Βάσεις δασοτεχνικών δεδομένων στο κτηματολόγιο

Abstract

Nowadays the importance and beneficial impacts of forest ecosystems are commonly acknowledged. Nevertheless, forest protection in Greece is not completely ensured and trespasses and destructions occur, leading to land use changes. Forest Cadastre will significantly contribute to the protection of forests and forest areas by registering the position and property status of these areas. According to the national legislation additional information can be included in Cadastre. The objective of the current thesis is the creation of a digital geographic database under the framework of National Cadastre using geographical information system. This database creates, manages and analyses spatial data derived from up-to-date technologies such as Global Positioning System GPS, total station, digital photogrammetry and remote sensing. Finally, digital spatial data were exploited in order to implement applications contributing to forest protection and development. In particular for estimating the data reliability, various GPS receivers were tested based on their usage and measurements accuracy. Two handheld GPS receivers (Garmin Etrex Vista and GPSMap 60 CSX) applying absolute positioning and geodetic Topcon HiperPro receivers applying real time semi-kinematic differential positioning (Stop and Go, RTK) were examined. The tracking frequencies were LI and L1 + L2 with parallel reception of GLONASS satellites signals. GPS usage in forest and forest areas differs according to surrounding conditions, receivers and measurement methods. In forest grasslands (Kisavos study area) accuracy and satellite signals availability were better than inside forests (Taxiarchis study area). Additionally, statistical error estimation of area calculation was examined using approximate equations in order to be used from Greek forest services. Digital geographic cadastral database was created using Geographical Information Systems for Kissos study area. Queries based upon descriptive or geographic attributes of forest cadastral polygons were successfully performed allowing their immediate detection and identification. Additional data was also used. This database can handle not only vector but also raster data such as orthoimages and DTM, managing in an efficient way all spatial data derived from the corresponding cadastral mapping projects. This kind of spatial data forms were used for realizing the following applications: A digital orthophoto and a DTM produced by photogrammetric processing of aerial photos were the input data for carrying out spatial analysis evaluating environmental compatibility concerning general forest opening up works and two separate forest roads. This research was realized in Pisoderi forest in Florina prefecture. For the above mentioned purposes measurable intensity and absorption criteria were examined. The contribution of GIS was significant providing spatial analyses which are necessary for measuring many of these criteria values. By surveying 5209 points with total station and geodetic GPS an accurate DTM was produced for Kanalos study area. This DTM was combined with other relevant spatial data (Ikonos satellite image, orthophotos, geological map, Natura etc.) in GIS in order to plan a ski center and to assess its environmental impacts, ensuring sustainable development and determining land use of forest areas. 3-d visualizations using satellite image and DTM allowed us to estimate the landscape optical absorption ability and to value criteria relevant to the estimation of the importance of physical landscape. Conclusions and proposals were drawn based on the analysis results.

