ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ: ΔΥΟ ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ
Από RemoteSensing Wiki
ΛΑΖΑΡΟΣ ΤΑΤΣΗΣ, Μηχανικός Χωροταξίας (Αύγουστος 2007)
ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει από όλους αποδεκτό, τόσο σε πλανητικό όσο και σε υπερεθνικό (Ευρωπαϊκό) επίπεδο, ότι η φροντίδα για την διατήρηση, προστασία και παρακολούθηση του περιβάλλοντος αποτελεί τη σημαντικότερη συνιστώσα της αναπτυξιακής διαδικασίας, και μάλιστα στο βαθμό που αντικατοπτρίζει την ποιοτική όψη της ανάπτυξης.
ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Οι τελευταίες εξελίξεις στο χώρο της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, έχουν δώσει μία νέα διάσταση στον αναπτυξιακό σχεδιασμό, καθώς και στον τρόπο διαχείρισης και προστασίας του φυσικού και δομημένου περιβάλλοντος. Από τη μια πλευρά, καινοτόμα δορυφορικά συστήματα απεικόνισης υψηλής χωρικής και φασματικής διακριτικής ανάλυσης, σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη χρήση Συστημάτων Παγκόσμιας Πλοήγησης και Εντοπισμού (G.P.S.) υψηλής ακρίβειας και βελτιωμένα συστήματα επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων, προσφέρουν μεγάλες δυνατότητες στο έργο της απογραφής όλων εκείνων των στοιχείων, φαινομένων και γεγονότων που συγκροτούν το φυσικό και κοινωνικοοικονομικό χώρο μιας περιοχής. Από την άλλη, ο συνδυασμός των παραπάνω πληροφοριών με άλλες βάσεις δεδομένων που προέρχονται από επίγειους ελέγχους, περιβαλλοντικές πληροφορίες και κοινωνικοοικονομικά μοντέλα, προσφέρει πολύτιμα αποτελέσματα όσον αφορά τις χρήσεις γης και το σχεδιασμό του χώρου γενικότερα. Τα τελευταία χρόνια οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις χρησιμοποιούνται ευρέως για την εκτέλεση μιας σειράς εργασιών, όπως είναι για παράδειγμα η αναγνώριση των χρήσεων γης και των φυσικών διαθεσίμων, η αποκάλυψη της ρύπανσης των υδάτων και η διερεύνηση των επιδράσεων του ανθρώπου στο περιβάλλον, ενισχύοντας με αυτόν το τρόπο τη δυνατότητα συσχέτισης και ταξινόμησης των πολυφασματικών πληροφοριών για μεγάλες εκτάσεις. Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) συνδυάζουν τις πληροφορίες από τις δορυφορικές μετρήσεις και τους επίγειους ελέγχους, καθώς και τις υπόλοιπες χωρικά ενταγμένες πληροφορίες, με σκοπό τη διαχείριση των φυσικών και ανθρώπινων διαθεσίμων. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ / ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
Tο βασικό αντικείμενο της Τηλεπισκόπησης αφορά την κατάλληλη χρήση και αξιοποίηση των αεροφωτογραφιών, των δορυφορικών εικόνων και των επαρκών επίγειων ελέγχων, για την απόκτηση δεδομένων και πληροφοριών σε ποικίλα επιστημονικά πεδία, τα οποία απαιτούν τη γνώση μιας πληθώρας στοιχείων, τα οποία θα αποτελέσουν μελλοντικά την βασική υποδομή για κάθε είδους «επέμβαση» ή «αναπτυξιακή δραστηριότητα» στην εν λόγω περιοχή Δεδομένου ότι το αντικείμενο της Τηλεπισκόπησης έχει να κάνει με την απόκτηση και ανάλυση πληροφοριών για το περιβάλλον της γης, οι εφαρμογές της αναφέρονται σε μια πληθώρα επιστημονικών πεδίων, όπως: 1. Γεωλογία και Υδρολογία. 