ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ: «ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» ΜΑΡΙΑ Γ. ΛΑΜΠΙΡΗ ΓΕΩΛΟΓΟΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ Εργαστήριο Εφαρμογών Τηλεπισκόπησης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ: «ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» ΜΑΡΙΑ Γ. ΛΑΜΠΙΡΗ ΓΕΩΛΟΓΟΣ ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΒΑ. ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή Καθηγητής Θ. Αστάρας (Επιβλέπων) Επίκουρος Καθηγητής Κ. Βουδούρης Λέκτορας Δ. Οικονομίδης ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2009

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα αυτής της εργασίας, καθηγητή του Τμήματος Γεωλογίας και Διευθυντή του Τομέα Φυσικής και Περιβαλλοντικής Γεωγραφίας, καθηγητή κ. Θεόδωρο Αστάρα, για την ανάθεση της συγκεκριμένης διατριβής ειδίκευσης, καθώς και για το χρόνο, την υπομονή που διέθεσε και την πολύτιμη βοήθειά του κατά την εκπόνησή της. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω: Τον επίκουρο καθηγητή του Τμήματος Γεωλογίας κ. Κωνσταντίνο Βουδούρη, μέλος της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για τις επιστημονικές γνώσεις που μου προσέφερε κατά την διάρκεια της φοίτησής μου στο Π.Μ.Σ. «Γεωγραφία και Περιβάλλον» και ιδιαίτερα σε θέματα που άπτονται του αντικειμένου της Υδρογεωλογίας. Τον λέκτορα κ. Δημήτριο Οικονομίδη, μέλος της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής, για τις επιστημονικές γνώσεις που μου προσέφερε σχετικά με τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών και την ψηφιακή επεξεργασία εικόνας. Τον υποψήφιο διδάκτορα του Τμήματος Γεωλογίας του Α.Π.Θ. κ. Μουρατίδη Αντώνιο, του οποίου η συμβολή υπήρξε καθοριστική για την ολοκλήρωση αυτής της εργασίας. Τους Καθηγητή κ. Κωνσταντίνο Αλμπανάκη και Επίκουρο Καθηγητή κ. Κωνσταντίνο Βουβαλίδη, του Τομέα Φυσικής και Περιβαλλοντικής Γεωγραφίας του Τμήματος Γεωλογίας, για τις επιστημονικές γνώσεις που μου προσέφεραν κατά την φοίτησή μου στο Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών «Γεωγραφία και Περιβάλλον» Τους συναδέλφους μεταπτυχιακούς φοιτητές του Τομέα Φυσικής και Περιβαλλοντικής Γεωγραφίας για την άριστη συνεργασία, καθώς και το σύνολο του προσωπικού του Τομέα Φυσικής και Περιβαλλοντικής Γεωγραφίας για την επιστημονική και υλική υποστήριξη. 1

3 Το Δήμο Σταγείρων Ακάνθου καθώς και την εταιρεία «Ελληνικός Χρυσός Α.Ε.», για την πολύτιμη βοήθειά τους ώστε να πραγματοποιηθεί αυτή η εργασία. 2

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η ευρύτερη περιοχή της Ολυμπιάδας, που βρίσκεται στο ΒΑ τμήμα του νομού Χαλκιδικής, είναι μια περιοχή που έχει μελετηθεί επαρκώς από γεωλογική και υδρογεωλογική σκοπιά και υπάρχει πλήθος στοιχείων. Με βάση τα στοιχεία αυτά, στην παραπάνω περιοχή, επιχειρείται: α) Η αξιολόγηση της δυνατότητας της πολυφασματικής δορυφορικής εικόνας Landsat-7/ETM+ και της πολυφασματικής εικόνας QuickBird στον εντοπισμό τμημάτων αυξημένης επιφανειακής εδαφικής υγρασίας (γνωρίζοντας την ύπαρξη αβαθών υδροφόρων συστημάτων στην περιοχή της Ολυμπιάδας). β) Η χαρτογράφηση γραμμώσεων με την χρήση των παραπάνω εικόνων. γ) Ο πειραματισμός με ορισμένες από τις πολυάριθμες μεθόδους ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας, σε συνδυασμό με την χρήση των Γ.Σ.Π.. δ) Τέλος, η σύγκριση των αποτελεσμάτων της παραπάνω επεξεργασίας, από τα οποία εξάγονται και τα τελικά αποτελέσματα. Στην πολυφασματική εικόνα Landsat-7/ETM+ ήταν εφικτός ο υπολογισμός της επιφανειακής θερμοκρασίας του εδάφους εξαιτίας της καταγραφής του θερμικού υπέρυθρου φάσματος από τον ενισχυμένο πολυφασματικό χαρτογράφο του δορυφόρου. Υπολογίστηκαν επίσης ο Δείκτης Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Normalized Difference Vegetation Index/ NDVI), στις πολυφασματικές εικόνες των δορυφόρων Landsat-7/ETM+ και QuickBird, καθώς επίσης και ο Δείκτης Υπέρυθρου Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Norrmalized Difference Infrared Index/ NDII), στην εικόνα του δορυφόρου Landsat-7/ETM+, με τη χρήση του λογισμικού ENVI. Επιπλέον χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis/ PCA), στις πολυφασματικές εικόνες Landsat- 7/ETM+ και QuickBird, με σκοπό την χαρτογράφηση φωτογραμμώσεων. Τα αποτελέσματα σχετικά με την θερμική εικόνα ήταν διαφορετικά από αυτά που αναμένονταν, κυρίως εξαιτίας της μικρής διακριτικής ικανότητας της εικόνας Landsat-7/ETM+ στη θερμική φασματική ζώνη (band 6) αλλά και λόγω 3

5 του γεγονότος ότι οι θερμικές εικόνες του δορυφόρου Landsat-7/ETM+ καταγράφουν την επιφανειακή θερμική ακτινοβολία των αντικειμένων. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή των δεικτών βλάστησης (NDVI) και υπέρυθρου (NDII), τόσο στην πολυφασματική εικόνα Landsat-7/ETM+ όσο και στην πολυφασματική εικόνα του δορυφόρου QuickBird, ήταν ικανοποιητικά. Τα ποιοτικά αποτελέσματα των εικόνων συμπίπτουν σε μεγάλο βαθμό αλλά η εικόνα QuickBird υπερτερεί έναντι της Landsat-7/ETM+ ως προς την πολύ καλύτερη διακριτική ικανότητα (2,5m περίπου στο πολυφασματικό). Η εφαρμογή της Ανάλυσης Κύριων Συνιστωσών φάνηκε ιδιαίτερα αποτελεσματική στην χαρτογράφηση γραμμώσεων που σχετίζονται τόσο με τα ρήγματα όσο και με το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής. ABSTRACT The region of Olympiada, which is located in the north-eastern part of Chalkidiki, has been sufficiently studied in the past and thus there are adequate geological and hydrogeological data. Based on this data, a comparative evaluation of the application of satellite multispectral images (Landsat-7/ETM+ and Quickbird) is performed concerning: a) The ability to detect temperature disorders on the ground surface, owing to the rather shallow aquifer, by using satellite multispectral images (Landsat- 7/ETM+ and Quickbird). b) The ability to map lineaments by using the above satellite images c) The experimenting with various digital image processing techniques, in conjuction with G.I.S. (ArcGIS) software. d) The comparison of the results of the above processing techniques. To the multispectral image Landsat-7/ETM+ was attainable the calculation of the surface soil temperature because of the recording of the thermal infrared band by the Enhanced Thematic Mapper of the satellite. Furthermore, was 4

6 calculated the Normalized Difference Vegetation Index/ NDVI to the satellite multispectral images Landsat-7/ETM+ and QuickBird, as well as the Norrmalized Difference Infrared Index/ NDII to the multispectral satellite image Landsat-7/ETM+, using ENVI software. Furtermore, it was used the method of Principal Component Analysis/PCA in order to be detected and mapped lineaments. The results concerning the thermal image of the satellite Landsat-7/ETM+, were unexpected, mainly because of the low spatial ability (60m) of the satellite Landsat-7/ETM+ in thermal infrared band (band 6) and secondly, owing to the fact that thermal satellite images Landsat-7/ETM+ record the surface thermal radiation of the objects. The results of the Normalized Difference Vegetation Index/ NDVI and the Norrmalized Difference Infrared Index/ NDII were satisfying for both of the multispectral images. The qualitative characteristics were similar for the Landsat-7/ETM+ and QuickBird image as well, but the QuickBird image outplaces because of its high spacial ability (2,5m to the multispectral). The apply of the method of Principal Component Analysis/PCA, was rather effective to the lineaments mapping wich are associated not only with the faults but also with the drainage of the study area. 5

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Α.ΕΙΣΑΓΩΓH 7 1.ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΤΗΝ ΘΕΡΜΙΚΗ - ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ 9 2.ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΟΥΜΕΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 11 3.ΕΥΡΕΟΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣ ΘΕΡΜΙΚΗ-ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ 13 4.ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΩΝ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΥΠΕΡΥΘΡΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ 15 5.ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΖΩΝΩΝ ΡΗΓΜΑΤΩΣΗΣ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ 19 Β. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 23 Γ. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ- ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΑΛΥΨΗ ΓΗΣ ΝΕΟΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Υδροφορία στα βραχώδη πετρώματα α. Υπολεκάνη Μπαξίνας Λάκκος β. Υπολεκάνη Μπασδέκης Λάκκος γ. Υπολεκάνη Μαυρόλακκα δ. Υπολεκάνη Πετρόλακκα Υδροφορία στα ιζηματογενή πετρώματα α. Αλλουβιακή λεκάνη Ολυμπιάδας. 57 Δ. ΥΛΙΚΑ- ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 61 Ε. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 63 2.ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΥΛΟ ΤΟΥ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ LANDSAT-7 ETM ΛΟΓΟΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΖΩΝΩΝ Δείκτης Βλάστησης Δείκτης Υπέρυθρου 76 4.ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΡΙΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ 79 ΣΤ. ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΩΝ Γ.Σ.Π. ΚΑΙ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ 96 Ζ. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΣΥΖΗΤΗΣΗ 109 Η. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ 128 Παράρτημα Α: Δορυφόρος LANDSAT-7 ETM 128 Παράρτημα Β: Δορυφόρος QuickBird 129 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΑΝΑΦΟΡΕΣ 130 6

8 Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η υψηλή τεχνολογία που αναπτύχθηκε στον τομέα της Τηλεπισκόπησης τα τελευταία 30 χρόνια, προσέφερε στους γεωεπιστήμονες δορυφορικές εικόνες οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την λεπτομερή παρατήρηση της Γης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι δορυφόροι ανίχνευσης των φυσικών διαθέσιμων της γης(earth resources satellites) (Landsat και οι υψηλής ανάλυσης δορυφόροι) δίνουν εικόνες που έχουν έμφυτα χαρακτηριστικά που παρέχουν κάποια πλεονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές αεροφωτογραφίες. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι η συνοπτική εικόνα (synoptic view) (π.χ. 185X185 km για τις εικόνες Landsat και 60Χ60 km για τις SPOT) και η επαναλαμβανόμενη κάλυψη ( π.χ. κάθε 16/8 μέρες για τις εικόνες LANDSAT και 26 μέρες για τις SPOT). Οι πολυφασματικές ικανότητες ( 7 ζώνες στις εικόνες LANDSAT/TM και ETM και 4 ζώνες για τις εικόνες SPOT- 4) και η βελτιωμένη ραδιομετρική ευαισθησία (radiometric sensitivity) των εικόνων (π.χ. ο πολυφασματικός σαρωτής ( Thematic Mapper-TM ) και ο SPOT προσφέρουν 256 διαβαθμίσεις του γκρι για να μετρήσουν την ένταση της ακτινοβολίας σε κάθε διακριτή ζώνη συχνοτήτων). (Αστάρας, 2001) Αυτά τα πλεονεκτήματα, σε συνδυασμό με την συνεχή ανάπτυξη των σχετικών συστημάτων Η/Υ και λογισμικών, επιτρέπουν στον αναλυτή των εικόνων να βελτιώσει/ ενισχύσει τις εικόνες σύμφωνα με τις απαιτήσεις του (της), με την χρήση συγκεκριμένων ψηφιακών τεχνικών ανάλυσης εικόνας. Επομένως, οι σύγχρονες, ψηφιακά επεξεργασμένες και ενισχυμένες εικόνες αποδίδουν με ανώτερη ακρίβεια αυτό που λαμβάνονταν από τις αναλογικές εικόνες για σκοπούς και εφαρμογές σχετικούς με τη διαχρονική ταξινόμηση και την χαρτογράφηση χρήσης γης. Αυτοί οι ψηφιακά παραγόμενοι χάρτες, σε συνδυασμό με τις τεχνικές των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών/ Γ.Σ.Π. ( GIS) είναι σημαντικού ενδιαφέροντος επειδή ορίζουν τη βάση για : α) την παραγωγή όμοιας κλίμακας γεωμορφολογικών χαρτών, μελέτες διάβρωσης, χαρτών εδαφών και βλάστησης, χαρτών χρήσης γης, χαρτών τρωτότητας φυσικών καταστροφών (π.χ. πυρκαγιές δασών, πλημμύρες, κινήσεις μαζών, κ.τ.λ.) και άλλων θεματικών χαρτών για φυσικούς πόρους και 7

9 περιβαλλοντικές μελέτες, και β) τον εκσυγχρονισμό ήδη υπαρχόντων διάφορων θεματικών χαρτών ( π.χ. χάρτες δασών, εδαφών και χρήσης γης, κ.τ.λ.), που παράχθηκαν κατά το παρελθόν με άλλες τεχνικές (Astaras, 2001). Επίσης, πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε ένα από τα διάφορα δορυφορικά δεδομένα πρέπει να εξεταστούν και να χρησιμοποιηθούν ως συμπληρωματικά και όχι ως ανταγωνιστικά σε σχέση με άλλα δεδομένα (τεχνικές). Εάν χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό ή ακόμη και υπερθετικά, το αποτέλεσμα της ανάλυσης θα είναι ενισχυμένο, καθώς κάποιες λεπτομέρειες των επιφανειακών χαρακτηριστικών (γεωλογία γεωμορφολογία, έδαφος, νερό, βλάστηση και χρήση γης, αστικές περιοχές κ.τ.λ.) μπορεί να μην καταγράφηκαν από μια δορυφορική εικόνα, αλλά μπορεί να καταγράφηκαν από άλλες δορυφορικές εικόνες (Αstaras, 2001). Σχετικά με μελλοντικές προοπτικές, μπορούμε να πούμε ότι η ανάπτυξη στην πολυφασματική παρατήρηση της γης και στους υψηλής ανάλυσης δορυφόρους ( ENVISAT, SPOT- 5, QuickbBird, Early bird, Resource 21, IRS- 2A, SPIN- 2, 3 κ.τ.λ.), είναι ένα εργαλείο για όλους όσους ενδιαφέρονται να γνωρίζουν και να παρακολουθούν τις λεπτομέρειες του τι συμβαίνει με την επιφάνεια του πλανήτη μας, και συγκεκριμένα για εκείνους που αναπτύσσουν τις ικανότητες να μετρούν και να κατανοούν το εύρος και την λεπτομέρεια της πληροφορίας που η ανάλυση των δορυφορικών δεδομένων μπορεί να δώσει σε εμάς για πρώτη φορά (Αstaras, 2001). 8

10 1.ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΤΗΝ ΘΕΡΜΙΚΗ - ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΠΕΡΙΟΧΗ. Η περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος των 3-35μm, ονομάζεται θερμική- υπέρυθρη περιοχή στην Τηλεπισκόπηση της Γης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στην περιοχή αυτών των μηκών κυμάτων(wavelength region), η ακτινοβολία που εκπέμπεται από την Γη εξαιτίας της θερμικής κατάστασης είναι πολύ πιο έντονη από την ηλιακή ανακλώμενη ακτινοβολία, και συνεπώς κάθε αισθητήρας που λειτουργεί σε αυτή την περιοχή θα εντοπίζει κυρίως τις θερμικές ιδιότητες των υλικών του εδάφους. (Gupta P.R., 2003) Στην περιοχή μήκους κύματος 3-35μm, το μεγαλύτερο ενδιαφέρον υπάρχει στην περιοχή των 8-14μm, εξαιτίας των ακόλουθων τριών λόγων. 1. Σε περιβάλλον γήινης θερμοκρασίας, το μέγιστο της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος της Γης βρίσκεται περίπου στα 9,7μm, το οποίο δηλώνει την μέγιστη διαθέσιμη ενέργεια για ανίχνευση σε αυτή την περιοχή (Gupta P.R., 2003). 2. Ένα άριστο ατμοσφαιρικό παράθυρο 1 βρίσκεται μεταξύ των 8 και 14 μm, και φτωχότερα παράθυρα υπάρχουν στα 3-5 μm και μm. Η ερμηνεία των δεδομένων στην περιοχή των 3-5 μm είναι ιδιαίτερα περίπλοκη, εξαιτίας της επικάλυψης με την ηλιακή ανακλώμενη ακτινοβολία στις εικόνες ημέρας, και η περιοχή των μm δεν έχει διερευνηθεί ακόμη καλά. Για τους παραπάνω λόγους η περιοχή των 8-14 μm είναι το παράθυρο που προτιμάται στην Τηλεπισκόπηση της Γης (Gupta P.R., 2003). 3. Κυρίαρχα και διαγνωστικά χαρακτηριστικά σε «στενό» τμήμα του φάσματος προκύπτουν, εξαιτίας των μοριακών δονήσεων στα ορυκτά μιας περιοχής. Αυτές οι ζώνες (bands) ποικίλουν ανάλογα με την σύνθεση και την δομή των ορυκτών, και γι αυτό το λόγο μπορούν να είναι χρησιμοποιηθούν για να δώσουν πληροφορίες για την ορυκτολογική σύσταση των πετρωμάτων. 1 ατμοσφαιρικά παράθυρα ή δίοδοι ακτινοβολίας είναι περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, όπου η απορρόφηση είναι μικρή και η ατμόσφαιρα επιτρέπει να περάσει το μεγαλύτερο ποσοστό της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.(αστάρας, 2006) 9

11 Λαμβάνοντας υπόψη τα παραπάνω, η περιοχή των 8-14 μm έχει μεγάλο ενδιαφέρον για την γεωλογική Τηλεπισκόπηση, και η τεχνική έχει κάνει τεράστια βήματα τις τελευταίες δύο δεκαετίες (Gupta P.R., 2003). Η Τηλεπισκόπηση στην θερμική- υπέρυθρη περιοχή (TIR) είναι γενικά παθητικού τύπου, δηλαδή οι αισθητήρες συλλέγουν τα δεδομένα στην φυσικώς εκλυόμενη ακτινοβολία. Ενεργητικές τεχνικές, που χρησιμοποιούν μονοχρωματικού μήκους κύματος ακτίνες laser (επίσης ονομάζονται laser radar ή LIDAR ) έχουν αναπτυχθεί για κάποιες έρευνες (Gupta P.R., 2003). 10

12 2.ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΟΥΜΕΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Τα άτομα και τα μόρια ενός σώματος έχουν μια θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν ( 0 ο Κ ή -273,1 ο C) και βρίσκονται σε κίνηση, εξαιτίας της οποίας αλληλεπιδρούν, συγκρούονται και εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Την ποσότητα της ενέργειας που ακτινοβολεί ένα αντικείμενο στο έδαφος, είναι συνάρτηση δύο παραμέτρων: της επιφανειακής θερμοκρασίας και της ικανότητας ακτινοβολίας. Αυτές οι παράμετροι ποικίλουν χωρικά και χρονικά (Gupta P.R., 2003). α. Επιφανειακή (Κινητική) θερμοκρασία. Η επιφανειακή θερμοκρασία του εδάφους ονομάζεται κινητική (kinetic) θερμοκρασία. Εξαρτάται από δυο βασικές ομάδες παραγόντων: την ποσότητα της θερμικής ενέργειας και τις θερμικές ιδιότητες των υλικών (Gupta P.R., 2003). β. Ικανότητα ακτινοβολίας. H ακτινοβολία είναι μια ιδιότητα των υλικών η οποία ελέγχει την ροή της ενέργειας που ακτινοβολείται. Η ακτινοβολία (ε) για το μέλαν σώμα ισούται με τη μονάδα και για πιο φυσικά υλικά είναι λιγότερο από 1, γενικά κυμαινόμενη μεταξύ 0,7 και 0,95. Εάν ένα φυσικό σώμα και ένα μέλαν σώμα έχουν την ίδια επιφανειακή θερμοκρασία, τότε το φυσικό σώμα θα εκπέμψει λιγότερη ακτινοβολία από το μέλαν σώμα. (Gupta P.R., 2003) Η ακτινοβολία (ε) εξαρτάται από δύο κύριους παράγοντες: τη σύσταση και την επιφανειακή γεωμετρία. Είναι άμεσα συνδεδεμένη με την ανάκλαση ή το χρώμα (φασματική ιδιότητα). Τα σκουρόχρωμα υλικά απορροφούν περισσότερη και συνεπώς εκλύουν περισσότερη ενέργεια από τα ανοιχτόχρωμα υλικά. Η φασματική απορρόφηση είναι ίση με την φασματική ακτινοβολία (Νόμος του Kirchoff). Έχει αποδειχθεί ότι η εκατοστιαία αναλογία του πυριτίου, το οποίο είναι βασικό συστατικό του φλοιού της Γης, είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ακτινοβολία (στην περιοχή των 8-14 μm). 11

