Ένα Πολυπαραμετρικό Σύστημα Προσδιορισμού της Ποιότητας του Νερού στην Υδρολογική Λεκάνη του Ποταμού Κερίτη - Χανιά
Από RemoteSensing Wiki
• Περιοχή Μελέτης: Υδρολογική Λεκάνη Ποταμού Κερίτη
Η υδρολογική λεκάνη Κερίτη έχει έκταση περί τα 176km2. Το μεγαλύτερο τμήμα της υδρολογικής λεκάνης, 75km2 περίπου, αναπτύσσεται σε ανθρακικούς σχηματισμούς, ενώ οι φυλλιτικοί χαλαζιτικοί σχηματισμοί καλύπτουν περί τα 63km2. Στο κατάντη τμήμα της λεκάνης αναπτύσσονται οι νεογενείς σχηματισμοί κυρίως μάργες και κροκαλοπαγή σε έκταση περίπου 16km2. Η υπόλοιπη έκταση περίπου 22km2 αντιστοιχεί στις σύγχρονες αλλουβιακές αποθέσεις κροκάλων, άμμου και αργίλου, κυμαινόμενου πάχους που κατά θέσεις ξεπερνά τα 100μ.
• Στόχος εφαρμογής
Η έρευνα διεξήχθη κατά τη χρονική περίοδο 2004-05. Συλλέχθηκαν δείγματα νερού από 9 διαφορετικά σημεία κατά μήκος της υδρολογικής λεκάνης του ποταμού, προκειμένου να αποτυπωθεί η υδρολoγική λεκάνη του Κερίτη.
• Μεθοδολογία
Χρησιμοποιήθηκαν 28 χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού 1:5000 (Πίνακας 1), από τους οποίους ψηφιοποιήθηκαν ισοϋψείς γραμμές ανά 20 μέτρα, τριγωνομετρικά σημεία, υψομετρικά σημεία, οδικό και υδρογραφικό δίκτυο και οικισμοί (χωριά). Για τις ανάγκες της ψηφιοποίησης χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα ArcMap 8.3 και 9.1. Διάφορες τεχνικές παρεμβολής εφαρμόστηκαν για την καλύτερη χαρτογραφική απόδοση της κατανομής των μετρούμενων παραμέτρων. Η παρεμβολή είναι μια διαδικασία με την οποία δημιουργείται μία επιφάνεια, συνήθως σε raster μορφή, λαμβάνοντας υπόψη τα σημεία των μετρήσεων και έγινε χρήση του αλγόριθμου Inverse distance weighted. Ο αλγόριθμος αυτός δίνει μεγαλύτερη βαρύτητα στα μεμονωμένα σημεία μετρήσεων μέσω συγκεκριμένων συντελεστών βαρύτητας, ανάλογα με την απόσταση αυτών από τα αντίστοιχα κελιά (pixel) της επιφάνειας.
• Σύστημα αναφοράς
Το σύστημα συντεταγμένων που χρησιμοποιήθηκε είναι το ΕΓΣΑ 87’ (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987). Οι χάρτες της Γ.Υ.Σ. είχαν σύστημα συντεταγμένων HATT και το προβολικό σύστημα των 3ο. Η μετατροπή των συντεταγμένων πραγματοποιήθηκε με το υπολογιστικό πρόγραμμα COORD GR.
• Συμπεράσματα
Το σημαντικότερο προβλήματα στην ποιότητα του πόσιμου νερού στις μικρές κοινότητες οφείλεται σε μόλυνση κοπρανώδους προέλευσης. Αρκετές φορές όμως, παρουσιάζονται προβλήματα και από ρύπανση, που οφείλεται σε φυσικές ή ανθρώπινες πηγές. Η τακτική δειγματοληψία νερού μπορεί να εντοπίσει σημεία υδροληψίας που παρουσιάζουν αυξημένα ποσοστά μόλυνσης, ενώ με την ταυτόχρονη χαρτογράφηση της μεταβολής των χημικών συστατικών του νερού υπάρχει η δυνατότητα παρακολούθησης και οριοθέτησης περιοχών που παρουσιάζουν έξαρση του φαινομένου.
3. Πως γινόταν παλαιότερα
Με μετρήσεις, παρατηρήσεις στο πεδίο και στατιστικές επεξεργασίες .
4. Περιοχή Μελέτης
ΝΑ Επαρχία Guizhou, Κομητεία Liping (251440–261310N, 1081370–1091310E), Κίνα.
