Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών στον Περιβαλλοντικό Έλεγχο Εφαρμογή στο Έργο PROSODOL

Transcript

1 Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών στον Περιβαλλοντικό Έλεγχο Εφαρμογή στο Έργο PROSODOL Απόστολος Σαρρής Εργαστήριο Γεωφυσικής Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης & Αρχαιοπεριβάλλοντος Ινστιτούτο Μεσογειακών Σπουδών - Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας Ημερίδα «Παραγωγή Ελαιόλαδου και Διαχείριση Αποβλήτων Ελαιοτριβείων στις Μεσογειακές Χώρες» Ινστιτούτο Δασικών Ερευνών - ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε. Αθήνα, 4 Δεκεμβρίου 2009

2 Ερευνητικές Δραστηριότητες του Εργαστηρίου του ΙΜΣ-ΙΤΕ Τεχνικές Γεωφυσικής Χαρτογράφησης Δορυφορική Τηλεπισκόπηση Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) Δίκτυα Επικοινωνιών Τεχνολογίες Πληροφοριών Διάχυση Πληροφόρησης Κοινωνικο-οικονομική ανάπτυξη Προστασία Πολιτισμικών και Φυσικών Πόρων

3 Χρήση Γεωφυσικών Τεχνικών για την Διερεύνηση του Υπεδάφους Περιβάλλον Αρχαιολογία Πολεοδομία Τεχνικά Έργα

4 Χρήση GIS για Περιβαλλοντικές Εφαρμογές Περιβαλλοντικός Έλεγχος Επιπέδων Θορύβου Πιλοτική Εφαρμογή σε τμήματα του αστικού ιστού του Ηρακλείου Μελέτη της Σεισμικής Επικινδυνότητας Καταγραφή και μοντελοποίηση των κατασκευαστικών χαρακτηριστικών των υφιστάμενων κτιρίων και των γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών Sarris, A., Loupasakis, C., Soupios, P., Trigkas, V.,Vallianatos F., Earthquake vulnerability and Seismic risk assessment of urban areas in high seismic regions: Application to Chania City, Crete Island, Greece, Natural Hazards, on line.

5 Ταξινόμηση Χρήσης Γης μέσω Δορυφορικών Τεχνικών και GIS Χρήση χρονοσειρών λήψεων δορυφορικών εικόνων και συσχέτιση με επιτόπιες μετρήσεις και έντασης ακτινοβολίας. Πρόγραμμα EMERIC Sarris, A., Management of Landscape & Natural Resources through Remote Sensing & GIS, The International Society for Optical Engineering, SPIE Newsroom,

6 Χρήσεις Γης ( ) Επιβλεπόμενη Ταξινόμηση Εικόνων Μέθοδος Ευκλείδειας Απόστασης

7 Αλλαγές Χρήσης Γης LAND USES VINEYARD 53,94% 23,27% 39,11% 31,12% URBAN AREAS 2,65% 3,06% 1,67% 16,55% WOLD 2,54% 5,27% 3,40% 10,89% SYLVAN 3,08% 18,06% 13,50% 8,65% OLIVE GROVE 20,13% 9,78% 12,01% 7,70% CITRUS 0,17% 1,87% 0,94% 0,60% CULTIVATION 1,32% 3,09% 3,37% 2,16% MINERAL 0,07% 2,96% 2,58% 4,34% MIXED FLORA 0,94% 0,93% 0,46% 0,30% FAVITY 2,69% 17,32% 15,21% 9,74% RIFT 1,31% 0,76% 0,30% 0,33% FRYGANA 4,41% 5,81% 1,32% 1,77% SHRUBBY 0,14% 3,00% 1,97% 2,34% 20,00% 10,00% 0,00% PERCENTAGE CHANGE OF LAND USES FRYGANA 0,07% 2,66% 1,41% 1,67% SNOW 6,39% 1,77% 2,51% 1,61% GARBAGE 0,05% 0,30% 0,19% 0,22% WATER 0,09% 0,08% 0,02% 0,01% TOTAL 100,00 % 100,00 % Decreasing values 100,00 % 100,00 % -10,00% -20,00% VINEYARD URBAN AREAS WOLD SYLVAN OLIVE GROVE CITRUS CULTIVATION MINERAL MIXED FLORA FAVITY ALLOUVIANS RIFT SHRUBBY FRYGANA SNOW GARBAGE WATER

8 Ταξινόμηση της Βλάστησης Object Oriented Classification based on Spectral values Shape Texture Fuzzy logic Segmentation processes Microscale Mesoscale vegetation Vegetation map Map of Crete Sarcopoterium Sub-Alpine spinosum formations phrygana Σαρρής, Α., Βαλλιανάτος, Φ., Γεωργιλά, Κ., Καραθανάση, Β., Κοκκινάκη, Λ., Λαζαρίδου, Ο., Μερτίκας, Στ., Παπαδάκης, Γ., Παπαδόπουλος, Ν., Παπάζογλου, Μ., Πυρίντσος, Στ., Σαββαίδης, Α., Σουπιός, Π., Τρίγκας, Β., Φασσουλάς, Χ., Δια-δικτυακή Πύλη των Φυσικών Διαθεσίμων της Κρήτης, Πρακτικά 9ου Εθνικού Συνεδρίου Χαρτογραφίας: Χαρτογραφία Δικτύων Χαρτογραφία μέσω Δικτύων, Επιμέλεια Ν. Καρανικόλας, Εκδόσεις Ζήτη, σελ , 2006.