2. Δασολογία. 3. Εδαφολογία. 4. Γεωπονία. 5. Ωκεανογραφία. 6. Οικολογία και Περιβαλλοντικές Μελέτες. 7. Μελέτες Συγκοινωνιακών Έργων. 8. Μελέτες Τεχνικών Έργων-Έλεγχος της Προόδου των Εργασιών στα Τεχνικά Έργα. 9. Γεωργία. 10. Χωροταξία και Πολεοδομία. 11. Γεωγραφία. 12. Αρχαιολογία και Προστασία Μνημείων. 13. Κτηματολόγιο. 14. Καταγραφή, Διερεύνηση, Απογραφή, Χαρτογράφηση και Διαχείριση των Φυσικών και Ανθρώπινων Διαθεσίμων μιας Περιοχής. 15. Κοινωνιολογία
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Εφαρμογή της Τηλεπισκόπησης στη Γεωργία
α) Αναγνώριση και μέτρηση της έκτασης των καλλιεργειών, οι οποίες στηρίζονται στην ανάκλαση που παρουσιάζουν σε διάφορα μήκη κύματος οι διαφορετικές μορφές των φυτικών ειδών. Η έρευνα για την αναγνώριση και ταξινόμηση των καλλιεργειών χρησιμοποιεί στοιχεία, τόσο της τηλεπισκοπικής μεθοδολογίας όσο και της υπαίθρου. Ειδικότερα, καθορίζονται περιοχές ελέγχου (training sites), των οποίων οι καλλιέργειες καταγράφονται προσεκτικά. Εν συνεχεία, με την βοήθεια ειδικού λογισμικού ανάλυσης εικόνας, πραγματοποιείται ταξινόμηση των καλλιεργειών σε ολόκληρη την εικόνα.
β) Πρόβλεψη της παραγωγής, η οποία βασίζεται στα φασματικά χαρακτηριστικά της καλλιέργειας, στα δεδομένα της υπαίθρου, στα δεδομένα προηγούμενων ετών, καθώς και σε συνδυασμό όλων αυτών των δεδομένων με αγρομετεωρολογικά μοντέλα. Η ερευνητική προσπάθεια στρέφεται σε δύο κατευθύνσεις: i) Τη συσχέτιση των χαρακτηριστικών της βλάστησης με την παραγωγή, και ii) την προσπάθεια μέτρησης των διαφόρων παραγόντων που σχετίζονται με την παραγωγή.
γ) Αναγνώριση ασθενειών. Στο στάδιο της ανίχνευσης των ασθενειών, σε πρώτη φάση, απαιτείται καλή Διακριτική Ικανότητα και ανάπτυξη πολυφασματικών σαρωτών με δυνατότητες καταγραφής σε ειδικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, ενώ ο καθορισμός των ασθενειών απαιτεί συγχρόνως επίγειους ελέγχους και εργασία γραφείου με εργαστηριακά όργανα και ραδιόμετρα υπαίθρου.
δ) Παρακολούθηση της πορείας ανάπτυξης της βλάστησης, όπου οι βασικότερες πληροφορίες αντλούνται από δορυφόρους χαμηλού κόστους και από ραδιόμετρα πολύ υψηλού διαχωρισμού, όπως τα AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometers), τα οποία χρησιμοποιούνται για τη συνεχή παρακολούθηση της βλάστησης και των συνθηκών ανάπτυξης.
ε) Εκτίμηση των ζημιών των γεωργικών καλλιεργειών. Η μείωση της χλωροφύλλης και η αλλαγή στα υπόλοιπα χαρακτηριστικά των φυτών, επιδρά στη φασματική αντίδραση του φυτού στις διάφορες ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και κατά συνέπεια η εν λόγω αντίδραση καταγράφεται στους πολυφασματικούς απεικονιστές των δορυφόρων. Είναι δυνατό να υπολογιστεί η έκταση και ο όγκος της ζημιάς, λαμβάνοντας υπόψη ότι η δυνατότητα παρακολούθησης μιας περιοχής είναι 16-25 ημέρες.
