Σύστημα Γεωσκόπησης για την Παρατήρηση Οικοτόπων Ιωάννης Μανάκος, Ζήσης Πέτρου Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης Ινστιτούτο Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών Εργαστήριο Οπτικής Αναλυτικής, Εικονικής & Επαυξημένης Πραγματικότητας 2010 2011 2013 2015 www.biosos.eu Λέξεις κλειδιά της εργασίας μας: Βιοποικιλότητα Οικότοποι Κάλυψη & Χρήση Γης Τηλεπισκόπηση Μοντελοποίηση/ Προσομοίωση Εξαγωγή Χαρακτηριστικών Χειρισμός αβεβαιότητας 1 out of 15

Το σύστημα EODHaM EODHaM Δεδομένα Γεωσκόπησης για την Παρατήρηση Οικοτόπων 1ο στάδιο προκαταρκτική φασματική ταξινόμηση Χάρτες προκαταρκτικής ταξινόμησης Φασματικοί δείκτες Προεπεξεργασία Πληροφορίες αβεβαιότητας πολυφασματικών εικόνων 2 out of 15 2ο στάδιο θεματική ταξινόμηση 3ο στάδιο ταξινόμηση GHC και παραγωγή χαρτών οικοτόπων Annex 1 Χάρτες Χρήσης γης Δεδομένα πεδίου Δεδομένα πεδίου περιβαλλοντικά περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά Χάρτες αλλαγών Περιγραφή κλάσεων χρήσης/κάλυψης γης μέσω σημασιολογικών δικτύων Περιγραφή κλάσεων GHC μέσω σημασιολογικών δικτύων Δείκτες βιοποικιλότητας Χάρτες GHC Χάρτες αλλαγών GHC Χάρτες οικοτόπων Annex 1 Ανάλυση προτύπων τοπίου

Χρήση / Κάλυψη γης FAO-LCCS: 1ο στάδιο EODHaΜ: Φασματική ταξινόμηση 2ο στάδιο EODHaM: Θεματική ταξινόμηση 3 out of 15

Περιοχές μελέτης Ελλάδα (3) Μεσογειακοί υγρότοποι και δέλτα ποταμών Ιταλία (3) Παράκτιοι υγρότοποι, δάση, καλλιεργήσιμη γη (περιλαμβανομένων ελαιώνων) Ουαλία (1) Ενεργός και τροποποιημένος τυρφώνας Ολλανδία (1) Δάση, ερεικώνες, αγροτικές και αστικές εκτάσεις Πορτογαλία (2) Δάση, ερεικώνες, αγροτικές εκτάσεις Βραζιλία (1) Τροπικά δάση και αγροτικές εκτάσεις Ινδία (2) Καταφύγια άγριας ζωής: Χορτολιβαδικές δασώδεις εκτάσεις, φυλλοβόλα & αειθαλή δάση NDVI PSRI WBI Δεδομένα: Πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες Lidar Θεματικοί χάρτες 4 out of 15

Κατάτμηση εικόνας & Εξαγωγή χαρακτηριστικών Δημιουργία επιπέδων εικονοστοιχείων Υπολογισμός κάλυψης άνω στρώματος δέντρων Δημιουργία μικρών αντικειμένων Κόμες δέντρων Θαμνοστοιχίες Κτίρια Υποδομές (π.χ. δρόμοι) Κάλυψη βλάστησης Αστική περιοχή Κτίρια Δημιουργία μεγάλων αντικειμένων Ελαιώνας Άμεσα Μονάδες καλλιέργειας Δασικές φυτείες Ελαιώνας Έμμεσα Ελαιόδεντρα & παρασκήνιο -> Ελαιώνες Τροχόσπιτα, δρόμοι, πάρκα αναψυχής -> Τουριστικά πάρκα Μεγάλα κτίρια, ναυπηγεία, δρόμοι -> Βιομηχανικές περιοχές 5 out of 15 Ελαιόδεντρα στον Καλαμά Κυκλικότητα Προσανατολισμός Πλήθος Απόσταση Παρουσία: -δέντρων -μονοπατιών

Χαρτογράφηση οικοτόπων Μετατροπή κλάσεων χρήσης / κάλυψης γης σε GHC κλάσεις Annex I οικότοπους Ταξινόμηση με γνώση ειδικών Ασαφής λογική & θεωρία Dempster Shafer Χειρισμός αβεβαιότητας από ανακριβή δεδομένα ή κανόνες 6 out of 15