13 Επομένως, η παρουσία πυριτίου, το οποίο έχει χαμηλή ακτινοβολία, επηρεάζει σημαντικά την ποσότητα της ακτινοβολίας ενός συνόλου. Επιπλέον, οι λείες επιφάνειες έχουν χαμηλότερη ακτινοβολία από τις αδρές. Στην περίπτωση ευρέος φάσματος (broad-band) θερμικών μετρήσεων, οι διαφοροποιήσεις στην ικανότητα ακτινοβολίας γενικά αγνοούνται. Από την άλλη πλευρά, στον πολυφασματικό θερμικό εντοπισμό η προσοχή επικεντρώνεται στον εντοπισμό διαφοροποιήσεων της φασματικής ακτινοβολίας σε μια περιοχή, η οποία με την σειρά της δίνει πληροφορίες για την σύσταση των πετρωμάτων (Gupta P.R., 2003). 12

14 3.ΕΥΡΕΟΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣ ΘΕΡΜΙΚΗ-ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ Στην περίπτωση αισθητήρων (sensors) σε αέριες πλατφόρμες (μεταφορείς) παρατήρησης, όλη η περιοχή των 8-14 μm χρησιμοποιείται για ευρέος φάσματος θερμική-υπέρυθρη ανίχνευση, για τον απλό λόγο ότι διασφαλίζει μια υψηλή αναλογία σήματος θορύβου. Αντίθετα, επειδή στα 9,6 μm βρίσκεται μια ζώνη απορρόφησης όζοντος, το εύρος της ζώνης (bandwidth) των αισθητήρων (sensors) ευρέος φάσματος θερμικού- υπέρυθρου από αεροδιαστημικές πλατφόρμες (μεταφορείς) είναι συνήθως περιορισμένο στα 10,4-12,6 μm (Gupta P.R., 2003). Τα μήκη κυμάτων του θερμικού υπέρυθρου βρίσκονται πέραν του φωτογραφούμενου φάσματος και η θερμική ακτινοβολία απορροφάται από τον φακό των συμβατικών οπτικών μηχανών. Τα θερμικά τηλεπισκοπικά δεδομένα συλλέγονται από ραδιόμετρα (radiometers) και σαρωτές (scanners). Οι θερμικές υπέρυθρες εικόνες μπορούν να εμφανιστούν σε πραγματικό χρόνο ή και καταγραμμένες, ανάλογα με τις απαιτήσεις. Μπορούν ακόμη να συνδυαστούν με άλλα φασματικά τηλεπισκοπικά δεδομένα και/ ή επικουρικά γεω-δεδομένα για ερμηνεία (Gupta P.R., 2003). - Θερμοκρασία Ακτινοβολίας (Radiant Temperature) και Κινητική Θερμοκρασία (Κinetic temperature) Στην θερμική υπέρυθρη ανίχνευση, μετράται η ακτινοβολία που εκλύεται από τα αντικείμενα του εδάφους. Η θερμοκρασία ακτινοβολίας (T R ) ορίζεται ως η ισοδύναμη θερμοκρασία ενός μέλανος σώματος το οποίο θα έδινε το ίδιο ποσό ακτινοβολίας με ένα πραγματικό σώμα. Η θερμοκρασία ακτινοβολίας εξαρτάται από την επιφάνεια ή κινητική θερμοκρασία (T k ) και την ακτινοβολία (ε). Αυτή ανταποκρίνεται στην θερμοκρασία που λαμβάνεται από μια τηλεπισκοπηκή μέτρηση (Gupta P.R., 2003). 13

15 Στην περίπτωση των μη μέλανων σωμάτων, το συνολικό ποσό της ακτινοβολίας (W) που εκπέμπεται δίνεται από τον Νόμο Stefan-Boltzman: 4 W = ε x σ x Τ K 4 =σ x T R όπου ε x T 4 4 K =T R Επομένως, από τα παραπάνω: T R =ε 1/4 x T K Η θερμοκρασία ακτινοβολίας για ένα φυσικό σώμα θα είναι έτσι μικρότερη από αυτή του μέλανος σώματος στην ίδια θερμοκρασία. Αυτό επίσης, σημαίνει ότι οι θερμοκρασίες μου μετρώνται με τηλεπισκοπικές μεθόδους είναι μικρότερες από τις επικρατούσες επιφανειακές κινητικές θερμοκρασίες από έναν παράγοντα του ε 1/4 (Gupta P.R., 2003). 14

16 4.ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΩΝ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΥΠΕΡΥΘΡΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ Όπως φαίνεται και από τα παραπάνω, η θερμοκρασία ακτινοβολίας (Τ R ) εξαρτάται από δύο κύριους παράγοντες: την ικανότητα εκπομπής (emissivity) και την κινητική θερμοκρασία (kinetic temperature) της επιφάνειας. Οι διάφοροι φυσικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες που λαμβάνονται υπ όψιν κατά την διάρκεια της ερμηνείας των εικόνων ακτινοβολούμενης θερμοκρασίας συνοψίζονται στον πίνακα 1. Πίνακας 1. Φυσικοί παράγοντες που επηρεάζουν τα θερμικά δεδομένα.(gupta P.R.,2003) Μεταβλητές Φυσικές ιδιότητες Εδαφικοί και ατμοσφαιρικοί παράγοντες 1.Ικανότητα ακτινοβολίας α. Σύνθεση Τύπος του πετρώματος, του εδάφους, της βλάστησης κτλ. β. Επιφανειακή γεωμετρία Επιφανειακή σύνθεση των αντικειμένων του εδάφους. 2. Κινητική θερμοκρασία α. Φυσικές/ θερμικές ιδιότητες των υλικών. -Πέτρωμα, έδαφος (σύσταση) -Μέγεθος κόκκων και πορώδες -Περιεκτικότητα υγρασίας β. Παράγοντες θερμότητας -Ηλιακή θερμότητα Εποχή Γεωγραφικό πλάτος Νεφοκάλυψη Ύψος Ήλιου Ώρα της ημέρας Τοπογραφία και προσανατολισμός Λευκαύγεια Ατμοσφαιρική απορρόφηση -Ακτινοβολία μεγάλου μήκους κύματος και μεταφορά θερμότητας στην ατμόσφαιρα της Γης - Ενεργές θερμικές πηγές Θερμοκρασία εδάφους Ακτινοβολία Ατμοσφαιρική θερμοκρασία Ταχύτητα ανέμου Υγρασία Θερμοκρασία ατμόσφαιρας Νεφοκάλυψη Βροχή Τοπογραφικό υψόμετρο Πυρκαγιά, θερμικά απόβλητα Ηφαίστεια, κτλ. 15

17 Ένα πείραμα «θερμικής τηλεπισκόπησης» τυπικά χρησιμοποιεί ένα ζευγάρι δύο περασμάτων (του δορυφόρου) ένα νυχτερινό και ένα πρωινό (μεσημέρι) πέρασμα. Η ποιοτική ερμηνεία των εικόνων βασίζεται στα συνηθισμένα στοιχεία της ερμηνείας της εικόνας. Παρακάτω αναφέρονται κάποια τυπικά χαρακτηριστικά που συνήθως παρατηρούνται σε εικόνες που καταγράφουν την εκπεμπόμενη θερμική ακτινοβολία (radiant temperature images) (Gupta P.R., 2003). - Τοπογραφία. Τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά τονίζονται σε θερμικές εικόνες ημέρας εξαιτίας της διαφορετικής θέρμανσης και της σκίασης. Οι κλιτύες που βλέπουν τον Ήλιο προσλαμβάνουν περισσότερη ηλιακή ενέργεια από τις υπόλοιπες, και κάποιες από τις κλιτύες μπορεί να βρίσκονται στη σκιά, εξαιτίας της ακανόνιστης μορφής της τοπογραφίας. Τα παραπάνω έχουν σαν αποτέλεσμα τις τοπικές διαφοροποιήσεις στην ποσότητα της θερμικής ενέργειας και διαφορές στις επιφανειακές θερμοκρασίες. Ωστόσο, στις νυχτερινές εικόνες, η τοπογραφία γίνεται πιο ομαλή. Το υψόμετρο είναι μια άλλη μεταβλητή που επηρεάζει τις θερμοκρασίες του εδάφους. Η θερμοκρασία μειώνεται με το υψόμετρο με ρυθμό 6,5 ο C ανά 1000 m. Αυτή η συνέπεια μπορεί να είναι πιο εμφανής στις θερμικές- υπέρυθρες (TIR) δορυφορικές εικόνες που καλύπτουν μεγάλες ορεινές περιοχές. Γι αυτό το λόγο, προτείνεται κατά την ερμηνεία θερμικών-υπέρυθρων (TIR) δεδομένων να χρησιμοποιούνται τοπογραφικά δεδομένα συνδυαστικά (Gupta P.R., 2003). - Άνεμος και νεφοκάλυψη. Τα ίχνη του ανέμου μπορούν να παρατηρηθούν σε θερμικές υπέρυθρες εικόνες καλής χωρικής ανάλυσης. Ο άνεμος προκαλεί διασπορά (dissipation) της επιφανειακής θερμότητας. Αντικείμενα όπως θάμνοι, ογκόλιθοι κλπ., λειτουργούν ως φράγματα στον άνεμο και οδηγούν στη δημιουργία σκιερών περιοχών με σχετικά υψηλότερη επιφανειακή θερμοκρασία. Τα αποτελέσματα του ανέμου μπορούν να γίνουν ορατά ως εναλλασσόμενες φωτεινές και σκοτεινές παράλληλες- καμπύλες γραμμές. Η νεφοκάλυψη οδηγεί στην διαφοροποίηση της θερμότητας και της σκίασης, και αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ανομοιόμορφη φωτεινή (ζεστή) και σκοτεινή (ψυχρή) εμφάνιση στην εικόνα (Gupta P.R., 2003). 16

18 - Χερσαία επιφάνεια (πετρώματα και εδάφη). Η χερσαία επιφάνεια θερμαίνεται κατά την διάρκεια της ημέρας και ψύχεται την νύχτα, εμφανίζοντας μεταβολή της θερμοκρασίας στον ημερήσιο κύκλο (Gupta P.R., 2003). - Στάσιμα νερά. Σε σχέση με την γη, τα στάσιμα νερά εμφανίζονται φωτεινότερα (σχετικά θερμότερα) στις νυχτερινές εικόνες και σκοτεινότερα (ψυχρότερα) στις υπέρυθρες εικόνες ημέρα. Παρόλο που οι τιμές της θερμικής αδράνειας στα πετρώματα και το νερό είναι σχεδόν ίσες, η μοναδική θερμική διάταξη του νερού έχει σχέση με την μεταφορά, κυκλοφορία και την ψύξη λόγω εξάτμισης πάνω από τα υδάτινα σώματα. Κατά την διάρκεια της ημέρας, καθώς η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού αρχίζει να αυξάνεται, αρχίζει η εξάτμιση και γίνεται εντονότερη με την άνοδο της θερμοκρασίας. Εξαιτίας της εξάτμισης, ενέργεια μεταφέρεται από το νερό στον αέρα και το νερό εμφανίζεται ψυχρότερο. Τη νύχτα, καθώς προχωράει η ψύξη της επιφάνειας του νερού, η μεταφορά φέρει θερμότερο νερό από το βάθος στην επιφάνεια, μειώνοντας την πτώση στην θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού, και το νερό εμφανίζεται θερμότερο (Gupta P.R., 2003). - Υγρή επιφάνεια). Η υγρασία που περιέχεται στα εδάφη επηρεάζει άμεσα τις τιμές της θερμικής αδράνειας, και επομένως επηρεάζει τη θερμική διάταξη στον ημερήσιο κύκλο. Μια υγρή επιφάνεια έχει πολύ διαφορετική θερμική απόκριση είτε στα στάσιμα ύδατα είτε στη ξηρά. Η υγρασία που υπάρχει στα υλικά οδηγεί σε ψύξη λόγω εξάτμισης και γι' αυτό το λόγο η θερμοκρασία σε υγρές επιφάνειες είναι γενικά λίγο χαμηλή και η θερμική αντίθεση στις εικόνες ημέρας και νύχτας υγρών επιφανειών είναι επίσης ελάχιστη (Gupta P.R., 2003). - Μεταλλικά αντικέιμενα. Αυτά έχουν χαμηλή ακτινοβολία (καθώς έχουν υψηλή ανακλαστικότητα = χαμηλή απορροφητικότητα= χαμηλή ακτινοβολία), και γι' αυτό το λόγο εκπέμπουν χαμηλή θερμοκρασία ακτινοβολίας και πάντα εμφανίζονται σκοτεινά (ψυχρά) στις εικόνες TIR, ημέρα και νύχτα (Gupta P.R., 2003). - Βλάστηση. Γενικά, η βλάστηση είναι θερμότερη σε νυχτερινές εικόνες και ψυχρότερη σε εικόνες ημέρας, σε σύγκριση με την γειτονική χωρίς βλάστηση 17

19 επιφάνεια. Η χαμηλότερη θερμοκρασία κατά την διάρκεια της ημέρας σχετίζεται με την διαδικασία της διαπνοής στα φυτά και η υψηλότερη θερμοκρασία στην διάρκεια της νύχτας με την υψηλότερη περιεκτικότητα υγρασίας στα φύλλα. Η στεγνή βλάστηση που βρίσκεται στο έδαφος, το απομονώνει από την ατμόσφαιρα και προκαλεί θερμότερες νυχτερινές και ψυχρότερες ημερήσιες αποκρίσεις. Εκτεταμένη και πλούσια βλάστηση λειτουργεί ως ένα φράγμα στη γεωλογική χαρτογράφηση στα TIR κανάλια (Gupta P.R.,2003). 18

20 5.ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΖΩΝΩΝ ΡΗΓΜΑΤΩΣΗΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ Υδρογεωλογικές μελέτες, σχετικές με γεωτρήσεις για παροχή νερού και με προσδιορισμό πιθανών περιοχών διαρροής νερού, συνήθως περιλαμβάνουν τον εντοπισμό ζωνών ρηγμάτωσης σε υπό επιφανειακά πετρώματα. H σημασία των ζωνών ρηγμάτωσης, είτε ως δευτερεύοντες υδροφορείς είτε ως πιθανά κανάλια αποστράγγισης αποβλήτων, εκτιμώνται σε σχέση με την υποκείμενη λιθολογία και την τοπογραφική θέση του σημείου. Στις περισσότερες υδρογεωλογικές μελέτες, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει την εξέταση τριών διαφορετικών ειδών δεδομένων, συνήθως σε διαφορετικές κλίμακες. Οι ζώνες ρηγμάτωσης αναγνωρίζονται ως φωτογραμμώσεις στις αεροφωτογραφίες ή στις βελτιωμένες δορυφορικές εικόνες. Οι λιθολογίες προσδιορίζονται από γεωλογικούς χάρτες ή, σε πιο απομακρυσμένες περιοχές, με υπαίθρια αναγνώριση και χαρτογράφηση. Το τοπογραφικό ανάγλυφο (topographic elevation) προσδιορίζεται από έναν χάρτη ισοϋψών καμπυλών. Θα ήταν μεγάλο πλεονέκτημα για τους υδρογεωλόγους να τους δίνονται αυτά τα τρία κρίσιμα σετ δεδομένων (data sets) ολοκληρωμένα σε ένα οπτικά ερμηνευμένο προϊόν. Αυτές οι μελέτες θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν για να παράγουν ένα ολοκληρωμένο προϊόν πληροφοριών για ρήγματα, που θα προέρχονται από δορυφορικές εικόνες, με λιθολογία από γεωλογικό χάρτη και τοπογραφικά δεδομένα από ένα ψηφιακό μοντέλο υψομέτρου (digital elevation montel (D.E.M)) (Astaras,2001). Οι ζώνες ρηγμάτωσης είτε προέρχονται από ρηγμάτωση ή διάτμηση, είτε από διεύρυνση, λόγω διάβρωσης, των επαφών μεταξύ διαφορετικών λιθολογιών, είναι συχνά καλά σημεία για γεωτρήσεις ή αβαθή (λιγότερο από 100m) εξαγωγή υπόγειου νερού. Μπορούν επίσης να αποτελέσουν κανάλια διαφυγής μολυσμένων υδάτων από αποθέσεις απόρριψης αποβλήτων. Η αναγνώρισή τους είναι πολύ σημαντική στην υδρογεωλογία. Η ακριβής θέση των ρηγμάτων συνήθως επιτυγχάνεται με γεωφυσικά μέσα, χρησιμοποιώντας γεωηλεκτρικές, ηλεκτρομαγνητικές ή σεισμικές τεχνικές, αλλά ο αρχικός εντοπισμός για πολλά χρόνια γίνεται αρχικά με την Τηλεπισκόπηση (Legg,1989). 19

21 Οι ζώνες ρηγμάτωσης σε υπό επιφανειακά πετρώματα μπορούν να έχουν ως αποτέλεσμα τοπογραφικές ανωμαλίες και διαφοροποίηση στη βλάστηση, τα οποία επιτρέπουν και τον εντοπισμό τους μέσω της Τηλεπισκόπησης. Οι γραμμικές μορφές που εντοπίζονται ως αποτέλεσμα διαφοροποίησης στη βλάστηση, το έδαφος ή στην τοπογραφία, και εκτείνονται σε αποστάσεις από μερικές εκατοντάδες μέτρα έως δεκάδες χιλιόμετρα, είναι συχνά ορατές σε αεροφωτογραφίες και δορυφορικες εικόνες. Κάποιες προέρχονται από γεωλογικά χαρακτηριστικά, χωρίς κανένα ενδιαφέρον για τους υδρογεωλόγους, άλλες από σχετικά επιφανειακές διεργασίες, όπως οι παγετώνες, και πολλές από ανθρώπινες δραστηριότητες. Η διάκριση των υδρογεωλογικά σημαντικών φωτογραμμώσεων από τις πολυάριθμες «ψεύτικες» φωτογραμμώσεις, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την γνώση και την εμπειρία του ερμηνευτή (Legg,1989). Οι φωτογραμμώσεις μπορούν να προσδιοριστούν οπτικά από έναν ερμηνευτή, ή αυτόματα χρησιμοποιώντας κατάλληλα σχεδιασμένους αλγόριθμους, οι οποίοι εκμεταλλεύονται πλήρως την ψηφιακή φύση της εικόνας. Το λογισμικό για τον εντοπισμό των φωτογραμμώσεων βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό επίπεδο το οποίο μπορεί να εντοπίσει όλες τις φωτογραμμώσεις με μια αντικειμενικότητα που είναι αδύνατη από έναν παρατηρητή, μα δεν μπορεί να ανταγωνιστεί έναν πεπειραμένο ερμηνευτή ο οποίος εξαλείφει πολλές εμφανείς «ψεύτικες» φωτογραμμώσεις, σε ένα πρώιμο στάδιο ερμηνείας (Legg,1989). Οι δορυφορικές εικόνες μπορούν να βελτιωθούν με ποικίλους τρόπους, ώστε να γίνει η οπτική ερμηνεία των φωτογραμμώσεων πιο απλή και πιο αξιόπιστη. Σε μερικές περιπτώσεις οι φωτογραμμώσεις είναι καλύτερα ορατές σε σύνθετες έγχρωμες εικόνες από ότι σε μονοχρωματικές εικόνες μιας φασματικης ζώνης. Αλγόριθμοι «ενίσχυσης των ακμών» μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να τονίσουν τις ακμές και άλλα γραμμικά στοιχεία. Εμπειρία στο Εθνικό Κέντρο Τηλεπισκόπησης (National Remote Sensing Center), Ηνωμένο Βασίλειο (UK), έδειξε ότι τα γραμμικά φίλτρα κατεύθυνσης (directional linear filters), που εφαρμόστηκαν σε τρεις κάθετες μεταξύ τους κατευθύνσεις σε μια μονοφασματική εικόνα, έχουν σαν αποτέλεσμα ένα 20

