Εκτίμηση παραμέτρων του παράκτιου οικοσυστήματος (συγκέντρωση χλωροφύλλης-α, διαφάνεια του νερού, θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας) της Ανατολικής Λέσβου από δορυφορικές εικόνες LANDSAT TM.

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση της δυνατότητας εκτίμησης παραμέτρων συγκέντρωση χλωροφύλλης-α, διαφάνεια του νερού, θερμοκρασία της επιφάνειας της θάλασσας) των παρακτίων οικοσυστημάτων της Ελλάδας από δορυφορικές εικόνες του Θεματικού Χαρτογράφου (THEMATIC MAPPER) του δορυφόρου LANDSAT. Σαν περιοχή μελέτης χρησιμοποιήθηκε η παράκτια περιοχή της Ανατολικής Λέσβου. Σε συγκεκριμένες ημερομηνίες διέλευσης του δορυφόρου από την περιοχή μελέτης έγινε συλλογή δεδομένων των υπό μελέτη παραμέτρων με τις κλασσικές μεθόδους ωκεανογραφίας (λήψη δειγμάτων από την θάλασσα και εργαστηριακή ανάλυση). Για τις συγκεκριμένες ημερομηνίες δειγματοληψίας αποκτήθηκαν οι αντίστοιχες δορυφορικές εικόνες, και υπολογίσθηκαν (με κατάλληλη επεξεργασία των δορυφορικών δεδομένων) οι τιμές της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που κατέγραψε ο δέκτης για τα σημεία των σταθμών δειγματοληψίας. Από την στατιστική επεξεργασία των ωκεανογραφικών και τηλεπισκοπικών δεδομένων προέκυψαν μοντέλα υπολογισμού των υπό μελέτη παραμέτρων συναρτήσει των δορυφορικών δεδομένων. Εφαρμόζοντας τα μοντέλα στις εικόνες προέκυψε η τιμή των υπό μελέτη παραμέτρων για κάθε σημείο της εικόνας, δηλαδή "χαρτογραφήθηκε" η χωρική κατανομή των υπό μελέτη παραμέτρων. Η διατριβή χωρίζεται σε οκτώ κεφάλαια. ΣΤΟ κεφάλαιο 1 αναπτύσσονται οι στόχοι και η πρωτοτυπία της διατριβής. ΣΤΟ κεφάλαιο 2 παρατίθεται το θεωρητικό υπόβαθρο για την μελέτη του θαλασσίου περιβάλλοντος με τηλεπισκοπικές μεθόδους, με εμβάθυνση στα σημεία που επηρεάζουν σημαντικά την παρούσα έρευνα: χρώμα της θάλασσας (2.2), μέθοδοι ατμοσφαιρικής διόρθωσης (2.3), θερμοκρασία (2.5), λωριδοποίηση (2.6). Το κεφάλαιο 3 αναφέρεται στον σχεδιασμό του ερευνητικού μέρους, στην επεξεργασία των δεδομένων και στα αποτελέσματα. Κατά την φάση του σχεδιασμού (3.1) της έρευνας επιλέχθηκαν οι παράμετροι που θα μετρηθούν από δορυφορικές εικόνες, η περιοχή στην οποία θα εκτελεσθεί η έρευνα, ο δορυφορικός δέκτης που θα χρησιμοποιηθεί, και σχεδιάστηκε η μεθοδολογία που θα εφαρμοσθεί. Στην φάση της επεξεργασίας (3.2) παρουσιάζονται τα ωκεανογραφικά δεδομένα (3.2.1), η μέθοδος προσδιορισμού της θέσης δειγματοληψίας (3.2.2), τα δορυφορικά δεδομένα (3.2.3), επιλέγεται η κατάλληλη μέθοδος ατμοσφαιρικής διόρθωσης (3.2.4) και ερευνούνται, αξιολογούνται και επιλέγονται διάφοροι μέθοδοι (μοντέλα) υπολογισμού της συγκέντρωσης χλωροφύλλης (3.2.5), του βάθους του δίσκου του Secchi (3.2.6) και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας (3.2.7). Κατά την φάση των αποτελεσμάτων (3.3) παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής, των βέλτιστων μοντέλων υπολογισμού των υπό μελέτη παραμέτρων, στις δορυφορικές εικόνες και γίνεται η ερμηνεία τους. Επίσης παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εφαρμογής των μεθόδων απολωριδοποίησης στις εικόνες (3.3.4). ΣΤΟ κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την παρούσα έρευνα. Η χρήση δορυφορικών εικόνων LANDSAT ΤΜ συνεισφέρει σημαντικά στην απόκτηση πληροφορίας για το θαλάσσιο περιβάλλον καθώς καθιστά δυνατή την γνώση της χωρικής κατανομής παραμέτρων, όπως η συγκέντρωση χλωροφύλλης, η θερμοκρασία και η θολότητα του νερού, με ικανοποιητική ακρίβεια. ΣΤΟ κεφάλαιο 5 γίνονται προτάσεις για περαιτέρω έρευνα. Το κεφάλαιο 6 αναφέρεται στην απολωριδοποίηση των δορυφορικών εικόνων σαν παράρτημα. Περιγράφεται η λωριδοποίηση των εικόνων, και αναπτύσσονται και εφαρμόζονται μέθοδοι για την εξάλειψή της. Τέλος, στο κεφάλαιο 7 παρατίθεται η βιβλιογραφία και στο κεφάλαιο 8 οι εικόνες που αναφέρονται στο κείμενο.