Στ) Καταγραφή των πλημμυρών, η οποία πραγματοποιείται με τη συνδυασμένη χρήση δορυφορικών εικόνων και Ψηφιακών Μοντέλων Εδάφους (DEM), τα οποία είναι δυνατό να κατασκευαστούν σε περιβάλλον Γ.Σ.Π.. Στη συνέχεια η επεξεργασμένη δορυφορική εικόνα μπορεί να έρθει σε επικάλυψη με το τρισδιάστατο μοντέλο της περιοχής για ρεαλιστική απεικόνιση.
ζ) Χαρτογράφηση των γεωργικών εδαφών, η οποία προϋποθέτει τη σύνταξη φυσιογραφικού χάρτη (ανάγλυφο, φυτική κάλυψη, διάβρωση, τρόπος και χρόνος σχηματισμού, φωτογραφικός τόνος) και τη φυσιογραφική ανάλυση μιας περιοχής, η οποία με τη σειρά της βασίζεται στην αρχή ότι αλλαγές στα εξωτερικά χαρακτηριστικά (landforms) αναμένονται να επιδράσουν στα εσωτερικά χαρακτηριστικά (εδαφικό προφίλ), ενώ και τα δύο συγχρόνως στη φυτική κάλυψη, στις χρήσεις γης και στην καταλληλότητα μιας περιοχής για γεωργική παραγωγή.
Βασικός στόχος των Γ.Σ.Π. είναι η επίλυση ζητημάτων που αφορούν τις δομές του χωρικού σχεδιασμού. Οι σημαντικότερες εφαρμογές των Γ.Σ.Π. κυρίως έχουν να κάνουν με:
Τον Αναπτυξιακό Προγραμματισμό και Σχεδιασμό: Κυρίως μέσω της υλοποίησης χωρικής ανάλυσης σε ό,τι αφορά τις περιφερειακές ανισότητες, τη διαχείριση των κοινωνικοοικονομικών Βάσεων Δεδομένων, τη διατύπωση εναλλακτικών στρατηγικών και τον ορισμό επενδυτικών σχεδίων, τη χωρική κατανομή των διαφόρων οικονομικών δραστηριοτήτων και τέλος μέσω της αξιολόγησης της περιφερειακής πολιτικής και προγραμμάτων.
Την Προστασία και Διαχείριση του Περιβάλλοντος: Μέσω της διαχείρισης των οικοσυστημάτων, της Εκτίμησης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων, των Συστημάτων Λήψεως Αποφάσεων και των υποδειγμάτων αλληλεπίδρασης των περιβαλλοντικών και των οικονομικών συστημάτων.
Τον Αστικό Σχεδιασμό: Μέσω της χωρικής ανάλυσης σε αστικές περιοχές των δήμων, του ορθολογικού προγραμματισμού και διαχείρισης των προγραμμάτων αστικής ανάπτυξης, της πολιτικής χρήσεων γης και των αναπλάσεων.
Την Τεχνική Υποδομή: Όπου πραγματοποιείται με βέλτιστο τρόπο η διαχείριση των δικτύων ύδρευσης, αποχέτευσης, τηλεπικοινωνιών, ενώ παράλληλα προσδιορίζονται περιοχές εξυπηρέτησης για χωροθετήσεις έργων και δραστηριοτήτων.
Τις Συγκοινωνίες: Όπου πραγματώνεται με ένα καθοριστικό τρόπο η διαχείριση του συστήματος μεταφορών και κυρίως του οδικού, αεροπορικού και ακτοπλοϊκού δικτύου, ενώ παράλληλα εφαρμόζονται μέθοδοι πρόληψης ατυχημάτων.
Την Πυροσβεστική, την Αστυνομία και τη Δασική Υπηρεσία: Μέσω της πραγματοποίησης πολιτικών προλήψεων και αντιμετώπισης έκτακτων αναγκών, αλλά και εύρεσης βέλτιστων διαδρομών.
