Soil monitoring methodology based on Remote sensing and GIS.

1. ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ
ΑΘΗΝΩΝ
ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ
ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ
ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝΣΠΟΥΔΩΝ
Πιλοτική "ΠΡΟΛΗΨΗ & ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ
εφαρμογή της Θεματικής
ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΩΝ"
Στρατηγικής της Ευρωπαϊκής
Ένωσης
για την προστασία των εδαφών
στην
Περιφέρεια Πελοποννήσου.
Διπλωματική εργασία του:
Αντώνη Αντωνίου
Περιβαντολόγος
Επιβλέπων :
Καθηγ. Κων/νος Κυριακόπουλος

2. Διάρθρωση
●
Η ανάγκη προστασίας των εδαφών.
●
Η περιοχή μελέτης.
●
Μεθοδολογία
●
Ανάλυση
●
Αποτελέσματα

3. Ευρωπαϊκή Θεματική Στρατηγική

4. Οικονομικές Επιπτώσεις της
Κλιματικής Αλλαγής στη Γεωργία

5. Η εφαρμογή Soil Monitoring
Software (SMS)

6. Περιφέρεια Πελοποννήσου Όρια

7. Περιφέρεια Πελοποννήσου –
Υδροεωλογικό υπόβαθρο

8. Περιφέρεια ΠελοποννήσουΠιλοτική Εφαρμογή

9. Στάδια
●
Προσδιορισμός χωρικών ορίων μελέτης.
●
Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους
●
●
Προσδιορισμός υδρολογικών παραμέτρων περιοχής
μελέτης.
Προσδιορισμός τοπογραφικών παραμέτρων.
●
Προσδιορισμός χρονικών ορίων μελέτης.
●
Προετοιμασία δορυφορικών δεδομένων.
●
●
●
Παραγωγή χαρτών κάλυψης γης.
Παραγωγή χαρτών Δείκτη Βλάστησης NDVI.
Προσδιορισμός περιοχών υψηλού κινδύνου ερημοποίησης.

10. Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους

11. Δευτερογενή Δεδομένα

12. Προετοιμασία δορυφορικών
δεδομένων – Παραγωγή χαρτών

13. Διαχρονική Παρακολούθηση Παραγωγή χαρτών NDVI
●
●
Ο δείκτης NDVI δίνει την δυνατότητα να ποσοτικοποιηθεί η
φωτοσυνθετική ικανότητα των φυτών.
Χρησιμοποιώντας μαθηματικό τύπο προκύπτει ο
(Κανονικοποιημένος) Δείκτης Βλάστησης. Όσο περισσότερη
χλωροφύλλη υπάρχει στην επιφάνεια παρατήρησης, τόσο η
τιμή του δείκτη αυξάνεται.
●
●
●
Δάσος : NDVI>0.5
Γυμνό έδαφος: NDVI<0.2
Σύμφωνα με τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι ο δείκτης
βλάστησης δίνει την δυνατότητα αξιολόγησης των
οικοσυστημάτων αναφορικά με την ικανότητά τους να
δεσμεύουν ηλιακή ενέργεια.

14. Χάρτες NDVI

15. Βλάστηση
●
Η βλάστηση προστατεύει τα εδάφη αλλά και προσδιορίζει την
ικανότητά τους για υψηλή παραγωγικότητα. Διακρίνουμε 3 σχέσεις
μεταξύ της βλάστησης και του εδάφους, που προσδιορίζουν
αντίστοιχα 3 τύπους περιοχών:
1. Βλάστηση υψηλής παραγωγικότητας βασίζεται σε υγιές έδαφος.
Διαχρονικά σταθερή παραγωγή βιομάζας.
2. Υποβαθμισμένο έδαφος συνεπάγεται αδυναμία υποστήριξης
συστημάτων υψηλής παραγωγικότητας. Περιοχές σε προχωρημένο
στάδιο ερημοποίησης. Περιοχές που δύσκολα μπορούν να αναταχθούν.
3. Έδαφος σε καλή κατάσταση να μην καλύπτεται από βλάστηση,
πιθανότατα από κάποια διαταραχή. Περιοχές που δυνητικά θα
κινδυνεύσουν από το φαινόμενο της ερημοποίησης, αλλά μπορούν να
αναταχθούν αν τύχουν κατάλληλης προστασίας και σωστής διαχείρισης.

16. Εποχικότητα της βλάστησης
Διαχρονική παρακολούθηση
●
Οι βασικές παραδοχές:
1. Τύποι οικοσυστημάτων: Μπορούμε να διακρίνουμε δύο βασικές
κατηγορίες οικοσυστημάτων. Τα οικοσυστήματα όπου υπάρχει σταθερή
και μόνιμη βλάστηση, και τα οικοσυστήματα με εποχιακή βλάστηση.
2. Εποχικότητα: Μελετώντας την εποχικότητα μπορούμε να καταλήξουμε
στο συμπέρασμα ότι όλα τα φυσικά οικοσυστήματα τείνουν να έχουν
παραπλήσια συμπεριφορά κάθε εποχή του χρόνου. Δηλαδή από τις
αρχές του φθινοπώρου μέχρι το τέλος της άνοιξης τόσο οι καιρικές
συνθήκες όσο και η αύξηση της διαθεσιμότητας των υδατικών πόρων
αυξάνει τα διαθέσιμα χλωροφύλλης. Αντίθετα την ξηρά περίοδο υπάρχει
στέρηση της χλωροφύλλης με αποτέλεσμα την εξαλάτωση της
αντανάκλασης. Αυτή είναι η τυπική σχέση που αναμένουμε σε όλα τα
μεσογειακά οικοσυστήματα. Εξαίρεση αποτελεί η περίπτωση των
οικοσυστημάτων όπου επικρατούν τα φυλλοβόλα δένδρα.