Ανίχνευση αλλαγών Έξι τύποι αλλαγών: (i) κατηγορίες (LCCS ή GHC), (ii) επιμέρους ιδιότητες LCCS (iii) αριθμός αντικειμένων συγκεκριμένης κατηγορίας (π.χ. κτίρια) (iv) μέγεθος ή γεωμετρία αντικειμένων (λόγω διαχωρισμού ή συγχώνευσης) (v) δεδομένα ή δείκτες δορυφορικών εικόνων (π.χ. ύψος από lidar, τιμή NDVI) (vi) δείκτες τοπίου 7 out of 15 Αύξηση αριθμού τροχόσπιτων Αύξηση νερού, λόγω πλημμύρας ή παλίρροιας Μείωση PSRI, λόγω μαρασμού P. australis

Σύστημα Γεωσκόπησης για την Παρατήρηση Οικοτόπων Credits: ESA Πηγή: ESA Διεθνείς Εξελίξεις Υπηρεσίες το EODHaM και η μετεξέλιξή του 8 out of 15

Διεθνείς εξελίξεις Τάσεις Στοιχεία Πλήθος χωρικών αναλύσεων Πλήθος αισθητήρων Διαφορετικά συστήματα ταξινόμησης Πλήθος εφαρμογών Διεθνής συντονισμός Αξιοπιστία προϊόντων Συνέχεια αποστολών Δεδομένα πολλαπλών πηγών και μορφών Αυτοματοποίηση διαδικασίας Παραγόμενες υπηρεσίες Στοχευμένες λύσεις Δέσμευση των κρατώνμελών Έρευνα Τυποποίηση, Εναρμόνιση Πανευρωπαϊκοί χάρτες (με παγκόσμια & τοπική χρήση) Μεταβλητές για παρατήρηση της γης Πολιτική δωρεάν δεδομένων 9 out of 15 Οδηγία INSPIRE: Σημείο κλειδί προς την συμβατότητα μεταξύ υποδομών χωρικών δεδομένων Ανανέωση χαρτών χρήσης γης CORINE

Υπηρεσίες οικοσυστημάτων σε 5 ή σε 20+ έτη Έρευνα με γνώμονα την κοινωνία και την πολιτική Credits: ESA ΠΗΓΗ: Ανάγκες για τη βιομηχανία του διαστήματος και την Τηλεπισκόπηση 10 out of 15

Προτεραιότητες ΕΕ Αναμενόμενοι Ρόλοι Προτεραιότητες Ευρωπαϊκής Ένωσης: Έρευνα σε Μεγάλα Δεδομένα / Εξόρυξη δεδομένων Μοντελοποίηση οικοσυστημάτων Παρακολούθηση υπηρεσιών οικοσυστημάτων Μελέτη & αλληλεπίδραση σε πολλές κλίμακες ανάλυσης Πεδία κοινωνικού οφέλους (Βιοποικιλότητα, Γεωργία, Ενέργεια, Καιρός, Καταστροφές, Κλίμα, Νερό, Οικοσυστήματα, Υγεία) Εναρμόνιση δεδομένων & διαδικασιών Συμμετοχή πολιτών μέσω Παρατηρητηρίων Πολιτών Επεξεργασία χρονοσειρών και δεδομένων διαφορετικών μορφών 11 out of 15 Ρόλοι (πηγή: EARSC) : Οι ερευνητικοί φορείς πρέπει να συνεχίσουν την έρευνα & ανάπτυξη νέων τεχνικών και τεχνολογιών και να καταστήσουν δυνατή τη μεταφορά γνώσης σε δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς. Οι δημόσιοι φορείς πρέπει να εκπληρώσουν την αποστολή τους στην παροχή βασικών δημόσιων πληροφοριών (σύμφωνα με τις θεματικές και γεωγραφικές ανάγκες των περιοχών τους) Ο ιδιωτικός τομέας (βιομηχανία) πρέπει να αναλάβει την ευθύνη και το ρίσκο στην προσφορά υπηρεσιών Copernicus και στην αξιολόγηση και ανάπτυξη νέων αγορών για τη γεωχωρική πληροφορία.

