Ένας οδηγός για δημοσιογράφους για την παρατήρηση και τη μέτρηση της μείωσης των αποθεμάτων νερού σε υδάτινα σώματα, με τη χρήση και την ανάλυση δορυφορικών εικόνων. Εμείς μελετήσαμε το Φράγμα Αποσελέμη στην Κρήτη και το βρήκαμε 63% μικρότερο σε σχέση με το 2020.
Τον Ιούλιο του 2024, η ΕΡΤ, δημοσιεύοντας τα ευρήματα του Εθνικού Αστεροσκοπείου, παρουσιάζει τη μείωση της στάθμης του Φράγματος Αποσελέμη στην Κρήτη. Περίπου έναν χρόνο μετά το δημοσίευμα, το iMEdD υπολόγισε πως η έκταση του ταμιευτήρα σήμερα έχει μειωθεί κατά 13,2% σε σχέση με το 2024.
Το Φράγμα αποτελεί το μεγαλύτερο υδρευτικό έργο της Κρήτης, με συνολική χωρητικότητα περισσότερο από 27 εκατ. κυβικά μέτρα και έκταση επιφάνειας σχεδόν 1,93 τ.χλμ.. Βρίσκεται κοντά στον οικισμό Ποταμιές στον Νομό Ηρακλείου και, σύμφωνα με τον Οργανισμό Ανάπτυξης Κρήτης Α.Ε (ΟΑΚΑΕ), από το 2012, υδροδοτεί τις πόλεις του Ηρακλείου και του Αγ. Νικολάου, έξι δήμους και 19 οικισμούς.
Τα αποθέματα νερού στην Αττική από το 1985 έως σήμερα
Συλλέξαμε τα διαχρονικά στοιχεία για τα αποθέματα νερού στους ταμιευτήρες της Αττικής και τα δημοσιεύουμε σε ένα ανοιχτό σύνολο δεδομένων.
Ενδεικτικά, κοιτάξαμε δορυφορικές εικόνες της λίμνης για τον μήνα Αύγουστο κάθε χρονιάς την τελευταία δεκαετία. Το μέγεθος της λίμνης φάνηκε να έχει συχνές διακυμάνσεις, με τη μικρότερη ποσότητα νερού να παρατηρείται τον Αύγουστο του 2018, που υπήρξε χρονιά ξηρασίας για το νησί. Μελετήσαμε, σε μεγαλύτερο βάθος, την έκταση της λίμνης τον Αύγουστο των ετών 2020, 2024 και 2025. Αν και μέχρι τον Αύγουστο 2020, η έκταση του ταμιευτήρα ήταν καλυμμένη κατά περίπου 1,12 τ.χλμ. (57,4% της συνολικής επιφάνειας), το 2025 μόνο το 21% της λίμνης είχε νερό.
Για να επιβεβαιωθεί η αλλαγή της ποσότητας νερού στην τεχνητή λίμνη, υπολογίσαμε το μέγεθος της επιφάνειας του υδάτινου σώματος σε τρεις διαφορετικές χρονικές στιγμές, σε βάθος πέντε χρόνων. Η ανάλυση έγινε με τη χρήση δορυφορικών εικόνων, όπως αυτές προσφέρονται από την υπηρεσία Copernicus Browser, του προγράμματος Copernicus της Ευρωπαϊκής Επιτροπής.
Η μέθοδος της ανάλυσης μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγαλύτερα υδάτινα σώματα, σε πλημμυρισμένες περιοχές ή και για τη μέτρηση της ξηρασίας. Παραθέτουμε πώς μετρήσαμε την περιοχή που καλύπτεται από νερό, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της τεχνητής λίμνης του Φράγματος Αποσελέμη.
Οι δορυφορικές εικόνες του Sentinel-1
Βήμα-βήμα πώς κατεβάζουμε μια δορυφορική λήψη
- Για να πάρουμε δεδομένα από την πλατφόρμα Copernicus Browser, πρέπει πρώτα να έχουμε συνδεθεί ως χρήστες, μια διαδικασία που είναι εύκολη και δωρεάν.
