ΕΙΣΑΓΩΓΗ

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

Η αξιοποίηση τηλεπισκοπικών απεικονίσεων για τη μελέτη της γης άρχισε τη δεκαετία του 1960, όταν οι τεχνικές δυνατότητες των δορυφόρων που εκινούντο σε τροχιά γύρω από τη γη, ακολούθησαν τη ραγδαία ανάπτυξη των δυνατοτήτων των Η/Υ για τη διαχείριση μεγάλου όγκου δεδομένων.

Τηλεπισκόπηση (Remote Sensing) είναι η επιστήμη και η τεχνική που ασχολείται με τη συλλογή πληροφορίας σχετικά με ένα αντικείμενο, μια περιοχή, μια εμφάνιση ή ένα φαινόμενο μέσω της κατάλληλης ανάλυσης δεδομένων, τα οποία προέρχονται από ένα σύστημα που δεν βρίσκεται σε επαφή με το συγκεκριμένο αντικείμενο, περιοχή, εμφάνιση ή φαινόμενο πάνω στην επιφάνεια της γης.

Οι αεροφωτογραφίες καθώς και οι απεικονίσεις από οπτικούς δέκτες και δέκτες radar, οι οποίοι μεταφέρονται είτε από αεροπλάνα είτε από δορυφόρους, είναι οι διάφορες μορφές καταγραφής δεδομένων από απόσταση, με πιο χαρακτηριστικά και ευρέως χρησιμοποιούμενα τα δεδομένα που προέρχονται από δέκτες που βρίσκονται πάνω σε δορυφόρους (δορυφορική τηλεπισκόπηση).

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Κάθε τηλεπισκοπική απεικόνιση προκύπτει ουσιαστικά με την κατάλληλη καταγραφή ποιοτικών και μετρητικών πληροφοριών, οι οποίες μεταφέρονται μέσω της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μετά από την * αλληλεπίδραση με την ατμόσφαιρα και τα *αντικείμενα/εμφανίσεις στην επιφάνεια της γης.

Η δυνατότητα λήψης δεδομένων σε μια μεγάλη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (από την κοσμική ακτινοβολία μέχρι τα μικροκύματα), σε συνδυασμό με το γεγονός ότι η κατανομή της ακτινοβολίας που εκπέμπει ή ανακλά κάθε αντικείμενο/εμφάνιση σε διάφορα μήκη κύματος είναι χαρακτηριστική της φυσικής κατάστασης και της χημικής του σύστασης, οδηγεί στην εξ αποστάσεως αναγνώριση και μελέτη του, δηλαδή σε εφαρμογή της τηλεπισκόπησης.

Οι δέκτες οι οποίοι είναι τοποθετημένοι σε δορυφόρους καταγράφουν την ηλεκτρομαγνητική ενέργεια ή την ένταση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Οι κύριες ιδιότητες που χαρακτηρίζουν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, όπως και κάθε κύμα γενικότερα, είναι το μήκος κύματος (λ), που ορίζεται ως η απόσταση μεταξύ δύο κορυφών του κύματος, και η συχνότητά του (ν), δηλαδή ο αριθμός των κυμάτων που διέρχονται από ένα σημείο σε ένα δευτερόλεπτο, η οποία μετράται σε Hertz (Hz).

Το σύνολο των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με διαφορετικό μήκος κύματος αποτελεί το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα συνίσταται από κύματα με μήκη κύματος από 0,1μm (1m = 1.000.000μm) έως 100m και περιλαμβάνει: το πεδίο ακτίνων γ (γ-rays), το πεδίο ακτίνων x (x-rays), το πεδίο υπεριώδους ακτινοβολίας (ultraviolet), το πεδίο ορατού φωτός (visible light), το πεδίο υπέρυθρης ακτινοβολίας (infrared), το πεδίο μικροκυμάτων (microwaves) και το πεδίο ραδιοκυμάτων (radiowaves).

Από το συνολικό πεδίο του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η τηλεπισκόπηση αξιοποιεί την περιοχή εκείνη που έχει μήκος κύματος

10^-6μm < λ < 1m

ΣΧΗΜΑ 1: Φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

και περιλαμβάνει το υπεριώδες, το ορατό φως, το εγγύς και μέσο υπέρυθρο, το θερμικό υπέρυθρο και τα μικροκύματα.

Κάθε αντικείμενο/εμφάνιση έχει μια “φασματική υπογραφή”, όπως ονομάζεται, η οποία είναι το ποσό της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανακλάται από το αντικείμενο/εμφάνιση. Το ποσό αυτό καταγράφεται από τον δέκτη ως μια συγκεκριμένη τιμή για κάθε πεδίο του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ανάλογα με το εκάστοτε εξεταζόμενο πεδίο του φάσματος, για το ίδιο αντικείμενο/εμφάνιση, μπορούμε να πάρουμε και διαφορετική πληροφορία. Έτσι, η “φασματική υπογραφή” μας επιτρέπει να διακρίνουμε το χιόνι από το νερό, τη βλάστηση από το χώμα, τους διάφορους τύπους πετρωμάτων μεταξύ τους, τις διάφορες ενώσεις στην ατμόσφαιρα κ.λπ.

*ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΑ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΑ/ΕΜΦΑΝΙΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ

Κατά την αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με ένα αντικείμενο/εμφάνιση στην επιφάνεια της γης, το ποσό της ακτινοβολίας που ανακλάται, απορροφάται ή διαδίδεται από αυτό, εξαρτάται από τη σύσταση του συγκεκριμένου σώματος και από τις υπάρχουσες συνθήκες. Η ιδιότητα αυτή των αντικειμένων/εμφανίσεων επιτρέπει τον εντοπισμό και τη διάκρισή τους σε μια τηλεπισκοπική απεικόνιση. Επιπλέον, για το ίδιο αντικείμενο/εμφάνιση η αναλογία της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανακλάται, απορροφάται ή διαδίδεται, ποικίλει ανάλογα με το μήκος κύματος. Παραδείγματος χάριν, δύο αντικείμενα/εμφανίσεις μπορεί να παρουσιάζονται εντελώς όμοια σε ένα συγκεκριμένο πεδίο του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, αλλά στην πραγματικότητα να είναι εντελώς διαφορετικά και άρα διακριτά μεταξύ τους. Στο ορατό μέρος του φάσματος οι διαφορές αυτές μας δίνουν την αίσθηση του χρώματος, π.χ. θεωρούμε ότι κάποιο σώμα είναι μπλε, όταν έχει μεγάλη ανακλαστικότητα στο μπλε τμήμα του φάσματος, ή θεωρούμε ότι είναι πράσινο, όταν έχει μεγάλη ανακλαστικότητα στο πράσινο κ.ο.κ.

