Χαρτογράφηση του ΓΠΑ με χρήση αεροφωτογραφίας σε μεγάλη κλίμακα για την χρήση προσδιορισμού βιοκλιματικών δεικτών.

Abstract

Η Τηλεπισκόπηση αποτελεί στις μέρες μας τον πλέον σύγχρονο τρόπο επιστημονικής παρατήρησης του περιβάλλοντος. Η χρήση τηλεπισκοπικών απεικονίσεων σε συνδυασμό με τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών μπορούν να βοηθήσουν στην εξαγωγή και την επεξεργασία πληροφοριών που αφορούν στις χρήσεις γης και στις αλλαγές αυτών καθώς και σε ιδιότητες αντικειμένων που βρίσκονται στην επιφάνεια της γης. Σημαντική πρόκληση για την επιστήμη της Τηλεπισκόπησης αποτελεί η εξαγωγή πληροφοριών από εικόνες αστικού περιβάλλοντος. Αυτό γιατί το αστικό περιβάλλον παρουσιάζει ιδιαίτερες ιδιομορφίες σε σχέση με το αγροτικό ή το δασικό. Επιπλέον, στα πλαίσια της εξοικονόμησης ενέργειας και της προστασίας των φυσικών πόρων, αναπτύσσεται ο βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός έχει να κάνει με εκείνες τις κατασκευαστικές τεχνικές οι οποίες επιτρέπουν την θέρμανση, τον κλιματισμό και τον φωτισμό των κτιρίων με χρήση φυσικών πηγών ενέργειας. Λαμβάνει, δε υπ’ όψιν ιδιότητες των κτιρίων όπως το υλικό κατασκευής, τις διαστάσεις και τον προσανατολισμό τους για την μέγιστη εκμετάλλευση του ηλιακού φωτός. Στόχος αυτής της μεταπτυχιακής μελέτης είναι να διερευνήσει κατά πόσο οι τεχνικές της Τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών είναι σε θέση να εξάγουν πληροφορίες από τηλεπισκοπικές απεικονίσεις αστικής περιοχής με απώτερο σκοπό αυτές οι πληροφορίες να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό βιοκλιματικών δεικτών. Περιοχή μελέτης αυτής της εργασίας είναι το Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών και για την διεξαγωγή της χρησιμοποιήθηκε έγχρωμη αεροφωτογραφία της Geomatics SA, με διακριτική ικανότητα 0,25m ,ημερομηνίας λήψης 10 Ιουνίου 2009, κλίμακας 1/12000 και τα πακέτα λογισμικού PCI Geomatica έκδοσης 10.1 και ArcGIS 9.3. Τα μεθοδολογικά βήματα που ακολουθήθηκαν κατά την εκπόνηση της εργασίας είναι, αρχικά η γεωμετρική διόρθωση της αεροφωτογραφίας, η επιβλεπόμενη ταξινόμηση της, η επιλογή της καλύτερης ταξινόμησης βάσει των σχετικών δεικτών και κριτηρίων, η ψηφιοποίηση των χρήσεων γης από την αεροφωτογραφία, η δημιουργία των χαρτών κλίσης και έκθεσης από το Ψηφιακό Μοντέλο Υψομέτρου (Digital Elevation Model) της περιοχής. Έγινε συνδυασμός των δεδομένων κλίσης και έκθεσης με σχηματικά αρχεία των χρήσεων γης. Τελικά, συγκρίνονται οι μέθοδοι της ταξινόμησης και της ψηφιοποίησης με χρήση Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων. Η τελευταία αποδεικνύεται ότι έχει μεγαλύτερα πλεονεκτήματα και τελικά γίνεται επίσης μια πρόταση για μια πιθανόν καλύτερη μέθοδο, την μέθοδο της αντικειμενοστραφούς ταξινόμησης.

Remote Sensing is the most modern method for scientific observation of the environment. The use of remote sensing imagery coupled with Geographic Information Systems (GIS) technology can help in extracting and processing information related to land use as well as monitor changes that land uses undergo over time. A major challenge for remote sensing is information extraction from images of urban environment. This is because the urban environment presents particular characteristics, contrary to agriculture or forestry. Moreover, in the context of energy saving and the protection of natural resources, bioclimatic building design is being developed. Bioclimatic design has to do with those construction techniques that allow the heating, air conditioning and lighting of buildings using natural energy sources. It takes into consideration properties of buildings such as the construction material, the size and the orientation of buildings for the maximum utilization of sunlight.

The aim of this master thesis is to investigate whether the techniques of Remote Sensing combined with GIS are able to extract information from remotely sensed images of urban area with a view to this information be used in calculating bioclimatic indices.

The study area of this thesis is the Agricultural University of Athens. A digital, color, aerial image of 0.25 m resolution, taken at the 10 th of June 2009, courtesy of Geomatics SA, of this site was used for the implementation of the methods chosen. The methodological steps followed in the preparation of this thesis were: Firstly the geometric correction of aerial photography, secondly the supervised classification, the selection of the best classification based on the appropriate indicators, then the digitization of land use classes from the aerial photography, the creation of slope and aspect maps from the Digital Elevation Model (DEM) of the area. A combination of slope and aspect data with the shapefiles representing the land use classes was implemented. Finally, the methods of classification and the use of Geographic Information Systems were compared. The latter proved to have great advantages. A proposal for a possibly better method is made, the method of object oriented classification.