Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στην Οικολογία

Transcript

1 Εφαρμογές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στην Οικολογία Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών: «Εφαρμοσμένη Οικολογία-Διαχείριση Οικοσυστημάτων & Βιολογικών Πόρων» Μάθημα: Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός

2 Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (Geographical Information System, GIS) Ένα Σύστημα Πληροφοριών που βασίζεται στη διαχείριση γεωγραφικών πληροφοριών και μπορεί να περιέχει χωρικές και μη χωρικές (περιγραφικές) πληροφορίες

3 συλλογής διαχείρισης αποθήκευσης επεξεργασίας ανάλυσης και οπτικοποίησης σε ψηφιακό περιβάλλον των δεδομένων που σχετίζονται με τον χώρο

4 Τα Γ.Σ.Π. δέχονται δεδομένα από πολλαπλές πηγές οι οποίες μπορεί να έχουν πολλές διαφορετικές τυποποιήσεις και δομές. Στους διαφορετικούς τύπους δεδομένων συμπεριλαμβάνονται χάρτες, εικόνες (δορυφορικές κλπ.), φωτογραφίες, ψηφιακά δεδομένα (π.χ. ΨΥΜΕ), σήματα/μετρήσεις GPS, κείμενα, πίνακες δεδομένων.τα δεδομένα αυτά λέγονται γεωγραφικά ή χαρτογραφικά ή και χωρικά και μπορεί να συσχετίζονται με μια σειρά από περιγραφικά δεδομένα. Η χαρακτηριστική δυνατότητα που παρέχουν τα GIS είναι αυτή της σύνδεσης της χωρικής με την περιγραφική πληροφορία!

5 ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ ΤΩΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΚΑΛΥΠΤΟΜΕΝΩΝ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΣΕ ΕΝΑ Γ.Σ.Π. Τα στοιχεία του πραγματικού κόσμου αναπαρίστανται σε διαφορετικούς αλληλεπικαλυπτώμενους θεματικούς χάρτες (layers)

6 LANDSAT ETM (Enhanced Thematic Mapper, July 1982) Πολυφασματικές, 7 ή 8 καναλιών Δορυφορικές εικόνες με πολύ υψηλή διακριτική ικανότητα: pixel<1m Resolution of 1m SPOT (Satellite Pour l'observation de la Terre) 4 & RADARSAT

7 Ψηφιακά δεδομένα (μορφές παραδείγματα) ΧΑΡΤΕΣ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΙΚΟΝΕΣ

8 Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων (Data Base Management System DBMS): δίνουν τη δυνατότητα ανάλυσης και διαχείρισης των χωρικών δεδομένων και των ιδιοτήτων τους. Η βάση αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για είσοδο και έξοδο δεδομένων από και προς τις αντίστοιχες συσκευές ή προγράμματα (π.χ.excel)

9 Εφαρμογές των GIS: Περιβαλλοντική Διαχείριση (Environmental management) Οργανισμοί Τοπικής Αυτοδιοίκησης Πολεοδομία και Χωροταξία Κατασκευές έργων μεγάλης κλίμακας (π.χ.οδοποιία κ.ά.) Διαχείριση Δικτύων Κοινής Ωφελείας Κτηματολόγιο και Κτηματογραφήσεις Τοπογραφία, Γεωδαισία και Υδρογραφία Γεωλογία και Υδρογεωλογία Δίκτυα Μεταφορών και Επικοινωνιών Αυτόματη Πλοήγηση

10 Υπόμνημα Στον ίδιο χάρτη μπορούν να απεικονιστούν π.χ. σημεία & υψομετρικές καμπύλες εδώ έχουν τονισθεί οι διαφορετικές κατηγορίες υψομέτρου με διαφορετικό χρώμα όπως φαίνεται στο υπόμνημα

11 - σημεία γεωτρήσεων - υψομετρικές καμπύλες & - η κάλυψη γης ως υπόβαθρο Το διαφορετικό χρώμα υποδηλώνει διαφορετικό τύπο κάλυψης γης (δάσος, αστική περιοχή, καλλιέργειες κ.ά.) σύμφωνα με το πρόγραμμα CORINE

