Χρήση προϊόντων Τηλεπισκόπησης για την αποτύπωση µεταβολών χρήσεων γης και για την διαχείριση των υδατικών πόρων της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας. Ηλίας ηµητρίου Ελληνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών Ινστιτουτο Εσωτερικών Υδάτων, 46,7 χλµ. Λ. Αθηνών Σουνίου, 19013, Ανάβυσσος Αττικής, Τηλ. 2291076389, Fax: 2291076419, email: elias@ath.hcmr.gr Περίληψη Συστήµατα τηλεµατικής χρησιµοποιούνται συχνά σε εφαρµογές της Γεωλογίας, Υδρολογίας, Μετεωρολογίας, Ωκεανογραφίας, και Βιολογίας µε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσµατα, αφού παρέχουν άµεσα και ακριβή επιστηµονικά δεδοµένα. Συγκεκριµένα, η παρατήρηση της γης µε µεθόδους τηλεµατικής δίδει την δυνατότητα, εκτός από µετρήσεις γεωλογικών και περιβαλλοντικών παραµέτρων, να αποτυπώνονται οι χωροχρονικές µεταβολές στους φυσικούς πόρους, που οφείλονται σε ανθρωπογενείς παρεµβάσεις αλλά και σε εποχικές διακυµάνσεις. Επιπρόσθετα, είναι συνήθης πρακτική στην σηµερινή εποχή, εφαρµογές τηλεπισκόπησης να υποστηρίζουν κλιµατολογικές µελέτες, ποσοτικοποίηση αλλαγών στις χρήσεις γης, διαχείριση και εκµετάλλευση υδατικών πόρων. Στη συγκεκριµένη επιστηµονική εργασία χρησιµοποιήθηκαν εικόνες από το δορυφόρο Landsat 5 και αεροφωτογραφίες προκειµένου να αντληθούν στοιχεία που αφορούν στις χρήσεις γης της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας, στην καταγραφή της εδαφικής υγρασίας και των υπολιµναίων εκφορτίσεων νερού (πηγών) καθώς και στην καταγραφή της φυτοκάλυψης της περιοχής. Τα δεδοµένα που προέκυψαν χρησιµοποιήθηκαν για την υδρολογική µοντελοποίηση και την διαχείριση των υδατικών πόρων της περιοχής. Η επεξεργασία των εικόνων πραγµατοποιήθηκε σε περιβάλλον GIS και χρησιµοποιήθηκαν ευρέως αποδεκτοί αλγόριθµοι για την αποτύπωση των χρήσεων γης και για την καταγραφή της φυτοκάλυψης όπως ο αλγόριθµος ISODATA (supervised) clustering και ο δείκτης NDVI αντίστοιχα ενώ για την καταγραφή της εδαφικής υγρασίας και για τον εντοπισµό των υπολίµιων εκφορτίσεων υπόγειου νερού χρησιµοποιήθηκε η προσέγγιση της θερµικής χαρτογράφησης. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι οι χρησιµοποιούµενες µεθοδολογίες αποδείχτηκαν λειτουργικές και αξιόπιστες στην συγκεκριµένη περίπτωση ενώ οι θεµατικοί χάρτες που παρήχθησαν επιβεβαιώθηκαν µε επιτόπιες παρατηρήσεις και προυπάρχοντα σχετικά στοιχεία. Εποµένως, η χρήση µεθόδων τηλεπισκόπισης για τους σκοπούς που προαναφέρθηκαν µπορεί να δώσει σηµαντικά και ακριβή αποτελέσµατα σε σύντοµο χρονικό διάστηµα και µε σχετικά χαµηλό κόστος. Λέξεις κλειδιά: Τηλεπισκόπιση, χρήσεις γης, υδατικοί πόροι, φυτοκάλυψη, υδρολογία 1