22 προϊόν στο οποίο ο υψηλής συχνότητας «θόρυβος», που οφείλεται κυρίως σε πολιτιστικά στοιχεία, μπορεί να απομακρυνθεί σε μεγάλο βαθμό, καθώς τα γραμμικά στοιχεία είναι τονισμένα (Legg,1989). Διαφορετικά μήκη κυμάτων και συστήματα ανιχνευτών δεν εντοπίζουν πάντα τις ίδιες φωτογραμμώσεις. Οι φωτογραμμώσεις που οφείλονται στην βλάστηση ή στην αντίθεση του εδάφους είναι συνήθως πιο εμφανείς στις ανακλώμενες υπέρυθρες φασματικές ζώνες, όπως οι ζώνες 4 και 5 του πολυφασματικού σαρωτή (ΤΜ). Η SPOT Πανχρωματική εικόνα, παρά την άριστη χωρική ανάλυση, δεν διακρίνει καλά μεταξύ των διαφορετικών τύπων βλάστησης, κι έτσι δεν είναι κατάλληλη για ανάλυση φωτογραμμώσεων. Η εικόνα που αποκτάται από το ενεργό σύστημα μικροκυμάτων δίνει έμφαση στις παραλλαγές της τραχύτητας της επιφάνειας, και στον προσανατολισμό σε σχέση με τον αισθητήρα. Η σχετικά χαμηλή γωνία των περισσότερων συστημάτων ραντάρ συνθετικού ανοίγματος κεραίας, οδηγεί σε μια επίδραση παρόμοια με τις χαμηλές ηλιακές γωνίες φωτισμού το χειμώνα, που τονίζει τις δευτερεύουσες τοπογραφικές ανωμαλίες και που υπογραμμίζει τις φωτογραμμώσεις με τοπογραφική έκφραση. Το πρόβλημα με μια εικόνα ραντάρ που αποκτήθηκε από μια καθορισμένη κατεύθυνση, είναι ότι όλες οι παράλληλες ή υπό-παράλληλες φωτογραμμώσεις στην τροχιά του δορυφόρου θα παράγουν έντονες «υπογραφές» ενώ οι κάθετες θα κατασταλούν. Η ίδια τάση στην διεύθυνση είναι προφανής σε οπτική εικόνα η οποία αποκτάται κάτω από τις χαμηλές γωνίες του ήλιου κατά την διάρκεια του χειμώνα. Όπου οι πηγές των στοιχείων και το κόστος το επιτρέπουν, είναι επιθυμητό να χρησιμοποιηθεί μια σειρά εικόνων από διαφορετικά συστήματα αισθητήρων, και συγκεκριμένα μικροκυματικά και οπτικά, ώστε να εξασφαλιστεί ο εντοπισμός σημαντικών φωτογραμμώσεων (Legg, 1989). Στην υδρογεωλογία, πολλές σημαντικές ζώνες ρηγμάτωσης επιτρέπουν την διαρροή του υπόγειου νερού στα υπερκείμενα εδάφη. Η παρουσία ασυνήθιστα μεγάλων συγκεντρώσεων υγρασίας εδάφους μπορούν να έχουν ως αποτέλεσμα χαμηλότερες θερμοκρασίες εδάφους, είτε επειδή το υπόγειο νερό είναι σημαντικά ψυχρότερο από τις θερμοκρασίες της επιφάνειας είτε λόγω της εξάτμισης στην τριχοειδή ζώνη (capillary zone). Θεωρητικά είναι δυνατός ο 21

23 εντοπισμός τέτοιων ζωνών ανώμαλα χαμηλότερων θερμοκρασιών με την χρήση διαστημικών θερμικών αισθητήρων. Στην πράξη, οι παραλλαγές στην θερμική εκπομπή από τις επιφάνειες των φυσικών εδαφών ελέγχονται τόσο από τον προσανατολισμό τους σε σχέση με την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία, και την θερμική τους ικανότητα ακτινοβολίας, όσο και από την ροή θερμότητας από τα υποκείμενα εδάφη. Μια θερμική υπέρυθρη εικόνα (TIR) που αποκτάται σε μια συγκεκριμένη στιγμή στη διάρκεια της ημέρας, όπως στην περίπτωση με τον θεματικό χαρτογράφο Landsat (Landsat TM), είναι μικρής χρησιμότητας για τον εντοπισμό ζωνών υψηλής περιεκτικότητας στην υγρασία του εδάφους. Οι νυχτερινές θερμικές εικόνες, και τα θερμικά ζευγάρια ημέρας νύχτας, συνήθως αποκτώνται μόνο με το προηγμένο ραδιόμετρο υψηλής ανάλυσης (Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR)) αισθητήρα των δορυφόρων NOAA TIROS. Αυτός έχει ανάλυση στο ναδίρ 1,1 km, πολύ μικρή, για τις περισσότερες υδρογεωλογικές εφαρμογές (Legg, 1989). 22

24 Β. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Στην παρούσα εργασία επιχειρείται: α) Η αξιολόγηση της δυνατότητας της πολυφασματικής και παγχρωματικής δορυφορικής εικόνας Landsat-7/ETM+ και της πολυφασματικής και παγχρωματικής εικόνας QuickBird στον εντοπισμό τμημάτων αυξημένης επιφανειακής εδαφικής υγρασίας (γνωρίζοντας την ύπαρξη αβαθών υδροφόρων συστημάτων στην περιοχή της Ολυμπιάδας). β) Η χαρτογράφηση γραμμώσεων με την χρήση των παραπάνω εικόνων. Τα παραπάνω επιτυγχάνονται μέσω του πειραματισμού με ορισμένες από τις πολυάριθμες μεθόδους ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας, σε συνδυασμό με την χρήση των Γ.Σ.Π. Τέλος, πραγματοποιείται η σύγκριση των αποτελεσμάτων της παραπάνω επεξεργασίας, από τα οποία εξάγονται και τα τελικά συμπεράσματα. 23

25 Γ. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Η περιοχή μελέτης που επιλέχθηκε βρίσκεται στο Β.Α. τμήμα του νομού Χαλκιδικής και στις βόρειες παρυφές του Στρατονικού όρους (εικόνα 1). Η περιοχή έχει μελετηθεί επαρκώς και υπάρχει πλήθος τεκτονικών και άλλων στοιχείων. Εικόνα 1. Περιοχή μελέτης (κόκκινο πλαίσιο)( 24

26 1. ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ Η υδρολογική λεκάνη της Ολυμπιάδας βρίσκεται στο Β.Α. τμήμα του Ν. Χαλκιδικής και στις βόρειες παρυφές του Στρατονικού όρους, όπως προαναφέρθηκε. Στο πεδινό τμήμα της λεκάνης βρίσκεται το Δ.Δ. Ολυμπιάδας και απέχει 2.0 km από τις επιφανειακές μεταλλευτικές εργασίες οι οποίες απαντώνται ανάντη αυτού. Να σημειωθεί ότι κατά μήκος και εκατέρωθεν της παλαιάς εθνικής οδού, στην παράκτια περιοχή, βρίσκονται θερινές οικίες και τουριστικές εγκαταστάσεις. 2. ΓΕΩΛΟΓΙΑ Σύμφωνα με τον Μουντράκη (1985), από γεωτεκτονική άποψη η ευρύτερη περιοχή μελέτης τοποθετείται στη Σερβομακεδονική μάζα, και συγκεκριμένα στη σειρά των Κερδυλλίων. Η Σερβομακεδονική μάζα, στη ΒΑ Χαλκιδική, αποτελείται από κρυσταλλοσχιστώδη πετρώματα μέσα στα οποία συναντώνται πυριγενείς διεισδύσεις Ανωπαλαιοζωικής ηλικίας. Στα ανατολικά βρίσκεται η μάζα της Ροδόπης ενώ δυτικά η Περιροδοπική ζώνη. Το κρυσταλλοσχιστώδες της Σερβομακεδονικής διαιρείται σε δύο μεγάλες σειρές πετρωμάτων: την κατώτερη και αρχαιότερη σειρά των Κερδυλλίων και την ανώτερη (νεώτερη) σειρά του Βερτίσκου. Μεταξύ των δύο σειρών υπάρχει συμφωνία και ομαλή μετάβαση της κατώτερης προς την ανώτερη. Φαίνεται όμως πιο πιθανό ότι ανάμεσα στις δύο σειρές ενότητες υπάρχει τεκτονική επαφή, η φύση και η σημασία της οποίας δεν έχει ακόμη διευκρινισθεί. Η σειρά των Κερδυλλίων καταλαμβάνει την ανατολική Χαλκιδική- όπου, όπως προαναφέρθηκε, ανήκει η περιοχή μελέτης- μεταξύ των εκβολών του Στρυμώνα και του Στρατωνίου, έχει συνολικό πάχος περίπου 3000 μέτρα και τα πετρώματά της συνιστούν τους βαθύτερους ορίζοντες της Σερβομακεδονικής μάζας και ίσως και τους βαθύτερους ορίζοντες πετρωμάτων σ όλη την Ελλάδα. 25

27 Οι λιθολογικές φάσεις της σειράς από τους ανώτερους ορίζοντες προς τους κατώτερους είναι οι εξής: Ανώτερο μάρμαρο, πάχους 30 έως 300 μέτρων, με παρεμβολές βιοτιτικών γνευσίων, βιοτιτικών κεροστιλβικών γνευσίων, μαρμαρυγιακών σχιστολίθων, επιδοτιτικών ακτινολιθικών σχιστολίθων, και αμφιβολιτών. Βιοτιτικός γνεύσιος, πάχους μέτρων, με παρεμβολές βιοτιτικών κεροστιλβικών γνευσίων, αμφιβολιτών και λεπτών ενστρώσεων μαρμάρων. Ενδιάμεσο μάρμαρο, πάχους μέτρων, με παρεμβολές αμφιβολιτών και γνευσίων. Βιοτιτικός γνεύσιος, πάχους περίπου 1000 μέτρων, με παρεμβολές αμφιβολιτών και ασβεστοπυριτικών πετρωμάτων. Κατώτερο μάρμαρο, πάχους μέχρι 150 μέτρων. Βιοτιτικός γνεύσιος, πάχους περίπου 700 μέτρων. Κατά τον Δημητριάδη (1974), που μελέτησε τους ορίζοντες 4-6 της σειράς των Κερδυλλίων, η γενική μεταμόρφωση των πετρωμάτων αυτών έγινε σε συνθήκες κορδιεριτικής αμφιβολιτικής φάσης. Ειδικώτερα οι βαθύτεροι ορίζοντες μεταμορφώθηκαν σε συνθήκες σιλλιμανιτικής κορδιεριτικής καλιοαστριούχου αλμανδινικής υπόφασης, που είναι η υψηλότερη υπόφαση της αμφιβολιτικής φάσης με συνθήκες θερμοκρασίας 670 ο 680 ο C και πίεσης 3,5 Kbars. Στους ίδιους ορίζοντες διαπιστώθηκαν επίσης φαινόμενα ανάτηξης με σχηματισμό μιγματιτικών πετρωμάτων. Η σειρά του Βερτίσκου βρίσκεται δυτικά της προηγούμενης σειράς, κατέχει τον κορμό της Χαλκιδικής και εκτείνεται προς Βορρά μέχρι των συνόρων. Συνίσταται από μια ακολουθία γνευσίων, μαρμαρυγιακών σχιστολίθων και λεπτών στρωμάτων μαρμάρων, ενώ στους ανώτερους ιδίως ορίζοντές της επικρατούν μεταγάββροι- μεταδιαβάσες και αμφιβολίτες, που προήλθαν από μεταμόρφωση βασικών πυριγενών. Συχνά επίσης παρεμβάλλονται με τεκτονικές επαφές μέσα στα άλλα πετρώματα σερπεντινικά σώματα (Μουντράκης, 1985). 26

28 Συγκεκριμένα, η περιοχή μελέτης γεωλογικά αποτελείται από μεταμορφωμένα πετρώματα του σχηματισμού Κερδυλλίων της Σερβομακεδονικής μάζας, ανατηξίτες, πυριγενείς διεισδύσεις και αλλουβιακές αποθέσεις (χάρτης 1). 27

29 Χάρτης 1. Γεωλογικοί σχηματισμοί της περιοχής μελέτης. (Γεωλογικός χάρτης 1: Ι.Γ.Μ.Ε., φύλλο: Ολυμπίαδας -Στρατωνίου Μεγάλης Παναγιάς- Παλαιοχωρίου.) 28

30 Μεταμορφωμένα πετρώματα. Σχηματισμός Κερδυλλίων. Ο σχηματισμός Kερδυλλίων στην περιοχή αποτελείται από βιοτιτικούς γνευσίους, αμφιβιλιτικούς γνευσίους, μικροκλινικούς γνευσίους, δύο μαρμάρινους ορίζοντες και ανατηξίτες (Ι.Γ.Μ.Ε.,1997). Ο βιοτιτικός γνεύσιος είναι το κύριο πέτρωμα του σχηματισμού των Κερδυλλίων. Είναι λεπτο-μεσόκοκκος καi αποτελείται από πλαγιόκλαστο, χαλαζία, βιοτίτη, Κ-ούχο άστριο, μοσχοβίτη, αμφίβολο, χλωρίτη, επίδοτο, τιτανίτη, απατίτη, ζιρκόνιο. Οι αμφιβολίτες και οι αμφιβολιτικοί γνεύσιοι είναι λεπτόκοκκες ενστρώσεις στην κλίμακα του εκατοστού. Αποτελούνται από κεροστίλβη, πλαγιόκλαστο, χαλαζία ± επίδοτο, χλωρίτη, ανθρακικά, ζωϊσίτη, τιτανίτη (Ι.Γ.Μ.Ε.,1997). Μικροκλινικός γνεύσιος: Στην περιοχή μεταξύ Ζέπκου και Ολυμπιάδος απαντάται μικροκλινικός γνεύσιος που κατά θέσεις έχει υποστεί έντονη καλιούχα μετασωμάτωση από πυκνό δίκτυο πηγματιτικών, απλιτικών φλεβών και φλρβιδίων. Χαρακτηριστική είναι η απουσία ενστρώσεων μαρμάρου μέσα στον μικροκλονικό γνεύσιο (Ι.Γ.Μ.Ε.,1997). Μάρμαρα: Εντός του γνευσίου παρεμβάλλονται δύο ορίζοντες μαρμάρου. Ο ανώτερος ορίζοντας, πάχους m, και ο κατώτερος ορίζοντας μαρμάρου, πάχους μ., που φιλοξενεί τα θειούχα κοιτάσματα βασικών μετάλλων (Pb, Zn, Fe) ± χρυσού και αργύρου στα μεταλλεία Μαδέμ Λάκκου και Ολυμπιάδος, ενώ ο ανώτερος ορίζοντας φιλοξενεί το κοίτασμα θειούχων βασικών μετάλλων στις μαύρες Πέτρες και το κοίτασμα σιδηροπυρίτη Chevalier και την μαγγανιούχο μεταλλοφορία στις περιοχές Πιαβίτσα και Γκαβάζι. Το κατώτερο μάρμαρο τέμνεται από τον γρανοδιορίτη Στρατωνίου στο Μαδέμ Λάκκο. Τα μάρμαρα είναι άσπρα γκρίζα γρανοβλαστικά, αποτελούνται από ασβεστίτη, φλογοπίτη, γραφίτη, χλωρίτη. Τοπικά είναι δολομιτικά και δείχνουν εσωτερική στρωμάτωση (Ι.Γ.Μ.Ε.,1997). 29

31 Ο ανώτερος ορίζοντας μαρμάρου εκτείνεται κατά μήκος της τεκτονικής επαφής του σχηματισμού Κερδυλλίων με τον σχηματισμό Βερτίσκου ενώ ο κατώτερος εκτείνεται Β ΒΔ του Μαδέμ Λάκκου με παράταξη Β Ν και κλίση 45 ο 55 ο Α μέχρι το μεταλλείο Ολυμπιάδος και στη συνέχεια ακολουθεί ΑΒΑ ΔΝΔ διεύθυνση και κλίση 35 ο ΝΑ. Στην περιοχή Μπασδέκη Σκαμνί Κηπουρίστας εμφανίζονται φακοί μαρμάρου πάχους 3 15m. Οι γνεύσιοι και τα μάρμαρα διακόπτονται από δίκτυο μετά πηγματιτικών και μετά απλιτικών φλεβών (Ι.Γ.Μ.Ε.,1997). Ανατηξίτες εντοπίζονται σε μικρά σώματα εντός των βιοτιτικών γνευσίων στην περιοχή του άνω ρου των ρεμάτων Μπαξίνα, Μπασδέκη, Μαυρόλακκα. Ο κύριος όγκος του ανατηξίτη εμφανίζεται στην περιοχή Κόλιανη (Ι.Γ.Μ.Ε.,1997). Πεδινή περιοχή Ολυμπιάδας. Η πεδινή περιοχή της Ολυμπιάδας αποτελείται από αλλουβιακές αποθέσεις Πλειστοκαινικής και Ολοκαινικής ηλικίας που καλύπτουν το μεταμορφωμένο υπόβαθρο (Βεράνης, 2000). Τα Πλειστοκαινικά κορήματα στην επιφάνεια καταλαμβάνουν το δυτικό τμήμα της λεκάνης Ολυμπιάδας και συνίστανται από αλλουβιακά ριπίδια, κώνους κορημάτων και ποτάμιες αναβαθμίδες. Τα Πλειστοκαινικά ιζήματα είναι αδιαβάθμητα με διάφορες κοκκομετρίες και βαθμό στρογγυλοποίησης των κροκαλών (Βεράνης, 2000). Τα Ολοκαινικά ιζήματα υπέρκεινται των Πλειστοκαινικών αποθέσεων, είναι χαλαρά και αποτελούνται από άμμους, αργίλους, αμμοαργίλους. Στο εσωτερικό τμήμα της λεκάνης και κατά μήκος της κοίτης των ρεμάτων επικρατούν τα κροκαλοπαγή, που επιφανειακά φαίνεται να εκτείνονται μέχρι την εθνική οδό. Κροκαλοπαγή που εντοπίζονται κατά μήκος της κοίτης των ρεμάτων φθάνουν μέχρι την ακτή. Στην παράκτια περιοχή επικρατούν οι άμμοι, τα χαλίκια και οι άργιλοι. Τα ιζήματα της λεκάνης προέρχονται από την μηχανική μεταφορά υλικού από τα γύρω μεταμορφωμένα πετρώματα. Οι 30

32 κροκάλες και τα χαλίκια αποτελούνται από γνεύσιο, πηγματίτη, χαλαζία, μάρμαρα (Βεράνης, 2000). Όπως προκύπτει από δεδομένα υδρογεωτρήσεων στην παράκτια περιοχή και στο εσωτερικό της λεκάνης τα ιζήματα έχουν πάχος 70 m ή και περισσότερο, ενώ στο μέσο της περιοχής το πάχος των ιζημάτων είναι m και στα περιθώρια της λεκάνης 5-30 m αντίστοιχα. Συνίστανται από εναλλαγές κροκαλοπαγών, άμμων, χαλίκων αργίλων και μίγματα αυτών. Στα Νότια και Δυτικά περιθώρια της λεκάνης, κοντά στην επαφή με το μεταμορφωμένο υπόβαθρο εντοπίζονται αργιλικές διλουβιακές αποθέσεις πάχους μέχρι 5 m (Βεράνης, 2000). Για πληρέστερο υπολογισμό του πάχους των αλλουβιακών ιζημάτων στην πεδινή περιοχή απαιτείται η εφαρμογή γεωφυσικής διασκόπισης με τη μέθοδο της ηλεκτρικής αντίστασης. 31

33 3. ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Γεωμορφολογικά, η ευρύτερη περιοχή της Ολυμπιάδας συνίσταται από: α) τη λοφώδη ημιορεινή περιοχή της ( m), που αποτελείται από βορρά προς νότο από τις υπολεκάνες 1) Μαυρόλακκα- Ξηρόλακκα, 2) Μπασδέκης Λάκκος, 3) Μπαξίνας Λάκκος, β) την αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας (0-30 m) και γ) τη λοφώδη περιοχή του Πετρόλακκα. Σύμφωνα με τον Diκau (1989),το γήινο ανάγλυφο χωρίζεται σε τέσσερις (4) επί μέρους γεωμορφολογικές ενότητες ή τύπους αναγλύφου (πίνακας 2) Πίνακας 2. Ταξινόμηση αναγλύφου κατά Dikau (1989) Ύψος από επιφάνεια θάλασσας (m) Χαρακτηρισμός <150 Πεδινές περιοχές Λοφώδεις περιοχές Ημιορεινές περιοχές >900 Ορεινές περιοχές Η ταξινόμηση του ανάγλυφου της περιοχής μελέτης παρουσιάζεται στο χάρτη 2. 32

34 Χάρτης 2. Ταξινόμηση του αναγλύφου της περιοχής μελέτης, κατά Dikau (1989), με την χρήση του λογισμικού ArcGIS. (Γ.Υ.Σ.,1982,Τοπογραφικοί χάρτες 1:50.000, φύλλα: Ιερισσός, Σταυρός, Στρατονίκη.) (Το DEM δημιουργήθηκε από το ψηφιοποιημένο αρχείο των ισοϋψών καμπυλών της περιοχής) 33

35 Η λοφώδης ημιορεινή περιοχή, γεωλογικά, δομείται κυρίως από γνευσίους, αμφιβολίτες, ανατηξίτες που καλύπτονται συνήθως από έδαφος και αποσαθρωμένο μανδύα πάχους 0,5-5,0 m και κατά θέσεις φθάνει τα 10,0 m. Τα μάρμαρα είναι χωρίς ή με ελάχιστη εδαφική κάλυψη (Βεράνης, 2000). Από τα 79 km 2 που καλύπτει η υδρολογική λεκάνη της Ολυμπιάδας οι περατοί σχηματισμοί (χαλαρά ιζήματα και μάρμαρα) καταλαμβάνουν το 10,13% της περιοχής και οι ημιπερατοί ελάχιστα διαπερατοί σχηματισμοί το 89,87%. Το ημιπερατό ή ελάχιστα διαπερατό των σχηματισμών συντελεί στην ανάπτυξη έντονου υδρογραφικού δικτύου (χάρτες 3 και 4). 34

36 Χάρτης 3. Χάρτης περατότητας των γεωλογικών σχηματισμών της περιοχής μελέτης. Οι περατοί σχηματισμοί είναι χαλαρά ιζήματα και μάρμαρα ενώ οι ημιπερατοί ελάχιστα διαπερατοί σχηματισμοί είναι ανατηξίτες, αστριούχοι γνεύσιοι, βιοτιτικοί γνεύσιοι και πηγματίτες. 35

37 Χάρτης 4. Γεωλογικός χάρτης της περιοχής μελέτης πάνω στον οποίο έχει υπερτεθεί το υδρογραφικό δίκτυο..(γ.υ.σ.,1982,τοπογραφικοί χάρτες 1:50.000, φύλλα: Ιερισσός, Σταυρός, Στρατονίκη, Ι.Γ.Μ.Ε.,Γεωλογικός χάρτης 1: φύλλο: Ολυμπίαδας -Στρατωνίου Μεγάλης Παναγιάς- Παλαιοχωρίου) 36

38 Η βλάστηση στη λοφώδη ημιορεινή ζώνη είναι πυκνή (δένδρα, θάμνοι). Στην πεδινή περιοχή, στο τμήμα που βρίσκεται δυτικά της περιφερειακής εθνικής οδού, η βλάστηση αποτελείται από θάμνους στα περιθώρια της πεδινής περιοχής και στο υπόλοιπο είναι από χορτολειβαδικές εκτάσεις και σιταγρούς. Στο αντίστοιχο τμήμα που βρίσκεται ανατολικά η βλάστηση αποτελείται από λίγες καλλιεργήσιμες αρδευόμενες εκτάσεις και καρποφόρα δένδρα γύρω από τις θερινές κατοικίες της παράκτιας ζώνης. Κατά μήκος της κοίτης των ρεμάτων και στις εκβολές των υδρορεμάτων η βλάστηση είναι από πλατάνια και λεύκες. Η λοφώδης ημιορεινή περιοχή έχει μέγιστα υψόμετρα το Κοντάρι 912 m (Στάγιρα), Στρεμπενίκος 850 m (Στρατονίκη) (εικόνα 2), και διασχίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο, με απότομες πολλές φορές κλίσεις των πρανών, υδρογραφικό δίκτυο δενδριτικής μορφής με βαθιές χαραδρώσεις. Οι κοίτες των ρεμάτων έχουν μικρό εύρος. Εικόνα 2. Χάρτης σκιασμένου αναγλύφου και υδρογραικό δίκτυο της περιοχής μελέτης. Τα μέγιστα υψόμετρα στην περιοχή μελέτης σημειώνονται στις θέσεις Κοντάρι και Στρεμπενίκος. 37

39 Σε κάποιες περιπτώσεις οι άξονες των ρεμάτων συμπίπτουν με ρήγματα που οφείλονται στις νεοτεκτονικές κινήσεις. Όπως φαίνεται και στο χάρτη 5, οι άξονες δύο κεντρικών ρεμάτων, στο Βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης, συμπίπτουν με δύο πιθανά ενεργά ρήγματα (ρέματα Μαυρόλακκας και Ξηρόλακκας), καθώς επίσης και άξονες κλάδων πρώτης τάξης στο νότιο τμήμα (Βεράνης,2000). Λόγω της μεγάλης κλίσης οι κοίτες των ρεμάτων στη λοφώδη- ημιορεινή ζώνη είναι χωρίς αλλουβιακές αποθέσεις και τα προϊόντα της μηχανικής αποσάθρωσης των πετρωμάτων μεταφέρονται στην πεδινή περιοχή και στην θάλασσα. Σποραδικά κατά μήκος της κοίτης των ρεμάτων στη λοφώδη ημιορεινή περιοχή παρατηρούνται χονδροκλαστικά υλικά και όγκοι πετρωμάτων (0,3-1,0 m) (Βεράνης,2000). 38

40 Χάρτης 5. Ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου της περιοχής σε συνδυασμό με την τεκτονική της. Στο βόρειο τμήμα της περιοχής μελέτης συμπίπτουν οι άξονες των κλάδων με την διεύθυνση των ρηγμάτων. (Τεκτονικά δεδομένα από Ι.Γ.Μ.Ε.,Γεωλογικός χάρτης 1: φύλλο: Ολυμπίαδας -Στρατωνίου Μεγάλης Παναγιάς- Παλαιοχωρίου.) 39

41 ΛΕΚΑΝΕΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Η περιοχή μελέτης αποστραγγίζεται από τις εξής υπολεκάνες (χάρτης 6): Υπολεκάνη απορροής Μπαξίνας Λάκκος. Η υπολεκάνη απορροής του Μπαξίνας Λάκκος στο χαμηλό τμήμα της ( m) έχει διεύθυνση Ν Β και στη συνέχεια διακλαδίζεται σε δύο υδρογραφικά δίκτυα. α) Μπαξίνας ρέμα με διεύθυνση της κοίτης του κύριου ρέματος Ν Β και β) Τουρκόλακκος ρέμα με διεύθυνση ΝΑ ΒΔ αντίστοιχα. Το μήκος της λεκάνης απορροής είναι 6,4 km, το εύρος είναι 2,5 km (3,5-1,0 km), η έκτασή της μέχρι την είσοδό της στην πεδινή περιοχή είναι 17,3 km 2. Το μέσο υψόμετρο της λεκάνης είναι 380m και η μέση κλίση του ρέματος είναι 13%. Το Μπαξίνας ρέμα στην περιοχή της γέφυρας περιφερειακής οδού Ολυμπιάδας συμβάλλει με το Μπασδέκη Λάκκος σε απόσταση 1 km από την ακτή (χάρτης 6) (Βεράνης,2000). Υπολεκάνη απορροής Μπασδέκη Λάκκος. Η λεκάνη απορροής του Μπασδέκη Λάκκος είναι επιμήκης, με διεύθυνση απορροής ΝΔ ΒΑ στον άνω ρου και μέχρι της εισόδου του ρέματος στην πεδινή περιοχή Ολυμπιάδας, οπότε ακολουθεί διεύθυνση Δ Α μέχρι την ακτή. Ο άξονας του κυρίου ρέματος συμπίπτει μερικώς με ρήγμα διεύθυνσης Α-Δ έως ΒΑ- ΝΔ. Το μήκος της λεκάνης μέχρι την είσοδο του ρέματος στην πεδινή περιοχή είναι 6,5 km και το εύρος ποικίλει από m. Η μέση κλίση του ρέματος είναι 13%. Η έκταση της λεκάνης είναι 9.2Km 2 και το μέσο υψόμετρό της είναι 390m. (χάρτης 6) (Βεράνης,2000). Υπολεκάνη απορροής Μαυρόλακκου. Η υπολεκάνη απορροής Μαυρόλακκου έχει πεπλατυσμένο χοανοειδές σχήμα με μήκος 6,6 km μέχρι την είσοδο του ρέματος στην πεδινή περιοχή και το 40

42 τμήμα του ρέματος Μαυρόλακκα που διασχίζει τα αλλουβιακά ιζήματα είναι 2,7 km. Το μέσο εύρος της υπολεκάνης απορροής είναι 4,5 km, η έκταση της λεκάνης περιλαμβανομένης και της λεκάνης του Ξηρόλακκου είναι 32,5 km 2 και το μέσο υψόμετρό της είναι 395m. Στην έκταση της λεκάνης δεν υπολογίζεται το πεδινό τμήμα (0-30m). Η μέση κλίση του κύριου ρέματος του Μαυρόλακκα είναι 7%. Ανάντη της λίμνης απόθεσης τέλματος ο Μαυρόλακκας τροφοδοτείται από ρέματα τα σημαντικότερα των οποίων είναι ο Κηπουρίστας, Τσέρνοβο- Καλαμούδι, Σκοτεινό ρέμα. Στην περιοχή της υφιστάμενης λίμνης τελμάτων παροχετεύονται μέσω τεχνητής αύλακας στον Μαυρόλακκα τα επιφανειακά νερά του Ξηρόλακκα που αντιστοιχούν σε έκταση λεκάνης 3,17 km 2. Το υπόλοιπο τμήμα της κοίτης του Ξηρόλακκα λειτουργεί ως χείμαρρος που αντιστοιχεί σε λεκάνη απορροής έκτασης 1,7 km 2 της λοφώδους περιοχής με μέσο υψόμετρο 113m (χάρτης 6) (Βεράνης,2000). Λεκάνη απορροής Πετρόλακκα. Δυτικά της οικιστικής περιοχής κοινότητας Ολυμπιάδας εκτείνεται λοφώδης περιοχή που διασχίζεται από τα μικρορέματα Κρανόλακκος, Πετρόλακκος και ρέμα Σχολείου με προσανατολισμό απορροής Δ Α. Η έκταση της υδρολογικής λεκάνης είναι 3,8km 2, το μέσο εύρος της είναι 1600m και το μέσο υψόμετρο είναι 136m. Το παράκτιο πεδινό τμήμα της λεκάνης έχει έκταση 0,3km 2 (χάρτης 6)(Βεράνης,2000). Πεδινή περιοχή Ολυμπιάδας. Η αλλουβιακή λεκάνη Ολυμπιάδας εκτείνεται μεταξύ των υψομέτρων 0-40m έως και 50m κατά μήκος της κοίτης του Μαυρόλακκα, καταλαμβάνει 4,1 km 2 και περιβάλλεται από λοφώδες ημιορεινό ανάγλυφο ( m) με έντονες κλίσεις. Ως πεδινή περιοχή οριοθετείται το τμήμα της αλλουβιακής λεκάνης Ολυμπιάδας που βρίσκεται μεταξύ των υψομέτρων (0-30m) με μέσο υψόμετρο 15m και έκταση 3km 2. Στην πεδινή περιοχή καταλήγουν ακτινωτά οι απορροές μεγάλων ρεμάτων (Μαυρόλακκος, Μπασδέκη, Μπαξίνα, Ξηρόλακκος) και η συνολική έκταση της υδρολογικής λεκάνης απορροής Ολυμπιάδας είναι 41

43 79km 2. Στα βόρεια οριοθετείται από πιθανό ρήγμα Ξηρόλακκα και στα νότια από το ρήγμα Μπασδέκη Λάκκου (χάρτης 6) (Βεράνης,2000). Χάρτης 6. Ανάπτυξη του υδρογραφικού δικτύου στις έξι υπολεκάνες της περιοχής μελέτης. (Γ.Υ.Σ.,1982,Τοπογραφικοί χάρτες 1:50.000, φύλλα: Ιερισσός, Σταυρός, Στρατονίκη) 42

44 4. ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Το κλίμα της περιοχής είναι Μεσογειακού τύπου και χαρακτηρίζεται από ξηρό και θερμό καλοκαίρι με ενδιάμεσης υγρασίας φθινόπωρο κα χειμώνα. Σύμφωνα με τον Μπαλαφούτη (1977), το κλίμα των παράκτιων περιοχών της Μακεδονίας, σύμφωνα με την κατάταξη κατά Koeppen, χαρακτηρίζεται ως Csa, δηλαδή μεσογειακό κλίμα με ήπιους χειμώνες και ξηρό, θερμό θέρος. Τα μετεωρολογικά δεδομένα προέρχονται από τους σταθμούς Αρναίας, Μεγάλης Παναγιάς, Πλανά, μεταλλείου Ολυμπιάδας, μεταλλείου Μαδεμ Λάκκος και Σκουριών (πίνακας 3). Πίνακας 3: Θέση μετεωρολογικών σταθμών και χρονική διάρκεια δεδομένων(ι.γ.μ.ε, 2006.) Θέση Διεύθυνση Υψόμετρο Περίοδος Μέτρηση από περιοχή (m) δεδομένων δεδομένων έρευνας Αρναία (Δασαρχείο) Δ-ΝΔ ανά ώρα Μ. Παναγιά ΝΔ ανά ώρα Πλανά ΝΔ ανά ώρα Μεταλλείο Ολυμπιάδας Β ανά 5 Μαδέμ Λάκκος Ν ανά 5 Σκουριές ΝΔ ανά 5 Οι τρεις μετεωρολογικοί σταθμοί της ευρύτερης μεταλλευτικής περιοχής στη ΒΑ Χαλκιδική, μεταλλείου Ολυμπιάδας, Μαδέμ Λάκκου και Σκουριών, ενεργοποιήθηκαν πρόσφατα από την εταιρεία ΕΛΛΗΝΙΚΟΣ ΧΡΥΣΟΣ Α.Ε. και κατέγραψαν τις βροχοπτώσεις στις οποίες οφείλονται και τα πλημμυρικά φαινόμενα στις 7 και 8/10/2006 (Ι.Γ.Μ.Ε., 2006). 43

45 Τα πρωτογενή δεδομένα περιλαμβάνουν την μέση ετήσια και μηνιαία θερμοκρασία, σχετική υγρασία, κατακρημνίσματα, μέγιστο ύψος κατακρημνισμάτων σε 24ωρη βάση, μέσος όρος ημερών ανά μήνα με διαφορετικό ύψος βροχόπτωσης. Περιλαμβάνουν επίσης τη μέση μηνιαία και ετήσια ταχύτητα και διεύθυνση ανέμων, καθώς και τη μέση ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία (Ι.Γ.Μ.Ε., 2006). Για τη μελέτη των υδρομετεωρολογικών παραμέτρων δόθηκε βαρύτητα στους μετεωρολογικούς σταθμούς Αρναίας- Μ. Παναγιάς- Πλανά, επειδή παρουσιάζουν δεδομένα μεγάλης χρονικής σειράς (Ι.Γ.Μ.Ε., 2006). Θερμοκρασία: Από τους μετεωρολογικούς σταθμούς της περιοχής, μόνο ο σταθμός Αρναίας διαθέτει μετρήσεις θερμοκρασίας για μεγάλη χρονική περίοδο. Η μέση μέγιστη μηνιαία τιμή θερμοκρασίας για το σταθμό της Αρναίας είναι 30,3 ο C και η μέση ελάχιστη μηνιαία -0,8 ο C αντίστοιχα. Χρησιμοποιώντας τον σταθμό της Αρναίας ως σταθμό αναφοράς, αναμένεται, με τη μείωση του υψομέτρου κατά 100 m και αντίστοιχη αύξηση της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας κατά 0,8 ο C (Ι.Γ.Μ.Ε., 2006). Άνεμοι: Όπως προκύπτει από τα δεδομένα του σταθμού της Αρναίας οι επικρατούντες άνεμοι στην περιοχή είναι ΒΔ διεύθυνσης και ακολουθούν οι ΝΑ διεύθυνσης. Από δεδομένα του μετεωρολογικού σταθμού μεταλλείου Ολυμπιάδας προκύπτει ότι η επικρατούσα διεύθυνση ανέμου είναι ΝΝΑ και κατά δεύτερο λόγο η βόρεια ή η νότια διεύθυνση (Βεράνης, 2000). Σχετική Υγρασία: Η μέση σχετική υγρασία παρουσιάζει μία ετήσια μεταβλητότητα με μέγιστα κατά τους μήνες Νοέμβριο και Δεκέμβριο και ελάχιστα κατά τον Ιούλιο και Αύγουστο. Η μέση σχετική υγρασία σχετίζεται άμεσα με τη μέση μηνιαία θερμοκρασία. Στο σταθμό της Αρναίας η μέση ετήσια υγρασία είναι 76%. Η μέγιστη μηνιαία σχετική υγρασία είναι 94% και η ελάχιστη μέση μηνιαία 56% αντίστοιχα (Βεράνης, 2000). Κατακρημνίσματα: Τα μέσα ετήσια κατακρημνίσματα είναι 647 mm στην Αρναία, 605 mm στη Μ. Παναγιά και 508 mm στα Πλανά. Παρατηρείται σημαντική μεταβολή στην μηνιαία κατανομή των κατακρημνισμάτων από 44

46 σταθμό σε σταθμό, αλλά η εποχιακή διακύμανση είναι κοινή για όλους τους σταθμούς. Οι μέγιστες τιμές παρατηρούνται κατά το Νοέμβριο και Δεκέμβριο και οι ελάχιστες κατά τον Αύγουστο και Σεπτέμβριο. Στον σταθμό της Αρναίας φαίνεται ότι οι καταιγίδες του χειμώνα είναι μεγαλύτερης διάρκειας και λιγότερο έντονες απ ότι οι καταιγίδες το καλοκαίρι, που είναι μικρότερης διάρκειας και πιο έντονες. Στην ημιορεινή ζώνη οι καλοκαιρινές καταιγίδες είναι συχνότερες. Τα δεδομένα από τους παραπάνω σταθμούς χρησιμοποιήθηκαν για να σχηματισθεί η εξίσωση μεταξύ κατακρημνισμάτων και υψομέτρου: P = 0,315x + 463,7 (1) όπου P= ετήσια μέσα κατακρημνίσματα (σε mm) και x= υψόμετρο (σε m) από την επιφάνεια θάλασσας (Βεράνης, 2000). Η κλίση της ευθείας των μέσων ετήσιων κατακρημνισμάτων και υψομέτρου δείχνει ότι τα ετήσια κατακρημνίσματα αυξάνονται από την ακτή προς την ημιορεινή ζώνη, με βαθμίδα 33 mm/100 m (Βεράνης, 2000). 45

47 5. ΚΑΛΥΨΗ ΓΗΣ Το μεγαλύτερο τμήμα της περιοχής μελέτης καλύπτεται από πλατύφυλλα δάση και καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Συγκεκριμένα, το μεγαλύτερο τμήμα των λεκανών του Ξηρόλακκα, του Μαυρόλακκα, του Μπασδέκη και του Μπαξίνα καλύπτεται από πλατύφυλλα δάση. Στη λεκάνη του Πετρόλακκα εκτός από πλατύφυλλα δάση υπάρχουν και σύνθετες μορφές καλλιέργειας και διακεκομμένος αστικός ιστός. Η αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας καλύπτεται από μη αρδεύσιμες καλλιεργήσιμες εκτάσεις και σύνθετες μορφές καλλιέργειας. Η κάλυψη γης της περιοχής μελέτης φαίνεται πιο αναλυτικά στο χάρτη 7. 46

48 Χάρτης 7. Κάλυψη γης της περιοχής μελέτης (corine land cover 2000, 47

49 6. ΝΕΟΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Πτυχοτεκτονική: Τα μεταμορφωμένα πετρώματα έχουν υποστεί τις διάφορες παραμορφώσεις (ισοκλινείς κατακεκλιμένες πτυχές, διατμητική τεκτονική, ανοικτές πτυχές που δημιουργούν την μακροδομή) και μεταμορφώσεις (αμφιβολιτική φάση) που οφείλονται στον Αλπικό κύκλο ορογένεσης και σε παλαιότερες πτυχώσεις του Παλαιοζωϊκού. Ρηξιγενής τεκτονική: Η ΒΑ Χαλκιδική ανήκει στον ευρύτερο χώρο του βορείου Αιγαίου, που είναι περιοχή με έντονη νεοτεκτονική και σεισμική δραστηριότητα. Ο χώρος της ΒΑ Χαλκιδικής, επηρεάζεται από τις επεκτατικές κινήσεις της τάφρου του Β. Αιγαίου. Οι κινήσεις αυτές που σχετίζονται και με ρηξιγενή δραστηριότητα άρχισαν από το Μέσο Ανώτερο Μειόκαινο και συνεχίζονται μέχρι σήμερα (Βεράνης, 2000). Κανονικά νεοτεκτονικά και ενεργά ρήγματα που παρουσιάζουν χαρακτήρες επέκτασης και διακόπτουν τα μεταμορφωμένα πετρώματα και τις πυριγενείς διεισδύσεις. Τα ρήγματα που οφείλονται στις επεκτατικές αυτές κινήσεις είναι τα πιο σημαντικά ρήγματα στην περιοχή μελέτης και σχετίζονται με την καρστικοποίηση των μαρμάρων και γενικά με την δραστική αύξηση κατά θέσεις της υδραυλικής αγωγιμότητας των βραχωδών πετρωμάτων. Τεκτονικά βυθίσματα ή κέρατα σχετίζονται με την ρηξιγενή δράση. Από ανάλυση δεδομένων αεροφωτογραφιών, δορυφορικών εικόνων Landsat (Tsompos and Karmis -1988) και χαρτογραφήσεις στο ύπαιθρο προκύπτει ότι τα σημαντικά ρήγματα στην περιοχή Ολυμπιάδας είναι: Κανονικά ρήγματα ΒΑ ΝΔ διεύθυνσης. Στα ρήγματα αυτά ανήκει το μεγάλο ρήγμα του Μπασδέκη Λάκκου που ακολουθεί την κοίτη του κύριου ρέματος και διέρχεται από την περιοχή των μεταλλευτικών εργασιών. Στο Βόρειο περιθώριο της περιοχής εντοπίζεται πιθανό ρήγμα Ξηρόλακκου με διεύθυνση Α - Δ (Βεράνης, 2000). Κατακόρυφα ρήγματα με διεύθυνση Β-Ν που είναι μεγάλου σχετικά μήκους και σχετίζονται με μεταλλοφορία θειούχων βασικών μετάλλων, αργύρου, χρυσού. Στην κατηγορία αυτή ανήκει το ρήγμα Μπαξίνα Λάκκου (Βεράνης, 2000). 48

50 Ρήγματα ΒΔ-ΝΑ διεύθυνσης με κλίση ο ΒΑ εντοπίζονται στο ρέμα Μπασδέκη, πάνω από την περιοχή του Δυτικού τομέα του μεταλλείου και θεωρούνται πιθανοί αγωγοί εισόδου νερού της βροχής στα μεταλλευτικά έργα. Επίσης κατά τη διάνοιξη του πηγαδιού του μεταλλείου εντοπίσθηκε ζώνη κατάτμησης με κατεύθυνση 350 ο και κλίση 40 ο Α στα -203m έως τα -223m (Βεράνης, 2000). Τα διάφορα στάδια παραμόρφωσης και οι νεοτεκτονικές κινήσεις είχαν σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία συστημάτων κατακλάσεων και ρηγμάτων που διακόπτουν τη συνέχεια των βραχωδών πετρωμάτων και συντελούν στην ανάπτυξη του δευτερογενούς πορώδους μέσω του οποίου κινείται το υπόγειο νερό. Στους γνευσίους και αμφιβολίτες οι κατακλάσεις έχουν μήκος <1m έως X.10m και εύρος 0,1 10mm. Σε πολλές θέσεις στην διαβρωμένη ζώνη οι κατακλάσεις είναι κλειστές λόγω της απόθεσης δευτερογενώς οξειδίων σιδήρου, μαγγανίου και αργιλικών ορυκτών. Στις υπόγειες εργασίες παρατηρείται καολίνης στις ασυνέχειες των πετρωμάτων. Οι ασυνέχειες στα μάρμαρα είναι πυκνότερες, με εύρος mm. Στην επιφάνεια παρατηρείται καρστικοποίηση των μαρμάρων με δημιουργία κοιλοτήτων, αυλακώσεων ενώ στις υπόγειες εργασίες παρατηρείται σημαντική υδροφορία από την εκφόρτιση των ασυνεχειών των μαρμάρων. Από παρατηρήσεις επιφανείας και στα υπόγεια έργα προκύπτει ότι κατακλάσεις ΒΑ- ΝΔ διεύθυνσης που είναι παράλληλες στην παράταξη των πετρωμάτων αλλά μα κλίση 75 ο ΒΔ που είναι αντίθετη με εκείνη των πετρωμάτων (25 ο ΝΑ) ελέγχουν την κίνηση του υπόγειου νερού. Ένα δεύτερο σύστημα κατακλάσεων έχει διεύθυνση ΒΔ-ΝΑ. Τα ρήγματα εκτός από αγωγοί για την κυκλοφορία του υπόγειου νερού λειτουργούν σε μερικές περιπτώσεις και ως εμπόδια με αποτέλεσμα την δημιουργία υπόγειων φραγμάτων και την συγκέντρωση ανάντη του ρήγματος υπόγειου νερού (Βεράνης, 2000). 49

51 7. ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Σύμφωνα με τον Βεράνη Ν. (2002), στα βραχώδη, μη ανθρακικά πετρώματα το υπόγειο νερό κυκλοφορεί μέσω του δευτερογενούς πορώδους που δημιουργούν οι ασυνέχειες (κατακλάσεις, ρήγματα), ενώ στα χαλαρά ιζήματα το νερό κυκλοφορεί μέσω των πόρων και σχηματίζει υδροφόρους ορίζοντες. Οι υδρευτικές γεωτρήσεις των δημοτικών διαμερισμάτων του δήμου Σταγίρων Ακάνθου εντοπίζονται τόσο σε χαλαρά όσο και σε βραχώδη πετρώματα. 7.1.Υδροφορία στα βραχώδη πετρώματα Τα μεταμορφωμένα πετρώματα και στις πυριγενείς διεισδύσεις ο συντελεστής κατείσδυσης των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων εκτιμάται, αναλόγως του βαθμού κατακερματισμού, της κλίσης του αναγλύφου, κ.α. σε ποσοστό 3-10%. Το υπόγειο νερό που κυκλοφορεί στις ασυνέχειες του πετρώματος σε βάθη >30 m είναι υπό πίεση. Από τις υδρευτικές γεωτρήσεις που έχουν ανορυχθεί στα μεταμορφωμένα πετρώματα διαπιστώθηκε ότι τα υπόγεια νερά κυκλοφορούν στα ρήγματα και γενικά στις ασυνέχειες αυτών και σε ορισμένες περιπτώσεις η παροχή των υδρογεωτρήσεων στα πετρώματα αυτά κυμαίνεται από m 3 /h (Βεράνης, 2002). Με βάση τα υδρογεωλογικά τους χαρακτηριστικά διακρίνονται δύο κύριες υδροστρωματογραφικές ενότητες: Διαβρωμένος βιοτιτικός, διμαρμαρυγιακός γνεύσιος, αμφιβολίτης και πυριγενείς διεισδύσεις: Τα πρώτα m των γνευσίων, αμφιβολιτών και των πυριγενών διεισδύσεων είναι κατά θέσεις πολύ έντονα κατακερματισμένα λόγω των επιφανειακών διεργασιών διάβρωσης και αποσάθρωσης. Η υδραυλική αγωγιμότητα της ζώνης διάβρωσης είναι μικρότερη από τον υποκείμενο υγιή γνεύσιο, αμφιβολίτη, πορφύρη. Οι κατακλάσεις και ρωγμές στη ζώνη διάβρωσης έχουν πληρωθεί και συγκολληθεί από οξείδια του σιδήρου και του μαγγανίου. Το εδαφικό κάλυμμα που υπέρκειται των γνευσίων και αμφιβολιτών συνίσταται από αργιλικά ορυκτά που προήλθαν από τη χημική εξαλλοίωση πετρογενετικών ορυκτών (Βεράνης, 2002). 50

52 Τα φαινόμενα των υδροθερμικών εξαλλοιώσεων δημιουργούν μεγάλες ποσότητες αργιλικών ορυκτών και λειμωνίτη (πρωτογενούς ή δευτερογενούς κατά τη χημική αποσάθρωση) με συνέπεια να κλείνουν οι ρωγμές, κατακλάσεις των πυριγενών ή μεταμορφωμένων πετρωμάτων και να παρεμποδίζεται η κυκλοφορία του νερού (Βεράνης, 2002). Η διήθηση του νερού προς το βάθος ή στα υπόγεια έργα μέσω της διαβρωμένης ζώνης αναμένεται να είναι χαμηλή λόγω του μικρού συντελεστή κατείσδυσης (3-10%). Το περισσότερο τμήμα της ζώνης διάβρωσης αναμένεται να είναι ακόρεστο σε νερό και ο υδροφόρος ορίζοντας αναμένεται να είναι στο κατώτερο τμήμα κοντά στην επαφή με τον υγιή γνεύσιο, αμφιβολίτη. Η υδραυλική αγωγιμότητα της ζώνης διάβρωσης εκτιμάται με βάση και τα δεδομένα από τα αποτελέσματα των δοκιμών εισπίεσης νερού σε γεωτεχνικές γεωτρήσεις ότι είναι Κ=10-6 m/s έως 10-9 m/s (Βεράνης, 2002). Η εκφόρτιση της υδροστρωματογραφικής αυτής ενότητας γίνεται μέσω μικροαναβλύσεων και πηγών που απαντούν στα χαμηλότερα τοπογραφικά σημεία και κατά μήκος της κοίτης των ρεμάτων. Οι σημαντικότερες πηγές έχουν παροχή 0,5-5 m 3 / h (Βεράνης, 2002). Υγιείς γνεύσιοι, αμφιβολίτες, πυριγενείς διεισδύσεις: Ο υγιής μη αποσαθρωμένος βιοτιτικός γνεύσιος είναι έντονα τεκτονισμένος και κατακερματισμένος από σύστημα διακλάσεων και ρήγματα. Το περισσότερο νερό στα πετρώματα αυτά κυκλοφορεί μέσω διακλάσεων, διατμητικών ζωνών και ρηγμάτων. Η παρουσία πηγματικών απλιτικών φλεβών αυξάνει την υδραυλική αγωγιμότητα των πετρωμάτων αυτών. Η υδραυλική αγωγιμότητα ποικίλει σημαντικά και εξαρτάται άμεσα από την έκταση και το βαθμό ρωγμάτωσης και κατακερματισμού του πετρώματος. Η συνολική υδραυλική αγωγιμότητα στους τεκτονισμένους γνεύσιους εκτιμάται με βάση και τα δεδομένα από τα αποτελέσματα των δοκιμών εισπίεσης νερού σε γεωτεχνικές γεωτρήσεις ότι κυμαίνεται από Κ= 10-6 m/s έως10-4 m/s και στους υγιείς μη τεκτονισμένους γνευσίους εκτιμάται ότι κυμαίνεται από Κ= 10-6 m/s έως 10-9 m/s (Βεράνης, 2002). 51

53 Υπόγεια νερά (πηγές, γεωτρήσεις υδρευτικές) Κατά μήκος της κοίτης των κύριων ρεμάτων (2 ης - 4 ης τάξης) εντοπίζονται σε βάθος m κάτω από την κοίτη του ρέματος οι εξής υδροφορείς: - ένας ελεύθερος υδροφορέας που κατά θέσεις εκφορτίζει την ημιορεινή ζώνη στα χαμηλότερα τοπογραφικά σημεία συμβάλλοντας στην αύξηση της επιφανειακής απορροής. Ο υδροφόρος αυτός ορίζοντας ακολουθεί κατά προσέγγιση την επαφή μεταξύ του υπερκείμενου αποσαθρωμένου γνευσίου και του υποκείμενου υγιούς γνευσίου (Βεράνης, 2002). - υπό πίεση υδροφορείς που σχετίζονται με την κυκλοφορία του υπόγειου νερού στις ασυνέχειες των βραχωδών πετρωμάτων (σχήμα 1). Από υδρογεωτρήσεις στην ευρύτερη περιοχή μελέτης διαπιστώθηκαν παροχές άντλησης m 3 /h. Η υδροφορία στη λοφώδη- ημιορεινή ζώνη παρουσιάζει ανομοιογένεια που αποδίδεται στις τοπικής κλίμακας μεταβολές της υδροπερατότητας που οφείλονται στις ασυνέχειες του πετρώματος. Παρόλα αυτά οι υπό πίεση υδροφορείς των βραχωδών πετρωμάτων έχουν αξιόλογη υδροδυναμικότητα και μπορούν να εκμεταλλευθούν για την επίλυση υδρευτικών προβλημάτων (Βεράνης, 2002). 52

54 Σχήμα 1. Απλοποιημένο σχήμα της κίνησης του υπόγειου νερού σε λοφώδη- ημιορεινή περιοχή (Βεράνης, 2002). 7.1.α. Υπολεκάνη Μπαξίνας Λάκκος. Πηγές. Στον άνω ρου του Μπαξίνα Λάκκο στο υψόμετρο 600 m εντοπίζονται αναβλύσεις και μικροπηγές μέσα στην κοίτη του ρέματος Μπαξίνα που έχουν συλλεχθεί σε υδραγωγείο και χρησιμοποιούνται για την ύδρευση του Δ. Δ. Ολυμπιάδας. Οι μικροαναβλύσεις εκφορτίζουν τον αποσαθρωμένο μανδύα των βιοτιτικών γνευσίων με τις παρεμβολές των ανατηξιτών και του κατώτερου μαρμάρου στην ημιορεινή ζώνη. Η συνολική παροχή στη θέση του υδραγωγείου είναι 5-10 m 3 /h κατά την ξηρά περίοδο (Ιούνιος- Οκτώβριος), ενώ κατά την υγρά περίοδο (Νοέμβριος Μάιος) είναι m 3 /h. 53

55 Γεωτρήσεις. Σημειώνεται ότι από την άντληση των νερών του μεταλλείου Ολυμπιάδας (450 m 3 /h) δημιουργείται κώνος πτώσης στάθμης που έχει ακτίνα επιρροής 600 m γύρω από το κεντρικό πηγάδι του μεταλλείου. Ο κώνος αυτός περιλαμβάνει μέρος των υδρολογικών υπολεκανών Μπασδέκη και Μπαξίνας (Βεράνης 2002). 7.1.β.Υπολεκάνη Μπασδέκη Λάκκος. Μικροπηγές εντοπίζονται σε υψόμετρο 580 m στη θέση Κρυονέρι. Στην κοίτη του ρέματος Μπασδέκη σε υψόμετρο m εντοπίζονται μικροαναβλύσεις που έχουν συλλεχθεί σε υδραγωγείο στη θέση ΟΛ-Π-2, υψόμετρο 120m και χρησιμοποιούνται για την ύδρευση του Δ.Δ. Ολυμπιάδας. Οι μικροαναβλύσεις εκφορτίζουν τον αποσαθρωμένο μανδύα των βιοτιτικών γνευσίων μέσα στην κοίτη του ρέματος Μπασδέκη. Η συνολική παροχή στη θέση του υδραγωγείου είναι 10 m 3 /h κατά την ξηρή περίοδο, ενώ κατά την υγρή περίοδο είναι m 3 /h (Βεράνης, 2002). 7.1.γ. Υπολεκάνη Μαυρόλακκα. Πηγές. Στον άνω ρου του Κηπουρίστα σε υψόμετρο 340 m (ΚΗ-1) (χάρτης 7) εντοπίζεται πηγή με παροχή m 3 /h. Η πηγή εκφορτίζει τον αποσαθρωμένο βιοτιτικό γνεύσιο και ορίζοντα μαρμάρου. Το νερό της συλλέγεται σε υδραγωγείο και μεταφέρεται με σωληνώσεις στη θέση Πέντε Βρύσες. Γεωτρήσεις. Στον άνω ρου του Κηπουρίστακαι σε υψόμετρο 640 m έγινε ανόρυξη υδρογεώτρησης (ΒΓ- 1) για την εξυπηρέτηση των υδρευτικών αναγκών του 54

56 Δ.Δ. Βαρβάρας. Το βάθος της γεώτρησης είναι 120 m και διέτρησε βιοτιτικό γνεύσιο, πηγματίτη και φακό μαρμάρου (Βεράνης, 2002). 7.1.δ. Υπολεκάνη Πετρόλακκα. Υδρογεωλογικά η λεκάνη αποτελείται από ημιπερατά αδιαπέρατα πετρώματα ( μικροκλινικός γνεύσιος, βιοτιτικός γνεύσιος) που στην επιφάνεια και μέχρι ένα βάθος 5m περίπου είναι διαβρωμένα αποσαθρωμένα (Βεράνης, 2002). Η επίπεδη περιοχή δυτικά της οικιστικής περιοχής κοινότητας Ολυμπιάδας καλύπτεται από αργίλους και αποσαθρωμένο μανδύα μικροκλινικού γνευσίου και πλησιάζοντας προς την υδρολογική λεκάνη Μπασδέκη Λάκκου εντοπίζονται οι ποταμοχειμάρρειες αποθέσεις από κροκαλοπαγή, άμμους, χάλικες (Βεράνης, 2002). Τρεις υδρευτικές υδρογεωτρήσεις (ΟΛ-1, ΟΛ-2, ΟΛ-3) (χάρτης 8) που ανορύχθηκαν στις θέσεις Κρανόλακκας, ρέμα παλαιού Σχολείου και Ξύδα αντίστοιχα διέτρησαν τον αποσαθρωμένο μανδύα πάχους 5-10m και υγιή μικροκλινικό γνεύσιο μέχρι βάθους 130m η υδροφορία εντοπίζεται κύρια στα ρήγματα σε βάθος m και οι παροχές άντλησης των γεωτρήσεων είναι m 3 /h. Στην περιοχή αυτή εντοπίζονται και αβαθείς γεωτρήσεις ιδιωτών που διέτρησαν χαλαρά ιζήματα και τον αποσαθρωμένο μανδύα (Βεράνης, 2002). Η τροφοδοσία των ρωγματωμένων υδροφορέων στις γεωτρήσεις της λεκάνης Πετρόλακκα γίνεται από την κατείσδυση των κατακρημνισμάτων στους γνευσίους της λοφώδους περιοχής και την εν συνεχεία κυκλοφορία των υπόγειων νερών μέσω των ρηγμάτων και των κατακλάσεων (Βεράνης, 2002). 55

57 Χάρτης 8. Θέσεις γεωτρήσεων στην περιοχή μελέτης σε σχέση με την τοπογραφία και το υδρογραφικό δίκτυο των υπολεκανών. (Δεδομένα από Γ.Υ.Σ.,1982,Τοπογραφικοί χάρτες 1:50.000, φύλλα: Ιερισσός, Σταυρός, Στρατονίκη) 56

58 7.2.Υδροφορία στα ιζηματογενή πετρώματα. Τα ιζηματογενή πετρώματα εμπλουτίζονται με νερό από τις βροχοπτώσεις, τις επιφανειακές απορροές, από την πλευρική διήθηση προς αυτά των βραχωδών πετρωμάτων και στην περιοχή του ρέματος Μαυρόλακκας, από την εκφόρτιση των νερών των μεταλλείων. Το υπόγειο νερό στους αβαθείς υδροφόρους (<30m) είναι ελεύθερο, ενώ στους βαθείς υδροφορείς (30-90m) λόγω των παρεμβολών αργιλικών ενστρώσεων είναι υπό -πίεση (Βεράνης, 2002). Δεν παρατηρείται διείσδυση θαλασσινού νερού στους χαλαρούς σχηματισμούς, γεγονός που αποδίδεται στη μεγάλη υδραυλική κλίση της στάθμης νερού. Χαρακτηριστικό των ιζηματογενών πετρωμάτων της περιοχής είναι η ταχεία τους αναπλήρωση με νερό κατά την υγρή περίοδο (Νοέμβριος- Μάιος) κύρια από τη διήθηση των επιφανειακών απορροών (Βεράνης, 2002). Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι αλλουβιακές αποθέσεις είναι οι πιο πλούσιοι υδατοταμιευτήρες, αλλά στην περιοχή μελέτης τα υπόγεια νερά των χαλαρών σχηματισμών έχουν υποστεί σημαντική υποβάθμιση που αποδίδεται στη γηγενή ρύπανση, αλλά κύρια στην παλιά και σύγχρονη μεταλλευτική δραστηριότητα. Στην περιοχή μελέτης ιδιαίτερα έχει ρυπανθεί η περιοχή του κάτω ρου του Μαυρόλακκα (Βεράνης, 2002). 7.2.α. Αλλουβιακή λεκάνη Ολυμπιάδας. Η τροφοδοσία των υδροφόρων οριζόντων γίνεται από : - την κατείσδυση των επιφανειακών νερών των υδρορεμάτων του Ξερόλακκα, του Μαυρόλακκα (όπου απορρίπτονται και τα νερά του μεταλλείου x10 6 m 3 /yr), του Μπασδέκη Λάκκου και του Μπαξίνα Λάκκου. - από την πλευρική εκφόρτιση των υπόγειων νερών που κυκλοφορούν στην ημιορεινή ζώνη και 57

59 - από τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα. Η κατείσδυση των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων ευνοείται από το επίπεδο ανάγλυφο της περιοχής και τη χαμηλή κλίση του (1-3%) (Βεράνης, 2002). Σε υψόμετρο 0-30m στην αλλουβιακή λεκάνη εντοπίζεται ένα υδροφόρο σύστημα εκτάσεως 3.0 km 2, πάχους 70m περίπου ή και περισσότερο που αποτελείται από εναλλαγές κροκαλοπαγών, χαλίκων, άμμων και στρωμάτων αργίλων. Από στοιχεία αβαθών υδρογεωτρήσεων προκύπτει ότι το σύστημα αυτό είναι ελεύθερο στα πρώτα μέτρα (10-40m). Yπό πίεση είναι οι υδροφορείς που εντοπίζονται κοντά στην επαφή με το υπόβαθρο ή μέσα στο υπόβαθρο. Το γεγονός αυτό μπορεί να εξηγηθεί από την παρουσία στρωμάτων αργίλου πάχους 10m που παρεμβάλλονται στα στρώματα των κροκαλοπαγών και χαλίκων ή μεταξύ του υποβάθρου και των κροκαλοπαγών βάσης. Οι υδραυλικοί παράμετροι του αλλουβιακού υδροφορέα προκύπτουν από δοκιμές άντλησης είναι: Συντελεστής μεταβιβαστικότητας:τ = 4x10-3 m 2 /s, Συντελεστής υδροπερατότητας για πάχος υδροφορέα b= 15m: K= 2.7x10-4 m/s (Βεράνης, 2002). Κατά την ξηρή περίοδο οι στάθμες του υπόγειου νερού ποικίλουν σε βάθος από 3,0-12,5m. Σε πλημμυρικές καταστάσεις κατά την υγρή περίοδο η στάθμη φθάνει σε ορισμένες θέσεις μέχρι την επιφάνεια του εδάφους. Από σταθμημετρήσεις κατά τους μήνες Σεπτέμβριο- Ιανουάριο- Μάιο παρατηρούνται διακυμάνσεις στάθμης από 0,6-6,0m με το μεγαλύτερο εύρος διακύμανσης είναι στο δυτικό μέρος της περιοχής. Θα πρέπει να αναφερθεί, ότι σε όλη την έκταση της λεκάνης, ακόμη και κοντά στις ακτές, δεν υπάρχουν υφάλμυρα νερά, γεγονός που μαρτυρεί ότι λόγω του αυξημένου υδραυλικού φορτίου γίνεται εκφόρτιση υπόγειου νερού στη θάλασσα και ότι υπάρχει υδραυλική ισορροπία γλυκού θαλασσινού νερού (σχήμα 2) (Βεράνης,2002). Από προηγούμενες μελέτες υδρολογικού ισοζυγίου προκύπτει ότι τα μόνιμα αποθέματα του αλλουβιακού υδροφορέα είναι 15x10 6 m 3 και σ αυτά πρέπει να προστεθούν τα αποθέματα των υπό πίεση ρωγματωμένων υδροφορέων που υπόκεινται των χαλαρών ιζημάτων. Αντίστοιχα τα ετησίως ανανεώσιμα αποθέματα νερού στην αλλουβιακή λεκάνη Ολυμπιάδας είναι 1,3x10 6 m 3. Το 58

60 μεγαλύτερο τμήμα των υδάτινων αυτών αποθεμάτων δεν πληροί τις προδιαγραφές του πόσιμου νερού (Βεράνης, 2002). 59

61 Σχήμα 2. Σχηματική λιθολογική -υδρογεωλογική τομή στην πεδινή περιοχή της Ολυμπιάδας(Βεράνης,2000). 60

62 Δ. ΥΛΙΚΑ- ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν τα εξής: Γεωλογικός χάρτης 1: του Ι.Γ.Μ.Ε., φύλλο : Ολυμπίαδας -Στρατωνίου Μεγάλης Παναγιάς- Παλαιοχωρίου. Τοπογραφικοί χάρτες 1: της Γ.Υ.Σ., φύλλα: Ιερισσός, Σταυρός, Στρατονίκη. Εικόνα ΕΤΜ+ του Landsat-7 (multispectral), ημερομηνία λήψης 11/01/2001, με τα εξής χαρακτηριστικά: path:183 row: 032 pixel size: 30 columns:6920 rows: 5960 Εικόνα ΕΤΜ+ του Landsat-7 (panchromatic), ημερομηνία λήψης 11/01/2001, με τα εξής χαρακτηριστικά: path: 183 row: 032 pixel size: 15 columns: rows: Εικόνες Quickbird (multispectral και panchromatic), ημερομηνία λήψης 04/11/2006. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω λογισμικά: Λογισμικό ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας: ENVI Γεωγραφικά Συστήματα πληροφοριών (G.I.S) : ArcGIS

63 Σε αυτό το σημείο σημειώνεται, ότι το γεωδαιτικό Datum που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία ήταν το Παγκόσμιο Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (Γ.Σ.Α.) WGS 84 (World Geodetic System 1984) του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ, καθώς και η Παγκόσμια Εγκάρσια Μερκατορική προβολή (απεικόνιση). 62

64 Ε. ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η επεξεργασία των τηλεπισκοπικών δεδομένων μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι η διαδικασία κατά την οποία γίνονται διάφορες εργασίες στην εικόνα με σκοπό την εξαγωγή κατά το δυνατόν περισσότερης ποιοτικής και ποσοτικής πληροφορίας. Λόγω του μεγάλου όγκου των τηλεπισκοπικών δεδομένων εικόνων, είναι αδύνατη ή θ απαιτούσε πολύ χρόνο η επεξεργασία τους με μεθόδους από την κλασική Φωτοερμηνεία. Γι αυτό η επεξεργασία των τηλεπισκοπικών δεδομένων γίνεται σε Η/Υ, με απαραίτητη προϋπόθεση την ψηφιακή μορφή των δεδομένων. Το μεγάλο πλεονέκτημα των δορυφορικών εικόνων είναι ότι καταγράφονται σε ψηφιακή μορφή πάνω σε μαγνητικές ταινίες, οι οποίες είναι κατάλληλες για επεξεργασία σε Η/Υ (Computer Compatible Tapes, CCTs), ή σήμερα συνήθως πάνω σε cdroms (Μ. Τσακίρη- Στρατή, 2004). Η ψηφιακή επεξεργασία των τηλεπισκοπικών εικόνων έχει μεγάλη χρήση στην παραγωγή ψηφιακών θεματικών χαρτών, σχετικών με θέματα του γήινου περιβάλλοντος, στην ενημέρωση των ήδη υπαρχόντων χαρτών, λόγω της περιοδικότητας των εικόνων, καθώς και στο σχεδιασμό και παρακολούθηση φυσικών ή τεχνητών φαινομένων όπως για παράδειγμα πλημμυρισμένων και καμένων δασικών περιοχών. Έτσι με τη βοήθεια ειδικών φίλτρων, οι τηλεπισκοπικές εικόνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μελέτες παρακολούθησης της ρύπανσης του περιβάλλοντος, στην εκτίμησης κάποιας φυσικής καταστροφής, στην ανεύρεση και εκμετάλλευση φυσικών πόρων, στην παρακολούθηση ειδικών καλλιεργειών, στην πρόβλεψη παραγωγής κ.α. (Μ. Τσακίρη-Στρατή, 2004). 63

65 2.ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΥΛΟ ΤΟΥ ΔΟΡΥΦΟΡΟΥ LANDSAT-7 ETM+. Η επιφανειακή θερμότητα των αντικειμένων της γήινης επιφάνειας, που παρέχει ο θερμικός δίαυλος των δορυφόρων Landsat-7/ΕΤΜ+ υπολογίστηκε ακολουθώντας τα ακόλουθα βήματα: 1. Αρχικά η ψηφιακή τιμή μετατράπηκε σε ακτινοβολία L, σύμφωνα με την σχέση: L= c 0 + c 1 *DN Όπου οι συντελεστές, για τον δίαυλο 6, του δορυφόρου Landsat-7 ETM+ είναι: c 0 =0, c 1 =0,06682 (mwcm -2 sr -1 μm-1) 2. Στη συνέχεια η ακτινοβολία μετατράπηκε σε θερμότητα Τ c (βαθμοί Κελσίου), μέσω της σχέσης: T c = K 2 /(ln(k 1 /L)+1) -273 Όπου Κ1 η σταθερά βαθμονόμησης 1 (σε watts/m 2 srμm) και Κ2 η σταθερά βαθμονόμησης 2 (σε Watts/m 2 srμm) Οι συντελεστές Κ 1, Κ 2 εξαρτώνται από το εύρος των θερμοκρασιών. Οι προκαθορισμένες τιμές για τον δορυφόρο Landsat-7/ΕΤΜ+ είναι Κ 1 =666,09 και Κ 2 = 1282,71 (Τσολακίδης,2004)(Nikolakopoylos et.al., 2003). Τα αποτελέσματα των μετασχηματισμών, δηλαδή των ψηφιακών τιμών DN του θερμικού διαύλου σε βαθμούς Κελσίου, παρουσιάζονται παρακάτω, ύστερα από χρήση του λογισμικών ENVI και ArcGIS για την πραγματοποίηση τους (εικόνα 3). 64

66 Εικόνα 3. Επεξεργασμένη εικόνα που προέκυψε από τον υπολογισμό της επιφανειακής θερμοκρασίας από τον θερμικό δίαυλο του δορυφόρου Landsat-7/ETM+, με την χρήση των λογισμικών ENVI και ArcGIS. 65

67 Αν στην παραπάνω εικόνα οι διάφορες διαβαθμίσεις του τεφρού χρώματος αντικατασταθούν με διαφορετικά χρώματα, προκύπτει καλύτερο οπτικό αποτέλεσμα (εικόνα 4). Η παραπάνω μέθοδος καλείται ψευδοέγχρωμη απεικόνιση, και προέρχεται από μια φασματική ζώνη. Κατά την εφαρμογή της, οι διαβαθμίσεις (τόνοι) του τεφρού χρώματος (gray tones) κωδικοποιούνται σε χρώματα, ανάλογα με κάποιο χρωματικό πίνακα (color table). Το οπτικό αποτέλεσμα είναι καλύτερο καθώς το ανθρώπινο μάτι μπορεί να διακρίνει περισσότερα διαφορετικά χρώματα (εκατοντάδες) από ότι διαφορετικές διαβαθμίσεις του τεφρού χρώματος (15 έως 25) (Τσακίρη, 2004). 66

68 Εικόνα 4. Ψευδοέγχρωμη απεικόνιση (pseusocolour display) της αρχικής θερμικής εικόνας, με τα λογισμικά ENVI και ΑrcGIS. 67

69 3.ΛΟΓΟΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΩΝ ΖΩΝΩΝ. Η τεχνική του λόγου των φασματικών ζωνών είναι μια βελτιστοποίηση της εικόνας η οποία προκύπτει από την διαίρεση της τιμής έντασης των εικονοστοιχείων μιας φασματικής ζώνης -ή αλλιώς του ψηφιακού αριθμού (Digital Nummber/DN)- με την τιμή έντασης των αντίστοιχων εικονοστοιχείων μιας άλλης φασματικής ζώνης. Το κύριο πλεονέκτημα της παραπάνω τεχνικής είναι ότι μεταβιβάζει (διατηρεί) τα φασματικά ή χρωματικά χαρακτηριστικά των εικονοστοιχείων, ανεξάρτητα από τις διαφορές στη φωτεινότητα (Συλλαιός, 2000). Οι εικόνες που προκύπτουν από την τεχνική αυτή είναι χρήσιμες για να αποκαλύπτουν λεπτές διαφορές σε μια εικόνα, όταν αυτές καλύπτονται από τις διαφοροποιήσεις της φωτεινότητας (Συλλαίος, 2000). Σε μια εικόνα λόγων ή αναλογίας (ratio image), οι περιοχές που απεικονίζονται με λευκό ή μαύρο χρώμα αντιστοιχούν σε εικονοστοιχεία, τα οποία έχουν τη μεγαλύτερη διαφορά στην ανακλαστικότητα ανάμεσα στις δύο φασματικές ζώνες. Οι πιο σκοτεινές φασματικές ταυτότητες είναι περιοχές όπου ο παρονομαστής της αναλογίας είναι μεγαλύτερος από τον αριθμητή. Αντίστοιχα, ο αριθμητής είναι μεγαλύτερος από τον παρονομαστή για τις πιο φωτεινές φασματικές ταυτότητες. Όπου ο παρονομαστής και ο αριθμητής είναι ίδιοι δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ των δύο φασματικών ζωνών. Εικόνες αναλογίας μπορούν να συνδυαστούν και να δώσουν σύνθετες ψευδοχρωματικές εικόνες (Sabins,1987). Οι ψευδοχρωματικές εικόνες (False Colour Composite/FCC) είναι πολυφασματικές εικόνες, οι οποίες προκύπτουν από την σύνθεση τριών μονοφασματικών ζωνών (εικόνων). Στη συγκεκριμένη εργασία, η τεχνική του λόγου των εικόνων χρησιμοποιήθηκε εμμέσως, στα πλαίσια των δεικτών βλάστησης και υπέρυθρης ακτινοβολίας, που παρουσιάζονται στη συνέχεια. 68

70 Πριν την περιγραφή των λόγων των φασματικών ζωνών που χρησιμοποιήθηκαν, θα πρέπει να αναφερθεί πως αρχικά πραγματοποιήθηκε συγχώνεση (data fusion) της παγχρωματικής εικόνας Landsat-7/ETM+ και των έξι ζωνών (1, 2, 3, 4, 5 και 7, εκτός της φασματικής ζώνης 6 του ενισχυμένου θεματικού χαρτογράφου, λόγω της χαμηλής διακριτικής της ικανότητας (60m)) της πολυφασματικής εικόνας Landsat-7/ETM+, με την χρήση του λογισμικού ENVI, με σκοπό την επίτευξη καλύτερης διακριτικής ικανότητας (15m αντί 30m) στις έξι ζώνες της πολυφασματικής εικόνας. Επίσης, συγχώνευση (data fusion) πραγματοποιήθηκε μεταξύ της παγχρωματικής και όλων των ζωνών (1, 2, 3 και 4) της πολυφασματικής εικόνας του δορυφόρου QuickBird, ώστε να επιτευχθεί διακριτική ικανότητα 0,6m (αντί 2,44m) στις 4 φασματικές ζώνες της πολυφασματικής εικόνας. Για την συγχώνευση των δύο εικόνων χρησιμοποιήθηκε ο μετασχηματισμός Κύριων Συνιστωσών (Principal Component Analysis/ PCA). Κατά την διαδικασία αυτή υπολογίζονται αρχικά οι κύριες συνιστώσες της πολυφασματικής εικόνας, έπειτα αντικαθίσταται η πρώτη συνιστώσα (PC-1) με την παγχρωματική εικόνα και τέλος εκτελείται ένας αντίστροφος μετασχηματισμός Κύριων Συνιστωσών. 69

71 3.1.Δείκτης βλάστησης. Ο πιο συνηθισμένος δείκτης βλάστησης που χρησιμοποιείται στην Τηλεπισκόπηση είναι ο Δείκτης Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Normalized Difference Vegetation Index/ NDVI), ο οποίος ορίζεται ως εξής (Tugrul Yilmaz M.et.al.,2007): NDVI= (ρ ρ 0.66 ) / (ρ ρ 0.66 ) Όπου ρ 0.85 ο αριθμός/τιμή ανακλαστικότητας της κοντινής υπέρυθρης ζώνης και ρ 0.66 ο αριθμός/τιμή ανακλαστικότητας της ερυθρής ζώνης, με μήκος κύματος 0.85 μm και 0.66 μm, αντίστοιχα (Tugrul Yilmaz M.et.al.,2007). Γενικά ο δείκτης βλάστησης είναι ο λόγος: NIR-R/NIR+R όπου NIR=Near Infrared (κοντινό υπέρυθρο) και R=Red (ερυθρό). Στην περίπτωση του Landsat-7/ETM+, ο παραπάνω τύπος διαμορφώνεται ως εξής: NDVI= 4-3/4+3 Όπου 4 η φασματική ζώνη της κοντινής υπέρυθρης ακτινοβολίας, στον δορυφόρο Landsat-7/ETM+, και 3 η φασματική ζώνη της ερυθρής ακτινοβολίας. Αυτός ο δείκτης διαφοροποιεί την πράσινη βλάστηση από το υποκείμενο έδαφος. Τα αποτελέσματα της εφαρμογής του παραπάνω δείκτη βλάστησης, στην πολυφασματική εικόνα Landsat-7/ΕΤΜ+, παρουσιάζονται στην εικόνα 5 ενώ στην εικόνα 6 παρουσιάζεται η ψευδοέγχρωμη απεικόνιση της αρχικής εικόνας. 70

72 Εικόνα 5. Εικόνα που προέκυψε από την εφαρμογή του Δείκτη Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Normalized Difference Vegetation Index/ NDVI), με το λογισμικό ENVI. 71

73 Εικόνα 6. Ψευδοέγχρωμη απεικόνιση (pseudocolour display) της αρχικής εικόνας NDVI, με το λογισμικό ENVI. Η διαβάθμιση της τιμής του NDVI αντικατοπτρίζει την έκταση της βλάστησης. Χαμηλή τιμή NDVI (σκούρο μπλε χρώμα) συνεπάγεται απουσία βλάστησης, ενώ υψηλή τιμή NDVI (ανοιχτό πράσινο χρώμα) αντιπροσωπεύει έντονη παρουσία βλάστησης. 72

74 Επίσης, η εφαρμογή του Δείκτη Βλάστησης (NDVI) εφαρμόστηκε και στην πολυφασματική εικόνα QuickBirb, με την χρήση των λογισμικών ENVI και ArcGIS. Για την εικόνα QuickBird ισχύουν όλα όσα αναφέρθηκαν παραπάνω, στην περίπτωση της εικόνας Landsat/ETM+. Τα αποτελέσματα αυτής της εφαρμογής φαίνονται στις εικόνες 7 και 8. Τα αποτελέσματα της εικόνας Quickbird είναι πολύ πιο βελτιωμένα, από άποψη διακριτικής ικανότητας, σε σχέση με την εικόνα Landsat-7/ETM+, αλλά η τμηματική κάλυψη της περιοχής από αυτήν δεν επαρκεί για την εξαγωγή συμπερασμάτων. 73

75 Εικόνα 7. Εικόνα που προέκυψε από την εφαρμογή του Δείκτη Βλάστησης Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Normalized Difference Vegetation Index/ NDVI), με το λογισμικό ENVI. 74

76 Εικόνα 8. Ψευδοέγχρωμη απεικόνιση (pseudocolour display) της αρχικής εικόνας NDVI, με το λογισμικό ENVI. Η διαβάθμιση της τιμής του NDVI αντικατοπτρίζει την έκταση της βλάστησης. Χαμηλή τιμή NDVI (σκούρο μπλε χρώμα) συνεπάγεται απουσία βλάστησης, ενώ υψηλή τιμή NDVI (ανοιχτό πράσινο χρώμα) αντιπροσωπεύει έντονη παρουσία βλάστησης. 75

77 3.2.Δείκτης Υπέρυθρου. Εκτός από τον NDVI, εφαρμόστηκε επίσης ο Δείκτης Υπέρυθρου Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Norrmalized Difference Infrared Index/ NDII), ο οποίος υπολογίζεται ως εξής (Tugrul Yilmaz M. et.al., 2007): NDII= (ρ 0.85 ρ 1.65 ) / (ρ ρ 1.65 ) Όπου ρ 0.85 η ανάκλαση της κοντινής υπέρυθρης ζώνης και ρ 1.65 η ανάκλαση της shortwave- υπέρυθρης ζώνης, με μήκος κύματος 0.85 μm και 1.65 μm, αντίστοιχα (Tugrul Yilmaz M.et.al., 2007).Ο δείκτης NDII σχετίζεται με την υγρασία της βλάστησης. Στην περίπτωση του Landsat-7/ETM+, ο παραπάνω τύπος διαμορφώνεται ως εξής: NDΙI= 4-5/4+5 Όπου 4 η φασματική ζώνη της κοντινής υπέρυθρης ακτινοβολίας, στον δορυφόρο Landsat-7/ETM+, και 5 η φασματική ζώνη της βραχείας (shortwave infrared/ SWIR)-υπέρυθρης ακτινοβολίας. Η εφαρμογή του παραπάνω δείκτη στην πολυφασματική εικόνα Landsat-7 έδωσε τα αποτελέσματα που φαίνονται στην ψευδοέγχρωμη εικόνα 9. Στην ψευδοέγχρωμη εικόνα 9 παρατηρείται ότι στην περιοχή μελέτης ο δείκτης έχει κυρίως τιμές 0 και 1. Οι τιμές αυτές είναι χαμηλές και δείχνουν περιοχές με υψηλή υγρασία βλάστησης. Στην αλλουβιακή πεδιάδα της Ολυμπιάδας παρατηρούνται κάποια σημεία όπου ο δείκτης αυτός παίρνει υψηλές τιμές( ). Οι τιμές αυτές δικαιολογούνται εάν λάβουμε υπόψη πως στις περιοχές αυτές καλλιεργούνται σιτηρά και την περίοδο λήψης της εικόνας (11/01/2001) η βλάστηση ήταν ελάχιστα ανεπτυγμένη έως ανύπαρκτη. Ο Δείκτης Υπέρυθρου Κανονικοποιημένης Διαφοράς (Norrmalized Difference Infrared Index/ NDII), δεν μπορεί να εφαρμοστεί στην περίπτωση της 76

78 πολυφασματικής (multispectral) εικόνας του δορυφόρου QuickBird, γιατί η φασματική ζώνη της βραχείας (shortwave infrared/ SWIR) -υπέρυθρης ακτινοβολίας (1-3 μm) δεν καταγράφεται από αυτόν τον δορυφόρο. 77

79 Εικόνα 9. Ψευδοέγχρωμη απεικόνιση (pseudocolour display) της αρχικής εικόνας NDII, με το λογισμικό ENVI. Η διαβάθμιση της τιμής του NDII αντικατοπτρίζει την υγρασία της βλάστησης. Χαμηλή τιμή NDII (λευκό χρώμα) συνεπάγεται περισσότερη υγρασία, ενώ υψηλή τιμή NDII (σκούρο καφέ χρώμα) αντιπροσωπεύει απουσία υγρασίας. 78

80 4.ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΥΡΙΩΝ ΣΥΝΙΣΤΩΣΩΝ Εάν συγκρίνουμε διάφορες φασματικές ζώνες (bands) μιας πολυφασματικής εικόνας, παρατηρούμε πως παρουσιάζουν μεγάλη ομοιότητα. Περιοχές που είναι φωτεινές ή σκοτεινές σε μία ζώνη τείνουν να είναι φωτεινές ή σκοτεινές και σε άλλες φασματικές ζώνες. Η σχέση αυτή φαίνεται στο διάγραμμα διασποράς των εικονοστοιχείων στο χώρο των φασματικών ζωνών. Για παράδειγμα, τοποθετώντας τους ψηφιακούς αριθμούς της φασματικής ζώνης 1 του θεματικού χαρτογράφου (ΤΜ-1) στο ίδιο σύστημα αξόνων με τους ψηφιακούς αριθμούς της φασματικής ζώνης 2 του θεματικού χαρτογράφου (ΤΜ-2), παρατηρούμε πως καθώς αυξάνουν οι ψηφιακοί αριθμοί για την φασματική ζώνη 1 αυξάνουν και για την φασματική ζώνη 2. Έτσι, εάν γνωρίζουμε τον ψηφιακό αριθμό ενός εικονοστοιχείου στη φασματική ζώνη 1, τότε μπορούμε να προβλέψουμε προσεγγιστικά την τιμή του ψηφιακού αριθμού που θα έχει το εικονοστοιχείο στην φασματική ζώνη 2. αυτή η συσχέτιση (correlation) σημαίνει πως υπάρχουν πολλές περιττές πληροφορίες στην ομάδα των πολυφασματικών δεδομένων (multispectral data sets). Εάν αυτές οι περιττές πληροφορίες μειωθούν, τότε το πλήθος των δεδομένων που απαιτείται για να περιγραφεί μια πολυφασματική εικόνα μπορεί να συμπιεστεί (Sabins, 1987). Η Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών (Princfipal Component Analysis/PCA), αρχικά γνωστή και ως μετασχηματισμός Karhunen-Loeve (Loeve, 1955), χρησιμοποιείται για να συμπιέσει σειρές πολυφασματικών δεδομένων υπολογίζοντας ένα νέο σύστημα συντεταγμένων. Για τα δεδομένα που ανήκουν σε 2 φασματικές ζώνες ο μετασχηματισμός καθορίζει ένα νέο άξονα (y 1 ) προσανατολισμένο προς τη μεγαλύτερη διάσταση της κατανομής και έναν δεύτερο άξονα (y 2 ), κάθετο προς τον y 1. Χρησιμοποιώντας έναν γραμμικό συνδυασμό των τιμών των εικονοστοιχείων στο αρχικό σύστημα συντεταγμένων, προκύπτουν οι τιμές των εικονοστοιχείων στο νέο σύστημα συντεταγμένων (Sabins,1987): y 1 = a 11 x 1 +a 12 x 2 y 2 = a 21 x 1 +a 22 x 2 79

81 όπου (x 1, x 2 ): οι συντεταγμένες των εικονοστοιχείων στο αρχικό σύστημα συντεταγμένων (y1, y2): οι συντεταγμένες των εικονοστοιχείων στο νέο σύστημα συντεταγμένων a 11, a 12, a 22 : σταθερές Ο ίδιος μετασχηματισμός κύριων συνιστωσών μπορεί να διεξαχθεί για ομάδες πολυφασματικών δεδομένων, αποτελούμενες από οποιοδήποτε αριθμό φασματικών ζωνών. Επιπρόσθετες διευθύνσεις συντεταγμένων καθορίζονται διαδοχικά. Κάθε νέα συντεταγμένη προσανατολίζεται κάθετα σε όλες τις προηγούμενα καθορισμένες διευθύνσεις και κατά την διεύθυνση των σημείων των δεδομένων των εικονοστοιχείων που έχουν παραμείνει και έχουν την μέγιστη πυκνότητα. Για κάθε εικονοστοιχείο, καθορίζονται νέοι ψηφιακοί αριθμοί για κάθε έναν από τους νέους άξονες συντεταγμένων. Έτσι, ένα σύνολο τιμών ψηφιακών αριθμών (DNs) υπολογίζεται για κάθε εικονοστοιχείο σε σχέση με την πρώτη κύρια συνιστώσα. Αυτοί οι ψηφιακοί αριθμοί στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για να τη δημιουργία της εικόνας της πρώτης κύριας συνιστώσας (PC-1). Η ίδια διαδικασία χρησιμοποιείται για να παραχθούν εικόνες για τις υπόλοιπες κύριες συνιστώσες (Sabins, 1987). Συνοπτικά, η ανάλυση των κύριων συνιστωσών παρουσιάζει τα εξής πλεονεκτήματα: 1. Το μεγαλύτερο μέρος της μεταβλητότητας, σε μια σειρά πολυφασματικών δεδομένων «συμπιέζεται»στις δύο πρώτες εικόνες κύριων συνιστωσών. 2. Ο θόρυβος γενικά μεταφέρεται στις λιγότερο συσχετισμένες εικόνες κύριων συνυστωσών. 3. Οι φασματικές διαφορές μεταξύ των υλικών μπορεί να είναι πιο προφανείς στις εικόνες κύριων συνιστωσών απ ότι στις μεμονωμένες φασματικές ζώνες (Sabins, 1987). Η εφαρμογή της ανάλυσης των κύριων συνιστωσών στην πολυφασματική εικόνα Landsat-7/ETM+, έδωσε βελτιωμένες εικόνες οι οποίες βοήθησαν στον εντοπισμό γραμμώσεων. Ο μετασχηματισμός κυρίων συνιστωσών (principal 80

82 component transformation), εφαρμόσθηκε στις φασματικές ζώνες του ορατού φάσματος (ΤΜ1, ΤΜ2 και ΤΜ3) και στις τρεις φασματικές ζώνες του ανακλώμενου υπερύθρου (ΤΜ4, ΤΜ5 και ΤΜ7). Χρησιμοποιήθηκαν περισσότερο οι εικόνες PC-1(εικόνα 10), PC-2 (εικόνα 11) και PC-3 (εικόνα 12) (οι τρεις πρώτες κύριες συνιστώσες), που περιέχουν περισσότερο από το 99% της πληροφορίας των αρχικών 6 φασματικών ζωνών του ΕΤΜ+. Η επεξεργασία της αρχικής πολυφασματικής εικόνας Landsat-7/ETM+ έγινε με το λογισμικό ENVI. 81

83 Εικόνα 10. Εικόνα που προέκυψε από την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, της πολυφασματικής εικόνας Landsat-7/ETM+, και συγκεκριμένα την πρώτη κύρια συνιστώσα (PC-1). H PC-1 τονίζει περισσότερο τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά, τα οποία είναι συσχετισμένα με τις έξη πρώτες φασματικές ζώνες (Sabins,1987) 82

84 Εικόνα 11. Εικόνα που προέκυψε από την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, της πολυφασματικής εικόνας Landsat-7/ETM+, και συγκεκριμένα την δεύτερη κύρια συνιστώσα (PC-2). H PC-2 τονίζει τις διαφορές μεταξύ των ορατών και των υπέρυθρων φασματικών ζωνών και έτσι βοηθά στην ενίσχυση αυτών των τμημάτων του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (Sabins, 1987). Στην PC-2 δεν τονίζεται το ανάγλυφο, τονίζονται όμως οι περιοχές με διαφορετική ανακλαστικότητα ιδιαίτερα στις πεδινές περιοχές. 83

85 Εικόνα 12. Εικόνα που προέκυψε από την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, της πολυφασματικής εικόνας Landsat-7/ETM+, και συγκεκριμένα την τρίτη κύρια συνιστώσα (PC-3). 84

86 Όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενο κεφάλαιο ψευδοχρωματικές εικόνες (false colour images) είναι οι εικόνες εκείνες στις οποίες τα χαρακτηριστικά της εκάστοτε περιοχής δεν απεικονίζονται με τα πραγματικά τους χρώματα. Στις εικόνες αυτές οι διάφορες φασματικές ζώνες απεικονίζονται ανά τρεις (σύνθεση τριών μονοχρωματικών ζωνών), στην κόκκινη, πράσινη και μπλε χρωματική έξοδο (Οικονομίδης, 2000). Στην παρούσα εργασία δημιουργήθηκαν ψευδοχρωματικές εικόνες χρησιμοποιώντας τις αρχικές φασματικές ζώνες της εικόνας Landsat-7/ETM+ και τις εικόνες που προέκυψαν μετά την Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών. Όπως προτείνεται από τον Σουλακέλλη (1994), για την χαρτογράφηση γραμμώσεων (ρήγματα, υδρογραφικό δίκτυο, διάκριση φασματικών διαφορών) οι βέλτιστες ψευδοχρωματικες εικόνες είναι: Α. (R,G,B)=(PC-1,PC-2,TM-7) (εικόνα 13). Β. (R,G,B)=(TM-4,PC-2,PC-3) (εικόνα 14) Γ. (R,G,B)=(TM-1,PC-2,PC-1) (εικόνα 15) 85

87 Εικόνα 13. Ψευδοχρωματική εικόνα (R,G,B)=(PC-1,PC-2,TM-7). Διακρίνονται η αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας και οι κοίτες των κύριων ρεμάτων, με ροζ χρώμα. 86

88 Εικόνα 14. Ψευδοχρωματική εικόνα (R,G,B)=(TM-4,PC-2,PC-3). 87

89 Εικόνα 15. Ψευδοχρωματική εικόνα (R,G,B)=(TM-1,PC-2,PC-1) 88

90 Η μέθοδος της ανάλυσης των κύριων συνιστωσών εφαρμόστηκε και στην πολυφασματική εικόνα του δορυφόρου QuickBird, με την χρήση του λογισμικού ENVI. Στις εικόνες 16, 17 και 18 φαίνονται τα αποτελέσματα της πρώτης (PC-1), της δεύτερης (PC-2) και της τρίτης (PC-3) κύριας συνιστώσας αντίστοιχα. 89

91 Εικόνα 16. Εικόνα που προέκυψε από την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, της πολυφασματικής εικόνας QuickBird, και συγκεκριμένα από την πρώτη κύρια συνιστώσα (PC-1). 90

92 Εικόνα 17.Εικόνα που προέκυψε από την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, της πολυφασματικής εικόνας QuickBird, και συγκεκριμένα από τη δεύτερη κύρια συνιστώσα (PC-2). 91

93 Εικόνα 18. Εικόνα που προέκυψε από την Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών, της πολυφασματικής εικόνας QuickBird, και συγκεκριμένα την τρίτη κύρια συνιστώσα (PC-3). 92

94 Για την χαρτογράφηση γραμμώσεων στην πολυφασματική εικόνα QuickBird δημιουργήθηκαν οι εξής δύο ψευδοχρωματικές εικόνες: Α. (R,G,B)=(Β-4,PC-2,PC-3) (εικόνα 19) Β. (R,G,B)=(Β-1,PC-2,PC-1) (εικόνα 20) Ο φασματικός συνδυασμός (R,G,B)=(PC-1,PC-2,Β-7) δεν ήταν εφικτός στην περίπτωση της εικόνας Quickbird γιατί από αυτόν τον δορυφόρο καταγράφεται μόνο το κοντινό υπέρυθρο φάσμα (near infrared/nir= μm), ενώ η ζώνη 7 (band 7) Landsat/ETM+ αντιστοιχεί σε τμήμα του βραχέως υπέρυθρου φάσματος (shortwave infrared/swir= 1-3 μm) (βλέπε πίνακες 4 και 5,σελ ). 93

95 Εικόνα 19. Ψευδοχρωματική εικόνα (R,G,B)=(Β-4,PC-2,PC-3). 94

96 Εικόνα 20. Ψευδοχρωματική εικόνα (R,G,B)=(Β-1,PC-2,PC-1). 95

97 ΣΤ. ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΩΝ Γ.Σ.Π. ΚΑΙ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ Τα δεδομένα τη Τηλεπισκόπησης και οι πληροφορίες που προέρχονται από αυτά έχουν ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών. Η Τηλεπισκόπηση και η συσχετιζόμενη τεχνολογία επεξεργασίας εικόνων παρέχουν πρόσβαση σε χωρικές και διαχρονικές πληροφορίες σε κλίμακες τοπικές, ηπειρωτικές και παγκόσμιες. Η διαχείριση και η επαρκής αξιοποίηση τέτοιων πληροφοριών θα είναι η βασική πρόκληση των επόμενων δεκαετιών. Με την έλευση των διαστημικών προγραμμάτων όπως το EOS (Earth Observing System), το πρόβλημα γίνεται ακόμη πιο σύνθετο γιατί μια ποικιλία από νέους αισθητήρες χρησιμοποιούνται για να καλύψουν όλο το εύρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Η αποτελεσματική αξιοποίηση αυτού του μεγάλου όγκου χωρικών δεδομένων εξαρτάται από την ύπαρξη ενός επαρκούς γεωγραφικού χειρισμού και συστήματος επεξεργασίας που μετατρέπει αυτά τα δεδομένα σε χρήσιμες πληροφορίες. Ένα βασικό εργαλείο για την διαχείριση των χωρικών δεδομένων είναι τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (Γ.Σ.Π. - Geographical Information System, G.I.S.). Τα Γ.Σ.Π. παρέχουν κατάλληλες μεθόδους για επαρκή αποθήκευση, ανάκτηση, επεξεργασία, ανάλυση και παρουσίαση μεγάλου όγκου δορυφορικών δεδομένων. Συνεπώς, τα Γ.Σ.Π. αποτελούνται από τέσσερα βασικά συστατικά: εισαγωγή και επεξεργασία δεδομένων, αποθήκευση γεωγραφικών βάσεων δεδομένων, ανάλυση δεδομένων και χωρική μοντελοποίηση/ προσομοίωση, και οπτικοποίηση δεδομένων και παρουσίαση. Τα δεδομένα μπορούν να συλλεχθούν από εργασία πεδίου, εξαγωγή από χάρτες, ερμηνεία αεροφωτογραφιών και ερμηνεία και ταξινόμηση τηλεπισκοπηκών εικόνων. Η εισαγωγή δεδομένων μπορεί να πραγματοποιηθεί με χειροκίνητη ψηφιοποίηση ή με ημιαυτόματες μεθόδους μέσω Η/Υ. Τα δεδομένα στη συνέχεια οργανώνονται σε σειρές χωρικά γεωαναφερμένων επιπέδων (layers), με κάθε επίπεδο να σχετίζεται με ένα συγκεκριμένο θέμα (π.χ., βλάστηση, εδάφη, γεωλογία, τοπογραφία κ.λπ.) ή ένα σύνολο από επίπεδα να σχετίζεται με χωρική διαφοροποίηση ενός θέματος (π.χ., αλλαγές στη χρήση γης ή διαφοροποίηση της υγρασίας εδάφους κ.λπ.). Η εισαγωγή και επεξεργασία των δεδομένων (π.χ., να 96

98 διορθωθούν τα λάθη της ψηφιοποίησης, να καθοριστούν τοπολογικές σχέσεις κ.λπ.) είναι οι πιο χρονοβόρες και εντατικές εργασίες. Η ανάλυση των δεδομένων και η δυνατότητα χωρικής μοντελοποίησης είναι τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός Γ.Σ.Π.. Η κλασσική ανάλυση περιλαμβάνει ανάκτηση, διαδικασίες επαναταξινόμησης (π.χ., επαναταξινόμηση χάρτη εδαφών σε χάρτη περατότητας), υπέρθεση χαρτών (συγχώνευση διάφορων επιπέδων δεδομένων για να υπολογιστεί η διάβρωση εδάφους), ανάλυση εγγύτητας (π.χ., καθορισμός απόστασης από υδρογραφικό δίκτυο), βέλτιστη διαδρομή και άλλες τεχνικές μοντελοποίησης. Η εξαγωγή δεδομένων από ένα Γ.Σ.Π. περιλαμβάνει χάρτες, γραφήματα, στατιστικά και αναφορές, τα οποία μπορεί να είναι τα τελικά προϊόντα ή μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως εισερχόμενα δεδομένα για περαιτέρω ανάλυση. Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν καλύτερα όταν ενσωματώνονται σε ένα Γ.Σ.Π. που είναι σχεδιασμένο να δέχεται μεγάλο όγκο χωρικών δεδομένων. Ο συνδυασμός σύγχρονων τηλεπισκοπικών δεδομένων με ένα Γ.Σ.Π. μπορεί να βοηθήσει στην αυτοματοποίηση διάφορων διεργασιών (π.χ., ερμηνεία, ανίχνευση αλλαγών, αναθεωρήσεις χαρτών κ.λπ.). Ένα βασικό χαρακτηριστικό ενός Γ.Σ.Π. είναι η ικανότητά του να υπερθέτει επίπεδα χωρικά γεω-αναφερμένων δεδομένων. Αυτό επιτρέπει στον χρήστη να καθορίζει, γραφικά και αναλυτικά, πώς χωρικές δομές (spatial structures) και αντικείμενα (όπως υδρογραφικό δίκτυο, εκφόρτιση ποταμού και μορφές χρήσης γης) αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Το υδρογραφικό δίκτυο μιας λεκάνης είναι μια δυναμική οντότητα και οι πληροφορίες που αποθηκεύονται σε ένα Γ.Σ.Π. είναι μόνο μια στατική αναπαράσταση του πραγματικού κόσμου και συνεπώς τα δεδομένα πρέπει να ενημερώνονται για χρονική κάλυψη σε μια μόνιμη βάση. Τηλεπισκοπικά δορυφορικά δεδομένα παρέχουν άριστα εισερχόμενα δεδομένα ώστε να παρέχουν επαναλαμβανόμενες, συνοπτικές και ακριβείς πληροφορίες για τις αλλαγές σε μια υδρολογική λεκάνη, και να προσφέρουν την δυνατότητα του ελέγχου αυτών των δυναμικών αλλαγών. Τα Γ.Σ.Π. προσφέρουν την κατάλληλη τεχνολογία για την συγχώνευση διάφορων επιπέδων χωρικών δεδομένων. Η ενσωμάτωση των τηλεπισκοπικών δεδομένων με ένα Γ.Σ.Π. βελτιώνει σε μεγάλο βαθμό την μοντελοποίηση και την ικανότητα ανάλυσης του Γ.Σ.Π. (Schultz, 2003). 97

99 Στην παρούσα εργασία, με την χρήση του λογισμικού G.I.S. ArcGIS ψηφιοποιήθηκαν τα εξής επίπεδα πληροφοριών: 1. Ισοϋψείς καμπύλες (ισοδίασταση 20m), από τους τοπογραφικούς χάρτες της Γ.Υ.Σ. (φύλλα:σταυρός, Στρατονίκη) κλίμακας 1: και το υδρογραφικό δίκτυο από τους προαναφερθέντες τοπογραφικούς χάρτες της Γ.Υ.Σ., κλίμακας 1: Οι γεωλογικοί σχηματισμοί και ρήγματα της περιοχής, από τον γεωλογικό χάρτη του Ι.Γ.Μ.Ε. (φύλλο: Ολυμπίαδας -Στρατωνίου Μεγάλης Παναγιάς- Παλαιοχωρίου) κλίμακας 1: Οι κατοικημένες περιοχές, ο υδροκρίτης των υπολεκανών και το όριο της περιοχής μελέτης από τους τοπογραφικούς χάρτες της Γ.Υ.Σ. (φύλλα: Σταυρός, Στρατονίκη). Επίσης με την χρήση του ArcGIS πραγματοποιήθηκε: α. Η εισαγωγή των σημείων όπου υπήρχαν γεωτρήσεις ή πηγές στην περιοχή μελέτης. β. Η δημιουργία ψευδοχρωματικής απεικόνισης (pseusocolour display) των τιμών της τυπικής απόκλισης της θερμοκρασίας (εικόνα 21). γ. Η ψηφιοποίηση γραμμώσεων (lineaments), οι οποίες εντοπίστηκαν στις πολυφασματικές εικόνες Landsat-7/ETM+ και QuickBird. Τα παραπάνω επίπεδα χρησιμοποιήθηκαν, σε συνδυασμό με τις δορυφορικές εικόνες Landsat-7/ΕΤΜ+ και QuickBird, για τη δημιουργία θεματικών χαρτών (χάρτες 1,2,3,4,5,6 και 7) αλλά και για την εξαγωγή συμπερασμάτων που θα παρουσιαστούν στη συνέχεια της παρούσας εργασίας. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, με τη χρήση του λογισμικού ArcGIS από τις τιμές θερμοκρασίας, που προέκυψαν από την ζώνη 6 του δορυφόρου Landsat-7/ΕΤΜ+, υπολογίστηκε η τυπική απόκλιση (Standard Diviation/STD) της τιμής κάθε εικονοστοιχείου (pixel) σε ακτίνα 75 m από αυτό (εικόνα 21). 98

100 Εικόνα 21. Ψευδοέγχρωμη απεικόνιση (pseusocolour display) της τυπικής απόκλισης (Standard Diviation/STD) των τιμών θερμοκρασίας που πρέκυψαν από την πολυφασματική εικόνα Landsat-7 ETN+, με την χρήση των λογισμικών ENVI και ArcGIS.(το pixel size της εικόνας είναι 25m και η διακριτική της ικανότητα είναι 60 m) 99

101 Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να εντοπιστούν περιοχές όπου η τιμή της θερμοκρασίας παρουσιάζει κάποια ανωμαλία σε σχέση με τις γειτονικές, είτε θετική είτε αρνητική (με απόκλιση 0 ο C έως 2,91 ο C από τη μέση τιμή της θερμοκρασίας της περιοχής μελέτης). Έτσι οι περιοχές όπου πρέπει να επικεντρωθεί η προσοχή περιορίζονται σε αυτές με το κόκκινο χρώμα και σε συνδυασμό με την εικόνα της θερμοκρασίας (εικόνα 4) μπορούν να βγουν ευκολότερα συμπεράσματα. Επίσης, με την χρήση των ψηφιοποιημένων ισοϋψών καμπυλών από τους τοπογραφικούς χάρτες 1: της Γ.Υ.Σ. (ισοδιάσταση 20m) δημιουργήθηκε DEM, χρησιμοποιώντας το λογισμικό ArcGIS (εικόνα 22). 100

102 Εικόνα 22. DEM που προέκυψε μετά τη ψηφιοποίηση των ισοϋψών καμπυλών της περιοχής μελέτης, με τη χρήση του λογισμικού ArcGIS. 101

103 Το παραπάνω DEM χρησιμοποιήθηκε για την δημιουργία χάρτη σκιασμένου αναγλύφου (εικόνα 23). Με βάση αυτόν, εντοπίσθηκαν οι γραμμώσεις που φαίνονται στην εικόνα

104 Εικόνα 23. Χάρτης σκιασμένου αναγλύφου (shadedrelief). 103

105 Εικόνα 24. Γραμμώσεις που προέκυψαν από τον χάρτη σκιασμένου ανάγλυφου. 104

106 Τέλος, με το λογισμικό ArcGIS, χρησιμοποιώντας ως υπόβαθρο τις εικόνες που προέκυψαν από την επεξεργασία των πολυφασματικών εικόνων Landsat- 7/ETM+ και QuickBird, δημιουργήθηκαν τα αντίστοιχα επίπεδα πληροφοριών γραμμώσεων (lineaments) (εικόνες 25, 26). 105

107 Εικόνα 25. Γραμμώσεις που προέκυψαν από τις ψευδοχρωματικές εικόνες Landsat-7/ETM+. 106

108 Εικόνα 26. Γραμμώσεις που προέκυψαν από την πολυφασματική εικόνα Quickbird, ύστερα από την Ανάλυση των Κύριων Συνιστωσών και την δημιουργία των ψευδοχρωματικών εικόνων. 107

109 Ως γραμμώσεις θεωρήθηκαν δύο κυρίως είδη επιφανειακών χαρακτηριστικών: α. τα γεωμορφολογικά, που είναι αποτέλεσμα του αναγλύφου και β. τα τονικά (tonal), που οφείλονται σε τονικές διαφορές (Sabins,1987). Σε αυτό το στάδιο χρησιμοποιήθηκαν γεωλογικοί και τοπογραφικοί χάρτες τόσο για την επιβεβαίωση ορισμένων φωτογραμμώσεων όσο και για την αποφυγή θεώρησης ως γραμμώσεων τμήματα του οδικού δικτύου της περιοχής. 108

110 Ζ. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ- ΣΥΖΗΤΗΣΗ Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν οι εξής εικόνες: α) μια πολυφασματική και μια πανχρωματική δορυφορική εικόνα Landsat- 7/ETM+ που απεικονίζουν τον ευρύτερο χώρο της Χαλκιδικής και β) μια πολυφασματική δορυφορική εικόνα QuickBird που καλύπτει τμήμα της ΒΑ Χαλκιδικής. Σκοπός της εργασίας ήταν η αξιολόγηση της δυνατότητας εντοπισμού τμημάτων αυξημένης επιφανειακής εδαφικής υγρασίας (γνωρίζοντας την ύπαρξη αβαθών υδροφόρων συστημάτων στην περιοχή της Ολυμπιάδας), καθώς και ο εντοπισμός και η χαρτογράφηση γραμμώσεων (lineaments) από τις παραπάνω δορυφορικές εικόνες, μέσω του πειραματισμού με ορισμένες από τις πολυάριθμες μεθόδους ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας, σε συνδυασμό με την χρήση των Γ.Σ.Π.. Αρχικά έλαβε χώρα η ψηφιακή επεξεργασία των εικόνων (συγχώνευση εικόνων Landsat-7/ETM+ και Ανάλυση Κύριων Συνιστωσών στις πολυφασματικές εικόνες Landsat-7/ETM+ και Quickbird) και ο υπολογισμός θερμοκρασίας, δείκτη βλάστησης (NDVI) και δείκτη υπερύθρου (NDII). Στη συνέχεια ακολούθησε η καταγραφή των γραμμώσεων από κάθε εικόνα μεμονωμένα, η επεξεργασία των εικόνων αυτών με την χρήση των Γ.Σ.Π. και η σύγκριση των επιμέρους αποτελεσμάτων: -Στη θερμική εικόνα (thermal image) παρατηρείται ότι οι υψηλότερες θερμοκρασίες (28-29 ο C) εμφανίζονται στην αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας, στην λεκάνη του Πετρόλακκα, στη λεκάνη του Ξηρόλακκα και στο δυτικό τμήμα της λεκάνης του Μαυρόλακκα. Στις περιοχές αυτές παρατηρείται χαμηλότερο ανάγλυφο σε σχέση με τις γειτονικές τους όπου παρατηρούνται χαμηλότερες θερμοκρασίες. Χαμηλότερες θερμοκρασίες της περιοχής μελέτης (22-27 ο C), παρατηρούνται στο Νότιο, Νοτιοδυτικό και Βόρειο τμήμα της. Δηλαδή, κυρίως στη λεκάνη του 109

111 Μπαξίνα, του Μπασδέκη και του Μαυρόλακκα. Οι περιοχές όπου παρατηρούνται οι πιο χαμηλές θερμοκρασίες είναι αυτές με το υψηλότερο ανάγλυφο (εικόνα 27). 110

112 Εικόνα 27. Ψευδοέγχρωμη απεικόνιση (pseusocolour display) της αρχικής θερμικής εικόνας σε συνδυασμό με τις υπολεκάνες απορροής της περιοχής μελέτης και τα σημεία όπου βρίσκονται γεωτρήσεις και πηγές. 111

113 Υπερθέτοντας τα ρήγματα της περιοχής, τα οποία προέκυψαν από τον γεωλογικό χάρτη της περιοχής (1: του Ι.Γ.Μ.Ε., φύλλο: Ολυμπίαδας - Στρατωνίου Μεγάλης Παναγιάς- Παλαιοχωρίου.),στην θερμική εικόνα, παρατηρείται πως δεν υπάρχει κάποια θερμοκρασιακή ανωμαλία η οποία να οφείλεται στην τεκτονική της περιοχής (εικόνα 28). 112

114 Εικόνα 28. Σύγκριση της επιφανειακής θερμοκρασίας με την τεκτονική της περιοχής, με την χρήση των λογισμικών ArcGIS και ΕNVI. Δεν παρατηρείται κάποια ιδιαίτερη θερμοκρασιακή ανωμαλία στις περιοχές όπου υπάρχουν ρήγματα. 113

115 Η ίδια παρατήρηση προκύπτει και στην περίπτωση που υπερθέσουμε στη θερμική εικόνα τις γραμμώσεις που χαρτογραφήθηκαν από τις δορυφορικές εικόνες και το σκιασμένο ανάγλυφο της περιοχής μελέτης (εικόνα 29). 114

116 Εικόνα 29. Σύγκριση της επιφανειακής θερμοκρασίας με τις χαρτογραφημένες γραμμώσεις, με τη χρήση των λογισμικών ENVI και ArcGIS. 115

117 Συγκρίνοντας τη γεωλογία της περιοχής (χάρτης 7) με τις τιμές των θερμοκρασιών που υπολογίστηκαν παρατηρούμε πως οι τιμές αυτές δεν είναι οι αναμενόμενες. Όπως προαναφέρθηκε στο υποκεφάλαιο των Υδρογεωλογικών Στοιχείων της περιοχής, στην αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας το υδροφόρο σύστημα είναι ελεύθερο στα πρώτα μέτρα (10-40m). Επομένως, θα ήταν αναμενόμενο σε εκείνη την περιοχή οι τιμές της θερμοκρασίας που υπολογίσθηκαν από την εικόνα Landsat-7/ETM+ να ήταν χαμηλότερες λόγω της πιθανής αυξημένης υγρασίας που ενδεχομένως να υπήρχε εξαιτίας του αβαθούς υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα. Αντίθετα, οι τιμές σε αυτή την περιοχή είναι υψηλότερες από τις γειτονικές ημιορεινές και ορεινές περιοχές. Το γεγονός αυτό ίσως να οφείλεται στο ότι οι θερμικές εικόνες του δορυφόρου Landsat-7/ETM+ καταγράφουν την επιφανειακή θερμική ακτινοβολία των αντικειμένων. Επομένως, η υπάρχουσα υπόγεια υγρασία του εδάφους να μην δημιουργεί επαρκή διαφοροποίηση υγρασίας στην επιφάνεια ώστε να μπορεί να παρατηρηθεί η οποιαδήποτε θερμοκρασιακή διαφοροποίηση στην εικόνα. Επιπλέον, η διακριτική ικανότητα (60m) της θερμικής ζώνης 6 ίσως να μην ήταν επαρκής για τον εντοπισμό θερμικών ανωμαλιών. Γενικά, η θερμοκρασία που υπολογίστηκε έχει τιμές που ερμηνεύονται περισσότερο λόγω της μορφής του ανάγλυφου και όχι με τον τρόπο ανάπτυξης του υδρογραφικού δικτύου, την τεκτονική και την γεωλογία της περιοχής. - Συγκρίνοντας την ψευδοέγχρωμη εικόνα του δείκτη βλάστησης NDVI (εικόνα 8) με την ψευδοέγχρωμη θερμική εικόνα (εικόνα 5), παρατηρείται ότι οι περιοχές όπου ο δείκτης βλάστησης έχει χαμηλές τιμές (απουσία βλάστησηςμπλε και γαλάζιο χρώμα) συμπίπτουν με τις περιοχές όπου η θερμοκρασία έχει υψηλές τιμές (29-39 ο C). Οι χαμηλότερες τιμές του δείκτη παρατηρούνται στην αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας όπου βρίσκονται κυρίως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Ενώ οι υψηλότερες τιμές παρατηρούνται στην υπόλοιπη περιοχή μελέτης η οποία 116

118 καλύπτεται κυρίως από πλατύφυλλα δάση όπως προκύπτει από τον χάρτη κάλυψης γης (corine 2000). Ο δείκτης NDVI, εκτός από την εικόνα Landsat-7/ETM+, εφαρμόστηκε και στην εικόνα QuickBird η οποία καλύπτει τμήμα του ΒΑ τμήματος της περιοχής μελέτης. Τα ποιοτικά αποτελέσματα των δύο εικόνων συμφωνούσαν αλλά η εικόνα QuickBird είχε πολύ καλύτερα οπτικά αποτελέσματα λόγω της πολύ καλύτερης διακριτικής της ικανότητας (0.6 m). Παρόλο που οι τιμές του δείκτη NDVI συμφωνούν με τις τιμές της θερμικής εικόνας, και τα αποτελέσματα για την ύπαρξη ή μη βλάστησης είναι ικανοποιητικά, ο δείκτης αυτός δε μπορεί να συμβάλει ιδιαίτερα στον εντοπισμό ρηχών υδροφόρων οριζόντων. - Όπως προαναφέρθηκε, ο δείκτης υγρασίας (NDII) σχετίζεται με την υγρασία της βλάστησης. Όσο μικρότερος είναι ο δείκτης NDII τόσο μεγαλύτερη είναι η υγρασία βλάστησης. Στην εικόνα 11 παρατηρείται ότι ο δείκτης NDII έχει χαμηλές τιμές στο σύνολο της περιοχής. Ακόμη και στην αλλουβιακή λεκάνη της Ολυμπιάδας όπου ο δείκτης βλάστησης (NDVI) έχει χαμηλές τιμές, η υγρασία βλάστησης είναι υψηλή. Ο δείκτης NDII αποδείχθηκε αποτελεσματικός στον εντοπισμό περιοχών με σχεδόν ανύπαρκτη επιφανειακή υγρασία, αλλά δεν έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα στον εντοπισμό υγρασίας που οφείλεται στους ρηχούς υδροφορείς της περιοχής μελέτης. Κατόπιν των παραπάνω, η χρήση του θερμικού διαύλου του δορυφόρου Landsat-7/ETM+ δεν προτείνεται για τον εντοπισμό υγρασίας που οφείλεται στην ύπαρξη αβαθών υδροφορέων. Αντίθετα, η πολυφασματική εικόνα Landsat-7/ETM+ μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον εντοπισμό ανωμαλιών υγρασίας του εδάφους, που οφείλονται σε επιφανειακούς λόγους, μέσω της 117

119 χρήσης δεικτών όπως αυτό του Υπέρυθρου (NDII) και του Δείκτη Βλάστησης (NDVI). - Το σύνολο των γραμμώσεων (lineaments) που χαρτογραφήθηκαν τόσο από τις δορυφορικές εικόνες όσο και από το σκιασμένο ανάγλυφο της περιοχής παρουσιάζονται στην εικόνα

120 Εικόνα 30. Σύνολο γραμμώσεων που χαρτογραφήθηκαν από τις δορυφορικές εικόνες και από τον χάρτη σκιασμένου αναγλύφου. 119

121 Υπερθέτοντας στα επίπεδα των γραμμώσεων τα ρήγματα που έχουν ψηφιοποιηθεί από τον γεωλογικό χάρτη της περιοχής (εικόνα 31), παρατηρείται πως αρκετές γραμμώσεις είτε συμπίπτουν με τα γνωστά χαρτογραφημένα ρήγματα της περιοχής είτε εμφανίζονται ως συνέχειες αυτών. 120

122 Εικόνα 31. Η ταύτιση των γραμμώσεων με τα γνωστά χαρτογραφημένα ρήγματα είναι περισσότερο εμφανής στο βόρειο και νότιο τμήμα της περιοχής μελέτης. 121

123 Το μεγαλύτερο μέρος των γραμμώσεων που χαρτογραφήθηκαν αποτελεί τμήμα του υδρογραφικού δικτύου της περιοχής μελέτης. Συγκρίνοντας το ψηφιοποιημένο υδρογραφικό δίκτυο, από τον τοπογραφικό χάρτη της περιοχής, με τις χαρτογραφημένες γραμμώσεις, παρατηρείται εκτεταμένη ταύτιση (εικόνα 32). Επίσης, η ύπαρξη φυσικής πηγής στη συμβολή δύο κλάδων του υδρογραφικού δικτύου- γραμμώσεων (χάρτης 10) μπορεί να σχετίζεται με την ύπαρξη ρηγμάτων των οποίων την διεύθυνση ακολουθούν οι κλάδοι του υδρογραφικού δικτύου. 122

124 Εικόνα 32. Γραμμώσεις που χαρτογραφήθηκαν από τις δορυφορικές εικόνες σε συνδυασμό με το ψηφιοποιημένο, από τον τοπογραφικό χάρτη της περιοχής, υδρογραφικό δίκτυο και γνωστές γεωτρήσεις και φυσικές πηγές της περιοχής. 123

125 Τέλος, εάν στον γεωλογικό χάρτη της περιοχής υπερθέσουμε τις γραμμώσεις που χαρτογραφήθηκαν από τις δορυφορικές εικόνες και το σκιασμένο ανάγλυφο, θα παρατηρήσουμε πως δεν υπάρχει και ιδιαίτερη ταύτιση μεταξύ των ορίων των γεωλογικών σχηματισμών και των γραμμώσεων (χάρτης 9). 124

126 Χάρτης 9. Συσχέτιση γραμμώσεων με όρια γεωλογικών σχηματισμών. 125