Γεωλογική χαρτογράφηση & Ανίχνευση Ορυκτών Πρώτων Υλών με ανάλυση δορυφορικής εικόνας Hyperion. Περιοχή μελέτης: Κεντρική Μήλος

Γιαννακοπούλου, Σταυρούλα

dc.contributor.author	Γιαννακοπούλου, Σταυρούλα
dc.date.accessioned	2020-11-21T09:55:01Z
dc.date.available	2020-11-21T09:55:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51978
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.19676
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ταξινόμηση	el
dc.subject	Κλασματική κάλυψη	el
dc.subject	Αισθητήρας Hyperion	el
dc.subject	Φασματική υπογραφή	el
dc.subject	Ποιοτικός έλεγχος	el
dc.subject	Classification	en
dc.subject	Fractional cover	en
dc.subject	Hyperion sensor	en
dc.subject	Spectral signature	en
dc.subject	Geological mapping	en
dc.title	Γεωλογική χαρτογράφηση & Ανίχνευση Ορυκτών Πρώτων Υλών με ανάλυση δορυφορικής εικόνας Hyperion. Περιοχή μελέτης: Κεντρική Μήλος	el
dc.contributor.department	ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Τηλεπισκόπηση	el
heal.classification	Γεωλογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-02-28
heal.abstract	Η παρούσα εργασία έχει ως περιοχή μελέτης το κεντρικό τμήμα της Μήλου, χρησιμοποιώντας μεθόδους τηλεπισκόπησης. Ο στόχος της είναι διττός, καθώς εστιάζει στη χαρτογράφηση των γεωλογικών σχηματισμών (ρυολιθικών και ανδεσιτικών λαβών, ηφαιστειακών τόφφων, ασβεστόλιθων), καθώς και τον εντοπισμό των Ορυκτών Πρώτων Υλών (ΟΠΥ) (όπως περλίτη, μπεντονίτη, καολίνη), οι οποίες συνέβαλαν και συμβάλουν στη μεταλλευτική δραστηριότητα του νησιού. Πρόκειται για ένα νησί το οποίο καλύπτεται κατά το μεγαλύτερο μέρος από ηφαιστειακά πετρώματα και το οποίο έχει εμφανίσει έντονη, ηφαιστειακή δραστηριότητα εκφρασμένη σε πέντε στάδια. Η δράση υδροθεμικών ρευστών είχε ως αποτέλεσμα την υδροθερμική εξαλλοίωση των ηφαιστειακών πετρωμάτων της Μήλου και τη δημιουργία βιομηχανικών ορυκτών (όπως μπεντονίτη, καολίνη κλπ.), των οποίων και γίνεται εκμετάλλευση στο νησί. Το έντονο οικονομικό ενδιαφέρον και η ύπαρξη μεγάλων εκτάσεων δίχως βλάστηση, οδήγησαν στην επιλογή του συγκεκριμένου νησιού, για την εφαρμογή των παρακάτω μεθοδολογιών. Για τον εντοπισμό των υλικών-στόχων που προαναφέρθηκαν, συνδυάστηκαν γνώσεις από δύο τομείς της Γεωλογίας και της Ψηφιακής Τηλεπισκόπησης, ενώ η γνώση της υφιστάμενης κατάστασης του νησιού (έκταση βλάστησης, θέση δρόμων κ.λπ.) ήταν επίσης απαραίτητη ώστε η ερμηνεία των αποτελεσμάτων να οδηγήσει σε αληθή συμπεράσματα. Για την προκειμένη εργασία χρησιμοποιήθηκε η υπερφασματική εικόνα του Hyperion, για την ημερομηνία 20/08/2001, με την χωρική ανάλυση της εικόνας να είναι 30 μέτρα και τη φασματική της ανάλυση ν’ αντιστοιχεί στα 10 nm. Στο πρώτο επίπεδο εφαρμόστηκαν οι απαραίτητες διαδικασίες προεπεξεργασίας (όπως η ραδιομετρική και ατμοσφαιρική διόρθωση, η επιλογή των bad bands κ.