Αξιολόγηση και χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση της δυναμικής χερσαίων οικοσυστημάτων

 
Το τεκμήριο παρέχεται από τον φορέα :
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Αποθετήριο :
Ιδρυματικό Αποθετήριο Ολυμπιάς
δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου
στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
κοινοποιήστε το τεκμήριο




2012 (EL)
Αξιολόγηση και χρήση τεχνικών τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση της δυναμικής χερσαίων οικοσυστημάτων (EL)

Σταγάκης, Σταύρος Χ. (EL)

Σταγάκης, Σταύρος Χ. (EL)
Κυπαρίσσης, Άρης (EL)
- (EL)
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Σχολή Επιστημών και Τεχνολογιών Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών Εργαστήριο Βοτανικής

Στην μελέτη αυτή διερευνήθηκαν οι δυνατότητες που προσφέρουν τα πολυφασματικά και τα υπερφασματικά δεδομένα τηλεπισκόπησης στην μελέτη δυναμικών παραμέτρων της βλάστησης. Αρχικά, αξιολογήθηκαν τρέχοντα προϊόντα δορυφορικών πολυφασματικών αισθητήρων (AVHRR, SPOT VGT, MODIS). Μέσω αυτών μελετήθηκε η δυναμική ενός δασικού οικοσυστήματος (Quercus sp.) στο χρόνο και αναπτύχθηκε ένα μοντέλο εκτίμησης ολικής πρωτογενούς παραγωγικότητας (ModSat). Στη συνέχεια, αξιολογήθηκαν τα πολυγωνιακά δεδομένα του πειραματικού υπερφασματικού δορυφόρου CHRIS/PROBA και διεξήχθη μια ετήσια πειραματική μελέτη χειρισμών άρδευσης ενός πορτοκαλεώνα (Citrus sinensis) μέσω εναέριων πολυφασματικών δεδομένων στενών καναλιών πολύ υψηλής χωρικής διακριτικότητας. Για την αξιολόγηση των τηλεπισκοπικών δεδομένων καθώς και την βαθμονόμηση του μοντέλου ModSat εκτελέσθηκαν επίγειες οικοφυσιολογικές μετρήσεις σε δυο δασικά (Fagus sylvatica, Quercus sp.) και ένα θαμνώδες οικοσύστημα (Phlomis fruticosa) επί σειρά ετών. Επίσης, εγκαταστάθηκαν μετεωρολογικοί σταθμοί (θερμοκρασία, PAR, βροχόπτωση) πλησίον των περιοχών μελέτης. Οι δείκτες βλάστησης που υπολογίσθηκαν από τα δορυφορικά πολυφασματικά προϊόντα αποδείχθηκαν ικανοί για την αποτύπωση των διακυμάνσεων του μετρημένου επίγεια δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI). Συγκεκριμένα, οι δείκτες βλάστησης RDVI και OSAVI απέδωσαν τις βέλτιστες συσχετίσεις με τον LAI, ενώ ο πιο διαδεδομένος δείκτης βλάστησης NDVI φάνηκε να χάνει την ευαισθησία του σε περιπτώσεις που ο LAI κυμαίνεται σε υψηλές τιμές. Ο δείκτης NDWI, που προορίζεται για την αποτύπωση της υδατικής κατάστασης της βλάστησης, αποδείχθηκε ότι επηρεάζεται σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από τις αναπτυξιακές διακυμάνσεις του θόλου παρά από την υδατική κατάσταση των φυτών. Στο μεγάλο αρχείο NDVI των δορυφόρων NOAA AVHRR (1981 – 2006) παρατηρήθηκε μια ισχυρή τάση μετατόπισης της ημερομηνίας έναρξης της αναπτυξιακής περιόδου του δάσους Quercus sp. νωρίτερα με την πάροδο των ετών