Αξιοποίηση προηγμένων τεχνικών τηλεπισκόπησης για τη μελέτη δυναμικών παραμέτρων της βλάστησης
Authors: Βανικιώτης Θεόφιλος 
Published: January 2024

Η παρούσα μελέτη ερευνά τη δυνατότητα δεδομένων τηλεπισκόπησης να αποτυπώσουν δυναμικές παραμέτρους της βλάστησης. Αρχικά εξετάζεται η ακρίβεια ενός μοντέλου παραγωγικότητας (sCASE), αναλύονται τα επιμέρους συστατικά του και εξετάζονται πιθανές βελτιώσεις. Επιπλέον, αναλύεται και η σχέση του δείκτη βλάστησης PRI με την αποδοτικότητας χρήσης φωτός (ε) σε επίπεδο οικοσυστήματος. Η παραγωγικότητα (GPP) που υπολογίστηκε από το μοντέλο sCASE συγκρίθηκε με αυτή που μετρήθηκε σε δεκατρείς περιοχές με πύργους eddy covariance στην Ευρώπη, με το sCASE να αποδεικνύεται αρκετά ακριβές για τις περισσότερες περιοχές, με την ακρίβεια του να υπερτερεί έναντι αυτής του μοντέλου παραγωγικότητας του MODIS και να είναι συγκρίσιμη με αντίστοιχα μοντέλα στη βιβλιογραφία. Η σύγκριση του υδατικού scalar του sCASE με άλλα ευρέως χρησιμοποιούμενα, έδειξε πως είναι πολύ ακριβές στην αποτύπωση της υδατικής κατάστασης της βλάστησης σε περιοχές με υδατική καταπόνηση, αν και υπερβάλει ελαφρώς σε περιοχές χωρίς καταπόνηση. Για τη βελτίωση του sCASE εξετάστηκε η χρήση ενός επιπλέον scalar για την επίδραση της διάχυτης ακτινοβολίας, η οποία έχει βρεθεί πως αυξάνει την ε των οικοσυστημάτων. Συνολικά εξετάστηκαν δέκα τέτοια scalar, πέντε εκ των οποίων δημιουργήθηκαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, με τα περισσότερα να βελτιώνουν την ακρίβεια του sCASE στο σύνολο των περιοχών μελέτης. Η σημασία της χωρικής ανάλυσης των δεδομένων που χρησιμοποιεί το sCASE, εξετάστηκε σε έξι περιοχές στην Ελλάδα που διαφέρουν σε ποσοστό κάλυψης και ετερογένεια, με τη χρήση δεδομένων από τρεις αισθητήρες με διαφορετική χωρική ανάλυση. Παραλλαγές της GPP των περιοχών αυτών υπολογίστηκαν με δεδομένα από τους MODIS, OLCI και MSI (500, 300 και 10 m, αντίστοιχα) και συγκρίθηκαν μεταξύ τους. Τόσο η χωρική ανάλυση των δεικτών βλάστησης όσο και αυτή της ταξινόμησης αποδείχτηκαν κρίσιμες για τις περιοχές με κενά στη βλάστηση, επηρεάζοντας λιγότερο τις περιοχές με ετερογένεια, με τις πυκνές ομοιογενείς περιοχές να μένουν ανεπηρέαστες. Όσον αφορά τη σχέση του PRI με την ε, αυτή εξετάστηκε σε ένα οικοσύστημα με αειθαλή κωνοφόρα, με τον PRI να υπολογίζεται από δεδομένα του αισθητήρα MODIS, από δυο διαφορετικούς δορυφόρους (Terra και Aqua). Ο PRI καταφέρνει να παρακολουθήσει την εποχιακή διακύμανση της ε, αν και η σχέση τους αποκλίνει υπό συνθήκες έντονης και παρατεταμένης ξηρασίας. Η σχέση των δυο βελτιώνεται όταν χρησιμοποιούνται πιο σταθερές συνθήκες λήψης, με τις backscatter λήψεις να ευνοούν τη σχέση έναντι των άλλων (nadir, forward scatter). Οι PRI και των δυο αισθητήρων MODIS συσχετίζονται καλύτερα με την αποδοτικότητα κατά την στιγμή διέλευσης του δορυφόρου έναντι της ημερήσιας αποδοτικότητας, με τον PRI του Aqua να αποδίδει καλύτερα εκμεταλλευόμενος την ώρα διέλευσης του συγκεκριμένου δορυφόρου από την περιοχή μελέτης (μετά το μεσημέρι). Η σχέση του PRI με την ε φαίνεται να επηρεάζεται έντονα από το εύρος τιμών της ε που αντιστοιχεί σε κάθε σύνολο PRI, με το χαμηλό εύρος τιμών να οδηγεί σε αδύναμες συσχετίσεις. Αυτή η επίδραση του εύρους τιμών της ε θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν συγκρίνονται διαφορετικά σύνολα PRI και πιθανόν να εξηγεί τα αντικρουόμενα αποτελέσματα στη βιβλιογραφία.