Η διαχρονική παρακολούθηση του υγροτόπου της λίμνης Κορώνεια με τηλεπισκόπηση και ανάλυση 3D

Abstract

Στην παρούσα μελέτη η χρήση δορυφορικών δεδομένων αποτελεί το κύριο εργαλείο για την εκτίμηση των αλλαγών κάλυψης γης στη λίμνη Κορώνεια. Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες του δορυφόρου Landsat με χωρική διακριτική ικανότητα από 30x30μ έως 60x60μ και του δορυφόρου Aster με χωρική διακριτική ικανότητα 15x15μ. Αποδείχθηκε ότι η δορυφορική τηλεπισκόπηση αποτελεί σημαντικό εργαλείο για περιβαλλοντικές εφαρμογές και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μεγάλη επιτυχία για την χαρτογράφηση και καταγραφή των αλλαγών κάλυψης γης (Ρετάλης, 2000). Χρησιμοποιώντας την δορυφορική τηλεπισκόπηση σε συνδυασμό με τη χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) παρήχθησαν χάρτες χρήσεων γης της λίμνης Κορώνειας και επισημάνθηκαν οι σημαντικές αλλαγές στις χρήσεις γης για την περίοδο 1977-2003, μέσω της επεξεργασίας τεσσάρων δορυφορικών εικόνων Landsat και μίας δορυφορικής εικόνας aster. Για την παραγωγή των χαρτών αυτών εφαρμόστηκαν διάφορες μέθοδοι όπως φασματική ταξινόμηση εικόνας, φασματική/ραδιομετρική ενίσχυση εικόνας, γραφικά μοντέλα. Κατόπιν φωτοερμηνείας αναγνωρίστηκαν οι κατηγορίες κάλυψης γης και απομονώθηκαν οι κατηγορίες νερό και καλάμι. Η σύγκριση κατόπιν ταξινόμησης είναι μια ευρέως διαδεδομένη μέθοδος και χρησιμοποιείται επιτυχώς στην διαχρονική παρακολούθηση αλλαγών υγροτόπων, δασικών εκτάσεων και λιβαδιών (Lunetta and Elvidge 1999). Έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων μέσω οπτικής φωτοερμηνείας και επιλέχθηκε ως καταλληλότερη μέθοδος η επιβλεπόμενη ταξινόμηση εικόνας. Ύστερα από ανάλυση των παράγωγων θεματικών χαρτών υπολογίστηκαν οι εκτάσεις του καλαμιώνα και του νερού. Υπήρξε τεράστια αλλαγή κατά τη διάρκεια της περιόδου 1977 έως 2003 στην κάλυψη του καλαμιού. Η έκταση κάλυψης του καλαμιού σε αυτήν τη περίοδο τριπλασιάστηκε. Από το 1977 έως το 2003 η έκταση της λίμνης έχει μειωθεί κατά 15,75 km2, δηλαδή έχει μειωθεί κατά 33,36%. Η έκταση της λίμνης, αν εξαιρεθεί η περίοδος 2002 – 2003 όπου αυξήθηκε με ρυθμό 17,31 km2 ανά έτος, μειώνεται με μέσο ρυθμό 1,32 km2 ανά έτος. Υπήρξε μεγάλη αλλαγή κατά τη διάρκεια της περιόδου 1977 έως 2003 στην στάθμη της λίμνης. Η στάθμη της λίμνης σε αυτήν την περίοδο μειώθηκε κατά 4 μέτρα, τεράστια αλλαγή δεδομένου ότι το μέγιστο βάθος της λίμνης το 1977 ήταν 5 μέτρα. Με τη χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (ΓΣΠ) έγινε η τρισδιάστατη ανάλυση της λίμνης. Από τον συνδυασμό δύο επιπέδων πληροφορίας, των χαρτών κάλυψης γης και του ψηφιακού βαθυμετρικού μοντέλου (DDM) της λίμνης εκτιμήθηκε για κάθε χρονιά η περιοχή που ευνοείται για την ανάπτυξη του καλαμιώνα και διερευνήθηκαν συσχετίσεις μεταξύ οικο-υδρολογικών παραμέτρων. Η σχέση μεταξύ της περιοχής που εκτιμήθηκε ως ευνοϊκή για την ανάπτυξη του καλαμιώνα και της πραγματικής περιοχής όπου αναπτύχθηκε το καλάμι είναι γραμμική. Εκτιμήθηκε η τάση μεταβολής του ρυθμού ανάπτυξης του καλαμιώνα σε σχέση με τα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της λίμνης. Μετά από τη στατιστική ανάλυση των οικο-υδρολογικών παραγόντων εντοπίστηκαν συσχετίσεις μεταξύ τους και προέκυψε το συμπέρασμα πως όσο μειώνεται η έκταση και η στάθμη της λίμνης αυξάνεται η έκταση του καλαμιώνα.

In this study, remotely sensed data were used for the evaluation of land cover change of Lake Koronia. Four Landsat satellite images and one ASTER satellite image were used. The spatial resolution (ground sampling distance) of Landsat images was from 30m to 60m and the spatial resolution of aster image was 15m. It was proven that Remote Sensing techniques can be used with great success in evaluating and investigating changes that have occurred in the major land cover types. Land cover maps were produced using various remote sensing and geographic information system techniques. Plenty of methods where used in order these maps to be produced, such as digital image processing, spectral enhancement, overlay analysis etc. Post-classification comparison is a widely used method for change detection and successfully used in change detection of wetlands, forestry and grassland (Lunetta and Elvidge 1999). After visual examination, supervised classification was proven to be the most suitable classification method for the particular study area. The area of reed land and water was estimated after the analysis of thw produced land cover maps. There was a great reed land change between 1977 and 2003. Reed land was tripled. and water area came to one third. Water level changed greatly, it decreased to 1 m depth from the maximum depth of 5 m during 1977. The extracted data from the combination of the produced land cover maps and digital depth model were analysed and the favourable area for reed growth was estimated. Also, ecohydrological parameters were investigated. There was a linear relation between the favorable area for reed growth and the actual area that reed expanded. The tedency of rate of growth to change was estimated based on geomorphologic attributes of the lake. After ecohydrological parameters was statistically analysed, correlations were located between them. Reed land increased when the lake‘s level and volume decreased.