RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Διαχείριση νερού άρδευσης σε ευπαθείς καλλιέργειες στην Κεντρική Ελλάδα.

2012-03-03T16:21:59Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών ακριβείας για τη βελτιστοποίηση της άρδευσης και την ολοκληρωμένη διαχείριση καλλιεργειών σε περιοχές που αντιμετωπίζουν προβλήματα διαθεσιμότητας νερού. Τα έργα (PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE) αποσκοπούν στην ορθολογική χρήση του νερού, των ανόργανων λιπασμάτων και των φυτοπροστατευτικών προϊόντων σε μια σημαντική για την οικονομία των μεσογειακών χωρών καλλιέργεια - την καλλιέργεια του βαμβακιού - συνδυάζοντας τις αρχές της γεωργίας ακριβείας με προηγμένες τεχνολογίες τηλεπισκόπησης.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τροφής αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό, σε σχέση με άλλες χρήσεις, ενώ οι απαιτήσεις αυξάνονται συνεχώς με την αύξηση του πληθυσμού. Όμως η διαφορά ανάμεσα στο αρδευόμενο νερό και σε εκείνο που δεσμεύεται τελικά από τις καλλιέργειες για παραγωγή βιομάζας (water use efficiency) είναι συνήθως μεγάλη. Οι νέες τεχνολογίες των δορυφορικών δεδομένων και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) παρέχουν τα εργαλεία για μια πιο ουσιαστική διαχείριση της άρδευσης.

'''3. Υλικά και μέθοδοι'''

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε από το Εργαστήριο Αγρομετεωρολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στο πλαίσιο των έργων PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE. Για τον πειραματικό σχεδιασμό επιλέχθηκε η λεκάνης απορροής του Πηνειού ποταμού, στη Θεσσαλία (Εικόνες 1, 2). Μια περιοχή με ψηλή παραγωγή αγροτικών προϊόντων, υψηλής ποιότητας. Στην περιοχή αυτή η έντονη και εκτατική καλλιέργεια ειδών απαιτητικών σε νερό, οδηγεί σε υπερεκμετάλλευση του εδαφικού νερού. Η καλλιέργεια που επιλέχτηκε ήταν το βαμβάκι, η οποία είναι η κύρια καλλιέργεια στην περιοχή και από τις πιο απαιτητικές σε νερό. Την άνοιξη και το φθινόπωρο οι καιρικές συνθήκες δεν είναι σταθερές κι αυτό έχει επίπτωση στην καλλιέργεια του βαμβακιού, καθώς και οι δύο αυτές περίοδοι είναι κρίσιμες για την καλλιέργειά του (περίοδος σποράς και συλλογής). Η βροχόπτωση την περίοδο ανάπτυξης του βαμβακιού (Απρίλιο – Σεπτέμβρη) είναι πολύ χαμηλή, έτσι χρειάζεται άρδευση για κάλυψη των αναγκών. Το νερό για την άρδευση προέρχεται από ποτάμια (~ 46%) και από υπόγεια ύδατα (~ 54%). Χρονιές με ξηρούς χειμώνες, συνεπάγονται έλλειψη αρδευτικού νερού.

[[ Εικόνα: mm2012ae02.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 1.''' Θεσσαλία ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae04.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 2.''' Η περιοχή μελέτης ]]

Η παρακολούθηση των αναγκών σε νερό για τη γεωργία, στο πλαίσιο των προαναφερθέντων έργων, απαιτεί ένα συνδυασμό παρατηρήσεων πεδίου σε πιλοτική περιοχή, μικρο-μετεωρολογικών στοιχείων και ανάλυση δορυφορικών δεδομένων.

'''3.1 Παρατηρήσεις πεδίου'''

Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις εδάφους στους πειραματικούς αγρούς, για τον καθορισμό εδαφικών ζωνών. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν με φορητό φασματόμετρο και με GPS. Για τη διόρθωση των δεδομένων, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική Kriging, λογισμικού της Geomatica, μια στατιστική τεχνική που ελαχιστοποιεί την διακύμανση του σφάλματος για τις εκτιμώμενες τιμές.
Καταγράφηκαν οι κλασματικές καλύψεις και τα φαινολογικά στάδια για την καλλιέργεια βαμβακιού για το έτος 2007 (Εικόνα 3). Σε κάθε πειραματικό αγρό δημιουργήθηκαν δύο πολύγωνα (93 εκατοστά * 93 εκατοστά) για το βαμβάκι.
Οι μετρήσεις ξεκίνησαν το Μάιο και επαναλαμβάνονταν δύο φορές την εβδομάδα μέχρι και το Σεπτέμβριο και περιελάμβαναν:
[[ Εικόνα: mm2012ae06.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 3.''' Η διαδικασία που εφαρμόστηκε στους πειραματικούς αγρούς ]]

- φωτογραφίες

- εντοπισμό των αγρών

- ύψος της καλλιέργειας

- δεδομένα άρδευσης

- χρήση φυτοφαρμάκων

- μετεωρολογικά δεδομένα

'''3.2 Μετεωρολογικές μετρήσεις'''

Οι μικρο-μετεωρολογικές μετρήσεις των περιόδων αναφοράς για την κάθε περιοχή περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του αέρα, την ταχύτητα του ανέμου, την υγρασία και τη βροχόπτωση, σε καθημερινή βάση, προκειμένου να υπολογιστούν η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETo) και η εξατμισοδιαπνοή (ETc) της καλλιέργειας βαμβακιού.
Η εξίσωση για τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών δίνεται από τη σχέση:

'''ETc=Kc*ETo'''

όπου: - ETc : εξατμισοδιαπνοή καλλιεργειών

- Kc : φυτικός συντελεστής

- ETo: εξατμισοδιαπνοή αναφοράς

Για την επίλυση της εξίσωσης της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών ήταν απαραίτητοι και οι υπολογισμοί του φυτικού συντελεστή και της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς με τη χρήση των μετεωρολογικών δεδομένων της περιοχής, σε συνδυασμό με τις πειραματικές μετρήσεις.
Επίσης, τα δεδομένα από 20 υδρολογικά έτη, από τον Οκτώβριο του 1981 έως το Σεπτέμβριο 2001 χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (Water Limited Growth Environment - WLGE).

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

- NOAA / AVHRR.

- Landsat TM

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών και χρησιμότητα αυτών'''

Για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (WLGE) χρησιμοποιήθηκε η βάση δεδομένων του NOAA / AVHRR. Πιο συγκεκριμένα:

• ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI), θερμοκρασίες λαμπρότητας (ΒΤ) από τα κανάλια 4 και 5, συνθετικές απεικονίσεις δεκαημέρου με 8x8 τετραγωνικά χιλιόμετρα χωρική διακριτική ικανότητα,

• μηνιαίοι χάρτες βροχής με μέγεθος πλέγματος, 50x50 χλμ. (ISPRA, 2006),

• Οι μέσες μηνιαίες μετρήσεις θερμοκρασίας του αέρα από το μετεωρολογικό σταθμό στη Λάρισα (Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία),

• χάρτης του εδάφους της περιοχής μελέτης και

• ψηφιακό μοντέλο εδάφους.

Ο πρώτος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο ''VHI''. Είναι ένας συνδυασμός του VCI και του TCI που προκύπτει από ένα μακροχρόνιο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης και εικόνες του Καναλιού 4 του NOAA / AVHRR. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης προκύπτει από συνδυασμό των Καναλιών 1 και 2, το ορατό και το εγγύς υπέρυθρο, αντίστοιχα. Ο VCI και ο TCI χαρακτηρίζουν την υγρασία και τη θερμική κατάσταση της βλάστησης, αντίστοιχα και υπολογίζονται από τις εξισώσεις:

[[ Εικόνα: mm2012ae08.jpg | thumb | center | ]]

Ο ''VHI'' αντιπροσωπεύει την υγεία της βλάστησης και υπολογίζεται από την εξίσωση:

'''''VHI'' = 0.5*(''VCI'') + 0.5*(''TCI'')'''

Ο άλλος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο AΙ. Ο AI είναι μια συνάρτηση της σχέσης της βροχόπτωσης προς τη δυνητική εξατμοδιαπνοή. Σε αυτή τη μελέτη, αντιπροσωπεύει την κλιματική ξηρασία και χρησιμοποιείται για να καθορίσει την επάρκεια των βροχοπτώσεων για την ικανοποίηση των αναγκών των καλλιεργειών σε νερό. Ο δείκτης υπολογίζεται σε πολυετή βάση, με βάση μηνιαίες τιμές. Εκτιμά τη δυνητική εξατμισοδιαπνοή λαμβάνοντας υπόψιν τη θερμοκρασία του αέρα, τη διάρκεια της ημέρας και το σταθμισμένο συντελεστή καλλιεργειών (C). Οι τιμές του C ορίζονται ανάλογα με τη χρήση γης και παρέχονται από τη βάση δεδομένων του CORINE 2001.
Στη συνέχεια με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση των ζωνών WLGE, ενός χάρτη εδάφους και ενός υψομέτρων της περιοχής μελέτης, καθορίζονται οι βιώσιμες παραγωγικές περιοχές.
Η χωρική κατανομή της εξατμισοδιαπνοής εκτιμήθηκε με χρήση δορυφορικών εικόνων (Landsat-5 TM) που καλύπτει την περιοχή της λεκάνης απορροής του ποταμού Πηνειού, οι οποίες ήταν διαθέσιμες κατά τη διάρκεια του πειράματος, κατά τις ακόλουθες ημερομηνίες: 07/05, 24/06, 10/07, 26/07, 27/08 και 28/09/2007, χωρικής διακριτής ικανότητας 30 Χ 30 μ.

'''6. Προεπεξεργασίες και ειδικές επεξεργασίες GIS'''

Η προεπεξεργασία των δορυφορικών εικόνων περιλαμβάνει ατμοσφαιρική και γεωμετρική διόρθωση και ταξινόμηση των καλλιεργειών. Η ατμοσφαιρική διόρθωση έγινε με το ATCORE2 μοντέλο, στο ERDAS IMAGINE 9.1. Η γεωμετρική διόρθωση εκτελέστηκε στο λογισμικό ArcGIS με τη χρήση 12 ψηφιακών, γεωαναφερμένων χαρτών κλίμακας 1:50000 που καλύπτουν χωρικά την ευρύτερη περιοχή των δορυφορικών εικόνων (Εικόνα 4). Χρησιμοποιήθηκαν πάνω από ογδόντα σημεία ελέγχου εδάφους (GCPs) και μια πολυωνυμική εξίσωση τρίτου βαθμού για το γεωμετρικό μετασχηματισμό κάθε εικόνας. Όλες οι εικόνες συν-καταχωρίστηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (EGSA'87) με τη χρήση του ArcGIS.

[[ Εικόνα: mm2012ae010.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Γεωμετρική διόρθωση των δορυφορικών εικόνων ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae012.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Ταξινόμηση καλλιεργειών ]]

Πενήντα σημεία ελέγχου (GCPs) χρησιμοποιήθηκαν για την ταξινόμηση των καλλιεργειών στην περιοχή, η οποία έγινε με το ERDAS IMAGINE 9.1. Οι πιο κοινές καλλιέργειες στην λεκάνη απορροής του Πηνειού είναι το βαμβάκι, το τριφύλλι, το καλαμπόκι και τα χειμερινά σιτηρά (Εικόνα 5).
Η ανάπτυξη των δεικτών βλάστησης από δορυφορικές εικόνες έχουν διευκολύνει τη διαδικασία της διαφοροποίησης και της χαρτογράφησης βλάστησης.

Ο υπολογισμός γίνεται από τον τύπο:

'''NDVI = (NIR-RED) / (NIR + RED)'''

Για το Landsat χρησιμοποιούνται το κανάλι 3 (0,63 - 0,69) και το κανάλι 4 (0,76 - 0,90) για τον υπολογισμό του.
Ο συντελεστής Kc ενσωματώνει την επίδραση των χαρακτηριστικών που διακρίνουν μια τυπική καλλιέργεια από το γρασίδι, το οποίο έχει μια ομοιογενή εμφάνιση και καλύπτει πλήρως το έδαφος. Οι τιμές του Kc επηρεάζονται από τον τύπο καλλιέργειας, το κλίμα, την εξάτμιση του εδάφους και τα στάδια ανάπτυξης των καλλιεργειών.
Η εξατμισοδιαπνοή μιας καλλιέργειας υπό κανονικές συνθήκες ETp, είναι η εξατμισοδιαπνοή από καλλιέργεια απαλλαγμένη από ασθένειες, καλά λιπασμένες, που αναπτύσσονται σε μεγάλους αγρούς, υπό τις καλύτερες δυνατές συνθήκες εδαφικού νερού και την επίτευξη πλήρους παραγωγής υπό τις δεδομένες κλιματολογικές συνθήκες. Στον FAO υπολογίζεται ως εξής:

'''ETp = Kc * ETo'''

όπου Kc : τηλεπισκόπησης και ETo : εδάφους.

'''7. Αποτελέσματα'''

Η χρήση των εδαφικών ζωνών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση της εύφορης γης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012ae14.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Εδαφική ζωνοποίηση εδαφών ενός πειραματικού αγρού ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Ζώνες WLGE του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Η εκτίμηση των ζωνών WLGE (ανάπτυξη σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού) είναι σημαντική, γιατί οριοθετούνται οι περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού (Εικόνα 7). Ο συνδυασμός των ζωνών αυτών, με τους χάρτες εδάφους και υψομέτρου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των βιώσιμων ζωνών παραγωγής (Εικόνα 8). Αυτές οι ζώνες είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη κάθε σχεδίου βιώσιμης ανάπτυξης καλλιεργειών (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012ae022.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 8.''' (a) Ζώνες της αειφόρου χρήσης, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του εδάφους της Θεσσαλίας, (b) Ζώνες ανάπτυξης των καλλιεργειών με βάση το υψόμετρο του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

[[ Εικόνα: mm2012ae024.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 9.''' Βιώσιμες ζώνες παραγωγής του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Τα αποτελέσματα που αφορούν την εκτίμηση των καλλιεργειών και την εξατμισοδιαπνοή με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων επαληθεύτηκαν με επίγειες παρατηρήσεις για την αντίστοιχη χρονική περίοδο (Εικόνες 10, 11).

[[ Εικόνα: mm2012ae28.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 10.''' Χάρτες καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae30.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 11.''' Χάρτες εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης]]

'''8. Συμπεράσματα και αξιολόγηση των μεθόδων'''

Η μεθοδολογία βασίζεται σε νέες τεχνολογίες (GIS σε συνδυασμό με δορυφορικά δεδομένα) για τη διαχείριση των υδάτων. Τα δορυφορικά δεδομένα παρέχουν τη δυνατότητα να καλύπτονται μεγάλες περιοχές και να παρακολουθούνται οι καλλιέργειες σε όλα τα στάδια ανάπτυξής τους. Μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλης κλίμακας περιοχές για τον υπολογισμό του Kc και να επεκταθεί και σε άλλες καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με τις επίγειες παρατηρήσεις. Οι ζώνες WLGE είναι σημαντικές, δεδομένου ότι οριοθετούν περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού. Επιπλέον, η χρήση των εδαφικών χαρτών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα.
Τα εργαλεία και οι υπηρεσίες που έχουν αναπτυχθεί με το έργο PLEIADeS και θα ολοκληρωθούν με τα SMART και HYDROSENSE θα δώσουν τη δυνατότητα στους γεωργούς να βελτιώσουν τη διαχείριση της άρδευσης στα αγροκτήματά τους. Οι νέες τεχνολογίες παρέχουν εύκολη πρόσβαση σε πληροφορίες για όλους τους ενδιαφερόμενους φορείς (αγρότες, Συμβουλευτικές Υπηρεσίες Άρδευσης, Οργανισμούς Τοπικής Αυτοδιοίκησης και Εγγείων Βελτιώσεων), ενώ η ενεργός συμμετοχή θα είναι αποτελεσματική.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' REMOTELY SENSED COTTON EVAPOTRANSPIRATION FOR IRRIGATION WATER
MANAGEMENT IN VULNERABLE AGRICULTURE OF CENTRAL GREECE

N. R. DALEZIOS, A. MPLANTA and C. DOMENIKIOTIS

'''Πηγή:''' ''Journal of Information Technology in Agriculture''. Vol 4, No 1 (2011)
http://www.jitag.org/ojs/index.php/jitag/article/view/123

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

Διαχείριση νερού άρδευσης σε ευπαθείς καλλιέργειες στην Κεντρική Ελλάδα.

2012-03-03T16:19:33Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών ακριβείας για τη βελτιστοποίηση της άρδευσης και την ολοκληρωμένη διαχείριση καλλιεργειών σε περιοχές που αντιμετωπίζουν προβλήματα διαθεσιμότητας νερού. Τα έργα (PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE) αποσκοπούν στην ορθολογική χρήση του νερού, των ανόργανων λιπασμάτων και των φυτοπροστατευτικών προϊόντων σε μια σημαντική για την οικονομία των μεσογειακών χωρών καλλιέργεια - την καλλιέργεια του βαμβακιού - συνδυάζοντας τις αρχές της γεωργίας ακριβείας με προηγμένες τεχνολογίες τηλεπισκόπησης.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τροφής αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό, σε σχέση με άλλες χρήσεις, ενώ οι απαιτήσεις αυξάνονται συνεχώς με την αύξηση του πληθυσμού. Όμως η διαφορά ανάμεσα στο αρδευόμενο νερό και σε εκείνο που δεσμεύεται τελικά από τις καλλιέργειες για παραγωγή βιομάζας (water use efficiency) είναι συνήθως μεγάλη. Οι νέες τεχνολογίες των δορυφορικών δεδομένων και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) παρέχουν τα εργαλεία για μια πιο ουσιαστική διαχείριση της άρδευσης.

'''3. Υλικά και μέθοδοι'''

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε από το Εργαστήριο Αγρομετεωρολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στο πλαίσιο των έργων PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE. Για τον πειραματικό σχεδιασμό επιλέχθηκε η λεκάνης απορροής του Πηνειού ποταμού, στη Θεσσαλία (Εικόνες 1, 2). Μια περιοχή με ψηλή παραγωγή αγροτικών προϊόντων, υψηλής ποιότητας. Στην περιοχή αυτή η έντονη και εκτατική καλλιέργεια ειδών απαιτητικών σε νερό, οδηγεί σε υπερεκμετάλλευση του εδαφικού νερού. Η καλλιέργεια που επιλέχτηκε ήταν το βαμβάκι, η οποία είναι η κύρια καλλιέργεια στην περιοχή και από τις πιο απαιτητικές σε νερό. Την άνοιξη και το φθινόπωρο οι καιρικές συνθήκες δεν είναι σταθερές κι αυτό έχει επίπτωση στην καλλιέργεια του βαμβακιού, καθώς και οι δύο αυτές περίοδοι είναι κρίσιμες για την καλλιέργειά του (περίοδος σποράς και συλλογής). Η βροχόπτωση την περίοδο ανάπτυξης του βαμβακιού (Απρίλιο – Σεπτέμβρη) είναι πολύ χαμηλή, έτσι χρειάζεται άρδευση για κάλυψη των αναγκών. Το νερό για την άρδευση προέρχεται από ποτάμια (~ 46%) και από υπόγεια ύδατα (~ 54%). Χρονιές με ξηρούς χειμώνες, συνεπάγονται έλλειψη αρδευτικού νερού.

[[ Εικόνα: mm2012ae02.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 1.''' Θεσσαλία ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae04.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 2.''' Η περιοχή μελέτης ]]

Η παρακολούθηση των αναγκών σε νερό για τη γεωργία, στο πλαίσιο των προαναφερθέντων έργων, απαιτεί ένα συνδυασμό παρατηρήσεων πεδίου σε πιλοτική περιοχή, μικρο-μετεωρολογικών στοιχείων και ανάλυση δορυφορικών δεδομένων.

'''3.1 Παρατηρήσεις πεδίου'''

Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις εδάφους στους πειραματικούς αγρούς, για τον καθορισμό εδαφικών ζωνών. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν με φορητό φασματόμετρο και με GPS. Για τη διόρθωση των δεδομένων, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική Kriging, λογισμικού της Geomatica, μια στατιστική τεχνική που ελαχιστοποιεί την διακύμανση του σφάλματος για τις εκτιμώμενες τιμές.
Καταγράφηκαν οι κλασματικές καλύψεις και τα φαινολογικά στάδια για την καλλιέργεια βαμβακιού για το έτος 2007 (Εικόνα 3). Σε κάθε πειραματικό αγρό δημιουργήθηκαν δύο πολύγωνα (93 εκατοστά * 93 εκατοστά) για το βαμβάκι.
Οι μετρήσεις ξεκίνησαν το Μάιο και επαναλαμβάνονταν δύο φορές την εβδομάδα μέχρι και το Σεπτέμβριο και περιελάμβαναν:
[[ Εικόνα: mm2012ae06.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 3.''' Η διαδικασία που εφαρμόστηκε στους πειραματικούς αγρούς ]]

- φωτογραφίες

- εντοπισμό των αγρών

- ύψος της καλλιέργειας

- δεδομένα άρδευσης

- χρήση φυτοφαρμάκων

- μετεωρολογικά δεδομένα

'''3.2 Μετεωρολογικές μετρήσεις'''

Οι μικρο-μετεωρολογικές μετρήσεις των περιόδων αναφοράς για την κάθε περιοχή περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του αέρα, την ταχύτητα του ανέμου, την υγρασία και τη βροχόπτωση, σε καθημερινή βάση, προκειμένου να υπολογιστούν η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETo) και η εξατμισοδιαπνοή (ETc) της καλλιέργειας βαμβακιού.
Η εξίσωση για τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών δίνεται από τη σχέση:

'''ETc=Kc*ETo'''

όπου: - ETc : εξατμισοδιαπνοή καλλιεργειών

- Kc : φυτικός συντελεστής

- ETo: εξατμισοδιαπνοή αναφοράς

Για την επίλυση της εξίσωσης της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών ήταν απαραίτητοι και οι υπολογισμοί του φυτικού συντελεστή και της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς με τη χρήση των μετεωρολογικών δεδομένων της περιοχής, σε συνδυασμό με τις πειραματικές μετρήσεις.
Επίσης, τα δεδομένα από 20 υδρολογικά έτη, από τον Οκτώβριο του 1981 έως το Σεπτέμβριο 2001 χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (Water Limited Growth Environment - WLGE).