Εισαγωγή Η επιστήµη της τηλεµατικής και τα δορυφορικά δεδοµένα, αποτελούν σήµερα ένα σύγχρονο επιστηµονικό εργαλείο, αφού παρέχουν πλήθος σηµαντικών πληροφοριών διευκολύνοντας σηµαντικά την έρευνα σε πολλά επιστηµονικά πεδία. Εφαρµογές τηλεµατικής χρησιµοποιούνται συχνά στις µέρες µας σε επιστήµες όπως η Γεωλογία, η Υδρολογία, η Μετεωρολογία, η Ωκεανογραφία, και η Βιολογία µε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσµατα, αφού παρέχουν άµεσα και ακριβή επιστηµονικά δεδοµένα. Συγκεκριµένα, η παρατήρηση της γης µε µεθόδους τηλεµατικής δίδει την δυνατότητα, εκτός από µετρήσεις περιβαλλοντικών παραµέτρων, να αποτυπώνονται οι χωροχρονικές µεταβολές στους φυσικούς πόρους, που οφείλονται σε ανθρωπογενείς παρεµβάσεις αλλά και σε εποχικές διακυµάνσεις (CEOS, 2003). Επιπρόσθετα, είναι συνήθης πρακτική στην σηµερινή εποχή, τηλεµατικές εφαρµογές να υποστηρίζουν κλιµατολογικές µελέτες, ποσοτικοποίηση αλλαγών στις χρήσεις γης, διαχείριση και εκµετάλλευση υδατικών πόρων (Carlson και Arthur 1998, Weng, 2001). Επιπρόσθετα, σηµαντικό ρόλο δύναται να διαδραµατίσει η τηλεπισκόπιση στην διαχείριση των υδατικών πόρων και ιδιαίτερα σε λιµναίες υδρολογικές λεκάνες, αφού παρέχει πληροφορίες σχετικά µε την µεταβολή ακτογραµµών, διαθέσιµων επιφανειακών υδατικών αποθεµάτων και ποιοτικών χαρακτηριστικών των υδάτων σε χωρική και χρονική κλίµακα. Έτσι, οι αρµόδιοι διαχειριστικοί φορείς µπορούν να εκτιµούν άµεσα τις επιπτώσεις των διαχειριστικών σχεδίων που εφαρµόζονται και να προβαίνουν σε διορθωτικές επεµβάσεις, εφόσον αυτό κρίνεται αναγκαίο (Baban, 1999). Επίσης, πλήθος επιµέρους υδρολογικών παραµέτρων, αναγκαίων στην διαχείριση των υδατικών αποθεµάτων, µπορούν να ποσοτικοποιηθούν µε την συνεισφορά τηλεµετρικών µεθόδων, όπως η εδαφική υγρασία (Milly και Kabala 1986), η εξατµισοδιαπνοή και η επιφανειακή απορροή (Srinivasa 2001, Rott κ. α., 1985). Στη συγκεκριµένη εργασία χρησιµοποιήθηκε δορυφορική εικόνα Landsat, προκειµένου να αντληθούν στοιχεία που αφορούν στις χρήσεις γης της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας, στην καταγραφή της εδαφικής υγρασίας και των υπολιµναίων εκφορτίσεων νερού (πηγών) καθώς και στην καταγραφή της φυτοκάλυψης που δύναται να συµβάλλει στον υπολογισµό της εξατµισοδιαπνοής και των αρδευτικών αναγκών της περιοχής. Μεθοδολογία Για την παραγωγή του χάρτη χρήσεων γης στην προκειµένη περίπτωση χρησιµοποιήθηκε ένας αλγόριθµος αυτόµατης ταξινόµησης δορυφορικών δεδοµένων προκειµένου να πραγµατοποιηθεί το πρώτο στάδιο της κατηγοριοποίησης των χρήσεων γης και έπειτα ακολούθησε το στάδιο της ελεγχόµενης ταξινόµησης και οι διορθώσεις του χάρτη. Ο αλγόριθµος αυτός ονοµάζεται ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique, Jain 1989) και χρησιµοποιείται ευρέως από την επιστηµονική κοινότητα, ενώ έχει δοκιµαστεί σε πλήθος περιοχών και συνθηκών. Τα δεδοµένα εισόδου στον αλγόριθµο, εκτός από την δορυφορική εικόνα είναι περιορισµένα και αφορούν τον 2
