Εντοπισμός ρευστοποιήσεων με τη βοήθεια δορυφορικών εικόνων
Από RemoteSensing Wiki
Αντικείμενο της εφαρμογής Εντοπισμός ρευστοποιήσεων με τη βοήθεια δορυφορικών εικόνων
Στόχος της εφαρμογής Στόχος της παρούσας μελέτης είναι να παρουσιάσει τη χρησιμότητα των δορυφορικών εικόνων στον εντοπισμό περιοχών που βίωσαν φαινόμενα ρευστοποίησης και στον προσδιορισμό εκείνων που κινδυνεύουν να ρευστοποιηθούν κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Συγκεκριμένα μελετώνται η περιοχή Nankai και περιοχές της Ηλείας, όπου η μεν πρώτη ρευστοποιήθηκε κατά το σεισμό του Kobe (Μ=7,2R), ενώ η δε δεύτερη κατά το σεισμό του Πύργου (M=5,5R).
Πως γινόταν παλαιότερα χωρίς τηλεπισκόπηση Μέχρι τώρα η έρευνα για την διερεύνηση της πιθανότητας ρευστοποιήσεων σε περιοχές, βασίζονταν κυρίως στην χρησιμοποίηση ιστορικών στοιχείων, γεωλογικών δεδομένων, γεωτεχνικών δοκιμών υπαίθρου και εργαστηρίου, γεωμορφολογικών στοιχείων κ.λ.π.
Είδη δορυφορικών συστημάτων που χρησιμοποιήθηκαν Από την ανάλυση δορυφορικών εικόνων στην περιοχή μεταξύ 2,08 έως 2,35 μm, που αντιστοιχεί στο κανάλι του μέσου υπέρυθρου του Landsat TM, προέκυψε ότι οι περιοχές Nankai και Ηλεία εμφανίζονταν λευκές στη δυαδική εικόνα και είχαν τιμές threshold 27 και 35 αντίστοιχα. Η μικρή διαφορά στις τιμές οφειλόταν στην διαφορετική χρήση γης στις 2 περιοχές. Η περιοχή Nankai ήταν αστικοποιημένη, ενώ η Ηλεία ήταν χέρσο έδαφος.
Χρησιμότητα των δεκτών που χρησιμοποιήθηκαν Οι δέκτες Landsat γενικά επικεντρώνονται στις πλουτοπαραγωγικές πηγές του πλανήτη σε τομείς όπως η γεωλογία, οι μετρήσεις βιομάζας, η χαρτογράφηση των δασών, οι χρήσεις γης, η εδαφοκάλυψη, οι περιβαλλοντικές αλλαγές, οι παράκτιες περιοχές.
Προεπεξεργασίες, προχωρημένες, ειδικές και ψηφιακές επεξεργασίες και αποτελέσματά τους, χάρτες και αιτιολόγηση της χρησιμοποίησης κάθε στοιχείου Η δυνατότητα προσδιορισμού των διαφόρων ειδών γεωλογικών σχηματισμών από την ανάλυση δορυφορικών εικόνων αποτελεί τη βάση για τον εντοπισμό και εκείνων των περιοχών που κινδυνεύουν να εμφανίσουν ή έχουν εμφανίσει απώλεια της διατμητικής τους αντοχής (ρευστοποίηση) κατά τη διάρκεια σεισμών. Τα τηλεσκοπικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα έρευνα είναι ψηφιακές δορυφορικές εικόνες Landsat 5 TM όπου εικονίζονται οι περιοχές Nankai της Κεντρικής Ιαπωνίας και περιοχές της Ηλείας. Τα δεδομένα αναλύθηκαν στο κανάλι 7 του Landsat διότι συνεισφέρει στη διάκριση επιφανειακών γεωλογικών σχηματισμών, την αναγνώριση ζωνών που προκύπτουν από θερμική εξαλλοίωση πετρωμάτων και υποδεικνύει περιοχές με χαλαρά ιζήματα, όπως άμμοι και ιλύες, άρα βοηθάει και στον προσδιορισμό περιοχών που είναι επιρρεπείς στη ρευστοποίηση εφόσον οι άμμοι και οι ιλύες κινδυνεύουν πιο πολύ από το φαινόμενο αυτό, ειδικά αν περιέχουν νερό. Μέχρι τώρα η έρευνα για τη διερεύνηση της πιθανότητας ρευστοποιήσεων σε περιοχές βασίζονταν κυρίως στην χρησιμοποίηση ιστορικών στοιχείων, γεωλογικών δεδομένων, γεωτεχνικών δοκιμών υπαίθρου και εργαστηρίου, γεωμορφολογικών στοιχείων κλπ με εξαιρετικά υψηλό κόστος. Στην περίπτωση που εξετάζουμε καθορίστηκε αρχικά μια αρχική τιμή (threshold) μεταξύ 0 και 256 για τη δημιουργία της πρώτης επεξεργασμένης εικόνας. Έγινε, δηλαδή, επέμβαση στο ιστόγραμμα της ψηφιακής εικόνας και προέκυψε μια ασπρόμαυρη. Τα pixels που είχαν 256 αποχρώσεις του γκρι χωρίστηκαν και πήραν τις τιμές 0 για το μαύρο και 255 για το άσπρο. Έτσι, οι περιοχές με την υψηλότερη ανάκλαση έγιναν άσπρες και οι περιοχές με τη μεγαλύτερη απορρόφηση έγιναν μαύρες. Στη συνέχεια δόθηκαν άλλες τιμές ως αρχική τιμή και η διαδικασία σταμάτησε όταν η παραγόμενη εικόνα έμοιαζε αρκετά με τον χάρτη κατανομής των ρευστοποιήσεων στις 2 περιοχές. Τελικά διαπιστώθηκε ότι οι λευκές περιοχές των ψηφιακών εικόνων ταυτίζονταν με τις ρευστοποιημένες περιοχές.
Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων Η ανάλυση δορυφορικών εικόνων μπορεί να συμβάλλει στον εντοπισμό περιοχών που αντιμετωπίζουν προβλήματα ρευστοποιήσεων γρήγορα και με χαμηλό κόστος. Η αύξηση της διακριτικής ικανότητας των τηλεσκοπικών δεδομένων θα βοηθήσει στη χρήση της τηλεπισκόπησης σαν αντικειμενικό στοιχείο προσδιορισμού της επικινδυνότητας για ρευστοποίηση. Η Εικόνα 1 παρουσιάζει το κανάλι 7 της δορυφορικής φωτογραφίας Landsat 5 TM για την περιοχή του Kobe και η Εικόνα 2 είναι η επεξεργασμένη δυαδική μορφή για την ίδια περιοχή με τιμή threshold 27.
Πηγή 1. Ε. Λέκκας, Ε. Βασιλάκης, «Ανάλυση δορυφορικών εικόνων για των εντοπισμό ρευστοποιήσεων – Συγκριτικά στοιχεία από τους σεισμούς του Κόμπε και του Πύργου», 5ο Πανελλήνιο Γεωγραφικό Συνέδριο 2. Κωνσταντίνος Καρτάλης – Χαράλαμπος Φειδάς, Βιβλίο «Αρχές και εφαρμογές της δορυφορικής τηλεπισκόπησης», Β. Γκιούρδας Εκδοτική
