Παρακολούθηση των αλλαγών της κάλυψης της γης με τη χρήση δορυφορικών εικόνων
Creators: name: Βασιλάκη, Παναγιώτα Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Χρονοσειρά
Κάλυψη Γης
Τηλεπισκόπηση
Landsat
Kapur
z-score
Mann-Kendall
Timeseries
Land-Cover
Remote Sensing

description: Η κάλυψη της γης με την πάροδο των ετών υφίσταται αλλαγές στις οποίες συμβάλλουν φυσικοί και ανθρωπογενείς παράγοντες. Με την απελευθέρωση του αρχείου των δορυφορικών δεδομένων Landsat, δίνεται πλέον η δυνατότητα εύκολης πρόσβασης σε έναν πρωτοφανή όγκο δεδομένων, γεγονός που ανοίγει νέους ορίζοντες στην ανίχνευση αλλαγών σε χρονοσειρές δορυφορικών εικόνων. Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η παρακολούθηση των αλλαγών κάλυψης γης της Θάσου κατά την περίοδο 1984-2011 με χρονοσειρά δεδομένων Landsat. Για το λόγο αυτό εφαρμόστηκαν δύο μέθοδοι που στηρίζονται στη σύγκριση ζευγών του δείκτη NDVI και ο έλεγχος Mann Kendall για τη μελέτη ολόκληρης της χρονοσειράς. Τέλος έγινε σύγκριση των μεθόδων για να βρεθούν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της κάθε μίας. Στην πρώτη μέθοδο, μετά την διαφορά του δείκτη NDVI, γίνεται εφαρμογή της μεθόδου κατωφλίωσης του Kapur (Kapur-thresholding), ενώ στη δεύτερη μέθοδο οι εικόνες διαφοράς μετατρέπονται σε τυποποιημένες τιμές (z-scores) και κατηγοριοποιούνται σε 6 κλάσεις. Αποτέλεσμα και των δύο μεθόδων είναι εικόνες στις οποίες φαίνονται οι μεγάλες αυξήσεις ή οι μειώσεις του δείκτη NDVI ή η μη μεταβολή του. Ακόμα, γίνεται εφαρμογή του ελέγχου Mann-Kendall σε ολόκληρη τη χρονοσειρά, που παρέχει ένα μη γραμμικό δείκτη τάσης που μετράει το βαθμό που μια τάση συνεχώς αυξάνεται ή μειώνεται. Στη συνέχεια, γίνεται εκτίμηση της ακρίβειας των μεθόδων σε περιοχές όπου εντοπίστηκαν πυρκαγιές και λατομεία (για τις οποίες είχαμε δεδομένα αναφοράς) με ικανοποιητικά αποτελέσματα. Τέλος, γίνεται σύγκριση των μεθόδων με το τεστ Mc-Nemar και για να φανεί ποια μέθοδος υπερέχει ως προς τον εντοπισμό των αλλαγών. Συμπερασματικά, καλύτερη βρέθηκε η πρώτη μέθοδος ως προς την ανίχνευση ραγδαίων αλλαγών όπως οι φωτιές, ενώ για τις μακροχρόνιες αλλαγές όπως τα λατομεία, φάνηκε να υπερέχει η εφαρμογή του ελέγχου Mann-Kendall.
description: Natural and anthropogenic factors contribute to changes in land-cover over the years. Τhe release of the record of Landsat satellite data gives the possibility of easy access to an unprecedented amount of data. This opens new horizons to detect changes in time-series satellite images. The purpose of this study was to monitor land-cover changes of Thasos in the period 1984-2011 with time-series Landsat imagery. For this reason, two methods, based on pair comparison of NDVI index, were applied. Also, Mann-Kendall trend test was used to study the entire time-series. Finally, methods were compared to find the advantages and disadvantages of each. In the first method, after the difference of NDVI, Kapur thresholding method was applied, while in the second one, the difference images were converted into z-scores and classified into 6 classes. The result of both methods is an image that shows the large increases or decreases of the NDVI. In addition, Mann-Kendall test was applied across the time-series for assessing significant trends. Then, the accuracy of the results was estimated with satisfactory results. Finally, test Mc-Nemar was used to compare the methods that were used and decide which one is superior in detecting changes. In conclusion, best was the first method as to detect rapid changes such as fires, while for the long-term changes such as quarries, Mann-Kendall test gave the best results.