αριθµό των επαναλήψεων του υπολογιστικού σταδίου και το ποσοστό σύγκλισης των µοναδιαίων περιοχών της εικόνας (pixels) στις οµάδες ταξινόµησης. Ο χάρτης που παράχθηκε από την συγκεκριµένη διαδικασία συγκρίθηκε µε παλαιότερους χάρτες χρήσεων γης της περιοχής αλλά και µε σχετικά δεδοµένα πεδίου και διορθώθηκε κατάλληλα στο πρόγραµµα Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών που χρησιµοποιήθηκε για την επεξεργασία της δορυφορικής εικόνας γενικότερα (ArcView. και Image Analysis). Στην συγκεκριµένη εργασία τα δορυφορικά δεδοµένα επεξεργάστηκαν κατάλληλα έτσι ώστε να παραχθεί ένας ακριβής χάρτης φυτοκάλυψης που παρέχει λεπτοµερή στοιχεία για την βλάστηση της περιοχής. Για αυτό το σκοπό χρησιµοποιήθηκε ο κανονικοποιηµένος δείκτης βλάστησης (NVDI, Lillesand και Kiefer, 1994): DN(4) DN(3) NVDI = DN(4) + DN(3) όπου NVDI: ο δείκτης φυτοκάλυψης, DN: η ψηφιακή καταγραφή της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας σε κάθε µοναδιαίο τµήµα της εικόνας και οι αριθµοί 4 και 3: οι φασµατικές περιοχές της υπέρυθρης και κόκκινης ορατής ακτινοβολίας αντίστοιχα. Ο µαθηµατικός αυτός τύπος εφαρµόστηκε σε κάθε µοναδιαίο τµήµα της εικόνας (pixel) µε την χρήση των λογισµικών ArcView και Image Analysis. Οι τιµές φυτοκάλυψης που παράγονται µε την ανωτέρω µεθοδολογία κυµαίνονται από 1 για περιοχές χωρίς καθόλου βλάστηση (καλύπτονται κυρίως από νερά) έως 1 για περιοχές µε πολύ υψηλό ποσοστό βλάστησης. Οι άγονες εκτάσεις, οι οικισµοί και οι δρόµοι παρουσιάζουν τιµές που τείνουν στο µηδέν. Ο χάρτης που δηµιουργείται µε την ανωτέρω διαδικασία είναι σε µορφή που µπορεί να εισαχθεί άµεσα σε µοντέλα προσοµοίωσης του υδρολογικού κύκλου προκειµένου να διευκολυνθεί και να βελτιστοποιηθεί ο υπολογισµός της επιφανειακής απορροής καθώς και της εξατµισιδιαπνοής. Για τον εντοπισµό των θέσεων υπολίµνιων πηγών της λίµνης Τριχωνίδας χρησιµοποιήθηκε η εφαρµογή θερµικής χαρτογράφησης η οποία είναι ευρέως χρησιµοποιούµενη τεχνική. Συγκεκριµένα, οι δορυφορικές εικόνες Landsat, καταγράφουν την ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία των υλικών σωµάτων σε διάφορες φασµατικές περιοχές, χρησιµοποιώντας σχετικούς αισθητήρες που µετρούν την ένταση της ακτινοβολίας σε µια κλίµακα από 0 έως 255 µονάδες (ψηφιακός αριθµός, DN). Η µέτρηση αυτή πρέπει έπειτα να διορθωθεί µε κατάλληλους συντελεστές και να µετατραπεί αρχικά σε µονάδες ακτινοβολίας (Watt/m 2 *sr*µm) µε τον ακόλουθο τύπο (Chander και Markham, 2003): LMAXλ LMIN λ Lλ = Qcal + LMINλ Q cal max όπου: L λ = η ακτινοβολία που καταγράφεται στον αισθητήρα, (Watt/m 2 *sr*µm), 3
Q cal : ο ψηφιακός αριθµός στο µοναδιαίο τµήµα της δορυφορικής εικόνας Q calmin = Ο ελάχιστος ψηφιακός αριθµός στην δορυφορική εικόνα (DN=0) Q calmax : Ο µέγιστος ψηφιακός αριθµός στην δορυφορική εικόνα (DN=255) LMIN λ : η ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία που αντιστοιχεί στο Qcalmin, (Watt/m 2 *sr*µm), LMAX λ : η ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία που αντιστοιχεί στο Qcalmax, (Watt/m 2 *sr*µm) Με την βοήθεια σχετικών πινάκων της βιβλιογραφίας (Chander και Markham, 2003), υπολογίζεται