12 Χάρτες ερευνητικού προγράμματος Natura 2000 Πρόγραμμα χαρτογράφησης έκτασης, ορίων φυσικών οικοτόπων Επανάληψη της χαρτογράφησης σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα θα δώσει τις μεταβολές στις εκτάσεις των φυσικών τύπων οικοτόπων Επιπλέον, καταγραφή και χαρτογράφηση: Θέσεων πληθυσμών σημαντικών φυτικών ειδών Απειλών στα φυσικά οικοσυστήματα

13

14

15 Επανάληψη χαρτογράφησης περιοχών Natura 2000 σε τακτά χρονικά διαστήματα: διαφορές στην έκταση που καταλαμβάνουν οι φυσικοί τύποι οικοτόπων αλλαγές στις χρήσεις γης GIS: εργαλείο διαχείρισης των περιοχών αυτών Παράδειγμα: Xαρτογράφηση της περιοχής Natura 2000 Εθνικός Δρυμός Αίνου- Ρουδίου

16 Διεθνές αεροδρόμιο Ελ. Βενιζέλος

17 Χάρτης τύπων οικοτόπων γύρω από το αεροδρόμιο Ελ.Βενιζέλος Κατάσταση το 1991

18 Δημιουργία Μοντέλων πρόβλεψης Σε αυτή την περίπτωση μπορούν να απαντηθούν ερωτήσεις του τύπου: τι θα γίνει εάν αλλάξει η χρήση γης κάποιας έκτασης (π.χ χτιστεί, καεί κλπ.) Για αυτό το λόγο χρειάζονται τόσο γεωγραφικές όσο και άλλου τύπου πληροφορίες. Χάρτης τύπων οικοτόπων γύρω από το αεροδρόμιο Ελ.Βενιζέλος Κατάσταση το 1999

19 Χάρτης Τύπων οικοτόπων και

20 ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ & ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΣΤΗΝ ΕΚΤΑΣΗ ΤΩΝ ΤΥΠΩΝ ΟΙΚΟΤΟΠΩΝ - Διαχρονική χαρτογράφηση με GIS (ΑRCMap 9.2) των τύπων οικοτόπων και των χρήσεων γης (στοιχεία: εργασία πεδίου, δορυφορικές εικόνες, ορθοφωτοχάρτες, αεροφωτογραφίες, φωτογραφίες). - Λεπτομερής χαρτογράφηση τύπων οικοτόπων και χρήσεων γης: 1991, 1999 και Καταγραφή και μέτρηση της έκτασης των μεταβολών. (Οι μεταβολές στην έκταση υπολογίστηκαν με τη σύγκριση των αναλυτικών αντίστοιχων βάσεων δεδομένων για τις τρεις χρονιές) Κωδικός Ενδιαιτήματος (Natura 2000) 1160 Ονομασία Ενδιαιτήματος Αβαθείς κολπίσκοι και κόλποι Εμβαδόν για τη χρονιά 1991 (m2) 48.3 Εμβαδόν για τη χρονιά 1999 (m2) , , ,47 Εμβαδόν για τη χρονιά 2009 (m2) 43.88,63 Μεταβολή (m2) 0,0 Μεταβολή (m2) ,37 * Μεταβολή (m2) -332,63 0, , , , , , , , ,0 -.24,2 -.24, , , , , , , , , , Μονοετής βλάστηση μεταξύ των ορίων πλημμυρίδας και αμπώτιδας (Cakiletea maritimae) Απόκρημνες βραχώδεις ακτές με βλάστηση στη Μεσόγειο (με ενδημικά Limonium spp.) Μεσογειακές και θερμοατλαντικές αλόφιλες λόχμες (Arthrocnemetalia-fruticosi) Θερμομεσογειακοί θάμνοι, συστάδες και λόχμες με σκληρόφυλλα και φρύγανα Δενδρώδεις θαμνώνες με Juniperus oxycedrus 212 Δενδρώδεις θαμνώνες με Juniperus phoenicea , , , , Garrigues της Ανατολικής Μεσογείου Φρύγανα , , , , , , , , , , Ασβεστολιθικά βραχώδη πρανή με χασμοφυτική βλάστηση 1.901, , ,2462 0, , , , , , , , , , , , Μεσογειακά πευκοδάση με P. halepensis αεροδρόμιο Περιοχή του αεροδρομίου 1020 Καλλιέργειες Οικισμοί Εγκαταλειμμένοι αγροί , , , , , , , , , ,4211