9 Ταξινόμηση Εδαφών μέσω Δορυφορικών Απεικονίσεων και GIS Χαρακτηριστικά Υφής/Σύστασης (π.χ. Εντροπία και Asm/Αngular Second Moment) βασισμένα στο μοντέλο GLCM (Gray-Level Co-occurrence Matrix) - ένα μοντέλο που βασίζεται στην συσχέτιση μεταξύ των γειτονικών εικονοστοιχείων. Η ταξινόμηση βασίστηκε σε εικόνες έπειτα από την σύνθεση των αρχικών εικόνων και εικόνων του Δείκτη Βλάστησης (π.χ. BRI). Στόχος η καλύτερη διάκριση και διαχωρισμός περιοχών με μεικτές χρήσεις γης. RGB (3, 4, 2) Quickbird image of Chania of Crete. Shen, G. & Sarris, A., Application of Texture Analysis in Land Cover Classification of High Resolution Image, The 4th International Conference on Natural Computation (ICNC'08) & The 5th International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery (FSKD'08), Jinan, China, August 2008.

10 Δημιουργία Θεματικών Χαρτών Χαρτογράφηση της βλάστησης Χαρτογράφηση της χρήσης γης

11 Χωρική Μεταβλητότητα Ιχνοστοιχείων σε Καλλιεργήσιμα Εδάφη στο Chongming, Shanghai (China) Η παρουσία ιχνοστοιχείων είναι βασική για την μελέτη της τοξικότητας μιας περιοχής (ιδιαίτερα μέσω της διατροφικής αλυσίδας) της ποιότητας των εδαφών (precision agriculture / sustainable management of land resources) Shen, G., Xu, J., Qian, Zh. & Sarris, A., Spatial Variability of Trace Elements in Agricultural Soils of Chongming, Shanghai(China), 17th International Conference on Geoinformatics, Fairfax, Geogre Mason University, USA, August, 2009.

12 Αναλύσεις εδάφους και χωρική κατανομή: Cu (Χαλκό), B (Βόριο), Mo (Μολυβδένιο), Fe (Σίδηρος), Mn (Μαγγάνιο) Zn (Ψευδάργυρος).

13 Χαρτογράφηση των ιχνοστοιχείων με μεθόδους Universal Kriging Υψηλά ποσοστά Cu & Fe σε όλη την έκταση του νησιού. Η συγκέντρωση του Cu ήταν τοπικά υψηλότερη στα ΝΕ (~ οργανικά συστατικά). Οι συγκεντρώσεις του Fe & Mn ήταν τοπικά υψηλότερη στα SE πιθανώς λόγω της οσμωτικής πίεσης των παράκτιων περιοχών.

14 Περιβαλλοντική Μελέτη της Μόλυνσης στην περιοχή του Εργοστασίου Παραγωγής Ρεύματος στην Μεγαλόπολη, Αρκαδίας. Συνεισφορά και συσχέτιση μαγνητικών ιδιοτήτων, χημικών αναλύσεων και GIS στην καταγραφή και παρακολούθηση της μόλυνσης του περιβάλλοντος από το εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής μέσω καύσης λιγνίτη. Μελέτη μετάδοσης και κατανομής βαρέων μετάλλων στην περιοχή. Sarris, A., Kokinou, E., Aidona, E., Kalithrakas-Kontos, N., Koulouridakis, P., Kakoulaki, G., Droulia, K., Damianovits, O., An Integrated Study of the Environmental Pollution in the Area of Megalopolis Power Plant (Peloponnesos, Greece), Environmental Geology, v. 58 (8), pp , 2009

15 Συσχέτιση των χημικών συστατικών και των μαγνητικών ιδιοτήτων μέσω του Pearson s coefficient. Μαγνητική Επιδεκτικότητα (ανάλογη με φερρομαγνητικά οξείδια μαγνητίτη/μαγκεμίτη) Ανυστερητική μαγνήτιση (ARM) & Ισοθερμική παραμένουσα μαγνήτιση (IRM) (ανάλογα με τα φερρομαγνητικά οξείδια ανάλογα με το μέγεθος των μαγνητικών κόκκων).

16 Συνεισφορά του GIS για την μελέτη της χωρικής συγκέντρωσης των υλικών αυτών και της συσχέτισης με τα τοπογραφικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής.