η θερµική ακτινοβολία (L λ ) στα σηµεία ενδιαφέροντος δεδοµένου ότι: LMIN λ = 1,2378 Watt/m 2 *sr*µm και LMAX λ = 15,303 Watt/m 2 *sr*µm, οι οποίες τιµές είναι σταθερές για τον συγκεκριµένο τύπο δορυφορικών δεδοµένων και για τη θερµική φασµατική περιοχή (10,40 12,50 µm). Η µετατροπή της θερµικής ακτινοβολίας σε τιµές θερµοκρασίας ( o C) πραγµατοποιείται µε αυξηµένη ακρίβεια επιλύωντας ως προς την θερµοκρασία την ακόλουθη εξίσωση: K 2 T = - 273 K1 ln + 1 L λ όπου: T: η θερµοκρασία σε o C, K1: συντελεστής διόρθωσης = 607,76 Watt/m 2 *sr*µm, Κ2: συντελεστής διόρθωσης = 1260,56 Κelvin και Lλ: η θερµική ακτινοβολία που καταγράφεται στον αισθητήρα (Watt/m 2 *sr*µm). Αποτελέσµατα ηµιουργία χάρτη χρήσεων γης Μετά την εφαρµογή της προαναφερθείσας µεθοδολογίας στην περιοχή µελέτης παράχθηκε ο χάρτης χρήσεων γης της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας (εικόνα 1) και ποσοτικοποιήθηκε η έκταση κάθε κατηγορίας χρήσης γης (Πίνακας 1). Η ονοµατολογία των κατηγοριών χρήσεως γης της περιοχής πραγµατοποιήθηκε µε την συνεισφορά των προϋπαρχόντων σχετικών χαρτών (ορθοφωτοχάρτες Υπ. Γεωργίας, 1:50.000) και επιτόπιων επισκέψεων. Ο πίνακας 1 υποδεικνύει ότι το µεγαλύτερο τµήµα της υδρολογικής λεκάνης καλύπτεται από γεωργικές καλλιέργειες (141,16 km 2 34,94%), ενώ ακολουθούν τα δάση (137,04 km 2 33,97%) και οι υδάτινες επιφάνειες (93,86 km 2 23,23%). Οι οικισµοί και οι άγονες εκτάσεις δεν καλύπτουν σηµαντική έκταση της περιοχής µελέτης, αφού δεν ξεπερνούν το 8% της συνολικής έκτασης. Το µεγαλύτερο ποσοστό δασών αφορά δάση θαµνώνων αείφυλλων, πλατύφυλλων και δρυών (12,38% της περιοχής µελέτης), ενώ το µικρότερο ποσοστό δασών καλύπτεται από ελάτη (11.59% της περιοχής). Όσον αφορά τις γεωργικές εκτάσεις, χωρίζονται σε δύο υποκατηγορίες ανάλογα µε το είδος της καλλιέργειας και το στάδιο ανάπτυξης τους, χαρακτηριστικά που δηµιουργούν διαφορετικές ψηφιακές υπογραφές στην δορυφορική εικόνα και καταγράφονται σε διαφορετικές κατηγορίες κατά την ανάλυση και επεξεργασία της. Η επιφάνεια νερού που αντιστοιχεί στην λίµνη Τριχωνίδα είναι σχετικά µειωµένη (93,86 km 2 ), συγκριτικά µε 4
την µέση ετήσια επιφάνεια της λίµνης που πλησιάζει τα 96 km 2, διότι η χρησιµοποιηθείσα δορυφορική εικόνα έχει καταγραφεί τον µήνα Οκτώβριο όταν η στάθµη της λίµνης Τριχωνίδας και εποµένως και η έκταση της είναι στα χαµηλότερα επίπεδα του έτους. Επιπρόσθετα, οι οικισµοί εµφανίζονται στην ίδια κατηγορία µε άγονες εκτάσεις και ιδιαίτερα µε εκτάσεις που αντιστοιχούν στις κορυφές ορεινών όγκων που δεν καλύπτονται από βλάστηση, διότι οι ψηφιακές υπογραφές των δύο αυτών κατηγοριών χρήσης γης είναι παραπλήσιες και έτσι ο συγκεκριµένος αλγόριθµος που χρησιµοποιήθηκε δεν δύναται να τις διαχωρίσει. Για αυτό το σκοπό χρησιµοποιήθηκαν ορθοφωτοχάρτες του Υπ. Γεωργίας, προκειµένου να ψηφιοποιηθούν οι άγονες εκτάσεις και να αφαιρεθούν από τους σχετικούς υπολογισµούς της δορυφορικής εικόνας. Πίνακας 1. Χρήσεις γης στην υδρολογική λεκάνη της λίµνης Τριχωνίδας, όπως προέκυψαν από επεξεργασία δορυφορικής εικόνας Landsat Έκταση µε Ποσοστό (%) επί της Συγκεντρωτικά βάση την συνολικής έκτασης ποσοστά χρήσεων δορυφορική εικόνα της περιοχής µελέτης γης για επιµέρους κατηγορίες Χρήσεις γης (km 2 ) άσος (Ελάτη) 11.59 2.87 άσος ( ρύες) 32.19 7.97 άσος (θαµνώνες αείφ.