Ένας ακόμα παράγοντας που επηρεάζει τον τρόπο που αλληλεπιδρά η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με τα αντικείμενα/εμφανίσεις στην επιφάνεια της γης, είναι η επιφανειακή τραχύτητά τους – η υφή τους. Αντικείμενα/εμφανίσεις που είναι επίπεδα, λειτουργούν σαν κάτοπτρα όταν η γωνία πρόσπτωσης ισούται με τη γωνία ανάκλασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, ενώ όσα έχουν τραχεία επιφάνεια, ανακλούν ομοιόμορφα προς όλες τις διευθύνσεις διαχέοντας την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Συνήθως όμως, τα περισσότερα αντικείμενα/εμφανίσεις αλληλεπιδρούν με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κατά έναν ενδιάμεσο τρόπο. Για παράδειγμα, στο πεδίο των ραδιοκυμάτων ένα βραχώδες έδαφος απεικονίζεται ομαλό, σχεδόν λείο, ενώ στο ορατό τμήμα του φάσματος ακόμη και η πολύ λεπτή άμμος παρουσιάζεται στην απεικόνιση σαν να έχει τραχεία υφή.

ΦΑΣΜΑΤΙΚΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ, ΕΔΑΦΟΥΣ ΚΑΙ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΜΑΖΩΝ

Στο διάγραμμα φαίνονται οι καμπύλες ανακλαστικότητας τριών βασικών εμφανίσεων: υγιής πράσινη βλάστηση, έδαφος και υδάτινες μάζες. Παρατηρούμε ότι, καθώς προχωρούμε από το ορατό προς το εγγύς υπέρυθρο (0,7μm) η ανακλαστικότητα της βλάστησης αυξάνει δραματικά, αφού σε αυτό το τμήμα του φάσματος η απορρόφηση είναι ελάχιστη, ενώ για μήκη κύματος μεγαλύτερα του 1,4μm η ανακλαστικότητα μειώνεται, αφού η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε αυτά τα μήκη κύματος απορροφάται από την υγρασία που υπάρχει στο φύλλωμα.

Η καμπύλη ανακλαστικότητας του εδάφους παρουσιάζει λιγότερες διακυμάνσεις, αφού οι παράγοντες που την επηρεάζουν περιορίζονται σε πιο συγκεκριμένα πεδία του φάσματος.

Το νερό εξ' άλλου, τόσο όταν απαντάται με τη μορφή μεγάλων συγκεντρώσεων, όσο και όταν έχει τη μορφή υγρασίας στο φύλλωμα, παρουσιάζει τη μεγαλύτερη απορροφητικότητα στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου και υπέρυθρου.

Γενικά, είναι φανερό ότι οι τρεις αυτές εμφανίσεις μπορούν να διαχωριστούν εύκολα μεταξύ τους, αρκεί κάθε φορά να χρησιμοποιούμε το κατάλληλο τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

ΙΔΑΝΙΚΟ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Τα βασικά στοιχεία από τα οποία θα πρέπει να αποτελείται ένα ιδανικό τηλεπισκοπικό σύστημα είναι τα εξής:

1. Μια πηγή ενέργειας, η οποία θα έχει τη δυνατότητα να παρέχει ενέργεια σε όλα τα μήκη κύματος κατά ένα ενιαίο και σταθερό τρόπο, ανεξάρτητα από το χώρο και το χρόνο.

2. Μια ατμόσφαιρα, η οποία δεν θα αλληλεπιδρά κατά κανένα τρόπο με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, είτε η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κατευθύνεται προς την επιφάνεια της γης είτε επιστρέφει από αυτήν. Επιπλέον, η ιδανική αυτή κατάσταση της ατμόσφαιρας θα είναι ανεξάρτητη από το μήκος κύματος, το χρόνο, το χώρο και το ύψος τροχιάς του δορυφόρου, πάνω στον οποίο βρίσκεται ο δέκτης.

3. Μια σειρά μοναδικών αλληλεπιδράσεων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με τα διάφορα αντικείμενα/εμφανίσεις πάνω στην επιφάνεια της γης, οι οποίες θα είχαν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ανακλώμενων ή εκπεμπόμενων κυμάτων, γνωστών, σταθερών και μοναδικών για κάθε αντικείμενο/εμφάνιση που μας ενδιαφέρει.

4. Ένας τέλειος δέκτης, εξαιρετικά ευαίσθητος σε όλα τα μήκη κύματος, που θα έχει τη δυνατότητα να καταγράφει λεπτομερή χωρική πληροφορία σε συνθήκες απόλυτης φωτεινότητας σαν συνάρτηση του μήκους κύματος, σε όλο το εύρος του φάσματος.

5. Ένα σύστημα διαχείρισης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο (real–time). Στο σύστημα αυτό, τη στιγμή που η ακτινοβολία αλληλεπιδρά με ένα αντικείμενο/εμφάνιση στην επιφάνεια της γης και δημιουργείται το επιστρεφόμενο σήμα, υπάρχει η δυνατότητα επεξεργασίας του σήματος αυτού σε μια μορφή (format), η οποία θα είναι μοναδική για το συγκεκριμένο αντικείμενο/εμφάνιση από το οποίο και προήλθε. Λόγω της σταθερότητας των ανακλώμενων ή εκπεμπόμενων κυμάτων, όπως περιγράφηκε παραπάνω, δεν είναι αναγκαία τα δεδομένα αναφοράς και οι επίγειοι έλεγχοι. Τα δεδομένα που έχουν συλεχθεί από το σύστημα αυτό αποτελούν μια πλήρη περιγραφή των φυσικών, χημικών και βιολογικών ιδιοτήτων του προς εξέταση αντικειμένου/εμφάνισης.

