Τηλεπισκόπηση

 

Τηλεπισκόπηση (Remote Sensing) νοείται η επιστήμη παρατήρησης φαινομένων και χαρακτηριστικών από απόσταση. Σήμερα με το όρο Τηλεπισκόπηση εννοούμε “την επιστήμη και την τεχνολογία παρατήρησης και μελέτης των χαρακτηριστικών της γήινης επιφάνειας από απόσταση, βάσει της αλληλεπίδρασης των υλικών που βρίσκονται επάνω σε αυτή με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία”.

Η τηλεπισκόπηση ασχολείται με θέματα που έχουν σχέση με:

 1. Την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία για τον τρόπο διάδοσης και μεταφοράς της.

 2. Την ατμόσφαιρα, πως δηλαδή αυτή επιδρά στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

 3. Τους δέκτες, δηλαδή τα μέσα με τα οποία καταγράφεται η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

 4. Τις πλατφόρμες, δηλαδή τα μέσα που μεταφέρουν τους δέκτες.

 5. Τα αντικείμενα, τα οποία βρίσκονται στη γη και καταγράφονται με τους διάφορους δέκτες.

 6. Τα μέσα επεξεργασίας και παρατήρησης των τηλεπισκουμένων δεδομένων.

Η επιστήμη της τηλεπισκόπησης δίνει λύση στα προβλήματα συλλογής δεδομένων από περιοχές μεγάλης έκτασης. Το κόστος αγοράς και επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων είναι ιδιαίτερα χαμηλό σε σχέση µε την έκταση της περιοχής που καλύπτουν και την ακρίβεια της πληροφορίας που παρέχουν. Η παρατήρηση και παρακολούθηση της γης από το διάστημα αποτελεί τα τελευταία χρόνια σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη του περιβάλλοντος, τη κατανομή του παγκόσμιου κλίματος αλλά και το σχεδιασμό και την ενίσχυση αναπτυξιακών και παραγωγικών δραστηριοτήτων σε μία περιοχή, σε μία χώρα σε ολόκληρο τον πλανήτη.
Οι εμπορικοί δορυφόροι που κινούνται σε τροχιά γύρω από τη γη συλλέγουν καθημερινά εικόνες σε διάφορα τµήµατα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Οι εικόνες στο ορατό τµήµα µας δίνουν πληροφορίες για τις ανθρώπινες δραστηριότητες, οι εικόνες στο υπέρυθρο τµήµα είναι ευαίσθητες στην παρουσία και την ανάπτυξη της βλάστησης και οι εικόνες στο θερμικό τµήµα παράγουν θερμοκρασιακούς χάρτες και µπορούν να καταγράψουν τις περιοχές όπου υπάρχει αυξημένη εξάτμιση. Οι εικόνες που λαμβάνονται από δορυφόρους προσφέρουν μία μοναδική άποψη όχι μόνο της Γης, αλλά και των αποτελεσμάτων της ανθρώπινης παρέμβασης σε αυτή. Σε λιγότερο από μία δεκαετία έχει αποδειχθεί ότι τα δορυφορικά δεδομένα είναι μία οικονομική πηγή εξαιρετικά χρήσιμων πληροφοριών για μία πληθώρα εφαρμογών, όπως για παράδειγμα σχεδιασμού πόλεων, παρακολούθησης και διαχείρισης του περιβάλλοντος, εξόρυξη μετάλλων και πετρελαίου κλπ (Καρτάλης Κ. 1997). Για παράδειγμα, μερικές εικόνες μπορούν να δείξουν ασθένειες και μολύνσεις στη βλάστηση, μεταλλεύματα σε βραχώδης εκτάσεις, ακόμα και μολύνσεις σε θάλασσες και ποταμούς. Ή μπορούν να διαπεράσουν σύννεφα, πάχνη, ομίχλη και άλλα καιρικά φαινόμενα, και να αποκαλύψουν περιοχές στη Γη.
Η δορυφορική τεχνολογία αρχίζει στα μέσα της δεκαετίας του 50, όταν πρώτοι οι Ρώσοι εκτοξεύουν τον Sputnik-1, ενώ αμέσως μετά τους ακολουθούν οι Αμερικάνοι με τον Explore-1.
Το 1972 η NASA, σε συνεργασία με το Υπουργείο Εσωτερικών των Η.Π.Α., θέτει σε εφαρμογή ένα πρόγραμμα εκτόξευσης  μη επανδρωμένων δορυφόρων με το όνομα ERTS (Earth Resources Technology Satellites = Δορυφόροι για την "καταγραφή" των φυσικών διαθεσίμων της Γης). Σκοπός είναι η, σε πειραματικό στάδιο στην αρχή, καταγραφή των πλουτοπαραγωγικών πηγών της Γης σε τακτά χρονικά διαστήματα με παθητικούς δέκτες που θα λειτουργούσαν σε διακεκριμένα τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (Meliadis I. & M. Karteris 1992). Μέχρι τα τέλη του 70 άλλοι δύο παρόμοιοι δορυφόροι τέθηκαν σε τροχιά γύρω από την Γη και αποτελούν τους Δορυφόρους της πρώτης γενιάς. Στην δεκαετία του ‘80 δύο νέοι δορυφόροι, της ίδιας σειράς που μετονομάσθηκαν σε LANDSAT (από το Land  Satellite)  τίθενται σε λειτουργία. Συγχρόνως και άλλες χώρες, όπως η Γαλλία με τον SPOT (Satellite Probatoire pour l' Observation Terrestre),  η Ιαπωνία με τον MOS-1 (Marine Observation Satellite), η Ινδία με τον IRS-1A (Indian Resource Satellite) και η Ρωσία με τον SOJUZKARTA εκτοξεύουν δορυφόρους με ιδιαίτερα χαρακτηριστικά. Οι δορυφόροι αυτοί αποτελούν τους δορυφόρους της δεύτερης γενεάς.
Η αλλαγή της πολιτικής των Η.Π.Α. που επέτρεψε την εμπορική εκμετάλλευση δορυφορικών εικόνων με χωρική ανάλυση μέχρι και ένα μέτρο (1994) και η αλματώδης εξέλιξη των τεχνολογιών απεικόνισης και επεξεργασίας των εικόνων,  έδωσαν μία νέα ώθηση στη χρήση της τηλεπισκόπησης. Το 1999 τέθηκε σε τροχιά 680χλμ. πάνω από τη Γη, ο πρώτος δορυφόρος τηλεπισκόπησης που παρέχει εικόνες της Γης με χωρική ανάλυση ενός μέτρου (Satellite Imaging Corporation 2007). Ο δορυφόρος ονομάζεται IKONOS  και κατασκευάστηκε από την Lockheed Martin για λογαριασμό της εταιρείας Space Imaging Inc.
Η Ευρωπαϊκή απάντηση στη δορυφορική τεχνολογία ήρθε με τον ΕRS 1 της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Ο δορυφόρος ERS-1 τέθηκε σε λειτουργία το 1991 ενώ ο ERS-2 το 1995. Λαμβάνουν λήψεις δεδομένων radar σε σταθερή γωνία 23ο, χωρίς να επηρεάζονται από καιρικές συνθήκες ή συνθήκες φωτός. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμος για εφαρμογές ταξινόμησης, τοπογραφίας, παραμορφώσεων αναγλύφου και μεταλλευτικών ερευνών, γεωργίας, χρήσης γης, υδρολογία και παρακολούθηση μόλυνσης υδάτων.
Σήμερα μεγάλη σημασία για τη δορυφορική τηλεπισκόπηση έχουν οι εμπορικοί δορυφόροι υψηλής διακριτικής ικανότητας που είναι : IKONOS της Space Imaging, EROS1 της ImageSat, SPOT5 της SpotImage, QUICKBIRD της DigitalGlobe, και OVERVIEW της Orbimage (Canada, Center of Remote Sensing, 2006).
Η Τηλεπισκόπηση έχει πολλά πεδία εφαρμογών όπως το Κτηματολόγιο, τη μετεωρολογία, τη μελέτη της κλιματικής αλλαγής, τις δασικές φωτιές, το βαρυτικό πεδίο και πολλά άλλα. Πολλοί επιστημονικοί τομείς αξιοποιούν τα δεδομένα αυτά για ειρηνικούς σκοπούς, ο καθένας σύμφωνα με τις ανάγκες του: μετεωρολόγοι για την παρακολούθηση της ατμόσφαιρας και την πρόβλεψη του καιρού, χωροτάκτες για το σχεδιασμό χρήσεων γης, βιολόγοι για τη μελέτη των οικοσυστημάτων και την εφαρμογή και δοκιμή μοντέλων, γεωπόνοι για την αποτελεσματικότερη εκμετάλλευση γεωργικών εκτάσεων, δασολόγοι για την πρόγνωση και παρακολούθηση δασικών πυρκαγιών, ωκεανογράφοι για τη χαρτογράφηση των βιοφυσικών παραμέτρων των ωκεανών, γεωλόγοι για τον εντοπισμό κοιτασμάτων, τοπογράφοι για την δημιουργία ψηφιακών μοντέλων εδάφους κ.α.. Η παρατήρηση της επιφάνειας της γης είναι δυνατή με τη χρήση ψηφιακών σαρωτών (τηλεπισκοπικών ανιχνευτών) που ανιχνεύουν την αντανάκλαση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας της γήινης επιφάνειας και την αποδίδουν ως ψηφιακή εικόνα. Οι σαρωτές μπορεί να είναι εγκατεστημένοι σε τεχνητούς δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη γη ή να βρίσκονται σε αερομεταφερόμενα μέσα (αεροσκάφη, ελικόπτερα). Ένα διαστημικό όχημα μπορεί να μεταφέρει περισσότερους από ένα ανιχνευτές.

Και για να πάρετε μία εικόνα τι υπάρχει γύρω μας από άποψη δορυφόρων κατεβάστε το αρχείο SatelliteDataBase.zip και δείτε το (αφού το αποσυμπιέσετε) με το GoogleEarth. Θα δείτε όλους τους δορυφόρους που κινούνται γύρω από την γη. Τα δεδομένα αλλάζουν κάθε 30 δευτερόλεπτα.

 Αρχή Λειτουργίας Ανιχνευτών

 Για την παρατήρηση της γήινης επιφάνειας, οι ανιχνευτές μετρούν το ποσοστό της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που αντανακλάται από τα διάφορα υλικά. Κάθε αντικείμενο - επιφάνεια - υλικό που βρίσκεται επάνω στη γη, έχει ένα μοναδικό τρόπο να αντανακλά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε διαφορετικά μήκη κύματος. Για παράδειγμα η χλωροφύλλη που βρίσκεται στα πράσινα μέρη των φυτών, έχει την ιδιότητα να αντανακλά σε μεγάλο βαθμό την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο πράσινο τμήμα του ορατού ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και να την απορροφά στο μπλε και κόκκινο τμήμα. Η φασματική αυτή συμπεριφορά έχει ως αποτέλεσμα να αντιλαμβανόμαστε το πράσινο χρώμα των ζωντανών φυτών. Κατά παρόμοιο τρόπο όλα τα υλικά μπορούν να μελετηθούν, να εντοπισθούν και να απεικονισθούν χρησιμοποιώντας την αντανακλαστική τους συμπεριφορά. Εάν χρησιμοποιείται το ορατό τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας για την αναπαράσταση, τότε έχουμε μια πραγματική έγχρωμη εικόνα, ισοδύναμη με αυτές που καταγράφουν οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές. Στην Τηλεπισκόπηση οι ανιχνευτές "κοιτούν" πολύ πέρα από το ορατό φάσμα. Υπάρχουν αισθητήρες που ανιχνεύουν ακτινοβολία στο εγγύς υπέρυθρο, στο μέσο υπέρυθρο, στο θερμικό υπέρυθρο, στα μικροκύματα κ.λ.π. με αποτέλεσμα να λαμβάνουμε μια ποικιλία εικόνων. Έτσι το αποτέλεσμα ποικίλει ανάλογα με τη φασματική ζώνη που λειτουργεί ο αισθητήρας , ένας ανιχνευτής που λειτουργεί στο θερμικό υπέρυθρο θα δώσει μια θερμική εικόνα ενώ ένας ανιχνευτής που λειτουργεί στο ορατό φάσμα θα δώσει μια έγχρωμη εικόνα πραγματικού χρώματος (True Color).
Σε μια απλή περιγραφή του τρόπου που λαμβάνονται τα τηλεπισκοπικά δεδομένα μπορούμε να αναφέρουμε: Μία πηγή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (π.χ. ο ήλιος) που εκπέμπει προς όλες τις κατευθύνσεις, "φωτίζει" την επιφάνεια της γης αφού περάσει μέσα από την ατμόσφαιρα, γεγονός που περιορίζει το φασματικό εύρος της ακτινοβολίας που τελικά θα χτυπήσει στην επιφάνεια. Ένα μέρος της ακτινοβολίας που τελικά φθάνει στη γη, αντανακλάται, ένα άλλο μέρος διαχέεται στο περιβάλλον, ένα άλλο μεταδίδεται και ένα άλλο απορροφάται και αποδίδεται και πάλι στο περιβάλλον. Η ακτινοβολία που αντανακλάται διέρχεται και πάλι μέσα από την ατμόσφαιρα με προορισμό το διάστημα. Σε πολύ μεγάλο ύψος (300χλμ - 800χλμ συνήθως) βρίσκονται σε τροχιά οι τεχνητοί δορυφόροι που είναι εξοπλισμένοι με τους ανιχνευτές. Η ακτινοβολία που αντανακλάστηκε προς το διάστημα, διέρχεται μέσα από πρισματικές διατάξεις που την διαχωρίζουν σε φασματικές ζώνες προκαθορισμένου εύρους, έπειτα οδηγείται σε φωτοδιόδους που μετατρέπουν την ακτινοβολία σε ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα αυτό μετατρέπεται σε μορφή δυαδικών αριθμών και μεταδίδεται προς τη γη στους επίγειους σταθμούς όπου επεξεργάζεται, διορθώνεται και λαμβάνει την τελική μορφή ψηφιακής εικόνας που διανέμεται στους τελικούς χρήστες. Ανάλογα με το χαρακτηριστικό που επιθυμούμε να μελετήσουμε, επιλέγεται ο φασματικός τύπος του ανιχνευτή ώστε να ληφθεί η μέγιστη πληροφορία. Εάν κάποιος επιθυμεί να μελετήσει τα παράκτια θαλάσσια οικοσυστήματα θα πρέπει να εξετάσει εικόνες στο μπλε τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, καθώς σε αυτή τη φασματική περιοχή υπάρχει η δυνατότητα διείσδυσης της ακτινοβολίας στο νερό. Εάν όμως ζητούμενο είναι η χαρτογράφηση της ακτογραμμής θα χρειαστεί το φασματικό τμήμα στο εγγύς υπέρυθρο καθώς το νερό απορροφά πλήρως την η/μ ακτινοβολία σε αυτό το τμήμα ενώ το έδαφος (ακτή) θα εμφανίζει αντανάκλαση με αποτέλεσμα να εμφανίζεται μια σαφής διαφοροποίηση κατάλληλη για την αποτύπωση του ορίου ύδατος-ακτής.