5. Μεθοδολογία
Στην μελέτη χρησιμοποιήθηκαν δύο εικόνες από τον ETM+ (14 και 21 Μαΐου 2000). Χρησιμοποιώντας τους συντελεστές κέρδους και της απόκλισης, τα αρχικά δεδομένα από τον ETM+ μετατράπηκαν σε ακτινοβολία, από την οποία υπολογίστηκε ο συντελεστής ανάκλασης κάθε μπάντας (εκτός από τη θερμική και την πανγχρωματική ) χρησιμοποιώντας το ``6S πρότυπο (Vermote et al., 1997) .
Έπειτα, οι εικόνες από τον συντελεστή ανάκλασης από τις 2 ημέρες ενώθηκαν για να παράγουν μια εικόνα για ολόκληρη την περιοχή μελέτης. Σε όλες τις εικόνες έγινε γεωαναφορά στο προβολικό σύστημα UTM.
Χρησιμοποιήθηκαν διάφορες μέθοδοι για την μέτρηση οικολογικών παραμέτρων, την επεξεργασία εικόνων τηλεπισκόπησης, και την ανάπτυξη προτύπων υπολογισμού βιομάζας από τηλεπισκοπικά δεδομένα.
• Αρχικά μετρήθηκαν στο πεδίο παράμετροι βλάστησης (LAI-Leaf Area Index, DBH-Diameter Breast Height, ύψος δέντρων και ηλικία δάσους)
• Υπολογίστηκαν δείκτες βλάστησης NDVI, SR, RSR
• Παράχθηκε χάρτης απεικόνισης του LAI (από αλγόριθμο βασισμένο στον δείκτη RSR και τη μετρούμενη παράμετρο LAI)
• Υπολογίστηκαν οι τιμές του AGB από το χάρτη απεικόνισης της παραμέτρου LAI
• Παρήχθησαν μοντέλα AGB
• Παρήχθησαν τελικοί χάρτες με AGB
6. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων
Δορυφόρος LandSAT 7.
7. Είδη δορυφόρων, δεκτών και καναλιών
Χρησιμοποιούνται δεδομένα από το δορυφόρο LandSAT ETM+ . Συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα που προέκυψαν από πληροφορίες των καναλιών R,NIR, SWIR.
8. Προεπεξεργασίες
Για την διόρθωση σφαλμάτων, όπως σκιών κ.τ.λ στο έδαφος εφαρμόστηκε Μέθοδος SCS (Sun-Canopy-Sensor sub-pixel removal ) (Degui Gu, 1998), που είναι κατάλληλη για τη δασική χαρτογράφηση με Landsat ETM+. Αυτή η μέθοδος ποσοτικοποιεί, παραμετρικοποιεί την αλληλεπίδραση μεταξύ της ηλιακής ακτινοβολίας και της βλάστησης σε πλαγιές.
9. Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα
Η κάλυψη εδάφους ταξινομήθηκε σε δύο βήματα. Ο χάρτης NDVI χρησιμοποιήθηκε αρχικά για να ταξινομήσει δασικά και μη-δασικά εικονοστοιχεία μέσω του καθορισμού ενός κατώτατου ορίου NDVI. Στη συνέχεια, τα δάση ταξινομήθηκαν περαιτέρω σε τέσσερις κατηγορίες (κωνοφόρων, μικτών, πλατύφυλλων και μπαμπού) μέσω εποπτευόμενης ταξινόμησης παραλληλεπίπεδου.
10. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων
Στις ορεινές εκτάσεις που αναφέρεται η μελέτη, η ακρίβεια στην ταξινόμηση με μέγεθος εικονοστοιχείου 30x30μέτρα (ΕΤΜ+) είναι αρκετά χαμηλή λόγω της μεγάλης ετερογένειας του εδάφους. Η μέθοδος της επιβλεπόμενης ταξινόμησης παραλληλεπιπέδου δεν έδωσε ακριβή αποτελέσματα για τα διαφορετικά είδη βλάστησης, γεγονός που επηρέασε και τον υπολογισμό του AGB. Η ταξινόμηση με την χρήση οντοτήτων και η χρήση ψηφιακών δεδομένων ανύψωσης βελτιώνουν την ακρίβεια του ETM+ (Dorren et al. (2003)).
Συγγραφείς: G. Zheng, J.M. Chen, Q.J. Tian, W.M. Ju, X.Q. Xia
Πηγή: www.sciencedirect.com, Journal of Environmental Magazine