21 ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΗΝ ΕΚΤΑΣΗ ΤΩΝ ΤΥΠΩΝ ΟΙΚΟΤΟΠΩΝ Ομάδες τύπων οικοτόπων Έκταση 1991 (m 2 ) Έκταση 1999 (m 2 ) Έκταση 2009 (m 2 ) Παράκτιοι και Υγροτοπικοί ,88 Φρύγανα , , ,89 Θαμνώνες , , ,3 Θάμνοι και Πεύκα ,49 Δάση πεύκης , , ,27 Φυσικοί (ολικό) , ,82 Ημι-φυσικοί , , ,44 Ανθρωπογενείς ,46

22

23 ΑΞΙΟΛOΓΗΣΗ ΒΛAΣΤΗΣΗΣ (ΤΥΠΩΝ ΟΙΚΟΤΟΠΩΝ) Κριτήρια που επιλέχθηκαν: Ποικιλότητα (D: Diversity) Φυσικότητα (N: Naturalness) Σπανιότητα (R: Rarity) Επικινδυνότητα - Απειλές (Τ: Threats) Δυνατότητα αποκατάστασης ή προσαρμογή μετά από κάποια διαταραχή (P: Replaceability or Resilience after disturbance) Για κάθε κριτήριο εφαρμόστηκε 10βαθμη κλίμακα αξιολόγησης. Για κάθε φυτοκοινότητα υπολογίστηκε η συνολική οικολογική αξία (CI = Conservation Ιnterest), (Loidi 1994): CI = D + N + R + T + P Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης αποτυπώθηκαν σε χάρτες με τη χρήση GIS

24 Ποικιλότητα (2-, max=10) Επίπεδο ειδών και φυτοκοινοτήτων Εκτιμήθηκε σε σχέση με: στάδιο ανάπτυξης της φυτοκοινότητας ποικιλότητα σε φυτοκοινωνίες/φυτοκοινότητες πολυπλοκότητα στη δομή των φυτοκοινοτήτων φυτογεωγραφική αξία ένταση ανθρώπινων επιδράσεων Όρμος 4 3 Βραυρώνας 4 4 4

25 Φυσικότητα (4-8, max=10) Αξιολογήθηκε ανάλογα με το βαθμό της ανθρώπινης επίδρασης, με σημείο αναφοράς την δυνητικά φυσική βλάστηση (pnv, potential natural Vegetation) Όρμος Βραυρώνας

26 Σπανιότητα (1-8, max=10) Εκτιμήθηκε για τις φυτοκοινοτήτες της περιοχής μελέτης σε σχέση με: κατανομή και έκταση των φυτοκοινοτήτων σε εθνικό επίπεδο αλλά και μέσα στην περιοχή μελέτης

27 Επικινδυνότητα (Απειλές) (2-, max=10 ) Εκτιμήθηκε σε σχέση με: την τάση που εμφανίζει η κάλυψη βλάστησης (μείωση αύξηση σταθερή) ποιότητα της βλάστησης (σύνθεση ειδών φυτοκοινότητας) αριθμό taxa ανθρώπινες ενέργειες Όρμος Βάρης 3

28 Δυνατότητα αποκατάστασης ή προσαρμογής μετά από διαταραχή (2-7, max=10 ) Εκτιμήθηκε σε σχέση με: χρόνο αποκατάστασης 4 Φυτοκοινότητες που αποκαθίστανται σε: - μικρό χρονικό διάστημα (πχ. λιβάδια) - μεγάλο χρονικό διάστημα (πχ. συστάδες με Juniperus phoenicea) Όρμος Βραυρώνας 3 4 3

29 ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΩΝ (SITES) 48 περιοχές δειγματοληψιών (απεικόνιση σε grids) Αξιολόγηση της οικολογικής κατάστασης της κάθε επί μέρους περιοχής (site) Αξιολογήθηκαν: Έκταση Ποικιλότητα Φυσικότητα Αντιπροσωπευτικότατα Μοναδικότητα Σπανιότητα Ευαισθησία Θέση σε μια Οικολογική Γεωγραφική ενότητα Δυνητική οικολογική αξία Αισθητική αξία Προστατευόμενα Είδη και Ενδιαιτήματα

30 Χρησιμοποιήθηκε 4βάθμια κλίμακα, (0-3): 3 = υψηλή αξία, 2 = ικανοποιητική αξία, 1 = χαμηλή αξία, 0 = μηδενική αξία

31 Γεωλογικός χάρτης περιοχής μελέτης (στοιχεία ΙΓΜΕ)

32 Χάρτης κατανομής των ενδημικών φυτικών taxa στην περιοχή μελέτης

33

34 Χαρτογράφηση καλύψεων γης CORINE Χαρτογράφηση καλύψεων γης για όλη την Ευρώπη Πρόγραμμα CORINE (coordination of information on the environment) ξεκίνησε το 198 Κλάσεις καλύψεων γης

35

36

37 Αποτύπωση, ταυτοποίηση και υπολογισμός καμένων εκτάσεων, Αύγουστος 2007 Νομός Ηλείας

38 ... Αποτύπωση πολύγωνων καμένων εκτάσεων (Aυγ. 07) από δορυφορική εικόνα

39 Νομός Ηλείας Οι περιεχόμενες καλύψεις γης CORINE στις καμένες εκτάσεις

40 Πλημμυρικός κίνδυνος μετά την πυρκαγιά

41 Χαρτογράφηση περιοχής Καϊάφα πριν και μετά την πυρκαγιά του Aυγ Σκοπός η αποκατάσταση τοπίου του δάσους Στροφιλιάς Καϊάφα Συμμετείχαν: Εθνικό Ίδρυμα Αγροτικής Έρευνας (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε) Παν/μιο Πατρών, Τμήμα Βιολογίας Παν/μιο Αθηνών, Τμήμα Βιολογίας

42 Xάρτης τύπων οικοτόπων περιοχής Natura 2000 πριν την πυρκαγιά (χαρτογράφηση, 1999)

43 Xάρτης τύπων οικοτόπων περιοχής Natura 2000 μετά την πυρκαγιά Αυγ. 2007

44 Μεταβολές στην έκταση των Τύπων οικοτόπων μετά την πυρκαγιά ΤΥΠΟΣ ΟΙΚΟΤΟΠΟΥ ΕΚΤΑΣΗ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΠΥΡΚΑΓΙΑ (m 2 ) ΚΑΜΕΝΗ ΕΚΤΑΣΗ (m 2 ) ΑΠΕΜΕΙΝΑΝ , , , , , , , , , , , ,422 0, , , , , , , , A0 143,418 33,96 109, , , D ,422 87, , , , ,737 ύδατα , ,14 οικισμοί , ,007

45 Πρόβλεψη κινδύνου πυρκαγιών

46 Εξάπλωση του γένους Viola στην Ελλάδα

47 Εποπτεία και αξιολόγηση της κατάστασης διατήρησης ειδών χλωρίδας κοινοτικού ενδιαφέροντος Βασικές παράμετροι παρακολούθησης (όπως ορίζονται στο Άρθρο 17 της Οδ.92/43/ΕΟΚ): Εξάπλωση εύρος εξάπλωσης (range), κατανομή (distribution) Μέγεθος και δομή πληθυσμού δυναμική πληθυσμού, ανάλυση βιωσιμότητας Ενδιαίτημα έκταση και ποιότητα ενδιαιτήματος Απειλές κύριες πιέσεις (προοπτικές διατήρησης)

48 Εποπτεία και αξιολόγηση της κατάστασης διατήρησης ειδών χλωρίδας κοινοτικού ενδιαφέροντος (συνέχεια) Βάση η έννοια της γεωγραφικά και οικολογικά καθορισμένης θέσης Αξιολόγηση ανά κελί σε πλέγμα αναφοράς που καλύπτει όλη την επικράτεια: Κατάσταση διατήρησης Ευνοϊκή (FV) Κατάσταση διατήρησης Mη Ευνοϊκή-Ανεπαρκής (U1) Κατάσταση διατήρησης Mη Ευνοϊκή-Kακή (U2) Αποτέλεσμα: Εκτίμηση της Κατάστασης Διατήρησης ενός είδους

49 Πλέγματα αναφοράς διαφορετικών διαστάσεων (κάναβος) που καλύπτουν όλη την Ελλάδα

50 Πλέγματα αναφοράς: 10x10 km, x km, 2x2 km, 1x1 km