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

- NOAA / AVHRR.

- Landsat TM

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών και χρησιμότητα αυτών'''

Για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (WLGE) χρησιμοποιήθηκε η βάση δεδομένων του NOAA / AVHRR. Πιο συγκεκριμένα:

• ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI), θερμοκρασίες λαμπρότητας (ΒΤ) από τα κανάλια 4 και 5, συνθετικές απεικονίσεις δεκαημέρου με 8x8 τετραγωνικά χιλιόμετρα χωρική διακριτική ικανότητα,

• μηνιαίοι χάρτες βροχής με μέγεθος πλέγματος, 50x50 χλμ. (ISPRA, 2006),

• Οι μέσες μηνιαίες μετρήσεις θερμοκρασίας του αέρα από το μετεωρολογικό σταθμό στη Λάρισα (Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία),

• χάρτης του εδάφους της περιοχής μελέτης και

• ψηφιακό μοντέλο εδάφους.

Ο πρώτος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο ''VHI''. Είναι ένας συνδυασμός του VCI και του TCI που προκύπτει από ένα μακροχρόνιο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης και εικόνες του Καναλιού 4 του NOAA / AVHRR. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης προκύπτει από συνδυασμό των Καναλιών 1 και 2, το ορατό και το εγγύς υπέρυθρο, αντίστοιχα. Ο VCI και ο TCI χαρακτηρίζουν την υγρασία και τη θερμική κατάσταση της βλάστησης, αντίστοιχα και υπολογίζονται από τις εξισώσεις:

[[ Εικόνα: mm2012ae08.jpg | thumb | center | ]]

Ο ''VHI'' αντιπροσωπεύει την υγεία της βλάστησης και υπολογίζεται από την εξίσωση:

'''''VHI'' = 0.5*(''VCI'') + 0.5*(''TCI'')'''

Ο άλλος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο AΙ. Ο AI είναι μια συνάρτηση της σχέσης της βροχόπτωσης προς τη δυνητική εξατμοδιαπνοή. Σε αυτή τη μελέτη, αντιπροσωπεύει την κλιματική ξηρασία και χρησιμοποιείται για να καθορίσει την επάρκεια των βροχοπτώσεων για την ικανοποίηση των αναγκών των καλλιεργειών σε νερό. Ο δείκτης υπολογίζεται σε πολυετή βάση, με βάση μηνιαίες τιμές. Εκτιμά τη δυνητική εξατμισοδιαπνοή λαμβάνοντας υπόψιν τη θερμοκρασία του αέρα, τη διάρκεια της ημέρας και το σταθμισμένο συντελεστή καλλιεργειών (C). Οι τιμές του C ορίζονται ανάλογα με τη χρήση γης και παρέχονται από τη βάση δεδομένων του CORINE 2001.
Στη συνέχεια με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση των ζωνών WLGE, ενός χάρτη εδάφους και ενός υψομέτρων της περιοχής μελέτης, καθορίζονται οι βιώσιμες παραγωγικές περιοχές.
Η χωρική κατανομή της εξατμισοδιαπνοής εκτιμήθηκε με χρήση δορυφορικών εικόνων (Landsat-5 TM) που καλύπτει την περιοχή της λεκάνης απορροής του ποταμού Πηνειού, οι οποίες ήταν διαθέσιμες κατά τη διάρκεια του πειράματος, κατά τις ακόλουθες ημερομηνίες: 07/05, 24/06, 10/07, 26/07, 27/08 και 28/09/2007, χωρικής διακριτής ικανότητας 30 Χ 30 μ.

'''6. Προεπεξεργασίες και ειδικές επεξεργασίες GIS'''

Η προεπεξεργασία των δορυφορικών εικόνων περιλαμβάνει ατμοσφαιρική και γεωμετρική διόρθωση και ταξινόμηση των καλλιεργειών. Η ατμοσφαιρική διόρθωση έγινε με το ATCORE2 μοντέλο, στο ERDAS IMAGINE 9.1. Η γεωμετρική διόρθωση εκτελέστηκε στο λογισμικό ArcGIS με τη χρήση 12 ψηφιακών, γεωαναφερμένων χαρτών κλίμακας 1:50000 που καλύπτουν χωρικά την ευρύτερη περιοχή των δορυφορικών εικόνων (Εικόνα 4). Χρησιμοποιήθηκαν πάνω από ογδόντα σημεία ελέγχου εδάφους (GCPs) και μια πολυωνυμική εξίσωση τρίτου βαθμού για το γεωμετρικό μετασχηματισμό κάθε εικόνας. Όλες οι εικόνες συν-καταχωρίστηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (EGSA'87) με τη χρήση του ArcGIS.

[[ Εικόνα: mm2012ae010.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Γεωμετρική διόρθωση των δορυφορικών εικόνων ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae012.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Ταξινόμηση καλλιεργειών ]]

Πενήντα σημεία ελέγχου (GCPs) χρησιμοποιήθηκαν για την ταξινόμηση των καλλιεργειών στην περιοχή, η οποία έγινε με το ERDAS IMAGINE 9.1. Οι πιο κοινές καλλιέργειες στην λεκάνη απορροής του Πηνειού είναι το βαμβάκι, το τριφύλλι, το καλαμπόκι και τα χειμερινά σιτηρά (Εικόνα 5).
Η ανάπτυξη των δεικτών βλάστησης από δορυφορικές εικόνες έχουν διευκολύνει τη διαδικασία της διαφοροποίησης και της χαρτογράφησης βλάστησης.

Ο υπολογισμός γίνεται από τον τύπο:

'''NDVI = (NIR-RED) / (NIR + RED)'''

Για το Landsat χρησιμοποιούνται το κανάλι 3 (0,63 - 0,69) και το κανάλι 4 (0,76 - 0,90) για τον υπολογισμό του.
Ο συντελεστής Kc ενσωματώνει την επίδραση των χαρακτηριστικών που διακρίνουν μια τυπική καλλιέργεια από το γρασίδι, το οποίο έχει μια ομοιογενή εμφάνιση και καλύπτει πλήρως το έδαφος. Οι τιμές του Kc επηρεάζονται από τον τύπο καλλιέργειας, το κλίμα, την εξάτμιση του εδάφους και τα στάδια ανάπτυξης των καλλιεργειών.
Η εξατμισοδιαπνοή μιας καλλιέργειας υπό κανονικές συνθήκες ETp, είναι η εξατμισοδιαπνοή από καλλιέργεια απαλλαγμένη από ασθένειες, καλά λιπασμένες, που αναπτύσσονται σε μεγάλους αγρούς, υπό τις καλύτερες δυνατές συνθήκες εδαφικού νερού και την επίτευξη πλήρους παραγωγής υπό τις δεδομένες κλιματολογικές συνθήκες. Στον FAO υπολογίζεται ως εξής:

'''ETp = Kc * ETo'''

όπου Kc : τηλεπισκόπησης και ETo : εδάφους.

'''7. Αποτελέσματα'''

Η χρήση των εδαφικών ζωνών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση της εύφορης γης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012ae14.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Εδαφική ζωνοποίηση εδαφών ενός πειραματικού αγρού ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Ζώνες WLGE του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Η εκτίμηση των ζωνών WLGE (ανάπτυξη σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού) είναι σημαντική, γιατί οριοθετούνται οι περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού (Εικόνα 7). Ο συνδυασμός των ζωνών αυτών, με τους χάρτες εδάφους και υψομέτρου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των βιώσιμων ζωνών παραγωγής (Εικόνα 8). Αυτές οι ζώνες είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη κάθε σχεδίου βιώσιμης ανάπτυξης καλλιεργειών (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012ae022.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 8.''' (a) Ζώνες της αειφόρου χρήσης, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του εδάφους της Θεσσαλίας, (b) Ζώνες ανάπτυξης των καλλιεργειών με βάση το υψόμετρο του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

[[ Εικόνα: mm2012ae024.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 9.''' Βιώσιμες ζώνες παραγωγής του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Τα αποτελέσματα που αφορούν την εκτίμηση των καλλιεργειών και την εξατμισοδιαπνοή με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων επαληθεύτηκαν με επίγειες παρατηρήσεις για την αντίστοιχη χρονική περίοδο (Εικόνες 10, 11).

[[ Εικόνα: mm2012ae28.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 10.''' Χάρτες καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae30.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 11.''' Χάρτες εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης]]

'''8. Συμπεράσματα και αξιολόγηση των μεθόδων'''

Η μεθοδολογία βασίζεται σε νέες τεχνολογίες (GIS σε συνδυασμό με δορυφορικά δεδομένα) για τη διαχείριση των υδάτων. Τα δορυφορικά δεδομένα παρέχουν τη δυνατότητα να καλύπτονται μεγάλες περιοχές και να παρακολουθούνται οι καλλιέργειες σε όλα τα στάδια ανάπτυξής τους. Μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλης κλίμακας περιοχές για τον υπολογισμό του Kc και να επεκταθεί και σε άλλες καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με τις επίγειες παρατηρήσεις. Οι ζώνες WLGE είναι σημαντικές, δεδομένου ότι οριοθετούν περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού. Επιπλέον, η χρήση των εδαφικών χαρτών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα.
Τα εργαλεία και οι υπηρεσίες που έχουν αναπτυχθεί με το έργο PLEIADeS και θα ολοκληρωθούν με τα SMART και HYDROSENSE θα δώσουν τη δυνατότητα στους γεωργούς να βελτιώσουν τη διαχείριση της άρδευσης στα αγροκτήματά τους. Οι νέες τεχνολογίες παρέχουν εύκολη πρόσβαση σε πληροφορίες για όλους τους ενδιαφερόμενους φορείς (αγρότες, Συμβουλευτικές Υπηρεσίες Άρδευσης, Οργανισμούς Τοπικής Αυτοδιοίκησης και Εγγείων Βελτιώσεων), ενώ η ενεργός συμμετοχή θα είναι αποτελεσματική.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' REMOTELY SENSED COTTON EVAPOTRANSPIRATION FOR IRRIGATION WATER
MANAGEMENT IN VULNERABLE AGRICULTURE OF CENTRAL GREECE
N. R. DALEZIOS, A. MPLANTA and C. DOMENIKIOTIS

'''Πηγή:''' ''Journal of Information Technology in Agriculture''. Vol 4, No 1 (2011)
http://www.jitag.org/ojs/index.php/jitag/article/view/123

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-03-03T16:14:22Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας'''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3881

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-03-03T16:11:52Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3881

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-03-03T16:09:11Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίησή τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία της γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες και διορθώσεις '''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

'''8. Αποτελέσματα'''

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]

Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου (Εικόνα 9). Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης (Εικόνα 6) και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς (Εικόνα 7). Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1). Ταυτόχρονα δηµιουργήθηκε ο χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988, µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς, για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009.

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 ]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''9. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης αλλά και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

'''ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ'''

Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. ''International Journal of Geographical Information Science'', 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-03-03T16:08:28Z

Makmarian:

Τσιπλακίδης Ιωάννης

2012-02-29T12:19:36Z

Makmarian:

Add Your Content Here

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

Κονδύλη Γεωργία

2012-02-29T12:18:35Z

Makmarian:

Add Your Content Here

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

Ανίχνευση σεισμών

2012-02-29T12:10:16Z

Makmarian: Νέα σελίδα με 'Add Your Content Here category:Σεισμοί'

Add Your Content Here

[[category:Σεισμοί]]

Αξιολόγηση της ανταπόκρισης φυτών καλαμποκιού και σόγιας σε ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση με χρήση της τηλεπισκόπησης.

2012-02-26T15:04:11Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση (CTD) είναι μια πρακτική διαχείρισης που έχει σχεδιαστεί για τη συγκράτηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και τη χρήση τους από τις καλλιέργειες (Εικόνα 1). Έχει δείξει θετικά αποτελέσματα για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και την αύξηση των αποδόσεων.

[[ Εικόνα:mm2012002.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' Σχηματική αναπαράσταση της μη ελεγχόμενης (a) και της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης (b). ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η τηλεπισκόπηση είναι μια από τις εναλλακτικές λύσεις για την αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών στην ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ο κανονικοποιημένος (NDVI) και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (GNDVI) έχουν καθιερωθεί για την εκτίμηση της παραγωγής καλλιεργειών και αποτυπώνουν τις διαφορετικές φασματικές ανακλάσεις σε συνθήκες περιβαλλοντικού στρες. Για το λόγο αυτό, οι δείκτες βλάστησης θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διαφορετικές γεωργικές πρακτικές.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πριν τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο διαφόρων υποθέσεων, η αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διάφορες γεωργικές πρακτικές γινόταν με το σχεδιασμό πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων περιορίζονται συχνά σε επίπεδο πειράματος αγρού.

'''4. Δορυφορικές εικόνες'''

Πολυφασματικές εικόνες από τους δορυφόρους Landsat-5 Thematic Mapper (L5), SPOT-4 (S4).

'''5. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Μια σειρά οπτικών αισθητήρων δορυφόρου απαιτείται για τη δημιουργία των δεικτών βλάστησης σε επίπεδο εικονοστοιχείου. Πολλοί δορυφόροι περιλαμβανομένων των Landsat και SPOT, έχουν χωρικές αναλύσεις κατάλληλες για την παραγωγή πληροφοριών σε επίπεδο αγρού, καλύπτοντας έτσι μεγάλες εκτάσεις. Επειδή η επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις καλλιέργειες ποικίλλει εξαρτώμενη από το έδαφος, τις καιρικές συνθήκες, το ανάγλυφο της περιοχής, οι δείκτες βλάστησης χρησιμεύουν ως μέσο για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των επεμβάσεων εκεί όπου υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες.

'''6. Προεπεξεργασίες'''

Οι δορυφορικές εικόνες ορθο-διoρθώθηκαν στο PCI Geomatica με χρήση της πλατφόρμας ephemeris, τα διανυσματικά εδαφικά σημεία ελέγχου και τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα.

'''7. Ψηφιακές επεξεργασίες / αλγόριθμοι'''

Οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στα οπτικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ATCOR.

'''8. Ειδικές επεξεργασίες GIS '''

Οι δορυφορικές εικόνες επεξεργάστηκαν με το λογισμικό ArcMap 9.1 (ESRI, Redlands,CA) Geographic Information System (GIS).

'''9. Μεθοδολογία'''

Η μελέτη αυτή σύγκρινε τον κανονικοποιημένο και τον πράσινο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI και GNDVI) για το καλαμπόκι (''Zea mays'' L.) και τη σόγια (''Glycine max'' L.) μεταξύ ελεγχόμενης (CTD) και μη αποστράγγισης (UCTD) σε πειραματικό επίπεδο, σε λεκάνη απορροής στο Οντάριο του Καναδά (έκτασης ~ 950 εκταρίων), από το 2005 έως το 2008. Η υπόθεση ήταν ότι οι δείκτες βλάστησης μπορούν να παράξουν πληροφορίες για την ανταπόκριση των καλλιεργειών σε αυξημένο νερό και θρεπτικά συστατικά μετά την επέμβαση της ελεγχόμενης αποστράγγισης. Οι κύριοι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν να συγκριθούν ο κανονικοποιημένος και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης του καλαμποκιού και της σόγιας για τις δύο πρακτικές για 3 χρόνια παρατήρησης και να συγκριθούν οι πραγματικές αποδόσεις με τις προβλεπόμενες με γραμμικά μοντέλα παλινδρόμησης.

'''10. Αποτελέσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη των καλλιεργειών με ελεγχόμενη αποστράγγιση από ότι σε αυτά με μη ελεγχόμενη και κατά μέσο όρο αυξημένες αποδόσεις κατά 3% και 4%, αντίστοιχα για το καλαμπόκι και τη σόγια στα τεμάχια με ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση, αλλά επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες πχ λίπανση (Διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5).
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistica 8.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK).

[[ Εικόνα:mm2012004.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1.''' Μέσοι όροι των συγκομισθέντων αποδόσεων των καλλιεργειών. Άξονας Χ: ζεύγη αγρών, άξονας Ψ: αποδόσεις. Στα ζεύγη των αγρών (Field pairs) εφαρμόστηκαν ίδιες γεωργικές πρακτικές και δεν εφαρμόστηκε λίπανση. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks05.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks07.JPG | thumb | left | '''Διάγραμμα 3.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks09.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 4.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

Συνολικά φάνηκε από τη στατιστική επεξεργασία ότι δεν υπήρχε αρνητική επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις αποδόσεις των συγκεκριμένων καλλιεργειών, για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και το χώρο μελέτης και ότι υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις για αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών (Διάγραμμα 6).

[[ Εικόνα:mm2012ks11.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 5.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks13.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 6.''' Μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων αποδόσεων καλαμποκιού και σόγιας. Δίνεται και ο αριθμός των εικονοστοιχείων που χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη των τιμών και για τις δύο πρακτικές ελεγχόμενη (CTD) και μη εδαφική αποστράγγιση (UCTD). ]]

'''12. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η χρήση εικόνων υψηλής χωρικής ανάλυσης από απομακρυσμένες πλατφόρμες τηλεπισκόπησης, για την εξαγωγή δεικτών βλάστησης, μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης στην ανάπτυξη των καλλιεργειών, σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για τη μοντελοποίηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πρόβλεψη των αποδόσεων. Επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμες στη λήψη αποφάσεων σε πολιτικό επίπεδο.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and
soybean response to controlled tile drainage

H. Ciceka, M. Sunoharab, G. Wilkesb, H. McNairnb, F. Pickc, E. Toppd, D.R. Lapenb

'''Πηγή:''' ''Agricultural Water Management'' 98 (2010) 261–270

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378377410002866
[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Αξιολόγηση της ανταπόκρισης φυτών καλαμποκιού και σόγιας σε ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση με χρήση της τηλεπισκόπησης.

2012-02-26T14:57:23Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση (CTD) είναι μια πρακτική διαχείρισης που έχει σχεδιαστεί για τη συγκράτηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και τη χρήση τους από τις καλλιέργειες (Εικόνα 1). Έχει δείξει θετικά αποτελέσματα για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και την αύξηση των αποδόσεων.

[[ Εικόνα:mm2012002.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' Σχηματική αναπαράσταση της μη ελεγχόμενης (a) και της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης (b). ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η τηλεπισκόπηση είναι μια από τις εναλλακτικές λύσεις για την αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών στην ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ο κανονικοποιημένος (NDVI) και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (GNDVI) έχουν καθιερωθεί για την εκτίμηση της παραγωγής καλλιεργειών και αποτυπώνουν τις διαφορετικές φασματικές ανακλάσεις σε συνθήκες περιβαλλοντικού στρες. Για το λόγο αυτό, οι δείκτες βλάστησης θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διαφορετικές γεωργικές πρακτικές.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πριν τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο διαφόρων υποθέσεων, η αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διάφορες γεωργικές πρακτικές γινόταν με το σχεδιασμό πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων περιορίζονται συχνά σε επίπεδο πειράματος αγρού.

'''4. Δορυφορικές εικόνες'''

Πολυφασματικές εικόνες από τους δορυφόρους Landsat-5 Thematic Mapper (L5), SPOT-4 (S4).

'''5. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Μια σειρά οπτικών αισθητήρων δορυφόρου απαιτείται για τη δημιουργία των δεικτών βλάστησης σε επίπεδο εικονοστοιχείου. Πολλοί δορυφόροι περιλαμβανομένων των Landsat και SPOT, έχουν χωρικές αναλύσεις κατάλληλες για την παραγωγή πληροφοριών σε επίπεδο αγρού, καλύπτοντας έτσι μεγάλες εκτάσεις. Επειδή η επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις καλλιέργειες ποικίλλει εξαρτώμενη από το έδαφος, τις καιρικές συνθήκες, το ανάγλυφο της περιοχής, οι δείκτες βλάστησης χρησιμεύουν ως μέσο για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των επεμβάσεων εκεί όπου υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες.

'''6. Προεπεξεργασίες'''

Οι δορυφορικές εικόνες ορθο-διoρθώθηκαν στο PCI Geomatica με χρήση της πλατφόρμας ephemeris, τα διανυσματικά εδαφικά σημεία ελέγχου και τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα.