-πλατ- ρύες) 50.03 12.38 άσος (θαµνώνες αείφ.-πλατ.) 43.23 10.70 Γεωργικές καλλιέργειες (1) 68.03 16.84 Γεωργικές καλλιέργειες (2) 73.13 18.10 137,04 km 2 33,97% 141.16 km 2 34.94 % Επιφάνεια Νερού 93.86 23.23 23.23 % Οικισµοί και άγονα 31.91 7.90 7.90 % Σύνολο 403.97 100 * Οι γεωργικές καλλιέργειες (1) και (2) αφορούν διαφορετικούς τύπους καλλιεργούµενων φυτών. Όπως προκύπτει από την σύγκριση του χάρτη χρήσεων γης που δηµιουργήθηκε από την επεξεργασία δορυφορικών δεδοµένων (εικόνα 1) µε τον προϋπάρχοντα συµβατικό χάρτη χρήσεων γης της περιοχής, που έχει παραχθεί από ορθοφωτοχάρτες του Υπ. Γεωργίας, οι διαφορές στις περισσότερες κατηγορίες χρήσεων γης είναι ιδιαιτέρως µικρές και κυµαίνονται από 0,3% έως και 6,26% (Πίνακας 1). Το γεγονός αυτό επιβεβαιώνει την ακρίβεια των υπολογισµών των δορυφορικών δεδοµένων, ενώ οι παρατηρηθείσες διαφορές µπορεί να θεωρηθούν αµελητέες, διότι κατά κάποιο ποσοστό οφείλονται και σε λάθη κατά την ψηφιοποίηση των προϋπαρχόντων ορθοφωτοχαρτών. 5
Εικόνα 1 Χάρτης χρήσεων γης της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας, Πίνακας 2. Σύγκριση µεταξύ των εκτάσεων κατηγοριών χρήσεων γης όπως προέκυψαν από δορυφορική εικόνα Landsat και από ορθοφωτοχάρτες του Υπ. Γεωργίας. Συγκεντρωτικά αποτελέσµατα ορυφορική εικόνα (km 2 ) Συµβατικός χάρτης χρήσεων γης (km 2 ) ιαφορές (%) της δορυφορικής εικόνας σε σχέση µε τον συµβατικό χάρτη άση 137.04 137.45-0.30 Γεωργικές καλλιέργειες 141.16 150.59-6.26 Επιφάνεια Νερού 93.86 96.74-2.98 Οικισµοί και άγονα 31.91 19,51 63.56 ηµιουργία χάρτης φυτοκάλυψης Στην περιοχή µελέτης ο σχετικός χάρτης φυτοκάλυψης παρουσιάζει τιµές που κυµαίνονται από 0,49 (λίµνη Τριχωνίδα) έως 0,75 (δάση όρους Αρακύνθου), ενώ ο µέσος όρος των τιµών φυτοκάλυψης για ολόκληρη την περιοχή είναι 0,25 (εικόνα 2). Η χωρική κατανοµή της φυτοκάλυψης υποδεικνύει έντονη βλάστηση στις ηµι-ορεινές περιοχές και χαµηλού βαθµού φυτοκάλυψη στις πεδινές εκτάσεις όπου υπάρχουν οικισµοί και καλλιέργειες (σκουρόχρωµες περιοχές), µε εξαίρεση τις παραλίµνιες εκτάσεις όπου υπάρχει φυσική βλάστηση και παρατηρούνται σχετικά αυξηµένες τιµές του δείκτη φυτοκάλυψης. Αποτύπωση υπολίµνιων πηγών Είναι ευδιάκριτες στην εικόνα 3 οι περιοχές που παρουσιάζουν σηµαντικά υψηλότερες τιµές θερµικής ακτινοβολίας σε σχέση µε τα γειτονικά τους, ίδιας σύστασης σώµατα. 6