λπ.), με στόχο την όσο το δυνατόν καλύτερη απεικόνιση της ανακλαστικότητας επιφανείας, όπως αναφέρεται στο § IV. Επιπρόσθετα, εφαρμόστηκαν και κάποιες μέθοδοι για την εξαγωγή χαρακτηριστικών (PCA, MNF, συντελεστής συσχέτισης), ώστε να γινόταν χρήση των αποτελεσμάτων μεταγενέστερα (Εικ. 0-1). Στο δεύτερο στάδιο έγινε επιλογή και κατηγοριοποίηση των πετρωμάτων και ορυκτών, σύμφωνα με το γεωλογικό χάρτη της Μήλου όπως φαίνεται στο § VI, για τα οποία εφαρμόστηκαν οι διαδικασίες του φασματικού διαχωρισμού (SFF και MTMF) και οι μέθοδοι ταξινόμησης (SAM και Mahalanobis distance) ολόκληρου του εικονοστοιχείου (Εικ. 0-1). Για τις δοκιμές εντοπισμού των υλικών-στόχων χρησιμοποιήθηκαν καθαροί στόχοι όπως φασματικές υπογραφές (ορυκτών και πετρωμάτων ενδιαφέροντος), από τις διαθέσιμες φασματικές βιβλιοθήκες (USGS, JHU κλπ), οι οποίες υπάρχουν ενσωματωμένες στο λογισμικό ENVI 5.3, ή φασματικές υπογραφές όπως προέκυψαν από τις περιοχές ενδιαφέροντος που εντοπίστηκαν από τον χρήστη μέσω οπτικού ελέγχου και χρησιμοποιώντας τον διαθέσιμο γεωλογικό χάρτη. Επιπρόσθετα, υπήρχε και η περίπτωση που τα υλικά-στόχοι καθορίστηκαν μέσω αυτόματης εξαγωγής, από τη διαδικασία Spectral Hourglass Wizard του λογισμικού ENVI, όπως συνέβη στη μετασχηματισμένη Minimum Noise Fraction (MNF) εικόνα με 15 κανάλια. Στη συνέχεια του § VI αναπτύχθηκαν οι μεθοδολογίες φασματικού διαχωρισμού του υποεικονοστοιχείου μέσω της Spectral Featre Fitting (SFF), και της Mixture Tuned Matched Filtering (MTMF), με αποτέλεσμα να προκύψουν οι κλασματικές καλύψεις για κάθε καθαρό στόχο (endmember) και να δημιουργηθούν οι απαραίτητοι χάρτες αφθονίας. Τα πιο ακριβή αποτελέσματα να προέκυψαν με τη μέθοδο MTMF (βλ. § VIΙΙ & IX). Σε επόμενο βήμα χρησιμοποιήθηκαν μεθοδολογίες ταξινόμησης ολόκληρου του εικονοστοιχείου, όπως φαίνεται στο § VIΙ, μέσω των Spectral Angle Mapper (SAM), και Mahalanobis distance, κάνοντας δοκιμές για τις διάφορες κατηγορίες καθαρών στόχων που είχαν δημιουργηθεί. Σ’ αυτές τις μεθοδολογίες τα καλύτερα αποτελέσματα προέκυψαν στην ταξινόμηση της μετασχηματισμένης εικόνας MNF για την SAM, και με τη χρήση της εικόνας από την MTMF για την περίπτωση της Mahalanobis distance. Τέλος στο του § VIII πραγματοποιούνται ποιοτικοί έλεγχοι των αποτελεσμάτων και συγκρίνονται τ’ αποτελέσματα ώστε να προκύψουν συμπεράσματα για την καταλληλότητα των μεθοδολογιών. Η απόδοση της συνολικής ακρίβειας της ταξινόμησης συμβάλει στη σύγκριση των αποτελεσμάτων από διαφορετικές μεθοδολογικές προσεγγίσεις για την ίδια υπερφασματική εικόνα. Ωστόσο, στην προκειμένη εργασία, οι μεθοδολογίες δεν ήταν εφικτό ν’ αξιολογηθούν με τον ίδιο τρόπο, γεγονός όχι ιδιαίτερα βοηθητικό σε αυτήν την κατεύθυνση. Συμπερασματικά, προέκυψε ότι ο συνδυασμός γνώσεων από τους δύο τομείς (Γεωλογία και Τηλεπισκόπηση) είναι σημαντικός στην κατανόηση και στην ορθή ερμηνεία της γεωλογίας, ωστόσο είναι απαραίτητη και η γνώση σε βάθος της περιοχής μέσω της γεωλογικής χαρτογράφησης του πεδίου, σε συνδυασμό με τη δειγματοληψία, ώστε να γίνει αξιόπιστος ποιοτικός έλεγχος των αποτελεσμάτων.	el
heal.advisorName	Αργιαλά, Δημήτρης
heal.committeeMemberName	Αργιαλά, Δημήτρης
heal.committeeMemberName	Καραθανάση, Βασιλική
heal.committeeMemberName	Κολοκούσης, Πολυχρόνης
heal.academicPublisher	Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	138 σ.
heal.fullTextAvailability	false