Την Αγορά Εργασίας: Μέσω της σύζευξης προσφοράς και ζήτησης, της διατύπωσης πολιτικών απασχόλησης και τις χωρικές αναλύσεις σε ό,τι αφορά την κινητικότητα των εργαζομένων και τις μετακινήσεις μεταξύ οικίας και χώρου εργασίας.
Την Τοπογραφική Χαρτογράφηση: Όπου εθνικές και ιδιωτικές εταιρίες χαρτογράφησης, αλλά και το εθνικό Κτηματολόγιο χρησιμοποιούν την τεχνολογία των Συστημάτων Πληροφοριών Γης.
Την Αρχαιολογία: Όπου γίνεται η περιγραφή της τοποθεσίας και αξιολογείται συγχρόνως το σενάριο.
Το Marketing: Όπου εντοπίζονται οι τοποθεσίες-στόχοι και συγχρόνως δίδονται μέθοδοι για την βελτιστοποίηση των αγαθών και υπηρεσιών.
Τον Τουρισμό: Όπου εκτιμάται η θέση και γίνεται διαχείριση των υπηρεσιών και των θεαμάτων
Σύνδεση της Τηλεπισκόπησης με τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών
Η διαρκής και αξιόπιστη παρατήρηση και παρακολούθηση του περιβάλλοντος της γης που παρέχεται από την τεχνική της Τηλεπισκόπησης, αποτελεί το θεμέλιο για τη χωρική ανάλυση που πραγματοποιείται με τα Γ.Σ.Π. Η Τηλεπισκόπηση, μέσω της δυνατότητας διαχρονικών λήψεων εικόνων της γης από τους δορυφόρους παρέχει τα περισσότερο πρόσφατα δεδομένα και με το χαμηλότερο δυνατό κόστος, γεγονός που έχει ως συνέπεια να εξυπηρετείται η διαρκής ενημέρωση της Βάσης Δεδομένων των Γ.Σ.Π. Αρκετά από τα προϊόντα των Γ.Σ.Π., όπως για παράδειγμα οι τοπογραφικοί χάρτες, χρησιμοποιούνται ως βοηθητικά υπόβαθρα για τη βελτίωση της ταξινόμησης των δορυφορικών δεδομένων. Πολλές από τις λειτουργίες της φωτοερμηνευτικής/τηλεπισκοπικής μεθοδολογίας, όπως για παράδειγμα η ψηφιοποίηση, υλοποιούνται παράλληλα και σε περιβάλλον Γ.Σ.Π. Τόσο η Τηλεπισκόπηση όσο και τα Γ.Σ.Π. χρησιμοποιούν παρόμοιες μεθόδους για την επεξεργασία των δεδομένων και την παρουσίαση των αποτελεσμάτων τους.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Η Τηλεπισκόπηση και τα Γ.Σ.Π. δίδουν τη δυνατότητα στους επιστήμονες διαφόρων ειδικοτήτων να διερευνήσουν και να ερμηνεύσουν τις χωρικές σχέσεις, τις αλληλεξαρτήσεις και τις διαδράσεις μεταξύ των πολυπληθών περιβαλλοντικών, κοινωνικοοικονομικών, πολιτισμικών και άλλων παραμέτρων πολύ πιο ουσιαστικά από ό,τι συνέβαινε με τις παραδοσιακές μεθόδους και τεχνικές συλλογής και ανάλυσης δεδομένων. Η Τηλεπισκόπηση και τα Γ.Σ.Π. έχουν ως αποτέλεσμα την δημιουργία αξιόπιστων, ακριβών και συνεχώς ενημερωμένων Βάσεων Δεδομένων των στοιχείων, στα οποία μπορούν να τεκμηριωθούν διεπιστημονικά οι πάσης φύσης περιβαλλοντικές και αναπτυξιακές αποφάσεις και πολιτικές.