6. Χρήστες πολλαπλών δεδομένων, οι οποίοι θα είναι πλήρως καταρτισμένοι σχετικά με την τηλεπισκόπηση και τις διαδικασίες ανάλυσης και επεξεργασίας απεικονίσεων. Η εφαρμογή των διαδικασιών αυτών οδηγεί σε νέα δεδομένα και νέες πληροφορίες για το αντικείμενο/εμφάνιση που μας ενδιαφέρει, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια από περισσότερους χρήστες. Με αυτό τον τρόπο η πληροφορία παρέχεται πιο γρήγορα, με λιγότερο κόστος και σε πολύ μεγαλύτερη έκταση από οποιοδήποτε άλλο τρόπο συλλογής δεδομένων, δίνοντας έτσι στους χρήστες τη δυνατότητα να επιλέγουν τους πιο κατάλληλους τρόπους διαχείρισης των φυσικών πόρων και να παίρνουν σωστές αποφάσεις, όσον αφορά τα προβλήματα του πλανήτη.              

ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Προκειμένου να κατανοήσουμε καλύτερα τη λειτουργία και τη χρησιμότητα ενός τηλεπισκοπικού συστήματος, πρέπει να λάβουμε υπόψη τα παρακάτω μειονεκτήματα–ελλείψεις που στην πραγματικότητα έχει:

1. Η πηγή ενέργειας. Οι παθητικοί (οπτικοί) τηλεπισκοπικοί δέκτες λαμβάνουν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία είτε ανακλάται είτε εκπέμπεται με τη μορφή θερμότητας από τα αντικείμενα/εμφανίσεις στην επιφάνεια της γης. Η ηλιακή ακτινοβολία εξαρτάται από το χώρο, το χρόνο και τη σύσταση των αντικειμένων/εμφανίσεων. Στα ενεργητικά συστήματα τηλεπισκόπησης (συστήματα radar) μπορούμε να ελέγξουμε την πηγή ενέργειας μέχρι κάποιο βαθμό. Στην πραγματικότητα όμως, οι πηγές που χρησιμοποιούνται δεν εκπέμπουν κατά ενιαίο τρόπο σε όλα τα μήκη κύματος, ούτε είναι ανεξάρτητες τόπου και χρόνου. Γι’ αυτό είναι απαραίτητος ο συνεχής έλεγχος των πηγών στα ενεργητικά συστήματα..

2. Η ατμόσφαιρα σχεδόν πάντοτε αλληλεπιδρά με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, επηρεάζοντας σε κάποιο βαθμό τόσο την ισχύ της όσο και τη φασματική κατανομή της. Το πόσο σημαντική είναι αυτή η επίδραση εξαρτάται κάθε φορά από το μήκος κύματος και τον χρησιμοποιούμενο δέκτη. Ο έλεγχος των τηλεπισκοπικών συστημάτων, προκειμένου να αποφευχθούν ή να περιοριστούν οι επιδράσεις αυτές, είναι απαραίτητος, ειδικά όταν πρόκειται για εφαρμογές που απαιτούν επαναληπτικές παρατηρήσεις στην ίδια γεωγραφική περιοχή.

3. Αλληλεπιδράσεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας – αντικειμένων/ εμφανίσεων στην επιφάνεια της γης. Τα πράγματα θα ήταν πολύ απλά για την τηλεπισκόπηση, αν ίσχυε η ιδανική αυτή κατάσταση, κατά την οποία κάθε σώμα/αντικείμενο/εμφάνιση θα ανακλούσε ή θα εξέπεμπε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, πάντα κατά τον ίδιο, γνωστό τρόπο. Στην πραγματικότητα, εντελώς διαφορετικά αντικείμενα/εμφανίσεις παρουσιάζουν πολλές φορές μεγάλη φασματική ομοιότητα, με αποτέλεσμα ο διαχωρισμός τους να είναι πάρα πολύ δύσκολος.

4. Ο δέκτης. Δυστυχώς, “ο τέλειος δέκτης” δεν υπάρχει. Ταυτόχρονα, δεν υπάρχει δέκτης που να είναι ευαίσθητος σε όλες τις περιοχές του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, ενώ ένα ακόμη στοιχείο, η χωρική διακριτική ικανότητα του δέκτη -η απόσταση δηλαδή που πρέπει να έχουν δύο αντικείμενα/εμφανίσεις πάνω στην επιφάνεια της γης ώστε να είναι διακριτά μεταξύ τους- περιορίζει ακόμα περισσότερο τις δυνατότητες του δέκτη.

5. Το σύστημα διαχείρισης δεδομένων. Η ικανότητα των δεκτών που χρησιμοποιούνται σήμερα να παράγουν δεδομένα ξεπερνά σε κάθε περίπτωση τη δυνατότητα αξιοποίησης και επεξεργασίας των δεδομένων αυτών. Η διαδικασία που απαιτείται για την επεξεργασία τους απαιτεί κατάλληλες τεχνικές, γνώσεις, εμπειρία, δεδομένα αναφοράς και φυσικά αρκετό χρόνο, αφού, όσο κι αν έχουν εξελιχθεί οι τεχνικές, η παρέμβαση του ανθρώπου στην όλη διαδικασία είναι απαραίτητη.

6. Χρήστες πολλαπλών δεδομένων. Βασικός παράγοντας στην επιτυχημένη εφαρμογή της τηλεπισκοπικής διαδικασίας είναι ο άνθρωπος–χρήστης. Τα “δεδομένα” που προέρχονται από τον δέκτη γίνονται “πληροφορία”, μόνο όταν κάποιος γνωρίζει πώς προέκυψαν, πώς μπορούν να ερμηνευθούν και πώς μπορούν να αξιοποιηθούν καλύτερα. Μέχρι τώρα η φωτοερμηνεία αποτέλεσε ένα σημαντικότατο εργαλείο συλλογής πληροφορίας. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται όλο και περισσότερες νέες τεχνικές αξιοποίησης της πληροφορίας από τηλεπισκοπικές απεικονίσεις, με αποτέλεσμα να αυξάνεται συνεχώς ο αριθμός των χρηστών και η τηλεπισκόπηση να αποτελεί σιγά σιγά ένα μοναδικό εργαλείο σε Προγράμματα που αφορούν στη διαχείριση των φυσικών πόρων, σε πολλές εφαρμογές του τοπογράφου μηχανικού, καθώς και στην έρευνα.

ΠΛΑΤΦΟΡΜΕΣ

Οι αεροφωτογραφίες απεικονίζουν, μέσω κεντρικής προβολής, τα αντικείμενα/εμφανίσεις ενδιαφέροντος με υψηλή χωρική διακριτική ικανότητα, γεγονός που τις καθιστά κατάλληλες για την σύνταξη τοπογραφικών χαρτών.

Τα συστήματα απεικόνισης, με τα οποία συλλέγεται κυρίως πολυφασματική πληροφορία, είναι ιδανικά για εφαρμογές που έχουν σχέση με θεματική χαρτογράφηση. Προκειμένου τα συστήματα απεικόνισης αυτού του είδους να λειτουργήσουν σωστά, η πλατφόρμα πάνω στην οποία θα τοποθετηθεί ο δέκτης πρέπει να επιλεγεί πολύ προσεκτικά. Στα συμβατικά φωτογραφικά συστήματα χρησιμοποιούνται κυρίως αεροπλάνα, τα οποία όμως μπορούν να πετάξουν σε μικρό ύψος πάνω από το έδαφος, ενώ η χρονική διάρκεια των αποστολών είναι εξαιρετικά περιορισμένη. Όμως, τα τελευταία χρόνια κατασκευάστηκαν διαστημικά αεροσκάφη, τα οποία δεν έχουν κανένα περιορισμό όσον αφορά το ύψος πτήσης και τη διάρκεια της αποστολής. Έτσι, διαστημικά αεροσκάφη, όπως πύραυλοι ή τεχνητοί δορυφόροι, καθώς επίσης και επανδρωμένα ή μη διαστημικά οχήματα, επιτρέπουν τη λήψη τηλεπισκοπικών απεικονίσεων της γήινης επιφάνειας, από απόσταση που φτάνει τις μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα.

• Πύραυλοι

Αρχικά, τις δεκαετίες ’50 και ’60, οι πύραυλοι χρησιμοποιήθηκαν ως πλατφόρμες για διάφορα φωτογραφικά συστήματα. Οι απεικονίσεις που προέκυψαν με αυτό τον τρόπο χρησιμοποιήθηκαν, κατά κύριο λόγο, για τον προσανατολισμό του πυραύλου κατά τη διάρκεια της πτήσης. Κι αυτό γιατί, ενώ οι πτήσεις γίνονταν με καλές καιρικές συνθήκες, γεγονός που εξασφάλιζε την διαύγεια και ευκρίνεια των απεικονίσεων, η περιοχή που κάλυπταν στην επιφάνεια της γης ήταν πολύ περιορισμένη, αφού εκτοξεύονταν κατακόρυφα προς τα πάνω, και η διάρκεια πτήσης ήταν μόλις 8 λεπτά.

• Δορυφόροι

Σε αντίθεση με τους πυραύλους, οι τεχνητοί δορυφόροι αποτελούν τις ιδανικές πλατφόρμες για την τοποθέτηση των τηλεπισκοπικών δεκτών. Έχουν προκαθορισμένη τροχιά, η διάρκεια πτήσης τους είναι πολύ μεγαλύτερη και επιτρέπει μια συνεχή παρακολούθηση της γης.

Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της τροχιάς τους διακρίνονται σε 3 κατηγορίες: 1) σε δορυφόρους με πολική ηλιοσύγχρονη (sun-synchronous) τροχιά, 2) με ισημερινή γεωσύγχρονη (equatorial geosynchronous) τροχιά και 3) σε δορυφόρους με γενική (general) τροχιά.

1. Στους δορυφόρους αυτούς η γωνία μεταξύ του ήλιου και του επιπέδου της τροχιάς του δορυφόρου διατηρείται σταθερή. Έτσι, εξασφαλίζεται η σταθερότητα της γωνίας της ηλιακής ακτινοβολίας, σε δεδομένο γεωγραφικό πλάτος, για μικρό χρονικό διάστημα. Το είδος αυτό των δορυφόρων είναι ιδανικό για τηλεπισκοπικά συστήματα με παθητικούς ή οπτικούς δέκτες, που χρησιμοποιούν ως πηγή ενέργειας την ανακλώμενη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Η κλίση της τροχιάς του δορυφόρου πλησιάζει τις 90^ο, ώστε να καλύπτει όσο το δυνατόν μεγαλύτερο τμήμα της επιφάνειας της γης, που βρίσκεται μεταξύ των δύο πόλων, ενώ το ύψος της τροχιάς του είναι περίπου 1.000km πάνω από την επιφάνεια της γης.

2. Οι δορυφόροι της κατηγορίας αυτής παραμένουν σταθεροί πάνω από το ίδιο σημείο της επιφάνειας της γης, γι’ αυτό ονομάζονται και γεωστατικοί. Αυτό επιτυγχάνεται με τόση αύξηση του ύψους της τροχιάς τους (περίπου στα 35.800km ή 5,6 φορές την ακτίνα της γης), ώστε η περίοδος τροχιάς να γίνει ίση με την περίοδο περιστροφής της γης. Τέτοιου είδους τροχιές μπορούν να επιτευχθούν μόνο για σημεία του Ισημερινού.

3. Οι δορυφόροι αυτοί δεν εντάσσονται σε καμία από τις 2 παραπάνω κατηγορίες.

• Επανδρώμενα διαστημικά οχήματα

Τα διαστημικά οχήματα αυτού του είδους, παρέχουν τη δυνατότητα ελέγχου σε πραγματικό χρόνο (real-time) των απεικονίσεων της γήινης επιφάνειας που λαμβάνονται από τους δέκτες που μεταφέρουν στο διάστημα. Αρχικά, οι αστροναύτες στα διαστημικά οχήματα Mercury, Gemini και Apollo είχαν τη δυνατότητα φωτογραφικών λήψεων σε ασπρόμαυρο και έγχρωμο φιλμ. Στις αποστολές που ακολούθησαν, χρησιμοποιήθηκαν πιο εξελιγμένα φωτογραφικά συστήματα. Για παράδειγμα, στις αποστολές Apollo XV – XVII χρησιμοποιήθηκε συνδυασμός μιας πανοραμικής και δύο μετρητικών φωτογραφικών μηχανών, κάνοντας έτσι δυνατή την στερεοσκοπική παρατήρηση της Σελήνης

ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΟΙ ΔΕΚΤΕΣ

Προκειμένου να ανιχνευθεί η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε όλες τις συχνότητες και τα μήκη κύματος, απαιτούνται διάφορα είδη τηλεπισκοπικών δεκτών.

Οι τηλεπισκοπικοί δέκτες διακρίνονται σε δέκτες radar και οπτικούς ή παθητικούς δέκτες. Αναλυτικά:

Οι δέκτες radar ή ενεργητικοί δέκτες, βασίζονται στην ανάκλαση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που εκπέμπεται από τον ίδιο τον δέκτη radar, ανακλάται από το αντικείμενο/εμφάνιση στην επιφάνεια της γης, επιστρέφει και καταγράφεται στο σύστημα. Σ’ αυτούς τους δέκτες, όπως τα radar, που εκπέμπουν στην περιοχή των μικροκυμάτων, το επιστρεφόμενο σήμα έχει υποστεί αλλοίωση, η οποία εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από τις ιδιότητες της επιφάνειας του αντικειμένου/εμφάνισης. Έτσι, επιτυγχάνεται η αναγνώριση και μελέτη σωμάτων και φαινομένων, όπως κατασκευές στη ξηρά, αέριες χημικές ενώσεις, ωκεάνια συστήματα κυκλοφορίας, πετρελαιοκηλίδες κ.λπ. Από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα του radar είναι η επιχειρησιακή του δυνατότητα να χρησιμοποιείται ημέρα και νύχτα, κάτω από όλες σχεδόν τις καιρικές συνθήκες.

Οι οπτικοί ή παθητικοί δέκτες, είναι εκείνοι που λαμβάνουν και καταγράφουν την ανακλώμενη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ή την εκπεμπόμενη θερμότητα. Ευαισθητοποιούνται στο τμήμα του φάσματος, το οποίο εκτείνεται από την περιοχή των πολύ μικρών μηκών κύματος (μικρότερα των 0,4μm) της υπεριώδους ακτινοβολίας, έως την περιοχή του μήκους κύματος των 1.000μm. Ανάλογα δε με την εφαρμογή στην οποία θα αξιοποιηθούν απεικονίσεις από οπτικό δέκτη, επιλέγεται και η αντίστοιχη φασματική περιοχή.

Οι οπτικοί δέκτες διακρίνονται στις παρακάτω κατηγορίες:

• Φωτογραφικές μηχανές

Ο πιο διαδεδομένος δέκτης είναι η συμβατική φωτογραφική μηχανή, που έχει σχεδιασθεί να ανιχνεύει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στο ορατό τμήμα του φάσματος (0,4–0,7μm) και στο εγγύς υπέρυθρο (0,7–0,9μm). Σε αυτό το είδος δέκτη, χρησιμοποιούνται ασπρόμαυρα ή έγχρωμα φιλμ ευαίσθητα στις παραπάνω περιοχές του φάσματος. Με χρήση κατάλληλων φίλτρων, μπορούμε να βελτιώσουμε την αντίθεση (contrast) της αεροφωτογραφίας ή π.χ. με χρήση ενός κίτρινου φίλτρου να εξαλείψουμε την Rayleigh σκέδαση, λόγω της ατμόσφαιρας.

• Οπτικοηλεκτρικοί δέκτες

Οι οπτικοηλεκτρικοί δέκτες μετασχηματίζουν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε ηλεκτρικό σήμα. Τα στοιχεία του δέκτη συμπεριφέρονται όπως οι κόκκοι του φωτογραφικού φιλμ και παράγουν μια παρόμοια ηλεκτρονική εγγραφή για κάθε σημείο του εδάφους.

• Πολυφασματικοί σαρωτές

Πρόκειται για οπτικομηχανικούς σαρωτές, που λειτουργούν σε οποιαδήποτε περιοχή του φάσματος και χρησιμοποιούν δέκτες ευαίσθητους στις περιοχές αυτές, γεγονός που τους δίνει τη δυνατότητα ταυτόχρονης συλλογής μεγαλύτερης ποσότητας πληροφορίας.

ΑΕΡΟΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ - ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ

Η αεροφωτογραφία είναι μια από τις πλέον διαδεδομένες, αλλά ταυτόχρονα οικονομικές και αποδοτικές μορφές τηλεπισκοπικών απεικονίσεων.

Η αεροφωτογραφία χρησιμοποιείται ευρύτατα και συμπληρωματικά των εργασιών υπαίθρου καθώς τα βασικά της πλεονεκτήματα είναι:

1. Η αεροφωτογραφία δίνει μια πανοραμική εικόνα της περιοχής ενδιαφέροντος. Καλύπτει σχετικά μεγάλες περιοχές στην επιφάνεια της γης, μας δίνει τη δυνατότητα να έχουμε μια ολοκληρωμένη άποψη της προς εξέταση περιοχής, ενώ, επιπλέον, αποτελεί μια ταυτόχρονη καταγραφή όλων των αντικειμένων/εμφανίσεων της επιφάνειας της γης.

2. Αποτελεί μια μόνιμη καταγραφή της υπάρχουσας κατάστασης. Έτσι, μέσω των αεροφωτογραφιών, το ύπαιθρο “μεταφέρεται” στο γραφείο. Η ίδια αεροφωτογραφία μπορεί να χρησιμοποιηθεί από διαφορετικούς χρήστες, ενώ η σύγκριση αεροφωτογραφιών διαφορετικής εποχής ή χρονολογίας επιτρέπει την παρακολούθηση των μεταβολών ενός φαινομένου.

3. Το φωτογραφικό φιλμ, καταγράφει πληροφορία σε μια περιοχή του φάσματος σχεδόν διπλάσια από αυτή που βλέπει το ανθρώπινο μάτι. Έτσι, γίνεται δυνατή η παρατήρηση φαινομένων στο υπεριώδες και υπέρυθρο πεδίο του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

4. Η αεροφωτογραφία έχει το πλεονέκτημα της υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας και της αξιόπιστης γεωμετρικά πληροφορίας. Με κατάλληλη επιλογή της φωτογραμμετρικής μηχανής και του φιλμ και με κατάλληλο σχεδιασμό της πτήσης, μπορεί να καταγραφεί πολύ μεγαλύτερο εύρος πληροφορίας από αυτήν που βλέπει το ανθρώπινο μάτι και καταγράφεται με μετρήσεις στο ύπαιθρο.

5. Με χρήση κατάλληλων φωτοσταθερών και φωτογραμμετρικών μεθόδων, μπορούμε να μετρήσουμε απόσταση, εμβαδόν, ύψος, όγκο και να προσδιορίσουμε διεύθυνση.