'''7. Ψηφιακές επεξεργασίες / αλγόριθμοι'''

Οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στα οπτικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ATCOR.

'''8. Ειδικές επεξεργασίες GIS '''

Οι δορυφορικές εικόνες επεξεργάστηκαν με το λογισμικό ArcMap 9.1 (ESRI, Redlands,CA) Geographic Information System (GIS).

'''9. Μεθοδολογία'''

Η μελέτη αυτή σύγκρινε τον κανονικοποιημένο και τον πράσινο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI και GNDVI) για το καλαμπόκι (''Zea mays'' L.) και τη σόγια (''Glycine max'' L.) μεταξύ ελεγχόμενης (CTD) και μη αποστράγγισης (UCTD) σε πειραματικό επίπεδο, σε λεκάνη απορροής στο Οντάριο του Καναδά (έκτασης ~ 950 εκταρίων), από το 2005 έως το 2008. Η υπόθεση ήταν ότι οι δείκτες βλάστησης μπορούν να παράξουν πληροφορίες για την ανταπόκριση των καλλιεργειών σε αυξημένο νερό και θρεπτικά συστατικά μετά την επέμβαση της ελεγχόμενης αποστράγγισης. Οι κύριοι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν να συγκριθούν ο κανονικοποιημένος και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης του καλαμποκιού και της σόγιας για τις δύο πρακτικές για 3 χρόνια παρατήρησης και να συγκριθούν οι πραγματικές αποδόσεις με τις προβλεπόμενες με γραμμικά μοντέλα παλινδρόμησης.

'''10. Αποτελέσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη των καλλιεργειών με ελεγχόμενη αποστράγγιση από ότι σε αυτά με μη ελεγχόμενη και κατά μέσο όρο αυξημένες αποδόσεις κατά 3% και 4%, αντίστοιχα για το καλαμπόκι και τη σόγια στα τεμάχια με ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση, αλλά επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες πχ λίπανση (Διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5).
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistica 8.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK).

[[ Εικόνα:mm2012004.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1.''' Μέσοι όροι των συγκομισθέντων αποδόσεων των καλλιεργειών. Άξονας Χ: ζεύγη αγρών, άξονας Ψ: αποδόσεις. Στα ζεύγη των αγρών (Field pairs) εφαρμόστηκαν ίδιες γεωργικές πρακτικές και δεν εφαρμόστηκε λίπανση. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks05.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks07.JPG | thumb | left | '''Διάγραμμα 3.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks09.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 4.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

Συνολικά φάνηκε από τη στατιστική επεξεργασία ότι δεν υπήρχε αρνητική επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις αποδόσεις των συγκεκριμένων καλλιεργειών, για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και το χώρο μελέτης και ότι υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις για αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών (Διάγραμμα 6).

[[ Εικόνα:mm2012ks11.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 5.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks13.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 6.''' Μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων αποδόσεων καλαμποκιού και σόγιας. Δίνεται και ο αριθμός των εικονοστοιχείων που χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη των τιμών και για τις δύο πρακτικές ελεγχόμενη (CTD) και μη εδαφική αποστράγγιση (UCTD). ]]

'''12. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η χρήση εικόνων υψηλής χωρικής ανάλυσης από απομακρυσμένες πλατφόρμες τηλεπισκόπησης, για την εξαγωγή δεικτών βλάστησης, μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης στην ανάπτυξη των καλλιεργειών, σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για τη μοντελοποίηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πρόβλεψη των αποδόσεων. Επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμες στη λήψη αποφάσεων σε πολιτικό επίπεδο.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and
soybean response to controlled tile drainage

H. Ciceka, M. Sunoharab, G. Wilkesb, H. McNairnb, F. Pickc, E. Toppd, D.R. Lapenb

'''Πηγή:''' ''Agricultural Water Management'' 98 (2010) 261–270
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378377410002866
[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-26T14:48:52Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3881

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-26T14:46:36Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388...
[ http:// http://nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/10889/3881 ]

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-26T14:45:01Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388...
[ http:// nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388.. ]

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-26T14:43:58Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388...
[ http:// nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388.. ]

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση της ανταπόκρισης φυτών καλαμποκιού και σόγιας σε ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση με χρήση της τηλεπισκόπησης.

2012-02-26T14:36:13Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση (CTD) είναι μια πρακτική διαχείρισης που έχει σχεδιαστεί για τη συγκράτηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και τη χρήση τους από τις καλλιέργειες (Εικόνα 1). Έχει δείξει θετικά αποτελέσματα για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και την αύξηση των αποδόσεων.

[[ Εικόνα:mm2012002.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' Σχηματική αναπαράσταση της μη ελεγχόμενης (a) και της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης (b). ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η τηλεπισκόπηση είναι μια από τις εναλλακτικές λύσεις για την αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών στην ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ο κανονικοποιημένος (NDVI) και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (GNDVI) έχουν καθιερωθεί για την εκτίμηση της παραγωγής καλλιεργειών και αποτυπώνουν τις διαφορετικές φασματικές ανακλάσεις σε συνθήκες περιβαλλοντικού στρες. Για το λόγο αυτό, οι δείκτες βλάστησης θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διαφορετικές γεωργικές πρακτικές.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πριν τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο διαφόρων υποθέσεων, η αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διάφορες γεωργικές πρακτικές γινόταν με το σχεδιασμό πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων περιορίζονται συχνά σε επίπεδο πειράματος αγρού.

'''4. Δορυφορικές εικόνες'''

Πολυφασματικές εικόνες από τους δορυφόρους Landsat-5 Thematic Mapper (L5), SPOT-4 (S4).

'''5. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Μια σειρά οπτικών αισθητήρων δορυφόρου απαιτείται για τη δημιουργία των δεικτών βλάστησης σε επίπεδο εικονοστοιχείου. Πολλοί δορυφόροι περιλαμβανομένων των Landsat και SPOT, έχουν χωρικές αναλύσεις κατάλληλες για την παραγωγή πληροφοριών σε επίπεδο αγρού, καλύπτοντας έτσι μεγάλες εκτάσεις. Επειδή η επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις καλλιέργειες ποικίλλει εξαρτώμενη από το έδαφος, τις καιρικές συνθήκες, το ανάγλυφο της περιοχής, οι δείκτες βλάστησης χρησιμεύουν ως μέσο για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των επεμβάσεων εκεί όπου υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες.

'''6. Προεπεξεργασίες'''

Οι δορυφορικές εικόνες ορθο-διoρθώθηκαν στο PCI Geomatica με χρήση της πλατφόρμας ephemeris, τα διανυσματικά εδαφικά σημεία ελέγχου και τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα.

'''7. Ψηφιακές επεξεργασίες / αλγόριθμοι'''

Οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στα οπτικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ATCOR.

'''8. Ειδικές επεξεργασίες GIS '''

Οι δορυφορικές εικόνες επεξεργάστηκαν με το λογισμικό ArcMap 9.1 (ESRI, Redlands,CA) Geographic Information System (GIS).

'''9. Μεθοδολογία'''

Η μελέτη αυτή σύγκρινε τον κανονικοποιημένο και τον πράσινο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI και GNDVI) για το καλαμπόκι (''Zea mays'' L.) και τη σόγια (''Glycine max'' L.) μεταξύ ελεγχόμενης (CTD) και μη αποστράγγισης (UCTD) σε πειραματικό επίπεδο, σε λεκάνη απορροής στο Οντάριο του Καναδά (έκτασης ~ 950 εκταρίων), από το 2005 έως το 2008. Η υπόθεση ήταν ότι οι δείκτες βλάστησης μπορούν να παράξουν πληροφορίες για την ανταπόκριση των καλλιεργειών σε αυξημένο νερό και θρεπτικά συστατικά μετά την επέμβαση της ελεγχόμενης αποστράγγισης. Οι κύριοι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν να συγκριθούν ο κανονικοποιημένος και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης του καλαμποκιού και της σόγιας για τις δύο πρακτικές για 3 χρόνια παρατήρησης και να συγκριθούν οι πραγματικές αποδόσεις με τις προβλεπόμενες με γραμμικά μοντέλα παλινδρόμησης.

'''10. Αποτελέσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη των καλλιεργειών με ελεγχόμενη αποστράγγιση από ότι σε αυτά με μη ελεγχόμενη και κατά μέσο όρο αυξημένες αποδόσεις κατά 3% και 4%, αντίστοιχα για το καλαμπόκι και τη σόγια στα τεμάχια με ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση, αλλά επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες πχ λίπανση (Διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5).
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistica 8.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK).

[[ Εικόνα:mm2012004.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1.''' Μέσοι όροι των συγκομισθέντων αποδόσεων των καλλιεργειών. Άξονας Χ: ζεύγη αγρών, άξονας Ψ: αποδόσεις. Στα ζεύγη των αγρών (Field pairs) εφαρμόστηκαν ίδιες γεωργικές πρακτικές και δεν εφαρμόστηκε λίπανση. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks05.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks07.JPG | thumb | left | '''Διάγραμμα 3.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks09.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 4.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

Συνολικά φάνηκε από τη στατιστική επεξεργασία ότι δεν υπήρχε αρνητική επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις αποδόσεις των συγκεκριμένων καλλιεργειών, για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και το χώρο μελέτης και ότι υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις για αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών (Διάγραμμα 6).

[[ Εικόνα:mm2012ks11.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 5.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks13.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 6.''' Μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων αποδόσεων καλαμποκιού και σόγιας. Δίνεται και ο αριθμός των εικονοστοιχείων που χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη των τιμών και για τις δύο πρακτικές ελεγχόμενη (CTD) και μη εδαφική αποστράγγιση (UCTD). ]]

'''12. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η χρήση εικόνων υψηλής χωρικής ανάλυσης από απομακρυσμένες πλατφόρμες τηλεπισκόπησης, για την εξαγωγή δεικτών βλάστησης, μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης στην ανάπτυξη των καλλιεργειών, σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για τη μοντελοποίηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πρόβλεψη των αποδόσεων. Επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμες στη λήψη αποφάσεων σε πολιτικό επίπεδο.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and
soybean response to controlled tile drainage

H. Ciceka, M. Sunoharab, G. Wilkesb, H. McNairnb, F. Pickc, E. Toppd, D.R. Lapenb

'''Πηγή:''' ''Agricultural Water Management'' 98 (2010) 261–270
[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Αξιολόγηση της ανταπόκρισης φυτών καλαμποκιού και σόγιας σε ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση με χρήση της τηλεπισκόπησης.

2012-02-26T14:34:34Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση (CTD) είναι μια πρακτική διαχείρισης που έχει σχεδιαστεί για τη συγκράτηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και τη χρήση τους από τις καλλιέργειες (Εικόνα 1). Έχει δείξει θετικά αποτελέσματα για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και την αύξηση των αποδόσεων.

[[ Εικόνα:mm2012002.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' Σχηματική αναπαράσταση της μη ελεγχόμενης (a) και της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης (b). ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η τηλεπισκόπηση είναι μια από τις εναλλακτικές λύσεις για την αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών στην ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ο κανονικοποιημένος (NDVI) και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (GNDVI) έχουν καθιερωθεί για την εκτίμηση της παραγωγής καλλιεργειών και αποτυπώνουν τις διαφορετικές φασματικές ανακλάσεις σε συνθήκες περιβαλλοντικού στρες. Για το λόγο αυτό, οι δείκτες βλάστησης θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διαφορετικές γεωργικές πρακτικές.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πριν τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο διαφόρων υποθέσεων, η αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διάφορες γεωργικές πρακτικές γινόταν με το σχεδιασμό πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων περιορίζονται συχνά σε επίπεδο πειράματος αγρού.

'''4. Δορυφορικές εικόνες'''

Πολυφασματικές εικόνες από τους δορυφόρους Landsat-5 Thematic Mapper (L5), SPOT-4 (S4).

'''5. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Μια σειρά οπτικών αισθητήρων δορυφόρου απαιτείται για τη δημιουργία των δεικτών βλάστησης σε επίπεδο εικονοστοιχείου. Πολλοί δορυφόροι περιλαμβανομένων των Landsat και SPOT, έχουν χωρικές αναλύσεις κατάλληλες για την παραγωγή πληροφοριών σε επίπεδο αγρού, καλύπτοντας έτσι μεγάλες εκτάσεις. Επειδή η επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις καλλιέργειες ποικίλλει εξαρτώμενη από το έδαφος, τις καιρικές συνθήκες, το ανάγλυφο της περιοχής, οι δείκτες βλάστησης χρησιμεύουν ως μέσο για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των επεμβάσεων εκεί όπου υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες.

'''6. Προεπεξεργασίες'''

Οι δορυφορικές εικόνες ορθο-διoρθώθηκαν στο PCI Geomatica με χρήση της πλατφόρμας ephemeris, τα διανυσματικά εδαφικά σημεία ελέγχου και τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα.

'''7. Ψηφιακές επεξεργασίες / αλγόριθμοι'''

Οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στα οπτικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ATCOR.

'''8. Ειδικές επεξεργασίες GIS '''

Οι δορυφορικές εικόνες επεξεργάστηκαν με το λογισμικό ArcMap 9.1 (ESRI, Redlands,CA) Geographic Information System (GIS).

'''9. Μεθοδολογία'''

Η μελέτη αυτή σύγκρινε τον κανονικοποιημένο και τον πράσινο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI και GNDVI) για το καλαμπόκι (''Zea mays'' L.) και τη σόγια (''Glycine max'' L.) μεταξύ ελεγχόμενης (CTD) και μη αποστράγγισης (UCTD) σε πειραματικό επίπεδο, σε λεκάνη απορροής στο Οντάριο του Καναδά (έκτασης ~ 950 εκταρίων), από το 2005 έως το 2008. Η υπόθεση ήταν ότι οι δείκτες βλάστησης μπορούν να παράξουν πληροφορίες για την ανταπόκριση των καλλιεργειών σε αυξημένο νερό και θρεπτικά συστατικά μετά την επέμβαση της ελεγχόμενης αποστράγγισης. Οι κύριοι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν να συγκριθούν ο κανονικοποιημένος και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης του καλαμποκιού και της σόγιας για τις δύο πρακτικές για 3 χρόνια παρατήρησης και να συγκριθούν οι πραγματικές αποδόσεις με τις προβλεπόμενες με γραμμικά μοντέλα παλινδρόμησης.

'''10. Αποτελέσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη των καλλιεργειών με ελεγχόμενη αποστράγγιση από ότι σε αυτά με μη ελεγχόμενη και κατά μέσο όρο αυξημένες αποδόσεις κατά 3% και 4%, αντίστοιχα για το καλαμπόκι και τη σόγια στα τεμάχια με ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση, αλλά επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες πχ λίπανση (Διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5).
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistica 8.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK).

[[ Εικόνα:mm2012004.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1.''' Μέσοι όροι των συγκομισθέντων αποδόσεων των καλλιεργειών. Άξονας Χ: ζεύγη αγρών, άξονας Ψ: αποδόσεις. Στα ζεύγη των αγρών (Field pairs) εφαρμόστηκαν ίδιες γεωργικές πρακτικές και δεν εφαρμόστηκε λίπανση. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks05.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks07.JPG | thumb | left | '''Διάγραμμα 3.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks09.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 4.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

Συνολικά φάνηκε από τη στατιστική επεξεργασία ότι δεν υπήρχε αρνητική επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις αποδόσεις των συγκεκριμένων καλλιεργειών, για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και το χώρο μελέτης και ότι υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις για αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών (Διάγραμμα 6).

[[ Εικόνα:mm2012ks11.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 5.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks13.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 6.''' Μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων αποδόσεων καλαμποκιού και σόγιας. Δίνεται και ο αριθμός των εικονοστοιχείων που χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη των τιμών και για τις δύο πρακτικές ελεγχόμενη (CTD) και μη εδαφική αποστράγγιση (UCTD). ]]

'''12. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η χρήση εικόνων υψηλής χωρικής ανάλυσης από απομακρυσμένες πλατφόρμες τηλεπισκόπησης, για την εξαγωγή δεικτών βλάστησης, μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης στην ανάπτυξη των καλλιεργειών, σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για τη μοντελοποίηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πρόβλεψη των αποδόσεων. Επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμες στη λήψη αποφάσεων σε πολιτικό επίπεδο.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and
soybean response to controlled tile drainage

H. Ciceka, M. Sunoharab, G. Wilkesb, H. McNairnb, F. Pickc, E. Toppd, D.R. Lapenb
[ http:// Agricultural Water Management 98 (2010) 261–270 ]
'''Πηγή:''' ''Agricultural Water Management'' 98 (2010) 261–270
[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Διαχείριση νερού άρδευσης σε ευπαθείς καλλιέργειες στην Κεντρική Ελλάδα.

2012-02-01T11:38:33Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών ακριβείας για τη βελτιστοποίηση της άρδευσης και την ολοκληρωμένη διαχείριση καλλιεργειών σε περιοχές που αντιμετωπίζουν προβλήματα διαθεσιμότητας νερού. Τα έργα (PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE) αποσκοπούν στην ορθολογική χρήση του νερού, των ανόργανων λιπασμάτων και των φυτοπροστατευτικών προϊόντων σε μια σημαντική για την οικονομία των μεσογειακών χωρών καλλιέργεια - την καλλιέργεια του βαμβακιού - συνδυάζοντας τις αρχές της γεωργίας ακριβείας με προηγμένες τεχνολογίες τηλεπισκόπησης.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τροφής αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό, σε σχέση με άλλες χρήσεις, ενώ οι απαιτήσεις αυξάνονται συνεχώς με την αύξηση του πληθυσμού. Όμως η διαφορά ανάμεσα στο αρδευόμενο νερό και σε εκείνο που δεσμεύεται τελικά από τις καλλιέργειες για παραγωγή βιομάζας (water use efficiency) είναι συνήθως μεγάλη. Οι νέες τεχνολογίες των δορυφορικών δεδομένων και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) παρέχουν τα εργαλεία για μια πιο ουσιαστική διαχείριση της άρδευσης.

'''3. Υλικά και μέθοδοι'''

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε από το Εργαστήριο Αγρομετεωρολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στο πλαίσιο των έργων PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE. Για τον πειραματικό σχεδιασμό επιλέχθηκε η λεκάνης απορροής του Πηνειού ποταμού, στη Θεσσαλία (Εικόνες 1, 2). Μια περιοχή με ψηλή παραγωγή αγροτικών προϊόντων, υψηλής ποιότητας. Στην περιοχή αυτή η έντονη και εκτατική καλλιέργεια ειδών απαιτητικών σε νερό, οδηγεί σε υπερεκμετάλλευση του εδαφικού νερού. Η καλλιέργεια που επιλέχτηκε ήταν το βαμβάκι, η οποία είναι η κύρια καλλιέργεια στην περιοχή και από τις πιο απαιτητικές σε νερό. Την άνοιξη και το φθινόπωρο οι καιρικές συνθήκες δεν είναι σταθερές κι αυτό έχει επίπτωση στην καλλιέργεια του βαμβακιού, καθώς και οι δύο αυτές περίοδοι είναι κρίσιμες για την καλλιέργειά του (περίοδος σποράς και συλλογής). Η βροχόπτωση την περίοδο ανάπτυξης του βαμβακιού (Απρίλιο – Σεπτέμβρη) είναι πολύ χαμηλή, έτσι χρειάζεται άρδευση για κάλυψη των αναγκών. Το νερό για την άρδευση προέρχεται από ποτάμια (~ 46%) και από υπόγεια ύδατα (~ 56%). Χρονιές με ξηρούς χειμώνες, συνεπάγονται έλλειψη αρδευτικού νερού.

[[ Εικόνα: mm2012ae02.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 1.''' Θεσσαλία ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae04.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 2.''' Η περιοχή μελέτης ]]

Η παρακολούθηση των αναγκών σε νερό για τη γεωργία, στο πλαίσιο των προαναφερθέντων έργων, απαιτεί ένα συνδυασμό παρατηρήσεων πεδίου σε πιλοτική περιοχή, μικρο-μετεωρολογικών στοιχείων και ανάλυση δορυφορικών δεδομένων.