καθώς και σταδιακή αύξηση των χειμερινών τιμών NDVI, φαινόμενα τα οποία πιθανότατα σχετίζονται με τις κλιματικές αλλαγές. Επίσης, η σύγκριση του δορυφορικού με το μετεωρολογικό αρχείο έδειξε ότι η βροχόπτωση του Αυγούστου επιδρά θετικά στην ανάπτυξη της επόμενης περιόδου, ενώ η θερμοκρασία του Αυγούστου και των ακόλουθων μηνών επιδρά αρνητικά σε αυτή. Η βροχόπτωση και η χιονόπτωση των χειμερινών μηνών (Ιανουάριος-Φεβρουάριος) επιδρούν θετικά στην επιμήκυνση της ακόλουθης αναπτυξιακής περιόδου. Τα παραπάνω συνδέονται με τις εσωτερικές διεργασίες των δέντρων που λαμβάνουν χώρα στα τέλη κάθε αναπτυξιακής περιόδου και τον εμπλουτισμό του υδροφόρου ορίζοντα κάθε χειμώνα. Το μοντέλο ModSat αποδείχθηκε ικανό για ακριβή περιγραφή των διακυμάνσεων της ολικής πρωτογενούς παραγωγικότητας (GPP) σε όλους τους λειτουργικούς τύπους βλάστησης που εφαρμόστηκε. Αντιθέτως, το αντίστοιχο έτοιμο προϊόν της NASA εμφάνισε σοβαρές και επαναλαμβανόμενες ελλείψεις στην ακρίβεια των εκτιμήσεων GPP. Η επιτυχία του μοντέλου ModSat υποδεικνύει ότι δεν είναι απαραίτητη η ενσωμάτωση περίπλοκων αλγορίθμων, μεγάλων βάσεων δεδομένων και βαριών υπολογιστικών επεξεργασιών για την παραγωγή προϊόντων GPP υψηλής ακρίβειας και μεγάλης χωρικής κλίμακας. Τα δορυφορικά υπερφασματικά – πολυγωνιακά δεδομένα και τα εναέρια πολυφασματικά δεδομένα στενών καναλιών υψηλής χωρικής διακριτικότητας αποδείχθηκε ότι προσφέρουν περισσότερες δυνατότητες σε σχέση με τα δορυφορικά πολυφασματικά προϊόντα τόσο στην αναλυτική εκτίμηση παραμέτρων της βλάστησης, όσο και στην εφαρμογή πιο προηγμένων μεθόδων ανάλυσης της πληροφορίας. Συγκεκριμένα, εκτός από την ακριβή αποτύπωση των διακυμάνσεων του μετρημένου επίγεια LAI, τα υπερφασματικά δεδομένα είναι ικανά να ανιχνεύσουν τις συγκεντρώσεις των φωτοσυνθετικών χρωστικών φύλλου, την υδατική κατάσταση της βλάστησης, ακόμα και την αποδοτικότητα χρήσης φωτός (ε) από τον θόλο της βλάστησης, παρέχοντας έτσι προοπτική απευθείας εκτίμησης της GPP από δορυφορικά δεδομένα. Ωστόσο, φάνηκε ότι η ανακλαστικότητα του εδάφους επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την απόδοση των δεικτών βλάστησης και επομένως οι υψηλές γωνίες παρατήρησης του αισθητήρα κρίνονται αποδοτικότερες διότι ελαχιστοποιούν τα παρατηρούμενα κενά στον θόλο. Απεναντίας, οι σκιάσεις εσωτερικά του θόλου δεν επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό την αποτελεσματικότητα των περισσοτέρων δεικτών βλάστησης.

doctoralThesis

Τηλεπισκόπηση (EL)

Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων (EL)
University of Ioannina (EN)

Ελληνική γλώσσα

2012


Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Σχολή Επιστημών και Τεχνολογιών Τμήμα Βιολογικών Εφαρμογών και Τεχνολογιών.Εργαστήριο Βοτανικής (EL)



*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.