Αρχές και Εφαρμογές Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης

«Αρχές και Εφαρμογές Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης»

Η παρατήρηση της γης από το διάστημα αποτελεί, τα τελευταία χρόνια, σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη του περιβάλλοντος, την κατανόηση του παγκόσμιου κλίματος, καθώς και το σχεδιασμό και την υποστήριξη αναπτυξιακών και παραγωγικών δραστηριοτήτων σε μια περιοχή.

Ο όρος τηλεπισκόπηση ή τηλεανίχνευση (remote sensing) χρησιμοποιείται για την περιγραφή της διαδικασίας λήψης πληροφοριών για ένα αντικείμενο, μία περιοχή ή φαινόμενο, με τη χρήση ανιχνευτικών συσκευών που δεν βρίσκονται σε επαφή με το αντικείμενο παρατήρησης. Οι φωτογραφίες από αέρος, οι δορυφορικές εικόνες και οι εικόνες από ραντάρ είναι διάφορες μορφές καταγραφής δεδομένων από απόσταση, με πιο χαρακτηριστικά και διαδεδομένα αυτά που προέρχονται από ανιχνευτές οι οποίοι φέρονται από δορυφόρους (δορυφορική τηλεπισκόπηση).

Η δορυφορική τηλεπισκόπηση, για την μελέτη της γης, άρχισε τη δεκαετία του 1960, όταν οι τεχνικές δυνατότητες των δορυφόρων συνέκλιναν με τη ραγδαία ανάπτυξη των δυνατοτήτων των Η/Υ για τη διαχείριση μεγάλου όγκου δεδομένων. Η ραγδαία ανάπτυξη της δορυφορικής τηλεπισκόπησης τις δυο τελευταίες δεκαετίες σε συνδυασμό με τη μείωση του κόστους εκτόξευσης των δορυφορικών συστημάτων, διαχείρισης και επεξεργασίας των δορυφορικών δεδομένων, οδήγησε με ταχύ ρυθμό στην πλήρη επικράτηση της έναντι των άλλων μορφών τηλεπισκόπησης (π.χ. αεροφωτογραφίες). Για το λόγο αυτό το παρόν βιβλίο εστιάζει στη δορυφορική τηλεπισκόπηση και στις εφαρμογές της για την παρακολούθηση αλλά και για τη μελέτη του φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος.

H δορυφορική τηλεπισκόπηση μπορεί να συνεισφέρει σε πλήθος εφαρμογών όπως στη γεωλογία, στη σεισμολογία, στη δασολογία, στη γεωργία, στην υδρολογία, στην τοπογραφία, στη μετεωρολογία, στη μελέτη της ατμόσφαιρας και του κλίματος, στην ωκεανογραφία, κ.ά. Έτσι τα περισσότερα από τα παγκόσμια περιβαλλοντικά προβλήματα μπορούν να μελετώνται και να παρακολουθούνται από δορυφόρους.

Αρκετές από τις προηγούμενες εφαρμογές αποτελούν φαινόμενα μεγάλης κλίμακας για τη μελέτη των οποίων η χρήση δορυφορικών συστημάτων αποτελεί πρόσφορη μέθοδο καθώς έχουν δυνατότητες που δεν διαθέτει καμία άλλη τεχνολογία, ιδίως σε ότι αφορά στην κάλυψη ολόκληρου του πλανήτη, στη χρήση διάφορων περιοχών του φάσματος και στη συχνή μέτρηση παραμέτρων σε περιοχές που συχνά είναι απρόσιτες για άλλα μέσα. Παράλληλα η δορυφορική τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται για τη μελέτη φαινομένων περιορισμένης χωρικής κλίμακας, με χαρακτηριστικότερο παράδειγμα τις αλλαγές στο αστικό περιβάλλον.