Πολύ σηµαντικές είναι οι περιοχές αυτές που απαντώνται στην παραλίµνια ζώνη του βορειοδυτικού τµήµατος της περιοχής µελέτης και υποδεικνύουν υπολίµναιες πηγές που τροφοδοτούν την λίµνη Τριχωνίδα µε νερό υψηλότερης θερµοκρασίας από το υπόλοιπο νερό της λίµνης. Οι διαφορές στις ψηφιακές τιµές της φασµατικής περιοχής 6 για τις υπολιµναίες πηγές συγκριτικά µε την υπόλοιπη έκταση της λίµνης, είναι της τάξεως των 10 µονάδων ή 4,36 o C σύµφωνα µε τον ανωτέρω σχετικό αλγόριθµο (129 µονάδες για το νερό της λίµνης ή 20,23 o C και 139 µονάδες για το νερό των πηγών ή 24,59 o C). Οι συντεταγµένες των υπολιµναίων πηγών κατεγράφησαν από την δορυφορική εικόνα και τον Μάρτιο του 2003 πραγµατοποιήθηκε επίσκεψη στην περιοχή προκειµένου να ανευρεθούν οι συγκεκριµένες θέσεις επιτόπου και να επαληθευτεί η ύπαρξη των πηγών, κάτι το οποίο έγινε και αποτυπώθηκε φωτογραφικά το ίχνος των πηγών στην επιφάνεια της λίµνης µε την µορφή αναβλύσεων και φυσαλίδων οξυγόνου (Εικόνες 4 και 5). Εικόνα 2. Χάρτης φυτοκάλυψης της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας Επιπρόσθετα, παρατηρώντας την εικόνα 3 διαπιστώνεται ότι οι χερσαίες περιοχές που παρουσιάζουν υψηλές τιµές θερµοκρασίας συµπίπτουν κυρίως µε τεκτονικές επαφές καθώς και µε τµήµατα υδρορεµάτων και της κοιλάδας του Ευήνου ποταµού. Το γεγονός των υψηλών τιµών θερµοκρασίας των περιοχών γύρω από τις κύριες τεκτονικές επαφές σε συνδυασµό και µε την ύπαρξη καρστικών πετρωµάτων στην περιοχή δύναται να υποδηλώνει την κίνηση υπόγειου νερού κατά µήκος των επαφών αυτών. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η προσχωσιγενής κοιλάδα του Ευήνου ποταµού στο νοτιοανατολικό τµήµα της εικόνας 3 όπου καταλήγουν τρεις βασικές εφιππεύσεις της υδρολογικής λεκάνης της Τριχωνίδας µε διεύθυνση Β -ΝΑ. Οι σηµαντικές διαφορές θερµοκρασίας κατά µήκος των εφιππεύσεων που εκτείνονται µεταξύ της ανωτέρω 7
προσχωσιγενής κοιλάδας και της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας, δηµιουργούν υπόνοιες υπόγειας επικοινωνίας µεταξύ του Ευήνου και της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας µέσω των επαφών αυτών, κάτι που πρέπει να διερευνηθεί περαιτέρω. Σχετικά µε τις αυξηµένες θερµοκρασίες του νερού των υπολιµναίων πηγών (Πίνακας 3) συγκριτικά µε το υπόλοιπο νερό της λίµνης Τριχωνίδας, αυτές πιθανότατα οφείλονται στο γεγονός ότι η δορυφορική εικόνα έχει καταγραφεί τον µήνα Οκτώβριο όπου η θερµοκρασία του νερού της λίµνης έχει αρχίσει να µειώνεται από την ετήσια µέγιστη τιµή που απαντάται τον µήνα Αύγουστο (περίπου 29 ο C, Εικόνα 6) και έχει φτάσει περίπου στους 20 ο C, ενώ το νερό των συγκεκριµένων πηγών προέρχεται από κατείσδυση που έλαβε χώρα αρκετό διάστηµα πριν (περίπου 2-3 µήνες), όταν η θερµοκρασία του νερού ήταν αρκετά υψηλότερη από αυτή του µηνός Οκτωβρίου. Επίσης, δεν µπορεί να αποκλειστεί το ενδεχόµενο δράσης γεωθερµικών πεδίων, αφού στην περιοχή απαντάται σηµαντική θερµοµεταλλική πηγή στην θέση Λουτρά Μυρτιάς (στο κέντρο της βόρειας ακτογραµµής της λίµνης) που είναι πλησίον των προαναφερθεισών υπολίµνιων πηγών. Το γεγονός