Χρήση δορυφορικών δεδομένων σε θέματα μελέτης υγροτόπων
Creators: name: Παπαδοπούλου, Μαρία Θεόδωρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Υγρότοποι
Δορυφορική τηλεπισκόπηση
Πρόγραμμα Δορυφορικής Υπηρεσίας Παρατήρησης των Υγροτόπων
Wetlands
Satellite remote sensing
Satellite-based Wetland Observation Service (SWOS) project

description: Οι υγρότοποι συνιστούν πολύπλοκα οικοσυστήματα δυναμικού χαρακτήρα, τα οποία προσφέρουν πολυδιάστατες λειτουργίες τόσο στο περιβάλλον, όσο και στον άνθρωπο. Λόγω της σημαντικότητας του έργου που επιτελούν, συγκαταλέγονται στο δίκτυο των προστατευόμενων περιοχών και χρήζουν αειφορικής διαχείρισης και παρακολούθησης των πολύτιμων ενδιαιτημάτων που φιλοξενούν. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιείται, σε ευρεία κλίμακα, η επιστήμη της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, η οποία αποτελείται από σύγχρονες επιστημονικές μεθόδους και τεχνικές, βάσει των οποίων πραγματοποιείται η χαρτογράφηση και δομείται ένα ολοκληρωμένο σύστημα περιβαλλοντικής παρακολούθησης των υγροτοπικών συστημάτων. Στο πλαίσιο αυτό, σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι να διερευνηθεί η δυνατότητα παρακολούθησης του υγροτοπικού περιβάλλοντος με τη χρήση οπτικών δορυφορικών δεδομένων Landsat 8, καθώς και να παρουσιασθεί το ευρωπαϊκό πρόγραμμα της Δορυφορικής Υπηρεσίας Παρατήρησης των Υγροτόπων (Satellite-based Wetland Observation Service - SWOS). Αναγνωριστικά, στην αρχή πραγματοποιείται μια συνοπτική περιγραφή των υγροτοπικών περιοχών και των λειτουργιών τους, ενώ παράλληλα αναφέρονται οι κυριότερες πηγές υποβάθμισής τους και το νομικό καθεστώς που τις πλαισιώνει σε εθνικό και υπερεθνικό επίπεδο. Εν συνεχεία, γίνεται αναφορά στη σημασία της έννοιας της τηλεπισκόπησης, καθώς και στους τύπους και τα χαρακτηριστικά των τηλεπισκοπικών αισθητήρων που χρησιμοποιούνται ευρέως. Ιδιαίτερη αναφορά γίνεται στο δορυφορικό πρόγραμμα Landsat και τους εκάστοτε δορυφόρους. Έπειτα, ακολουθεί η ανάλυση τεσσάρων ενδεικτικών επιστημονικών εργασιών της διεθνούς βιβλιογραφίας, όπου προτείνονται και αξιολογούνται διάφορες τηλεπισκοπικές μέθοδοι και τεχνικές όσον αφορά τη χαρτογράφηση και την παρακολούθηση των υγροτόπων. Επιπροσθέτως, πραγματοποιείται λεπτομερής περιγραφή του προγράμματος της Δορυφορικής Υπηρεσίας Παρατήρησης των Υγροτόπων (Satellite-based Wetland Observation Service - SWOS) σχετικά με τις υπηρεσίες και τα προϊόντα που προσφέρει, το περιβάλλον εργασίας και τη δομή του, καθώς και τις κατηγορίες χρηστών που υποστηρίζει. Παράλληλα, παρατίθενται και δύο χαρακτηριστικά παραδείγματα εφαρμογής που υλοποιήθηκαν στα πλαίσια του προγράμματος. Ακολούθως, ως περιοχή μελέτης ορίζεται ο υγρότοπος της λίμνης Κερκίνης. Πραγματοποιείται ψηφιακή επεξεργασία των δορυφορικών δεδομένων Landsat της ευρύτερης περιοχής του υγροτόπου και οπτική ερμηνεία των αντίστοιχων αποτελεσμάτων. Ειδικότερα, εφαρμόζονται διάφορες τεχνικές ραδιομετρικής και χωρικής βελτίωσης των εικόνων, προκειμένου να ενισχυθούν και να ανιχνευθούν κάθε φορά διαφορετικά στοιχεία. Παράγεται, επίσης, μία βελτιωμένη εικόνα, στην οποία έχουν ψηφιοποιηθεί κύρια τμήματα του υδρογραφικού και αρδευτικού δικτύου της περιοχής, καθώς και παρακείμενοι οικισμοί. Συμπληρωματικά, παρουσιάζεται θεματικός χάρτης καλύψεων γης/χρήσεων γης της περιοχής μελέτης για τη χρονική περίοδο 1985/1986, όπως προέκυψε στα πλαίσια του προγράμματος SWOS. Ολοκληρώνοντας, διατυπώνονται συνολικά συμπεράσματα που αφορούν τις περιπτώσεις μελέτης της διεθνούς βιβλιογραφίας και τις δυνατότητες του προγράμματος SWOS. Παρουσιάζονται, επίσης, ανάλογα συμπεράσματα για την ψηφιακή επεξεργασία και την οπτική παρατήρηση των σχετικών δορυφορικών δεδομένων σε περιοχές υγροτόπων, ενώ γίνεται μνεία για μελλοντικές κατευθύνσεις και περαιτέρω συνέχιση της παρούσας εργασίας
description: Wetlands are complex and dynamic ecosystems, which offer multidimensional functions for both the environment and mankind. Due to the great importance of their role, wetlands are included in the international network of protected areas in order to achieve sustainable management and monitoring of the valuable habitats they host. To this end, the science of satellite remote sensing is extensively used. It consists of state-of-the-art scientific methods and techniques, with which mapping and integrated wetland environmental monitoring are implemented. Within the framework of this master thesis, the main purpose is to investigate the possibility of monitoring wetland environment using Landsat 8 optical satellite data, as well as the presentation of the European Satellite-based Wetland Observation Service (SWOS) project. At first, a briefly description of wetlands and their functions is provided, including the major sources of degradation and the legal status, that surrounds wetland areas at national and supranational level. Then, reference is made to the importance of remote sensing along with the types and characteristics of widely used remote sensors. Particularly, the Landsat program is thoroughly mentioned. Also, an analysis about four indicative studies of the international scientific research is developed, where various remote sensing methods and techniques for wetland mapping and monitoring are proposed and evaluated. In addition, a detailed description of the Satellite-based Wetland Observation Service (SWOS) program follows, containing the services and products it offers, its interface and structure, as well as the user community it supports. At the same time, two representative SWOS case studies are listed. Afterwards, Lake Kerkini wetland is defined as the study area. Digital image processing and visual interpretation of Landsat satellite data are carried out over the wider study area. Specifically, various techniques of radiometric and spatial enhancement are applied to improve and detect different features at a time. An enhanced image is also produced, digitizing major parts of the area's hydrographic and irrigation network plus the adjacent settlements. Additionally, a thematic land cover / land use map of the study area for the period 1985/1986 is presented, as it emerged from the SWOS project. Finally, overall conclusions are formulated regarding the case studies of international literature and the potential of SWOS program. Appropriate conclusions are, furthermore, made for the digital processing and visual interpretation of relevant satellite data in wetland areas. Last but not least, future directions and further continuation of this thesis are suggested