'''3.1 Παρατηρήσεις πεδίου'''

Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις εδάφους στους πειραματικούς αγρούς, για τον καθορισμό εδαφικών ζωνών. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν με φορητό φασματόμετρο και με GPS. Για τη διόρθωση των δεδομένων, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική Kriging, λογισμικού της Geomatica, μια στατιστική τεχνική που ελαχιστοποιεί την διακύμανση του σφάλματος για τις εκτιμώμενες τιμές.
Καταγράφηκαν οι κλασματικές καλύψεις και τα φαινολογικά στάδια για την καλλιέργεια βαμβακιού για το έτος 2007 (Εικόνα 3). Σε κάθε πειραματικό αγρό δημιουργήθηκαν δύο πολύγωνα (93 εκατοστά * 93 εκατοστά) για το βαμβάκι.
Οι μετρήσεις ξεκίνησαν το Μάιο και επαναλαμβάνονταν δύο φορές την εβδομάδα μέχρι και το Σεπτέμβριο και περιελάμβαναν:
[[ Εικόνα: mm2012ae06.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 3.''' Η διαδικασία που εφαρμόστηκε στους πειραματικούς αγρούς ]]

- φωτογραφίες

- εντοπισμό των αγρών

- ύψος της καλλιέργειας

- δεδομένα άρδευσης

- χρήση φυτοφαρμάκων

- μετεωρολογικά δεδομένα

'''3.2 Μετεωρολογικές μετρήσεις'''

Οι μικρο-μετεωρολογικές μετρήσεις των περιόδων αναφοράς για την κάθε περιοχή περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του αέρα, την ταχύτητα του ανέμου, την υγρασία και τη βροχόπτωση, σε καθημερινή βάση, προκειμένου να υπολογιστούν η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETo) και η εξατμισοδιαπνοή (ETc) της καλλιέργειας βαμβακιού.
Η εξίσωση για τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών δίνεται από τη σχέση:

'''ETc=Kc*ETo'''

όπου: - ETc : εξατμισοδιαπνοή καλλιεργειών

- Kc : φυτικός συντελεστής

- ETo: εξατμισοδιαπνοή αναφοράς

Για την επίλυση της εξίσωσης της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών ήταν απαραίτητοι και οι υπολογισμοί του φυτικού συντελεστή και της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς με τη χρήση των μετεωρολογικών δεδομένων της περιοχής, σε συνδυασμό με τις πειραματικές μετρήσεις.
Επίσης, τα δεδομένα από 20 υδρολογικά έτη, από τον Οκτώβριο του 1981 έως το Σεπτέμβριο 2001 χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (Water Limited Growth Environment - WLGE).

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

- NOAA / AVHRR.

- Landsat TM

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών και χρησιμότητα αυτών'''

Για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (WLGE) χρησιμοποιήθηκε η βάση δεδομένων του NOAA / AVHRR. Πιο συγκεκριμένα:

• ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI), θερμοκρασίες λαμπρότητας (ΒΤ) από τα κανάλια 4 και 5, συνθετικές απεικονίσεις δεκαημέρου με 8x8 τετραγωνικά χιλιόμετρα χωρική διακριτική ικανότητα,

• μηνιαίοι χάρτες βροχής με μέγεθος πλέγματος, 50x50 χλμ. (ISPRA, 2006),

• Οι μέσες μηνιαίες μετρήσεις θερμοκρασίας του αέρα από το μετεωρολογικό σταθμό στη Λάρισα (Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία),

• χάρτης του εδάφους της περιοχής μελέτης και

• ψηφιακό μοντέλο εδάφους.

Ο πρώτος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο ''VHI''. Είναι ένας συνδυασμός του VCI και του TCI που προκύπτει από ένα μακροχρόνιο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης και εικόνες του Καναλιού 4 του NOAA / AVHRR. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης προκύπτει από συνδυασμό των Καναλιών 1 και 2, το ορατό και το εγγύς υπέρυθρο, αντίστοιχα. Ο VCI και ο TCI χαρακτηρίζουν την υγρασία και τη θερμική κατάσταση της βλάστησης, αντίστοιχα και υπολογίζονται από τις εξισώσεις:

[[ Εικόνα: mm2012ae08.jpg | thumb | center | ]]

Ο ''VHI'' αντιπροσωπεύει την υγεία της βλάστησης και υπολογίζεται από την εξίσωση:

'''''VHI'' = 0.5*(''VCI'') + 0.5*(''TCI'')'''

Ο άλλος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο AΙ. Ο AI είναι μια συνάρτηση της σχέσης της βροχόπτωσης προς τη δυνητική εξατμοδιαπνοή. Σε αυτή τη μελέτη, αντιπροσωπεύει την κλιματική ξηρασία και χρησιμοποιείται για να καθορίσει την επάρκεια των βροχοπτώσεων για την ικανοποίηση των αναγκών των καλλιεργειών σε νερό. Ο δείκτης υπολογίζεται σε πολυετή βάση, με βάση μηνιαίες τιμές. Εκτιμά τη δυνητική εξατμισοδιαπνοή λαμβάνοντας υπόψιν τη θερμοκρασία του αέρα, τη διάρκεια της ημέρας και το σταθμισμένο συντελεστή καλλιεργειών (C). Οι τιμές του C ορίζονται ανάλογα με τη χρήση γης και παρέχονται από τη βάση δεδομένων του CORINE 2001.
Στη συνέχεια με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση των ζωνών WLGE, ενός χάρτη εδάφους και ενός υψομέτρων της περιοχής μελέτης, καθορίζονται οι βιώσιμες παραγωγικές περιοχές.
Η χωρική κατανομή της εξατμισοδιαπνοής εκτιμήθηκε με χρήση δορυφορικών εικόνων (Landsat-5 TM) που καλύπτει την περιοχή της λεκάνης απορροής του ποταμού Πηνειού, οι οποίες ήταν διαθέσιμες κατά τη διάρκεια του πειράματος, κατά τις ακόλουθες ημερομηνίες: 07/05, 24/06, 10/07, 26/07, 27/08 και 28/09/2007, χωρικής διακριτής ικανότητας 30 Χ 30 μ.

'''6. Προεπεξεργασίες και ειδικές επεξεργασίες GIS'''

Η προεπεξεργασία των δορυφορικών εικόνων περιλαμβάνει ατμοσφαιρική και γεωμετρική διόρθωση και ταξινόμηση των καλλιεργειών. Η ατμοσφαιρική διόρθωση έγινε με το ATCORE2 μοντέλο, στο ERDAS IMAGINE 9.1. Η γεωμετρική διόρθωση εκτελέστηκε στο λογισμικό ArcGIS με τη χρήση 12 ψηφιακών, γεωαναφερμένων χαρτών κλίμακας 1:50000 που καλύπτουν χωρικά την ευρύτερη περιοχή των δορυφορικών εικόνων (Εικόνα 4). Χρησιμοποιήθηκαν πάνω από ογδόντα σημεία ελέγχου εδάφους (GCPs) και μια πολυωνυμική εξίσωση τρίτου βαθμού για το γεωμετρικό μετασχηματισμό κάθε εικόνας. Όλες οι εικόνες συν-καταχωρίστηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (EGSA'87) με τη χρήση του ArcGIS.

[[ Εικόνα: mm2012ae010.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Γεωμετρική διόρθωση των δορυφορικών εικόνων ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae012.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Ταξινόμηση καλλιεργειών ]]

Πενήντα σημεία ελέγχου (GCPs) χρησιμοποιήθηκαν για την ταξινόμηση των καλλιεργειών στην περιοχή, η οποία έγινε με το ERDAS IMAGINE 9.1. Οι πιο κοινές καλλιέργειες στην λεκάνη απορροής του Πηνειού είναι το βαμβάκι, το τριφύλλι, το καλαμπόκι και τα χειμερινά σιτηρά (Εικόνα 5).
Η ανάπτυξη των δεικτών βλάστησης από δορυφορικές εικόνες έχουν διευκολύνει τη διαδικασία της διαφοροποίησης και της χαρτογράφησης βλάστησης.

Ο υπολογισμός γίνεται από τον τύπο:

'''NDVI = (NIR-RED) / (NIR + RED)'''

Για το Landsat χρησιμοποιούνται το κανάλι 3 (0,63 - 0,69) και το κανάλι 4 (0,76 - 0,90) για τον υπολογισμό του.
Ο συντελεστής Kc ενσωματώνει την επίδραση των χαρακτηριστικών που διακρίνουν μια τυπική καλλιέργεια από το γρασίδι, το οποίο έχει μια ομοιογενή εμφάνιση και καλύπτει πλήρως το έδαφος. Οι τιμές του Kc επηρεάζονται από τον τύπο καλλιέργειας, το κλίμα, την εξάτμιση του εδάφους και τα στάδια ανάπτυξης των καλλιεργειών.
Η εξατμισοδιαπνοή μιας καλλιέργειας υπό κανονικές συνθήκες ETp, είναι η εξατμισοδιαπνοή από καλλιέργεια απαλλαγμένη από ασθένειες, καλά λιπασμένες, που αναπτύσσονται σε μεγάλους αγρούς, υπό τις καλύτερες δυνατές συνθήκες εδαφικού νερού και την επίτευξη πλήρους παραγωγής υπό τις δεδομένες κλιματολογικές συνθήκες. Στον FAO υπολογίζεται ως εξής:

'''ETp = Kc * ETo'''

όπου Kc : τηλεπισκόπησης και ETo : εδάφους.

'''7. Αποτελέσματα'''

Η χρήση των εδαφικών ζωνών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση της εύφορης γης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012ae14.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Εδαφική ζωνοποίηση εδαφών ενός πειραματικού αγρού ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Ζώνες WLGE του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Η εκτίμηση των ζωνών WLGE (ανάπτυξη σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού) είναι σημαντική, γιατί οριοθετούνται οι περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού (Εικόνα 7). Ο συνδυασμός των ζωνών αυτών, με τους χάρτες εδάφους και υψομέτρου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των βιώσιμων ζωνών παραγωγής (Εικόνα 8). Αυτές οι ζώνες είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη κάθε σχεδίου βιώσιμης ανάπτυξης καλλιεργειών (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012ae022.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 8.''' (a) Ζώνες της αειφόρου χρήσης, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του εδάφους της Θεσσαλίας, (b) Ζώνες ανάπτυξης των καλλιεργειών με βάση το υψόμετρο του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

[[ Εικόνα: mm2012ae024.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 9.''' Βιώσιμες ζώνες παραγωγής του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Τα αποτελέσματα που αφορούν την εκτίμηση των καλλιεργειών και την εξατμισοδιαπνοή με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων επαληθεύτηκαν με επίγειες παρατηρήσεις για την αντίστοιχη χρονική περίοδο (Εικόνες 10, 11).

[[ Εικόνα: mm2012ae28.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 10.''' Χάρτες καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae30.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 11.''' Χάρτες εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης]]

'''8. Συμπεράσματα και αξιολόγηση των μεθόδων'''

Η μεθοδολογία βασίζεται σε νέες τεχνολογίες (GIS σε συνδυασμό με δορυφορικά δεδομένα) για τη διαχείριση των υδάτων. Τα δορυφορικά δεδομένα παρέχουν τη δυνατότητα να καλύπτονται μεγάλες περιοχές και να παρακολουθούνται οι καλλιέργειες σε όλα τα στάδια ανάπτυξής τους. Μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλης κλίμακας περιοχές για τον υπολογισμό του Kc και να επεκταθεί και σε άλλες καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με τις επίγειες παρατηρήσεις. Οι ζώνες WLGE είναι σημαντικές, δεδομένου ότι οριοθετούν περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού. Επιπλέον, η χρήση των εδαφικών χαρτών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα.
Τα εργαλεία και οι υπηρεσίες που έχουν αναπτυχθεί με το έργο PLEIADeS και θα ολοκληρωθούν με τα SMART και HYDROSENSE θα δώσουν τη δυνατότητα στους γεωργούς να βελτιώσουν τη διαχείριση της άρδευσης στα αγροκτήματά τους. Οι νέες τεχνολογίες παρέχουν εύκολη πρόσβαση σε πληροφορίες για όλους τους ενδιαφερόμενους φορείς (αγρότες, Συμβουλευτικές Υπηρεσίες Άρδευσης, Οργανισμούς Τοπικής Αυτοδιοίκησης και Εγγείων Βελτιώσεων), ενώ η ενεργός συμμετοχή θα είναι αποτελεσματική.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' REMOTELY SENSED COTTON EVAPOTRANSPIRATION FOR IRRIGATION WATER
MANAGEMENT IN VULNERABLE AGRICULTURE OF CENTRAL GREECE
N. R. DALEZIOS, A. MPLANTA and C. DOMENIKIOTIS

'''Πηγή:''' ''Journal of Information Technology in Agriculture''. Vol 4, No 1 (2011)
http://www.jitag.org/ojs/index.php/jitag/article/view/123

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

Διαχείριση νερού άρδευσης σε ευπαθείς καλλιέργειες στην Κεντρική Ελλάδα.

2012-02-01T11:37:21Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η εφαρμογή καινοτόμων τεχνολογιών ακριβείας για τη βελτιστοποίηση της άρδευσης και την ολοκληρωμένη διαχείριση καλλιεργειών σε περιοχές που αντιμετωπίζουν προβλήματα διαθεσιμότητας νερού. Τα έργα (PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE) αποσκοπούν στην ορθολογική χρήση του νερού, των ανόργανων λιπασμάτων και των φυτοπροστατευτικών προϊόντων σε μια σημαντική για την οικονομία των μεσογειακών χωρών καλλιέργεια - την καλλιέργεια του βαμβακιού - συνδυάζοντας τις αρχές της γεωργίας ακριβείας με προηγμένες τεχνολογίες τηλεπισκόπησης.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τροφής αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό, σε σχέση με άλλες χρήσεις, ενώ οι απαιτήσεις αυξάνονται συνεχώς με την αύξηση του πληθυσμού. Όμως η διαφορά ανάμεσα στο αρδευόμενο νερό και σε εκείνο που δεσμεύεται τελικά από τις καλλιέργειες για παραγωγή βιομάζας (water use efficiency) είναι συνήθως μεγάλη. Οι νέες τεχνολογίες των δορυφορικών δεδομένων και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) παρέχουν τα εργαλεία για μια πιο ουσιαστική διαχείριση της άρδευσης.

'''3. Υλικά και μέθοδοι'''

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε από το Εργαστήριο Αγρομετεωρολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, στο πλαίσιο των έργων PLEIADeS, SMART και HYDROSENSE. Για τον πειραματικό σχεδιασμό επιλέχθηκε η λεκάνης απορροής του Πηνειού ποταμού, στη Θεσσαλία (Εικόνες 1, 2). Μια περιοχή με ψηλή παραγωγή αγροτικών προϊόντων, υψηλής ποιότητας. Στην περιοχή αυτή η έντονη και εκτατική καλλιέργεια ειδών απαιτητικών σε νερό, οδηγεί σε υπερεκμετάλλευση του εδαφικού νερού. Η καλλιέργεια που επιλέχτηκε ήταν το βαμβάκι, η οποία είναι η κύρια καλλιέργεια στην περιοχή και από τις πιο απαιτητικές σε νερό. Την άνοιξη και το φθινόπωρο οι καιρικές συνθήκες δεν είναι σταθερές κι αυτό έχει επίπτωση στην καλλιέργεια του βαμβακιού, καθώς και οι δύο αυτές περίοδοι είναι κρίσιμες για την καλλιέργειά του (περίοδος σποράς και συλλογής). Η βροχόπτωση την περίοδο ανάπτυξης του βαμβακιού (Απρίλιο – Σεπτέμβρη) είναι πολύ χαμηλή, έτσι χρειάζεται άρδευση για κάλυψη των αναγκών. Το νερό για την άρδευση προέρχεται από ποτάμια (~ 46%) και από υπόγεια ύδατα (~ 56%). Χρονιές με ξηρούς χειμώνες, συνεπάγονται έλλειψη αρδευτικού νερού.

[[ Εικόνα: mm2012ae02.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 1.''' Θεσσαλία ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae04.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 2.''' Η περιοχή μελέτης ]]

Η παρακολούθηση των αναγκών σε νερό για τη γεωργία, στο πλαίσιο των προαναφερθέντων έργων, απαιτεί ένα συνδυασμό παρατηρήσεων πεδίου σε πιλοτική περιοχή, μικρο-μετεωρολογικών στοιχείων και ανάλυση δορυφορικών δεδομένων.

'''3.1 Παρατηρήσεις πεδίου'''

Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις εδάφους στους πειραματικούς αγρούς, για τον καθορισμό εδαφικών ζωνών. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν με φορητό φασματόμετρο και με GPS. Για τη διόρθωση των δεδομένων, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική Kriging, λογισμικού της Geomatica, μια στατιστική τεχνική που ελαχιστοποιεί την διακύμανση του σφάλματος για τις εκτιμώμενες τιμές.
Καταγράφηκαν οι κλασματικές καλύψεις και τα φαινολογικά στάδια για την καλλιέργεια βαμβακιού για το έτος 2007 (Εικόνα 3). Σε κάθε πειραματικό αγρό δημιουργήθηκαν δύο πολύγωνα (93 εκατοστά * 93 εκατοστά) για το βαμβάκι.
Οι μετρήσεις ξεκίνησαν το Μάιο και επαναλαμβάνονταν δύο φορές την εβδομάδα μέχρι και το Σεπτέμβριο και περιελάμβαναν:
[[ Εικόνα: mm2012ae06.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 3.''' Η διαδικασία που εφαρμόστηκε στους πειραματικούς αγρούς ]]

- φωτογραφίες

- εντοπισμό των αγρών

- ύψος της καλλιέργειας

- δεδομένα άρδευσης

- χρήση φυτοφαρμάκων

- μετεωρολογικά δεδομένα

'''3.2 Μετεωρολογικές μετρήσεις'''

Οι μικρο-μετεωρολογικές μετρήσεις των περιόδων αναφοράς για την κάθε περιοχή περιλαμβάνουν τη θερμοκρασία του αέρα, την ταχύτητα του ανέμου, την υγρασία και τη βροχόπτωση, σε καθημερινή βάση, προκειμένου να υπολογιστούν η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETo) και η εξατμισοδιαπνοή (ETc) της καλλιέργειας βαμβακιού.
Η εξίσωση για τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών δίνεται από τη σχέση:

'''ETc=Kc*ETo'''

όπου: - ETc : εξατμισοδιαπνοή καλλιεργειών

- Kc : φυτικός συντελεστής

- ETo: εξατμισοδιαπνοή αναφοράς

Για την επίλυση της εξίσωσης της εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών ήταν απαραίτητοι και οι υπολογισμοί του φυτικού συντελεστή και της εξατμισοδιαπνοής αναφοράς με τη χρήση των μετεωρολογικών δεδομένων της περιοχής, σε συνδυασμό με τις πειραματικές μετρήσεις.
Επίσης, τα δεδομένα από 20 υδρολογικά έτη, από τον Οκτώβριο του 1981 έως το Σεπτέμβριο 2001 χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (Water Limited Growth Environment - WLGE).

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

- NOAA / AVHRR.

- Landsat TM

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών και χρησιμότητα αυτών'''

Για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού (WLGE) χρησιμοποιήθηκε η βάση δεδομένων του NOAA / AVHRR. Πιο συγκεκριμένα:

• ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI), θερμοκρασίες λαμπρότητας (ΒΤ) από τα κανάλια 4 και 5, συνθετικές απεικονίσεις δεκαημέρου με 8x8 τετραγωνικά χιλιόμετρα χωρική διακριτική ικανότητα,

• μηνιαίοι χάρτες βροχής με μέγεθος πλέγματος, 50x50 χλμ. (ISPRA, 2006),

• Οι μέσες μηνιαίες μετρήσεις θερμοκρασίας του αέρα από το μετεωρολογικό σταθμό στη Λάρισα (Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία),

• χάρτης του εδάφους της περιοχής μελέτης και

• ψηφιακό μοντέλο εδάφους.

Ο πρώτος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο VHI. Είναι ένας συνδυασμός του VCI και του TCI που προκύπτει από ένα μακροχρόνιο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης και εικόνες του Καναλιού 4 του NOAA / AVHRR. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης προκύπτει από συνδυασμό των Καναλιών 1 και 2, το ορατό και το εγγύς υπέρυθρο, αντίστοιχα. Ο VCI και ο TCI χαρακτηρίζουν την υγρασία και τη θερμική κατάσταση της βλάστησης, αντίστοιχα και υπολογίζονται από τις εξισώσεις:

[[ Εικόνα: mm2012ae08.jpg | thumb | center | ]]

Ο VHI αντιπροσωπεύει την υγεία της βλάστησης και υπολογίζεται από την εξίσωση:

'''''VHI'' = 0.5*(''VCI'') + 0.5*(''TCI'')'''

Ο άλλος δείκτης που χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της ανάπτυξης σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού είναι ο AΙ. Ο AI είναι μια συνάρτηση της σχέσης της βροχόπτωσης προς τη δυνητική εξατμοδιαπνοή. Σε αυτή τη μελέτη, αντιπροσωπεύει την κλιματική ξηρασία και χρησιμοποιείται για να καθορίσει την επάρκεια των βροχοπτώσεων για την ικανοποίηση των αναγκών των καλλιεργειών σε νερό. Ο δείκτης υπολογίζεται σε πολυετή βάση, με βάση μηνιαίες τιμές. Εκτιμά τη δυνητική εξατμισοδιαπνοή λαμβάνοντας υπόψιν τη θερμοκρασία του αέρα, τη διάρκεια της ημέρας και το σταθμισμένο συντελεστή καλλιεργειών (C). Οι τιμές του C ορίζονται ανάλογα με τη χρήση γης και παρέχονται από τη βάση δεδομένων του CORINE 2001.
Στη συνέχεια με την επιβλεπόμενη ταξινόμηση των ζωνών WLGE, ενός χάρτη εδάφους και ενός υψομέτρων της περιοχής μελέτης, καθορίζονται οι βιώσιμες παραγωγικές περιοχές.
Η χωρική κατανομή της εξατμισοδιαπνοής εκτιμήθηκε με χρήση δορυφορικών εικόνων (Landsat-5 TM) που καλύπτει την περιοχή της λεκάνης απορροής του ποταμού Πηνειού, οι οποίες ήταν διαθέσιμες κατά τη διάρκεια του πειράματος, κατά τις ακόλουθες ημερομηνίες: 07/05, 24/06, 10/07, 26/07, 27/08 και 28/09/2007, χωρικής διακριτής ικανότητας 30 Χ 30 μ.