αυτό θα µπορούσε να εξηγήσει και τις αυξηµένες τιµές θερµοκρασίας των υπολίµνιων πηγών της Τριχωνίδας αφού και οι πηγές αυτές συµπίπτουν γεωγραφικά µε τα ενεργά τεκτονικά ρήγµατα που οριοθετούν την τάφρο του Αγρινίου. Εικόνα 3 Αποτύπωση της θερµικής ακτινοβολίας τµήµατος της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας (φασµατική περιοχή 6: κόκκινο χρώµα, φασµατική περιοχή 4: πράσινο χρώµα και φασµατική περιοχή 1: κυανό χρώµα) 8
Πίνακας 3 Συντεταγµένες υπολιµναίων πηγών Τριχωνίδας και θερµοκρασία αυτών όπως προκύπτουν από επεξεργασία δορυφορικής εικόνας Landsat Θερµοκρασία Πηγές Χ Υ ( o C) Υπολιµναίες πηγές 1 293205.95 4270173.22 24.59 Υπολιµναίες πηγές 2 294875.20 4267848.64 24.59 Υπολιµναίες πηγές 3 295493.44 4266772.90 24.17 Εικόνα 4 Ίχνος εκδήλωσης υπολίµνιων πηγών στην λίµνη Τριχωνίδα Εικόνα 5 Υπολίµνιες αναβλύσεις στην λίµνη Τριχωνίδα Θερµοκρασία λίµνης Τριχωνίδας 35 30 25 20 ο C 15 10 5 0 10/7/2000 10/9/2000 10/11/2000 10/1/2001 10/3/2001 10/5/2001 10/7/2001 10/9/2001 10/11/2001 10/1/2002 10/3/2002 10/5/2002 10/7/2002 10/9/2002 10/11/2002 10/1/2003 10/3/2003 10/5/2003 Εικόνα 6. Θερµοκρασία νερού στην λίµνη Τριχωνίδα κατά την περίοδο 7/01/2000 έως 5/10/2003 (ηµερήσιες τιµές µετρούµενες πλησίον της ακτογραµµής και σε βάθος περίπου 2,5m, ο C) 9
Συζήτηση συµπεράσµατα Στην παρούσα εργασία χρησιµοποιήθηκε µια δορυφορική εικόνα Landsat, η οποία επεξεργάστηκε µε την συνδροµή του προγράµµατος Image Analysis (GIS), προκειµένου να δηµιουργηθεί ο χάρτης χρήσεων γης της περιοχής µελέτης, ο χάρτης φυτοκάλυψης και ο θερµικός χάρτης που θα παρέχει πληροφορίες για την εδαφική υγρασία και για τις υπολίµνιες πηγές που υπάρχουν στην βορειοανατολική ακτή της λίµνης Τριχωνίδας. Ο χάρτης χρήσεων γης της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας υπέδειξε ότι το 35% της συνολικής έκτασης της περιοχής µελέτης καλύπτεται από καλλιέργειες, το 34% από δάση, το 23% από νερό και το 8% από οικισµούς και άγονες εκτάσεις. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε τους αντίστοιχους ορθοφωτοχάρτες του Υπ. Γεωργίας και οι παρατηρούµενες διαφορές ανά κατηγορία χρήσεων γης είναι πολύ µικρές, αφού κυµαίνονται µεταξύ 0,3% έως 6%, οι οποίες δύναται και να οφείλονται σε λάθη κατά την ψηφιοποίηση των ορθοφωτοχαρτών. Παρόλα αυτά, προέκυψε ότι η δηµιουργία χάρτη χρήσης γης από δορυφορικά δεδοµένα δίνει άµεσα και εύκολα αποτελέσµατα, τα οποία παρουσιάζουν σηµαντική ακρίβεια και αξιοπιστία αλλά απαιτούν και γνώση του καθεστώτος χρήσης γης της περιοχής µελέτης, προκειµένου να µπορούν να διορθωθούν εφόσον απαιτείται και να επιβεβαιωθούν. Η επόµενη εφαρµογή που πραγµατοποιήθηκε στην παρούσα εργασία, αφορά την δηµιουργία ενός χάρτη φυτοκάλυψης, που µας δίνει πληροφορίες για τον βαθµό φυτοκάλυψης της περιοχής µελέτης και για το στάδιο ανάπτυξης της φυσικής και τεχνητής βλάστησης. Ο χάρτης αυτός έδειξε ότι µεγαλύτερος βαθµός φυτοκάλυψης