Κατηγορίες Δεκτών

Ανάλογα με την προέλευση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η οποία αντανακλάται και στη συνέχεια ανιχνεύεται, οι δέκτες - σαρωτές (ή αισθητήρες) μπορούν να διακριθούν σε παθητικούς και σε ενεργητικούς.

Παθητικοί είναι εκείνοι που ανιχνεύουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προερχόμενη από μία φυσική πηγή (συνήθως ο ήλιος).

Ενεργητικοί σαρωτές είναι εκείνοι που "φωτίζουν" (προσβάλλουν) οι ίδιοι το στόχο χρησιμοποιώντας την δική τους πηγή ακτινοβολίας, π.χ. ραντάρ.

 Άλλη διάκριση των ανιχνευτών μπορεί να γίνει ανάλογα με το πόσα κανάλια ανιχνεύουν και σε τι φασματικό εύρος. Ένας ανιχνευτής που καταγράφει σε μία φασματική ζώνη καλείται μονοφασματικός, και μπορεί να ανιχνεύει την φασματική αντανάκλαση σε ένα μικρό (στενό) τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος ή σε μια ευρύτερη περιοχή. Μονοφασματικοί ανιχνευτές που καταγράφουν σε ολόκληρο το ορατό τμήμα και στο εγγύς υπέρυθρο δίνουν δεδομένα που καλούνται παγχρωματικά. Ανιχνευτές που καταγράφουν δεδομένα σε περισσότερες από μία φασματικές ζώνες ονομάζονται πολυφασματικοί. Τέλος, ανιχνευτές που καταγράφουν την αντανάκλαση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε πολλές φασματικές ζώνες, στενού εύρους, συνήθως καλούνται υπερφασματικοί.

Τα δορυφορικά δεδομένα διακρίνονται σε παγχρωματικά, πολυφασματικά και υπερφασματικά, και έχουν  μεγάλη σημασία για την επιλογή τους σχετικά με τις ανάγκες και απαιτήσεις της κάθε εφαρμογής.
Παγχρωματικά δεδομένα: Η λήψη τους πραγματοποιείται μέσω ενός ψηφιακού δέκτη ο οποίος μετράει την αντανάκλαση σε μία ευρεία περιοχή τους ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Οι περιοχές αυτές του φάσματος λέγονται και μπάντες ή κανάλια. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η μπάντα του παγχρωματικού δέκτη εκτείνεται από το ορατό μέχρι το εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος. Τα παγχρωματικά δεδομένα απεικονίζονται σαν ασπρόμαυρες εικόνες. Συνήθως έχουν καλύτερη ανάλυση από τα αντίστοιχα πολυφασματικά.
Πολυφασματικά δεδομένα: Η λήψη τους πραγματοποιείται από ψηφιακό δέκτη που μετράει την αντανάκλαση σε πολλές μπάντες. Για παράδειγμα, μία ομάδα από ανιχνευτές μπορεί να μετράει την ανακλώμενη ορατή ερυθρή ενέργεια, ενώ μία άλλη ομάδα την ορατή πράσινη και μία τρίτη την εγγύς υπέρυθρη.
Δύο διαφορετικές διατάξεις ανιχνευτών μπορούν να μετράνε ενέργεια ακόμα και στο ίδιο μήκος κύματος. Αυτές οι πολλαπλές τιμές αντανάκλασης συνδυάζονται για να δημιουργηθούν έγχρωμες εικόνες. Οι δέκτες που βρίσκονται τώρα σε λειτουργία έχουν από τρεις μέχρι εφτά μπάντες.
Υπερφασματικά δεδομένα: Είναι ένας όρος ο οποίος έχει αρχίσει να γίνεται γνωστός και αναφέρεται σε φασματικό δέκτη, ο οποίος μετράει αντανάκλαση σε πολλές ξεχωριστές μπάντες, πολλές εκατοντάδες φορές. Οι συγκεκριμένοι δέκτες βασίζονται στην θεωρεία ότι η μέτρηση σε πολλές στενές περιοχές του φάσματος μπορεί να διακρίνει ανεπαίσθητα χαρακτηριστικά και διαφορές ανάμεσα σε ιδιομορφίες της επιφάνειας της γης, ειδικά σε βλάστηση, έδαφος και βράχια. Προς το παρόν, δεν λειτουργούν υπερφασματικοί δέκτες στους εμπορικά διαθέσιμους δορυφόρους, ενώ προβλέπονται σε δορυφόρους που σύντομα θα εκτοξευθούν.

Επεξεργασία και Ανάλυση Δεδομένων

O όρος επεξεργασία ψηφιακών δορυφορικών απεικονίσεων περιλαμβάνει όλες τις μεθόδους που αποσκοπούν στη λήψη πληροφοριών οι οποίες περιέχονται σε μία ψηφιακή (δορυφορική) απεικόνιση αλλά δεν είναι δυνατόν να εντοπιστούν με γυμνό μάτι (Jensen R. 1986, Campbell J. 1987).

Τα στάδια που ακολουθούνται για την επεξεργασία και την ανάλυση των δεδομένων είναι τα εξής:

-Προεπεξεργασία: Η ορθή αξιοποίηση των τηλεπισκοπικών δεδομένων προϋποθέτει την κατάλληλη προεπεξεργασία τους, ώστε να απαλειφθεί μια σειρά σφαλμάτων, αλλοιώσεων και μεταβολών που εάν παραμείνουν θα υποβαθμίσουν την ποιότητα της τελικής πληροφορίας και θα οδηγήσουν αντίστοιχα σε εσφαλμένα ή αλλοιωμένα συμπεράσματα. Οι διορθώσεις που πρέπει να γίνουν αφορούν:
α) Γεωμετρικές Διορθώσεις που έχουν να κάνουν με την αναγωγή της καμπύλης γεωμετρίας της εικόνας σε επίπεδη γεωμετρία απαλείφοντας τα σφάλματα που προέρχονται από την επιφάνεια του γήινου ελλειψοειδούς αλλά και της κίνησης γης και τεχνητού δορυφόρου. Επίσης γεωμετρικές διορθώσεις επιβάλλονται ώστε να διορθωθούν σφάλματα που οφείλονται στο έντονο ανάγλυφο μιας περιοχής, διαδικασία που είναι γνωστή ως ορθοδιόρθωση ή ορθοαναγωγή. Τέλος η εικόνα θα πρέπει να ανοιχθεί σε ένα σύστημα γεωγραφικών ή προβολικών συντεταγμένων ώστε να μπορεί να συνδυασθεί με άλλα γεωγραφικά δεδομένα. β) Ραδιομετρικές Διορθώσεις, που έχουν να κάνουν με την απαλοιφή σφαλμάτων που οφείλονται στην απορύθμιση των αισθητήρων του καταγραφέα και σε γενικά σε σφάλματα και αλλοιώσεις που προέρχονται από τα τεχνικά στοιχεία της διαδικασίας καταγραφής και μετάδοσης. Στις ατμοσφαιρικές διορθώσεις εντάσσονται και οι μέθοδοι που προσπαθούν να διορθώσουν ραδιομετρικά σφάλματα προερχόμενα από την επίδραση του αναγλύφου, όπως είναι η σκιά ενός ορεινού όγκου.
γ) Ατμοσφαιρικές Διορθώσεις, που έχουν να κάνουν με την απαλοιφή σφαλμάτων που προέρχονται από την επίδραση των συστατικών της ατμόσφαιρας. Καθώς η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που αντανακλάστηκε από την γήινη επιφάνεια επιστρέφει στο διάστημα, διέρχεται μέσα από την ατμόσφαιρα, τα συστατικά της οποίας (νερό σε αέρια φάση & αερολύματα) αλλοιώνουν την ποσότητα της εισερχόμενης στον αισθητήρα ακτινοβολίας.

-Ανάλυση: Η ανάλυση των τηλεπισκοπικών δεδομένων μπορεί να διακριθεί σε τρεις γενικές κατηγορίες: ποσοτική ανάλυση, ποιοτική ανάλυση και οπτική ανάλυση (ή φωτοερμηνεία). Στην πρώτη περίπτωση ζητούμενο είναι η μέτρηση μιας ιδιότητας - μεταβλητής, όπως για παράδειγμα η θερμοκρασία στην επιφάνεια της θάλασσας. Στην περίπτωση της ποιοτικής ανάλυσης ζητούμενο είναι η αποτύπωση χαρακτηριστικών όπως οι χρήσεις γης ή ο εντοπισμός και αναγνώριση συγκεκριμένων υλικών.

Τέλος όταν ο αναλυτής εικόνας ερμηνεύει τα δεδομένα με οπτικό τρόπο, δηλαδή μεταφράζει το μοτίβο, το χρώμα και το σχήμα της διάταξης των pixels ώστε να εξάγει πληροφορίες αναφερόμαστε σε οπτική ανάλυση. Κάθε κατηγορία απαιτεί διαφορετικά αντιμετώπιση και διαφορετικές μεθόδους και εργαλεία ανάλυσης. Επίσης και σε κάθε μία από τις παραπάνω κατηγορίες απαιτείται διαφορετική αντιμετώπιση ανάλογα με τα χαρακτηριστικά των διαθέσιμων δεδομένων (χωρική ανάλυση, φασματικής ανάλυση και ραδιομετρική ανάλυση).

Η ψηφιακή ταξινόμηση μιας δορυφορικής εικόνας είναι η πορεία κατά την οποία τα pixels της "ομαδοποιούνται" σε κατηγορίες βάσει των φασματικών ταυτοτήτων ή υπογραφών τους. Δηλαδή η ταξινόμηση περιλαμβάνει την αναγνώριση ομάδων pixels ότι ανήκουν σε διάφορες κατηγορίες, π.χ. δάσος, γεωργική γη. Αυτές οι ομάδες αποτελούν τις καλούμενες φασματικές κατηγορίες (spectral classes). Η ταξινόμηση γίνεται με τη βοήθεια Η/Υ, ο οποίος έχει "εκπαιδευτεί" πρώτα στην αναγνώριση των ομάδων των pixels, μα βάση τα φασματικά τους χαρακτηριστικά (αυτές οι ομάδες καλούνται περιοχές εκπαίδευσης). Ο όρος ταξινομητής αναφέρεται στον αλγόριθμο που χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση. Υπάρχουν δυο είδη ταξινομητών: 1) οι ταξινομητές φάσματος, οι οποίοι είναι και οι πιο διαδεδομένοι. Αυτοί θεωρούν κάθε pixels της εικόνας ως απομονωμένες σημειακές παρατηρήσεις από τα υπόλοιπα γειτονικά pixels. 2) οι ταξινομητές χώρου ή υφής, οι οποίοι εξετάζουν ολόκληρες ομάδες pixels από πλευράς φασματικών ιδιοτήτων και υφής. Είναι πιο πολύπλοκοι αλλά δίνουν μεγαλύτερη ακρίβεια.

 Η ταξινόμηση των δορυφορικών δεδομένων γίνεται με 3 μεθόδους:
1) Με τη χρήση της μη επιβλεπομένης ταξινόμησης
2) Με τη χρήση της επιβλεπομένης ταξινόμησης
3) Με τη χρήση της υβριδικής ταξινόμηση

Ο τελικός σκοπός της χρήσης δορυφορικών δεδομένων, είναι η δημιουργία ενός θεματικού χάρτη όπου εμφανίζονται υπό μορφή πολυγώνων οι διάφορες κατηγορίες που προήλθαν από την ταξινόμηση της εικόνας. Η εκτίμηση της ακρίβειας του θεματικού χάρτη που προήλθε από την ψηφιακή επεξεργασία αποβλέπει στη εύρεση της αντιστοιχίας που υπάρχει μεταξύ των ταξινομημένων κατηγοριών και των πραγματικών κατηγοριών. Η σύγκριση αυτή παρουσιάζεται με τη μορφή ενός πίνακα-σύγχυσης (confusion matrix), όπου συγκρίνονται τα αποτελέσματα των ψηφιακών επεξεργασιών και των πραγματικών κατηγοριών. Οι τελευταίες αναγνωρίζονται είτε από επιτόπιες παρατηρήσεις είτε με τη βοήθεια αεροφωτογραφιών, ορθοφωτοχαρτών, κ.λ.π. Το αποτέλεσμα τελικά, που δίνεται υπό μορφή ποσοστού, δείχνει την επιτυχία (ή μη) ταξινόμησης των πραγματικών κατηγοριών με τη βοήθεια των δορυφορικών εικόνων. Το ποσοστό αυτό, όμως, πάντα αναφέρεται στη συγκεκριμένη εικόνα και περιοχή και στον ακολουθούμενο τρόπο επεξεργασίας.
Η τηλεπισκόπηση είναι από τις πιο γρήγορα αναπτυσσόμενες τεχνολογίες η οποία προσφέρει μεγάλο πεδίο εφαρμογών. Ο συνδυασμός της με άλλες επιστήμες όπως τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών προσφέρουν πληθώρα εφαρμογών στους επιστήμονες.