17 Χωρικές Συσχετίσεις μέσω GIS Συσχέτιση υψηλών τιμών των Fe, Ni, Cu, Rb & Y με περιοχές με μεγάλη πυκνότητα υδρογραφικού δικτύου και ιδιαίτερα προς περιοχές με χαμηλότερο υψόμετρο και η μόλυνση οδηγείται προς τα ΝW. Συσχέτιση υψηλών τιμών του Mn και του f.d. Susceptibility (προς τα NW SE) σε συμφωνία με την διεύθυνση των κύριων ανέμων. Υψηλές τιμές γύρω από τα ορυχεία και του αποθέτες λιγνίτη. Υψηλές τιμές Fe, Ni, K, Rb, Y παρατηρήθηκαν και σε γεωλογικούς σχηματισμούς παλαιότερους του Πλειστόκενου (συσχέτιση με την γεωλογία της περιοχής) Οι πιο βεβαρημένες περιοχές (Pb, Zn, Nb, Zr and Mn) παρατηρούνται στους οικισμούς της Μεγαλόπολης, Απιδίτσας, Χωρέμη.

18 Περιβαλλοντική Μελέτη Χωματερών Χαρακτηρισμός των υδρογεωλογικών, γεωλογικών και τεκτονικών παραμέτρων του περιβάλλοντος χώρου της χωματερής του Φόδελε (Ηράκλειο). Μέτρηση της γεωμετρίας (βάθος και έκταση) της χωματερής για τον καθορισμό της ανισοτροπίας που προκαλείται από ρηγματώσεις του υποβάθρου και εντοπισμό πιθανών ηλεκτρικά αγώγιμων περιοχών (συσχετισμός με μόλυνση του περιβάλλοντος) Soupios, P., Manios, P, Sarris, A., Vallianatos, F., Maniadakis, K., Papadopoulos, N., Makris, J.P., Kouli, M., Gidarakos, E., Saltas, V., Kourgialas, N., Integrated Environmental Investigation of a municipal Landfill using modern techniques, 10th International Landfill Symposium, session: Sanitary landfilling, Italy, October 2005

19 Προσεγγίσεις Γεωφυσικές Τεχνικές Ηλεκτρική Τομογραφία Ηλεκτρομαγνητικές Τεχνικές VLF Χημικές Αναλύσεις Γεωλογία Τοπογραφία - Τεκτονική GIS σύνθεση Τοπογραφικά Γεωλογικά Γεωφυσικά - Χημικά Οριοθέτηση μεταξύ υποβάθρου και εσωτερικής δομής της χωματερής

20 Ο Ρόλος του ΙΜΣ-ΙΤΕ στο έργο PROSODOL ACTION 6: Info-Library Establishment WEB Site

21 ACTION 6: Info-Library Establishment WEB Site Γενικές Πληροφορίες Εταίροι Πιλοτικές Περιοχές Συνέδρια Δημοσιεύσεις Εκπαιδευτικό Υλικό Παρόμοια Έργα Επικοινωνία Περιοχή Προγράμματος Για ανταλλαγή δεδομένων Τράπεζες Πληροφοριών Έδαφος Νερό Διαχείριση Αποβλήτων Διαδραστικοί Χάρτες Πιλοτικές Περιοχές Μετρήσεις Διαγράμματα Στατιστικά

22 Χαρτογραφικά Προϊόντα του Loano and Albenga Region of Italy μέσω Web_GIS εφαρμογής Roma 40 WGS 84 Χρήση του API of Google Earth

23 Χαρτογραφικά Προϊόντα του Δήμου Νικηφόρου Φωκά μέσω Web_GIS εφαρμογής

24 Συνεχής Χαρτογράφηση των Αποτελεσμάτων των Χημικών Αναλύσεων Δημιουργία επιφανειών κατανομής των χημικών συστατικών μέσω αλγορίθμων παρεμβολής για την χαρτογράφηση της κατανομής τους. - Επιφανειακά δείγματα - Χαρτογράφηση με το βάθος - Μελέτη των χρονικών μεταβολών της κατανομής αυτών και της διάχυσης αυτών στο υπέδαφος.

25 Χαρτογραφικά Προϊόντα του Δήμου Νικηφόρου Φωκά για το Risk Assessement

26 Χώροι Απόθεσης Τοπογραφικά Τύπος Είδος Εγγύτητα σε χωριά Εγγύτητα σε δρόμους Έκταση Κατασκευή Multivariate Statistical Analysis Εγγύτητα στην ακτή Γεωμορφολογικά Γεωλογικά GIS Υψόμετρο Κλίση Υδρολογία Γεωλογικοί Σχηματισμοί Υδρολιθολογία GIS Risk Weighting Factors Model Χρήση Γης Σεισμικά Τεκτονικά Στατιστικά Δορυφορικά Φυσιογραφία Καλλιέργειες Βάθος Εδάφους Κατανομή Επικέντρων Σεισμική Δραστηριότητα Τεκτονικά χαρακτηριστικά Πληθυσμιακά Παραγωγή Βιομηχανίες Tουρισμός Φασματικές Υπογραφές Definition of Risk Areas Thematic Maps Risk Assessment

27 Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών στον Περιβαλλοντικό Έλεγχο Εφαρμογή στο Έργο PROSODOL Απόστολος Σαρρής Ινστιτούτο Μεσογειακών Σπουδών - Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας Ημερίδα «Παραγωγή Ελαιόλαδου και Διαχείριση Αποβλήτων Ελαιοτριβείων στις Μεσογειακές Χώρες» Αθήνα, 4 Δεκεμβρίου 2009