- Πληκτρολογούμε στην μπάρα αναζήτησης («Go to Place»), στην πάνω δεξιά πλευρά της ιστοσελίδας, το όνομα της περιοχής που θέλουμε να ερευνήσουμε (για παράδειγμα, εδώ «Aposelemi Dam»), και επιλέγουμε τα αποτελέσματα της αναζήτησης να προέρχονται από το Google Search.
- Επιλέγουμε από το αριστερό πλευρικό μενού τον δορυφόρο του οποίου τις εικόνες θα χρησιμοποιήσουμε και τον τρόπο μέτρησης της «αντανακλαστικότητας» της γης, όταν το ραντάρ στέλνει σήμα προς αυτή. Στο μενού «Data Collections» επιλέγουμε ως δορυφόρο τον Sentinel-1 και στο μενού «Layers» επιλέγουμε τις εικόνες μορφής VV – decibel gamma0, η οποία θεωρείται ιδανική για μετρήσεις που αφορούν το νερό καθώς η διαφορά μεταξύ νερού και ξηράς είναι η πιο ξεκάθαρη.
- Ανοίγουμε το ημερολόγιο στο οποίο εμφανίζονται οι ημερομηνίες για τις οποίες υπάρχουν διαθέσιμες δορυφορικές λήψεις και επιλέγουμε την ημερομηνία που θέλουμε να μελετήσουμε. Στην περίπτωση συγκριτικής ανάλυσης μεταξύ διαφορετικών ημερομηνιών, ακολουθούμε την ίδια διαδικασία για καθεμία από τις ημερομηνίες. Για τη συγκεκριμένη ανάλυση, χρησιμοποιήσαμε τις ημερομηνίες 23 Αυγούστου 2020, 21 Αυγούστου 2024 και 23 Αυγούστου 2025, που ήταν οι πιο κοντινές, μεταξύ τους, διαθέσιμες ανά έτος.
- Από το πλευρικό μενού στα δεξιά, επιλέγουμε Download image (τέταρτο κουμπί από το τέλος) και κατεβάζουμε την εικόνα από την κατηγορία Analytical, σε μορφή αρχείου TIFF (32-bit float), το οποίο διατηρεί γεωχωρικές συντεταγμένες. Θέλουμε η ανάλυση της εικόνας να είναι MEDIUM ή HIGH για μεγαλύτερη ακρίβεια και να έχει το κατάλληλο Σύστημα Αναφοράς Συντεταγμένων (Coordinate Reference System —CRS) για τη χώρα που ερευνούμε. Για τη λίμνη του Φράγματος Αποσελέμη, επιλέχθηκε το σύστημα συντεταγμένων UTM Zone 35N (EPSG:32635), το οποίο χρησιμοποιείται για τις περιοχές της ανατολικής Ελλάδας.
Από raster σε vector
Βήμα-βήμα η προεργασία πριν να αναλύσουμε τις δορυφορικές λήψεις
Στη συνέχεια, θα αναλύσουμε τις εικόνες που αποθηκεύσαμε. Είναι σημαντικό να σημειωθεί πως τα δεδομένα της ανάλυσης αυτής δεν είναι απόλυτα, αλλά παρέχουν μια ρεαλιστική αναπαράσταση της αλλαγής των ορίων της επιφάνειας νερού. Για τον σκοπό αυτό, θα προηγηθεί μια ειδική επεξεργασία της εικόνας.
Οι δορυφορικές εικόνες αποτελούν μοντέλο δεδομένων που ονομάζεται Raster (ψηφιδωτό). Τα δεδομένα, δηλαδή, εμφανίζονται ως μία εικόνα που μοιάζει με ψηφιδωτό και στην οποία κάθε ψηφίδα έχει μία τιμή. Για να μπορέσουμε να αναλύσουμε τα δεδομένα της εικόνας, μετατρέψαμε το Raster σε μοντέλο Vector (διανυσματικό). Το διανυσματικό μοντέλο έχει περιγραφικά χαρακτηριστικά, αποτελούμενο από σημεία, γραμμές και πολύγωνα, δηλαδή από τα περιγράμματα αυτών που απεικονίζει, όπως το περίγραμμα μιας λίμνης. Για τη μετατροπή και την ανάλυση, χρησιμοποιήσαμε το λογισμικό σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών ανοιχτού κώδικα Quantum Geographical Information System (QGIS). Το πρόγραμμα μπορεί να εγκατασταθεί ελεύθερα και δωρεάν από την παραπάνω ιστοσελίδα. Το QGIS λειτουργεί οργανώνοντας γεωγραφικά δεδομένα σε επίπεδα (layers), όπου κάθε layer αντιπροσωπεύει διαφορετικούς τύπους πληροφοριών και στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο για να δημιουργηθεί ένας χάρτης.
