Το Ευρωπαϊκό Πρόγραμμα Copernicus στη μελέτη περιβαλλοντικών θεμάτων
Creators: name: Καπουνιάρη, Μαρία Εμμανουήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Τηλεπισκόπηση
Περιβάλλον
Κοπέρνικος
Remote Sensing
Environment
Copernicus

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη σημασία της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, μέσα από την περιγραφή του προγράμματος Copernicus, στη μελέτη περιβαλλοντικών θεμάτων. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση αποτελεί μέσο για την παρακολούθηση και προστασία του περιβάλλοντος, την οικονομική ανάπτυξη και την κοινωνική ευημερία και ασφάλεια. Οι τρεις αυτές συνιστώσες αποτελούν βασικούς πυλώνες της βιώσιμης ανάπτυξης. Στο δεύτερο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία εκτενής περιγραφή και ανάλυση του πεδίου εφαρμογής του προγράμματος Copernicus. Το διαστημικό σκέλος του απαρτίζεται από τις δορυφορικές αποστολές Sentinel-1, Sentinel-2, Sentinel-3, Sentinel-4, Sentinel-5, Sentinel-5Ρ, Sentinel-6 και τις συνεισφέρουσες αποστολές. Περιγράφονται αναλυτικά τα λειτουργικά χαρακτηριστικά και συστήματα κάθε δορυφόρου, οι τομείς εφαρμογής του προγράμματος και οι διάφορες υπηρεσίες που παρέχει το Copernicus. Σημαντικό τμήμα του προγράμματος αποτελεί, πέραν του διαστημικού, το επιτόπιο και επίγειο τμήμα του και οι επιμέρους λειτουργίες καθενός. Στο τρίτο κεφάλαιο παρατίθενται ορισμένα παραδείγματα μελετών σε διάφορα περιβαλλοντικά θέματα και προβλήματα. Μέσα από την ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας αναλύονται και παρουσιάζονται εφαρμογές, στις οποίες έχουν χρησιμοποιηθεί δορυφορικά δεδομένα και προϊόντα των δορυφόρων Sentinel του Copernicus. Τα περιβαλλοντικά θέματα που εξετάζονται είναι η ανίχνευση πρόδρομων εδαφικών κινήσεων σε κατολισθήσεις, η χαρτογράφηση δασικών περιοχών, η αξιολόγηση διαφορετικών συστημάτων καλλιεργειών, η ποσοτικοποίηση της βιομάζας μαγκρόβιου δάσους και η παρακολούθηση αλλαγών σε αστικό περιβάλλον. Το τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζει δύο περιπτώσεις καταστροφικών φαινομένων στον ελλαδικό χώρο, οι οποίες έχουν μελετηθεί από το πρόγραμμα Copernicus. Η πρώτη περίπτωση αφορά την καταστροφική πλημμύρα στη Μάνδρα Αττικής τον Νοέμβριο του 2017 και η δεύτερη τις δύο πυρκαγιές που ξέσπασαν ταυτόχρονα σε περιοχές της Ανατολικής και Δυτικής Αττικής, τον Ιούλιο του 2018. Παρουσιάζονται χάρτες απεικόνισης των πυρόπληκτων εκτάσεων στο Μάτι και το Νέο Βουτζά Αττικής, που είναι και οι μεγαλύτερης έκτασης πληγείσες περιοχές, καθώς και χάρτης πυρκαγιάς στα Γεράνεια Όρη. Το πέμπτο κεφάλαιο αποτελεί μια εφαρμογή περίπτωσης ποτάμιου πλημμυρικού φαινομένου του ποταμού Έβρου. Η οριοθέτηση των πλημμυρισμένων περιοχών πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια του λογισμικού SNAP (Sentinel Application Platform). Οι δορυφορικές εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν, προέρχονται από τους αισθητήρες ραντάρ του δορυφόρου Sentinel-1A. Στο στάδιο προεπεξεργασίας των εικόνων, πριν και μετά την εκδήλωση της πλημμύρας, περιλαμβάνονται η διαδικασία της δημιουργίας υποσυνόλου εικόνας, της βαθμονόμησης, του φιλτραρίσματος, της δυαδοποίησης, της γεωμετρικής διόρθωσης και τέλος οπτικοποίηση των κατακλυσμένων από το νερό περιοχών στο λογισμικό QGIS 3.0. Στο έκτο κεφάλαιο αναφέρονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από το σύνολο της εργασίας
description: The main objective of the present thesis constitutes the importance of satellite remote sensing in the study of environmental issues, through the description of the Copernicus program. Satellite remote sensing contributes significantly to monitoring and protecting the environment, economic development and social well-being and security. These three components are the key pillars of sustainable development. The second chapter provides an extensive description and analysis of the scope of the Copernicus program. The space segment consists of seven satellite missions, Sentinel-1, Sentinel-2, Sentinel-3, Sentinel-4, Sentinel-5, Sentinel-5P, Sentinel-6 and the contributing missions. Describe in detail the functionalities and systems of each satellite, the scope of the program and the various services provided by Copernicus. An important part of the program is, the in situ and the ground segment, with the individual functions of each one. The third chapter presents some examples of studies on various environmental issues. Through review of international bibliography, we present and analyze applications that have used Sentinel data and products. The environmental issues under consideration are detection of soil precursors in precipitation, mapping of forest areas, assessment of different cropping systems, quantification of mangrove forests biomass and the monitoring of changes in the urban environment. The fourth chapter presents two cases of disastrous effects in the Greek area, which have been studied by the Copernicus program. The first case concerns the devastating flood in Mandra, Attica, in November 2017, and the second focuses on the two fires that erupted simultaneously in Eastern and Western Attica in July 2018. The maps in Mati and Neos Voutzas, Attica show the affected areas as well as the fire in Gerania Mountains. The fifth chapter is an example of the implementation of the River Evros flood. The delineation of flooded areas was carried out with the SNAP (Sentinel Application Platform) software. The used satellite images are derived from the Sentinel-1A radar sensors. Preprocessing of images before and after flood events includes the process of creating an image subset, calibrating, filtering, doubling, geometric correction, and finally visualizing the flooded areas in the QGIS 3.0 software. The sixth chapter refers to the conclusions that come out of the whole study