Τηλεπισκόπηση και οικολογία

Από RemoteSensing Wiki

[1]

Συγγραφείς Paul Aplin

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η οικολογία περιλαμβάνει τη διερεύνηση των οργανισμών και τις περιβαλλοντικές τους ρυθμίσεις. Σε γενικές γραμμές, η έρευνα αυτή απαιτεί χωρικά δεδομένα, με δεδομένη την βασική ανάγκη για γνώση σχετικά με τη θέση και τη διανομή των οργανισμών. η παραδοσιακή συλλογή οικολογικών δεδομένων γίνεται στο πεδίο με παρατήρηση. Οι συνέπειες της οικολογικής ανάλυσης, ωστόσο, εκτείνονται πολύ πέρα από την τοπική κλίμακα και υπάρχει σημαντική ανάγκη για οικολογική έρευνα στην ευρύτερη χωρική της κλίμακα σε παγκόσμιο επίπεδο.

ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ

Υπάρχει ένα ευρύ και ποικίλο φάσμα των οικολογικών μελετών στις οποίες συμμετέχει η τηλεπισκόπηση. Η άμεση οικολογική τηλεπισκόπηση περιλαμβάνει, την άμεση παρατήρηση της βλάστησης ,τις κατηγορίες της και ακόμη τους πληθυσμούς των ζώων από τηλεπισκοπικές εικόνες. Η έμμεση οικολογική τηλεπισκόπηση περιλαμβάνει την παραγωγή των περιβαλλοντικών παραμέτρων από εικόνες ως πληρεξούσια για οικολογικά φαινόμενα Για παράδειγμα, στους οικοτόπους από τις κατηγορίες της βλάστησης μπορεί κάποιος να συμπεράνει την κατανομή των πληθυσμών των ζώων. Οι κύριοι τομείς της οικολογικής τηλεπισκόπησης περιγράφονται παρακάτω: Πρώτα, η απλή ταξινόμηση κάλυψης γης είναι χρήσιμη για απλή αναγνώριση των τύπων βλάστησης των οικοτόπων. Δεύτερον, οι ολοκληρωμένες μετρήσεις στα οικοσύστημα είναι ανεκτίμητες για τις εκτιμήσεις της λειτουργίας του οικοσυστήματος σε μεγάλες περιοχές (ολόκληρα οικοσυστήματα). Υπήρξε σημαντικό πρόσφατο ενδιαφέρον για τη χρήση τηλεπισκόπησης για την άντληση βιοφυσικών παραμέτρων όπως ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI), καθαρής πρωτογενούς παραγωγικότητας (NPP), χρησιμοποιώντας συχνά κανονικοποιημένους δείκτες βλάστησης (NDVI). Τρίτον, η αλλαγή ανίχνευσης είναι απαραίτητη για την οικολογική παρακολούθηση και, δεδομένου του σταθερού χαρακτήρα των διαστημικών εικόνων η τηλεπισκόπηση παρέχει μια εξαιρετική πηγή δεδομένων για το σκοπό αυτό. Επιπλέον η πρόσφατη εμφάνιση των υπερφασματικών εικόνων έχει ιδιαίτερη σημασία εδώ, με δεδομένη την ικανότητα αυτής της λεπτής φασματικής ανάλυσης να εντοπίζει τις λεπτές διαφορές μεταξύ των άκρως συγκεκριμένων κατηγοριών κάλυψης γης, όπως συνήθως η βλάστηση οι κατηγορίες της και οι τύποι των εδαφών.

ΧΩΡΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

Ενώ η τηλεπισκόπηση έχει γίνει βασικός μηχανισμός για την παραγωγή οικολογικών δεδομένων, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί σχετικά με τη χωρική λεπτομέρεια των στοιχείων αυτών. Αξίζει να σημειωθεί ότι, μέχρι πρόσφατα, η χωρική ανάλυση των διαστημικών εικόνες ήταν αδύνατον να ανιχνευθεί για τους περισσότερους οργανισμούς, αποτρέποντας τη λεπτομερή οικολογική ανάλυση. Πρόσφατα, μια νέα γενιά δορυφορικών αισθητήρων μπορεί να παρέχει εικόνες με ένα επίπεδο λεπτομέρειας που μπορεί να είναι επαρκές για ουσιαστική και ακριβή οικολογική έρευνα. Συγκεκριμένα, εικόνες με χωρική ανάλυση 1 m (Παγχρωματική) και 4 m (πολυφασματική) είναι διαθέσιμες όπως οι IKONOS, QuickBird και OrbView-3. Αυτές οι παρατηρήσεις βρίσκονται σε χωρική κλίμακα ισοδύναμη με μετρήσεις του πεδίου έρευνας. Για παράδειγμα, οι εικόνες από τον IKONOS έχει βρεθεί ότι είναι πιο ακριβείς από ό,τι του SPOT HRV στην παρακολούθηση δασικών καταιγίδων και κοραλλιογενών ύφαλων. Ωστόσο οι ΙΚΟΝΟS παρατηρήθηκε ότι είναι ανεπαρκείς στην ταξινόμηση τροπικών περιοχών. Ο βασικός παράγοντας που καθορίζει την επιτυχή εφαρμογή στην οικολογική τηλεπισκόπηση είναι να ταιριάζουν οι στόχοι του έργου με τις τεχνικές δυνατότητες.

ΕΠΙΓΕΙΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Οι επίγειες τηλεπισκοπικές οικολογικές εφαρμογές κυριαρχούν στις δασικές μελέτες. Δεδομένης της σημασίας των δασικών περιβαλλόντων για την παγκόσμια οικολογία, και ιδίως του ρόλου τους στη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα και άλλων ατμοσφαιρικών ρύπων, έχει δοθεί ιδιαίτερη σημασία στη δασική προστασία και διαχείριση. Η ερημοποίηση είναι ένα σημαντικό οικολογικό ζήτημα, που προκαλείται εν μέρει από ανθρωπογενείς χρήσεις γης και τις κλιματικές μεταβολές. Μια πολύ απομακρυσμένη τηλεπισκοπική ανάλυση τηλεπισκόπησης επικεντρώθηκε σε άνυδρες και ημι-άνυδρες περιοχές.

ΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Θαλάσσιες εφαρμογές οικολογικής τηλεπισκόπησης κυριαρχούν σε μελέτες κοραλλιογενών υφάλων. Συγκεκριμένα, οι κοραλλιογενείς ύφαλοι είναι υπό σημαντική οικολογική απειλή από περιβαλλοντικές αλλαγές και ανθρωπογενείς επιπτώσεις. Οι ύφαλοι είναι τόσο εκτεταμένοι και απομακρυσμένοι. Οι εικόνες από τον IKONOS και από παρόμοιους αισθητήρες μπορούν να αποκτηθούν σε μεγάλες, απρόσιτες περιοχές και έχουν ένα σημαντικό επίπεδο χωρικής λεπτομέρειας. Άλλα θαλάσσια παραδείγματα της οικολογικής τηλεπισκόπησης περιλαμβάνουν τη μέτρηση του ‘θερμικού λοφίου’ στη Θάλασσα της Νότιας Κίνας, που συμβαίνει ως αποτέλεσμα του θερμού νερού από τον πυρηνικό σταθμός Daya Bay.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Κατά συνέπεια, η τηλεπισκόπηση έχει καταστεί κοινή σε πολλά πεδία οικολογικής έρευνας, παρέχοντας τη μόνη ρεαλιστική και οικονομικά αποδοτική απόκτηση δεδομένων σε μεγάλες περιοχές. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην τεχνολογία και οι τεχνικές μοντελοποίησης δείχνουν ότι η εξ αποστάσεως ανίχνευση είναι σε ισχυρότερη θέση από ποτέ για να επωφεληθεί η οικολογία.