επικρατεί στην ηµιορεινή και στην παραλίµνια ζώνη που οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες είναι σχετικά περιορισµένες ενώ όπου υπάρχουν οικισµοί και καλλιέργειες ο δείκτης φυτοκάλυψης ήταν αισθητά µικρότερος. Οι συνθήκες εδαφικής υγρασίας στην περιοχή µελέτης και η αποτύπωση των υπολίµνιων πηγών που πραγµατοποιήθηκαν µέσω θερµικής χαρτογράφησης της περιοχής αποτέλεσαν σηµαντικές πληροφορίες που παρήχθησαν από την συγκεκριµένη εργασία. Προέκυψε, ότι κατά µήκος των τεκτονικών επαφών παρατηρείται αυξηµένη θερµοκρασία που µπορεί να οφείλεται σε κίνηση υπογείου νερού κατά µήκος αυτών, ενώ στην λίµνη Τριχωνίδα καταγράφτηκαν τρεις παραλίµνιες περιοχές στο βορειοανατολικό τµήµα της µε σηµαντικά πιο αυξηµένες θερµοκρασίες νερού από την υπόλοιπη επιφάνεια της λίµνης. Συµπερασµατικά, η επεξεργασία δορυφορικών δεδοµένων παρείχε πλήθος σηµαντικών πληροφοριών, οι οποίες αποκτήθηκαν σε σχετικά µικρό χρονικό διάστηµα, µε αυξηµένη ακρίβεια και αξιοπιστία και συνέβαλλαν σηµαντικά στην συνέχιση και ολοκλήρωση της παρούσας έρευνας που αποσκοπούσε στην ολοκληρωµένη διαχείριση υδατικών πόρων της υδρολογικής λεκάνης της λίµνης Τριχωνίδας. 10
Βιβλιογραφία Baban, S.M.J., 1999, Use of remote sensing and geographical information system in developing lake management strategies, Hydrobiologia, 395/396, pp.211-226 Carlson, T.N., and Arthur, T.S., 2000, The impact of land use- land cover changes due to urbanization on surface microclimate and hydrology: a satellite perspective, Global and Planetary Change, 25, pp.49-65 Chander, G., and B. L. Markham, "Revised Landsat-5 TM radiometric calibration procedures and postcalibration dynamic ranges", IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 41 (11): 2674-2677 Part 2, 2003 CEOS, 2002, Earth Observation Handbook, Technical report, European Space Agency, France Jain K. A., 1989, Fundamentals of Digital Image Processing, Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, pp.:242-243 Lillesand T. M. και Kiefer R. W., 1994, Remote Sensing and Image Interpretation, 3 rd edition, John Willey & Sons Milly, P.C.D., and Z.J. Kabala 1986, Integrated Modeling and Remote Sensing of Soil Moisture: sampling frequency, response time and accuracy of estimates, IAHS Proceddings of the Budapest Symposium, IAHS Publication No 158 Rott, H., Domik, G., Matzler, C., and Miller, H. 1985, Towards a SAR System for Snow and Land Ice Applications, Proc. Workshop on Thematic Applications of SAR Data, Frascati, Italy, (ESA SP-257), pp. 29-39. Srinivasa K. R., Duckstein L., Arondel C., 2001, Multicriteria Analysis for Sustainable Water Resources Planning: A Case Study in Spain, Water Resources Management, Vol:14, pp:435-456 Weng, Q., 2001, Modeling urban growth effects on surface runoff with the integration of remote sensing and GIS, Journal of Environmental Management, Vol.28, No.6, pp.737-748 11