Χρήση GIS για τον προσδιορισμό δυνητικά κατοικήσιμων περιοχών στον Άρη
Ας υποθέσουμε ότι αποικίσατε τον Άρη. Πώς θα το έκανες; Τι θα έκανες? … Αλλά εξετάσαμε παράγοντες για τον προσδιορισμό πιθανών τοποθεσιών αποικισμού:
- Θερμοκρασία
- Η κλίση της γης
- Η απόσταση από τους κρατήρες
- Η εμφάνιση αμμοθύελλων
Για να προσδιορίσουμε πιθανές τοποθεσίες αποικισμού, συλλέξαμε δεδομένα σε λογισμικό GIS και συνδυάσαμε διάφορα δεδομένα όπως ράστερ, βάση δεδομένων κ.λπ.
Το πρώτο πρόβλημα ήταν η επιλογή του καλύτερου συστήματος προβολής, συντεταγμένων. Αποδείχθηκε ότι η NASA περιγράφει το σύστημα συντεταγμένων. Στο λογισμικό GIS ορίσαμε ένα νέο σύστημα συντεταγμένων με βάση την εγκάρσια προβολή Mercator και το χρησιμοποιούμε για την ανάλυσή μας.
Το επόμενο στάδιο ήταν η συλλογή δεδομένων. Ψάχναμε για την πηγή δεδομένων και βρήκαμε προϊόντα της τροχιακής αποστολής της NASA (Mars Orbiter Laser Altimeter (MOLA) και Viking Mission to Mars), ήταν κυρίως δεδομένα ράστερ :
- Το ψηφιακό μοντέλο εδάφους
- Τόπος εμφάνισης αμμοθύελλας
- Θερμοκρασία
Προσθέσαμε μια βάση δεδομένων με κρατήρες, ηφαίστεια, φαράγγια, γεωγραφικές περιοχές και τόπους προσγείωσης ρόβερ του Άρη.
Με βάση αυτά τα δεδομένα ορίσαμε κριτήρια παραγόντων ανάλυσης. Κατά την ανάλυση εντοπίσαμε τα ακόλουθα κριτήρια που σχετίζονται με τη δυνατότητα εγκατάστασης στον Άρη:
- Θερμοκρασίες που κυμαίνονται από – 30 °C έως 30 °C
- Το έδαφος με κλίση γης κάτω από 5/100 m
- Η απόσταση από τους ηφαιστειακούς κρατήρες ανάλογα με τη διάμετρό τους +20km
- Καταιγίδες σκόνης/άμμου:η ανίχνευση μήκους κύματος έλλειψη σκόνης στην περιοχή από 0,94 – 1,00 μm
Στις μελέτες, έχουμε τα δεδομένα που λαμβάνονται μέσω μη επανδρωμένων διαστημικών αποστολών (ανιχνευτές και δορυφόροι) με χρήση λογισμικού GIS (Geographic Information System). Χρησιμοποιήθηκε λογισμικό GIS επειδή επιτρέπει τη σύνδεση και την προηγμένη επεξεργασία δεδομένων ράστερ και διανυσματικών βάσεων δεδομένων. Τα κύρια εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν ήταν αυτά για την επεξεργασία δεδομένων ράστερ και την εκτέλεση χωρικής ανάλυσης.
Οι πιθανές περιοχές αποικιών πρέπει να είναι αρκετά επίπεδες και να χαρακτηρίζονται από μικρές υψομετρικές διαφορές γης. Το έργο απαιτούσε τη χρήση του ψηφιακού μοντέλου εδάφους που δημιουργήθηκε για την επιφάνεια του πλανήτη. Για την εύρεση τέτοιων περιοχών, διεξήχθη μια ανάλυση του DTM που προσδιορίζει πτώσεις γης στην επιφάνεια του Άρη. Τέλος, δημιουργήθηκαν χάρτες κλίσεων, με τιμές pixel που αντικατοπτρίζουν την κλίση σε κάθε δεδομένο σημείο.