'''6. Προεπεξεργασίες και ειδικές επεξεργασίες GIS'''

Η προεπεξεργασία των δορυφορικών εικόνων περιλαμβάνει ατμοσφαιρική και γεωμετρική διόρθωση και ταξινόμηση των καλλιεργειών. Η ατμοσφαιρική διόρθωση έγινε με το ATCORE2 μοντέλο, στο ERDAS IMAGINE 9.1. Η γεωμετρική διόρθωση εκτελέστηκε στο λογισμικό ArcGIS με τη χρήση 12 ψηφιακών, γεωαναφερμένων χαρτών κλίμακας 1:50000 που καλύπτουν χωρικά την ευρύτερη περιοχή των δορυφορικών εικόνων (Εικόνα 4). Χρησιμοποιήθηκαν πάνω από ογδόντα σημεία ελέγχου εδάφους (GCPs) και μια πολυωνυμική εξίσωση τρίτου βαθμού για το γεωμετρικό μετασχηματισμό κάθε εικόνας. Όλες οι εικόνες συν-καταχωρίστηκαν στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (EGSA'87) με τη χρήση του ArcGIS.

[[ Εικόνα: mm2012ae010.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Γεωμετρική διόρθωση των δορυφορικών εικόνων ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae012.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Ταξινόμηση καλλιεργειών ]]

Πενήντα σημεία ελέγχου (GCPs) χρησιμοποιήθηκαν για την ταξινόμηση των καλλιεργειών στην περιοχή, η οποία έγινε με το ERDAS IMAGINE 9.1. Οι πιο κοινές καλλιέργειες στην λεκάνη απορροής του Πηνειού είναι το βαμβάκι, το τριφύλλι, το καλαμπόκι και τα χειμερινά σιτηρά (Εικόνα 5).
Η ανάπτυξη των δεικτών βλάστησης από δορυφορικές εικόνες έχουν διευκολύνει τη διαδικασία της διαφοροποίησης και της χαρτογράφησης βλάστησης.

Ο υπολογισμός γίνεται από τον τύπο:

'''NDVI = (NIR-RED) / (NIR + RED)'''

Για το Landsat χρησιμοποιούνται το κανάλι 3 (0,63 - 0,69) και το κανάλι 4 (0,76 - 0,90) για τον υπολογισμό του.
Ο συντελεστής Kc ενσωματώνει την επίδραση των χαρακτηριστικών που διακρίνουν μια τυπική καλλιέργεια από το γρασίδι, το οποίο έχει μια ομοιογενή εμφάνιση και καλύπτει πλήρως το έδαφος. Οι τιμές του Kc επηρεάζονται από τον τύπο καλλιέργειας, το κλίμα, την εξάτμιση του εδάφους και τα στάδια ανάπτυξης των καλλιεργειών.
Η εξατμισοδιαπνοή μιας καλλιέργειας υπό κανονικές συνθήκες ETp, είναι η εξατμισοδιαπνοή από καλλιέργεια απαλλαγμένη από ασθένειες, καλά λιπασμένες, που αναπτύσσονται σε μεγάλους αγρούς, υπό τις καλύτερες δυνατές συνθήκες εδαφικού νερού και την επίτευξη πλήρους παραγωγής υπό τις δεδομένες κλιματολογικές συνθήκες. Στον FAO υπολογίζεται ως εξής:

'''ETp = Kc * ETo'''

όπου Kc : τηλεπισκόπησης και ETo : εδάφους.

'''7. Αποτελέσματα'''

Η χρήση των εδαφικών ζωνών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση της εύφορης γης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012ae14.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Εδαφική ζωνοποίηση εδαφών ενός πειραματικού αγρού ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Ζώνες WLGE του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Η εκτίμηση των ζωνών WLGE (ανάπτυξη σε περιβάλλον με έλλειμμα νερού) είναι σημαντική, γιατί οριοθετούνται οι περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού (Εικόνα 7). Ο συνδυασμός των ζωνών αυτών, με τους χάρτες εδάφους και υψομέτρου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των βιώσιμων ζωνών παραγωγής (Εικόνα 8). Αυτές οι ζώνες είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη κάθε σχεδίου βιώσιμης ανάπτυξης καλλιεργειών (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012ae022.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 8.''' (a) Ζώνες της αειφόρου χρήσης, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του εδάφους της Θεσσαλίας, (b) Ζώνες ανάπτυξης των καλλιεργειών με βάση το υψόμετρο του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

[[ Εικόνα: mm2012ae024.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 9.''' Βιώσιμες ζώνες παραγωγής του υδατικού διαμερίσματος της Θεσσαλίας]]

Τα αποτελέσματα που αφορούν την εκτίμηση των καλλιεργειών και την εξατμισοδιαπνοή με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων επαληθεύτηκαν με επίγειες παρατηρήσεις για την αντίστοιχη χρονική περίοδο (Εικόνες 10, 11).

[[ Εικόνα: mm2012ae28.jpg | thumb | left| '''Εικόνα 10.''' Χάρτες καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης ]]

[[ Εικόνα: mm2012ae30.jpg | thumb | center| '''Εικόνα 11.''' Χάρτες εξατμισοδιαπνοής καλλιεργειών στην περιοχή μελέτης]]

'''8. Συμπεράσματα και αξιολόγηση των μεθόδων'''

Η μεθοδολογία βασίζεται σε νέες τεχνολογίες (GIS σε συνδυασμό με δορυφορικά δεδομένα) για τη διαχείριση των υδάτων. Τα δορυφορικά δεδομένα παρέχουν τη δυνατότητα να καλύπτονται μεγάλες περιοχές και να παρακολουθούνται οι καλλιέργειες σε όλα τα στάδια ανάπτυξής τους. Μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλης κλίμακας περιοχές για τον υπολογισμό του Kc και να επεκταθεί και σε άλλες καλλιέργειες. Τα αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με τις επίγειες παρατηρήσεις. Οι ζώνες WLGE είναι σημαντικές, δεδομένου ότι οριοθετούν περιοχές όπου η ανάπτυξη των φυτών περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα του νερού. Επιπλέον, η χρήση των εδαφικών χαρτών αποκλείει εκτάσεις ακατάλληλες για γεωργική δραστηριότητα.
Τα εργαλεία και οι υπηρεσίες που έχουν αναπτυχθεί με το έργο PLEIADeS και θα ολοκληρωθούν με τα SMART και HYDROSENSE θα δώσουν τη δυνατότητα στους γεωργούς να βελτιώσουν τη διαχείριση της άρδευσης στα αγροκτήματά τους. Οι νέες τεχνολογίες παρέχουν εύκολη πρόσβαση σε πληροφορίες για όλους τους ενδιαφερόμενους φορείς (αγρότες, Συμβουλευτικές Υπηρεσίες Άρδευσης, Οργανισμούς Τοπικής Αυτοδιοίκησης και Εγγείων Βελτιώσεων), ενώ η ενεργός συμμετοχή θα είναι αποτελεσματική.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' REMOTELY SENSED COTTON EVAPOTRANSPIRATION FOR IRRIGATION WATER
MANAGEMENT IN VULNERABLE AGRICULTURE OF CENTRAL GREECE
N. R. DALEZIOS, A. MPLANTA and C. DOMENIKIOTIS

'''Πηγή:''' ''Journal of Information Technology in Agriculture''. Vol 4, No 1 (2011)
http://www.jitag.org/ojs/index.php/jitag/article/view/123

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-01T11:13:58Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).
[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).
[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]
Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]
Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388...

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-01T11:12:59Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).

[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).

[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]

Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]

Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.

1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.

2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.

3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388...

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Αξιολόγηση φυσικών κινδύνων και θεματική χαρτογράφηση στην Κεφαλονιά με χρήση δορυφορικών εικόνων Aster

2012-02-01T11:08:58Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Με τον όρο κατολίσθηση αναφερόμαστε στο φυσικό φαινόμενο που εκφράζεται σε κινήσεις τμημάτων βραχομάζας, αποσαθρωμάτων ή χαλαρών εδαφικών σχηματισμών γενικότερα, πάνω σε μια επιφάνεια πρανούς προς τα κατάντη.
Οι κατολισθήσεις είναι σύνθετα και απρόβλεπτα φαινόμενα τα οποία επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες που συμβάλλουν από κοινού, με διαφορετικό βαθμό συμμετοχής ο κάθε ένας ξεχωριστά και κατά περίπτωση στην εκδήλωση του φαινομένου.
Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της επικινδυνότητας εμφάνισης κατολίσθησης στο Νότιο - Ανατολικό τμήμα στο Νησί της Κεφαλονιάς μέσω θεματικής χαρτογράφησης από ψηφιακά γεωγραφικά δεδομένα.
[[ Εικόνα: mm2012020.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 1.''' Τοπογραφικός χάρτης και τα όρια του νησιού. ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Το φυσικό φαινόμενο των κατολισθήσεων είναι μαζί με τους σεισμούς, τις πλημμύρες και τις πυρκαγιές οι σπουδαιότερες φυσικές καταστροφές στον Ελλαδικό χώρο, οι οποίες κοστίζουν σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες επιφέροντας σημαντικές οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις. Ο προσδιορισμός των πιθανών θέσεων εμφάνισης κατολισθητικών φαινομένων είναι σημαντικό να διερευνηθεί, έτσι ώστε με την λήψη κατάλληλων προληπτικών μέτρων από τους κρατικούς φορείς να αποφευχθεί κατά το δυνατόν πρωταρχικά η εκδήλωση των φαινομένων και δευτερευόντως με την εκδήλωση της φυσικής καταστροφής, οι απώλειες σε ανθρώπινες ζωές και περιουσίες.
Σκοπός της εργασίας είναι να μελετηθεί το ΝΑ τμήμα στο νησί της Κεφαλονιάς (Εικόνα 1) για τον προσδιορισμό των περιοχών που μπορεί να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα με σκοπό, μέσω περαιτέρω λεπτομερούς μελέτης που θα περιλαμβάνει χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και μετρήσεις πεδίου να εντοπισθούν πιθανές θέσεις επικείμενων κατολισθήσεων.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα '''

Η θεματική χαρτογράφηση της περιοχής μελέτης και στη συνέχεια η εκτίμηση περιοχών αυξημένης επικινδυνότητας για εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων, μέχρι πρόσφατα γινόταν με την χρήση αεροφωτογραφιών και τοπογραφικών χαρτών. Η μέθοδος αυτή είχε το μειονέκτημα, να εξετάζει στον ίδιο χρόνο σημαντικά μικρότερο της περιοχής μελέτης.

'''4. Δορυφόρος Aster'''

Τα καταγραφικά συστήματα του ASTER είναι τρία: VNIR (Ορατό-εγγύς υπέρυθρο), SWIR (μέσο υπέρυθρο), TIR (θερμικό υπέρυθρο) με διαφορετική φασματική διακριτική ικανότητα (15, 30 και 90 m, αντίστοιχα), τα οποία συνθέτουν ένα υπερφασματικό καταγραφικό σύστημα στο θερμικό με στέρεο-δυνατότητα στο εγγύς υπέρυθρο (Aster,2001).
Η χρονική διακριτική ικανότητά του είναι 16 ημέρες και καλύπτει τις περιοχές της γης από 81.2 μοίρες Ν μέχρι 81.2 μοίρες Β.

'''5. Είδη δεκτών και καναλιών'''

Η λήψη στερεοζευγαριών γίνεται από το καταγραφικό σύστημα VNIR (Visible and Near Infrared) που αποτελείται από τρεις διανυσματικούς σαρωτές, έναν για κάθε φασματικό κανάλι. Το εστιακό επίπεδο κάθε σαρωτή αποτελείται από 5000 στοιχειώδεις ανιχνευτές, διατεταγμένους σε ευθεία γραμμή. Ο τρίτος σαρωτής μπορεί να στραφεί κατά +/-24 μοίρες και να επιτύχει λήψεις υπό - γωνία (πλάγιες λήψεις) δημιουργώντας στερεοζευγάρια. Κάθε εικόνα καλύπτει περίπου έκταση 75 km * 75 km ενώ η περιοχή επικάλυψης των δύο εικόνων αντιστοιχεί / καλύπτει περιοχή έκτασης τουλάχιστον από 60 km * 60 km.
[[ Εικόνα: mm2012021.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 2.''' Διαβάθμιση με χρώμα του υψομέτρου. ]]

'''6. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Τα δεδομένα του ASTER δίνουν νέες δυνατότητες λόγω της αρκετά καλής χωρικής διακριτικής ικανότητας του συστήματος, σε συνδυασμό με την μεγάλη φασματική διακριτική ικανότητά του (ύπαρξη 14 καναλιών) με την πλειοψηφία των καναλιών να είναι στο υπέρυθρο. Η ύπαρξη τόσο πολλών καναλιών στο υπέρυθρο είναι πολύ σημαντική στην γεωλογία αλλά και στον αστικό σχεδιασμό για τον εντοπισμό βιομηχανικών εγκαταστάσεων, σταθμών ηλεκτρικής ενέργειας, μηχανοκίνητων μονάδων κ.α.
Επιπλέον, με κατάλληλες ραδιομετρικές διορθώσεις και μετασχηματισμούς είναι δυνατή η μετατροπή των τιμών φωτεινότητας που καταγράφει ο σαρωτής, σε φυσικές ποσότητες (π.χ. τιμές θερμοκρασίας) στην επιφάνεια της γης. Η δυνατότητα αυτή, ιδιαίτερα στο εγγύς, μέσο και θερμικό υπέρυθρο δίνει νέες δυνατότητες στην μελέτη και προστασία του γήινου περιβάλλοντος.

[[ Εικόνα: mm201222.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 3.''' Δορυφορική εικόνα , ορθοφωτοχάρτης του 2000. ]]

'''7. Προγράμματα που χρησιμοποιήθηκαν'''

1. Idrisi 3.2.exe

2. Paint Shop Pro 7

3. ΑrcVIEW 3.2.exe

'''7.1. Σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους'''

Η σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους από ισοϋψείς καμπύλες (Εικόνα 2)

'''8. Δορυφορικές εικόνες'''

Η δορυφορική εικόνα ASTER που χρησιμοποιήθηκε ονομάζεται pg-PR1A0000-2001092201_019_057.met. Καταγράφηκε στις 26 Δεκεμβρίου του 2000 και έχει 4200 γραμμές και 4100 στήλες (Εικόνα 3).

[[ Εικόνα: mm201223.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 4.''' Έγχρωμο σύνθετο (RGB, κανάλια 1,2,3) ]]

Δημιουργία έγχρωμου σύνθετου (RGB στα κανάλια 01,02,03) και απεικόνιση της κάλυψης στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 01(Εικόνες 4,5).

[[ Εικόνα: mm201224.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 5.''' Κάλυψη στην επιφάνεια της γης στο κανάλι 1]]

Στη συνέχεια δημιουργείται ένα έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1, 2 και 3 με αντιστοίχισή τους στο χρώμα μπλε, πράσινο, κόκκινο της οθόνης (Εικόνα 6).

[[ Εικόνα: mm2012123.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 6.''' Το έγχρωμο σύνθετο των καναλιών 1 ( μπλε ),2 (πράσινο), 3(κόκκινο) του SWIR στην οποία φαίνεται το φαινόμενο της ζωνοποίησης.]]

Επειδή μας ενδιαφέρει το κομμάτι της εικόνας που περιλαμβάνει την ΝΑ Κεφαλονιά, αποκόπτεται ένα τμήμα της αρχικής εικόνας (Εικόνα 7).

[[ Εικόνα: mm201225.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 7.''' Το τμήμα που αποκόπηκε]]

'''9. Ραδιομετρικές διορθώσεις'''

Η ένταση της ακτινοβολίας σε ένα καταγραφικό σύστημα εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, το ύψος του ηλίου, την θέση του καταγραφικού συστήματος, τα χαρακτηριστικά της γήινης επιφάνειας (τοπογραφία- ανάγλυφο), τα χαρακτηριστικά του καταγραφικού συστήματος κ.α. Πολλές φορές η περιοχή μελέτης μπορεί να καλύπτεται με περισσότερες από μία δορυφορικές εικόνες που έχουν ληφθεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, εποχές, άλλες ατμοσφαιρικές συνθήκες, διαφορετικό ύψος ηλίου κ.α. Σε άλλες περιπτώσεις το ζητούμενο είναι ο εντοπισμός των αλλαγών με χρήση δορυφορικών εικόνων που έχουν καταγραφεί σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πιθανά και από διαφορετικά καταγραφικά συστήματα. Η ραδιομετρική διόρθωση πρέπει να γίνει πριν την εφαρμογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας, όπως οι λόγοι φασματικών καναλιών και πριν την εφαρμογή των γεωμετρικών διορθώσεων και των διαδικασιών αναδόμησης της ψηφιακής εικόνας. Οι ραδιομετρικές διορθώσεις που εφαρμόζονται σε δορυφορικές πολυφασματικές τηλεπισκοπικές απεικονίσεις διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες.
1. Η πρώτη συμπεριλαμβάνει τις ραδιομετρικές διορθώσεις που γίνονται για να περιοριστούν στο ελάχιστο δυνατό τα σφάλματα λειτουργίας των αισθητήρων του σαρωτή και να βελτιστοποιηθεί το δυναμικό εύρος λειτουργίας του. Η διόρθωση επηρεάζει την βασική στάθμη και τις ενισχυτικές διατάξεις των αισθητήρων.
2. Η δεύτερη κατηγορία αφορά διορθώσεις που εφαρμόζονται προκειμένου να περιοριστεί η ραδιομετρική επίδραση εξωγενών παραγόντων (επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας) στο λαμβανόμενο σήμα, κατά την διαδρομή της ακτινοβολίας μέχρι τον σαρωτή. Για παράδειγμα, η επίδραση της διάχυσης της ακτινοβολίας από την ατμόσφαιρα έχει ως συνέπεια την αύξηση των τιμών φωτεινότητας των εικονοστοιχείων σε κάθε κανάλι εκτός ίσως των υπέρυθρων καναλιών.
3. Η τρίτη κατηγορία είναι η ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων.

'''9.1. Ζωνοποίηση πολυφασματικών εικόνων'''

Ζωνοποίηση ψηφιακής εικόνας ονομάζεται το φαινόμενο του συστηματικού θορύβου που παρατηρείται σε κάποιες γραμμές ή στήλες της εικόνας λόγω της απορύθμισης κάποιων από τους στοιχειώδεις ανιχνευτές που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή ενός φασματικού καναλιού. Η διόρθωση ζωνοποίησης / αποζωνοποίησης είναι η πρώτη ραδιομετρική διόρθωση που πρέπει να εφαρμοσθεί σε μία πολυφασματική εικόνα ενώ το φαινόμενο μπορεί να διαφέρει σε ένταση ανά φασματικό κανάλι.
Το ραδιομετρικό πρόβλημα προκύπτει επειδή παρόλο που κάθε ανιχνευτής θεωρητικά καταγράφει στο ίδιο μήκος κύματος και με ίδιο τρόπο με τους άλλους, στην πράξη διαφοροποιούνται. Έτσι εμφανίζονται φαινόμενα ζωνοποίησης, ιδιαίτερα έντονα σε περιοχές της εικόνας που αντιστοιχούν σε εκτεταμένες επιφάνειες με ομοιόμορφη ανάκλαση π.χ. θάλασσα, λόγω της διαφοροποίησης των ανιχνευτών ή ακόμη μπορεί να εμφανισθεί το φαινόμενο γραμμών ή στηλών που λείπουν επειδή κάποιος ανιχνευτής έχει σταματήσει να λειτουργεί. Η διαδικασία διόρθωσης ονομάζεται αποζωνοποίηση και περιλαμβάνει τον υπολογισμό της μέσης τιμής φωτεινότητας και της τυπικής απόκλισης για όλη την εικόνα, αλλά και για την οικογένεια γραμμών ή στηλών που έχει καταγράψει κάθε στοιχειώδης ανιχνευτής.
Στην συνέχεια τα δεδομένα που έχει καταγράψει κάθε ανιχνευτής μετασχηματίζονται έτσι ώστε η μέση τιμή και η τυπική τους απόκλιση να είναι αντίστοιχη των αντίστοιχων τιμών που έχει υπολογισθεί για όλη την εικόνα. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζονται όλα τα εικονοστοιχεία της εικόνας. Μια εναλλακτική περίπτωση είναι να μετασχηματισθούν μόνο οι προβληματικοί ανιχνευτές. Δηλαδή εντοπίζουμε ποιοι ανιχνευτές έχουν διαφορετική μέση τιμή και τυπική απόκλιση από τους άλλους και τυποποιούμε μόνο τους προβληματικούς στην μέση τιμή και την τυπική απόκλιση των σωστών ανιχνευτών.
Στην δορυφορική εικόνα ASTER στο κανάλι 08 (τρίτο κανάλι του SWIR), η ζωνοποίηση έγινε ορατή (ενισχύθηκε) με την επιλογή κατάλληλου look-up-table (αντιστοιχία χρωμάτων) πού για μικρή αλλαγή της τιμής φωτεινότητας γίνεται δραματική αλλαγή του χρώματος στην εικόνα.

