται (αρ.1-34) στα κατάλοιπα επαναδουλευμένων πετρωμάτων όπως αυτά κατανέμονται στους αγρούς.''']]

Χαρακτηριστικά του τοίχους και των πύργων

Τα χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν στο τοίχος και τους πύργους έχουν ορθογώνιο σχήμα. Ύστερα από την ανάλυση των εικόνων προκύπτουν 34 κυκλικά σημεία με διαφορετικά μεγέθη, 17 από τα οποία είναι τοποθετημένα νότια και νοτιοανατολικά προς το βουνό, ενώ τα υπόλοιπα 17 προς είναι διασκορπισμένα στην πεδιάδα (εικ.6). Φαίνεται πως το μέγεθος και πρότυπο των πύργων σχεδιάστηκαν ανάλογα με την αμυντική χρήση τους.

[[Εικόνα:Eikona6_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 6: Χάρτης της θέσης του τοίχους και των πύργων φρούρησης που περιβάλλουν την Περσέπολη''']]

'''Συμπέρασμα'''

Τα υψηλής ανάλυσης τηλεπισκοπικά δεδομένα και η υπερφασματική επισκόπιση μπορούν να συνταυτιστούν με άλλους τύπους αρχαιολογικών δεδομένων για την καλύτερη ανάλυση και κατανόηση των χαρακτηριστικών τους, των προτύπων τους, της συσχέτισής τους κτλ. Για τον ακριβή προσδιορισμό του συστήματος άρδευσης, των προτύπων των οικισμών και της κοινωνικής ζωής, όπως αντικατοπτρίζονται στο πλαίσιο της Περσέπολης, χρειάζονται εκτενέστερες επιφανειακές και υπο-επιφανειακές έρευνες. Η χρήση νέων γεωφυσικών και φασματικών τεχνικών είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό της έκτασης, της αρχιτεκτονικής δομής και των προτύπων δόμησης του αρχαίου πολιτισμού περιφερειακά της Περσέπολης. Οι εν λόγω έρευνες μπορούν να διαλευκάνουν πολλές πλευρές της αχαιμενικής περιόδου και των σταδίων κατασκευής της Περσέπολης.

[[category:Αρχαιολογία]]

Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπησης

2010-02-11T15:27:34Z

Iro.roinioti:

'''Identifying the boundaries of the historical site of Persepolis using remote sensing'''

'''Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπισης'''

Συγγραφείς: Behnaz Aminzadeh, Firuzeh Samani

Πηγή: Remote Sensing of Environment, 2006

'''Σκοπός'''

Η Περσέπολη, που βρίσκεται στο νοτιοκεντρικό Ιράν, είναι μια από τις πιο γνωστές αρχαιολογικές τοποθεσίες και χρονολογείται από την αχαιμενική περίοδο (560-330 Π.Χ.). Καμία έρευνα μέχρι τώρα δεν έχει εστιάσει στην ακριβή οριοθέτηση αυτής της τοποθεσίας και η ύπαρξη ενός τοίχους και πύργων για την προστασία αυτού του σημαντικού κέντρου είναι υπό αμφισβήτηση. Μέχρι σήμερα δεν έχει γίνει καμία εκσκαφή για την απόδειξη ή την κατάρριψη της υπόθεσης της ύπαρξης τοίχους και πύργων γύρων από την Περσέπολη. Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να εξετάσει το πρόβλημα αυτό μέσω της τηλεπισκόπισης, της φωτογεωλογίας και έρευνας πεδίου.

Η κατασκευή της Περσέπολης άρχισε από το Δαρείο, συνεχίστηκε από το γιο του Ξέρξη και τον εγγονό του Αρταξέρξη και καταστράφηκε από το Μέγα Αλέξανδρο. Αποτελούσε έναν εθνικό ιερό τόπο και είχε ως πρωτεύουσα πόλη την Parse. Το γενικό πλάνο των παλατιών και ο περιβάλλων χώρος παρουσιάζονται στην εικόνα 1. Είναι τοποθετημένη σε μία φυσικά προστατευμένη περιοχή, καθώς περιβάλλεται από τη λίμνη Tashk από τα ανατολικά και από κορυφογραμμές από τα βόρεια. Βάσει των δεδομένων τηλεπισκόπισης και της φωτογεωλογίας, η περιοχή αυτή διαθέτει ειδική γεωμορφολογία με μεγάλες καλλιεργήσιμες εκτάσεις και διασκορπισμένα χωριά που περιβάλλονται ανατολικά από το όρος Rahmat, δυτικά από τον ποταμό Kor, βόρεια από το όρος Hossein και νότια από την οροσειρά Zarghan (βλ. εικόνα 2).

[[Εικόνα:Eikona1_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Περσέπολις.Γενικό πλάνο των παλατιών''']]

[[Εικόνα:Eikona2_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Δορυφορική εικόνα της οροσειράς Zagros''']]

'''Μέθοδος'''

Για την έρευνα χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ΕΤΜ+ (20/05/2001, Landsat 7), ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες (1963, 1954, 2002) και τοπογραφικοί χάρτες. Η επεξεργασία των εικόνων περιλαμβάνει διάφορες ραδιομετρικές διορθώσεις, αλγορίθμους για την αφαίρεση του θορύβου, ταξινόμηση ή γεωκωδικοποίηση και βαθμονόμηση δεδομένων. Εφαρμόστηκε Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis) για τον προσδιορισμό των αργιλωδών πετρωμάτων, των ανθρακικών πετρωμάτων και των χαρακτηριστικών καλλιέργειας. Οι διαφορές στην υφή του χώματος αποκαλύφθηκαν μέσω διακυμάνσεων στη θερμοκρασία. Έτσι είναι δυνατόν να προσδιορισθεί εάν μια έκταση ήταν προϊστορικά αγρός ή αν καλύπτει τώρα θαμμένα ερείπια.

Το παγχρωματικό κανάλι 8 του ΕΤΜ+ χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση των καταλοίπων. Εξαιτίας της εντατικής καλλιέργειας και της έντονης βλάστησης, δεν είναι δυνατή η ανάδειξη των αρχαιολογικών χώρων μέσω των καναλιών RGB και των ψευδοχρωματικών εικόνων. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών και ο δείκτης NDVI.
Τέλος οι αεροφωτογραφίες επεξεργάσθηκαν χρησιμοποιώντας τη Λαπλασιανή μέθοδο high pass, επεξεργασία ιστογραμμάτων, χρωματικά κατάλοιπα και «μισοκρυμμένα» χαρακτηριστικά.

'''Αποτελέσματα'''

Ύπαρξη τοίχους και πύργων

Υπάρχει ένα κατάλοιπο που σχηματίζει καμπυλωτή γραμμή στην πλαγιά του όρους Rahmat (εικ.3), που μπορεί να αναπαριστά ένα τοίχος που κάποτε περιέβαλλε είτε την πόλη Parse ή το σύμπλεγμα της Περσέπολης. Για την ανίχνευση αυτού του τοίχους αναλύθηκαν οι αεροφωτογραφίες και τα τηλεσκοπικά δεδομένα. Εφαρμόσθηκε ανεπίβλεπτη ταξινόμηση και χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ENVI για την ανάλυση εικόνας.

[[Εικόνα:Eikona3_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: Εικόνα Landsat ETM+, κανάλι 8. Τα χρώματα μωβ-πράσινο-κίτρινο αποδίδονται στα αρχαιολογικά κατάλοιπα κατασκευών που έχουν καταρρεύσει.''']]

Οι αεροφωτογραφίες και οι επεξεργασμένες εικόνες ΕΤΜ υποδεικνύουν ότι υπάρχει αλλαγή στον τόνο του χώματος που σχετίζεται με ελάχιστη τοπογραφική άνοδο και υλικά κατασκευών που έχουν καταρρεύσει πάνω σε θαμμένες δομές. Αυτή η διαφορά παράγει κάποια γραμμικά πρότυπα με μικρά σημεία χαοτικής δομής. Αυτά τα σημεία θα μπορούσαν να συσχετιστούν με τα κατάλοιπα των πύργων φρούρησης κατά μήκος του τοίχους του παλατιού.

Η κοιλάδα Farvardin στην οποία βρίσκονται η πόλη Parse και η Περσέπολις αποτελεί έντονα καλλιεργημένη ζώνη, με αποτέλεσμα να κρύβονται τα ιστορικά κατάλοιπα λόγω του υψηλού περιεχομένου βιομάζας. Όπως προαναφέρθηκε, χρησιμοποιήθηκε το παγχρωματικό κανάλι 8 του ΕΤΜ. Η εικόνα 4 δείχνει το αποτέλεσμα αυτής της ανάλυσης. Στο σημείο Α, το κατάλοιπο του τοίχους φρούρησης φαίνεται καθαρά. Παρόμοια χαρακτηριστικά βλέπουμε στα σημεία Β και C.