- Ανοίγουμε το QGIS και μεταφορτώνουμε την εικόνα, επιλέγοντας «Layers» από το επάνω μέρος, στο μενού του λογισμικού. Στην επιλογή «Add Raster Layers» εισάγουμε τα αρχεία TIFF που κατεβάσαμε νωρίτερα από το Copernicus Browser.
- Η λίμνη εμφανίζεται ως το πιο μαύρο κομμάτι της εικόνας και περιτριγυρίζεται από ψηφίδες σε διάφορες αποχρώσεις του γκρι. Αυτό συμβαίνει γιατί κάθε πίξελ έχει μία διαφορετική τιμή η οποία αποτυπώνει πόση ενέργεια από αυτή που έχει στείλει το ραντάρ του δορυφόρου επιστρέφει πίσω σε αυτόν. Όσο λιγότερη ενέργεια επιστρέφει, τόσο πιο λεία είναι η επιφάνεια, και έτσι, όσο μικρότερη η τιμή που αντιστοιχεί στο πίξελ, τόσο πιο σκουρόχρωμο. Στο νερό, το οποίο ανακλά την ενέργεια που στέλνει το ραντάρ και, άρα, δεν επιστρέφει στον δορυφόρο, τα πίξελ έχουν τιμές πολύ κοντά στο μηδέν και, άρα, εμφανίζονται μαύρα.
Όμως, οι αποχρώσεις του γκρι με τις οποίες εμφανίζεται η στεριά, μπορεί να είναι παραπλανητικές για το QGIS και, όταν η εικόνα μετατραπεί σε Vector, να αλλάξουν τα όρια της λίμνης. Για τον λόγο αυτό, πριν από τη μετατροπή, είναι χρήσιμο να δημιουργήσουμε μια εικόνα που θα αποτελείται αποκλειστικά από μαύρα και άσπρα πίξελ. Αυτό θα απλοποιήσει τα δεδομένα, καθώς κάθε πίξελ θα έχει απόλυτη τιμή (0 ή 1), ώστε να εμφανίζονται πιο καθαρά και αξιόπιστα τα όρια της λίμνης.
Σε αυτή τη νέα μορφή της εικόνας, το νερό, που στην αρχική εικόνα εμφανίζεται με τις χαμηλότερες τιμές (κοντά στο 0, άρα μαύρο), θα ταξινομείται με την τιμή 1 (λευκό), ενώ όλες οι υπόλοιπες τιμές θα ταξινομούνται ως 0 (μαύρο).
- Ακολουθούμε τη διαδρομή Raster > Raster Calculator. Για να αποθηκεύσουμε το αρχείο στον υπολογιστή, ορίζουμε το όνομα του αρχείου και το σημείο στον υπολογιστή που θέλουμε να αποθηκευτεί (βλ. Output layer). Έπειτα, επιλέγουμε το σύστημα συντεταγμένων του QGIS πρότζεκτ, το οποίο πρέπει να είναι το ίδιο με αυτό που είχαμε επιλέξει νωρίτερα στο Copernicus Browser —δηλαδή, στην περίπτωση του Φράγματος Αποσελέμη, UTM Zone 35N (EPSG:32635). Τέλος, από το κουτί «Raster Bands» αντιγράφουμε το Band που τελειώνει σε «@1» και το επικολλούμε στο κουτί «Raster Calculator Expressions», όπου, αφού το κλείσουμε σε εισαγωγικά, εφαρμόζουμε την παρακάτω εξίσωση:
“όνομα_αρχείου@1” <= 0.2
Με αυτόν τον τρόπο, κάθε πίξελ στο οποίο αντιστοιχεί τιμή ενέργειας μικρότερη ή ίση με 0,2 θα ταξινομείται ως λευκό (νερό), ενώ όλες οι υπόλοιπες τιμές θα ταξινομούνται ως μαύρες (ξηρά). Η κατώτερη τιμή (threshold) που ορίζουμε δεν είναι σταθερή και μπορεί να διαφέρει ανάλογα με την εκάστοτε έρευνα. Για τον λόγο αυτό, συνιστάται να κάνετε μερικές δοκιμές, ώστε να επιλεγεί η τιμή που αποδίδει με μεγαλύτερη ακρίβεια το σώμα νερού της δικής σας έρευνας. Ένας καλός τρόπος, για να εξετάσετε το εύρος των τιμών της εικόνας, είναι μέσω του Histogram. Αυτό γίνεται ανοίγοντας στο QGIS το Attribute Table, επιλέγοντας το Histogram από το αριστερό μενού και πατώντας το κουμπί «Calculate».