17. Τύποι οικοσυστημάτων (1/2)
●
●
●
Για οικοσυστήματα υψηλής παραγωγικότητας και σταθερής
φυλλοκάλυψης οι τιμές του δείκτη NDVI θα είναι υψηλές με
μικρή διαφοροποίηση (εύρος τιμών). Η μέση τιμή παραμένει
σταθερή ανά έτος ή αυξάνει ελάχιστα.
Για οικοσυστήματα υψηλής παραγωγικότητας φυλλοβόλα οι
τιμές του δείκτη NDVI θα είναι υψηλές την θερινή περίοδο
χαμηλές την χειμερινή με μικρή διαφοροποίηση (εύρος τιμών)
ανά εποχή. Η μέση τιμή παραμένει σταθερή ανά έτος ή αυξάνει
ελάχιστα.
Για φυσικά οικοσυστήματα χαμηλής παραγωγικότητας οι τιμές
του δείκτη NDVI θα είναι χαμηλές την θερινή περίοδο χαμηλές
την χειμερινή με μικρή διαφοροποίηση (εύρος τιμών) ανά
εποχή. Η μέση τιμή παραμένει αυξάνει ανά έτος.

18. Τύποι οικοσυστημάτων (2/2)
●
●
●
Για χέρσες και υποβαθμισμένες περιοχές οι τιμές του δείκτη
NDVI θα είναι χαμηλές την θερινή περίοδο χαμηλές την
χειμερινή με μικρή διαφοροποίηση (εύρος τιμών) ανά εποχή.
Η μέση τιμή παραμένει σταθερή ανά έτος ή αυξάνει ελάχιστα.
Για καλλιέργειες σταθερής φυλλοκάλυψης οι τιμές του δείκτη
NDVI θα είναι υψηλές με μικρή διαφοροποίηση (εύρος τιμών). Η
μέση τιμή παραμένει σταθερή ανά έτος ή αυξάνει ελάχιστα.
Για εποχικές καλλιέργειες οι τιμές του δείκτη NDVI θα είναι
υψηλές την θερινή περίοδο χαμηλές την χειμερινή με μικρή
διαφοροποίηση (εύρος τιμών) ανά εποχή, ή αντίστροφα
αναλόγως της καλλιέργειας. Η μέση τιμή παραμένει σταθερή
ανά έτος ή αυξάνει ελάχιστα.

19. Ανάλυση Χρονοσειράς
1. Κάθε εικόνα τοποθετείται στην σωστή χρονική
σειρά.
2. Για κάθε σημείο του χώρου αντιστοιχεί σε σειρά
από εικονοστοιχεία.
3. Κάθε σειρά αντιστοιχεί σε πίνακα τιμών τιμών
NDVI.
4. Για κάθε σειρά υπολογίζονται τα στατιστικά.
5. Χαρτογραφούνται τα αποτελέσματα για κάθε
στατιστική παράμετρο.

20. Χρονική Κατανομή Εικόνων

21. Χρονοσειρά

22. Γραμμική Παλινδρόμηση

23. Σημείο Τομής – Μέγιστες Τιμές

24. Εύρος Τιμών

25. προβλήματα
1. Διαχρονικά δεδομένα από διαφορετικές
πλατφόρμες.
2. Ανομοιόμορφη χωρική κάλυψη.
3. Ανομοιογενής χρονική κατανομή.
4. Εποχικότητα.
5. Μικρή Χρονοσειρά.

26. Μοντέλο Διαχείρισης &
Παρακολούθησης εδαφών
(ΜΔΠΕ)
1. Τοπογραφικά δεδομένα. Από τα τοπογραφικά δεδομένα
παρήχθησαν:
●
τα υδρογραφικά επίπεδα,
●
Το τοπογραφικά επίπεδα
2. Γεωλογικά Δεδομένα. Από το γεωλογικό υπόβαθρο
παράγεται:
●
υδρογεωλογικό επίπεδο.
3. Δεδομένα κάλυψης γης (δορυφορικές εικόνες)
●
χάρτες βλάστησης
●
χάρτες NDVI
●
Επίπεδο διαχρονικής μεταβολής βλάστησης.

27. Σενάρια - Παράμετροι

28. Σενάριο 1 – Σενάριο 2

29. Σενάριο 3 – Σενάριο 4

30. Σύγκριση

31. Ευρωπαϊκή Θεματική Στρατηγική