[[Εικόνα:Eikona4_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Αυτή η ψευδοχρωματική σύνθετη εικόνα υποδεικνύει κάποιες καλυμμένες άγνωστες αρχαιολογικές τοποθεσίες, καθώς και την Περσέπολη. ''']]

Στην εικόνα 5α, που προέλυψε από την επεξεργασία της αντίστοιχης αεροφωτογραφίας (1950), διάφορες τοποθεσίες έχουν ενισχυθεί, όπως το κέντρο της Περσέπολης (F). H ζώνη επιρροής της Περσέπολης παρουσιάζεται με κόκκινο χρώμα. Η εικόνα 5β, που προέκυψε από την επεξεργασία της αεροφωτογραφίας του 1970 υποδεικνύει σοβαρές ζημιές και παραμορφώσεις στην τοποθεσία λόγω της γιορτής των 2.500 χρόνων της Ιρανικής αυτοκρατορίας το 1971. Και οι δύο εικόνες εμφανίζουν το γραμμικό χαρακτηριστικό που υποδεικνύει την ύπαρξη τοίχους και κάποια σημεία που υποδεικνύουν την ύπαρξη των πύργων φρούρησης.

[[Εικόνα:Eikona5a_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5a: Εικόνα που έχει προκύψει από την εφαρμογή μεθόδου Laplace 5x5 (convolution) σε αεροφωτογραφία (1957). Το κόκκινο και το σκούρο μπλε και πράσινο χρώμα αντιστοιχεί σε αρχαιολογικά κατάλοιπα. Τα σημεία (A,B,C,D,E..) αντιστοιχούν σε κατάλοιπα των αρχαίου τοίχους φρούρησης και των πύργων.''']]

[[Εικόνα:Eikona5b_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5b: Εικόνα που έχει προκύψει από την επεξεργασία αεροφωτογραφίας (1970). Τα κυκλικά σημεία και τα γραμμικά χαρακτηριστικά αντιστοιχούν στους πύργους και στο τοίχος. Το κίτρινο χρώμα αποδίδεται (αρ.1-34) στα κατάλοιπα επαναδουλευμένων πετρωμάτων όπως αυτά κατανέμονται στους αγρούς.''']]

Χαρακτηριστικά του τοίχους και των πύργων

Τα χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν στο τοίχος και τους πύργους έχουν ορθογώνιο σχήμα. Ύστερα από την ανάλυση των εικόνων προκύπτουν 34 κυκλικά σημεία με διαφορετικά μεγέθη, 17 από τα οποία είναι τοποθετημένα νότια και νοτιοανατολικά προς το βουνό, ενώ τα υπόλοιπα 17 προς είναι διασκορπισμένα στην πεδιάδα (εικ.6). Φαίνεται πως το μέγεθος και πρότυπο των πύργων σχεδιάστηκαν ανάλογα με την αμυντική χρήση τους.

[[Εικόνα:Eikona6_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 6: Χάρτης της θέσης του τοίχους και των πύργων φρούρησης που περιβάλλουν την Περσέπολη''']]

'''Συμπέρασμα'''

Τα υψηλής ανάλυσης τηλεπισκοπικά δεδομένα και η υπερφασματική επισκόπιση μπορούν να συνταυτιστούν με άλλους τύπους αρχαιολογικών δεδομένων για την καλύτερη ανάλυση και κατανόηση των χαρακτηριστικών τους, των προτύπων τους, της συσχέτισής τους κτλ. Για τον ακριβή προσδιορισμό του συστήματος άρδευσης, των προτύπων των οικισμών και της κοινωνικής ζωής, όπως αντικατοπτρίζονται στο πλαίσιο της Περσέπολης, χρειάζονται εκτενέστερες επιφανειακές και υποε-επιφανειακές έρευνες. Η χρήση νέων γεωφυσικών και φασματικών τεχνικών είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό της έκτασης, της αρχιτεκτονικής δομής και των προτύπων δόμησης του αρχαίου πολιτισμού περιφερειακά της Περσέπολης. Οι εν λόγω έρευνες μπορούν να διαλευκάνουν πολλές πλευρές της αχαιμενικής περιόδου και των σταδίων κατασκευής της Περσέπολης.

[[category:Αρχαιολογία]]

Ροϊνιώτη Αργυρώ

2010-02-11T15:23:26Z

Iro.roinioti:

* [[Ολοκληρωμένη εκτίμηση της καταλληλότητας αστικής ανάπτυξης με βάση τεχνικές τηλεπισκόπισης και GIS]]

* [[Αξιολόγηση των κλιματικών επιδράσεων στη δυναμική της βλάστησης μέσω της τηλεπισκόπισης]]

* [[Μακροπρόθεσμη παρακολούθηση και έλεγχος των μεσογειακών οικοσυστημάτων με τηλεπισκόπιση και GIS]]

* [[Μία ανασκόπηση των μεθόδων τηλεπισκόπισης για τον προσδιορισμό του ισοζυγίου της μάζας των παγετώνων]]

* [[Ανάλυση αλλαγών στη χρήση/ κάλυψη γης χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπιση και GIS, στο Rize, στη Βορειοανατολική Τουρκία]]

* [[Ανίχνευση εκτεθειμένων και υπο-επιφανειακών αρχαιολογικών καταλοίπων μέσω “multi – sensor” τηλεπισκόπισης]]

* [[Προκλήσεις και εφαρμογές της τηλεπισκόπισης στην υπεράκτια ανάπτυξη αιολικής ενέργειας]]

* [[Λειτουργία προστατευόμενων και αλλαγμένων μεσογειακών οικοσυστημάτων: μία ταξινόμηση βασισμένη στην τηλεπισκόπιση στην Doñana, Ισπανία]]

* [[Πρότυπα και ανωμαλίες ανάπτυξης αλγών στη Μεσόγειο θάλασσα, όπως προέκυψαν από το σύνολο δεδομένων SeaWiFS (1998–2003)]]

* [[Περιβαλλοντικές αλλαγές, τηλεπισκόπιση, και ανάπτυξη υποδομής: H περίπτωση του λιμανιού East Port Said]]

* [[Χρονική ανάλυση της αποθήκευσης άνθρακα από αστικό δάσος, με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Αξιολόγηση δυναμικού υδροηλεκτρικής ενέργειας μικρής κλίμακας στην Ινδία]]

* [[Οικολογικοί δείκτες για την πελαγική ζώνη του ωκεανού μέσω τηλεπισκόπισης]]

* [[Επικαιροποίηση χάρτη περιοχής Natura 2000 για έναν υγρότοπο στην Ελλάδα μέσω παρατήρησης της γης]]

* [[Ταξινόμηση κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση εσπεριδοειδών με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Μετρώντας τη διαύγεια και την ποιότητα του νερού στις λίμνες και τα ποτάμια της Minnesota]]

* [[Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπιση με την καταγραφή της ηλικίας του δάσους για τη χαρτογράφηση της βιομάζας]]

* [[Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπιση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων]]

* [[Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπισης]]

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

Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπησης

2010-02-11T15:22:34Z

Iro.roinioti: New page: '''Identifying the boundaries of the historical site of Persepolis using remote sensing''' '''Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας ...

'''Identifying the boundaries of the historical site of Persepolis using remote sensing'''

'''Προσδιορισμός των ορίων της ιστορικής τοποθεσίας της Περσέπολης μέσω τηλεπισκόπισης'''

Συγγραφείς: Behnaz Aminzadeh, Firuzeh Samani

Πηγή: Remote Sensing of Environment, 2006

'''Σκοπός'''

Η Περσέπολη, που βρίσκεται στο νοτιοκεντρικό Ιράν, είναι μια από τις πιο γνωστές αρχαιολογικές τοποθεσίες και χρονολογείται από την αχαιμενική περίοδο (560-330 Π.Χ.). Καμία έρευνα μέχρι τώρα δεν έχει εστιάσει στην ακριβή οριοθέτηση αυτής της τοποθεσίας και η ύπαρξη ενός τοίχους και πύργων για την προστασία αυτού του σημαντικού κέντρου είνα υπό αμφισβήτηση. Μέχρι σήμερα δεν έχει γίνει καμία εκσκαφή για την απόδειξη ή την κατάρριψη της υπόθεσης της ύπαρξης τοίχους και πύργων γύρων από την Περσέπολη. Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να εξετάσει το πρόβλημα αυτό μέσω της τηλεπισκόπισης, της φωτογεωλογίας και έρευνας πεδίου.

