Η Ανάπτυξη Αντικειμενοστραφούς Μοντέλου για τη Χαρτογράφηση Καμένων Εκτάσεων με τη Χρήση Δορυφορικών εικόνων Aster
Από RemoteSensing Wiki
Πολυχρονάκη Α. (2007). Η Ανάπτυξη Αντικειμενοστραφούς Μοντέλου για τη Χαρτογράφηση Καμένων Εκτάσεων με τη Χρήση Δορυφορικών εικόνων Aster. Μεταπτυχιακή Διατριβή Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Σχολή Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος Εργαστήριο Δασικής Διαχειριστικής και Τηλεπισκόπησης
Αντικείμενο Διατριβής
Το αντικείμενο της διατριβής είναι η χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων
Στόχος της Διατριβής
Ο στόχος της εργασίας αυτής ήταν η ανάπτυξη ενός αντικειμενοστραφούς μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων με τη χρήση δορυφορικών εικόνων ASTER.
Συγκεκριμένα, οι επιμέρους στόχοι ήταν:
• Η ανάπτυξη ενός αντικειμενοστραφούς μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων με τη χρήση μιας ατμοσφαιρικά διορθωμένης εικόνας ASTER
• Η ανάπτυξη ενός αντικειμενοστραφούς μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων με τη χρήση μιας μη ατμοσφαιρικά διορθωμένης εικόνας ASTER
• Η σύγκριση και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της χαρτογράφησης που προέκυψαν από τα δυο μοντέλα που αναπτύχθηκαν
• Η εξέταση της δυνατότητας εφαρμογής του μοντέλου που έδωσε το καλύτερο αποτέλεσμα για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων σε άλλη περιοχή με τη χρήση της ίδιας εικόνας ASTER
• Η περαιτέρω εξέταση της δυνατότητας εφαρμογής του μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων περιοχών με τη χρήση μιας διαφορετικής εικόνας ASTER.
Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων
Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν:
• Μια εικόνα ASTER (L1A) στην οποία έχουν αποτυπωθεί οι καμένες περιοχές στην Πορτογαλία με ημερομηνία λήψης το καλοκαίρι του 2003
• Μια εικόνα ASTER (L1B) στην οποία έχουν αποτυπωθεί οι καμένες περιοχές στην Ισπανία με ημερομηνία λήψης το καλοκαίρι του 2003
• Οι χάρτες με τις περιμέτρους των πυρκαγιών οι οποίοι παράχθηκαν από την Πορτογαλική και την Ισπανική Δασική υπηρεσία, αντίστοιχα.
Προεπεξεργασίες
Διόρθωση λαθών και αφαίρεση ελαττωμάτων που τυχόν υπάρχουν στις εικόνες. Η δορυφορική εικόνα ASTER διορθώθηκε ατμοσφαιρικά. Συγκεκριμένα, ο Spatially-Adaptive Fast Atmospheric Correction Algorithm (ATCOR2) εφαρμόστηκε. Οι κατάλληλες ατμοσφαιρικές συνθήκες για τη στιγμή της λήψης της εικόνας έπρεπε να βρεθούν, και το αρχείο με τους συντελεστές co και c1 έπρεπε να δημιουργηθεί.
Ψηφιακές επεξεργασίες
Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην εργασία αυτή συμπεριέλαβε την ανάπτυξη δυο αντικειμενοστραφών μοντέλων με τη χρήση μιας δορυφορικής εικόνας ASTER. Το πρώτο μοντέλο που αναπτύχθηκε βασίστηκε στην ατμοσφαιρικά διορθωμένη εικόνα ASTER, ενώ το δεύτερο μοντέλο βασίστηκε στην ίδια μη ατμοσφαιρικά διορθωμένη εικόνα ASTER. Οι ακρίβειες των ταξινομήσεων των καμένων περιοχών που προέκυψαν από τα δυο μοντέλα υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας ως σημεία αναφοράς την περίμετρο που παραχωρήθηκε από τη Δασική Υπηρεσία της Πορτογαλίας και συγκρίθηκαν μεταξύ τους.