Επιπλέον, πολλές φορές προσφέρει λύσεις οικονομικότερες από οποιαδήποτε άλλη εναλλακτική τεχνολογία, ιδίως σε ότι αφορά την ταχεία αποτύπωση και παρακολούθηση εκτεταμένων γεωγραφικών περιοχών. Τέλος, αναμένεται ότι η νέα σειρά δορυφόρων πολύ υψηλής χωρικής (0.6-3 μέτρα) και χρονικής διακριτικής ικανότητας (15-30΄), όπως ο IKONOS, Quickbird και οι δορυφόροι MSG, θα ενισχύσει σημαντικά τις δυνατότητες της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, τόσο στα πλαίσια υπαρχουσών εφαρμογών όσο και σε σχέση με την ανάπτυξη νέων εφαρμογών.

Σκοπός του βιβλίου «Αρχές και Εφαρμογές Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης» είναι η γνωριμία με τη δορυφορική τηλεπισκόπηση και η απόκτηση βασικών γνώσεων για τη δυνατότητα εφαρμογής της σε τρία βασικά πεδία: έδαφος, ατμόσφαιρα και θάλασσα. Είναι προφανές, ότι λόγω του μεγάλου εύρους των εφαρμογών της δορυφορικής τηλεπισκόπησης στα τρία αυτά πεδία, η αναφορά στις εφαρμογές δεν είναι εξαντλητική αλλά αποτελεί την βάση για την περαιτέρω ενασχόληση με αυτήν. Για το λόγο αυτό έχουν επιλεγεί βασικές εφαρμογές της δορυφορικής τηλεπισκόπησης: χερσαίο περιβάλλον (καταγραφή των χρήσεων γης, των ειδών βλάστησης, των τύπων εδαφών και πετρωμάτων), αστικό περιβάλλον, καιρός και κλίμα, ατμοσφαιρικό περιβάλλον, θαλάσσιο περιβάλλον (παράκτιες ζώνες, νησιωτικές περιοχές, θαλάσσια ρύπανση), φυσικές και τεχνολογικές καταστροφές (πλημμύρες, δασικές πυρκαγιές και τεχνολογικά ατυχήματα) και μελέτες περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Για την πληρότητα της παρουσίασης των εφαρμογών, γίνεται επίσης σύντομη αναφορά στα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών.

Τέλος το βιβλίο επιχειρεί να παρουσιάσει στον αναγνώστη τεχνικές για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, ουσιαστικά δηλαδή μεθοδολογικές προσεγγίσεις που επιτρέπουν την εξαγωγή συμπερασμάτων από τη συνδυαστική αξιοποίηση του πλούτου των διαφόρων φασματικών περιοχών του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Για τους συγγραφείς του βιβλίου αυτή η δυνατότητα είναι συναρπαστική αλλά και εξόχως επιστημονική. Με την ανάλυση και την επεξεργασία μιας δορυφορικής εικόνας, ένας «κλειστός» κόσμος αποκαλύπτεται. Το φάσμα συμμαχεί με το χρήστη, οι ιδιότητες των υλικών ακτινογραφούνται, οι διακυμάνσεις τους ανάλογα με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας – συχνά ταχείες και έντονες – κωδικοποιούνται. Η πληροφορία που παραμένει κρυμμένη, αναμένει τη φυσική επιστήμη να την αποκαλύψει και να αναδείξει το δυναμικό της. Αρκεί να έχει πρώτα κατανοήσει τη σημασία της.

Το βιβλίο «Αρχές και Εφαρμογές Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης» παρέχοντας τις βασικές και απαραίτητες γνώσεις για τις αρχές της δορυφορικής τηλεπισκόπησης, αλλά και καλύπτοντας ένα φάσμα ειδικότερων γνώσεων και εφαρμογών, δεν απευθύνεται μόνο σε προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές σχετικών ειδικοτήτων αλλά και σε οποιονδήποτε ενδιαφέρεται να γνωρίσει το συναρπαστικό κόσμο της παρατήρησης της γης από το διάστημα.

Χαράλαμπος Φείδας

Επίκουρος Καθηγητής Τμήματος Γεωγραφίας Πανεπιστημίου Αιγαίου

Κωνσταντίνος Καρτάλης

Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Φυσικής Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών

Οι συγγραφείς