Οι περισσότεροι τοπογραφικοί χάρτες σήμερα συντάσσονται ή ενημερώνονται από τη φωτογραμμετρική επεξεργασία αεροφωτογραφιών.

Η τηλεπισκοπική απεικόνιση είτε από οπτικό δέκτη είτε από δέκτη radar πλεονεκτεί έναντι της αεροφωτογραφίας καθώς:

1. Μια τηλεπισκοπική απεικόνιση καλύπτει έκταση πολλών τετραγωνικών χιλιομέτρων στην επιφάνεια της γης, γεγονός που επιτρέπει την συνολική και συνοπτική μελέτη μιας συγκεκριμένης περιοχής π.χ. μια απεικόνιση από το δέκτη XS του δορυφόρου SPOT καλύπτει επιφάνεια 60kmx60km, ενώ μια απεικόνιση από τους δέκτες MSS και TM του δορυφόρου LANDSAT καλύπτει έκταση 185kmx185km.

2. Η τηλεπισκοπική απεικόνιση συνήθως δημιουργείται από την καταγραφή της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε διάφορα πεδία αυτής (αριθμός καναλιών που την αποτελούν), γεγονός που επιτρέπει την μελέτη και διάκριση περισσοτέρων εμφανίσεων/αντικειμένων στην επιφάνεια της γης, τα οποία δεν διακρίνονται στην αεροφωτογραφία. Έτσι, περιέχει πλήθος διαφορετικών μεταξύ τους πληροφοριών, που μπορούν να αξιοποιηθούν κατάλληλα από γεωλόγους, υδρολόγους, δασολόγους, μηχανικούς κ.λπ.

3. Οι δορυφόροι ακολουθώντας επαναληπτικές τροχιές επισκέπτονται την ίδια γεωγραφική περιοχή με καθορισμένη συχνότητα που κυμαίνεται από μερικά λεπτά (μετεωρολογικοί δορυφόροι) έως μερικές ημέρες. Έτσι, δίνεται η δυνατότητα παρακολούθησης εν δυνάμει φαινομένων σε παγκόσμια κλίμακα, όπως οι πλημμύρες, η μετακίνηση πληθυσμών, οι πετρελαιοκηλίδες και οι δασικές πυρκαγιές.

4. Τα χαρακτηριστικά της τροχιάς των δορυφόρων εξασφαλίζουν μεγάλη σταθερότητα στις συνθήκες λήψης, γεγονός που οδηγεί σε απεικονίσεις με καλύτερα και σταθερότερα γεωμετρικά χαρακτηριστικά.

5. Η λήψη απεικονίσεων από μεγάλα ύψη, στη περίπτωση των δορυφόρων εξασφαλίζει σχετική ανεξαρτησία από τις τοπικές καιρικές συνθήκες, ιδιαίτερα δε στην περίπτωση απεικονίσεων από δέκτες radar οι οποίοι λειτουργούν σε συνθήκες ανεξάρτητες καιρού και ηλιακού φωτός.

6. Στο εγγύς μελλον με την εκτόξευση δορυφόρων που μεταφέρουν δέκτες πολύ υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας (1-3m) θα παράγονται απεικονίσεις οι οποίες βρίσκουν εφαρμογές σε πεδία που κυριαρχούσε μέχρι τώρα η αεροφωτογραφία (π.χ. χαρτογράφηση σε μεγάλη κλίμακα). Επιπλέον οι σύγχρονες τάσεις επιβάλλουν την εκτόξευση σειράς δορυφόρων (constellation), οι οποίοι εξασφαλίζουν δεδομένα με χρονική διακριτική ικανότητα λίγων ωρών.

ΠΙΝΑΚΑΣ 1. Κόστος ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο (σε EURO), ανάλογα με το είδος (και την κλίμακα) των χρησιμοποιούμενων δεδομένων.

Από τη μελέτη του παραπάνω Πίνακα διαπιστώνεται ότι το κόστος που αντιστοιχεί σε δεδομένα από τους δέκτες του δορυφόρου SPOT, αλλά και σε εκείνα από τους δέκτες των ρωσικών δορυφόρων, είναι σημαντικά χαμηλότερο του αντιστοίχου των αεροφωτογραφιών. Η διαφορά μάλιστα γίνεται μεγαλύτερη όταν αναφερόμαστε σε ορθο-φωτογραφίες/ορθο-απεικονίσεις.

Η συγκριτική αυτή παράθεση του κόστους ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο, αποδεικνύει τη βελτίωση του λόγου κόστους/οφέλους για τα δορυφορικά προϊόντα και ανατρέπει την τρέχουσα άποψη που θεωρεί τη χρήση δορυφορικών δεδομένων μία ιδιαίτερα ακριβή –και συχνά μη αποδοτική–   επένδυση.

ΕΡΜΗΝΕΙΑ – ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΩΝ

Οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις είναι καταγραφές της ανακλώμενης ή/και της εκπεμπόμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, οι οποίες δίνουν την εντύπωση εικόνας. Προκειμένου, λοιπόν, να γίνει δυνατή η συλλογή χρήσιμης πληροφορίας, είναι απαραίτητη η ερμηνεία τους. Η ερμηνεία των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων (η οποία μπορεί να γίνει είτε οπτικά, είτε αυτόματα), απαιτεί ένα συνδυασμό των γενικών και ειδικών γνώσεων της επιστήμης και της τεχνικής, της εμπειρίας και της κρίσης του ανθρώπου-φωτοερμηνευτή.

Οπτική προσέγγιση

Το πρώτο βήμα μιας διαδικασίας οπτικής ερμηνείας απεικονίσεων είναι η ανίχνευση (detection). Η ανίχνευση εξαρτάται από τη διακριτική ικανότητα του δέκτη, η οποία ποικίλλει ανάλογα με την εφαρμογή και το είδος του δορυφόρου, διακρίνεται δε σε:

• Χωρική διακριτική ικανότητα (Spatial Resolution). Είναι η ικανότητα του δέκτη να ξεχωρίζει πολύ κοντινά αντικείμενα ή πληροφορίες στην απεικόνιση (ποσοτικά ισούται με τη μικρότερη απόσταση που μπορούν να έχουν δύο αντικείμενα, έτσι ώστε να εμφανίζονται ξεχωριστά).

• Χρονική διακριτική ικανότητα (Temporal Resolution), η οποία σχετίζεται με τη συχνότητα λήψης απεικονίσεων για την ίδια γεωγραφική περιοχή.

• Ραδιομετρική διακριτική ικανότητα (Radiometric Resolution), που ορίζεται ως η ευαισθησία του δέκτη να καταγράφει διαφορές στην ισχύ του σήματος.

• Φασματική διακριτική ικανότητα (Spectral Resolution), η οποία περιλαμβάνει το εύρος των περιοχών του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, στις οποίες πραγματοποιεί καταγραφές ένας πολυφασματικός δέκτης, καθώς και τον αριθμό των καναλιών που χρησιμοποιούνται.

Το δεύτερο βήμα είναι η αναγνώριση (recognition/identification) αντικειμένων/εμφανίσεων στην περιοχή ενδιαφέροντος. Η αναγνώριση περιλαμβάνει ένα πρώτο στάδιο αναγνώρισης γενικών κατηγοριών και σχημάτων, στη συνέχεια ένα δεύτερο στάδιο ανάλυσης ομοιοτήτων και διαφορών και, τέλος, το στάδιο της συσχέτισης με το περιβάλλον, όπου χρησιμοποιούνται φωτοερμηνευτικά κλειδιά, πορίσματα επιγείων ελέγχων και δειγματοληψιών. Τα βασικά φωτοαναγνωριστικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται εδώ είναι ο τόνος, το χρώμα, το μέγεθος, το σχήμα, το πρότυπο, η υφή, η σκιά, η θέση/τοποθεσία και η σχέση με το περιβάλλον. Ο τόνος του γκρι ή το χρώμα, εξαρτάται από το ποσό της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που ανακλάται και εκπέμπεται από ένα αντικείμενο/εμφάνιση, ανάλογα με την περιοχή του φάσματος στην οποία είναι ευαίσθητος ο δέκτης. Η υφή, σχετίζεται με τη συχνότητα εναλλαγής του τόνου του γκρι, στοιχείο που μας δίνει μια εικόνα για το πόσο τραχύ ή λείο είναι το αντικείμενο/εμφάνιση που απεικονίζεται.

Αφού ολοκληρωθεί η αναγνώριση, μπορούν να οριοθετηθούν περιοχές που παρουσιάζουν ομοιογένεια ως προς τα χαρακτηριστικά τους. Αυτό είναι το στάδιο της ανάλυσης (analysis). Κάθε μια από τις περιοχές αυτές πρέπει να ταξινομηθεί σε μια κατηγορία.

), η οποία πρέπει να γίνεται σε συνδυασμό με επίγειους ελέγχους, είναι το τελευταίο στάδιο της οπτικής ερμηνείας και οδηγεί στη δημιουργία ενός θεματικού χάρτη της περιοχής που μας ενδιαφέρει, ο οποίος, με τη σειρά του, μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα * Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (G.I.S). Τα τελευταία χρόνια έχουν υιοθετηθεί τεχνικές οπτικής ερμηνείας στην οθόνη του Η/Υ, οι οποίες αξιοποιούν τα αποτελέσματα από την εφαρμογή τεχνικών ψηφιακής επεξεργασίας και ενίσχυσης των απεικονίσεων (π.χ. * ενίσχυση αντίθεσης διαβάθμιση τόνου, * έγχρωμα σύνθετα, * λόγοι καναλιών, * Ανάλυση Κυρίων Συνιστώσων κ.λπ.).
 
 

Αυτόματη προσέγγιση

Το βασικότερο μειονέκτημα της οπτικής ερμηνείας, είναι το γεγονός ότι σαν διαδικασία επεξεργασίας απεικονίσεων είναι ιδιαίτερα χρονοβόρα, με αποτέλεσμα να είναι αδύνατη η επεξεργασία μεγάλης ποσότητας δεδομένων. Η αδυναμία αυτή είναι ιδιαίτερα εμφανής όταν έχουμε πολυφασματικές απεικονίσεις. Έτσι, ο ηλεκτρονικός υπολογιστής αποτελεί ίσως τη μοναδική λύση. Επειδή η φωτοερμηνεία είναι στην ουσία μια διαδικασία ταξινόμησης, η αναγνώριση μπορεί να γίνει με χρήση μαθηματικών αλγορίθμων, με την προϋπόθεση βέβαια ότι τα διαθέσιμα δεδομένα είναι σε ψηφιακή μορφή. Τα βήματα που περιλαμβάνει η αυτόματη προσέγγιση είναι:

• μετατροπή της αναλογικής απεικόνισης σε ψηφιακή μορφή, αν πρόκειται για αεροφωτογραφίες (το βήμα αυτό δεν χρειάζεται, αν πρόκειται για δεδομένα που προέρχονται από δορυφόρους και λαμβάνονται απευθείας σε ψηφιακή μορφή),

• επεξεργασία δεδομένων, που περιλαμβάνει συνήθως ραδιομετρική και γεωμετρική διόρθωση,

• εξαγωγή χαρακτηριστικών (feature extraction). Στο στάδιο αυτό επιλέγονται οι μετρήσεις που είναι απαραίτητες για την αναγνώριση ενός αντικειμένου/εμφάνισης και την ταξινόμησή του. Τα χαρακτηριστικά μπορεί να είναι χωρικά, φασματικά και χρονικά. Υπάρχουν δύο μέθοδοι ταξινόμησης, που εφαρμόζονται κατά την αυτόματη επεξεργασία απεικονίσεων:

  • επιβλεπόμενη ταξινόμηση: Επιλέγονται, από επίγειους ελέγχους ή χάρτες, αντιπροσωπευτικά “δεδομένα εκπαίδευσης” από τις “θεματικές τάξεις” που μας ενδιαφέρουν, τις οποίες και μπορούμε να αναγνωρίσουμε με βεβαιότητα στην απεικόνιση, π.χ. ελαιώνες, ορυζώνες, θάλασσα, δάση κ.λπ.. Τα δεδομένα αυτά, τα οποία δεν είναι παρά μια ομάδα pixel, θα “εκπαιδεύσουν” τον υπολογιστή να αναγνωρίζει τα διάφορα αντικείμενα/εμφανίσεις (θεματικές τάξεις). Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής προσδιορίζει διάφορες στατιστικές παραμέτρους, όπως μέσους όρους, τυπική απόκλιση, πίνακες μεταβλητότητας–συμμεταβλητότητας για τα δεδομένα εκπαίδευσης κάθε θεματικής τάξης. Στη συνέχεια τις συγκρίνει με τις αντίστοιχες στατιστικές παραμέτρους άλλων περιοχών της απεικόνισης που είναι άγνωστες. Η σύγκριση αυτή γίνεται κάθε φορά με χρήση ενός συγκεκριμένου αλγορίθμου ταξινόμησης, όπως ο αλγόριθμος μεγίστης πιθανοφάνειας, ελάχιστης απόστασης, παραλληλεπιπέδου, Mahalanobis κ.λπ. Έτσι, όλα τα pixel της απεικόνισης ταξινομούνται σε κάποια θεματική τάξη.

  • μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση: Στη μέθοδο αυτή δεν χρησιμοποιούνται δεδομένα εκπαίδευσης. Τα pixel μιας απεικόνισης ταξινομούνται σε “φασματικές τάξεις”, σε ομάδες δηλαδή, ανάλογα με τη “φασματική τους υπογραφή”. Ο χρήστης αναγνωρίζει εκ των υστέρων σε συνδυασμό με κατάλληλους επίγειους ελέγχους, τις θεματικές τάξεις, με τις οποίες συμπίπτουν οι φασματικές. Η μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση δεν είναι συνήθως τόσο αποτελεσματική όσο η επιβλεπόμενη, λόγω της απουσίας δεδομένων εκπαίδευσης, τα οποία μας επιτρέπουν να ελέγχουμε τα αποτελέσματα. Από την άλλη πλευρά, η επιβλεπόμενη ταξινόμηση είναι χρονοβόρα, κυρίως όταν χρησιμοποιείται για επεξεργασία μεγάλης ποσότητας πολυφασματικών δεδομένων. Τα αποτελέσματα της ταξινόμησης είναι η δημιουργία ενός θεματικού χάρτη, ο οποίος μπορεί να παραχθεί ή να αποθηκευτεί σε ψηφιακή μορφή.

Σήμερα στην αγορά κυκλοφορεί μεγάλος αριθμός λογισμικών (s/w) ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας που έχουν αναπτυχθεί είτε από ιδιωτικές εταιρείες (π.χ ERDAS-http://www.erdas.com/, ERMapper-http://www.ermapper.com/ κ.λπ.) είτε από Πανεπιστήμια (π.χ. IDRISI http://www.clarklabs.org/ κ.λπ.).

* ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ

Τα δεδομένα μιας τηλεπισκοπικής απεικόνισης, τα οποία αποκτήθηκαν μέσω ενός καναλιού, μπορούν να θεωρηθούν σαν ένα θεματικό επίπεδο από pixel.

Επομένως, τα πολυφασματικά δεδομένα μπορούν να αποτελέσουν θεματικά επίπεδα ενός Geographic Information System (GIS), τα οποία “υπερτίθενται” (overlay) πάνω σε άλλα υπάρχοντα επίπεδα του GIS, που δημιουργήθηκαν με επίγειες μετρήσεις ή από άλλους υπάρχοντες χάρτες ή προήλθαν από μετατροπή άλλων υφιστάμενων ψηφιακών αρχείων. Οι τηλεπισκοπικές απεικονίσεις μιας συγκεκριμένης περιοχής, που ελήφθησαν σε διαφορετικές χρονικές περιόδους από ένα δέκτη ή σε συνδυασμό με άλλους δορυφόρους, μπορούν να προσαρμοσθούν στην ίδια χαρτογραφική προβολή, σύστημα συντεταγμένων και μέγεθος pixel και, επομένως, να δημιουργήσουν ένα καινούργιο επίπεδο GIS, που “υπερτίθεται” σε άλλα υπάρχοντα. Χαρτογραφικά επίπεδα σε ταξινομημένη ψηφιδωτή (raster) μορφή (γεωλογία, βλάστηση κ.λπ.) μπορούν να ενταχθούν και επεξεργαστούν στο ίδιο σύστημα, αρκεί η γεωμετρία και αναφορά στο χάρτη να είναι η ίδια με την αντίστοιχη, που χρησιμοποιείται εκείνη τη στιγμή στο σύστημα.

* Ενίσχυση αντίθεσης διαβάθμισης του τόνου (contrast stretching): διαδικασία με την οποία επιτυγχάνεται η ενίσχυση της αντίθεσης των τόνων μιας απεικόνισης και κατά την οποία αξιοποιείται όλο το εύρος του πεδίου ψηφιακών τιμών και όχι μόνο μέρος αυτού.   * Έγχρωμο σύνθετο: έγχρωμη απεικόνιση που προκύπτει με υπέρθεση τριών μονόχρωμων απεικονίσεων, όταν προβάλλεται με ένα από τα τρία βασικά χρώματα (κόκκινο, πράσινο, μπλε).   * Λόγοι καναλιών (image ratio): οι απεικονίσεις λόγων καναλιών προκύπτουν με τη διαίρεση των ψηφιακών τιμών μιας απεικόνισης σε ένα κανάλι με τις αντίστοιχες τιμές της σε ένα άλλο κανάλι, για κάθε pixel. Με τη μέθοδο αυτή είναι δυνατό να περιοριστούν οι διαφορές στην ανακλαστικότητα από το ίδιο αντικείμενο/εμφάνιση, οι οποίες οφείλονται στο τοπογραφικό ανάγλυφο, στις σκιές και στις εποχιακές αλλαγές. Επίσης οι λόγοι μεταξύ καναλιών μπορούν να βοηθήσουν στο διαχωρισμό και διάκριση συγκεκριμένων κατηγοριών αντικειμένων/εμφανίσεων (π.χ. έδαφος - βλάστηση).   * Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών ( Principal Component Analysis): Η Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών ανήκει στις μεθόδους μετασχηματισμού των πολυφασματικών δορυφορικών δεδομένων. Σκοπός της είναι η μείωση της διάστασης των δεδομένων, διατηρώντας ταυτόχρονα το σύνολο της αρχικής πληροφορίας. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την βελτίωση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης, όσο και για την απομόνωση των ραδιομετρικών σφαλμάτων των απεικονίσεων