Το γράφημα που εμφανίζεται δείχνει τη συχνότητα εμφάνισης των τιμών στο Raster μοντέλο, επιτρέποντάς σας να εντοπίσετε τις πιο συχνές τιμές από τις οποίες μπορείτε να επιλέξετε. Θυμηθείτε ότι, επειδή μας ενδιαφέρει ο εντοπισμός των σκοτεινών ψηφίδων (που αντιστοιχούν στο νερό), η κατώτερη τιμή που θα ορίσετε πρέπει να βρίσκεται κοντά στο 0.
4. Αφού δημιουργήσουμε την ασπρόμαυρη εικόνα, πηγαίνουμε στο πάνω μέρος του παραθύρου του προγράμματος και ακολουθούμε την πορεία Raster > Conversion > Polygonize (Raster to Vector), για να μετατραπεί το Raster αρχείο της εικόνας σε Vector. Από εκεί, επιλέγουμε το «Band Number: Band 1» και αποθηκεύουμε το νέο Layer στον υπολογιστή μας.
Οδηγός για δημοσιογράφους που θέλουν να αποκτήσουν δωρεάν, ποιοτικές δορυφορικές εικόνες από οπουδήποτε στη Γη
Οι δημοσιογράφοι μπορούν πλέον να αποκτήσουν δωρεάν δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης από όλο τον κόσμο σε λίγα λεπτά, χωρίς εξειδικευμένες γνώσεις.
Ο υπολογισμός της διαφοράς στην έκταση της λίμνης ανά τα χρόνια
Βήμα-βήμα πώς μετράμε τη σμίκρυνση της λίμνης στο QGIS
- Για να επιλέξουμε την τεχνητή λίμνη, χρησιμοποιούμε το εργαλείο «Select Features» από τη γραμμή εργαλείων στο πάνω μέρος του παραθύρου του QGIS και επιλέγουμε το κύριο σχήμα (ή αλλιώς πολύγωνο) που αναπαριστά τη λίμνη. Σε περίπτωση που η λίμνη αποτελείται από περισσότερα σχήματα επιλέγουμε και αυτά διατηρώντας πατημένο το κουμπί CTRL/Command.
- Πατώντας δεξί κλικ πάνω στο Layer που δημιουργήσαμε, επιλέγουμε «Export» και «Save Selected Features As…», όπου αποθηκεύουμε τη λίμνη ως νέο Layer, διατηρώντας το σύστημα αναφοράς συντεταγμένων. Σιγουρευτείτε πως βλέπετε ως επιλεγμένο μόνο το σχήμα της λίμνης, το οποίο στο QGIS εμφανίζεται με κίτρινο φωσφορίζον χρώμα.
- Πατώντας δεξί κλικ στο νέο Layer που μόλις δημιουργήσαμε, επιλέγουμε το Attribute Table και από εκεί, το εργαλείο «Field Calculator». Στην πάνω αριστερή μεριά του παραθύρου, επιλέγουμε το «Create virtual filed» και δημιουργούμε ένα νέο πεδίο με όνομα area_sqkm. Στο πεδίο «Output Field Type» επιλέγουμε Decimal number και εισάγουμε στο πεδίο «Expression» τον τύπο:
area($geometry)/1000000
ο οποίος θα μας δώσει πίσω το μέγεθος της λίμνης σε τετραγωνικά χιλιόμετρα. Πατάμε το κουμπι «Create».