'''9.2. Αποζωνοποίηση'''

Η αποζωνοποίηση των εικόνων έγινε, με το πρόγραμμα idrisi 32.
Η εφαρμογή της αποζωνοποίησης έγινε στα κανάλια 01, 02, 03 του VNIR, παρουσιάζεται εδώ μόνο για το κανάλι 01 (Εικόνα 8):

[[ Εικόνα: imm2012kt1.jpg | thumb |right| '''Εικόνα 8.''' Αποζωνοποιημένη εικόνα στο κανάλι 01]]

'''9.3. Απόλυτες τιμές ακτινοβολίας στον σαρωτή'''

Οι τιμές φωτεινότητας που καταγράφονται σε κάθε εικονοστοιχείο από τους χαρτογραφικούς δορυφόρους, αντιστοιχούν στην τιμή της ακτινοβολίας που καταγράφεται σε ψηφιακούς αριθμούς συνήθως στο διάστημα [0, 255]. Εάν θέλουμε να συγκρίνουμε εικόνες, πρέπει να μετασχηματίσουμε τις τιμές φωτεινότητας σε απόλυτες τιμές ακτινοβολίας. Αυτό γίνεται γιατί κάθε καταγραφικό σύστημα έχει την δική του τυποποίηση - ευαισθησία με την οποία μετατρέπει την εισερχόμενη ακτινοβολία ανά εικονοστοιχείο σε τιμή φωτεινότητας.

'''9.4. Μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας'''

Η μετατροπή από τιμές φωτεινότητας σε τιμές ενέργειας, γίνεται με πολλαπλασιασμό της τιμής φωτεινότητας με μια σταθερά που εξαρτάται από τις ραδιομετρικές συνθήκες λειτουργίας (High, Normal, Low Gain),αφού πρώτα αφαιρεθεί η μονάδα (Εικόνα 9).

[[ Εικόνα: mm2012kt2.jpg | thumb | right| '''Εικόνα 9.''' Το κανάλι 01 σε τιμές ενέργειας]]

'''9.5. Ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής '''

Η ηλιακή ακτινοβολία κατά το πέρασμα της μέσα από την ατμόσφαιρα εξασθενεί λόγω απορρόφησης, ενώ τμήμα της σκεδάζεται και εκτρέπεται προς διάφορες κατευθύνσεις. Κάποια ενέργεια προστίθεται λόγω θέρμανσης της ατμόσφαιρας (εκπομπή ακτινοβολίας από την ίδια την ατμόσφαιρα σε μεγαλύτερα μήκη κύματος) και λόγω σκέδασης. Η σκεδαζόμενη και η θερμική ακτινοβολία προστίθενται στην ανακλώμενη από την επιφάνεια της γης ακτινοβολία που φθάνει στο καταγραφικό σύστημα.
Για να διορθωθεί η εικόνα για την επίδραση της ακτινοβολίας ατμοσφαιρικής διαδρομής γίνονται στατιστικές εκτιμήσεις σε περιοχές ραδιομετρικού ελέγχου, σε περιοχές της εικόνας που θεωρητικά πρέπει να έχουν σχεδόν μηδενική φωτεινότητα (οι σκιές, η θάλασσα στο υπέρυθρο, κ.α.). Οι στατιστικές εκτιμήσεις γίνονται με υπολογισμό μέσων τιμών και ιστογραμμάτων ή με παλινδρομικές ρυθμίσεις προκειμένου να υπολογιστεί η μέση αύξηση της τιμής φωτεινότητας που οφείλεται στην ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής. Η τιμή αυτή αφαιρείται από το αντίστοιχο φασματικό κανάλι.
Πρέπει να σημειωθεί ότι η διάχυση σε μήκη κύματος > 0.7 μm (υπέρυθρο) είναι πρακτικά μηδέν, σε αντίθεση με το ορατό τμήμα του φάσματος. Αυτό έχει σαν συνέπεια τα ιστογράμματα φωτεινότητας σε φασματικά κανάλια στο ορατό να είναι μετατοπισμένα κατά μια τιμή (offset διάχυσης) σε σχέση με τα υπέρυθρα κανάλια.
Στο πρόγραμμα idrisi, η ακτινοβολία ατμοσφαιρικής διαδρομής ή σκέδαση διορθώνεται με γραμμική παλινδρόμηση.

'''9.6. Χαρτογράφηση των καλύψεων γης'''

Η χαρτογράφηση των χρήσεων γης (landuse) και των καλύψεων γης (landcover) είναι ένα από τα πιο σημαντικά πεδία εφαρμογών της φωτοερμηνείας-τηλεπισκόπησης. Η χρήση γης αναφέρεται στις ανθρώπινες δραστηριότητες σε συγκεκριμένο τύπο εδαφικής μονάδας και περιλαμβάνει μια σειρά από τύπους δραστηριοτήτων όπως βιομηχανική, αγροτική, εμπορική, κατασκευαστική, μεταφορική, αναψυχή, κ.α. Όλες αυτές οι δραστηριότητες δεν είναι αναγνωρίσιμες σε δορυφορικές εικόνες. Από την άλλη πλευρά η κάλυψη γης αναφέρεται στις φυσικές και τεχνητές οντότητες που αναγνωρίζονται - ερμηνεύονται από μια τηλεσκοπική εικόνα να καλύπτουν μια εδαφική μονάδα. Φυσικές οντότητες είναι για παράδειγμα η βλάστηση, το νερό, ενώ στις τεχνητές οντότητες περιλαμβάνονται οι καλλιέργειες, τα κτίσματα, οι δρόμοι. Οι καλύψεις γης σε μία δορυφορική εικόνα απεικονίζονται με διαφορετική ανακλαστικότητα στα κανάλια της εικόνας ανάλογα με τη φασματική τους υπογραφή. Κάθε κάλυψη γης ορίζει μια θεματική τάξη ενώ η αναπαράστασή της μέσω των καναλιών μίας συγκεκριμένης δορυφορικής εικόνας σε ένα πολυδιάστατο σύστημα αξόνων ονομάζεται φασματική τάξη.
Ο όρος θεματική τάξη εκφράζει ένα ομοιογενές χωρικά σύνολο από εικονοστοιχεία των οποίων οι φασματικές αποκρίσεις διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους όχι τόσο επειδή διαφέρει η φασματική τους υπογραφή αλλά κύρια λόγω εξωγενών παραγόντων όπως η διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας, η επίδραση της τοπογραφίας κ.α.
[[ Εικόνα: mm2012kt3.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 9.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1 ]][[ Εικόνα: mm2012kt5.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 10.''' Έγχρωμο σύνθετο 3-2-1, με 256 χρώματα ]]
Μια εικόνα μπορεί να αναπαρασταθεί σε ένα ν-διάστατο χώρο, όπου ν είναι ο αριθμός των φασματικών καναλιών. Σε αυτή την αναπαράσταση κάθε εικονοστοιχείο της προβάλλεται σε μια θέση ανάλογα με την φασματική απόκριση που καταγράφεται στα ν κανάλια. Κατά αυτό τον τρόπο προκύπτει ένα νέφος σημείων συνθέτοντας την φασματική αναπαράσταση της εικόνας στο ν-διάστατο χώρο. Σε αυτό τον χώρο παρατηρούνται επιμέρους ομαδοποιήσεις που ονομάζονται φασματικές τάξεις. Ανατρέχοντας στις φασματικές υπογραφές των θεματικών τάξεων του νερού, της βλάστησης και του εδάφους, τότε θα διαπιστώσουμε ότι ένα νέφος σημείων θα δημιουργηθεί κοντά στην αρχή των αξόνων και θα αντιστοιχεί στην φασματική τάξη νερό.
Μέσα σε μία φασματική τάξη (πχ νερό) ή στα όρια της μπορεί να συμπεριλαμβάνονται εικονοστοιχεία που ανήκουν σε άλλες θεματικές τάξεις όπως για παράδειγμα σκιάσεις. Η αιτία μίξης των φασματικών τάξεων σε αυτή την περίπτωση είναι οι εξωγενείς επιδράσεις / παράγοντες και οι παραπλήσιες ή ίδιες φασματικές υπογραφές με δεδομένη την φασματική δειγματοληψία του δορυφορικού συστήματος. Επιπλέον η χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος έχει σαν αποτέλεσμα μερικές φορές σε ένα εικονοστοιχείο να συνυπάρχουν περισσότερες των μία θεματικών τάξεων δηλαδή καταγράφεται μια μέση τιμή φασματικής απόκρισης που σε συνδυασμό με την φασματική δειγματοληψία δεν επιτρέπει το (φασματικό) διαχωρισμό.
Η ταξινόμηση δορυφορικών εικόνων αναφέρεται στον προσδιορισμό θεματικών τάξεων με βάση κριτήρια απόφασης που βασίζονται στην φασματική ταυτότητα των τάξεων. Προκειμένου να διακριθεί μια θεματική τάξη με ταξινόμηση πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) να διαφέρει φασματικά από τις άλλες τάξεις σε σχέση με την φασματική δειγματοληψία του καταγραφικού συστήματος και β) να έχει μια στοιχειώδη (ελάχιστη) επιφανειακή εμφάνιση σε σχέση με την χωρική διακριτική ικανότητα του καταγραφικού συστήματος.

'''10. Ταξινομήσεις'''

'''10.1. Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση'''

Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση αποβλέπει στην εξαγωγή των κυρίων φασματικών τάξεων οι οποίες εμφανίζονται σε μια ψηφιακή εικόνα και την εκ των υστέρων αναγνώριση και αναφορά τους σε πραγματικές (θεματικές) τάξεις αντικειμένων / εμφανίσεων της γήινης επιφάνειας.

'''10.2. Αλγόριθμος των K-Μέσων (Κ-Μeans)'''

Στον αλγόριθμο των Κ-Μέσων (εξερευνητική μεθοδολογία ανάλυσης συσσωρεύσεων), η απόσταση ενός εικονοστοιχείου από τα κέντρα των τάξεων είναι το κριτήριο που καθορίζει την ένταξη του σε μία από τις τάξεις. Θα γίνει επιλογή στο σύνολο της περιοχής μελέτης που καλύπτει η εικόνα και θα δημιουργηθεί ένα έγχρωμο σύνθετο πραγματικού χρώματος (rgb>3,2,1)(Εικόνα 9).

Στη συνέχεια ακολουθεί ένα έγχρωμο Σύνθετο (index color) που περιλαμβάνει μόνο 256 χρώματα (Εικόνα 10).

Το έγχρωμο σύνθετο από τα κανάλια 01, 02 ,03 του σαρωτή VNIR θα χρησιμοποιηθεί για την χαρτογράφηση των καλύψεων γης χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ISODATA (μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης). Κατά την υλοποίηση της χαρτογράφησης υποθέτουμε ότι στην περιοχή υπάρχουν 14 κατηγορίες επιφανειακών αντικειμένων.
Ο τελικός χάρτης που δημιουργεί το πρόγραμμα εμπεριέχει 14 κατηγορίες (Εικόνα 11).

[[ Εικόνα: mm201231.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Θεματικός χάρτης με 14 κατηγορίες καλύψεων γης]]

'''11. Σύνθεση υψομετρικής πληροφορίας και καλύψεων γης για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας''''''

Υπάρχει ένα ΨΥΜΕ (Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους)(Εικόνα 12) που καλύπτει την περιοχή μελέτης και ένας χάρτης που παρουσιάζει τις καλύψεις γης (Εικόνα 11). Το ζητούμενο είναι να εξεταστούν επιλεγμένες κατηγορίες καλύψεων γης ως προς την επικινδυνότητα.
Δημιουργείται έτσι ένας νέος θεματικός χάρτης με υπέρθεση του Θεματικού Χάρτη και του ΨΥΜΕ (Εικόνα 13).
[[ Εικόνα: mm2012kt37.jpg | thumb |right | '''Εικόνα 12.''' Ψηφιακό Υψομετρικό Μοντέλο Εδάφους]]

[[ Εικόνα: mm201233.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 13.''' Υπέρθεση Θεματικού Χάρτη και ΨΥΜΕ]]

Συνεπώς από τα προηγούμενα χαρτογραφούνται οι θεματικές κατηγορίες σύμφωνα με το Σύστημα Ταξινόμησης Χρήσεων Γης-Καλύψεων Γης της US Geological Survey.

'''11.1. Εφαρμογή για δύο τύπους καλύψεων γης'''

Η πρώτη κάλυψη γης που μελετήθηκε, αντιστοιχεί στην κατηγορία με κωδικό 06 και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει τα δάση.
Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιορισθεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 06. Πρώτα, θα μετατραπεί η raster εικόνα σε vector και μετά θα γίνει υπέρθεση αυτής στο ΨΥΜΕ για να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική της αναπαράσταση.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει τη διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class06new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1. Με την εντολή raster to vector γίνεται ενημέρωση του αρχείου class06new έτσι ώστε τα πολύγωνα του αρχείου να βρίσκονται εντός του πολύγωνου class06_pol.
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση, το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class06new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 06 ως προς τη διαμέριση του dem1. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του δάσους.
Όμοια διαδικασία ακολουθείται και για την κάλυψη γης με κωδικό κατηγορίας 08 (Βοσκότοποι) και η φωτοερμηνεία της υποδηλώνει το γυμνό έδαφος - ποώδης βλάστηση. Στη συνέχεια, με τις κατάλληλες εντολές, διαχωρίζεται από τις άλλες κατηγορίες (δημιουργείται ένας θεματικός χάρτης που το 01 υποδηλώνει ότι ανήκει το pixel σε αυτή την κατηγορία και το 0 ότι δεν ανήκει). Το επόμενο στάδιο είναι να προσδιοριστεί η γεωμορφομετρική υπογραφή της κατηγορίας καλύψεων γης με κωδικό 08.
Θα δημιουργηθεί ένα raster χάρτη που θα έχει την διαμέριση του ΨΥΜΕ (όρια, ΧΔΙ)(Εικόνα 14) με την παρακάτω εντολή που δημιουργεί ένα κενό (class08new) αρχείο (μηδέν σε όλα τα pixel) με διαμέριση ίδια με του dem1.
Με την εντολή raster to vector ενημερώνεται το αρχείο class08new έτσι ώστε όσα πολύγωνά του βρίσκονται εντός του πολύγωνου class08_pol.[[ Εικόνα: mm201236.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 14''']]
Πλέον υπάρχουν δύο raster αρχεία, με την ίδια διαμέριση που το ένα αντιστοιχεί στο ΨΥΜΕ (dem1) και το άλλο στο class08new που είναι η raster αναπαράσταση της τάξης 08 ως προς τη διαμέριση του dem1 (Εικόνα 15).

[[ Εικόνα: mm201235.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 15''']]

Στη συνέχεια προσδιορίζονται τα στατιστικά του ανάγλυφου μέσα στα πολύγωνα του γυμνού εδάφους - ποώδους βλάστησης.
Από τα στατιστικά του υψομέτρου και της κλίσης, παρατηρείται ότι οι δύο καλύψεις γης παρουσιάζουν διαφορετική οριζοντιογραφική και υψομετρική χωρική κατανομή.
Σε σχέση με το υψόμετρο η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέσο υψόμετρο 514μ ± 439μ ενώ η κλάση 08 έχει μέσο υψόμετρο 232 ± 222μ.
Είναι σαφές ότι στην κλάση 06 αναμένεται μεγαλύτερο ύψος βροχής σε σχέση με την άλλη κλάση. Σε σχέση με την κλίση, η κλάση 06 αναπτύσσεται σε μέση κλίση 21,2 ± 12 μοίρες ενώ η κλάση 08 έχει μέση κλίση 13,7 ± 11 μοίρες . Επομένως τα φαινόμενα διάβρωσης του εδάφους με μεγάλη ταχύτητα απορροής νερού και η πιθανότητα εκδήλωσης κατολισθήσεων είναι μεγαλύτερη για την κλάση 06.
Επειδή η κάλυψη γης είναι εντελώς διαφορετική για τις δύο κλάσεις (δάσος-γυμνό έδαφος, ποώδης βλάστηση) σε περίπτωση πυρκαγιάς, η καταστροφή του δάσους θα έχει ως συνέπεια να απολεσθεί ο συνεκτικός παράγοντας που συγκρατεί το έδαφος και μειώνει την ταχύτητα απορροής έτσι, λόγω και του μεγαλύτερου ύψους βροχής και λόγω των μεγαλύτερων κλίσεων, είναι πολύ πιθανότερο να εμφανιστούν φαινόμενα λασπορροών και κατολισθήσεων.

'''12. Στατιστική Ανάλυση της Παραμετρικής Αναπαράστασης των πολυγώνων των καλύψεων Γης'''

Η στατιστική ανάλυση έγινε στο Excel στο οποίο εισήχθηκαν τα δεδομένα για τα πολύγωνα που ανιχνεύθηκαν στην περιοχή με την μορφή διανύσματος. Η επεξεργασία έγινε με γραμμική παλινδρόμηση.

'''12.1. Επικινδυνότητα Κατολισθήσεων'''

Από τη στατιστική ανάλυση και γνωρίζοντας ότι οι κατολισθήσεις δεν εκδηλώνονται σε περιοχές με πολύ υψηλό, αλλά ούτε και σε περιοχές με πολύ μικρό υψόμετρο μπορεί να προσδιορισθεί ότι η πιθανότητα για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων θα είναι αυξημένη σε περιοχές με μέσο υψόμετρο από 450 έως 550 μέτρα και με κλίσεις από 18 έως 22 μοίρες. Άρα μπορούν να προσδιοριστούν τα πολύγωνα που αντιπροσωπεύουν καλύψεις γης που είναι επικίνδυνες για την εμφάνιση κατολισθητικών φαινομένων.

'''13. Συμπεράσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'''

Ακολουθώντας την διαδικασία που περιγράφηκε, με χρήση περισσότερων καναλιών για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, χρήση γεωλογικών και τοπογραφικών απεικονίσεων, με υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία αλλά και τις πάντα απαραίτητες μετρήσεις πεδίου είναι δυνατή η εξέταση μεγάλων περιοχών για μια πλήρη εκτίμηση των θέσεων που αναμένεται εκδήλωση κατολισθητικών φαινομένων. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό στην διαδικασία μελετών για την λήψη μέτρων προστασίας για αποφυγή της εκδήλωσης των φαινομένων γιατί μπορεί το ενδιαφέρον του μελετητή να επικεντρωθεί εξ’ αρχής στις περιοχές που πραγματικά υπάρχει αυξημένη επικινδυνότητα, χωρίς να χάνεται χρόνος και να αυξάνεται το συνολικό κόστος λόγω της ανάγκης για εξέτασης όλης της περιοχής εκτενώς. Μετά τον εντοπισμό των επικίνδυνων περιοχών, για την τελική αξιολόγηση της επικινδυνότητας που εμφανίζουν θα πρέπει να ακολουθήσουν μετρήσεις πεδίου και να πραγματοποιηθούν μελέτες ευστάθειας πρανών.
Άλλο πλεονέκτημα της μεθόδου αφορά τον καθορισμό των καλύψεων γης. Η μελέτη και η επεξεργασία εκτεταμένων περιοχών για τον καθορισμό των διαφόρων τύπων καλύψεων γης με τρόπο τέτοιο για τον οποίο απαιτείται μικρός σχετικά χρόνος επεξεργασίας όπως και μικρό κόστος είναι ένα ακόμη σημαντικό στοιχείο. Κατ’ αυτόν τον τρόπο η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοσθεί σε πολλές κατηγορίες μελετών και όπου αλλού απαιτείται ο καθορισμός τύπων καλύψεων γης.
Ένα πιθανό σημείο όπου η μέθοδος δεν δίνει αποτελέσματα, είναι περιπτώσεις όπου οι δυσμενείς τοπικές γεωλογικές συνθήκες να είναι τέτοιες που δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτές μέσω της τηλεπισκοπικής διαδικασίας. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η πιθανότητα ύπαρξης εσωτερικών ασυνεχειών που δεν κάνουν επιφανειακή εμφάνιση, η περίπτωση της πτώσης ογκολίθων από τμήματα της βραχομάζας ή εξαιρετικά μικρές περιοχές όπως επίσης και λασπορροές περιορισμένης κλίμακας. Οι περιπτώσεις αυτές με την διαδικασία που ακολουθήθηκε δεν ήταν δυνατόν να ανιχνευθούν και ήταν επόμενο να μην συμπεριληφθούν στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από αυξημένη επικινδυνότητα.
Η μέθοδος επεξεργασίας που βασίζεται στα δεδομένα που αναφέρθηκαν κατά την ανάλυση της διαδικασίας, πιθανά να οδήγησε ώστε να εκτιμηθούν ως περιοχές αυξημένης επικινδυνότητας κάποιες περιοχές που ο πραγματικός βαθμός επικινδυνότητας που παρουσιάζουν να είναι σημαντικά μικρότερος από τον αναμενόμενο. Ο βαθμός επικινδυνότητας πρέπει να εξετάζεται και να υπολογίζεται παράλληλα με εξέταση των τοπικών γεωλογικών συνθηκών οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες ώστε να δρουν ευμενώς και να μειώνουν την πιθανότητα εκδήλωσης κατολίσθησης.
Το σημαντικό πλεονέκτημα του μικρού απαιτούμενου χρόνου και κόστους για την εξέταση εκτεταμένων περιοχών χωρίς κατ’ αρχήν εργασία πεδίου, είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που πρέπει να συνυπολογιστεί μιας και παρόμοιες εφαρμογές απαιτούνται πολύ συχνά σε περιπτώσεις στις οποίες φορείς οφείλουν να λάβουν μέτρα για την αποφυγή εκδήλωσης καταστροφικών φαινομένων, για την προστασία των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, είτε την αντιμετώπιση των αποτελεσμάτων τους όταν αυτά συμβούν.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ & ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΣΤΟ ΝΗΣΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ASTER

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ, Βερόνα Γ. Πεντόγαλου

'''Πηγή:''' nemertes.lis.upatras.gr/jspui/handle/.../388...

[[category:Ταξινόμηση, ερμηνεία και χαρτογράφηση τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών του τοπίου]]
'''

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-31T18:23:46Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών (Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίησή τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία της γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες και διορθώσεις '''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

'''8. Αποτελέσματα'''

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]

Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου (Εικόνα 9). Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης (Εικόνα 6) και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς (Εικόνα 7). Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1). Ταυτόχρονα δηµιουργήθηκε ο χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988, µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς, για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009.

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 ]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''9. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης αλλά και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. ''International Journal of Geographical Information Science'', 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:12:07Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και η μελέτη της αναγέννησης της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως η τοπογραφία της περιοχής και ο τύπος της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα, που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007, που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά, ήταν ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν και σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:08:39Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και η μελέτη της αναγέννησης της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως η τοπογραφία της περιοχής και ο τύπος της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα, που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007, που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά, ήταν ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:06:55Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και η μελέτη της αναγέννησης της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως η τοπογραφία της περιοχής και ο τύπος της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα, που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007 που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά, παρείχε ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:05:54Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και η μελέτη της αναγέννησης της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως η τοπογραφία της περιοχής και ο τύπος της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007 που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά παρείχε ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:03:41Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και η μελέτη της αναγέννησης της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως την τοπογραφία της περιοχής και τον τύπο της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007 που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά παρείχε ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:02:16Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και η αναγέννηση της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως την τοπογραφία της περιοχής και τον τύπο της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007 που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά παρείχε ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T18:01:28Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και της αναγέννηση της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS, για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως την τοπογραφία της περιοχής και τον τύπο της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007 που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά παρείχε ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Χαρτογράφηση της αναγέννησης της βλάστησης μετά από πυρκαγιά με τη χρήση Landsat TM εικόνων: η περίπτωση της Πάρνηθας.

2012-01-31T17:59:49Z

Makmarian:

[[category:Παρακολούθηση φυσικής αναγέννησης μετά από πυρκαγιές]]

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής '''[[ Εικόνα: mm2012p02.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' ASTER ψηφιακό μοντέλο εδάφους ]]

Η ακριβής οριοθέτηση της γεωγραφικής και χρονικής κατανομής μιας έκτασης που έχει πληγεί από πυρκαγιά, αλλά και της αναγέννηση της βλάστησης είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές μελέτες και σε σχετικές εφαρμογές, τόσο για τους επιστήμονες όσο και για τους φορείς χάραξης πολιτικής.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η παρούσα εργασία είχε σαν πρωταρχικό σκοπό να μελετήσει τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων από τον Landsat TM και του GIS για την οριοθέτηση της περιοχής που έπληξε η καταστροφική πυρκαγιά του 2007 και στη συνέχεια να αναλύσει ενδεχόμενες συσχετίσεις της αναγέννησης της βλάστησης με παραμέτρους όπως την τοπογραφία της περιοχής και τον τύπο της βλάστησης.

'''3. Περιοχή μελέτης'''

Περιλαμβάνει την περιοχή του όρους Πάρνηθα που βρίσκεται 30 χιλιόμετρα βόρεια της Αθήνας. Η περιοχή υπέστη καταστροφική ζημιά από την πυρκαγιά της 28ης Ιουνίου 2007 που είχε διάρκεια 5 ημέρες. Η γεωγραφική αλλά και η οικολογική σημασία του όρους της Πάρνηθας, με την ταυτόχρονη διαθεσιμότητα των ανέφελων εικόνων από τον Landsat TM πριν και αμέσως μετά τη πυρκαγιά παρείχε ισχυρό κίνητρο για επιλογή της περιοχής για μελέτη.

'''4. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων'''

Δορυφορικές εικόνες από Landsat TM (Εικόνες 2,3,4,5) και Aster ψηφιακό μοντέλο εδάφους (Εικόνα 1).
[[ Εικόνα: mm2012p4.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2.''' Landsat TM εικόνα πριν τη φωτιά (16 Μαίου 2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p6.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3.''' Landsat TM εικόνα μετά τη φωτιά (03 Ιουλίου2007) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p8.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4.''' Landsat TM εικόνα (24 Ιουλίου 2009) ]]
[[ Εικόνα: mm2012p10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5.''' Landsat TM εικόνα (12 Αυγούστου 2010) ]]

'''5. Μεθοδολογία'''

Η καμένη έκταση οριοθετήθηκε με βάση την ταξινόμηση της Μέγιστης Πιθανοφάνειας (Maximum Likelihood, Richards, 1999), σε εικόνες πριν και μετά την πυρκαγιά (Εικόνες 6, 7, 8). Στη συνέχεια, μια σειρά από χάρτες κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης (NDVI) χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση της αποκατάστασης της βλάστησης σε όλη την περιοχή και επιπλέον για τα μεμονωμένα είδη βλάστησης.
Οι κανονικοποιημένοι δείκτες βλάστησης μετά την πυρκαγιά συγκρίθηκαν με τα πρότυπα πριν τη φωτιά, για να προσδιοριστεί ο βαθμός στον οποίο το μοτίβο της βλάστησης πριν τη φωτιά είχε αποκατασταθεί και ο ρυθμός αυτής της ανάκαμψης (Εικόνες 9, 10, 11). Κατόπιν σύμφωνα με τους Hope et al. (2000), υπολογίστηκαν τα περιγραφικά στατιστικά στοιχεία, και έγιναν οι γραφικές παραστάσεις για την αξιολόγηση των παραλλαγών των κανονικοποιημένων δεικτών βλάστησης στην καμένη περιοχή.

'''6. Αποτελέσματα'''

'''6.1 Οριοθέτηση της αναγέννησης της καμένης περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p16.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6.''' Δορυφορική εικόνα πριν ξεσπάσει η πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p00.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7.''' Δορυφορική εικόνα αμέσως μετά την κατάσβεση της πυρκαγιάς (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p28.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 8.''' Μεταβολή υψομέτρου πάνω από την καμένη περιοχή]]

'''6.2. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά'''
[[ Εικόνα: mm2012p30.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) πριν την πυρκαγιά (16 Μαίου 2007)
]]

[[ Εικόνα: mm2012p32.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (03 Ιουλίου 2007)]]

[[ Εικόνα: mm2012p34.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 11.''' Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) μετά την πυρκαγιά (24 Ιουλίου 2009)]]

'''6.3. Αναγέννηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά σχετικά με την τοπογραφία της περιοχής'''

[[ Εικόνα: mm2012p36.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 12.''' Αποτελέσματα βορινών πλαγιών]]

[[ Εικόνα: mm2012p38.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 13.''' Αποτελέσματα νότιων πλαγιών]]

'''7. Συμπεράσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν μια χαμηλή έως μέτρια μεταπυρική ανάκαμψη, με το χωρικό πρότυπο του δείκτη βλάστησης μετά την πυρκαγιά να επιστρέφει σταδιακά στο προ - πυρκαγιάς πρότυπο. Τα μεμονωμένα είδη βλάστησης παρουσίασαν παρόμοια χαρακτηριστικά ανάκαμψης, με αυτά που βρίσκονται στις βορινές πλαγιές να αναπτύσσονται ταχύτερα (Εικόνες 12, 13). Τέλος, έδειξαν την ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των δεικτών βλάστησης με τις Landsat TM εικόνες, για τη χαρτογράφηση της αναγέννησης του πυρόπληκτου χώρου, καθώς και τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν σε άλλες περιπτώσεις στο μέλλον.

'''Παραπομπές'''

Richards, J. A., 1999. Remote Sensing Digital Image Analysis, Springer-Verlag, Berlin, p.240

Hope A., C. Tague and R. Clark (2007): Characterisation of post-fire vegetation recovery of California chaparral using TM/ETM+ time-series data. IJRS, 28(6), 1339-1354

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Post-fire Vegetation regeneration mapping using Landsat TM imagery: the case study of Mt. Parnitha, Greece.

George Petropoulos, Dionissios Kalivas and Vassiliki Kollias

'''Πηγή:''' http://presentations.copernicus.org/EGU2011-10433_presentation.pdf

Αξιολόγηση της ανταπόκρισης φυτών καλαμποκιού και σόγιας σε ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση με χρήση της τηλεπισκόπησης.

2012-01-31T17:46:38Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση (CTD) είναι μια πρακτική διαχείρισης που έχει σχεδιαστεί για τη συγκράτηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και τη χρήση τους από τις καλλιέργειες (Εικόνα 1). Έχει δείξει θετικά αποτελέσματα για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και την αύξηση των αποδόσεων.

[[ Εικόνα:mm2012002.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' Σχηματική αναπαράσταση της μη ελεγχόμενης (a) και της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης (b). ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η τηλεπισκόπηση είναι μια από τις εναλλακτικές λύσεις για την αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών στην ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ο κανονικοποιημένος (NDVI) και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (GNDVI) έχουν καθιερωθεί για την εκτίμηση της παραγωγής καλλιεργειών και αποτυπώνουν τις διαφορετικές φασματικές ανακλάσεις σε συνθήκες περιβαλλοντικού στρες. Για το λόγο αυτό, οι δείκτες βλάστησης θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διαφορετικές γεωργικές πρακτικές.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πριν τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο διαφόρων υποθέσεων, η αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διάφορες γεωργικές πρακτικές γινόταν με το σχεδιασμό πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων περιορίζονται συχνά σε επίπεδο πειράματος αγρού.

'''4. Δορυφορικές εικόνες'''

Πολυφασματικές εικόνες από τους δορυφόρους Landsat-5 Thematic Mapper (L5), SPOT-4 (S4).

'''5. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Μια σειρά οπτικών αισθητήρων δορυφόρου απαιτείται για τη δημιουργία των δεικτών βλάστησης σε επίπεδο εικονοστοιχείου. Πολλοί δορυφόροι περιλαμβανομένων των Landsat και SPOT, έχουν χωρικές αναλύσεις κατάλληλες για την παραγωγή πληροφοριών σε επίπεδο αγρού, καλύπτοντας έτσι μεγάλες εκτάσεις. Επειδή η επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις καλλιέργειες ποικίλλει εξαρτώμενη από το έδαφος, τις καιρικές συνθήκες, το ανάγλυφο της περιοχής, οι δείκτες βλάστησης χρησιμεύουν ως μέσο για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των επεμβάσεων εκεί όπου υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες.

'''6. Προεπεξεργασίες'''

Οι δορυφορικές εικόνες ορθο-διoρθώθηκαν στο PCI Geomatica με χρήση της πλατφόρμας ephemeris, τα διανυσματικά εδαφικά σημεία ελέγχου και τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα.

'''7. Ψηφιακές επεξεργασίες / αλγόριθμοι'''

Οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στα οπτικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ATCOR.

'''8. Ειδικές επεξεργασίες GIS '''

Οι δορυφορικές εικόνες επεξεργάστηκαν με το λογισμικό ArcMap 9.1 (ESRI, Redlands,CA) Geographic Information System (GIS).

'''9. Μεθοδολογία'''

Η μελέτη αυτή σύγκρινε τον κανονικοποιημένο και τον πράσινο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI και GNDVI) για το καλαμπόκι (''Zea mays'' L.) και τη σόγια (''Glycine max'' L.) μεταξύ ελεγχόμενης (CTD) και μη αποστράγγισης (UCTD) σε πειραματικό επίπεδο, σε λεκάνη απορροής στο Οντάριο του Καναδά (έκτασης ~ 950 εκταρίων), από το 2005 έως το 2008. Η υπόθεση ήταν ότι οι δείκτες βλάστησης μπορούν να παράξουν πληροφορίες για την ανταπόκριση των καλλιεργειών σε αυξημένο νερό και θρεπτικά συστατικά μετά την επέμβαση της ελεγχόμενης αποστράγγισης. Οι κύριοι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν να συγκριθούν ο κανονικοποιημένος και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης του καλαμποκιού και της σόγιας για τις δύο πρακτικές για 3 χρόνια παρατήρησης και να συγκριθούν οι πραγματικές αποδόσεις με τις προβλεπόμενες με γραμμικά μοντέλα παλινδρόμησης.

'''10. Αποτελέσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη των καλλιεργειών με ελεγχόμενη αποστράγγιση από ότι σε αυτά με μη ελεγχόμενη και κατά μέσο όρο αυξημένες αποδόσεις κατά 3% και 4%, αντίστοιχα για το καλαμπόκι και τη σόγια στα τεμάχια με ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση, αλλά επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες πχ λίπανση (Διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5).
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistica 8.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK).

[[ Εικόνα:mm2012004.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1.''' Μέσοι όροι των συγκομισθέντων αποδόσεων των καλλιεργειών. Άξονας Χ: ζεύγη αγρών, άξονας Ψ: αποδόσεις. Στα ζεύγη των αγρών (Field pairs) εφαρμόστηκαν ίδιες γεωργικές πρακτικές και δεν εφαρμόστηκε λίπανση. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks05.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks07.JPG | thumb | left | '''Διάγραμμα 3.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks09.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 4.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

Συνολικά φάνηκε από τη στατιστική επεξεργασία ότι δεν υπήρχε αρνητική επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις αποδόσεις των συγκεκριμένων καλλιεργειών, για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και το χώρο μελέτης και ότι υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις για αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών (Διάγραμμα 6).

[[ Εικόνα:mm2012ks11.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 5.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks13.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 6.''' Μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων αποδόσεων καλαμποκιού και σόγιας. Δίνεται και ο αριθμός των εικονοστοιχείων που χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη των τιμών και για τις δύο πρακτικές ελεγχόμενη (CTD) και μη εδαφική αποστράγγιση (UCTD). ]]

'''12. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η χρήση εικόνων υψηλής χωρικής ανάλυσης από απομακρυσμένες πλατφόρμες τηλεπισκόπησης, για την εξαγωγή δεικτών βλάστησης, μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης στην ανάπτυξη των καλλιεργειών, σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για τη μοντελοποίηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πρόβλεψη των αποδόσεων. Επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμες στη λήψη αποφάσεων σε πολιτικό επίπεδο.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and
soybean response to controlled tile drainage

H. Ciceka, M. Sunoharab, G. Wilkesb, H. McNairnb, F. Pickc, E. Toppd, D.R. Lapenb

'''Πηγή:''' ''Agricultural Water Management'' 98 (2010) 261–270
[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Αξιολόγηση της ανταπόκρισης φυτών καλαμποκιού και σόγιας σε ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση με χρήση της τηλεπισκόπησης.

2012-01-31T17:45:25Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο Εφαρμογής'''

Η ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση (CTD) είναι μια πρακτική διαχείρισης που έχει σχεδιαστεί για τη συγκράτηση του νερού και των θρεπτικών στοιχείων στο έδαφος και τη χρήση τους από τις καλλιέργειες (Εικόνα 1). Έχει δείξει θετικά αποτελέσματα για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού και την αύξηση των αποδόσεων.

[[ Εικόνα:mm2012002.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1.''' Σχηματική αναπαράσταση της μη ελεγχόμενης (a) και της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης (b). ]]

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Η τηλεπισκόπηση είναι μια από τις εναλλακτικές λύσεις για την αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών στην ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ο κανονικοποιημένος (NDVI) και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (GNDVI) έχουν καθιερωθεί για την εκτίμηση της παραγωγής καλλιεργειών και αποτυπώνουν τις διαφορετικές φασματικές ανακλάσεις σε συνθήκες περιβαλλοντικού στρες. Για το λόγο αυτό, οι δείκτες βλάστησης θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διαφορετικές γεωργικές πρακτικές.

'''3. Πως γινόταν παλαιότερα'''

Πριν τη χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο διαφόρων υποθέσεων, η αξιολόγηση της ανταπόκρισης των καλλιεργειών σε διάφορες γεωργικές πρακτικές γινόταν με το σχεδιασμό πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων περιορίζονται συχνά σε επίπεδο πειράματος αγρού.

'''4. Δορυφορικές εικόνες'''

Πολυφασματικές εικόνες από τους δορυφόρους Landsat-5 Thematic Mapper (L5), SPOT-4 (S4).

'''5. Χρησιμότητα των δεκτών / καναλιών'''

Μια σειρά οπτικών αισθητήρων δορυφόρου απαιτείται για τη δημιουργία των δεικτών βλάστησης σε επίπεδο εικονοστοιχείου. Πολλοί δορυφόροι περιλαμβανομένων των Landsat και SPOT, έχουν χωρικές αναλύσεις κατάλληλες για την παραγωγή πληροφοριών σε επίπεδο αγρού, καλύπτοντας έτσι μεγάλες εκτάσεις. Επειδή η επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις καλλιέργειες ποικίλλει εξαρτώμενη από το έδαφος, τις καιρικές συνθήκες, το ανάγλυφο της περιοχής, οι δείκτες βλάστησης χρησιμεύουν ως μέσο για την εκτίμηση της αποτελεσματικότητας των επεμβάσεων εκεί όπου υπάρχουν περιορισμένες πληροφορίες.

'''6. Προεπεξεργασίες'''

Οι δορυφορικές εικόνες ορθο-διoρθώθηκαν στο PCI Geomatica με χρήση της πλατφόρμας ephemeris, τα διανυσματικά εδαφικά σημεία ελέγχου και τα ψηφιακά υψομετρικά μοντέλα.

'''7. Ψηφιακές επεξεργασίες / αλγόριθμοι'''

Οι ατμοσφαιρικές διορθώσεις στη συνέχεια εφαρμόστηκαν στα οπτικά δεδομένα χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο ATCOR.

'''8. Ειδικές επεξεργασίες GIS '''

Οι δορυφορικές εικόνες επεξεργάστηκαν με το λογισμικό ArcMap 9.1 (ESRI, Redlands,CA) Geographic Information System (GIS).

'''9. Μεθοδολογία'''

Η μελέτη αυτή σύγκρινε τον κανονικοποιημένο και τον πράσινο κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI και GNDVI) για το καλαμπόκι (''Zea mays'' L.) και τη σόγια (''Glycine max'' L.) μεταξύ ελεγχόμενης (CTD) και μη αποστράγγισης (UCTD) σε πειραματικό επίπεδο, σε λεκάνη απορροής στο Οντάριο του Καναδά (έκτασης ~ 950 εκταρίων), από το 2005 έως το 2008. Η υπόθεση ήταν ότι οι δείκτες βλάστησης μπορούν να παράξουν πληροφορίες για την ανταπόκριση των καλλιεργειών σε αυξημένο νερό και θρεπτικά συστατικά μετά την επέμβαση της ελεγχόμενης αποστράγγισης. Οι κύριοι στόχοι αυτής της εργασίας ήταν να συγκριθούν ο κανονικοποιημένος και ο πράσινος κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης του καλαμποκιού και της σόγιας για τις δύο πρακτικές για 3 χρόνια παρατήρησης και να συγκριθούν οι πραγματικές αποδόσεις με τις προβλεπόμενες με γραμμικά μοντέλα παλινδρόμησης.

'''10. Αποτελέσματα'''

Τα αποτελέσματα έδειξαν πιο ομοιόμορφη ανάπτυξη των καλλιεργειών με ελεγχόμενη αποστράγγιση από ότι σε αυτά με μη ελεγχόμενη και κατά μέσο όρο αυξημένες αποδόσεις κατά 3% και 4%, αντίστοιχα για το καλαμπόκι και τη σόγια στα τεμάχια με ελεγχόμενη εδαφική αποστράγγιση, αλλά επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες πχ λίπανση (Διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5).
Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων έγινε με το λογισμικό Statistica 8.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK).

[[ Εικόνα:mm2012004.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1.''' Μέσοι όροι των συγκομισθέντων αποδόσεων των καλλιεργειών. Άξονας Χ: ζεύγη αγρών, άξονας Ψ: αποδόσεις. Στα ζεύγη των αγρών (Field pairs) εφαρμόστηκαν ίδιες γεωργικές πρακτικές και δεν εφαρμόστηκε λίπανση. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks05.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks07.JPG | thumb | left | '''Διάγραμμα 3.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης καλαμποκιού σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks09.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 4.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

Συνολικά φάνηκε από τη στατιστική επεξεργασία ότι δεν υπήρχε αρνητική επίδραση της ελεγχόμενης αποστράγγισης στις αποδόσεις των συγκεκριμένων καλλιεργειών, για το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και το χώρο μελέτης και ότι υπάρχουν σοβαρές ενδείξεις για αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών (Διάγραμμα 6).