Πραγματοποιήθηκε άλλη ανάλυση για την επιλογή περιοχών όπου υπάρχουν κατάλληλες θερμικές συνθήκες εγκατάστασης. Στην ανάλυση των περιοχών που είναι κατάλληλες για αποικισμό και ανθρώπινη ζωή, επιλέχθηκαν εκείνες οι περιοχές όπου το εύρος ρύθμισης της θερμοκρασίας είναι μεταξύ – 30 και 30 ° C. Η ανάλυση έδειξε ότι ο σχηματισμός του εδάφους επηρεάζει τη διαφοροποίηση των θερμοκρασιών στην ατμόσφαιρα, όπως αναμενόταν.
Η απόσταση από τους ηφαιστειακούς κρατήρες ανάλογα με τη διάμετρό τους + 20km. Με βάση τις εικόνες και τα διαθέσιμα δεδομένα, δημιουργήσαμε μια δομή μιας βάσης δεδομένων, που περιλαμβάνει αντικείμενα όπως κρατήρες, ηφαίστεια, φαράγγια, γεωγραφικές περιοχές και θέσεις προσγείωσης ρόβερ του Άρη. Κάθε αντικείμενο στη βάση δεδομένων χαρακτηρίζεται από τα ακόλουθα δεδομένα:Αριθμός αντικειμένου, Κωδικός αντικειμένου, Γεωγραφικό μήκος, Γεωγραφικό πλάτος, Όνομα, Περιγραφή και ημερομηνία ανακάλυψης (για κρατήρες, ηφαίστεια, φαράγγια, γεωγραφικές περιοχές), Ημερομηνία προσγείωσης στον Άρη (για ρόβερ σημεία προσγείωσης), Η διάμετρος (για κρατήρες, ηφαίστεια), εμβαδόν επιφάνειας (ισχύει για φαράγγια, γεωγραφικές περιοχές). Και προσθέσαμε το buffer γύρω από αντικείμενα, δείχνει αυτό το σχήμα.
Και τα τελευταία δεδομένα συνδέθηκαν με σκόνη και αμμοθύελλες. Έχουμε λάβει υπόψη την ένταση των καταιγίδων σκόνης και τον όγκο της κινούμενης σκόνης βράχου μέσα στην ατμόσφαιρα του Άρη. Αυτό κατέστη δυνατό με την ανάλυση της απεικόνισης ολόκληρου του πλανήτη που δημιουργήθηκε στο θερμικό υπέρυθρο κανάλι. Αυτές οι περιοχές σημειώνονται με κίτρινο, πορτοκαλί και κόκκινο χρώμα στο πλέγμα. Από την άλλη πλευρά, περιοχές απαλλαγμένες από την εμφάνιση αυτού του φαινομένου σημειώθηκαν με μπλε χρώμα.
Οι χάρτες που ελήφθησαν που δείχνουν τους διάφορους υποπαράγοντες στη συνέχεια συνδυάστηκαν για να δημιουργήσουν επικαλύψεις. Το τελικό αποτέλεσμα της ανάλυσης είναι ο χάρτης, ο οποίος δείχνει τη θέση της γης κατάλληλης για αποικισμό.
Το τελικό αποτέλεσμα ήταν ένας χάρτης όπου οι τοποθεσίες ευνοϊκών συνθηκών εγκατάστασης σημειώνονται στην πιο ανοιχτή απόχρωση του καφέ. Το αποτέλεσμα που προέκυψε μετά τον καθορισμό του εγκεκριμένου ορίου αποικισμού και τον υπολογισμό του μεγέθους της περιοχής δείχνει ότι το 43% της επιφάνειας του Άρη θα μπορούσε ενδεχομένως να κατοικηθεί από ανθρώπους. Αυτή είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από την επιφάνεια της ηπείρου της Νότιας Αμερικής.
Συχνότερα μιλάει για μια εξερεύνηση του σύμπαντος για αποικισμό και εύρεση ορυκτών πόρων. Λογισμικό GIS, η ανάλυση θα μπορούσε να το βοηθήσει.
Αυτή η μελέτη, Applications of GIS in Analysis of Mars δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Proceedings of GIS Ostrava .
