Τηλεπισκόπηση και έλεγχος συμμόρφωσης με την περιβαλλοντική νομοθεσία
Authors: Τασσοπούλου Μαρία 
Published: February 2022

Το φυσικό περιβάλλον και η εύρεση τρόπων για την προστασία του, αποτελούσε ανέκαθεν σημαντικό ζήτημα που απασχολούσε διαχρονικά την πλειοψηφία των Κρατών παγκοσμίως. Εστιάζοντας στο Ευρωπαϊκό δίκαιο, οι διαδικασίες για τη θέσπιση μίας ενιαίας ευρωπαϊκής περιβαλλοντικής πολιτικής ξεκίνησαν μόλις το 1972, ωστόσο σήμερα, η ευρωπαϊκή και κατ’ επέκταση η ελληνική περιβαλλοντική νομοθεσία, αποτελούν μια ξεχωριστή και ογκώδη ενότητα στο εθνικό δίκαιο. Παρά όμως το πλήθος των νομοθετημάτων, καταγράφονται σημαντικές δυσκολίες σύνδεσης της περιβαλλοντικής νομοθεσίας, και της επιβολής κυρώσεων σε περίπτωση παραβάσεων. Η Διεθνής Κοινότητα, έχοντας αναγνωρίσει αυτό το κενό, επικεντρώνει πλέον τις προσπάθειές της στην ανάπτυξη ελεγκτικών μηχανισμών και στην αξιοποίηση νέων επιστημονικών εργαλείων από συναφείς επιστήμες, και κυρίως από την επιστήμη της Τηλεπισκόπησης. Το ανωτέρω πλαίσιο αποτέλεσε και το έναυσμα για την ενασχόληση με το αντικείμενο της παρούσας διατριβής. Ειδικότερα, στόχος της μελέτης είναι η διερεύνηση μεθόδων αξιοποίησης δορυφορικών και λοιπών γεωχωρικών δεδομένων με την εφαρμογή σύγχρονων τηλεπισκοπικών τεχνικών, για τον έλεγχο περιβαλλοντικών παραβάσεων και τη διαχρονική παρακολούθηση περιβαλλοντικά ευαίσθητων περιοχών. Παράλληλα, η διατριβή εστιάζει και στην εύρεση βέλτιστων τρόπων οπτικοποίησης των παραγόμενων αποτελεσμάτων ώστε να είναι δυνατή η αξιοποίησή τους για την επιβολή κυρώσεων σε περιπτώσεις μη ορθών πρακτικών. Για την επιλογή των περιβαλλοντικών παραμέτρων προς παρακολούθηση και την ανάπτυξη των σχετικών αλγορίθμων, πραγματοποιήθηκε αρχικά έρευνα για την καταγραφή του ισχύοντος θεσμικού πλαισίου και της συχνότητας των περιβαλλοντικών παραβάσεων που καταγράφονται σήμερα στη χώρα. Κατά αυτόν τον τρόπο προέκυψαν τα βασικότερα περιβαλλοντικά ζητήματα που χρήζουν παρακολούθησης, από τα οποία στη συνέχεια εξετάστηκε το κατά πόσο οι παράμετροι που σχετίζονται με αυτά μπορούν να προσδιοριστούν τηλεπισκοπικά. Έχοντας υπόψη τα αποτελέσματα από τη μελέτη του περιβαλλοντικού δικαίου, επιλέχθηκε τελικά η ανάπτυξη πέντε επιμέρους βασικών αλγορίθμων εντοπισμού αλλαγών (change detection algorithms). Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι οργανώνονται σε δύο βασικές κατηγορίες: στους αλγόριθμους εντοπισμού μεταβολών που συνδέονται με φαινόμενα διαχρονικής υποβάθμισης του φυσικού περιβάλλοντος (historical monitoring), και στους αλγόριθμους εντοπισμού μεταβολών που συνδέονται με την παρακολούθηση έκτακτων περιβαλλοντικών φαινομένων (alert/disaster monitoring). Στην πρώτη κατηγορία εντάσσεται ο αλγόριθμος παρακολούθησης των υδάτων εντός προστατευόμενων περιοχών, και η διαχρονική παρακολούθηση των μεταβολών στην κάλυψη του εδάφους εντός δασικών περιοχών για τον εντοπισμό παράνομων μεταλλευτικών δραστηριοτήτων. Αντίστοιχα, στη δεύτερη κατηγορία μελετώνται έκτακτα καταστροφικά φαινόμενα με άμεση επίπτωση στο φυσικό περιβάλλον, τα οποία και αφορούν στον προσδιορισμό και τη σφοδρότητα μίας πυρκαγιάς, και στον εντοπισμό και την παρακολούθηση φαινομένων θαλάσσιας ρύπανσης. Στην δεύτερη περίπτωση, η εφαρμογή των αλγορίθμων περιορίζεται χρονικά στον προσδιορισμό της κατάστασης του φυσικού περιβάλλοντος λίγο πριν και αμέσως μετά το εκάστοτε καταστροφικό συμβάν. Στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης για κάθε έναν από τους προτεινόμενους αλγόριθμους αξιοποιήθηκαν οπτικά πολυφασματικά δεδομένα από τους αισθητήρες Landsat-5, Landsat-8 και Sentinel-2 ενώ εξετάστηκε και η αξιοποίηση δεδομένων ραντάρ της αποστολής Sentinel-1. Για την εφαρμογή των προτεινόμενων μεθοδολογιών, επιλέχθηκαν επιμέρους προστατευόμενες περιοχές της χώρας, όπως η περιοχή NATURA2000 της λίμνης Κορώνειας, και οι ταμιευτήρες της ιστορικής λίμνης Κάρλα. Παράλληλα, εξετάστηκαν τέσσερις από τις μεγαλύτερες και πλέον καταστροφικές πυρκαγιές της Ελλάδας την τελευταία δεκαετία, συμπεριλαμβανομένης της πυρκαγιάς στο Μάτι Αττικής το 2018, και της πλέον πρόσφατης πυρκαγιάς στην Βόρεια Εύβοια τον Αύγουστο του 2021. Τα παραγόμενα αποτελέσματα από την εφαρμογή του συνόλου των αλγορίθμων κρίνονται ικανοποιητικά για τους σκοπούς της μελέτης, με την ακρίβεια προσδιορισμού των υδάτινων επιφανειών να αντιστοιχεί σε 92,9% και τον συντελεστή συσχέτισης Kappa σε 0,873. Αντίστοιχα, η παρακολούθηση των δασικών πυρκαγιών πραγματοποιήθηκε με ακρίβεια 96,95% και συντελεστή συσχέτισης Kappa 0,933. Τέλος, τα παραγόμενα αποτελέσματα συνδυάστηκαν με το ισχύον θεσμικό περιβαλλοντικό πλαίσιο και στη συνέχεια διαχύθηκαν ως πληροφορία σε ένα ευρύτερο κοινό, μη εξοικειωμένο με την επιστήμη της Τηλεπισκόπησης. Για τον σκοπό αυτό, υλοποιήθηκε μία διαδικτυακή διαδραστική διεπαφή (web GIS – Dashboard), στην οποία ο εκάστοτε χρήστης μπορεί να προβάλει τα αποτελέσματα από την ανάλυση των αλγορίθμων, ενώ η πλατφόρμα διαθέτει επιμέρους εργαλεία οπτικοποίησης πολλαπλών παραμέτρων για την παραγωγή ενημερωτικών διαγραμμάτων και διαδικτυακών χαρτών.