[[ Εικόνα:mm2012ks11.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 5.''' Μέσοι όροι (με log- μετατροπή) των NDVI και GNDVI για τα διάφορα στάδια ανάπτυξης σόγιας σε μη λιπασμένα τεμάχια. Οι δορυφορικές εικόνες (L5: Landsat-5 και S4: SPOT-4) και τα στάδια (V: βλαστικά, R: αναπαραγωγικά) απεικονίζονται στον άξονα των Χ. ]]

[[ Εικόνα:mm2012ks13.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 6.''' Μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση των προβλεπόμενων αποδόσεων καλαμποκιού και σόγιας. Δίνεται και ο αριθμός των εικονοστοιχείων που χρησιμοποιήθηκε για την πρόβλεψη των τιμών και για τις δύο πρακτικές ελεγχόμενη (CTD) και μη εδαφική αποστράγγιση (UCTD). ]]

'''12. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Αυτή η μελέτη έδειξε ότι η χρήση εικόνων υψηλής χωρικής ανάλυσης από απομακρυσμένες πλατφόρμες τηλεπισκόπησης, για την εξαγωγή δεικτών βλάστησης, μπορεί να είναι χρήσιμη για τον προσδιορισμό των επιπτώσεων της ελεγχόμενης εδαφικής αποστράγγισης στην ανάπτυξη των καλλιεργειών, σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Τέτοιες πληροφορίες μπορεί να είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για τη μοντελοποίηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών και την πρόβλεψη των αποδόσεων. Επιπλέον μπορεί να είναι χρήσιμοι στη λήψη αποφάσεων σε πολιτικό επίπεδο.

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' Using vegetation indices from satellite remote sensing to assess corn and
soybean response to controlled tile drainage

H. Ciceka, M. Sunoharab, G. Wilkesb, H. McNairnb, F. Pickc, E. Toppd, D.R. Lapenb

'''Πηγή:''' ''Agricultural Water Management'' 98 (2010) 261–270
[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T19:36:56Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες και διορθώσεις '''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

'''8. Αποτελέσματα'''

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]

Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου (Εικόνα 9). Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης (Εικόνα 6) και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς (Εικόνα 7). Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1). Ταυτόχρονα δηµιουργήθηκε ο χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988, µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς, για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009.

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 ]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''9. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. ''International Journal of Geographical Information Science'', 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T19:35:00Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες και διορθώσεις '''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

'''8. Αποτελέσματα'''

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]

Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου (Εικόνα 9). Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης (Εικόνα 6) και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς (Εικόνα 7). Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1). Ταυτόχρονα δηµιουργήθηκε ο χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988, µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς, για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009.

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 ]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''9. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T19:32:31Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες και διορθώσεις '''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

'''8. Αποτελέσματα'''

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]

Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου (Εικόνα 9). Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης (Εικόνα 6) και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς (Εικόνα 7). Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1). Ταυτόχρονα δηµιουργήθηκε ο χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988, µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς, για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009.

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 ]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''9. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T15:24:26Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες, διορθώσεις και αποτελέσματα'''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]
Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου. Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς. Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1).

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]][[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 δηµιουργήθηκε για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009 µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''8. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T15:23:46Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες, διορθώσεις και αποτελέσματα'''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]
Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου. Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς. Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1).

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]][[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 δηµιουργήθηκε για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009 µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''8. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T15:11:55Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''
[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | right | '''Εικόνα 1'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Από την επεξεργασία των στοιχείων για την Κεφαλονιά δημιουργήθηκε ο χάρτης που παρουσιάζεται στην Εικόνα 1.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες, διορθώσεις και αποτελέσματα'''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]
Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου. Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς. Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1).

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]][[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 8'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 δηµιουργήθηκε για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009 µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''8. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T15:00:41Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | right | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''

Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Τα παραπάνω ταξινοµήθηκαν σε πίνακες.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 1'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες, διορθώσεις και αποτελέσματα'''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:

α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.

β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.

Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]

[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | rigght | '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]
Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου. Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς. Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1).

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]][[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 δηµιουργήθηκε για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009 µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''8. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Χαρτογράφηση καμμένων εκτάσεων με αξιοποίηση του Δ΄Τεύχους της Εφημερίδας της Κυβέρνησης. Το παράδειγμα της Κεφαλονιάς.

2012-01-29T14:44:31Z

Makmarian:

'''1. Αντικείμενο της Εφαρμογής'''

Το Τεύχος Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης αποτελεί σημαντική πηγή πρωτογενούς πληροφορίας για το ιστορικό των δασικών πυρκαγιών. Η σημαντικότητά του οφείλεται στο γεγονός ότι ανάμεσα στις πράξεις και αποφάσεις που δημοσιεύονται σε αυτό υπάρχουν και οι πράξεις κήρυξης αναδασωτέων εκτάσεων. Για τις πράξεις αυτές, η έκδοση του τεύχους ∆΄, αποτελεί στην ουσία, εν δυνάµει πολιτική πρόληψης µε σκοπό την προστασία των δασών και δασικών εκτάσεων της xώρας, δεδοµένου του ότι σε αυτό υπάρχουν καταχωρηµένα από το 1959 έως σήµερα όλα τα γεγονότα που αποτελούν για την επίσηµη πολιτεία τις δασικές πυρκαγιές που έχουν συντελεστεί στον ελλαδικό χώρο.

'''2. Στόχος της Εφαρμογής'''

Τα γεγονότα για τα οποία έχουν κηρυχθεί αναδασωτέες οι εκτάσεις που κάηκαν, συνοδεύονται από πλήρη στοιχεία στις περισσότερες περιπτώσεις, ικανά να αποδελτιωθούν και να συγκροτήσουν βάση δεδοµένων για εισαγωγή και επεξεργασία σε συστήµατα Γεωγραφικών Πληροφοριών -(Καταγραφή Ιστορικού). Τα αποσπάσµατα των χαρτών, αν και είναι σε µορφή φωτοτυπίας χωρίς συντεταγµένες, που συµπεριλαµβάνονται σε κάθε απόφαση µπορούν να αποτελέσουν υλικό µέσω συγκεκριµένης τεχνικής για την χαρτογράφηση όλων των εκτάσεων που έχουν καεί καθώς και την περαιτέρω ανάλυσή τους – (Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων).

'''3. Ιστορική αναδρομή'''

Οι δασικές πυρκαγιές που έχουν καταγραφεί στη χώρα από το 1959 µέχρι και το 2008 αριθµούν τα 64.374 συµβάντα και το σύνολο της καμένης έκτασης αποτιµάται σε 17.388.191 στρέµµατα (∆ιαγράμµατα 1 και 2).

[[ Εικόνα:mm2012td01.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 1''' ]][[ Εικόνα: mm2012td02.jpg | thumb | center | '''Διάγραμμα 2''']]

Σε ότι αφορά στο τεύχος ∆’ για τη περίοδο 1959-2008 έχουν δηµοσιευτεί 37.482 φύλλα, τα οποία κατανέµονται ανά έτος, όπως φαίνονται στο Διάγραμμα 3.

[[ Εικόνα: mm2012td03.jpg | thumb | left | '''Διάγραμμα 3''']]

Η διάθεση των τευχών από το Εθνικό Τυπογραφείο µέχρι και τον Ιούλιο του 2010 γίνονταν υπό τη µορφή ετήσιας συνδροµής, κάτι που δυσχέραινε την αξιοποίηση τους ως πηγή πρωτογενών δεδοµένων. Επιπλέον, στους συνδροµητές διατίθενται σε ψηφιακή µορφή από το έτος 1986 και µετά. Σήµερα η διάθεση του τεύχους γίνεται δωρεάν. Το Εθνικό Τυπογραφείο έχει ψηφιοποιήσει τα ΦΕΚ, τουλάχιστον του τεύχους ∆’ για όλα τα έτη δηµοσίευσής του από το 1959, αλλά για το χρονικό διάστηµα 1959 ως και 1986 η διάθεση γίνεται κατόπιν παραγγελίας.
Η αποδελτίωση του συνόλου των ΦΕΚ του τεύχους ∆΄της Εφηµερίδας της Κυβέρνησης µπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή συνολικής και ενιαίου τύπου βάσης δεδοµένων δασικών πυρκαγιών, στην χαρτογράφηση όλων των δασικών καµένων εκτάσεων της χώρας για τα τελευταία 25 χρόνια τουλάχιστον αλλά και µελλοντικά, γεγονός ζωτικής σηµασίας που θα αναβαθµίσει σηµαντικά τη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών της κάθε γεωγραφικής περιοχής.
Η χρηστικότητα του τεύχους ∆’ που αποτελεί την πλέον αξιόπιστη και επίσηµη πηγή στην διαδικασία καταγραφής του ιστορικού πυρκαγιών, έγκειται στο γεγονός πως σήµερα περισσότερο από ποτέ, υπάρχει η δυνατότητα αξιοποίησης των δεδοµένων πληροφορίας µε την χρήση των Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών.

'''4. Μεθοδολογία'''

Η περιοχή µελέτης είναι ο νοµός Κεφαλληνίας εκτός της νήσου Ιθάκης και για αυτό το λόγο λήφθηκαν υπόψη τα φύλλα που αφορούσαν αποκλειστικά τη νήσο Κεφαλληνίας. Από τα 797 φύλλα του τεύχους ∆’ εξακριβώθηκαν 594 συµβάντα δασικών πυρκαγιών και 298 συµβάντα που αφορούν κυρίως εκχερσώσεις και αποψιλώσεις. Τα παραπάνω ταξινοµήθηκαν σε πίνακες.

'''5. Χαρτογράφηση των συμβάντων - Τεκμηρίωση της γεωαναφοράς των αποσπασμάτων φύλλου χάρτη'''

Το απόσπασµα φύλλου χάρτη συνοδεύει την ξεχωριστή πράξη κήρυξης αναδασωτέας έκτασης και δηµοσιεύεται µαζί µε αυτή ως αναπόσπαστο τµήµα. Σε κάθε απόσπασµα εµφανίζεται σε σµίκρυνση συνήθως 70-80 %, όταν πρόκειται για εκτενείς επιφάνειες, το πολύγωνο της έκτασης που έχει υποστεί ζημιά. Επιπλέον, συναντώνται και διαφορές στην κλίµακα του κάθε αποσπάσµατος (1:20.000 και 1:5.000). Η χαρτογράφηση των δασικών πυρκαγιών και των συµβάντων εκχερσώσεων και αποψιλώσεων βασίστηκε στις εικόνες που λήφθηκαν από τα αποσπάσµατα των πράξεων κήρυξης αναδασωτέας έκτασης. Ταξινοµήθηκαν ανά έτος και αποτέλεσαν υλικό χαρτογράφησης. Στη φάση που βρίσκονταν, αποτελούσαν απλές φωτοτυπίες συνεπώς έπρεπε να γεωαναφερθούν και να αποκτήσουν συντεταγµένες. Κατά την διαδικασία γεωαναφοράς έπρεπε να εξαλειφθούν στο µέτρο του δυνατού τα προβλήµατα που προέκυπταν από τις διαφορετικές κλίµακες και δεύτερον από το γεγονός ότι σε πολλές περιπτώσεις τα αποσπάσµατα είναι υπό σµίκρυνση.

'''6. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών και βάσεων δεδομένων'''

Για να γίνει η γεωαναφορά των αποσπασµάτων που ήταν σε κλίµακα 1:20.000, χρησιµοποιήθηκαν ως υπόβαθρο οι χάρτες της Γ.Υ.Σ κλίµακας 1:50.000. Από τα στοιχεία των καταγραφών, εντοπίζονταν η θέση και η περιοχή του συµβάντος και το αντίστοιχο απόσπασµα «έπαιρνε θέση» στην περιοχή του χάρτη. Κατόπιν µε την προβολή του υπό διαφάνεια πάνω στο χάρτη της ΓΥΣ ήταν δυνατή η γεωαναφορά του µε σηµεία ελέγχου, που επιλέγονταν από το απόσπασµα και επαληθεύονταν πάνω στο υπόβαθρο, µε τελικό σκοπό την πλήρη ταύτιση χάρτη και αποσπάσµατος (Εικόνα 1). Με τη διαδικασία αυτή οποιοδήποτε RMS error εξαλείφεται και στην ουσία το απόσπασµα αποκτά σωστές συντεταγµένες και αποκτά το πραγµατικό RMS error του χάρτη της Γ.Υ.Σ το οποίο βρίσκεται στα ανεκτά πλαίσια (<12). Η όποια σµίκρυνση του αποσπάσµατος, επίσης εξαλείφεται αφού αποκτά σωστές συντεταγµένες.

[[ Εικόνα: mm2012td04.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 1'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 4547 ΦΕΚ 204/1986 τ.∆’) κλίµακας 1:20000 που προέκυψε µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο της Γ.Υ.Σ.]][[ Εικόνα: mm2012td05.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 2'''. Γεωαναφερµένο απόσπασµα χάρτη (Απόφαση 7820 ΦΕΚ 682/2007 τ.∆’) µε την διαδικασία της απόλυτης ταύτισης µε το υπόβαθρο του Google Earth.]]

Για την γεωαναφορά των αποσπασµάτων τα οποία είχαν κλίµακα 1:5000 ακολουθήθηκε παρόµοια διαδικασία, µετά όµως από την ενοποίηση µωσαϊκού χαρτών, ανάλυσης περίπου από υψόµετρο 1200-2000 µέτρα, από το Google Earth, οι οποίοι και γεωαναφέρθηκαν. Το προφανές σε αυτή την περίπτωση είναι η χρήση χαρτών 1:5000 της Γ.Υ.Σ αλλά η χρήση τους κοστίζει υπερβολικά. Η χωρική ανάλυση που δίνεται σε αυτό το υψόµετρο προβολής του υπόβαθρου του Google, επιτρέπει την χρησιµοποίησή του ως υποβάθρου για την γεωαναφορά χαρτών κλίµακας 1:5000. Στους χάρτες του Google Earth προβάλλονταν αρχικώς οι περιοχές των ΟΤΑ, µε σκοπό τον εύκολο εντοπισµό της θέσης πάνω στο χάρτη, στοιχείο που λαµβάνονταν από τους πίνακες καταγραφών. Η γεωαναφορά προέκυπτε µετά από την απόλυτη ταύτιση αποσπάσµατος και χάρτη του Google (Εικόνα 2). Και στις δύο περιπτώσεις τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν ήταν γεωαναφερµένα σε σύστηµα ΕΓΣΑ 87.

'''7. Ειδικές επεξεργασίες, διορθώσεις και αποτελέσματα'''

Σε όλη τη διαδικασία γεωαναφοράς και µε τους δύο τρόπους υπάρχουν σφάλµατα στην απόλυτη ταύτιση των αποσπασµάτων µε τα υπόβαθρα που χρησιµοποιήθηκαν και κυρίως οφείλονται:
α. στην κακή ποιότητα του αποσπάσµατος που δηµοσιεύεται στο ΦΕΚ σε αρκετές περιπτώσεις, ειδικά στα αποσπάσµατα παλαιότερων ετών. Εδώ, επιλέγονταν η καλύτερη δυνατή προσέγγιση.
β. Στην απόκλιση που παρουσιάζεται µεταξύ των χαρτών 1:5000 και του µωσαϊκού χαρτών του Google Earth αν και αυτοί γεωαναφέρθηκαν σε σύστηµα ΕΓΣΑ87. Η απόκλιση στις περιπτώσεις (α) και (β) είναι µη υπολογίσιµη, γι αυτό και τα αποσπάσµατα γεωαναφέρθηκαν τελικά.
Το αποτέλεσµα που προέκυψε, ήταν το σύνολο των αποσπασµάτων µε διαφορετικές πλέον ιδιότητες, αυτές του χάρτη, να αποτελέσει υλικό µέσω του οποίου να είναι δυνατή η ψηφιοποίηση των πολυγώνων των κατεστραµµένων εκτάσεων. Από το σηµείο αυτό και µετά σε κάθε εγγραφή ψηφιοποιηµένου πολυγώνου δίδονταν ο κωδικός αριθµός συµβάντος (Id) ανάλογα µε τον πίνακα καταγραφών και το αποσπάσµα που χρησιµοποιούνταν.
Όταν ψηφιοποιήθηκαν όλα τα πολύγωνα, προέκυψε µέσω του κωδικού συµβάντος η «ένωση» του ψηφιοποιηµένου αρχείου των πολυγώνων και του πίνακα καταγραφών.

[[ Εικόνα: mm2012td06.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 3'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων και κατανομής αυτών ανά έτος για την περίοδο 1985 – 2008.]]
Εικόνα 4. Χάρτης πολλαπλά καμένων
[[ Εικόνα: mm2012td07.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 4'''. Χάρτες καμένων εκτάσεων εκτάσεων για την περίοδο 1985 – 2008.]][[ Εικόνα: mm2012td08.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 5'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης αιτία ανθρωπογενών επιδράσεων και συσχέτιση με τα γεγονότα πυρκαγιάς.]]

Με βάση τα διαθέσιµα στοιχεία που υπήρξαν από τα πρώτα αποτελέσµατα κρίθηκε σκόπιµο να υπολογιστεί ενδεικτικά ο κίνδυνος πυρκαγιάς που υπάρχει στο νησί και να προκύψουν οι αντίστοιχοι χάρτες. Για το σκοπό αυτό επιλέχθηκε ένα προηγούµενο µοντέλο υπολογισµού που προτάθηκε το 1996 από τους Salas και Chuvieco για τη δημιουργία ενός συνθετικού χάρτη κινδύνου. Ο χάρτης αυτός προέκυψε, συνδέοντας τον κίνδυνο έναρξης και τον κίνδυνο εξάπλωσης πυρκαγιάς. Η σύνθεση των δύο χαρτών προκύπτει µετά από ταξινόµηση των τελικών κλάσεων κινδύνου σε πίνακα κατηγοριοποίησης των τιµών του κινδύνου. Για παράδειγµα για περιοχή υψηλού κινδύνου έναρξης και περιοχή μέτριου κινδύνου εξάπλωσης ο τελικός κίνδυνος πυρκαγιάς είναι μέτριος (Πίνακας 1).

[[ Εικόνα: mm2012td13.jpg | thumb | center| '''Πίνακας 1.''' Κατηγοριοποίηση των τιµών κινδύνου]]

[[ Εικόνα: mm2012td09.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 6'''. Χάρτης κινδύνου έναρξης πυρκαγιάς]][[ Εικόνα: mm2012td10.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 7'''. Χάρτης κινδύνου εξάπλωσης πυρκαγιάς]]

[[ Εικόνα: mm2012td11.jpg | thumb | left | '''Εικόνα 9'''. Χάρτης κινδύνου πυρκαγιάς 1988 δηµιουργήθηκε για την τεκµηρίωση του χάρτη του 2009 µε κατάλληλη συσχέτιση των γεγονότων πυρκαγιάς]][[ Εικόνα: mm2012td12.jpg | thumb | center | '''Εικόνα 10'''. Χάρτης κινδύνου 2009, προέκυψε με βάση τον Πίνακα 1]]

'''8. Αξιολόγηση της μεθόδου'''

Η αξιοποίηση των αποφάσεων του Τεύχους Δ΄ της Εφημερίδας της Κυβέρνησης, σε τοπικό αλλά και εθνικό επίπεδο οδηγεί στη σαφή και ολοκληρωμένη γνώση του ιστορικού των δασικών πυρκαγιών για τα τελευταία 25 χρόνια. Το ιστορικό αυτό αποτελεί μια εν δυνάμει εξελισσόμενη βάση δεδομένων, η περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία της οποίας σε συνδυασμό με τη χαρτογράφηση των καμένων περιοχών μπορεί να καθορίσει αποφάσεις και δράσεις προς την κατεύθυνση της πρόληψης, της διαχείρισης και της καταστολής των δασικών πυρκαγιών.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Chuvieco E.,Salas J., (1996).Mapping the spatial distribution of forest fire danger using GIS. International Journal of Geographical Information Science, 10(3): p. 333 — 345

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' ΤΟ ΤΕΥΧΟΣ ∆’ ΤΗΣ ΕΦΗΜΕΡΙ∆ΑΣ ΤΗΣ ΚΥΒΕΡΝΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ∆ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΑΜΕΝΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ ΤΗΣ ΕΛΛΑ∆ΑΣ - ΤΟ ΠΑΡΑ∆ΕΙΓΜΑ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΟΝΙΑΣ

Κουϊνέλης Θ. Ιωάννης, 6ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGIS - Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Πηγή:http://www.hellasgi.gr/index.php?option=com_docman&task=cat_view&gid=32&Itemid=2&limitstart=20

[[category:Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων]]

Αρχείο:Mm2012td13.jpg

2012-01-29T14:42:39Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td13.jpg"

Αρχείο:Mm2012td12.jpg

2012-01-29T14:42:28Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td12.jpg"

Αρχείο:Mm2012td11.jpg

2012-01-29T14:42:15Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td11.jpg"

Αρχείο:Mm2012td10.jpg

2012-01-29T14:41:57Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td10.jpg"

Αρχείο:Mm2012td09.jpg

2012-01-29T14:41:32Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td09.jpg"

Αρχείο:Mm2012td08.jpg

2012-01-29T14:40:56Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td08.jpg"

Αρχείο:Mm2012td08.jpg

2012-01-29T14:40:24Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td08.jpg"

Αρχείο:Mm2012td07.jpg

2012-01-29T14:40:10Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td07.jpg"

Αρχείο:Mm2012td06.jpg

2012-01-29T14:39:52Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td06.jpg"

Αρχείο:Mm2012td05.jpg

2012-01-29T14:39:28Z

Makmarian: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Mm2012td05.jpg"