Η κατασκευή της Περσέπολης άρχισε από το Δαρείο, συνεχίστηκε από το γιο του Ξέρξη και τον εγγονό του Αρταξέρξη και καταστράφηκε από το Μέγα Αλέξανδρο. Αποτελούσε έναν εθνικό ιερό τόπο και είχε ως πρωτεύουσα πόλη την Parse. Το γενικό πλάνο των παλατιών και ο περιβάλλων χώρος παρουσιάζονται στην εικόνα 1. Είναι τοποθετημένη σε μία φυσικά προστατευμένη περιοχή, καθώς περιβάλλεται από τη λίμνη Tashk από τα ανατολικά και από κορυφογραμμές από τα βόρεια. Βάσει των δεδομένων τηλεπισκόπισης και της φωτογεωλογίας, η περιοχή αυτή διαθέτει ειδική γεωμορφολογία με μεγάλες καλλιεργήσιμες εκτάσεις και διασκορπισμένα χωριά που περιβάλλονται ανατολικά από το όρος Rahmat, δυτικά από τον ποταμό Kor, βόρεια από το όρος Hossein και νότια από την οροσειρά Zarghan (βλ. εικόνα 2).

[[Εικόνα:Eikona1_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Περσέπολις.Γενικό πλάνο των παλατιών''']]

[[Εικόνα:Eikona2_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Δορυφορική εικόνα της οροσειράς Zagros''']]

'''Μέθοδος'''

Για την έρευνα χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ΕΤΜ+ (20/05/2001, Landsat 7), ασπρόμαυρες αεροφωτογραφίες (1963, 1954, 2002) και τοπογραφικοί χάρτες. Η επεξεργασία των εικόνων περιλαμβάνει διάφορες ραδιομετρικές διορθώσεις, αλγορίθμους για την αφαίρεση του θορύβου, ταξινόμηση ή γεωκωδικοποίηση και βαθμονόμηση δεδομένων. Εφαρμόστηκε Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis) για τον προσδιορισμό των αργιλωδών πετρωμάτων, των ανθρακικών πετρωμάτων και των χαρακτηριστικών καλλιέργειας. Οι διαφορές στην υφή του χώματος αποκαλύφθηκαν μέσω διακυμάνσεων στη θερμοκρασία. Έτσι είναι δυνατόν να προσδιορισθεί εάν μια έκταση ήταν προϊστορικά αγρός ή αν καλύπτει τώρα θαμμένα ερείπια.

Το παγχρωματικό κανάλι 8 του ΕΤΜ+ χρησιμοποιήθηκε για την ενίσχυση των καταλοίπων. Εξαιτίας της εντατικής καλλιέργειας και της έντονης βλάστησης, δεν είναι δυνατή η ανάδειξη των αρχαιολογικών χώρων μέσω των καναλιών RGB και των ψευδοχρωματικών εικόνων. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών και ο δείκτης NDVI.
Τέλος οι αεροφωτογραφίες επεξεργάσθηκαν χρησιμοποιώντας τη Λαπλασιανή μέθοδο high pass, επεξεργασία ιστογραμμάτων, χρωματικά κατάλοιπα και «μισοκρυμμένα» χαρακτηριστικά.

'''Αποτελέσματα'''

Ύπαρξη τοίχους και πύργων

Υπάρχει ένα κατάλοιπο που σχηματίζει καμπυλωτή γραμμή στην πλαγιά του όρους Rahmat (εικ.3), που μπορεί να αναπαριστά ένα τοίχος που κάποτε περιέβαλλε είτε την πόλη Parse ή το σύμπλεγμα της Περσέπολης. Για την ανίχνευση αυτού του τοίχους αναλύθηκαν οι αεροφωτογραφίες και τα τηλεσκοπικά δεδομένα. Εφαρμόσθηκε ανεπίβλεπτη ταξινόμηση και χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ENVI για την ανάλυση εικόνας.

[[Εικόνα:Eikona3_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: Εικόνα Landsat ETM+, κανάλι 8. Τα χρώματα μωβ-πράσινο-κίτρινο αποδίδονται στα αρχαιολογικά κατάλοιπα κατασκευών που έχουν καταρρεύσει.''']]

Οι αεροφωτογραφίες και οι επεξεργασμένες εικόνες ΕΤΜ υποδεικνύουν ότι υπάρχει αλλαγή στον τόνο του χώματος που σχετίζεται με ελάχιστη τοπογραφική άνοδο και υλικά κατασκευών που έχουν καταρρεύσει πάνω σε θαμμένες δομές. Αυτή η διαφορά παράγει κάποια γραμμικά πρότυπα με μικρά σημεία χαοτικής δομής. Αυτά τα σημεία θα μπορούσαν να συσχετιστούν με τα κατάλοιπα των πύργων φρούρησης κατά μήκος του τοίχους του παλατιού.

Η κοιλάδα Farvardin στην οποία βρίσκονται η πόλη Parse και η Περσέπολις αποτελεί έντονα καλλιεργημένη ζώνη, με αποτέλεσμα να κρύβονται τα ιστορικά κατάλοιπα λόγω του υψηλού περιεχομένου βιομάζας. Όπως προαναφέρθηκε, χρησιμοποιήθηκε το παγχρωματικό κανάλι 8 του ΕΤΜ. Η εικόνα 4 δείχνει το αποτέλεσμα αυτής της ανάλυσης. Στο σημείο Α, το κατάλοιπο του τοίχους φρούρησης φαίνεται καθαρά. Παρόμοια χαρακτηριστικά βλέπουμε στα σημεία Β και C.

[[Εικόνα:Eikona4_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Αυτή η ψευδεπίχρωμη σύνθετη εικόνα υποδεικνύει κάποιες καλυμμένες άγνωστες αρχαιολογικές τοποθεσίες, καθώς και την Περσέπολη. ''']]

Στην εικόνα 5α, που προέλυψε από την επεξεργασία της αντίστοιχης αεροφωτογραφίας (1950), διάφορες τοποθεσίες έχουν ενισχυθεί, όπως το κέντρο της Περσέπολης (F). H ζώνη επιρροής της Περσέπολης παρουσιάζεται με κόκκινο χρώμα. Η εικόνα 5β, που προέκυψε από την επεξεργασία της αεροφωτογραφίας του 1970 υποδεικνύει σοβαρές ζημιές και παραμορφώσεις στην τοποθεσία λόγω της γιορτής των 2.500 χρόνων της Ιρανικής αυτοκρατορίας το 1971. Και οι δύο εικόνες εμφανίζουν το γραμμικό χαρακτηριστικό που υποδεικνύει την ύπαρξη τοίχους και κάποια σημεία που υποδεικνύουν την ύπαρξη των πύργων φρούρησης.

[[Εικόνα:Eikona5a_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5a: Εικόνα που έχει προκύψει από την εφαρμογή μεθόδου Laplace 5x5 (convolution) σε αεροφωτογραφία (1957). Το κόκκινο και το σκούρο μπλε και πράσινο χρώμα αντιστοιχεί σε αρχαιολογικά κατάλοιπα. Τα σημεία (A,B,C,D,E..) αντιστοιχούν σε κατάλοιπα των αρχαίου τοίχους φρούρησης και των πύργων.''']]

[[Εικόνα:Eikona5b_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5b: Εικόνα που έχει προκύψει από την επεξεργασία αεροφωτογραφίας (1970). Τα κυκλικά σημεία και τα γραμμικά χαρακτηριστικά αντιστοιχούν στους πύργους και στο τοίχος. Το κίτρινο χρώμα αποδίδεται (αρ.1-34) στα κατάλοιπα επαναδουλευμένων πετρωμάτων όπως αυτά κατανέμονται στους αγρούς.''']]

Χαρακτηριστικά του τοίχους και των πύργων

Τα χαρακτηριστικά που αντιστοιχούν στο τοίχος και τους πύργους έχουν ορθογώνιο σχήμα. Ύστερα από την ανάλυση των εικόνων προκύπτουν 34 κυκλικά σημεία με διαφορετικά μεγέθη, 17 από τα οποία είναι τοποθετημένα νότια και νοτιοανατολικά προς το βουνό, ενώ τα υπόλοιπα 17 προς είναι διασκορπισμένα στην πεδιάδα (εικ.6). Φαίνεται πως το μέγεθος και πρότυπο των πύργων σχεδιάστηκαν ανάλογα με την αμυντική χρήση τους.

[[Εικόνα:Eikona6_persepolis.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 6: Χάρτης της θέσης του τοίχους και των πύργων φρούρησης που περιβάλλουν την Περσέπολη''']]

'''Συμπέρασμα'''

Τα υψηλής ανάλυσης τηλεπισκοπικά δεδομένα και η υπερφασματική επισκόπιση μπορούν να συνταυτιστούν με άλλους τύπους αρχαιολογικών δεδομένων για την καλύτερη ανάλυση και κατανόηση των χαρακτηριστικών τους, των προτύπων τους, της συσχέτισής τους κτλ. Για τον ακριβή προσδιορισμό του συστήματος άρδευσης, των προτύπων των οικισμών και της κοινωνικής ζωής, όπως αντικατοπτρίζονται στο πλαίσιο της Περσέπολης, χρειάζονται εκτενέστερες επιφανειακές και υποε-επιφανειακές έρευνες. Η χρήση νέων γεωφυσικών και φασματικών τεχνικών είναι απαραίτητη για τον προσδιορισμό της έκτασης, της αρχιτεκτονικής δομής και των προτύπων δόμησης του αρχαίου πολιτισμού περιφερειακά της Περσέπολης. Οι εν λόγω έρευνες μπορούν να διαλευκάνουν πολλές πλευρές της αχαιμενικής περιόδου και των σταδίων κατασκευής της Περσέπολης.

[[category:Αρχαιολογία]]

Αρχείο:Eikona6 persepolis.JPG

2010-02-11T15:05:05Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona5b persepolis.JPG

2010-02-11T15:04:50Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona5a persepolis.JPG

2010-02-11T15:04:37Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona4 persepolis.JPG

2010-02-11T15:04:24Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona3 persepolis.JPG

2010-02-11T15:04:11Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona2 persepolis.JPG

2010-02-11T15:03:59Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona1 persepolis.JPG

2010-02-11T15:03:46Z

Iro.roinioti:

Ροϊνιώτη Αργυρώ

2010-02-10T13:42:15Z

Iro.roinioti:

* [[Ολοκληρωμένη εκτίμηση της καταλληλότητας αστικής ανάπτυξης με βάση τεχνικές τηλεπισκόπισης και GIS]]

* [[Αξιολόγηση των κλιματικών επιδράσεων στη δυναμική της βλάστησης μέσω της τηλεπισκόπισης]]

* [[Μακροπρόθεσμη παρακολούθηση και έλεγχος των μεσογειακών οικοσυστημάτων με τηλεπισκόπιση και GIS]]

* [[Μία ανασκόπηση των μεθόδων τηλεπισκόπισης για τον προσδιορισμό του ισοζυγίου της μάζας των παγετώνων]]

* [[Ανάλυση αλλαγών στη χρήση/ κάλυψη γης χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπιση και GIS, στο Rize, στη Βορειοανατολική Τουρκία]]

* [[Ανίχνευση εκτεθειμένων και υπο-επιφανειακών αρχαιολογικών καταλοίπων μέσω “multi – sensor” τηλεπισκόπισης]]

* [[Προκλήσεις και εφαρμογές της τηλεπισκόπισης στην υπεράκτια ανάπτυξη αιολικής ενέργειας]]

* [[Λειτουργία προστατευόμενων και αλλαγμένων μεσογειακών οικοσυστημάτων: μία ταξινόμηση βασισμένη στην τηλεπισκόπιση στην Doñana, Ισπανία]]

* [[Πρότυπα και ανωμαλίες ανάπτυξης αλγών στη Μεσόγειο θάλασσα, όπως προέκυψαν από το σύνολο δεδομένων SeaWiFS (1998–2003)]]

* [[Περιβαλλοντικές αλλαγές, τηλεπισκόπιση, και ανάπτυξη υποδομής: H περίπτωση του λιμανιού East Port Said]]

* [[Χρονική ανάλυση της αποθήκευσης άνθρακα από αστικό δάσος, με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Αξιολόγηση δυναμικού υδροηλεκτρικής ενέργειας μικρής κλίμακας στην Ινδία]]

* [[Οικολογικοί δείκτες για την πελαγική ζώνη του ωκεανού μέσω τηλεπισκόπισης]]

* [[Επικαιροποίηση χάρτη περιοχής Natura 2000 για έναν υγρότοπο στην Ελλάδα μέσω παρατήρησης της γης]]

* [[Ταξινόμηση κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση εσπεριδοειδών με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Μετρώντας τη διαύγεια και την ποιότητα του νερού στις λίμνες και τα ποτάμια της Minnesota]]

* [[Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπιση με την καταγραφή της ηλικίας του δάσους για τη χαρτογράφηση της βιομάζας]]

* [[Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπιση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων]]

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

Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπηση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων

2010-02-10T13:39:00Z

Iro.roinioti:

'''Airborne Remote Sensing of Vineyards for the Detection of Dead Vine Trees'''

'''Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπιση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων'''

Συγγραφείς: Jocelyn Chanussot, Patrick Bas and Lionel Bombrun

Signal & Images Laboratory - LIS, Grenoble

Η αερομεταφερόμενη τεχνολογία τηλεπισκόπησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ακριβή έλεγχο των αμπελώννων. Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζεται μια μέθοδος για την ανίχνευση των νεκρών δέντρων. Αυτό επιτυγχάνεται με την εκμετάλλευση της περιοδικής δομής ενός αμπελώνα: τα δέντρα φυτεύονται σε ίση απόσταση μεταξύ τους σε παράλληλες ευθύγραμμες σειρές. Παραδοσιακά η ανίχνευση αυτή γίνεται μόνο με επιτόπιο οπτικό έλεγχο.

'''Προεπεξεργασία'''

Το στάδιο προεπεξεργασίας συνίσταται αρχικά στην απομόνωση ενός δεδομένου αγρού. Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί χειροκίνητα ή με της χαρτογράφηση του κτηματολογίου στο GIS. Μια αερομεταφερόμενη έγχρωμη εικόνα παρουσιάζεται στην εικ.1. Από αυτήν την εικόνα, που χρησιμοποιεί την κλασσική αντιπροσώπευση RGB, μια εικόνα Ι (x,y) σε grey level λαμβάνεται με την αφαίρεση της κόκκινης συνιστώσας από το πράσινο συστατικό.

[[Εικόνα:Tupos1_dead_vine_trees.JPG]]

Ο απλός συνδυασμός που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την μελέτη (πράσινο μείον το κόκκινο) αποδείχθηκε αρκετά χαρακτηριστικός για το διαχωρισμό των κλιμάτων από το χώμα σε όλες τις εικόνες που εξετάσαμε. Η εικόνα 2 απεικονίζει την εικόνα σε grey level στην οποία θα εφαρμοστεί η ακόλουθη διαδικασία.

[[Εικόνα:Eikona1_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Αερομεταφερόμενη έγχρωμη φωτογραφία''']]

[[Εικόνα:Eikona2_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Εικόνα σε grey level μετά τον συνδιασμό των έγχρωμων συνιστωσών''']]

'''Εκτίμηση του προσανατολισμού'''

Τα κλίματα φυτεύονται συνήθως σε σε ίση απόσταση μεταξύ τους σε παράλληλες ευθύγραμμες σειρές. Συνεπώς, οι επεξεργασμένες εικόνες είναι πολύ ανισότροπες και έχουν περιοδικά προσανατολισμένη υφή. Αυτό είναι εύκολα ορατό στο φάσμα αν υπολογίσουμε το μετασχηματισμό Fourier (2D):

[[Εικόνα:Tupos2_dead_vine_trees.JPG]]

Στο φάσμα στην εικ.3, η πληροφορία συγκεντρώνεται στις λεπτές παράλληλες γραμμές. Αυτές οι γραμμές είναι ορθογώνιες ως προς την κατεύθυνση των γραμμών στην αρχική εικόνα.

[[Εικόνα:Eikona3_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: Φάσμα Fourier''']]

Για την εκτίμηση του προσανατολισμού α του επιλεγμένου αμπελώνα, υπολογίζεται ο μετασχηματισμός Radon του φάσματος Fourier. Αυτός ο μετασχηματισμός χαρτογραφεί τις εικόνες σε έναν διδιάστατο χώρο πιθανών γραμμικών παραμέτρων (προσανατολισμός θ και απόσταση από την αρχή του συστήματος συντεταγμένων ρ). Κάθε γραμμή, ακόμα κι αν είναι ασυνεχής, δίνει μια κορυφή που αντιστοιχεί στην αντίστοιχη παράμετρο του τομέα Radon. O μετασχηματισμός ορίζεται ως ακολούθως:

[[Εικόνα:Tupos3_dead_vine_trees.JPG]]

To αποτέλεσμα φαίνεται στην εικόνα 4.

[[Εικόνα:Eikona4_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Μετασχηματισμός Radon του φάσματος Fourier''']]

Τρεις κορυφές είναι ευδιάκριτες. Αντιστοιχούν στις τρεις γραμμές που εμφανίζονται στο φάσμα. Αυτές οι κορυφές την ίδια τετμημένη καθώς αντιστοιχούν σε παράλληλες γραμμές. Η τετμημένη αυτής της στήλης με τη μεγαλύτερη τμή σε ολόκληρο το R(θ,ρ) αντιστοιχεί στη γωνία του προσανατολισμού του φάσματος και έτσι δίνει τον προσανατολισμό α του αμπελώνα ως ακολούθως:

[[Εικόνα:Tupos4_dead_vine_trees.JPG]]

'''Εκτίμηση του χώρου ανάμεσα στα δέντρα'''

Από το φάσμα, επίσης αυτόματα παράγουμε το διάστημα ανάμεσα στα δέντρα d. Αρχίζοντας από την αρχή του φάσματος Fourier, διεξάγεται η πρώτη αιχμή κατά μήκος της κατεύθυνσης που υπολογίζεται μέσω του μετασχηματισμού Radon. Η απόσταση μεταξύ της αρχής και αυτής της αιχμής είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την περιοδικότητα των χαρακτηριστικών κατά μήκος μιας σειράς κλιμάτων, δηλ. αντιστρόφως ανάλογη προς την τυπική απόσταση μεταξύ των δέντρων. Μετά από μια βαθμονόμηση, υπολογίζεται ο συντελεστής της αναλογικότητας d.

'''Ανίχνευση των νεκρών κλιμάτων'''

Μετά την εκτίμηση των παραμέτρων α και d, η ανίχνευση των νεκρών δέντρων μπορεί να επιτευχθεί. Η διαδικασία αποτελείται από τα τρία επόμενα βήματα.

A. Ένωση των κανονικά διατεταγμένων κλιμάτων

Κατασκευάζεται ένα γραμμικό δομικό στοιχείο SE1.5d,α. Έχει πλάτος ενός pixel, μήκος Ε (1.5d) pixels και έχει προσανατολισμό γωνίας α. Ένα κλείσιμο φ (morphological closing) εφαρμόζεται έπειτα με αυτό το δομικό στοιχείο στην αρχική εικόνα σε grey level:

[[Εικόνα:Tupos5_dead_vine_trees.JPG]]

Η επίδραση του κλεισίματος φ είναι η αφαίρεση όλων των στοιχείων στην εικόνα που είναι πιο σκοτεινά από το άμεσο περιβάλλον τους και μικρότερα από το δομικό στοιχείο (δηλ. σκοτεινά στοιχεία στα οποία το στοιχείο δόμησης δεν ταιριάζει). Το χάσμα που χωρίζει δύο κλίματα εμφανίζεται σκοτεινότερο από τα ίδια τα κλίματα και το επιλεγμένο στοιχείο δόμησης είναι ελαφρώς πιο μακρύ από το χάσμα. Το κλείσιμο επομένως οδηγεί στη σύνδεση όλων των κανονικά διατεταγμένων γειτονικών κλιμάτων για κάθε μία σειρά κλιμάτων. Παρόλα αυτά, αν λείπει κάποιο κλίμα, η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κλιμάτων είναι μεγαλύτερη από το δομικό στοιχείο (εικ.5).

[[Εικόνα:Eikona5_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5: Kλείσιμο (morphological closing) της αρχικής εικόνας σε grey level''']]

Β. Ένωση όλων των κλιμάτων

Ένα άλλο κατευθυντικό κλείσιμο εκτελείται στην αρχική εικόνα (grey level). Χρησιμοποιείται ένα στοιχείο δόμησης με τον ίδιο προσανατολισμό α, αλλά με μεγαλύτερο μήκος. Αυτή τη φορά, όλα τα δέντρα μέσα σε μια σειρά πρέπει να συνδεέονται, ακόμα κι αν λείπουν κλίματα. Επομένως, το μήκος του στοιχείου δόμησης πρέπει να είναι μεγαλύτερο από οποιοδήποτε πιθανό χάσμα μεταξύ κλιμάτων μέσα σε μια σειρά. Επιλέχθηκε ένα μήκος 3D. Εντούτοις, αυτή η παράμετρος δεν είναι πολύ ευαίσθητη, αφού θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν πολύ μεγαλύτερα στοιχεία με το ίδιο αποτέλεσμα.

[[Εικόνα:Tupos6_dead_vine_trees.JPG]]

Το αποτέλεσμα φαίνεται στην εικ.6. Όλα τα κενά έχουν συμπληρωθεί.

[[Εικόνα:Eikona6_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 6: Kλείσιμο (morphological closing) της αρχικής εικόνας σε grey level (I2)''']]

Γ. Ανίχνευση παράτυπων κενών

Υπολογίζεται η διαφορά μεταξύ των δύο εικόνων ύστερα από τις διαδικασίες κλεισίματος:

[[Εικόνα:Tupos7_dead_vine_trees.JPG]]

Στην I1 (x, y) μόνο τα κανονικά κενά συμπληρώνονται, ενώ στην I2 (x, y) συμπληρώνονται όλα τα κενά. Συνεπώς, η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο εικόνων δίνει έμφαση στα παράτυπα κενά που αντιστοιχούν στα δέντρα που λείπουν (εικ.7).

[[Εικόνα:Eikona7_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 7: Aνίχνευση παράτυπων κενών (I2-I1)''']]

Για να μειωθεί το ποσοστό ψεύτικων συναγερμών και να παρέχεται έτσι μια αξιόπιστη ανίχνευση, αφαιρούνται μερικά πλαστά στοιχεία χρησιμοποιώντας ένα μεσαίο φίλτρο μεγέθους 7×7. Εφαρμόζεται ένα κατώτατο όριο για να παρθεί η τελική δυαδική απόφαση και να καταστεί δυνατός ο εντοπισμός και ο υπολογισμός όλων των κλιμάτων που λείπουν. Η τελική δυαδική εικόνα παρουσιάζεται στην εικ. 9. Τα τέσσερα νεκρά κλίματα που κάποιος θα μετρούσε στην αρχική έγχρωμη εικόνα έχουν ανιχνευθεί.

[[Εικόνα:Eikona8_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 8: Εικόνα μετά την εφαρμογή του μεσαίου φίλτρου''']]

[[Εικόνα:Eikona9_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 9: Τελικό δυαδικό αποτέλεσμα''']]

'''Συμπεράσματα'''

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάστηκε μια μέθοδος για την ανίχνευση όλων των νεκρών κλιμάτων σε έναν αμπελώνα. Η τακτικότητα του αμπελώνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει αυτόματα την κατεύθυνση των σειρών των δέντρων και τη χαρακτηριστική απόσταση μεταξύ των δέντρων μέσα στις σειρές. Σε δεύτερο στάδιο ανιχνεύονται τα ασυνήθιστα μεγάλα διαστήματα μεταξύ δύο διαδοχικών κλιμάτων, τα οποία αντιστοιχούν στα νεκρά κλίματα. Η μέθοδος είναι λιγότερο χρονοβόρα από την παραδοσιακή μέθοδο ανίχνευσης, ιδίως στις περιπτώσεις μεγάλων αμπελώνων. Αποτυγχάνει στην περίπτωση μη τακτικών ή αραιών αμπελώνων.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:Tupos4 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:37:14Z

Iro.roinioti:

Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπηση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων

2010-02-10T13:35:54Z

Iro.roinioti: New page: '''Airborne Remote Sensing of Vineyards for the Detection of Dead Vine Trees''' '''Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπιση αμπελώνων για την ανίχν...

'''Airborne Remote Sensing of Vineyards for the Detection of Dead Vine Trees'''

'''Αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπιση αμπελώνων για την ανίχνευση νεκρών αμπελοκλιμάτων'''

Συγγραφείς: Jocelyn Chanussot, Patrick Bas and Lionel Bombrun

Signal & Images Laboratory - LIS, Grenoble

Η αερομεταφερόμενη τεχνολογία τηλεπισκόπησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ακριβή έλεγχο των αμπελώννων. Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζεται μια μέθοδος για την ανίχνευση των νεκρών δέντρων. Αυτό επιτυγχάνεται με την εκμετάλλευση της περιοδικής δομής ενός αμπελώνα: τα δέντρα φυτεύονται σε ίση απόσταση μεταξύ τους σε παράλληλες ευθύγραμμες σειρές. Παραδοσιακά η ανίχνευση αυτή γίνεται μόνο με επιτόπιο οπτικό έλεγχο.

'''Προεπεξεργασία'''

Το στάδιο προεπεξεργασίας συνίσταται αρχικά στην απομόνωση ενός δεδομένου αγρού. Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί χειροκίνητα ή με της χαρτογράφηση του κτηματολογίου στο GIS. Μια αερομεταφερόμενη έγχρωμη εικόνα παρουσιάζεται στην εικ.1. Από αυτήν την εικόνα, που χρησιμοποιεί την κλασσική αντιπροσώπευση RGB, μια εικόνα Ι (x,y) σε grey level λαμβάνεται με την αφαίρεση της κόκκινης συνιστώσας από το πράσινο συστατικό.

[[Εικόνα:Tupos1_dead_vine_trees.JPG]]

Ο απλός συνδυασμός που χρησιμοποιήθηκε σε αυτήν την μελέτη (πράσινο μείον το κόκκινο) αποδείχθηκε αρκετά χαρακτηριστικός για το διαχωρισμό των κλιμάτων από το χώμα σε όλες τις εικόνες που εξετάσαμε. Η εικόνα 2 απεικονίζει την εικόνα σε grey level στην οποία θα εφαρμοστεί η ακόλουθη διαδικασία.

[[Εικόνα:Eikona1_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Αερομεταφερόμενη έγχρωμη φωτογραφία''']]

[[Εικόνα:Eikona2_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Εικόνα σε grey level μετά τον συνδιασμό των έγχρωμων συνιστωσών''']]

'''Εκτίμηση του προσανατολισμού'''

Τα κλίματα φυτεύονται συνήθως σε σε ίση απόσταση μεταξύ τους σε παράλληλες ευθύγραμμες σειρές. Συνεπώς, οι επεξεργασμένες εικόνες είναι πολύ ανισότροπες και έχουν περιοδικά προσανατολισμένη υφή. Αυτό είναι εύκολα ορατό στο φάσμα αν υπολογίσουμε το μετασχηματισμό Fourier (2D):

[[Εικόνα:Tupos2_dead_vine_trees.JPG]]

Στο φάσμα στην εικ.3, η πληροφορία συγκεντρώνεται στις λεπτές παράλληλες γραμμές. Αυτές οι γραμμές είναι ορθογώνιες ως προς την κατεύθυνση των γραμμών στην αρχική εικόνα.

[[Εικόνα:Eikona3_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 3: Φάσμα Fourier''']]

Για την εκτίμηση του προσανατολισμού α του επιλεγμένου αμπελώνα, υπολογίζεται ο μετασχηματισμός Radon του φάσματος Fourier. Αυτός ο μετασχηματισμός χαρτογραφεί τις εικόνες σε έναν διδιάστατο χώρο πιθανών γραμμικών παραμέτρων (προσανατολισμός θ και απόσταση από την αρχή του συστήματος συντεταγμένων ρ). Κάθε γραμμή, ακόμα κι αν είναι ασυνεχής, δίνει μια κορυφή που αντιστοιχεί στην αντίστοιχη παράμετρο του τομέα Radon. O μετασχηματισμός ορίζεται ως ακολούθως:

[[Εικόνα:Tupos3_dead_vine_trees.JPG]]

To αποτέλεσμα φαίνεται στην εικόνα 4.

[[Εικόνα:Eikona4_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 4: Μετασχηματισμός Radon του φάσματος Fourier''']]

'''Εκτίμηση του χώρου ανάμεσα στα δέντρα'''

Από το φάσμα, επίσης αυτόματα παράγουμε το διάστημα ανάμεσα στα δέντρα d. Αρχίζοντας από την αρχή του φάσματος Fourier, διεξάγεται η πρώτη αιχμή κατά μήκος της κατεύθυνσης που υπολογίζεται μέσω του μετασχηματισμού Radon. Η απόσταση μεταξύ της αρχής και αυτής της αιχμής είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την περιοδικότητα των χαρακτηριστικών κατά μήκος μιας σειράς κλιμάτων, δηλ. αντιστρόφως ανάλογη προς την τυπική απόσταση μεταξύ των δέντρων. Μετά από μια βαθμονόμηση, υπολογίζεται ο συντελεστής της αναλογικότητας d.

'''Ανίχνευση των νεκρών κλιμάτων'''

Μετά την εκτίμηση των παραμέτρων α και d, η ανίχνευση των νεκρών δέντρων μπορεί να επιτευχθεί. Η διαδικασία αποτελείται από τα τρία επόμενα βήματα.

A. Ένωση των κανονικά διατεταγμένων κλιμάτων

Κατασκευάζεται ένα γραμμικό δομικό στοιχείο SE1.5d,α. Έχει πλάτος ενός pixel, μήκος Ε (1.5d) pixels και έχει προσανατολισμό γωνίας α. Ένα κλείσιμο φ (morphological closing) εφαρμόζεται έπειτα με αυτό το δομικό στοιχείο στην αρχική εικόνα σε grey level:

[[Εικόνα:Tupos5_dead_vine_trees.JPG]]

Η επίδραση του κλεισίματος φ είναι η αφαίρεση όλων των στοιχείων στην εικόνα που είναι πιο σκοτεινά από το άμεσο περιβάλλον τους και μικρότερα από το δομικό στοιχείο (δηλ. σκοτεινά στοιχεία στα οποία το στοιχείο δόμησης δεν ταιριάζει). Το χάσμα που χωρίζει δύο κλίματα εμφανίζεται σκοτεινότερο από τα ίδια τα κλίματα και το επιλεγμένο στοιχείο δόμησης είναι ελαφρώς πιο μακρύ από το χάσμα. Το κλείσιμο επομένως οδηγεί στη σύνδεση όλων των κανονικά διατεταγμένων γειτονικών κλιμάτων για κάθε μία σειρά κλιμάτων. Παρόλα αυτά, αν λείπει κάποιο κλίμα, η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κλιμάτων είναι μεγαλύτερη από το δομικό στοιχείο (εικ.5).

[[Εικόνα:Eikona5_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 5: Kλείσιμο (morphological closing) της αρχικής εικόνας σε grey level''']]

Β. Ένωση όλων των κλιμάτων

Ένα άλλο κατευθυντικό κλείσιμο εκτελείται στην αρχική εικόνα (grey level). Χρησιμοποιείται ένα στοιχείο δόμησης με τον ίδιο προσανατολισμό α, αλλά με μεγαλύτερο μήκος. Αυτή τη φορά, όλα τα δέντρα μέσα σε μια σειρά πρέπει να συνδεέονται, ακόμα κι αν λείπουν κλίματα. Επομένως, το μήκος του στοιχείου δόμησης πρέπει να είναι μεγαλύτερο από οποιοδήποτε πιθανό χάσμα μεταξύ κλιμάτων μέσα σε μια σειρά. Επιλέχθηκε ένα μήκος 3D. Εντούτοις, αυτή η παράμετρος δεν είναι πολύ ευαίσθητη, αφού θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν πολύ μεγαλύτερα στοιχεία με το ίδιο αποτέλεσμα.

[[Εικόνα:Tupos6_dead_vine_trees.JPG]]

Το αποτέλεσμα φαίνεται στην εικ.6. Όλα τα κενά έχουν συμπληρωθεί.

[[Εικόνα:Eikona6_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 6: Kλείσιμο (morphological closing) της αρχικής εικόνας σε grey level (I2)''']]

Γ. Ανίχνευση παράτυπων κενών

Υπολογίζεται η διαφορά μεταξύ των δύο εικόνων ύστερα από τις διαδικασίες κλεισίματος:

[[Εικόνα:Tupos7_dead_vine_trees.JPG]]

Στην I1 (x, y) μόνο τα κανονικά κενά συμπληρώνονται, ενώ στην I2 (x, y) συμπληρώνονται όλα τα κενά. Συνεπώς, η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο εικόνων δίνει έμφαση στα παράτυπα κενά που αντιστοιχούν στα δέντρα που λείπουν (εικ.7).

[[Εικόνα:Eikona7_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 7: Aνίχνευση παράτυπων κενών (I2-I1)''']]

Για να μειωθεί το ποσοστό ψεύτικων συναγερμών και να παρέχεται έτσι μια αξιόπιστη ανίχνευση, αφαιρούνται μερικά πλαστά στοιχεία χρησιμοποιώντας ένα μεσαίο φίλτρο μεγέθους 7×7. Εφαρμόζεται ένα κατώτατο όριο για να παρθεί η τελική δυαδική απόφαση και να καταστεί δυνατός ο εντοπισμός και ο υπολογισμός όλων των κλιμάτων που λείπουν. Η τελική δυαδική εικόνα παρουσιάζεται στην εικ. 9. Τα τέσσερα νεκρά κλίματα που κάποιος θα μετρούσε στην αρχική έγχρωμη εικόνα έχουν ανιχνευθεί.