Δυνητική Συνεισφορά EODHaM & μετεξέλιξή του Προτεραιότητες Συνεισφορά EODHaM Υπηρέτηση των Πεδίων Κοινωνικού Οφέλους του GEOSS Βιοποικιλότητα Βελτίωση του υπολογισμού τοπικών και παγκόσμιων δεικτών βιοποικιλότητας, π.χ. CBD, SEBI2020, EBVs Εύρος & κατάσταση οικοτόπων, Κερματισμός / Συνδεσιμότητα, Αφθονία & κατανομή ειδών Υποστήριξη διεθνών πρωτοβουλιών & στόχων για βιοποικιλότητα Ευρωπαϊκή Στρατηγική 2020 για τη Βιοποικιλότητα, Στόχοι Aichi Ενίσχυση της χρήσης Γεωσκοπικών δεδομένων & εργαλείων για βελτιωμένη λήψη αποφάσεων Ενίσχυση συμμετοχής όλων στη λήψη αποφάσεων για το περιβάλλον / Ελεύθερη γνώση σε επιστήμονες, πολιτικούς & πολίτες Νέοι αλγόριθμοι ταξινόμησης, κατάτμησης, μίξης δεδομένων, εκτίμησης αβεβαιότητας / Αυτοματοποιημένες μέθοδοι Λογισμικό ανοιχτής πρόσβασης προς όλους 12 out of 15

Δυνητική Συνεισφορά EODHaM & μετεξέλιξή του Προτεραιότητες Συνεισφορά EODHaM Καθορισμός δεικτών της ποιοτικής κατάστασης Προστατευόμενων Περιοχών, υποστηρίζοντας τον ορισμό μελλοντικών ΠΠ Εκτενής έρευνα και γνώση ειδικών σε 13 ποικιλόμορφες ΠΠ του δικτύου Natura 2000 σε 7 χώρες Καθορισμός της χρονικής εξέλιξης της κατάστασης, λειτουργιών και υπηρεσιών των οικοσυστημάτων Χρήση χρονοσειρών δεδομένων για μελέτη φαινολογίας ειδών / Ανάπτυξη μεθοδολογιών ανίχνευσης αλλαγών Συνδυασμός δεδομένων Τηλεπισκόπησης με μετρήσεις πεδίου Χρήση της ταξινόμησης GHC Ευρεία γνωστοποίηση ερευνητικών αποτελεσμάτων, συνεισφέροντας στις απαιτήσεις των επιχειρησιακών υπηρεσιών του Copernicus Πάνω από 60 δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά, βιβλία και συνέδρια (κάποιες ανοιχτής πρόσβασης) + πλήθος από δραστηριότητες κοινοποίησης 13 out of 15

Μελλοντικές προκλήσεις Εκτίμηση και αξιολόγηση υπηρεσιών οικοσυστημάτων σε πανευρωπαϊκό επίπεδο / Επέκταση τοπικών μοντέλων σε μεγάλη κλίμακα / Εκτίμηση αβεβαιότητας Ανάκτηση υπαρχόντων δεδομένων Γεωσκόπησης & πρόσβαση σε νέα / Ανάπτυξη καινοτόμων μεθοδολογιών για τη μίξη και εναρμόνιση δεδομένων Διάκριση ενός συνόλου Αναγκαίων Μεταβλητών Βιοποικιλότητας που περιγράφουν βέλτιστα την κατάσταση, λειτουργία, υπηρεσίες και αλληλεπιδράσεις οικοσυστημάτων, και ποσοτικοποίηση μέσω Γεωσκόπησης Κάλυψη κενών σε δεδομένα παρατήρησης που μπορούν να δρουν επικουρικά με δεδομένα Τηλεπισκόπησης Μεγιστοποίηση οφέλους χρήσης δεδομένων Τηλεπισκόπησης για διαχείριση οικοτόπων και χαρτογράφηση φυσικού κεφαλαίου 14 out of 15

Σύστημα Γεωσκόπησης για την Παρατήρηση Οικοτόπων με χαμόγελο και όραμα εκ μέρους των συναδέλφων που έλαβαν μέρος στο έργο BIOSOS εκ μέρους των συνεργατών μου στο ΕΚΕΤΑ/ ΙΠΤΗΛ σας ευχαριστώ για την προσοχή σας στη διάθεσή σας για ερωτήσεις/ διευκρινίσεις imanakos@iti.gr, zpetrou@iti.gr R. Lucas, P. Blonda, P. Bunting, G. Jones, J. Inglada, M. Arias, V. Kosmidou, Z. Petrou, I. Manakos, M. Adamo, R. Charnock, C. Tarantino, C. A. Mücher, R. Jongman, H. Kramer, D. Arvor, J. P. Honrado, P. Mairota, The Earth Observation Data for Habitat Monitoring (EODHAM) System, 2015, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 37, 17 28. 15 out of 15