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΡΟΝΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ

Η χρήση της τηλεπισκόπησης για τον έλεγχο των αλλαγών στην επιφάνεια της γης έχει πλέον καθιερωθεί. Οι διαχρονικές μελέτες μέσω τηλεπισκόπησης βασίζονται σε διαχρονικές δορυφορικές εικόνες για τον εντοπισμό των αλλαγών που προκαλούνται από βραχυπρόθεσμα φαινόμενα, όπως πλημμύρες, εποχιακή εναλλαγή βλάστησης, ή από μακροπρόθεσμα φαινόμενα, όπως η οικιστική ανάπτυξη και η ερημοποίηση, η μόλυνση των θαλασσών, κλπ. Σε γενικές γραμμές, τα χρησιμοποιούμενα δεδομένα τηλεπισκόπησης έχουν ληφθεί σε δύο τουλάχιστο χρονικές στιγμές και απεικονίζουν την ίδια περιοχή. Ένας κατάλληλος αλγόριθμος καλείται στη συνέχεια να συγκρίνει τις δύο εικόνες και να υποδείξει στον αναλυτή περιοχές όπου η χαρτογραφούμενη επιφάνεια έχει υποστεί αλλαγές.
Σημαντικότερη προϋπόθεση για την ορθή διαχρονική ανάλυση είναι η άριστη γεωμετρική σύμπτωση των δορυφορικών εικόνων από τις διάφορες χρονικές στιγμές. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε με την πολύ καλή γεωμετρική διόρθωση (ή ορθοαναγωγή) των εικόνων σε κοινό σύστημα αναφοράς συντεταγμένων, ή με την μεταξύ τους γεωγραφική σύνδεση (image to image registration) (Eastman R. & M. Fult 1993). Ένα σύνηθες πρόβλημα είναι ότι η μέγιστη ακρίβεια που μπορεί να επιτευχθεί κατά τη γεωγραφική σύμπτωση δεν μπορεί να είναι πολύ μικρότερη από ένα εικονοστοιχείο, ακόμα κι αν τα σημεία γνωστών συντεταγμένων (Εδαφικά Σημεία Ελέγχου, Ground Control Points) έχουν προέλθει από χάρτες πολύ μεγάλης κλίμακας ή από διαφορικό G.P.S. (Differential Global Positioning System) (Barr et al. 1995) . Επίσης, συχνά παρατηρείται διαφορετικού βαθμού μετατόπιση λόγω αναγλύφου (relief displacement) ανάμεσα στις εικόνες, κυρίως σε περιοχές με έντονο ανάγλυφο και χαμηλή γωνία πρόσπτωσης.
Ένα εξίσου σημαντικό θέμα που πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τη διαχρονική ανάλυση είναι η επίδραση της ατμόσφαιρας. Ακόμα και αν οι εικόνες έχουν ληφθεί σε πολύ κοντινές χρονικές περιόδους και από τον ίδιο δορυφόρο, είναι σχεδόν βέβαιο ότι οι ατμοσφαιρικές συνθήκες κατά τη στιγμή της λήψης θα είναι διαφορετικές. Η επίδραση στο τελικό αποτέλεσμα μπορεί να είναι έντονη, και εξαρτάται από τη μεθοδολογία που έχει υιοθετηθεί (Song et al., 2001). Μια τυπική περίπτωση που δεν απαιτείται ατμοσφαιρική διόρθωση είναι η διαχρονική μελέτη ταξινομημένων εικόνων, στις οποίες τα δείγματα για τον αλγόριθμο ταξινόμησης έχουν ληφθεί ξεχωριστά στις δύο εικόνες.
Οι τρόποι διαχρονικής ανάλυσης μπορεί να είναι χειρονακτικοί ή αυτόματοι. Επίσης, μπορεί να βασίζονται σε επίπεδο εικονοστοιχείου, ή αντικειμένου (μετά από ταξινόμηση) (Alexandridis et al. 1998). Ορισμένες από αυτές είναι:
·         Υπέρθεση εικόνων (image overlaying). Δημιουργούνται ψευδοέγχρωμοι συνδυασμοί χρησιμοποιώντας τις δύο εικόνες. Κατάλληλος συνδυασμός υποδεικνύει τις θετικές και τις αρνητικές μεταβολές.
·         Διαφορά εικόνων (image differencing). Οι εικόνες αφαιρούνται και οι περιοχές με έντονη διαφορά (θετική ή αρνητική) είναι αυτές που πιθανόν να έχουν υποστεί τις διαχρονικές μεταβολές.
·         Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών (Principal Component Analysis). Υπολογίζονται οι κύριες συνιστώσες του συνόλου των εικόνων. Οι πρώτες συνιστώσες (1η ή 2η) υποδεικνύουν τις περιοχές με τις μεγαλύτερες μεταβολές.
·         Ανάλυση διαφορών κατόπιν ταξινόμησης (post-classification change detection). Οι επιμέρους εικόνες ταξινομούνται και κατόπιν αναλύονται οι διαφορές σε επίπεδο αντικειμένου (classified object)

Οι διαχρονικές μελέτες αναφέρονται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών (Lillesand and Kiefer 1994, Richards 1993), που υποστηρίζει όλες σχεδόν τις γεωεπιστήμες, καθώς επίσης και στο κτηματολόγιο, στη διαχείριση φυσικών πόρων και στην πολεοδομία. Ως παραδείγματα εφαρμογών σε περιβαλλοντικές μελέτες αναφέρονται η καταγραφή αλλαγών σε δασικές περιοχές (Collins and Woodcock 1996, Mas J.F. 1999) , η παρακολούθηση της μείωσης της επιφάνειας της λίμνης Κορώνειας (Pittas, 2003) και η καταγραφή πλημμυρών, της Μεσογειακής ξηρότητας δασικών πυρκαγιών, της καύσιμης ύλης και αποψίλωσης. Τέλος, εκτός από εικόνες οπτικών συστημάτων, στην εργασία των Michelson and Seaquist (1995) χρησιμοποιήθηκαν εικόνες συστημάτων ραντάρ σε συνδυασμό με οπτικές εικόνες για την αποκάλυψη των αλλαγών σε διάφορες δασικές και αγροτικές περιοχές της Σουηδίας κατά τη διάρκεια μιας βλαστικής περιόδου.

Η ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΟΥ

ΕΥΡΩΠΑΙΚΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

  (Κ. Πετράκης Κ. Μιχαήλ, Αντιγόνη Βουδούρη Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, Ινστιτούτο Μετεωρολογίας και Φυσικής του Ατμοσφαιρικού Περιβάλλοντος)
O Ευρωπαϊκός Οργανισμός Περιβάλλοντος (ΕΟΠ) ιδρύθηκε από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα το 1993 με σκοπό να συντονίσει, να διασταυρώσει και να καταστήσει ικανές για στρατηγική χρήση πληροφορίες σχετικές με την προστασία και τη βελτίωση του περιβάλλοντος στην Ευρώπη.

Ο Οργανισμός που εδρεύει στην Κοπεγχάγη (Δανία), έχει σα στόχο καθορισμένο από την απόφαση 1210/90 του Συμβουλίου της Ευρώπης, να εξασφαλίσει την παροχή αντικειμενικών, αξιόπιστων και ολοκληρωμένων πληροφοριών σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Έτσι τα μέλη του θα είναι σε θέση να λάβουν τα απαιτούμενα μέτρα για την προστασία του περιβάλλοντος τους, να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα αυτών των μέτρων και θα μπορούν να πληροφορήσουν επαρκώς το κοινό για την κατάσταση του περιβάλλοντος.

Γεωγραφικά οι στόχοι του Οργανισμού δεν περιορίζονται στα κράτη -μέλη της Ευρωπαϊκής 'Ένωσης, αλλά είναι ανοιχτός και σε άλλες χώρες που ενδιαφέρονται για το περιβάλλον. Στα μέλη του Οργανισμού συγκαταλέγονται σήμερα έκτος από τα κράτη μέλη και άλλες χώρες όπως η Ισλανδία, το Λιχτενστάιν και η Νορβηγία.

Ο Οργανισμός διεξάγει τα προγράμματα του σε συνεργασία με το Ευρωπαϊκό Δίκτυο Πληροφόρησης και Παρατήρησης (ΕΙΟΝΕΤ). Το ΕΙΟΝΕΤ αποτελείται από εθνικά δίκτυα που οργανώθηκαν από τον Οργανισμό ώστε να συμβάλλουν στην απόκτηση πληροφοριών, στην αναγνώριση ειδικών θεμάτων και στην παροχή εγκύρων και έγκαιρων πληροφοριών για το περιβάλλον της Ευρώπης. Ο Οργανισμός δεν αξιοποιεί μόνο τις δυνατότητες των κρατών-μελών αλλά συνεργάζεται αποδοτικά και με άλλες ενώσεις και διεθνείς οργανισμούς, ώστε να υπάρχει επικουρία και να αποφεύγονται παρόμοιες ενέργειες.

 Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Περιβάλλοντος (ΕΟΠ) εξελίσσεται σταδιακά σαν μια ανεξάρτητη πηγή με τις καλύτερες διαθέσιμες πληροφορίες για το περιβάλλον στην Ευρώπη. Τα προγράμματα (ετήσια και πολυετή) είναι τα κυριότερα εργαλεία του Οργανισμού για την απόκτηση αυτής της ανεξαρτησίας, μαζί με τη στρατηγική πληροφόρησης του, την καθοδήγηση από την επιστημονική επιτροπή και την πολιτική ατζέντα από το ευρωπαϊκό ινστιτούτο και τα κράτη μέλη. Για προετοιμασία των ετήσιων προγραμμάτων του Οργανισμού, απαιτείται γνώση του περιβαλλοντικού σχεδιασμού της Ευρωπαϊκής Ένωσης και των κρατών μελών , ώστε να αναπτυχθούν εγκαίρως αντίστοιχες προτάσεις για πολιτική δράση. Είναι όμως επίσης σημαντικό να καθιερωθεί ένα σχέδιο δράσης του ΕΟΠ, το οποίο θα περιλαμβάνει προειδοποιήσεις π.χ. αναγνώριση περιβαλλοντικών προβλημάτων τα οποία δεν περιλαμβάνονται στην πολιτική ατζέντα, ώστε να υπάρχει η κατάλληλη προετοιμασία για μελλοντικές πολιτικές πρωτοβουλίες. Επιπλέον ο ΕΟΠ θα παρέχει μια σφαιρική και ολοκληρωμένη εικόνα της περιβαλλοντικής κατάστασης και των τάσεων στην Ευρώπη για αξιοποίηση από τους φορείς αλλά και το κοινό γενικότερα.

Στην προσπάθεια για να ενισχυθούν οι δραστηριότητες του ΕΟΠ στο θέμα της περιβαλλοντικής διαχείρισης, ξεκίνησε το Δεκέμβριο του 1995 μια σειρά προγραμμάτων. Τα προγράμματα αυτά είναι το αποτέλεσμα της αξιολόγησης περισσοτέρων από 100 προτάσεων από Ευρωπαϊκά πανεπιστήμια, ερευνητικά ιδρύματα και συμβουλευτικές εταιρείες. Ένα πρώτο βήμα ήταν η προσέγγιση, του κοινού η οποία χωρίζεται σε δύο κυρίως μέρη:

Τη συγγραφή εγχειριδίων που να απαντούν στο :Πως γίνεται;

Τη συγγραφή ενός οδηγού που θα απαντά στο : Πως θα βρω πληροφόρηση;

Για το πρώτο μέρος ο Οργανισμός υποστήριξε δύο προγράμματα :

Εγχειρίδιο για τη διαχείριση και διάθεση (ανάδοχος: Ευρωπαϊκή οργάνωση ελέγχου της ρύπανσης των υδάτων) και

Εγχειρίδιο περιβαλλοντικής διαχείρισης (ανάδοχος: Richard Starkey, Πανεπιστήμιο του Huddersfield).

Για το δεύτερο μέρος η προσέγγιση σχετίζεται με τη δημιουργία ενός οδηγού με τις καλύτερες δυνατές πρακτικές και με πηγές πληροφοριών καθώς και με τη δημιουργία ενός κέντρου με υπολογιστική στήριξη, δηλαδή ενός οδηγού ο οποίος θα διατίθεται στο Internet για τη στήριξη και των εκδόσεων.

 Εργαλεία Περιβαλλοντικής Διαχείρισης.

 Ο Οργανισμός έχει επιλέξει για το πρώτο στάδιο τέσσερα θέματα:

 Καθαρή τεχνολογία (Βέλγιο)

Εκτίμηση του κινδύνου (Μ. Βρετανία)

Εκτίμηση των κύκλων ζωής (Δανία)

Υπαρκτή ανάπτυξη και τοπικές αρχές (Ολλανδία)

Τα επιλεγμένα αυτά θέματα μπορούν να χαρακτηριστούν ως «επιστημονικά εργαλεία περιβαλλοντικής διαχείρισης».

Σκοπός του προγράμματος είναι να συνδυάσει την αυξανόμενη ανάγκη για πρόσβαση στις πληροφορίες όχι μόνο με τεχνολογικά μέσα, με χρήση των ηλεκτρονικών δικτύων αλλά και να περιγράψει τη χρήση αυτών των εργαλείων με παιδαγωγικό τρόπο. Το χρονοδιάγραμμα των προγραμμάτων ποικίλει από ένα σε ενάμιση χρόνο,

 Ευρωπαϊκά Θεματικά Κέντρα- Παρουσίαση τους.

 To 1996 ήταν η χρονιά κατά την οποία οριστικοποιήθηκε η δημιουργία των Ευρωπαικών Θεματικών Κέντρων γιά διάφορα θέματα

 ETC/AEM ETC/Air Emissions

ETC/AQ ETC/Air Quality

ETC/CDS ETC/Catalogue of Data Sources

ETC/IW ETC/Inland Waters

ETC/LC ETC/Land Cover

ETC/MC ETC/Marine & Coastal Environment

ETC/NC ETC/Nature Conservation

ETC/Soil ETC/Soil

ETC/W ETC/Waste

 Επιπλέον επιταχύνθηκε μια πιο ολοκληρωμένη προσέγγιση αφού αυξήθηκε η γεωγραφική κάλυψη, στην κεντρική και ανατολική Ευρώπη με κονδύλια απο το PHARE και άλλες πηγές. Αναπτύχθηκε σύστημα εξασφάλισης της ποιότητας, ενώ ένα σημαντικό βήμα για το μέλλον θα αποτελέσει η έναρξη της ανασκόπησης των Πολυετών Προγραμμάτων Εργασίας του ΕΟΠ. Το 1996 εγκαθιδρύθηκε μια ρουτίνα για ετήσια αναφορά χρησιμοποιώντας δείκτες, συμπεριλαμβανομένων και περιβαλλοντικών δεικτών που να συνδέονται με οικονομικούς δείκτες.

 Το 1997 δημοσιεύθηκε η πρώτη ετήσια αναφορά σχετικά με το περιβάλλον , ενώ ήδη ο ΕΟΠ προετοιμάζεται για τη δεύτερη γενιά Ευρωπαϊκών Θεματικών Κέντρων, στα οποία θα γίνεται μια περισσότερο ολοκληρωμένη προσέγγιση του θέματος, με συγκέντρωση πληροφοριών ώστε να επιτευχθεί η υιοθέτηση μιας ενιαίας πολιτικής σε θέματα που αφορούν το περιβάλλον. Ένας από τους κυριότερους στόχους είναι η αξιολόγηση της προόδου που επιτεύχθηκε από τη Συνδιάσκεψη της Σόφια και η αναφορά της στην επόμενη που θα γίνει το 1998 στη Δανία. Επιπλέον ο ΕΟΠ θα στηρίξει την Ευρωπαϊκή Επιτροπή στην προετοιμασία του 6ου προγράμματος περιβαλλοντικής δράσης της Ευρωπαϊκής ένωσης παρέχοντας την δεύτερη τριετή αναφορά σχετικά με το περιβάλλον. Μακροπρόθεσμα, ο ΕΟΠ θα καλύπτει τις περισσότερες χώρες της Ευρώπης.

 Περιβαλλοντική πολιτική και Τηλεπισκόπηση

  Το κλειδί για την περιβαλλοντική πολιτική είναι η οικολογική παρακολούθηση. Σε μια εποχή όπου παγκοσμίως αυξάνουν οι απαιτήσεις για αλλαγή του τρόπου ζωής, είναι ουσιαστική η γνώση του ποσοστού κάλυψης και των χρήσεων γης. Γι’ αυτό, ιδρύθηκε στο τέλος του φθινοπώρου του 1995 το Ευρωπαϊκό Θεματικό Κέντρο Κάλυψης Γης (ΕΘΚ/ΚΓ). Από το 1985 γίνονται μέσο του προγράμματος CORINE εκτιμήσεις του ποσοστού κάλυψης γης. Το ΕΘΚ/ΚΓ εξασφαλίζει ότι αυτές οι βάσεις δεδομένων χρησιμοποιούνται με αποδοτικό τρόπο στα πλαίσια των προγραμμάτων για το περιβάλλον από τους συμμετέχοντες σε αυτά, ενώ παρέχει και τεχνική υποστήριξη στις ομάδες των διαφόρων χωρών.

Το ΕΘΚ/ΚΓ καθοδηγείται τώρα από το νεοϊδρυθέν Κέντρο για Δορυφορικά Περιβαλλοντικά Δεδομένα (ΚΠΔΔ), το οποίο βρίσκεται στο βορεινότερο τμήμα της Σουηδίας και το οποίο συνεργάζεται με το SSC, το Σουηδικό κέντρο το οποίο συλλέγει, επεξεργάζεται και διανέμει τα δορυφορικά δεδομένα. Κυριότεροι σκοποί του ΚΠΔΔ είναι:

Περιβαλλοντικές βάσεις δεδομένων

Παραγωγή, επεξεργασία και αναπροσαρμογή

Ανάπτυξη σε συνεργασία με τους χρήστες και άλλα επιστημονικά κέντρα

Περιβαλλοντική παρακολούθηση.

Παρακολούθηση της υπάρχουσας κατάστασης και των μεταβολών στο περιβάλλον

Περιβαλλοντική έρευνα.

 Ανάπτυξη μεθοδολογίας και μοντέλων σε συνεργασία με άλλα επιστημονικά κέντρα.

Οι στόχοι του ΕΘΚ/ΚΓ συμβαδίζουν με αυτούς του ΚΠΔΔ.

Ήδη το ΕΘΚ/ΚΓ λειτουργεί σαν ένας συνεταιρισμός 16 διαφορετικών οργανώσεων σε όλη την Ευρώπη συμπεριλαμβανομένου και του JRC/IRSA. Το θεματικό κέντρο διευθύνεται από το ΚΠΔΔ, το οποίο μαζί με τα κέντρα της Πορτογαλίας και Ιταλίας αποτελούν τον πυρήνα.

Επίσης έχει δημιουργηθεί μία συμβουλευτική ομάδα για τα μακροπρόθεσμα ερωτήματα. Μαζί με τις οργανώσεις που αποτελούν τον πυρήνα συμμετέχουν και οργανώσεις από τη Γαλλία, τη Γερμανία, την Ισπανία, τη Δανία και την Ιρλανδία.

Είναι πολύ σημαντικό να παρατηρείται η γεωγραφική κατανομή των συμβαλλόμενων μελών. Υπάρχουν τοπικές διαφορές στα στοιχεία της φυτοκάλυψης καθώς επίσης και σε περιβαλλοντικά θέματα, επομένως θα πρέπει και τα δεδομένα να επεξεργαστούν κατάλληλα για τις επιμέρους εφαρμογές. Ο συνεταιρισμός δημιουργήθηκε και οργανώθηκε έτσι ώστε να παρέχει οδηγίες και κατευθύνσεις για το χειρισμό των προβλημάτων της παραγωγής, να επικοινωνεί αποδοτικά με τους χρήστες και να παρέχει σχετικά δεδομένα κάλυψης γης.

Το πρώτο πλάνο για το ΕΘΚ/ΚΓ (1995/96) αντιστοιχούσε στην επείγουσα ανάγκη για δεδομένα κάλυψης γης για κάθε πεδίο εργασιών που σχετίζεται με το περιβάλλον. Η στρατηγική είναι η παροχή των χρηστών με δεδομένα κάλυψης γης, σε μια Ευρωπαϊκή βάση , η οποία θα ανταποκρίνεται σε ανάγκες που βρίσκουν εφαρμογή στη: Περιβαλλοντική παρακολούθηση, σε μετρήσεις βιοαναστρεψιμότητας, τη δημιουργία οικολογικών διεξόδων, την απογραφή των φυσικών πηγών, τη χαρτογράφηση περιοχών ευαίσθητων στη διάβρωση, τις πλημμύρες, το κάψιμο των δασών, την ερημοποίηση, την οξείδωση, τον ευτροφισμό, την ανθρώπινη παρέμβαση και σε εκτιμήσεις των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.

Σήμερα υπάρχει ήδη κάποιο είδος χαρτογράφησης της κάλυψης γης για το μεγαλύτερο μέρος της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Αυτή θα αναβαθμιστεί και θα μετασχηματιστεί συμφώνα με τα πρότυπα του CORINE . Υπάρχουν ήδη πλήρως λειτουργικές βάσεις πληροφόρησης για 6 χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ενώ για τις υπόλοιπες χώρες έχουν ολοκληρωθεί ήδη σημαντικά μέρη.

Το ΕΘΚ/ΚΓ λειτουργεί στα πλαίσια του συνόλου των πολυετών προγραμμάτων «Παρακολούθηση και Βάσεις δεδομένων» του ΕΟΠ (1994-99). Το πρόγραμμα Μη 4 (Κάλυψη Γης- οικολογική παρακολούθηση) εκτελείται μέσο 25 διαφορετικών θεμάτων που κατανέμονται σε 6 διαφορετικά πακέτα εργασίας:

Το πρόγραμμα ΕΙΟΝΕΤ συντονισμού και ανάπτυξης

Τη δημιουργία και υποστήριξη των εθνικών ομάδων κάλυψης γης.

Ανάπτυξη κατευθυντήριων γραμμών

Περιβαλλοντικοί Δείκτες

Υπηρεσίες εφαρμογών και στρατηγικές

Έρευνα και ανάπτυξη.

Σε πολλά θέματα θα υπάρχει σύνδεση με άλλα θεματικά κέντρα, Εθνικά Κέντρα Αναφοράς και άλλα. Η συνεργασία στα πλαίσια του ΕΙΟΝΕΤ θα είναι σημαντική για το θεματικό κέντρο και οι πληροφορίες θα διανείμονται μέσο συνεδρίων, αναφορών, σελίδων στο δίκτυο και άλλα μέσα. Κύριως οι πληροφορίες αυτές θα εμφανίζονται σε συνέδρια, στην κυκλοφορία ερωτηματολογίων και με την αναθεώρηση δημοσιευμένων και μη πηγών. Επίσης είναι σημαντική η σύνδεση με τα μέλη του κέντρου παρακολούθησης της Γης και του Διαστήματος. Τα μέλη του ΕΘΚ/ΚΓ έχουν μεγάλες αρμοδιότητες στην παρακολούθηση από απόσταση, στην ανάπτυξη της βάσης δεδομένων, την παρακολούθηση του περιβάλλοντος, την χαρτογράφηση τα στατιστικά και σε άλλους τομείς σχετικούς με την εκτίμηση και τις εφαρμογές των παρατηρήσεων της γης. Η ομάδα έχει ευρεία εμπειρία σε διάφορα περιβαλλοντικά ζητήματα καθώς και διάφορες μεθόδους παρακολούθησης από απόσταση.

Δραστηριοποίηση και μελλοντικές κατευθύνσεις του ΕΟΠ σε σχέση με τα πεδία εφαρμογών Τηλεπισκόπησης

Όπως ανέφερε και ο Πρόεδρος του ΔΣ του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Περιβάλλοντος ο ΕΟΠ είναι ο "τελικός χρήστης" της τεχνολογίας της παρατήρησης από απόσταση (Remote Sensing). Η δορυφορική παρατήρηση δεν αποτελεί αντικείμενο για τον ΕΟΠ, ούτε εντάσσεται στους στόχους του.

Όσο αφορά τις ερευνητικές του δραστηριότητες, ο ΕΟΠ στηρίζεται στο Κέντρο Ερευνών (JRC) , ενώ για την οργάνωση των επίγειων δεδομένων το Κέντρο Παρατήρησης της Γης αποτελεί τη σημαντικότερη πρωτοβουλία.

Η συνεργασία με το JRC συνεισφέρει στη βελτίωση της συμβατότητας των δεδομένων και τον εναρμονισμό των μετρήσεων και των αναλυτικών τεχνικών, ιδιαίτερα σε περιοχές όπου διεξάγονται μετρήσεις ποιότητας αέρα και παρακολούθηση της ποιότητας των νερών. Το JRC συμβάλλει επίσης στην αξιολόγηση της χρήσης της τεχνολογίας της παρατήρησης από απόσταση, για πληροφόρηση σχετικά με την κατάσταση των δασών και της ευρύτερης περιοχής καθώς και στον καθορισμό γεωφυσικών παραμέτρων για τοπική εκτίμηση του περιβάλλοντος στην Ευρώπη. Η παροχή και αξιολόγηση όλων των δεδομένων θα γίνει στα πλαίσια του Κέντρου για την Παρακολούθηση της Γης. Επιπλέον η συνεργασία με το DGX12 θα επικεντρωθεί στην ενίσχυση του καθορισμού ειδικών πολιτικών και ολοκληρωμένων ερευνών, ενώ ταυτόχρονα θα εξασφαλίζει τη σύνθεση, ολοκλήρωση, παρουσίαση και χρήση των αποτελεσμάτων των ερευνών από τις πολιτικές για το περιβάλλον.

Είναι φανερό ότι η χαρτογράφηση του περιβάλλοντος είναι μια από τις σημαντικότερες επιχειρησιακές εφαρμογές της τηλεπισκόπησης (παρατήρησης από απόσταση) για το περιβάλλον. Ένα από τα προγράμματα του ΕΟΠ που βασίζεται κατά κύριο λόγο στην παρατήρηση από απόσταση είναι το πρόγραμμα Κάλυψης γης.

Έχει αποδειχτεί ότι ο συνδυασμός στοιχείων από διάφορες πηγές είναι ουσιαστικός στην εκτίμηση της απαραίτητης τιμής που πρέπει να προστεθεί σε δορυφορικές εικόνες, όπως επίγειες παρατηρήσεις, υπάρχοντες χάρτες και πήγες με στατιστικά δεδομένα. Αυτό δείχνει ότι καλύτερη προσέγγιση επιτυγχάνεται με το συνδυασμό και τη διασταύρωση δεδομένων από διάφορους τομείς έρευνας.

Παρατηρείται επίσης τα τελευταία χρόνια σημαντική βελτίωση και εξέλιξη στον τομέα των δορυφορικών δεδομένων, ενώ έχει αυξηθεί ο επιμερισμός των εργασιών και η συνεργασία ανάμεσα στους συμμετέχοντες στα προγράμματα με αποτέλεσμα τη βελτίωση της αξιολόγησης των δεδομένων, την καλύτερη οργάνωση τους καθώς και την έγκαιρη παράδοση τους. Παρ' όλα αυτά όπως αναφέρεται από τους χρήστες υπάρχουν ακόμα προβλήματα στην απόκτηση βασικών σετ δεδομένων και στην κατάλληλη μορφή για περιβαλλοντική ανάλυση.

Ο τομέας του περιβάλλοντος αποτελεί μια πρόκληση στο θέμα της συλλογής και συμβατότητας των δεδομένων παρόμοια με εκείνη του τομέα παρακολούθησης της γης όσο αφορά τη χάραξη πολιτικής, τις απαιτήσεις των χρηστών την πολιτική αξιοποίησης και φυσικά υπάρχουν πολλά ακόμα που πρέπει να μάθουμε.

Ενώ υπάρχει αρκετή εξέλιξη στο θέμα της χαρτογράφησης, οι εργασίες παρακολούθησης του περιβάλλοντος βρίσκονται ακόμα σε αρχικά στάδια.

Οι παρούσες πρακτικές παρακολούθησης του περιβάλλοντος, της ποιότητας του αέρα και των νερών, η ανίχνευση των πηγών που καταστρέφουν το περιβάλλον, πρέπει να αναθεωρηθούν. Οι προσπάθειες θα πρέπει να στραφούν περισσότερο στην αξιοποίηση των πληροφοριών παρά στην συγκέντρωση δεδομένων. Επομένως ο ΕΟΠ θα διαδραματίσει καταλυτικό ρόλο, ενώ τα θεματικά κέντρα έχουν αναλάβει μέσω των προγραμμάτων τους την αξιολόγηση των δικτύων παρακολούθησης.

    Ένας από τους σημαντικούς στόχους είναι και ο συνδυασμός των δύο διαφορετικών τεχνολογιών, της παλιάς τεχνολογίας και της καινούργιας (δορυφορικές παρατηρήσεις). Ο μελλοντικός ρόλος του ΕΟΠ σχετικά με την παρατήρηση από απόσταση είναι  -
    - να την καθοδηγήσει προς ένα μοντέλο μέσω του οποίου ο ΕΟΠ θα μπορεί :
    - να αντιπροσωπεύει τους χρήστες για το περιβάλλον
    - να εισάγει τα περιβαλλοντικά δίκτυα (ΕΙΟΝΕΤ) στα επιστημονικά δίκτυα καλύπτοντας έτσι τια απαιτήσεις των χρηστών.
    - να προάγει τη διαθεσιμότητα των συνδυασμένων (δορυφορικών και επίγειων δεδομένων)
    - να προάγει την τεχνολογία της παρατήρησης από απόσταση ώστε να βελτιωθεί το δίκτυο παρακολούθησης του περιβάλλοντος.

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΚΑΙ ΔΑΣΟΠΟΝΙΑ

Η εισαγωγή της δορυφορικής τεχνολογίας σε επιχειρησιακό επίπεδο έδωσε νέα διάσταση στις δυνατότητες των δασολόγων να απογράφουν, παρακολουθούν και διαχειρίζονται τα δασικά οικοσυστήματα. Πολλά ερωτηματικά περιμένουν απαντήσεις απο ερευνητικές προσπάθειες, καθ' όσον η χρήση των δορυφορικών εικόνων  στην  δασοπονία επηρεάζεται απο παράγοντες όπως ο χρόνος λήψης των δεδομένων, η διακριτική και φασματική τους ικανότητα, το είδος της καταγραφομένης βλάστησης, η πυκνότητα, ηλικία, υγεία των συστάδων κ.λπ. (Karteris 1982). Ο Gausman και συνεργάτες (1973) απέδειξαν ότι τα μήκη κύματος 0.68, 0.85, 1.65 και 2.20 μm είναι τα πλέον χρήσιμα για την παρατήρηση της βλάστησης. Τα δάση δημιουργούν δυσκολίες στη δορυφορική τηλεπισκόπηση γιατί τα φύλλα των δένδρων εμφανίζονται με διάφορα μεγέθη, σχήματα και χρώματα. Το ύψος των δένδρων ποικίλει ανάλογα γενετικών και οικολογικών επιδράσεων. Η επιφάνεια κάτω από την κομοστέγη του δάσους ποικίλει όπως τελείως γυμνή, με ετήσια φυτά, πολυετή ή μικρότερα δένδρα, κ.λπ. Όλα τα ανωτέρω χαρακτηριστικά συμβάλουν στο να καταγράφουν οι δέκτες των δορυφόρων διαφορετικό ανακλώμενο σήμα. Το ίδιο συμβαίνει με το ανάγλυφο, που είναι έντονο σε πολλές δασικές περιοχές. Έτσι η εργασία σε δάση και δασικές εκτάσεις με δορυφορικά δεδομένα δεν είναι μια εργασία ρουτίνας. Πάντα πρέπει να ληφθούν υπ' όψιν οι βιοκλιματικοί παράγοντες της υπό εξέταση περιοχής.  Η ακρίβεια των αποτελεσμάτων των δορυφορικών δεδομένων, επομένως, έχει τοπική χρησιμότητα και όχι γενική (Meliadis 1989).

Οι εφαρμογές της τηλεπισκόπησης στην δασοπονία μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: γενικές απογραφές, παρατήρηση αλλαγών και σε ειδικών σκοπών (π.χ. χαρτογράφηση καυσίμου ύλης, απογραφή αναγεννήσεων, απογραφή προσβολών από παθογόνα αίτια, κ.λπ.). Η συλλογή των δεδομένων που θα χρησιμοποιηθούν αφορά την επιλογή και χρησιμοποίηση δορυφορικών δεδομένων, αεροφωτογραφιών, δεδομένων που πάρθηκαν από υπαίθριες μετρήσεις, τοπογραφικούς, εδαφολογικούς, γεωλογικούς χάρτες, κ.λπ.

Η δασική απογραφή έχει συνήθως δύο φάσεις , ήτοι την παραγωγή θεματικών χαρτών όπου καθορίζεται η κατά χώρο θέση των διαφόρων δασικών κατηγοριών και η σχέση τους με το φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον, και την συλλογή των παραπάνω πληροφοριών με τη δειγματοληψία. Και στις δυο ανωτέρω φάσεις η δορυφορική τεχνολογία είναι δυνατόν να συμβάλλει  στην με ακρίβεια απογραφή των δασικών περιοχών. Σε πολλές Πολιτείες των Η.Π.Α. οι δασικές απογραφές βασίζονται στη στρωματωμένη πολυσταδιακή δειγματοληψία, όπου χρησιμοποιούνται δεδομένα απο δορυφόρους, αεροφωτογραφίες και απο επίγειες παρατηρήσεις (Peterson και συνεργάτες 1981, Strahler 1983, Larson 1984 ). Η ίδια μέθοδος χρησιμοποιείται στη Σουηδία, Γερμανία και Καναδά. Στον Πίνακα 3 παρουσιάζεται, σύμφωνα με αναφορά που έγινε στην Ε.Ο.Κ. στις 29.7.80 οι τρόποι δασικών απογραφών που εφαρμόζονται σε διάφορες Ευρωπαϊκές χώρες.

Η μεγαλύτερη και πιο σημαντική χρησιμότητα των δορυφορικών δεδομένων είναι η διάκριση και χαρτογράφηση των δασικών εκτάσεων, όπως και ο ακριβής υπολογισμός της έκτασης που καταλαμβάνουν (Hardy & Agar 1978, Karteris 1988). H δημιουργία τέτοιων θεματικών χαρτών γίνεται με ακρίβεια που πολλές φορές ξεπερνάει το 90 %. Η διάκριση των πλατυφύλλων, κωνοφόρων και μικτών δασών επιτυγχάνεται με ακρίβειες 85-90 % (Williams & Nelson 1986). Οι Kalensky και συνεργάτες (1981) έκαναν λεπτομερειακές μελέτες σε δασικές περιοχές του Καναδά χρησιμοποιώντας δεδομένα από εικόνες του LANDSAT. Συγκρίνοντας τους δασικούς χάρτες που είχαν δημιουργηθεί απο αεροφωτογραφίες με κλίμακα 1:20.000 (και οι οποίοι θεωρήθηκαν ότι είχαν ακρίβεια 100%) με αυτούς που προήλθαν από την ψηφιακή επεξεργασία των δορυφορικών δεδομένων, πήραν ακρίβειες που κυμαίνονταν από 70% μέχρι 98% και εξήγησαν ότι η κύμανση της ακρίβειας οφειλόταν στην έλλειψη ομοιογένειας μέσα στις διάφορες δασικές κατηγορίες. Οι Nelson και συνεργάτες (1984) χρησιμοποιώντας δεδομένα του M.S.S. υπολόγισαν τα δάση πλατυφύλλων και κωνοφόρων των Η.Π.Α. Έτσι, ενώ η ταξινόμηση της Δασικής Υπηρεσίας των Η.Π.Α. έδινε ότι το 13% της χώρας καλύπτεται από δάση κωνοφόρων και 15% από πλατύφυλλα, η ταξινόμηση των ψηφιακών δορυφορικών δεδομένων έδωσε 11 και 12% αντίστοιχα. Η στατιστική ανάλυση απέδειξε ότι το 74% των κωνοφόρων και το 80% των πλατυφύλλων είχαν ταξινομηθεί σωστά και ότι η ακρίβεια της ταξινόμησης ήταν 85%, ποσοστό αποδεκτό για τις δασικές απογραφές.

Η διάκριση των δασοπονικών ειδών, όμως παρουσιάζει αρκετά προβλήματα και τις περισσότερες φορές είναι πολύ δύσκολη η αναγνώριση ειδών (Kan & Dillman 1975, Hopkins και συνεργάτες 1988). Στην παγκόσμια βιβλιογραφία υπάρχουν μελέτες για την αναγνώριση ειδών (Hughes και συνεργάτες 1986), αλλά όπως επισημαίνεται η επιτυχία επηρεάζεται από τις τοπικές συνθήκες. Ερευνητικές προσπάθειες ταξινόμησης της βλάστησης έχουν αποδείξει ότι η ανάλυση πολύ μεγάλης κατά χώρο διακριτικής ικανότητας δεδομένων δεν δίδει αποδεκτά αποτελέσματα, λόγω της ύπαρξης "πάρα πολλών" πληροφοριών (Rhode & Nelson, 1972, Cosseshall & Hoffer, 1973). Οι Hopkins και συνεργάτες (1988) χρησιμοποίησαν T.M. δεδομένα και βρήκαν ακρίβεια 98% στην γενική ταξινόμηση των δασικών και μη-δασικών περιοχών και 94% στην διάκριση μεταξύ κωνοφόρων/πλατυφύλλων. Όταν, όμως, χρησιμοποίησαν 9 δασικές κατηγορίες (κατηγορίες πληροφοριών) η ακρίβεια ήταν μόνο 69% και αυτό οφειλόταν στο γεγονός ότι η διάκριση μεταξύ συγκεκριμένων ειδών ήταν αδύνατος. Αναγκάσθηκαν να ακολουθήσουν μια "τεχνική" που συχνά ακολουθείται στην ψηφιακή ταξινόμηση, της μείωσης των κατηφοριών η οποία οδηγεί στην αύξηση της ακρίβειας. Η ακρίβεια μετά την μείωση των κατηγοριών απο εννέα σε τρεις ήταν της τάξεως του 99%. Παρόμοια προβλήματα αντιμετώπισαν και οι Kan & Weber (1978) στην μελέτη των "Δέκα Οικοσυστημάτων", όπου θέλησαν να ταξινομήσουν τις Η.Π.Α. βάσει δέκα μεγάλων κατηγοριών δασικών και λιβαδικών κατηγοριών.     
Η μείωση των δασικών γαιών παγκόσμια είναι σε όλους γνωστή. Στις τροπικές περιοχές τα δάση υλοτομούνται ή καίγονται και η γη μετατρέπεται σε λιβάδια ή χρησιμοποιείται για ετήσιες καλλιέργειες. Οι αποψιλωτικές υλοτομίες στην εύκρατο ζώνη είναι συνηθισμένη πρακτική. Άλλες αλλαγές εκτός των ανθρωπογενών επεμβάσεων, όπως οι επιδημίες παθολογικών αιτιών και οι φωτιές, προκαλούν άμεσες αλλαγές σ' ολόκληρο το οικοσύστημα, αλλά και στην οπτική εμφάνιση του. Οι αλλαγές των δασικών γαιών μπορούν να εντοπισθούν με διαχρονικές εικόνες της ίδιας περιοχής. Έτσι, μελέτες των Hafker & Agar (1978) απέδειξαν ότι τα σχήματα των αποψιλωτικών υλοτομιών σε ένα δάσος πλατυφύλλων στην Πενσυλβάνια των Η.Π.Α. μπορούν να αναγνωρισθούν χρησιμοποιώντας υπέρυθρες εικόνες του LANDSAT M.S.S. Τα δορυφορικά δεδομένα χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των αλλαγών στα δάση. Στη Βραζιλία, για παράδειγμα, υπάρχει επιχειρησιακό πρόγραμμα παρακολούθησης των υλοτομιών και των αναδασώσεων που βασίζεται στη δορυφορική τεχνολογία (Carneiro 1981).
Μελέτες που αφορούν τις αλλαγές των δασικών εκτάσεων λόγω προσβολών εντόμων απέδειξαν ότι είναι δυνατή η αναγνώριση περιοχών με ισχυρή, μικρή και καθόλου προσβολή (Nelson 1983, Williams & Nelson 1986,  Vagelmann & Rock 1986). O Nelson (1983) απέδειξε όμως ότι η χρησιμοποίηση δορυφορικών δεδομένων δημιουργεί προβλήματα αναγνώρισης σε περιοχές με ήπιες μορφές προσβολής, διότι η ταξινόμηση αυτών των περιοχών περιπλέκεται με άλλες κατηγορίες. Άρα το θέμα χρειάζεται μια βαθύτερη έρευνα για να αποδειχθεί αν τα δορυφορικά δεδομένα μπορούν να "αναγνωρίσουν" με ακρίβεια δασικές περιοχές που έχουν υποστεί προσβολές από έντομα.
Όσον αφορά τις δασικές πυρκαγιές, ένα θέμα που πράγματι ενδιαφέρει τους Έλληνες δασολόγους, τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά. Ο υπολογισμός π.χ. των καμένων εκτάσεων (με σύγκριση διαχρονικών εικόνων) γίνεται με ακρίβειες 77-92%. Σύμφωνα με τον Καρτέρη (1986) η χρήση της τηλεπισκόπησης στην πολιτική της δασικής προστασίας μπορεί να γίνει πριν, κατά την διάρκεια και μετά την φωτιά. Οι δορυφορικές εικόνες βοηθούν στη συλλογή των γενικών χαρακτηριστικών της περιοχής και στην χαρτογράφηση των καμένων περιοχών. Η χαρτογράφηση τέτοιων περιοχών γίνεται με ακρίβεια κοντά στο 95% και σύμφωνα με τους Thomson & Dixon (1975)  η μικρότερη περιοχή που μπορεί να χαρτογραφηθεί σε τέτοιες περιπτώσεις είναι 1 Km2. Οι Cosentino και συνεργάτες (1981) έδωσαν μια καλή προσέγγιση στη χρήση της δορυφορικής τηλεπισκόπησης στην προστασία των δασών από τις πυρκαγιές. Βάσει αυτών είναι απαραίτητη η δημιουργία χαρτών που με ακρίβεια θα περιγράφουν τα φυσικά χαρακτηριστικά της βλάστησης, ιδίως σε περιοχές με υψηλό ποσοστό κινδύνου, όπως είναι τα Μεσογειακά οικοσυστήματα. Ήδη στον τομέα αυτό υπάρχει στην Ελλάδα ερευνητικό πρόγραμμα που αφορά τις πρόσφατες πυρκαγιές του Αγίου Όρους , με σκοπό τον ακριβή υπολογισμό της καμένης έκτασης και του ξυλώδους όγκου που καταστράφηκε.
Φυσικά η δορυφορική τεχνολογία μπορεί να προσφέρει τα μέγιστα, όταν χρησιμοποιείται με τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) (Καρτέρης 1990), τα οποία επιτρέπουν την ανάπτυξη και το χειρισμό βάσεων δεδομένων προσανατολισμένων σε διάφορα επίπεδα γεωγραφικά ή κατά χώρο. Σημαντική ερευνητική δουλειά γίνεται στον τομέα δημιουργίας μοντέλων που αφορούν τη δασική βλάστηση και χρησιμοποιούν τη δορυφορική ψηφιακή τηλεπισκόπηση και τα Γ.Σ.Π. Αναφέρεται η ύπαρξη ενός παγκόσμιου Γ.Σ.Π. (Emmanuel και συνεργάτες 1984) που περιλαμβάνει τη χρησιμοποίηση διαφόρων μετρήσεων από δορυφορικά δεδομένα. Η παγκόσμια κατανομή και τα όρια μεταξύ των μεγάλων τύπων της βλάστησης, που παίρνονται από τα δορυφορικά δεδομένα, δίνουν χρήσιμες πληροφορίες σε αυτό το μοντέλο, ιδίως όταν το περιβάλλον υφίσταται αλλαγές. Η με αυτόν τον τρόπο καταγραφή της βλάστησης επιτρέπει την αναγνώριση αλλαγών, όπως αποδασώσεις - αναδασώσεις - ερημώσεις - αλλαγές χρήσεων γης, που μετρώνται με ακρίβεια, και τοποθετούνται σε μια βάση δεδομένων. Η βάση αυτή επιτρέπει τον υπολογισμό του παγκόσμιου κύκλου του άνθρακα.
Παρακάτω δίνεται μια συνοπτική περιγραφή των δασικών αναγκών, σε επίπεδο Δασαρχείου και σε Εθνικό επίπεδο, και των δυνατοτήτων εκπλήρωσης των απο τις δορυφορικές εικόνες:

ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ

1) Γενική χαρτογράφηση των τύπων κάλυψης (π.χ. κωνοφόρα, πλατύ   φυλλα). Η επιθυμητή ακρίβεια τουλάχιστον 70-80 %. Αυτού του είδους χαρτογραφήσεις είναι πρώτης ανάγκης σε προγράμματα εθνικών απογραφών. Οι πληροφορίες που δίνονται είναι πολύ γενικές για να είναι χρήσιμες στην Δασική διαχείριση.      
Οι δορυφόροι της δεύτερης γενιάς (LANDSAT -4, -5, SPOT) δίνουν τις απαραίτητες πληροφορίες.
2) Ατομικές συστάδες, τυπικά με έκταση μεταξύ 10-50 ha, πρέπει να οριοθετηθούν. Απαιτείται η αναγνώ-ριση των πλέον σημαντικών ειδών. Η αναλογία των φυτικών ειδών υπολογίζεται με ακρίβεια +- 10%. Οι έτσι αναγνωρισμένες συστάδες αποτελούν το βασικό στοιχείο στην κατάστρωση του διαχειριστικού σχεδίου. Οι πληρο-φορίες αυτές είναι πολύ λεπτομερειακές για απογραφές εθνικού επιπέδου.           
Γενικά μέσα στα όρια των δυνατοτήτων των δορυφόρων. Απαιτείται και η χρησιμοποίηση αεροφωτογραφιών.