[[Εικόνα:Eikona8_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 8: Εικόνα μετά την εφαρμογή του μεσαίου φίλτρου''']]

[[Εικόνα:Eikona9_dead_vine_trees.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 9: Τελικό δυαδικό αποτέλεσμα''']]

'''Συμπεράσματα'''

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάστηκε μια μέθοδος για την ανίχνευση όλων των νεκρών κλιμάτων σε έναν αμπελώνα. Η τακτικότητα του αμπελώνα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει αυτόματα την κατεύθυνση των σειρών των δέντρων και τη χαρακτηριστική απόσταση μεταξύ των δέντρων μέσα στις σειρές. Σε δεύτερο στάδιο ανιχνεύονται τα ασυνήθιστα μεγάλα διαστήματα μεταξύ δύο διαδοχικών κλιμάτων, τα οποία αντιστοιχούν στα νεκρά κλίματα. Η μέθοδος είναι λιγότερο χρονοβόρα από την παραδοσιακή μέθοδο ανίχνευσης, ιδίως στις περιπτώσεις μεγάλων αμπελώνων. Αποτυγχάνει στην περίπτωση μη τακτικών ή αραιών αμπελώνων.

[[category:Γεωργία]]

Αρχείο:Eikona9 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:34:27Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona8 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:33:52Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona7 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:32:23Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos7 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:31:47Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona6 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:30:50Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos6 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:30:19Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona5 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:29:28Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos5 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:28:49Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona4 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:27:28Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos3 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:26:48Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona3 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:26:00Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos2 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:25:22Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona2 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:24:27Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona1 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:23:16Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos1 dead vine trees.JPG

2010-02-10T13:22:15Z

Iro.roinioti:

Ροϊνιώτη Αργυρώ

2010-02-10T12:34:33Z

Iro.roinioti:

* [[Ολοκληρωμένη εκτίμηση της καταλληλότητας αστικής ανάπτυξης με βάση τεχνικές τηλεπισκόπισης και GIS]]

* [[Αξιολόγηση των κλιματικών επιδράσεων στη δυναμική της βλάστησης μέσω της τηλεπισκόπισης]]

* [[Μακροπρόθεσμη παρακολούθηση και έλεγχος των μεσογειακών οικοσυστημάτων με τηλεπισκόπιση και GIS]]

* [[Μία ανασκόπηση των μεθόδων τηλεπισκόπισης για τον προσδιορισμό του ισοζυγίου της μάζας των παγετώνων]]

* [[Ανάλυση αλλαγών στη χρήση/ κάλυψη γης χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπιση και GIS, στο Rize, στη Βορειοανατολική Τουρκία]]

* [[Ανίχνευση εκτεθειμένων και υπο-επιφανειακών αρχαιολογικών καταλοίπων μέσω “multi – sensor” τηλεπισκόπισης]]

* [[Προκλήσεις και εφαρμογές της τηλεπισκόπισης στην υπεράκτια ανάπτυξη αιολικής ενέργειας]]

* [[Λειτουργία προστατευόμενων και αλλαγμένων μεσογειακών οικοσυστημάτων: μία ταξινόμηση βασισμένη στην τηλεπισκόπιση στην Doñana, Ισπανία]]

* [[Πρότυπα και ανωμαλίες ανάπτυξης αλγών στη Μεσόγειο θάλασσα, όπως προέκυψαν από το σύνολο δεδομένων SeaWiFS (1998–2003)]]

* [[Περιβαλλοντικές αλλαγές, τηλεπισκόπιση, και ανάπτυξη υποδομής: H περίπτωση του λιμανιού East Port Said]]

* [[Χρονική ανάλυση της αποθήκευσης άνθρακα από αστικό δάσος, με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Αξιολόγηση δυναμικού υδροηλεκτρικής ενέργειας μικρής κλίμακας στην Ινδία]]

* [[Οικολογικοί δείκτες για την πελαγική ζώνη του ωκεανού μέσω τηλεπισκόπισης]]

* [[Επικαιροποίηση χάρτη περιοχής Natura 2000 για έναν υγρότοπο στην Ελλάδα μέσω παρατήρησης της γης]]

* [[Ταξινόμηση κάλυψης γης και οικονομική αξιολόγηση εσπεριδοειδών με τη χρήση τηλεπισκόπισης]]

* [[Μετρώντας τη διαύγεια και την ποιότητα του νερού στις λίμνες και τα ποτάμια της Minnesota]]

* [[Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπιση με την καταγραφή της ηλικίας του δάσους για τη χαρτογράφηση της βιομάζας]]

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

Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπηση με την καταγραφή της ηλικίας του δάσους για τη χαρτογράφηση της βιομάζας

2010-02-10T12:33:31Z

Iro.roinioti: New page: '''Combining remote sensing imagery and forest age inventory for biomass mapping''' '''Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπιση με την καταγραφή της η...

'''Combining remote sensing imagery and forest age inventory for biomass mapping'''

'''Συνδιάζοντας την τηλεπισκόπιση με την καταγραφή της ηλικίας του δάσους για τη χαρτογράφηση της βιομάζας'''

Συγγραφείς: G. Zheng, J.M. Chen, Q.J. Tian, W.M. Ju, X.Q. Xia

Πηγή: Journal of Environmental Management, 2007

Η βιομάζα που βρίσκεται πάνω από το έδαφος (Aboveground biomass –AGB) των δασών είναι σημαντική συνιστώσα του παγκόσμιου κύκλου του άνθρακα. Σκοπός της παρούσας έρευνας είναι η ανάπτυξη ενός αλγορίθμου για την εκτίμηση της βιομάζας από δεδομένα τηλεπισκόπισης και η παραγωγή ενός χάρτη βιομάζας υψηλής ανάλυσης για την περαιτέρω μοντελοποίηση της καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας και του ισοζυγίου του άνθρακα, για την νομό Liping της επαρχίας Guizhou στην Κίνα.

Τις πιο πρόσφατες δεκαετίες έχουν γίνει πολλές προσπάθειες για την εκτίμηση της βιομάζας του δάσους, συμπεριλαμβανομένων επιτόπιων μετρήσεων και μοντέλων προσομοίωσης. Για παράδειγμα το 1999 ο Xu παρουσίασε ένα μοντέλο για την εκτίμηση της βιομάζας από το ύψος diameter-at-breast, το ύψος του δέντρου, το μέγεθος, το μήκος και τον όγκο της κορώνας. Οι μετρήσεις αυτές όμως είναι και χρονοβόρες, και εντάσεως εργασίας και έτσι περιορίζεται η εφαρμογή τους σε μεγάλες περιοχές. Λόγω της μεγάλης χωρικής και συχνής κάλυψης, η τηλεπισκόπιση επιτρέπει στους επιστήμονες να εξετάζουν τις ιδιότητες και τις διαδικασίες των οικοσυστημάτων και τη διαχρονική μεταβλητότητά τους (Goetz, 2000).

'''Δεδομένα και μέθοδοι'''

Η περιοχή της μελέτης βρίσκεται στη νότια Κίνα, στη νοτιοανατολική επαρχία Guizhou. Η συνολική δασική έκταση καλύπτει 371.934,8ha και αντιστοιχεί στο 83,78% της συνολικής έκτασης του νομού Liping. Ολόκληρη η περιοχή ανήκει στη μέση υποτροπική ζώνη και έχει το υγρό κλίμα των μουσώνων.
Κατά την έρευνα πεδίου, που έγινε τον Αύγουστο του 2003 και 2004, μετρήθηκαν τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά (κλίση, προσανατολισμός, συντεταγμένες) και οι παράμετροι βλάστησης (Leaf Area Index - LAI, Diameter-at-breast height - DBH, ύψος δέντρων, ηλικία δάσους). Για κάθε δέντρο του δείγματος η βιομάζα AGB (Aboveground biomass) υπολογίστηκε από το μέγεθος DBH και το ύψος του δέντρου:

AGB =α (D2H)b, (1)

όπου D και Η είναι αντίστοιχα το DBH και το ύψος του δέντρου, και α και b οι παράμετροι της παλινδρόμησης.