Σημαντικά αποτελέσματα
Το βασικό συμπέρασμα που προκύπτει από την αυτή την εργασία, είναι ότι ο συνδυασμός της αντικειμενοστραφής μεθόδου ταξινόμησης με τα δορυφορικά δεδομένα ASTER έχει σαν αποτέλεσμα την επιτυχημένη και ακριβή χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της εργασίας κατέδειξαν τη μεγάλη δυνατότητα εφαρμογής του αντικειμενοστραφούς μοντέλου που αναπτύχθηκε για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων σε διαφορετικές περιοχές. Σύμφωνα με τους στόχους της εργασίας, τα κυριότερα συμπεράσματα συνοψίζονται παρακάτω:
Στόχος 1: Η ανάπτυξη ενός αντικειμενοστραφούς μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων με τη χρήση μιας ατμοσφαιρικά διορθωμένης εικόνας ASTER:
• Το αντικειμενοστραφές μοντέλο που αναπτύχθηκε με τη χρήση της ατμοσφαιρικά διορθωμένης εικόνας είχε ως αποτέλεσμα την πολύ επιτυχημένη χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων (98.38% συνολική ακρίβεια)
Στόχος 2: Η ανάπτυξη ενός αντικειμενοστραφούς μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων με τη χρήση μιας μη ατμοσφαιρικά διορθωμένης εικόνας ASTER:
• Το αντικειμενοστραφές μοντέλο που αναπτύχθηκε με τη χρήση της ατμοσφαιρικά διορθωμένης εικόνας είχε ως αποτέλεσμα την πολύ επιτυχημένη χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων (98.88% συνολική ακρίβεια)
Στόχος 3: Η σύγκριση και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων της χαρτογράφησης που προέκυψαν από τα δυο μοντέλα που αναπτύχθηκαν:
• Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων της χαρτογράφησης των καμένων εκτάσεων από τα δύο μοντέλα, προέκυψε ότι το μοντέλο που αναπτύχθηκε με βάση τη μη-ατμοσφαιρικά διορθωμένη εικόνα παρουσίασε μεγαλύτερη συνολική ακρίβεια χαρτογράφησης του.
• Από τη σύγκριση, προέκυψε επίσης ότι η διαδικασία της ατμοσφαιρικής διόρθωσης της εικόνας ASTER δεν είναι αναγκαία όταν χρησιμοποιείται η αντικειμενοστραφής μέθοδος ταξινόμησης.
Στόχος 4: Η εξέταση της δυνατότητας εφαρμογής του μοντέλου που έδωσε το καλύτερο αποτέλεσμα για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων σε άλλη περιοχή με τη χρήση της ίδιας εικόνας ASTER:
• Η συνολική ακρίβεια της χαρτογράφησης καμένων εκτάσεων σε άλλες περιοχές με την εφαρμογή του μοντέλου που αναπτύχθηκε ήταν πολύ μεγάλη (98.50%).
• Ωστόσο, πρέπει να τονιστεί ότι πριν την εφαρμογή του μοντέλου που αναπτύχθηκε, απαραίτητη ήταν η προσαρμογή του όσον αφορά τις τιμές των χαρακτηριστικών των αντικειμένων που χρησιμοποιήθηκαν. Το γεγονός αυτό μπορεί να αποδοθεί στο διαφορετικό βαθμό έντασης της πυρκαγιάς και το χρονικό διάστημα που μεσολάβησε μεταξύ της εκδήλωσης της πυρκαγιάς και της ημερομηνίας λήψης της δορυφορικής εικόνας.
Στόχος 4: Η περαιτέρω εξέταση της δυνατότητας εφαρμογής του μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων περιοχών με τη χρήση μιας διαφορετικής εικόνας ASTER:
• ο περαιτέρω έλεγχος της δυνατότητας εφαρμογής του μοντέλου για τη χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων σε άλλες περιοχές, έδωσε πάλι πολύ μεγάλη συνολική ακρίβεια (97.75%).
• Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, έτσι και σε αυτή κρίθηκε αναγκαία η προσαρμογή του μοντέλου πριν την εφαρμογή του στην άλλη περιοχή.