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΟΓΚΟΥ ΤΟΥ ΞΥΛΟΥ

1) Απαιτείται ο υπολογισμός του μέσου όγκου ανά εκτάριο, ταξινομημένου ανά είδος και διάμετρο για τις συστάδες του δάσους. Σημαντικό στην εφαρμογή του διαχειριστικού σχεδίου.
Τα δορυφορικά δεδομένα δεν  βοηθούν.
2) Πριν την υλοτομία, ο εμπορεύσιμος όγκος (μέγεθος, ποιότητα) των εμπορικών δασικών ειδών          πρέπει να υπολογισθεί με μεγάλη ακρίβεια. Οι μικρότερες  εκτάσεις είναι της τάξης των 1-5 Km2.  
Πολύ πέρα από τις δυνατότητες των δορυφορικών δε δομένων. Συνήθως απαιτείται εργασία υπαίθρου.

ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ

1) Για απογραφές εθνικού επιπέδου απαιτείται ο κατά προσέγγιση υπολογισμός της πυκνότητας της κομοστέγης, πράγμα που επιτρέπει τον διαχωρισμό πυκνών δασών από πιο αραιές καταστάσεις.
Η απαίτηση αυτή επιτυγχάνεται με τη με τη χρήση δορυ--φορικών δεδομένων

2) Οι διαχειριστικές απογραφές συχνά απαιτούν τον υπολογισμό  της πυκ--νότητας της κομοστέγης, συνήθως με τάξεις πυκνότητας του 10-20%.
Η απαιτούμενη επιτυχία χρήσης των δορυφορικών δεδομένων και η επιτυγχανόμενη ακρίβεια εξαρτάται από τοπικές συνθήκες.

3) O υπολογισμός του ιστάμενου όγκου, μία μεταβλητή που απαιτεί τον συνδυασμό της πυκνότητας χρησιμο-ποιείται για να βρεθούν οι συνθήκες ανάπτυξης των συστάδων σε περιοχές που υφίστανται διακύμανση. Ο αριθμός των δένδρων ανά ha και το μέγεθος τους (στηθιαία διάμετρος) πρέπει να είναι γνωστά. Σημαντικά στοιχεία σε περιοχές με έντονη διαχείριση.
Πέρα από τις δυνατότητες των δορυφορικών δεδομένων. Οι απαιτούμενες πληροφορίες και του μεγέθους των δένδρων, παίρνονται με εργασίες υπαίθρου και με τη χρήση αεροφωτογραφιών.
ΥΨΟΣ ΤΩΝ ΔΕΝΔΡΩΝ

1) Στις διαχειριστικές απογραφές (και όχι σε εθνικές) απαιτείται, συνήθως το μέσο ύψος των συστάδων.
Το ύψος των δένδρων, επί του παρό- ντος δεν υπολογίζεται από  δορυφο ρικά δεδομένα.

2) Μετρήσεις για τα ύψη ατομικών δένδρων απαιτούνται σε επιλεγμένα δείγματα κατά τη λειτουργία απογραφών διαχείρισης για τη μελέτη των σχέσεων ύψους προς τη διάμετρο, όγκο και ποιότητα τόπου.
Απαιτούνται εργασίες υπαίθρου

ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΚΟΜΗΣ
Η κατανομή της στηθιαίας διαμέτρου (διάμετρος 1,3 m πάνω από το έδαφος) πρέπει να υπολογισθεί για τα δασικά είδη σε ατομικές συστάδες ή σε ομάδες συστάδων.
Απαιτείται εργασία υπαίθρου ή- υπολογισμοί σε αεροφωτογραφίες

ΗΛΙΚΙΑ
Η μέση ηλικία των δένδρων σε  μια συστάδα απαιτείται στις     περισσό--τερες διαχειριστικές απογραφές.
Δεν υπολογίζεται από δορυφορικά δεδομένα. Απαιτούνται εργασίες υπαίθρου.
ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΠΟΥ
Η δασική διαχειριστική απαιτεί την ταξινόμηση των συστάδων σε 3-7 τάξεις ποιότητας τόπου
Οι δορυφορικές εικόνες δεν συμβάλλουν αρκετά. Οι πληροφορίες συλλέ γονται από εργασίες υπαίθρου και με

τη φωτοερμηνεία αεροφωτογραφιών.

ΑΛΛΑΓΕΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ
Οι χάρτες των δασικών απογραφικών πρέπει να ενημερώνονται με  πληροφορίες για τις δασικές εκτάσεις που μόνιμα η απομακρύνθηκαν από τη δασική παραγωγή, όπως περιοχές που κάηκαν ή υλοτομήθηκαν, ζώνες από προσβολές παθογόνων αιτίων, νέοι δρόμοι κ.λπ.
Μέσα στις δυνατότητες των δορυφο ρικών δεδομένων. Προβλήματα δημιουργούνται όταν οι αλλαγές δεν είναι εμφανείς.(π.χ. μερικώς υλοτομούμενες περιοχές). Το θέμα αυτό αποτελεί ένα μεγάλο τμήμα έρευνας της δορυφορικής τηλεπισκόπησης.

ΑΠΟΓΡΑΦΕΣ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΩΝ ΑΠΟ ΠΑΘΟΓΟΝΑ ΑΙΤΙΑ
Δασικές περιοχές προσβεβλημένες από έντομα και άλλα παθογόνα      αίτια πρέπει να χαρτογραφηθούν και ταξινομηθούν ανάλογα του  επιπέδου καταστροφής (3-4 κατηγορίες). Συχνά απαιτείται ο υπολογισμός του όγκου και του ποσοστού των δένδρων που καταστράφηκαν.
Μεγάλες ζώνες καταστροφής μπορούν να αναγνωρισθούν. Η αναγνώριση ενδιαμέσων καταστάσεων μπορεί να βοηθηθεί με τη χρήση αεροφωτογραφιών ή επιγείων παρατηρήσεων.

ΒΙΟΦΥΣΙΚΕΣ ΑΠΟΓΡΑΦΕΣ
Μεγάλες περιοχές πρέπει να χαρτογραφηθούν χρησιμοποιώντας μια   ιεραρχία τάξεων, βασιζόμενες στην αναγνώριση μεγάλων μονάδων, στην τοπογραφία, κλίμα, ποιότητα τόπου.
Τα δορυφορικά δεδομένα είναι χρήσιμα στην αναγνώριση μεγάλων μονάδων, αλλά δεν χρησιμοποιούνται για λεπτομερειακές ταξινομήσεις λόγω έλλειψης στερεοσκοπικής κάλυψης.

ΔΙΑΒΡΩΣΗ / ΥΠΟΒΑΘΜΙΣΗ

Περιοχές με προβλήματα διάβρωσης πρέπει να αναγνωρισθούν και να χαρτογραφηθούν. Οι πληροφορίες αυτές είναι χρήσιμες σε προγράμματα αναδασώσεων και ελέγχου της διάβρωσης
Τα σχήματα της διάβρωσης μπορούν να αναγνωρισθούν με τη βοήθεια με δορυφορικών δεδομένων.

ΑΠΟΔΑΣΩΣΗ / ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ

Οι αλλαγές στην περιοχή των δασικών εκτάσεων και άλλων εδαφικών καλύψεων πρέπει να καθορίζονται σε εθνική ή παγκόσμια βάση.
Μεγάλο πεδίο εφαρμογών των δορυφορικών δεδομένων
Στον Ελληνικό χώρο και στον τομέα της Δασοπονίας υπάρχουν λίγες μελέτες που βασίσθηκαν σε δορυφορικά δεδομένα και αυτό ίσως αποτελεί μια πρόκληση στους νέους δασολόγους που θα μπορέσουν με ειδική εκπαίδευση και μεταπτυχιακές σπουδές να εισαγάγουν την πρωτοποριακή αυτή τεχνολογία σε επιχειρησιακό επίπεδο. Ερευνητικά προγράμματα θα πρέπει να καταρτισθούν ειδικά, όπως και σεμινάρια που θα αφορούν την εφαρμογή των δορυφορικών δεδομένων στη Δασοπονία τα οποία θα συμβάλουν στην διάδοση αλλά και στη ανταλλαγή πληροφοριών για πιο πρακτικές εφαρμογές.

Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗ ΔΑΣΟΠΟΝΙΑ

Τα φυσικά οικοσυστήματα είναι ένας ανανεώσιμος πόρος ο οποίος έχει σημαντικές οικονομικές, κοινωνικές και περιβαλλοντικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά. Οι αυξανόμενες όμως ανάγκες του ανθρώπου σε προϊόντα, σε συνδυασμό με την ιδιαίτερη ευαισθησία του ως προς το περιβάλλον εξαιτίας της σημαντικής ρύπανσης και σε πολλές περιπτώσεις υποβάθμισης αυτού, καθιστούν ολοένα και πιο αναγκαία την υιοθέτηση μιας πιο ολοκληρωμένης επιστημονικής προστασίας, διατήρησης και ανάπτυξης των οικοσυστημάτων αυτών.

Για να επιτευχθεί όμως αυτό πρέπει να αναπτυχθεί ορθολογικός σχεδιασμός και στρατηγικές διαχείρισης, οι οποίες θα λαμβάνουν υπόψη τις πολιτικές, οικονομικές, κοινωνικές, βιοτικές, αβιοτικές και περιβαλλοντικές επιδράσεις και περιορισμούς. Οι παράγοντες αυτοί δημιουργούν ένα διαχρονικά δυναμικό σύστημα. Αυτό με τη σειρά του απαιτεί μια ολοκληρωμένη κατανόηση και γνώση όχι μόνο της κατανομής (αναγνώριση, ταξινόμηση, χαρτογράφηση) των χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων των φυσικών οικοσυστημάτων, αλλά και τη συλλογή, ανάλυση και σύγκριση διαχρονικών δεδομένων και πληροφοριών, ώστε να καταστεί δυνατός ο εντοπισμός και η συγκεκριμενοποίηση περιβαλλοντικών αλλαγών και τάσεων, ανθρωπογενών και μη πιέσεων κ.λπ.

Είναι γνωστό ότι υπάρχει μια άμεση σχέση μεταξύ της ύπαρξης και διαθεσιμότητας πληροφοριών απαραίτητων στη λήψη αξιόπιστων αποφάσεων και της αποτελεσματικότητας τακτικών και στρατηγικών σεναρίων διαχείρισης των φυσικών οικοσυστημάτων. Στην Ελλάδα ο δασολόγος - διαχειριστής λαμβάνει αποφάσεις που βασίζονται σε χωρικές και μη πηγές δεδομένων. Τέτοιες πηγές είναι οι επίγειες παρατηρήσεις, οι θεματικοί χάρτες (δασικοί, τοπογραφικοί, εδαφολογικοί, κ.λπ.) με κλίμακα 1:20.000 - 1:5.000, οι αεροφωτογραφίες, οι ορθοφωτογραφίες με κλίμακα 1:20.000 - 1:5.000, οι ορθοφωτοχάρτες με κλίμακα 1:20.000, πίνακες, κ.λπ. Οι πληροφορίες που μπορεί να αποκομίσει ο διαχειριστής επηρεάζονται από πόσο ενημερωμένες και πόσο ακριβείς είναι αυτές οι πηγές. Γενικά είναι σήμερα παραδεκτό ότι το μεγαλύτερο πρόβλημα των  δασολόγων - διαχειριστών δεν είναι μόνο το είδος και ο αριθμός των πληροφοριών που χρειάζονται να συλλεχθούν για την κατάρτιση μίας (διαχειριστικής) μελέτης αλλά η ακρίβεια, η ενημέρωση και οι τρόποι επεξεργασίας αυτών των πληροφοριών. Σήμερα οι αποφάσεις για μελλοντικούς προγραμματισμούς και αποφάσεις βασίζονται σε εμπειρικές μεθόδους, δίχως να βασίζονται σε επιστημονικές μεθόδους.  Πολλά δεδομένα αλλά και πληροφορίες δεν εκμεταλλεύονται ή δεν αξιοποιούνται κατάλληλα. Η συγκέντρωση δεδομένων για τη ολοκληρωμένη απογραφή και χαρτογράφηση είναι μία κοπιώδης διαδικασία. Η δασοπονία για να είναι αποτελεσματική και να εκπληρώνει το κοινωνικό της έργο θα πρέπει να χρησιμοποιεί δεδομένα και πληροφορίες που αποκτήθηκαν με ακρίβεια και να είναι επαρκείς από απόψεως αριθμού και είδους.  Ωστόσο, όσο η πολυπλοκότητα τέτοιων διαχειριστικών αποφάσεων αυξάνει, τόσο περισσότερο απαιτούνται αξιόπιστες διαχρονικές πληροφορίες, για τη συλλογή των οποίων χρειάζεται κόπος, κόστος και χρόνος. Εξαιτίας αυτού, η ανάπτυξη ολοκληρωμένων πληροφοριακών συστημάτων, τα οποία θα περιλαμβάνουν σύγχρονες τεχνικές, μεθόδους και τεχνολογίες παρακολούθησης και ανάλυσης, είναι απαραίτητη προϋπόθεση η οποία αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο των διαδικασιών διαχείρισης των φυσικών οικοσυστημάτων.

Η ανάπτυξη της επιστήμης της τηλεπισκόπησης (ήτοι τόσο των δορυφορικών όσο και των αεροπορικών συστημάτων) σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) και το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης (GPS) άνοιξαν μια νέα εποχή στην αντιμετώπιση του προβλήματος αποτελεσματικής διαχείρισης  των φυσικών οικοσυστημάτων. Τα διαχρονικά, φασματικά, χωρικά και άλλα χαρακτηριστικά τόσο των δορυφορικών όσο και των αεροπορικών δεδομένων, διαχειριζόμενα σε συνδυασμό με το GPS και άλλα δεδομένα, μέσα σε ένα Γ.Σ.Π. σύστημα, παρέχουν ένα πλήθος πληροφοριών, τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθούν σε όλες τις φάσεις ενός προγράμματος διαχείρισης.

Η παρατήρηση και παρακολούθηση της γης από το διάστημα έχει εξελιχθεί  σήμερα σε ένα πολύ σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη του φυσικού περιβάλλοντος, για το σχεδιασμό αναπτυξιακών δράσεων αλλά και την ενίσχυση των παραγωγικών και βιομηχανικών δράσεων μιας χώρας.  Στην Ελλάδα η δραστηριότητα αυτή αποτελεί αντικείμενο μελέτης και εφαρμογής  περί τα 20 χρόνια, αρχικά από τα Πανεπιστήμια  και στη συνέχεια από  ερευνητικά Ινστιτούτα αλλά και ιδιώτες.

Η  χρησιμοποίηση  της  τεχνικής   της   τηλεπισκόπησης  (με δορυφορικά δεδομένα) ανοίγει νέους δρόμους ταχύτερης, διαχρονικής και πολυφασματικής συλλογής δεδομένων και επιτρέπει την ψηφιακή επεξεργασία αυτών, χαρακτηριστικά που θα βοηθήσουν το δασολόγο διαχειριστή (ή οποιονδήποτε διαχειριστή φυσικών πόρων) στην οικονομικότερη, ακριβέστερη και  άρα  αποτελεσματικότερη  σύνταξη θεματικών χαρτών καθώς και στην  δυνατότητα  συνεχούς  ενημέρωσης των. Τα δορυφορικά ψηφιακά δεδομένα μπορούν να συμβάλλουν στις απαιτήσεις των δασολόγων σε πληροφορίες για πολλές δασικές εργασίες.