Δύο εικόνες Landsat EMT+ που αποκτήθηκαν στις 14 και 21 Μαΐου του 2000 χρησιμοποιήθηκαν στην έρευνα. Ο νομός Liping είναι μία τυπική λοφώδης περιοχή και αυτό προκαλεί σημαντικό θόρυβο, καθώς οι σκιές του τοπίου μειώνουν την ανακλαστικότητα. Η αφαίρεση αυτού του αποτελέσματος έγινε με τη μέθοδο αφαίρεσης sub-pixel Sun-Canopy-Sensor (SCS). Τρεις δείκτες βλάστησης, ο Κανονικοποιημένος Δείκτης Διαφοράς Βλάστησης (Normalized Difference Vegetation Index), o απλός λόγος (Simple Ratio – SR) και το Reduced Simple Ratio (RSR) υπολογίστηκαν από την ανακλαστικότητα στο κόκκινο, στο εγγύς υπέρυθρο και το shortwave υπέρυθρο κανάλι του ΕΤΜ+ :

[[Εικόνα:Tupos_biomass_mapping.JPG]]

Οι μετρήσεις του δείκτη Leaf Area Index (LAI) και ο υπολογισμένος δείκτης RSR χρησιμοποιήθηκαν για τη διαμόρφωση ενός στατιστικού μοντέλου για τον υπολογισμό του LAI, από τον οποίο προέκυψε ο χάρτης LAI του νομού Liping. Η σχέση μεταξύ των μεγεθών AGB και LAI αναλύθηκε για τον υπολογισμό των τιμών της βιομάζας AGB από το χάρτη LAI.

H κάλυψη γης είναι πολύ σημαντικός παράγοντας για τη χαρτογράφηση της βιομάζας που βρίσκεται πάνω από το έδαφος. Η κάλυψη γης ταξινομήθηκε σε δύο βήματα: Ο χάρτης NDVI πρώτα χρησιμοποιήθηκε για την ταξινόμηση των pixels των δασικών εκτάσεων και των pixel των μη δασικών εκτάσεων. Στη συνέχεια το δάσος ταξινομήθηκε σε τέσσερις κατηγορίες (πλατύφυλλα, κωνοφόρα, μεικτό δάσος και μπαμπού), μέσω παραλληλεπίπεδης επιβλεπόμενης ταξινόμησης (βλ. εικ.1).

[[Εικόνα:Eikona1_biomass_mapping.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 1: Χάρτης κάλυψης γης και τοποθεσίες LAI και AGB του νομού Liping.''']]

'''Αποτελέσματα'''

Σε αυτή την έρευνα, ο όρος AGB καθορίζεται ως η βιομάζα των ζωντανών δέντρων που έχουν Diameter-at-breast height (DBH) μεγαλύτερο από 3,0 cm και είναι ψηλότερα από 1,3m. O δείκτης LAI έχει καλή σχέση με τον όρο AGB όπως μετρήθηκε μέσω του DBH και του ύψους των δέντρων (R2=0,6099, N=14). Αυτό το μοντέλο (εικ.2) χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της βιομάζας AGB από το χάρτη LAI, η οποία όμως θεωρήθηκε ως η αρχική AGB (λόγω αβεβαιότητας για τη συμπεριφορά του AGB για τιμές LAI πάνω από 4,5). O αρχικός χάρτης AGB χρησιμοποιήθηκε για να διεξαχθεί η ηλικία των δέντρων (stand age), που θα χρησιμοποιηθεί για την τελική εκτίμηση της AGB.

[[Εικόνα:Diagramma1_biomass_mapping.JPG|thumb|right |'''Διάγραμμα 1: Η σχέση μεταξύ της βιομάζας που βρίσκεται πάνω από το έδαφος και του leaf area index για 14 plots.''']]

[[Εικόνα:Diagramma2_biomass_mapping.JPG|thumb|right |'''Διάγραμμα 2: Η σχέση μεταξύ AGB και της ηλικίας των δέντρων.''']]

Η ηλικία των δέντρων συνδέεται στενά με τη βιομάζα AGB. Μιας δεύτερης τάξης πολυωνυμική εξίσωση με εκτιμήτρια την AGB θα μπορούσε να εξηγήσει το 63% της διακύμανσης της ηλικίας για τα 60 δέντρα του δείγματος (διάγραμμα 2). Η βιομάζα αυξάνεται μη γραμμικά καθώς αυξάνεται η ηλικία των δέντρων.

Τρεις δείκτες βλάστησης, ο δείκτης LAI, και η ηλικία των δέντρων χρησιμοποιήθηκαν ως εκτιμήτριες μεταβλητές για την κατασκευή μοντέλων πρόβλεψης της βιομάζας AGB για τους διάφορους δασικούς τύπους, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο βηματικής παλινδρόμησης (stepwise region regression method). O πίνακας 1 παρουσιάζει τις εκτιμήτριες μεταβλητές που επιλέχτηκαν σε κάθε μοντέλο. Μπορούμε να συμπεράνουμε πως η ηλικία των δέντρων και η κάλυψη γης είναι παράγοντες που συνεισέφεραν σε έναν καλύτερο υπολογισμό της βιομάζας.

[[Εικόνα:Pinakas1_biomass_mapping.JPG|thumb|right |'''Πίνακας 1: Μοντέλα βασισμένα στη βηματική παλινδρόμηση για την πρόβλεψη της βιομάζας AGB από τους δείκτες βλάστησης, το δείκτη LAI και την ηλικία των δέντρων.''']]

Λόγω των περιορισμών από τις μετρήσεις στο πεδίο, ο αριθμός των τοποθεσιών δεν ήταν αρκετός για την επικύρωση του μοντέλου. Έτσι επιλέχτηκαν τυχαία 26 δέντρα για την επικύρωση του μοντέλου για κάθε τύπο δέντρου για το οποίο έγινε πρόβλεψη από τα μοντέλα του Πίνακα 1 και έγινε σύγκριση με τα αντίστοιχα αποτελέσματα που προέκυψαν από την εξ.(1). Για την εκτίμηση της βιομάζας, χρησιμοποιήθηκαν οι μέσες τιμές του δείκτη LAI, των δεικτών βλάστησης και της ηλικίας των δέντρων ώστε να διεξαχθεί το μοντέλο. Το μοντέλο συνέλαβε το 91% της διακύμανσης της βιομάζας (AGB) μεταξύ των 26 δέντρων. Παρόλα αυτά, οι υψηλές τιμές της βιομάζας έχουν υποεκτιμηθεί ελαφρώς.

[[Εικόνα:Diagramma3_biomass_mapping.JPG|thumb|right |'''Διάγραμμα 3: Επικύρωση της μοντελοποιημένης βιομάζας (AGB) έναντι της μετρηθείσας''']]

Χρησιμοποιώντας το μοντέλο AGB για κάθε τύπο δέντρου δημιουργήθηκε ο τελικός χάρτης AGB. Όπως διαφαίνεται στην εικόνα 2, η βιομάζα δείχνει να αυξάνεται από τα βορειοανατολικά προς τα νοτιοδυτικά. Τα δάση σε περιοχές κοντά σε δρόμους, ποτάμια και πόλεις συνήθως έχουν AGB μικρότερη από 40 t ha-1. Στο νοτιοδυτικό μέρος, οι τιμές AGB είναι πολύ υψηλές, φτάνοντας από 120 έως 200 ha-1.

[[Εικόνα:Eikona2_biomass_mapping.JPG|thumb|right |'''Εικόνα 2: Χωρική κατανομή της χαρτογραφημένης τελικής βιομάζας για το νομό Liping''']]

'''Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα δείχνουν ξεκάθαρα ότι χρησιμοποιώντας την ηλικία των δέντρων και την κάλυψη γης μπορεί να βελτιωθεί η ακρίβεια της εκτίμησης της βιομάζας. Η εισαγωγή της ηλικίας των δέντρων σε ένα μοντέλο AGB μπορεί σε μεγάλο βαθμό να περιορίσει την υποεκτίμηση των υψηλών τιμών βιομάζας. Τέλος, για εφαρμογές σε περιφερειακό επίπεδο, απαιτείται μια αποτελεσματική μέθοδος για να διεξάγει την ηλικία των δέντρων μέσω τηλεπισκόπησης, για την αξιόπιστη χαρτογράφηση της βιομάζας.

[[category:Δασοπονία, Δασική διαχείριση]]

Αρχείο:Eikona2 biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:32:42Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Diagramma3 biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:31:49Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Pinakas1 biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:30:42Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Diagramma2 biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:29:45Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Diagramma1 biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:28:57Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Eikona1 biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:27:32Z

Iro.roinioti:

Αρχείο:Tupos biomass mapping.JPG

2010-02-10T12:26:35Z

Iro.roinioti: