Ψηφιακά Μοντέλα Εδάφους στην προστασία και αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος

Transcript

1

2 Ψηφιακά Μοντέλα Εδάφους στην προστασία και αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος Β. Ι. Γιαννούλας 1, Β. Κ. Δρόσος 2, Α. Κανταρτζής 2, Ρ. Γιοβαννόπουλος 2 και Χ. Σταματίου 2 1 Σχολή Δασολογίας & Φυσικού Περιβάλλοντος, ΑΠΘ, Εργαστήριο Μηχανικών Επιστημών και Τοπογραφίας, Θεσσαλονίκη, τηλ , τηλεομοιότυπο: , vdrosos@fmenr.duth.gr 2 Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων, ΔΠΘ, Εργαστήριο Μηχανικών Επιστημών και Τοπογραφίας, Ν. Ορεστιάδα, τηλ , τηλεομοιότυπο: , vdrosos@fmenr.duth.gr Περίληψη Η τεχνολογική εξέλιξη και η ευρύτερη χρησιμοποίηση των ηλεκτρονικών υπολογιστών δημιούργησαν νέες δυνατότητες σ όλους τους κλάδους. Έτσι, για την πλήρη αξιοποίηση των δυνατοτήτων αυτών είναι απαραίτητο να αντικατασταθεί το συμβατικό αναλογικό μοντέλο εδάφους (διάγραμμα και ορθοφωτογραφίες) με ένα ψηφιακό μοντέλο. Το υπόβαθρο πάνω στο οποίο γίνεται η σύγχρονη ανάλυση και ο σχεδιασμός του χώρου είναι ένα ψηφιακό σχέδιο σε δυσδιάστατη και τρισδιάστατη μορφή. Στην εργασία αυτή αναφέρεται η αρχική ιδέα του ψηφιακού μοντέλου εδάφους και τονίζεται η αναγκαιότητά του. Κατόπιν, αναφέρονται σε γενικές γραμμές η γενική δομή του, ο τρόπος προσδιορισμού, πυκνότητας και κατανομής των αρχικών δεδομένων και οι μέθοδοι παρεμβολής. Τελικά τα ΨΜΕ παρέχουν τη βάση για την ανάπτυξη ενός μεγάλου εύρους εφαρμογών που σχετίζονται τόσο με την προστασία όσο και την ορθολογιστική διαχείριση του φυσικού περιβάλλοντος. Τα ΨΜΕ μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) για τη δημιουργία ενός συστήματος πληροφοριών γης, απαραίτητου για την προστασία και ανάπτυξη των δασικών περιοχών. Λέξεις κλειδιά: Φυσικό περιβάλλον, ψηφιακό μοντέλο εδάφους. Εισαγωγή Η τεχνολογική εξέλιξη και η ευρύτερη χρησιμοποίηση των ηλεκτρονικών υπολογιστών δημιούργησαν νέες δυνατότητες σ όλους τους κλάδους. Έτσι για την πλήρη αξιοποίηση των δυνατοτήτων αυτών είναι απαραίτητο να αντικατασταθεί το συμβατικό αναλογικό μοντέλο εδάφους (διάγραμμα και ορθοφωτογραφίες) με ένα ψηφιακό μοντέλο. Τα τοπογραφικά διαγράμματα και oι ορθοφωτογραφίες είναι, από τη φύση τους, αναλογικά μοντέλα εδάφους. Χαρακτηρίζονται από το μεγάλο αριθμό πληροφοριακών στοιχείων που περιέχουν και από το συνεχή και εποπτικό τρόπο παρουσίασης αυτών των στοιχείων. Γι αυτό και ενδείκνυνται περισσότερο για τη γραφική επεξεργασία της μελέτης εφαρμογής. Το βασικό μειονέκτημα των μοντέλων αυτών έγκειται στο ότι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας για αριθμητικούς υπολογισμούς. Τα απαιτούμενα αριθμητικά στοιχεία τού εδάφους σ αυτούς τους υπολογισμούς, αποστάσεις, υψόμετρα, πρέπει να παρθούν από το αναλογικό μοντέλο με μια χειρωνακτική διαδικασία, η οποία απαιτεί πολύ 795

3 14ο Πανελλήνιο Δασολογικό Συνέδριο χρόνο, σε περίπτωση μεγάλου αριθμού σημείων. Εκτός όμως αυτού, για κάθε νέα θέση του άξονα του έργου ή για κάθε μεταβολή του τρόπου υπολογισμού, τα αριθμητικά στοιχεία του εδάφους που πάρθηκαν γίνονται άχρηστα και πρέπει να προσδιοριστούν άλλα νέα. Λέγοντας Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (ΨΜΕ) (Digital Terrain Model - DTM, Digitale Gelaende Modelle - DGM) ή Ψηφιακό Μοντέλο Ανάγλυφου (ΨΜΑ) (Digital Elevation Model - DEM), εννοούμε ένα σύνολο σημείων της φυσικής επιφάνειας της Γης, των οποίων οι συντεταγμένες x, y, z προσδιορίζονται με μετρήσεις και ένα σύνολο υπολογιστικών κανόνων, που μας επιτρέπουν να πάρουμε από τα αποθηκευμένα στις μνήμες ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή σημεία, πρόσθετα στοιχεία και πληροφορίες, όπως π.χ. το υψόμετρο zi ενός τυχόντος σημείου Pi του εδάφους, όταν δοθούν οι οριζόντιες συντεταγμένες του xi και yi (Linkwitz 1970, Παπαδημητρίου 1980). Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας γίνεται αρχικά η προσπάθεια να εμφανίσουμε σε γενικές γραμμές την κατασκευή ενός ψηφιακού μοντέλου εδάφους με συγκριτική μελέτη των δυνατοτήτων που μας προσφέρονται, τόσο στην αποτύπωση των αρχικών δεδομένων του εδάφους, όσο και στην παρεμβολή, δηλαδή στον υπολογισμό των υψομέτρων νέων σημείων. Ακολούθως, το ψηφιακό μοντέλο εξετάζεται σαν χρήσιμο βοηθητικό μέσο στην αυτόματη κατασκευή τοπογραφικών διαγραμμάτων και αναφέρονται οι δυνατότητες εφαρμογής τους στα διάφορα επιστημονικά πεδία. Όσον αφορά στη γενική δομή ενός ψηφιακού μοντέλου αυτή παρουσιάζει τρία χαρακτηριστικά μέρη: 1. τα αρχικά δεδομένα, δηλαδή το σύνολο των σημείων, των οποίων τις συντεταγμένες x, y, z γνωρίζουμε ή τις προσδιορίζουμε με μετρήσεις στο πεδίο (σημεία στήριξης), 2. τη μέθοδο παρεμβολής, δηλαδή τη μέθοδο υπολογισμού των υψομέτρων άλλων σημείων, γνωστών μόνο κατά τη θέση (σημεία παρεμβολής), και 3. τα αποτελέσματα, δηλαδή την πρακτική εφαρμογή του ψηφιακού μοντέλου. Και τα τρία παραπάνω χαρακτηριστικά μέρη ενός ψηφιακού μοντέλου εδάφους βρίσκονται σε στενή αλληλεξάρτηση και έχουν ιδιαίτερη σημασία για τον τρόπο λειτουργίας και την ακρίβεια του μοντέλου. Έτσι, ο τρόπος προσδιορισμού των αρχικών δεδομένων και κυρίως η πυκνότητα και η διάταξη τους συμβάλλουν αποφασιστικά στην επιλογή της καταλληλότερης μεθόδου παρεμβολής, ενώ αντίστροφα, μια μέθοδος παρεμβολής μπορεί να θέτει περιορισμούς στη διάταξη, στην πυκνότητα και στην ακρίβεια των αρχικών δεδομένων. Τέλος, τα αναμενόμενα αποτελέσματα επηρεάζουν την όλη οργάνωση και δομή του ψηφιακού μοντέλου, καθόσον η μορφή και η ακρίβειά τους θέτουν στη θεωρία σημαντικές απαιτήσεις. Η δημιουργία ενός ΨΜΕ μπορεί να γίνει με τη συλλογή είτε πρωτογενών είτε δευτερογενών δεδομένων (αρχικά δεδομένα). Πρωτογενή δεδομένα συλλέγονται κυρίως από τοπογραφικές ή φωτογραμμετρικές μεθόδους και δευτερευόντως από την τηλεπισκόπηση (Allam 1978, Helava 1978). Ενώ δευτερογενή δεδομένα συλλέγονται με ψηφιοποίηση ή σάρωση της υψομετρικής πληροφορίας υπαρχόντων χαρτών. Όλη η διαδικασία πρέπει να γίνεται με μεγάλη προσοχή για αποφυγή τυχόν λαθών, που μεταδίδονται επαυξανόμενα στα προϊόντα τους, ενώ συνήθως αυτά δεν γίνεται αντιληπτά στο τελικό αποτέλεσμα (Αχιλλέως 1997). Πριν αναφερθούν οι μέθοδοι παρεμβολής καλό θα ήταν να σημειωθούν οι τρεις τρόποι συλλογής των πρωτογενών δεδομένων, καθώς αυτοί καθορίζουν τη διάταξή τους, συμβάλλοντας αποφασιστικά στην επιλογή της καταλληλότερης μεθόδου παρεμβολής (Koch 1973). 796

4 Οικολογική και Κοινωνικοοικονομική αποκατάσταση πυρόπληκτων περιοχών - Προστασία Φυσικού Περιβάλλοντος 1. Τα σημεία του εδάφους επιλέγονται επάνω στις κορυφές ενός τετραγωνικού καννάβου. Η συλλογή γίνεται σε οριζόντιες ή κατακόρυφες τομές του εδάφους, όπως αυτές ορίζονται από τον κάνναβο (προφίλ). Με τον τρόπο αυτό δημιουργείται ένας πίνακας, τα στοιχεία του οποίου είναι το υψόμετρο του εδάφους. 2. Τα σημεία επιλέγονται κατά μήκος ισοϋψών καμπυλών, δημιουργώντας έτσι ψηφιοποιημένες πρωτογενείς ισοϋψείς καμπύλες. 3. Τα σημεία επιλέγονται τυχαία και είναι χαρακτηριστικά σημεία του εδάφους. Επειδή, όπως αναφέραμε, και η πυκνότητα των σημείων στήριξης επηρεάζει σημαντικά την ακρίβεια ενός ψηφιακού μοντέλου, τα κριτήρια καθορισμού της πυκνότητας των σημείων, που πρέπει να αποτυπώνονται σε κάθε περιοχή, είναι: - οι κλίσεις της σε δυο κάθετες μεταξύ τους διευθύνσεις, - οι αποκλίσεις της ως προς ένα επίπεδο, που προσαρμόζεται καλύτερα στην επιφάνεια, - το σύνολο των τοπικών ανωμαλιών (υψώματα, χαμηλές θέσεις) και των γραμμών αλλαγής κλίσης (κορυφογραμμές, ράχες, εσοχές κ.λπ.) και - η τραχύτητά της (εναλλασσόμενες μικροανωμαλίες συνολικού ύψους 30 cm κατά μέσο όρο). Σύμφωνα με τα πιο πάνω κριτήρια, μπορούμε να διακρίνουμε τέσσερις εδαφικές μορφές με προτεινόμενη πυκνότητα σημείων που κυμαίνεται από 20 έως πάνω από 400 σημεία ανά ha. Οι πιο πάνω προτεινόμενες πυκνότητες ισχύουν για κανονική διάταξη των σημείων και ελαττώνονται περίπου στο μισό όταν για την επιλογή των αρχικών δεδομένων λαμβάνονται υπόψη τα μορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής (Koch 1975). Είναι προφανές ότι η μεγαλύτερη πυκνότητα των αρχικών δεδομένων έχει αποτέλεσμα την απλούστερη αντιμετώπιση του μαθηματικού προβλήματος της παρεμβολής. Ταυτόχρονα όμως δημιουργείται πρόβλημα χωρητικότητας στα όργανα μέτρησης και καταγραφής και γι αυτό περιοριζόμαστε μέσα σε λογικά όρια. Σύμφωνα με τον ορισμό που αναφέρθηκε, για να προκύψει ένα ψηφιακό μοντέλο πρέπει ανάμεσα στα σημεία του εδάφους, των οποίων τις θέσεις και τα υψόμετρα προσδιορίσαμε με μετρήσεις, να υπολογίσουμε με αριθμητική παρεμβολή τα υψόμετρα πρόσθετων σημείων του εδάφους. Η διαδικασία υπολογισμού του υψόμετρου ενός τυχαίου σημείου με τη βοήθεια των υψόμετρων άλλων γνωστών σημείων (σημεία στήριξης) ονομάζεται παρεμβολή ή πύκνωση και γίνεται κατά διάφορους τρόπους, με κριτήριο την επιλογή, την πυκνότητα και τη διάταξη των αρχικών δεδομένων και τη διάταξη των σημείων παρεμβολής (Haenctel et al. 1975). Διακρίνονται έξι ομάδες μεθόδων παρεμβολής ή τεχνικές πύκνωσης, των οποίων ή διάκριση έγινε με βάση τη διάταξη των σημείων στήριξης και το μαθηματικό χειρισμό του προβλήματος. - Παρεμβολή με τη βοήθεια κινούμενης επιφάνειας. - Γραμμική παρεμβολή κατά τα ελάχιστα τετράγωνα. - Παρεμβολή με ταυτόχρονο προσδιορισμό πολλών τμημάτων πολυωνυμικών επιφανειών. - Παρεμβολή σε ορθογωνική σχάρα (κάνναβος). - Παρεμβολή σε δίκτυο τριγώνων. - Παρεμβολή σε δίκτυο χαρακτηριστικών γραμμών. Μία ακροθιγής σύγκριση των παραπάνω μεθόδων παρεμβολής για την επιλογή της καταλληλότερης μεθόδου, ανάλογα με τις υπάρχουσες προϋποθέσεις, είναι η εξής: Τα ακριβέστερα αποτελέσματα παρέχονται με τη γραμμική παρεμβολή κατά τα ελάχιστα τετράγωνα, καθόσον αυτή αποδίδει κατά τον καλύτερο τρόπο τη φυσική επιφάνεια. Παρά τα πλεονεκτήματα, όμως, αυτής της μεθόδου, που βασίζονται στη θεωρητική αντιμετώπιση του 797

5 14ο Πανελλήνιο Δασολογικό Συνέδριο προβλήματος, δεν μπορεί να παρουσιαστεί αποκλειστικά ως η καλύτερη μέθοδος παρεμβολής. Έτσι για τον υπολογισμό των ισοϋψών καμπυλών (παρεμβολή) εφαρμόζονται συνήθως η μέθοδος του καννάβου και η μέθοδος των τριγώνων (Σχήμα 1). Επειδή σε όλες τις περιπτώσεις υπολογισμού υψομετρικών καμπυλών, η κατανομή των υψομετρικών σημείων δεν είναι ιδανική, χρησιμοποιείται και ο συνδυασμός τους (Kraus 1971, Düppe - Gotfschalk 1972). Σχήμα 1: Ψ.Μ.Ε. με μορφή τριγώνων. Figure 1: D.T.M. in TINs. Μετά την εφαρμογή κάποιας από τις παραπάνω μεθόδους για την παραγωγή του ΨΜΕ, είναι δυνατή η σχεδίαση των ισοϋψών καμπυλών στην οθόνη του Η/Υ ή σε σχεδιογράφο (Σχήμα 2). 3. Εφαρμογή του ΨΜΕ στην προστασία και αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος Τα ΨΜΕ αποτελούν την εξέλιξη των κλασικών χαρτών. Κύριο χαρακτηριστικό των ψηφιακών χαρτών είναι ο δυναμικός τους χαρακτήρας, δηλαδή μπορούν να εκφρασθούν με διάφορες επιθυμητές μορφές και να δώσουν αυτοματοποιημένα στοιχεία για τα επιμέρους κομμάτια τους, δημιουργώντας έτσι μία αμφίδρομη επικοινωνία με το χρήστη. Η δημιουργία τρισδιάστατων συμβόλων από το χρήστη και η δυνατότητα τοποθέτησής τους πάνω στο μοντέλο, σύμφωνα με τις αρχές της προοπτικής, βοηθάει σε πολλές εφαρμογές, παρέχοντας έτσι τη δυνατότητα να αντληθούν πληροφορίες για οποιοδήποτε σημείο ή περιοχή μας ενδιαφέρει (Grist 1972, Kraus 1975). - Η δυνατότητα παρουσίασης του ΨΜΕ με τρισδιάστατη χάραξη των ισοϋψών που μπορούν να αποδώσουν τον κλασικό τοπογραφικό χάρτη, αλλά και την εικόνα της επιφάνειας αναπαριστώντας την υψομετρική διαφορά των ισοϋψών, δίδοντας επί της ουσίας ένα πρόπλασμα της επιφάνειας, όπως παλιά. - Η αποτύπωση της υπάρχουσας διάνοιξης και ο σχεδιασμός ενός ολοκληρωμένου σχεδίου διάνοιξης για μία ευρύτερη περιοχή (σχεδιασμός του οδικού δικτύου κ.ά.). 798

6 Οικολογική και Κοινωνικοοικονομική αποκατάσταση πυρόπληκτων περιοχών - Προστασία Φυσικού Περιβάλλοντος Το ΨΜΕ δίνει τις απαραίτητες πληροφορίες για τις δυσκολίες μετατόπισης όπως προκύπτουν από το ανάγλυφο και τις ιδιαιτερότητες της επιφάνειας του εδάφους. Εφαρμόζοντας το γενικό σχεδιασμό στο ΨΜΕ και συνεκτιμώντας τις ανάγκες και τον όγκο της μετατόπισης και μεταφοράς, επιλέγεται το πιο κατάλληλο μέσο μετατόπισης. - Υποδεικνύεται η πορεία του δρόμου στον Η/Υ σύμφωνα με τις παραμέτρους και τα κριτήρια που έχουν τεθεί (π.χ. κλίση, δασοπονικά, γεωλογικά, περιβαλλοντικά), ώστε να σχεδιαστεί η άριστη δυνατή χάραξη με τα ρέματα, ιδιοκτησίες κ.ά. (Σχήμα 2). - Η επιτυχία ενός ολοκληρωμένου κτηματολογικού συστήματος προϋποθέτει να μπορεί να ανταποκριθεί στους σκοπούς της προστασίας της δασικής γης, του δασικού περιβάλλοντος και να παρέχει ασφαλείς πληροφορίες χρήσιμες σ όλους τους τομείς της δασοπονικής δραστηριότητας, αλλά και για τη χάραξη ορθολογικής δασικής πολιτικής. Σχήμα 2: ΨΜΕ με δίκτυο δρόμων, υδρογραφικό δίκτυο και ιδιοκτησίες. Figure 2: DTM with road network, hydrographical net and private properties. - Η αποτίμηση κριτηρίων αξιολόγησης των επιπτώσεων έργου π.χ. δρόμου στο περιβάλλον στο πλαίσιο μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Η προοπτική παρουσίαση, οι χάρτες κλίσεων και έκθεσης του εδάφους, σε συνδυασμό με τα σχετικά γραφήματα που προκύπτουν από την ανάλυση των στοιχείων του ΨΜΕ από ΓΣΠ, τη σύγκριση εναλλακτικών λύσεων, μπορεί να συμβάλλουν στην αποτίμηση των επιπτώσεων, τόσο στο ίδιο το τεχνικό, όσο και στο φυσικό περιβάλλον (χωματουργικά, διάβρωση, κατολίσθηση, τοπίο κ.λπ.), πριν από την κατασκευή του. - Ο συνδυασμός ΨΜΕ με πληροφορίες όπως η φυτοκάλυψη, η θερμοκρασία του αέρα και η διεύθυνση των ανέμων, μπορεί να συμβάλλει στην καλύτερη πρόληψη και καταστολή των πυρκαγιών. Ακόμη στον καλύτερο σχεδιασμό των παρατηρητηρίων για άμεση προειδοποίηση πυρκαγιάς. Άλλες εφαρμογές είναι η τηλεανίχνευση πυρκαγιάς, οι δασοκομικοί και διαχειριστικοί χειρισμοί πρόληψης κ.λπ. Επίσης με τα μοντέλα προσομοίωσης είναι δυνατή η δημιουργία υποθετικών καταστάσεων εκτάκτου ανάγκης και μελέτης των πιθανών επιπτώσεων σε συνεργασία πάντοτε με ένα ΓΣΠ. Επίσης η οικολογική και κοινωνικοοικονομική αποκατάσταση πυρόπληκτων περιοχών μπορεί να επιτευχθεί ως εξής: 799

7 14ο Πανελλήνιο Δασολογικό Συνέδριο Η σχεδίαση π.χ. διαφόρων τύπων δένδρων και η τοποθέτησή τους πάνω στο ΨΜΕ μπορεί να απεικονίσει μία υπάρχουσα κατάσταση ή να βοηθήσει στην κατανόηση των αποτελεσμάτων (επιπτώσεων) θεωρητικών μελλοντικών ενεργειών και καταστάσεων. Με τη δημιουργία τρισδιάστατων συμβόλων για κάθε είδους δένδρο και την απεικόνιση στο χώρο των δασών σε συνδυασμό με το ΨΜΕ δίνεται η δυνατότητα από τη μία μεριά της απεικόνισης της υπάρχουσας κάλυψης για τη μελέτη των δασικών εκτάσεων, από την άλλη η μελέτη υποθετικών καταστάσεων ή εξομοίωσης μελλοντικών πιθανών εξελίξεων ή και παρουσίαση της υπάρχουσας κατάστασης μετά την πυρκαγιά. Π.χ. η χάραξη δασικών δρόμων ή ζωνών πυρασφάλειας στο μοντέλο και μέσω αυτού η εκτίμηση του αριθμού των δένδρων που κόβονται, αλλά και η απεικόνιση της νέας προβλεπόμενης κατάστασης του περιβάλλοντος μετά τις αλλαγές. Το ίδιο ισχύει και για την προβλεπόμενη κατασκευή τεχνικών έργων. Στην ουσία πρόκειται για ένα βήμα στο χρόνο, αφού δίνεται μία εικόνα των έργων στο μέλλον, ενταγμένα στο χώρο τους όταν κατασκευαστούν. Η τοποθέτησή τους στο μοντέλο ως μαθηματικά στερεά επιτρέπει την προμελέτη για τις επιπτώσεις τους στο φυσικό περιβάλλον. Υπάρχει, συνεπώς, το πλεονέκτημα των εναλλακτικών λύσεων, όπου μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα και με το ελάχιστο δυνατό ανθρώπινο και οικονομικό κόστος επιλέγεται η πιο κατάλληλη στηριζόμενοι σε κατανοητά και σχεδόν πραγματικά στοιχεία. Η κοινωνικοοικονομική αποκατάσταση αναφέρεται στο ότι το ΨΜΕ αποτελεί το υπόβαθρο πάνω στο οποίο γίνεται η σύγχρονη ανάλυση και ο σχεδιασμός του χώρου σε δισδιάστατη και τρισδιάστατη μορφή. Έτσι οι διαδικασίες λήψης αποφάσεων λαμβάνουν υπόψη τα ψηφιακά μοντέλα για την κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη ενός τόπου. - Δυνατότητα επίσκεψης του χώρου ενός ΨΜΕ με τη βοήθεια διαφόρων προγραμμάτων. Καθοδηγείται το μάτι του παρατηρητή σε μία καθορισμένη πορεία (δρόμος) πάνω στο μοντέλο (φυσικό έδαφος). Έτσι μπορούν να προβλεφθούν οι επιπτώσεις στο περιβάλλον από την επίσκεψη τουριστών και να βελτιωθεί η απορροφητικότητα του οικοσυστήματος, ιδιαίτερα αν στον υπολογισμό ληφθούν υπόψη το είδος της φυτοκάλυψης και τα τεχνικά έργα ή να χρησιμοποιηθούν ως τουριστικός οδηγός. - Μελέτη των υδρολογικών χαρακτηριστικών μιας περιοχής και στην εκμετάλλευση των υπόγειων υδάτων για την παρακολούθηση των περιορισμένων αποθεμάτων τους. - Στην περιγραφή της μόλυνσης του περιβάλλοντος μιας περιοχής, με την αυτόματη σχεδίαση των καμπυλών για την παράσταση των επιφανειών ίσης φόρτισης του περιβάλλοντος ως προς τις διάφορες μεμονωμένες συνιστώσες (σκόνη, SO2, θόρυβος, κ.λπ.). - Εντοπισμός των περιοχών με ασταθή εδάφη, σε συνδυασμό με το είδος του εδάφους και τη φυτική κάλυψη. Ο προσδιορισμός τέτοιων μεταβολών μπορούν να προκύψουν με τη δημιουργία ΨΜΕ της ίδιας περιοχής σε διαδοχικές χρονικές περιόδους. 4. Συζήτηση - Συμπεράσματα Ξεκινώντας από την αρχική ιδέα του ΨΜΕ και τονίζοντας την αναγκαιότητά του, αναφέραμε σε γενικές γραμμές τη γενική δομή ενός ψηφιακού μοντέλου εδάφους και τις ως σήμερα μεθόδους παρεμβολής που εμφανίστηκαν. Ως ενδιάμεσο αποτέλεσμα προκύπτει ένα σύνολο γνωστών σημείων του εδάφους διατεταγμένων, ανάλογα με την οργάνωση, σε τετραγωνική σχάρα ή σε δίκτυο τριγώνων. Αυτό είναι ένα γενικό ΨΜΕ και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ποικιλοτρόπως για την 800

8 Οικολογική και Κοινωνικοοικονομική αποκατάσταση πυρόπληκτων περιοχών - Προστασία Φυσικού Περιβάλλοντος επίλυση τόσο γενικών όσο και ειδικών προβλημάτων αναφερομένων στην προστασία και αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος. Τα ΨΜΕ είτε αυτοτελώς είτε στα πλαίσια ενός ολοκληρωμένου Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (ΓΣΠ) παρέχουν πολλές και μεγάλες δυνατότητες εκτός των άλλων και στην προστασία και αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος. Δημιουργώντας ένα ΨΜΕ έχει πλέον δημιουργηθεί η ψηφιακή αναπαράσταση της επιφάνειας του εδάφους από όπου μπορούν πλέον να αντληθούν πληροφορίες για τη μελέτη και το σχεδιασμό μέσα στις δασικές περιοχές. Τα ΨΜΕ αποτελούν το μέλλον στο σχεδιασμό ανάπτυξης. Με τη δημιουργία ενός ΨΜΕ ξεκινάει η κατασκευή μίας χαρτογραφικής βάσης δεδομένων, που αποτελεί το δομικό στοιχείο ενός ψηφιακού χάρτη. Χρησιμεύει ως φορέας πληροφοριών για το έδαφος, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αρχικά δεδομένα σε προγράμματα ηλεκτρονικών υπολογιστών για την περαιτέρω αυτόματη μελετητική διαδικασία. Ειδικότερα για τα δάση και τις δασικές εκτάσεις, οι δασικοί χάρτες αποτελούν ένα συγκεντρωμένο πληροφοριακό υλικό του δασικού οικοσυστήματος. Η ορθολογική διαχείρισή του, η προστασία του και η αναπροσαρμογή του, είναι καθαρά δασολογικό αντικείμενο. Ο τεράστιος όγκος αξιόλογων δεδομένων και πληροφοριών που συγκεντρώθηκαν από τη δασική υπηρεσία για όλες τις περιοχές της χώρας στο πλαίσιο του δασικού κτηματολογίου, να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία βάσεων δεδομένων γης που θα υποστηρίζεται από την ψηφιακή βάση δεδομένων του Εθνικού Κτηματολογίου με κατάλληλη δικτυακή σύνδεση, για τη διαχείριση της ψηφιακής χωρικής πληροφορίας μελλοντικά και μέσω του διαδικτύου. Κατάλληλη κατάρτιση των στελεχών της δασικής υπηρεσίας ώστε να μπορούν να αξιοποιήσουν καλύτερα και αποτελεσματικότερα, τις βάσεις των δεδομένων. Digital Terrain Models in protecting and restoring the natural environment V. J. Giannoulas 1, V. C. Drosos 2, A. Kantartzis 2, R. Giovannopoulos 2 and Ch. Stamatiou 2 1 School of Forestry and Natural Environment, Aristotle University of Thessaloniki, PC Thessaloniki, tel.: , fax: , vgiannou@for.auth.gr 2 Department of Forestry and Management of Environment and Natural Resources, Democritus University of Thrace, P.C N. Orestiada, tel.: , fax: , vdrosos@fmenr.duth.gr Αbstract Technological development and increased use of computers has created new opportunities in all sectors. So for the full exploitation of these potential is necessary to replace the conventional analogue terrain model (diagram and orthophotos) with a digital model. 801

9 14ο Πανελλήνιο Δασολογικό Συνέδριο The background, on which the modern analysis and design of the space take place, is a digital design in two-dimensional and three-dimensional form. In this paper, indicate the original concept of the digital terrain model and emphasizes its necessity. Then, its overall structure, the method of determination, density and distribution of original data and interpolation methods are referred. Eventually D.T.M. provides the basis for developing a wide range of applications related to both the protection and rational management of the natural environment. The D.T.Ms. can be used in combination with Geographic Information Systems (GIS) to create a land information system, necessary for the protection and development of forest areas. Keywords: Νatural environment, digital terrain model. Βιβλιογραφία Allam, Μ., DTM s application in topographic mapping. Proceedings of the Digital Terrain Models Symposium, St. Louis. Missouri, pp Αχιλλέως, Γ., Ψηφιακά Μοντέλα Εδάφους: Υψομετρικό Σφάλμα. Το σφάλμα λόγω Εφαρμογής Ομοπαράλληλου Μετασχηματισμού στις Ψηφιακές Καμπύλες. Τεχνικά Χρονικά Επιστημονική Έκδοση ΤΕΕ, Ι, τεύχος 3: Düppe, R. - Gotfschalk, Η., Automatische Interpolation von Isolinien bei willküzlich verteilten Stützpunkten. A.V.N. pp Grist, Μ., Digital Ground Models: An account of recent research. Photogrammetric Record, October 1972, pp Haenctel, B. - Kluke, J. - Lüke, B., Digitales Flachenmodell und automatische Höhenlinienkartierung - methodische Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten. Vermessungswesen und Raumordnung. 2: Helava, U. V., Instruments and methods for digital terrain model data collection. Proceedings of the D.T.M. Symposium, St. Lois, Missouri, pp. 61. Koch, K. R., Digitales Geländemodell und automatische Höhenlinienzeichnung. Zfv, 8: Koch, K. R., Digitales Geländemodell und Isolinienzeichnung für Zwecke der Ingenieurvermessung und der Topographie. Vermessungswesen und Raumordnung 1: 1-8. Kraus, K., Automatische Berechnung von Höhenlinien. Zfv 6: Kraus, K., Erfahrungen mit einem Digitalen Geländemodell. Mitteilungen der geodätischen Institute der TH Graz, Folge 18. pp Linkwitz, K., Digitale Geländemodelle. Bildmessung und Luftbildwesen, 1: Παπαδημητρίου, Α. Λ., Ψηφιακά μοντέλα εδάφους. Τεχνικά Χρονικά Επιστημονική Έκδοση ΤΕΕ, Ι, τεύχος 3: