Ένας από τους βασικότερους τομείς εφαρμογών της Τηλεπισκόπησης είναι η παρακολούθηση των μεταβολών που παρουσιάζει η βλάστηση στην επιφάνεια της Γης. Για το σκοπό αυτό έχουν από δεκαετίες ευρέως χρησιμοποιηθεί οι μετεωρολογικοί και άλλοι δορυφόροι, επιτυγχάνοντας με αυξανόμενη ακρίβεια τη λήψη υψηλής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων. Οι τελευταίες γίνονται αντικείμενο επεξεργασίας από πλευράς των ειδικών επιστημόνων/αναλυτών, προκειμένου να καταγραφούν και να τεκμηριωθούν οι διαδικασίες εξέλιξης της εκάστοτε φυτοκάλυψης, καθώς και οι διαταράξεις της. Τη διαδικασία φωτοερμη-νείας υποβοηθούν αποτελεσματικά οι λεγόμενοι δείκτες βλάστησης, δηλ. με-τασχηματισμοί της αρχικής εικόνας βάσει κατάλληλων στατιστικών σχέσεων που είναι δυνατό να εφαρμοστούν ανάμεσα κυρίως στις ζώνες υπέρυθρου και ερυθρού φάσματος.
Στα πλαίσια αυτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η δυνατότητα ασ-φαλούς απεικόνισης/χαρτογράφησης συγκεκριμένων στόχων ενδιαφέροντος, όπως οι περιοχές με καμμένα εδάφη, με σκοπό την παροχή πληροφοριών για την ορθή εκτίμηση και την κατάλληλη διαχείριση της συντελεσθείσας φυσικής καταστροφής. Για το σκοπό αυτό αξιολογούνται διαρκώς οι εξαγόμενοι ή/και οι ευρέως διαδεδομένοι δείκτες βλάστησης με στόχο την τεκμηρίωση της σκοπιμό-τητας χρήσης τους για απεικόνιση και χαρτογράφηση.
Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση συγκεκριμένων και διαδεδομένων δεικτών βλάστησης και των αναθεωρήσεών τους, όπως οι SVI/MSVI, NDVI/MNDVI, ΤVI/TVIa, TVI´/TVIb, MTVI και SAVI στον εντοπισμό καμμένων εδαφών δείγματος δορυφορικών εικόνων. Μελετήθηκαν καταρχήν από πιθανοθεωρητική άποψη με τη βοήθεια των λογισμικών Scientific Workplace και ΜSExcel χαρακτηριστικά της συνάρτησης κατανομής τιμών g(u)εκάστου, όπως το εύρος ιστογράμματος, η τυπική απόκλιση και το μέγεθος της εντροπίας ως ένα σχετικά νέο κριτήριο. Στη συνέχεια εφαρμόστηκαν με το λογισμικό Erdas Imagine οι μέθοδοι υπολογισμού των δεικτών και συγκρίθηκαν βάσει α) του εύρους και των τιμών φωτεινότητας του ιστογράμματος β) της δυνατότητας απεικόνισης των στόχων ενδιαφέροντος γ) των τιμών τυπικής απόκλισης και εντροπίας των εικόνων που προέκυψαν. Τέλος πραγματοποιήθηκαν συγκρίσεις ανάμεσα στα αποτελέσματα της πιθανοθεωρητικής μελέτης και της πειραματικής εφαρμογής των δεικτών. Τα συμπεράσματα στηρίζουν την αξιολόγηση των δεικτών βλάστησης μέσω της πιθανοθεωρητικής προσέγγισης και προτείνουν τους δείκτες TVI’/TVIb και SAVI ως καταλληλότερους για τις ανάγκες μελέτης της καμμένης εδαφοκάλυψης.
(EL)
One of the main domains of application for the science of Remote Sensing
is the attendance of the variations that occur to the vegetation cover of the Earth
surface. To this aim there is an extensively wide use of both meteorological and
resources satellites, which in an increasing level of accuracy manage to collect
multispectral digital images of high spatial resolution. The latter are subjected to
image processing by the special scientists/analysts, in order to perform the documentation
of the developmental processes and its disturbances that the vegetation
cover undergoes. An effective aid to this process of image interpretation
consists of the use of the vegetation indices, i.e. transformations of the original
image, based on the premises of statistical relationships which can be computed
between the Near infra-red and Red spectral bands of the digital image.
Of special interest within this context is the ability of the safe detection
and mapping of specific targets of interest, such as, for example, the burned or
eroded landcover, intending to provide information for the correct assessment
and the proper management of a physical disaster. As a consequence of this, invented/
extracted and widely used vegetation indices are constantly assessed for
the documentation of their usefulness.
The aim of the present study was the assessment of specific and widely
used vegetation indices and their revised forms, such as the indices SVI/MSVI,
NDVI/MNDVI, TVI (TVIa), TVI´(TVIb), MTVI and SAVI, in the context of detection
of burned and/or eroded landcover with the use of a sample of multispectral
digital images. The behaviour of certain parameters of the distribution of values
g(u), e.g. the maximum histogram width, the standard deviation and the dimension
of entropy as a relatively new criterion for each of the indices, was initially
studied in the context of the probabilistic approach, with the aid of the proper
software. Consequently the spatial models of the Erdas Imagine software were
applied to compute the vegetation indices for the transformation of the images
and they were compared and assessed on the basis of: a) the width and the value
of brightness of the relative histogram b) the ability to detect and present the targets
of interest c) the standard deviation and entropy values of the final (transformed)
images. Finally the results of the probabilistic study and of the experimental
application of the vegetation indices were compared. The results support
the assessment of the specific vegetation indices in the context of the probabilistic
approach and suggest the TVI’/TVIb and SAVI vegetation indices as more appropriate
for the research needs of burned/eroded landcover.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