Η δορυφορική τεχνολογία χρησιμοποιεί την ακτινοβολία σε διάφορα τμήματα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος σαν το φορέα των πληροφοριών από τα αντικείμενα και φαινόμενα της επιφάνειας της γης. Το ποσό και η φύση των καταγραφομένων δεδομένων εξαρτώνται από τη χωρική και φασματική ανάλυση του συστήματος καταγραφής και από τα χωρικά και φασματικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων. Ενώ τα πρώτα είναι σταθερά για ένα δεδομένο σύστημα καταγραφής το δεύτερο χαρακτηριστικό επηρεάζεται από το χρόνο, τόπο, καιρό και αλλά περιοδικά φαινόμενα (π.χ. ανθρώπινες επεμβάσεις). Η ερμηνεία των δεδομένων που δημιουργούνται με τις τεχνικές της τηλεπισκόπησης ακολουθεί ιδιαίτερους κανόνες, και μπορεί να γίνει είτε οπτικά, είτε με τη βοήθεια χαρακτηριστικών και ειδικών λογισμικών, ή με συνδυασμό των προηγουμένων.

Σήμερα υπάρχουν σε επιχειρησιακή βάση ο Αμερικάνικος δορυφόρος LANDSAT-7 ο Γαλλικός SPOT – 5, και ο ESA. Αμφότεροι έχουν αποδειχτεί σαν πολύ χρήσιμα εργαλεία σε πολλές δασικές εργασίες.

Πολλοί ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει τα δεδομένα των δορυφορικών εικόνων για την ταξινόμηση, χαρτογράφηση των δασικών οικοσυστημάτων. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν αντιθέσεις και αναιρέσεις, πράγμα που αποδεικνύει τη συνεχή έρευνα στον τομέα αυτό. Η επιθυμητή ακρίβεια  επηρεάζεται  από  πολλούς  παράγοντες όπως η εποχή λήψεως, των εικόνων, η χρησιμοποιούμενη μέθοδος, η πορεία της  ανάλυσης,  το  είδος  της  βλάστησης,  η  φαινολογική κατάσταση της, κ.λ.π.

2.  Ανασκόπηση δορυφορικών συστημάτων τηλεπισκόπησης

Τα γενικά χαρακτηριστικά και πλεονεκτήματα των δορυφορικών συστημάτων τηλεπισκόπησης είναι τα ακόλουθα:

o   Συνοπτική καταγραφή της Γης

o   Επαναλαμβανόμενη κάλυψη

o   Διακριτική κατά χώρο ικανότητα

o   Πολυφασματικά δεδομένα

o   Ψηφιακή μορφή δεδομένων

o   Ελάχιστη παραμόρφωση

o   Τα δεδομένα αποκτούνται χωρίς περιορισμούς

o   Ευκολότερη και φθηνότερη αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε τύπο και κλίμακα χάρτη

o   Φθηνότερη υλικοτεχνική υποδομή σε σύγκριση με αυτήν της παραγωγής ορθοφωτογραφιών και ορθοφωτοχαρτών

o   Εύκολη χρήση άλλων θεματικών πληροφοριών

o   Δυναμική επεξεργασία των δεδομένων

3.  Εφαρμογές

Είναι γνωστό ότι με δεδομένο το μέγεθος, την κατανομή και την ποικιλομορφία των φυσικών οικοσυστημάτων, τις σύνθετες οικολογικές, δασοκομικές και περιβαλλοντικές συνέπειες των ανθρωπίνων επεμβάσεων, τον τεράστιο όγκο των σχετικών δεδομένων και πληροφοριών κ.λπ., η ανάπτυξη ολοκληρωμένων συστημάτων παρακολούθησης και διαχείρισης των φυσικών οικοσυστημάτων, μπορεί να προσφέρει ένα μηχανισμό επίλυσης προβλημάτων δια μέσου της διαχείρισης της πολυπλοκότητας.

Σήμερα η πιο επιτυχημένη ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος παρακολούθησης και διαχείρισης των φυσικών οικοσυστημάτων περιλαμβάνει το συνδυασμό της τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών. Ωστόσο ένα τέτοιο σύστημα, για να είναι δυνατή η επιχειρησιακή του χρήση, πρέπει να έχει τις εξής αναγκαίες προϋποθέσεις:

· Συστηματική και μακροχρόνια διαδικασία παρακολούθησης των φυσικών οικοσυστημάτων

· Συστηματική κωδικοποίηση (nomenclature) και απόκτηση των δεδομένων

Τέτοια συστήματα μπορεί να γίνουν μια καθημερινή διαδικασία και απασχόληση, καθώς οι διάφοροι επιστήμονες ή υπηρεσίες μπορεί να αναπτύξουν τη δική τους τράπεζα βιοτικών και αβιοτικών πληροφοριών και αξιών, να την εισαγάγουν στο σύστημα, να διενεργήσουν συνδυασμούς και αναλύσεις και τέλος να εντοπίσουν και αναγνωρίσουν προτεραιότητες, περιορισμούς, τάσεις, αλλαγές, συνέπειες κ.λπ. οι οποίες σχετίζονται με τα φυσικά οικοσυστήματα. Εφόσον τα συστήματα αυτά αναπτυχθούν και διαχειριστούν με τον κατάλληλο τρόπο θα αποδώσουν το μέγιστο των ωφελειών.

Παρακάτω αναφέρονται πολύ περιληπτικά διάφορες εφαρμογές της δορυφορικής τηλεπισκόπησης στη διαχείριση και προστασία των φυσικών οικοσυστημάτων.   

 Χαρτογραφία

·     Κατασκευή νέων θεματικών χαρτών

·     Ανανέωση παλαιών θεματικών χαρτών (υπάρχοντες χάρτες παλαιοί, πολλοί είναι  αναξιόπιστοι, έχουν λάθη)

·     Γεωμετρική βελτίωση τοπογραφικών χαρτών με στερεο-δορυφορικές εικόνες

·     Κατασκευή εικονοχαρτών

·     Κατασκευή χαρτών αλλαγών χρήσεων / κάλυψης γης

·     Τρισδιάστατα μοντέλα ανάγλυφου

·     Xάρτες εκθέσεων, κλίσεων, λεκανών απορροής, αντιπυρικών ζωνών, δασικού οδικού δικτύου κ.λπ.

 Υδάτινοι πόροι

·     Παρακολούθηση, χαρτογράφηση και ανάλυση ποταμών, λιμνών και υγροτόπων

·     Εντοπισμός πηγών πόσιμου νερού

·     Σχεδιασμός αρδευτικού δικτύου

·     Παρακολούθηση εδαφικής υγρασίας, εξατμισιδιαπνοής κ.λπ.

·     Διαχείριση υδατικών οικοσυστημάτων

·     Καταγραφή πλημμύρων, εκτίμηση ζημιών κ.λπ.

·     Χαρτογράφηση κατανομής χιονιού

·     Παρακολούθηση και ανάλυση λεκανών απορροής (χρήσεις, διαβρώσεις κ.λπ)

 Περιβάλλον

·    Εντοπισμός, παρακολούθηση και ανάλυση σημειακών και επιφανειακών πηγών μόλυνσης

·    Εντοπισμός, παρακολούθηση και ανάλυση διαβρώσεων, ερημοποίησης κ.λπ.

·    Επίδραση περιβαλλοντικών φαινομένων (π.χ. όξινη βροχή) επί της βλάστησης κ.λπ.

·    Διαχρονική παρακολούθηση ευαίσθητων περιβαλλοντικών περιοχών

·    Χαρτογράφηση ζωνών περιβαλλοντικής ευαισθησίας-εκτίμηση επικινδυνότητας

·    Εκτίμηση φυσικών καταστροφών (π.χ. πλημμύρες, κατολισθήσεις, πυρκαγιές, κ.λπ.)

·    Διασυνοριακή παρακολούθηση και ανάλυση περιβαλλοντικών επιπτώσεων

·    Εκτίμηση των δυνατοτήτων και των επιδράσεων αναπτυξιακών προγραμμάτων

 Δάση-Δασικές εκτάσεις

· Αναγνώριση, ταξινόμηση και χαρτογράφηση δασών, λιβαδιών και άλλων δασικών εκτάσεων

·   Δασικές απογραφές-πολυεπίπεδη δειγματοληψία

·   Εκτίμηση βιομάζας

·  Εκτίμηση και χαρτογράφηση βιοτόπων άγριας πανίδας, υγροτόπων, εθνικών πάρκων κ.λπ.

·  Παρακολούθηση και εκτίμηση διαχρονικών αλλαγών και εξελίξεων

·  Χαρτογράφηση βλάστησης λεκανών απορροής-μοντελοποίηση παραγωγής νερού

·  Επιπτώσεις ανθρωπογενών επιδράσεων επί των δασικών οικοσυστημάτων

·  Περιφερειακός σχεδιασμός ανάπτυξης και προστασίας δασικών περιοχών

·  Τρισδιάστατες απεικονίσεις για καθορισμό θέσεων αναψυχής

·  Σχεδιασμός υποδομών (οδικό δίκτυο, δίκτυο μεταφοράς ξυλείας κ.λπ.)

·  Εκτίμηση υποβάθμισης οικοσυστημάτων από ασθένειες, έντομα, ξηρασία, ανέμους, όξινη βροχή, εκτεταμένες λαθροϋλοτομίες κ.λπ.

·   Χαρτογράφηση καύσιμης ύλης, καμένων εκτάσεων κ.λπ.

 Συμπεράσματα

 Τα φυσικά οικοσυστήματα αποτελούν έναν ουσιώδη παράγοντα της οικολογικής ισορροπίας του πλανήτη μας. Οι ανθρώπινες όμως επεμβάσεις επιδρούν κατά διαφόρους τρόπους επί της ανάπτυξης και προστασίας αυτών. Για την ορθολογικότερη διαχείριση των οικοσυστημάτων αυτών απαιτούνται  πολυάριθμες πολυεπίπεδες και πολύπλοκες πληροφορίες  και δεδομένα. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση είναι ένα εργαλείο το οποίο με τη βοήθεια διαφόρων αναλυτικών μεθόδων και τεχνικών, παρέχει τέτοιες πληροφορίες και δεδομένα σε όλα τα στάδια σχεδιασμού και διαχείρισης των φυσικών οικοσυστημάτων. Συμπερασματικά, η δορυφορική τηλεπισκόπηση βελτιώνει τη γνώση σχετικά με τις ιδιότητες, τα χαρακτηριστικά, την κατάσταση, τις τάσεις, τις αλλαγές κ.λπ. των φυσικών οικοσυστημάτων.

Είναι προφανές ότι έχουμε δυνατότητες ως χώρα να αποκτήσουμε σημαντικά οφέλη από την δραστηριότητα και χρήση αυτή, αν και διαπιστώνεται ότι ο τομέας  αντιμετωπίζει σημαντικές δυσκολίες  ανάπτυξης στην Ελλάδα, οι οποίες οφείλονται σε διάφορους λόγους, όπως η περιορισμένη συνεργασία των αρμόδιων φορέων, η περιορισμένη συνεργασία του ιδιωτικού με τον δημόσιο τομέα, οι περιορισμένοι πόροι,  η έλλειψη ενημέρωσης, κλπ.

ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΠΟΛΙΤΙΚΗ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ

Το κλειδί για την περιβαλλοντική πολιτική είναι η οικολογική  παρακολούθηση.  Σε μια εποχή όπου παγκοσμίως αυξάνουν οι απαιτήσεις για αλλαγή του τρόπου ζωής, είναι ουσιαστική η γνώση του ποσοστού κάλυψης και των χρήσεων γης. Γι’ αυτό, ιδρύθηκε στο τέλος του φθινοπώρου του 1995 το Ευρωπαϊκό Θεματικό Κέντρο Κάλυψης Γης (ΕΘΚ/ΚΓ). Από το 1985 γίνονται μέσο του προγράμματος CORINE εκτιμήσεις του ποσοστού κάλυψης γης. Το ΕΘΚ/ΚΓ εξασφαλίζει ότι αυτές οι βάσεις δεδομένων χρησιμοποιούνται με αποδοτικό τρόπο στα πλαίσια των προγραμμάτων για το περιβάλλον από τους συμμετέχοντες σε αυτά, ενώ παρέχει και τεχνική υποστήριξη στις ομάδες των διαφόρων χωρών (Πετράκης Μ. και Α. Βουδούρη 2004).
Το ΕΘΚ/ΚΓ καθοδηγείται τώρα από το νεοϊδρυθέν Κέντρο για Δορυφορικά Περιβαλλοντικά Δεδομένα (ΚΠΔΔ), το οποίο βρίσκεται στο βορεινότερο τμήμα της Σουηδίας και το οποίο συνεργάζεται με το SSC, το Σουηδικό κέντρο το οποίο συλλέγει, επεξεργάζεται και διανέμει τα δορυφορικά δεδομένα. Κυριότεροι σκοποί του ΚΠΔΔ είναι:

 1)    Περιβαλλοντικές βάσεις δεδομένων

 2)    Παραγωγή, επεξεργασία και αναπροσαρμογή

 3)    Ανάπτυξη σε συνεργασία με τους χρήστες και άλλα επιστημονικά κέντρα

 4)    Περιβαλλοντική παρακολούθηση.

 5)    Παρακολούθηση της υπάρχουσας κατάστασης και των μεταβολών στο περιβάλλον

 6)    Περιβαλλοντική έρευνα.

 7)    Ανάπτυξη μεθοδολογίας και μοντέλων σε συνεργασία με άλλα επιστημονικά κέντρα.

 Πρέπει να γίνει σαφές ότι οι δορυφόροι δεν αναμένεται να αποτελέσουν τη μαγική λύση για την επίλυση περιβαλλοντικών προβλημάτων. Παράλληλα θα πρέπει να τονιστεί ότι τα δορυφορικά συστήματα έχουν δυνατότητες που δεν διαθέτει καμία άλλη τεχνολογία, ιδίως σε ότι αφορά την κάλυψη ολόκληρης της γήινης επιφάνειας και τη συχνή μέτρηση παραμέτρων σε περιοχές απρόσιτες για άλλα μέσα. Επιπλέον, πολλές φορές προσφέρουν λύσεις οικονομικότερες από οποιαδήποτε άλλη εναλλακτική τεχνολογία, ιδίως σε ότι αφορά την ταχεία αποτύπωση και παρακολούθηση μεγάλων γεωγραφικών περιοχών. Με τη προσθήκη της νέας σειράς δορυφόρων υψηλής χωρικής (1-3 μέτρα) και χρονικής διακριτικής ικανότητας θα ενισχυθούν σημαντικά οι δυνατότητες της δορυφορικής τηλεπισκόπησης.

ΣΗΜΕΡΙΝΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ

Η επιστήμης της τηλεπισκόπησης βασίζεται στην τεχνολογική εξέλιξη, και συνεπώς, περιορίζεται από αυτήν. Η εξέλιξη της τεχνολογίας που παρατηρείται τις τελευταίες δεκαετίες εξακολουθεί να παράγει όργανα απεικόνισης της γης, δορυφορικά και αερομεταφερόμενα, με συνεχώς μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα. Έτσι πρόσφατα έχει εκτοξευθεί ο δορυφόρος Quickbird, με χωρική διακριτική ικανότητα μέχρι και 0,61 cm. Οι εικόνες αυτού του δορυφόρου υπέρ-υψηλής ανάλυσης μπορούν να θεωρηθούν ισάξιες των αερομεταφερόμενων οπτικών απεικονιστών. Ωστόσο, παρά την αλματώδη εξέλιξη της τεχνολογίας που προαναφέρθηκε, πιθανολογείται ότι η χωρική διακριτική ικανότητα δεν θα επιτραπεί να φτάσει στο σημείο να διακρίνονται π.χ. πρόσωπα, τουλάχιστο στους εμπορικούς δορυφόρους, για λόγους προστασίας προσωπικών δεδομένων.

 Πρόσφατα παρατηρείται η τάση για ευκολότερη παροχή δεδομένων στους χρήστες. Η πρώτη εμφάνιση αυτής της ευκολίας έγινε με την παραγγελία και λήψη δορυφορικών εικόνων μέσω του διαδικτύου (on-line order / ftp pull). Σήμερα έχει φτάσει στην απευθείας παραγγελία εικόνων από τον δορυφόρο χωρίς τη διαμεσολάβηση του σταθμού χειρισμού, όπως πέτυχε ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (European Space Agency) με τον πειραματικό δορυφόρο PROBA (Project for On-Board Autonomy). Ο δορυφόρος αυτός ελαχιστοποιεί τις ανάγκες χειρισμού από συνεργείο του σταθμού, και παρέχει τις εικόνες κατευθείαν στους χρήστες μέσω του διαδικτύου.

 Εκτός από την τάση για υψηλότερη χωρική διακριτική ικανότητα, η εξέλιξη της τεχνολογίας κατευθύνεται προς την ανάπτυξη των μικρό-δορυφόρων (microsatellites) (SWARM). Με το πρόγραμμα αυτό αναμένεται να εκτοξευθεί ένα νέφος μικρό-δορυφόρων για τη μελέτη της δυναμικής τους γήινου μαγνητικού πεδίου. Αυτοί είναι μικρού μεγέθους και χαμηλού κόστους δορυφόροι, προσαρμοσμένοι σε συγκεκριμένες ανάγκες (π.χ. περιβαλλοντική παρακολούθηση, ωκεανογραφία, κ.λπ.). Το μικρό τους κόστος επιτρέπει την παραγωγή πλήθους αντιγράφων και την εκτόξευση ενός ”νέφους” δορυφόρων σε συμπληρωματική τροχιά ώστε να πετυχαίνετε πολύ συχνή παρακολούθηση οποιασδήποτε περιοχής της γης. Το πρώτο “νέφος” δορυφόρων που σχεδιάστηκε είναι το Disaster Monitoring Constellation (DMC), με σκοπό την παρακολούθηση φυσικών καταστροφών. Προέρχεται από τη συνεργασία πέντε χωρών (Αλγερία, Κίνα, Νιγηρία, Τουρκία και Μ. Βρετανία), και αφού ολοκληρωθεί η εκτόξευση όλων των δορυφόρων αναμένεται να καταγράφεται καθημερινά όλη η επιφάνεια της γης σε ελάχιστη διακριτική ικανότητα 32μ . Αυτές οι επιδόσεις, οι οποίες είναι πολύ καλύτερες από αυτές των συμβατικών δορυφόρων, αναμένεται να καλύψουν τις ανάγκες για παρακολούθηση των δυναμικών φαινομένων που συνοδεύουν τις φυσικές καταστροφές.

 Ορισμένες εκτοξεύσεις δορυφόρων που έχουν προγραμματιστεί από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος για την επόμενη πενταετία είναι:

 ·         EarthCARE (Earth, Clouds, Aerosol and Radiation Explorer). Σκοπός αυτής της Ευρωπαϊκής συνεργασίας με την Ιαπωνία είναι η καλύτερη κατανόηση των επιδράσεων μεταξύ των νεφών, της ακτινοβολίας, των ατμοσφαιρικών σωματιδίων και των διαδικασιών της ρύθμισης του κλίματος.

 ·         SPECTRA (Surface Processes and Ecosystem Changes Through Response Analysis) (Εικόνα 12). Σκοπός του είναι η μελέτη του ρόλου της βλάστησης στον κύκλο του άνθρακα και πως αντιδρά στις κλιματικές αλλαγές.

 ·         EGPM (European contribution to Global Precipitation Mission). Πρόκειται για την ευρωπαϊκή συμμετοχή σε μια διεθνή πρωτοβουλία για τη μέτρηση των κατακρημνισμάτων (π.χ. βροχόπτωση, χιονόπτωση) σε παγκόσμιο επίπεδο με βήμα 3 ωρών.

 ·         SWARM. Με το πρόγραμμα αυτό αναμένεται να εκτοξευθεί ένα νέφος μικρό-δορυφόρων για τη μελέτη της δυναμικής τους γήινου μαγνητικού πεδίου

 

ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΚΑΙ

ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ

 

Η τηλεπισκόπηση και τα Γ.Σ.Π. αναπτύχθηκαν χωριστά. Σήμερα όμως μια επιτυχημένη εφαρμογή των Η/Υ είναι η ενσωμάτωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης σε διάφορα επίπεδα των Γ.Σ.Π. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να συνδυασθούν, για πρώτη φορά, τα τηλεπισκούμενα δεδομένα με π.χ. τοπογραφικά, εδαφολογικά, υδρολογικά δεδομένα, κ.λπ (Εικόνα).

 

 

 

Εικόνα. Γραφική παρουσίαση συνδυασμού δορυφορικών δεδομένων και Γ.Σ.Π.

 

Η σχέση μεταξύ της Τηλεπισκόπησης και των Γ.Σ.Π. μπορεί να αποδειχθεί από τις ακόλουθες απόψεις:

 

1. Η τηλεπισκόπηση αποτελεί σημαντική πηγή πληροφοριών για τα Γ.Σ.Π.

 

2.Η μορφή των δεδομένων της τηλεπισκόπησης είναι συμβατή με αυτή των Γ.Σ.Π.

 

3. Η τηλεπισκόπηση δίνει δεδομένα πρόσφατα και με χαμηλό κόστος, πράγμα που επιτρέπει την ενημέρωση της βάσης δεδομένων των Γ.Σ.Π.

 

4. Πολλά δεδομένα των Γ.Σ.Π. χρησιμοποιούνται ως βοηθητικά δεδομένα για τη βελτίωση της ψηφιακής ταξινόμησης των δορυφορικών δεδομένων.

 

5. Η τηλεπισκόπηση και τα Γ.Σ.Π. χρησιμοποιούν παρόμοια όργανα για την επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων.

 

Μερικά από τα προβλήματα που υφίστανται στην συνδυασμένη χρήση των δεδομένων από τις δύο τεχνολογίες μπορούν να συνοψισθούν στα ακόλουθα:

 

- ο συνδυασμός των δορυφορικών δεδομένων, τα οποία είναι υπό μορφή καννάβου, με Γ.Σ.Π. τα οποία αποθηκεύουν δεδομένα σε διανυσματική μορφή, είναι αρκετά δύσκολος.

 

- η γεωγραφική ακρίβεια των δορυφορικών δεδομένων είναι διαφορετική των δεδομένων που συγκεντρώθηκαν από αεροφωτογραφίες ή με επίγειες παρατηρήσεις. Έτσι δημιουργούνται προβλήματα ταύτισης των δεδομένων.

 

Οι στρατηγικές της τηλεπισκόπησης είναι ευαίσθητες για τον καθορισμό των αλλαγών ή τάσεων στα δασικά οικοσυστήματα και στους εξωγενείς παράγοντες οι οποίες μπορούν να τις επηρεάσουν. Έτσι σε μία μελέτη συνδυασμένης χρήσης Τηλεπισκόπησης και Γ.Σ.Π. για την χαρτογράφηση οικοσυστημάτων στις Άνδεις η μεθοδολογία απαιτούσε την επαναλαμβανόμενες μετρήσεις σε μεγάλα χρονικά διαστήματα, το μεταβλητό της δασικής κάλυψης. Δείκτες της κατάστασης των οικοσυστημάτων λήφθηκαν σε επίπεδο τοπίου και αναλύθηκαν οι δείκτες της δασικής κατάστασης όπως, δασική κάλυψη, διάσπαση, η ποικιλότητα των οικοσυστημάτων και αντιπροσώπευση των φυσικών προστατευομένων περιοχών. (Rodriguez N. et al 2004)

 

Οι περισσότερες προσπάθειες για την παρακολούθηση των αλλαγών στην επιφάνεια της γης ασχολήθηκαν με τοπικού ενδιαφέροντος μελέτες σε πειραματιζόμενο περιβάλλον. (Wyatt 2000).

 

Λαμβάνοντας υπόψη την παρατήρηση των δασών το πρόγραμμα PRODES (Σύστημα υπολογισμού αποψίλωσης στον Αμαζόνιο) του βραζιλιάνικου Ινστιτούτου για την έρευνα στο διάστημα (INPE) είναι ένα από τα λίγα παραδείγματα λειτουργικών εφαρμογών με υψηλής ανάλυσης δεδομένα τηλεπισκόπησης για μελέτες αλλαγών σε μεγάλες γεωγραφικές περιοχές. Έχει δώσει χρήσιμα δεδομένα και έχει κάνει χρήσιμους υπολογισμούς για την αποψίλωση από το 1974. Μέχρι το 2003 η μεθοδολογία που χρησιμοποιούσε το σύστημα PRODES (Εικόνα 18) είχε ως στόχο την οριοθέτηση των αποψιλωμένων περιοχών και απασχολούντο 15 ερευνητές, 70 γνώστες των ΓΣΠ και της τηλεπισκόπησης και περίπου 50.000 ώρες εργασίας (INPE 2000).

 

 

Εικόνα. Παρουσίαση της περιοχής του Αμαζονίου με το πρόγραμμα PRODES (http://www.esa.int/esaLP/spectra.html)

 

Το πρόγραμμα Landsat Pathfinder (αποδάσωση σε υγρές τροπικές περιοχές) είναι άλλη μία ανάλογη προσπάθεια για να απεικονίσει επιφάνειες γης σε μεγάλη κλίμακα με μεγάλη ανάλυση της ψηφιακής εικόνας, η οποία δίνει ισχυρά αποδεικτικά στοιχεία για την χρήση αυτοματοποιημένων προσεγγίσεων. (Townshend and al. 1997).

 

 

 

Εικόνα. Οι περιοχές μελέτης του προγράμματος LANDSAT PATHFINDER (http://www.trfic.msu.edu/overview/papers/gisworld1/index.html).

 

Οι δυσκολίες με την ενασχόληση για την αναζήτηση των αλλαγών κάλυψης γης είναι περισσότερο περίπλοκο, όταν συγκρίνεται με την χαρτογράφηση κάλυψης γης και καθορίζοντας όρια στην αυτοματοποίηση. Πράγματι όπως η ανάλυση αλλαγών με την τηλεπισκόπηση συγκρίνει στιγμιαίες εικόνες ληφθέντες σε διαστήματα του χρόνου, κληρωνόμουν προβλήματα της ανάλυσης εικόνας μίας μέρας και δημιουργούνται νέα προβλήματα που συσχετίζονται με την συσχέτιση ομάδων διαχρονικών δεδομένων.

 

Η δασική αποδάσωση και αναγέννηση είναι πιο δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί με την τηλεπισκόπηση όταν συγκρίνεται με τις αποψιλωτικές υλοτομίες των δασών.

 

Πλεονεκτήματα σε υπερ-φασματική και περιοδική ανάλυση δεδομένων μπορεί να βοηθήσει στην μελέτη σε τέτοιες περιπτώσεις αλλά η χρήση για αλλαγές στην κάλυψη είναι ακόμη πρώιμες (Wyatt 2000).

 

Η αυτοματοποίηση ήταν από τα πρώτα επιτεύγματα επεξεργασίας γεωπληροφοριών λόγω της δυνατότητας να εκτελούν μη ελεγχόμενες λειτουργίες τις οποίες προσέφεραν από τα προγράμματα ανάλυσης CAD (Dopson 1983).

 

Η αυτοματοποιημένη παρακολούθηση αλλαγών χρησιμοποιώντας δεδομένα τηλεπισκόπησης αναφέρεται από λίγες πρόσφατες μελέτες (Chavez & Mackinnon, 1994, Michener & Houhoulis, 1997, Pristnall & Glover, 1998, Hame et al., 1998, Kwartenge & Chavez 1998, Salvadow et al. 2000).

 

Παρόλα αυτά ο όρος αυτοματοποιημένη προκαλεί σύγχυση στην βιβλιογραφία, θεωρώντας ότι η πορεία της παρακολούθησης των αλλαγών είναι πολύ ευρεία και δεν θα έπρεπε να συγχέεται σαν μία απλή ενέργεια της αυτοματοποιημένης σαν μία διαφορά ή λόγος εικόνων. Η προσέγγιση η οποία προτάθηκε το 1998 από τους Priestnall & Glover (1998) για την ενημέρωση των βάσεων δεδομένων Γ.Σ.Π. διανυσματικού χαρακτήρα αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό στάδιο προς την αυτοματοποιημένη παρακολούθηση των αλλαγών, ακόμη συμπέραναν ότι το πρόγραμμα ακόμη στην αρχή και πολλές προσδοκίες θα απαντηθούν στο μέλλον. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σε χαρτογραφικής ποιότητας ενημέρωση των βάσεων δεδομένων υψηλής χωρικής ανάλυσης εμπλέκει αυξανόμενη πολυπλοκότητα της πληροφορίας η οποία με τον τρόπο της δυσκολεύει την προσέγγιση. Ο Hame et. All το 1998 προτείνουν μία σημαντική εξέλιξη την οποία αποκαλούν “autochange”. Παρόλα αυτά και αυτή αποτελεί μία πολύπλοκη επεξεργασία. Συμπερασματικός, μπορούμε να πούμε ότι η χρήση της Τηλεπισκόπησης και των Γ.Σ.Π. στις γεωεπιστήμες έχει πολλά πλεονεκτήματα αλλά, ακόμη η αυτοματοποιημένη ενσωμάτωση των δορυφορικών δεδομένων σαν ένα ξεχωριστό επίπεδο στην γεωγραφική βάση δεδομένων των Γ.Σ.Π. έχει αρκετά μειονεκτήματα.