Η σημασία των δασικών οικοσυστημάτων και οι ευεργετικές επιδράσεις τους αναγνωρίζονται όλο και περισσότερο στη σύγχρονη εποχή. Παρόλα αυτά η προστασία τους δεν έχει ακόμα διασφαλιστεί πλήρως στην Ελλάδα όπου παρατηρούνται φαινόμενα καταπατήσεων και καταστροφής των δασών με τελικό αποτέλεσμα την αλλαγή της χρήσης τους. Το δασικό κτηματολόγιο θα συμβάλλει καθοριστικά στην προστασία των εκτάσεων αυτών καταγράφοντας οριστικά τη θέση και το ιδιοκτησιακό καθεστώς των ελληνικών δασών και δασικών εκτάσεων. Το κτηματολόγιο σύμφωνα με την εθνική νομοθεσία είναι δυνατό να εμπεριέχει και άλλες πρόσθετες πληροφορίες. Σκοπός της διδακτορικής διατριβής είναι η δημιουργία μιας ψηφιακής γεωγραφικής βάσης δεδομένων στα πλαίσια του δασικού κτηματολογίου με χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για τη δημιουργία, διαχείριση και ανάλυση χωρικών δεδομένων που παράγονται με σύγχρονες τεχνολογίες (παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης GPS, γεωδαιτικός σταθμός, ψηφιακή φωτογραμμετρία και τηλεπισκόπηση). Τελικά, τα ψηφιακά χωρικά δεδομένα αξιοποιήθηκαν για το σχεδιασμό και την υλοποίηση εφαρμογών που συμβάλλουν στην προστασία και ανάπτυξη των δασών. Ειδικότερα για την εκτίμηση της αξιοπιστίας των ψηφιακών χωρικών δεδομένων με GPS εξετάστηκε η χρήση και η ακρίβεια μέτρησης δύο δεκτών χειρός (Etrex Vista και GPSMap 60 CSX της Garmin) εφαρμόζοντας απόλυτο εντοπισμό θέσης και των γεωδαιτικών δεκτών HiperPro της εταιρίας Topcon για διαφορικό υπολογισμό συντεταγμένων εφαρμόζοντας την ημικινηματική μέθοδο σε πραγματικό χρόνο (Stop and Go, Real Time Kinematic). Οι γεωδαιτικοί δέκτες εξετάστηκαν λαμβάνοντας σήματα στη μία (L1) αλλά και στις δύο (L1 + L2) συχνότητες με παράλληλες μετρήσεις σημάτων του ρωσικού συστήματος GLONASS. Οι δυνατότητες χρήσης του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης σε δάση και δασικές εκτάσεις διαφέρει ανάλογα με τις συνθήκες, τους δέκτες και τις μεθόδους μέτρησης που εφαρμόζονται. Σε δασικές χορτολιβαδικές εκτάσεις (Κίσαβος) η ακρίβεια και η διαθεσιμότητα σημάτων των δορυφόρων υπερτερούν από αυτές μέσα σε δάση (Ταξιάρχης). Επίσης εξετάστηκε ο υπολογισμός του σφάλματος εμβαδομέτρησης δασικών εκτάσεων με χρήση προσεγγιστικών τύπων προκειμένου να χρησιμοποιηθεί από τους δασολόγους της πράξης. Στην περιοχή του Κισσού δημιουργήθηκε η ψηφιακή γεωγραφική βάση δεδομένων του Δασικού Κτηματολογίου με χρήση των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών. Υλοποιήθηκαν κατάλληλα ερωτήματα βασισμένα στα περιγραφικά ή γεωγραφικά χαρακτηριστικά των πολύγωνων φυτοκάλυψης που επιτρέπουν την άμεση αναγνώριση και εύρεση τους. Παράλληλα αξιοποιήθηκαν πρόσθετες πληροφορίες. Η βάση αυτή υποστηρίζει διανυσματικές και ψηφιδωτές δομές δεδομένων όπως είναι ορθοφωτογραφίες και ΨΜΕ, επιτρέποντας την αποδοτική και αποτελεσματική διαχείριση των χωρικών δεδομένων που παράγονται από τις μελέτες κτηματογράφησης των δασών. Τα δεδομένα αυτά χρησιμοποιήθηκαν για τις ακόλουθες εφαρμογές: Η ψηφιακή ορθοφωτογραφία και ένα ΨΜΕ που προέκυψε από φωτογραμμετρική επεξεργασία α/φ χρησιμοποιήθηκαν για χωρικές αναλύσεις για την εκτίμηση της συμβατότητας με το περιβάλλον των έργων γενικής διάνοιξης και δύο μεμονωμένων δασικών δρόμων στο δάσος του Πισοδερίου του Νομού Φλώρινας. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν μετρήσιμα κριτήρια έντασης της επέμβασης των έργων και απορροφητικότητας που υποδηλώνουν την ικανότητα του φυσικού περιβάλλοντος να δεχτεί αυτές τις επιδράσεις. Η συμβολή των ΓΣΠ ήταν καθοριστική καθώς με τις κατάλληλες αναλύσεις αποδείχτηκε ότι είναι δυνατό να υπολογιστεί η τιμή πολλών από αυτών των κριτηρίων. Η αποτύπωση 5209 σημείων με γεωδαιτικό σταθμό και γεωδαιτικό GPS επέτρεψαν τη δημιουργία ενός λεπτομερούς ΨΜΕ στη θέση Κάναλος στην κορυφή του Κισάβου. Το ΨΜΕ σε συνδυασμό με άλλα χωρικά δεδομένα (δορυφορική εικόνα IKONOS, ορθοφωτογραφίες, γεωλογικός χάρτης, χάρτης περιοχής NATURA κα.) και χρήση των ΓΣΠ, αξιοποιήθηκαν για τη χωροθέτηση ενός χιονοδρομικού κέντρου και εκτίμηση των αντίστοιχων περιβαλλοντικών επιπτώσεων στα πλαίσια της αειφόρου ανάπτυξης και καθορισμού χρήσεων γης των δασικών εκτάσεων. Με τη δημιουργία τρισδιάστατων απεικονίσεων της δορυφορικής εικόνας και του ΨΜΕ εκτιμήθηκε η οπτική απορροφητική ικανότητα του τοπίου και υπολογίστηκαν οι τιμές κριτηρίων αξιολόγησης του φυσικού τοπίου. Τελικά, εξάγονται συμπεράσματα και προτάσεις που προκύπτουν από την ανάλυση των αντίστοιχων αποτελεσμάτων.