- Στο πεδίο area_sqkm του αρχικού πίνακα, εμφανίζεται το μέγεθος της επιφάνειας σε τετραγωνικά χιλιόμετρα. Σε περίπτωση που η λίμνη αποτελείται από περισσότερα σχήματα, προσθέτουμε τα αποτελέσματα για να δούμε το συνολικό μέγεθος της λίμνης.
- Επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία και για όλες τις εικόνες και υπολογίζουμε τη διαφορά της λίμνης, αφαιρώντας το εμβαδόν της παλαιότερης χρονιάς από την πιο πρόσφατη.
Οι μετρήσεις και τα συμπεράσματα για τη μείωση των αποθεμάτων νερού
Με βάση τις μετρήσεις που κάναμε παραπάνω, υπολογίσαμε την ετήσια διαφορά της έκτασης της λίμνης, από το 2020 έως το 2025. Και, στον παρακάτω πίνακα, παρουσιάζουμε τη σμίκρυνση της επιφάνειας του νερού ανά έτος. Όπως φαίνεται, τον Αύγουστο του 2025, η επιφάνεια της λίμνης ήταν περίπου 63 στρέμματα μικρότερη από το 2024, δηλαδή η επιφάνεια του νερού έχει μειωθεί κατά περίπου 13,2% ακόμη.
| Έτος | Έκταση (Στρέμματα) | Διαφορά έκτασης (Στρέμματα) | Έκταση (τ.χλμ.) | Διαφορά έκτασης (τ.χλμ) | Ετήσια μεταβολή (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2025 | 414 | -63 | 0,414 | -0,063 | -13,2 |
| 2024 | 477 | -103 | 0,477 | -0,103 | -17,8 |
| 2023 | 580 | -497 | 0,580 | -0,497 | -46,1 |
| 2022 | 1.077 | -22 | 1,077 | -0,022 | -2,0 |
| 2021 | 1.099 | -19 | 1,099 | -0,019 | -1,7 |
| 2020 | 1.118 | 1,118 |
Η μείωση των αποθεμάτων νερού στο Φράγμα Αποσελέμη γίνεται, με μια ματιά, αντιληπτή, κοιτώντας και την παρακάτω εικόνα που δημιουργήσαμε στο QGIS: με κίτρινο χρώμα, τα όρια της λίμνης τον Αύγουστο του 2020, με μωβ τα όριά της τον Αύγουστο του 2024 και, με κόκκινο, η επιφάνειά της τον Αύγουστο του 2025.
Παρακάτω, και οι δορυφορικές εικόνες του Φράγματος Αποσελέμη τον Αύγουστο του 2020 (αριστερά), του 2024 (κέντρο) και του 2025 (δεξιά), όπως τις κατεβάσαμε από το Copernicus Browser.
Πολλές από τις πρακτικές που εφαρμόστηκαν για το παρόν απορρέουν από έμπνευση ή/και πληροφορίες που λάβαμε στο εργαστήριο «Beyond the pixels: the power of raster data in QGIS» των Κουάνγκ Κενγκ Κουέκ Σερ (Kuang Keng Kuek Ser) και Φεντερίκο Ακόστα Ραΐνις (Federico Acosta Rainis) στο Dataharvest 2025, όπως και στο εργαστήριο «Creating simple maps for publication with satellite images» της Λάουρα Κέρτζμπεργκ (Laura Κurtzberg) στο NICAR2025.
Η ίδια θα βρεθεί και στο φετινό Διεθνές Φόρουμ Δημοσιογραφίας του iMEdD. Για περισσότερες πρακτικές πληροφορίες σχετικά με έρευνα δορυφορικών δεδομένων, δείτε το εργαστήριο «Πώς να χρησιμοποιείτε δωρεάν δορυφορικές εικόνες και δεδομένα για να διερευνήσετε φυσικές καταστροφές», που θα γίνει στις 26 Σεπτεμβρίου, στο πλαίσιο του Φόρουμ.
