ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΜΜΕΝΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟ ΔΕΙΚΤΗ NBRI...
Από RemoteSensing Wiki
ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΜΜΕΝΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟ ΔΕΙΚΤΗ NBRI ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΙΣ ΔΑΣΙΚΕΣ ΠΥΡΓΚΑΓΙΕΣ ΤΗΣ ΙΝΔΟΝΗΣΙΑΣ ΚΑΤΑ ΤΟ ΕΤΟΣ 2019
Case Study: Pinggir-Mandau District, Bengalis, Riau Province
Khoirunisa, R., & Mucsi, L. (2021). Geographica : Science & Education Journal Burned Region Analysis using Normalized Burn Ratio Index ( NBRI ) in 2019 Forest Fires in Indonesia Burned Region Analysis using Normalized Burn Ratio Index ( NBRI ) in. June.
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Οι δασικές πυρκαγιές, είτε φυσικές, είτε ανθρωπογενείς, είναι ένα συχνό φαινόμενο στην ευρύτερη περιοχή την Ινδονησίας, με μεγάλο αρνητικό αντίκτυπο σε περιβάλλον και άνθρωπο, ενώ κατά το έτος 2019 σημειώθηκε αξιοσημείωτο μέγεθος αυτών. Η έρευνα διεξάγη τηλεπισκοπικά, για την περιοχή μελέτης, χρησιμοποιώντας τον Κανονικοποιημένο Δείκτη Ποσοστού Καύσης (NRBI, Normalized Burb Ratio Index) , για τα κανάλια NIR και SWIR, του δορυφόρου Landsat 8 OLI/TIRS. Συγκρίνοντας εικόνες πριν και μετά την εκδήλωση της πυρκαγιάς , υπολογίστηκε το ποσοστό της καμένης περιοχής (4,7%) και ταυτοποιήθηκε η αρχική χρήση γης του (50.25% δάση, 40.05% καλλιεργήσιμη έκταση). Η επικύρωση των αποτελεσμάτων έγινε μέσω οπτικής παρατήρησης παγχρωματικών εικόνων του δορυφόρου SPOT 7, με πολύ καλά αποτελέσματα συντελεστή kappa. Τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιβαλλοντική αποκατάσταση ή/και μελλοντική πρόβλεψη.
Α.ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ανθρωπογενείς παράγοντες είναι αυτοί που επί το πλείστον οδήγησαν στις δασικές πυρκαγιές, οι οποίες ευνοούμενες από το τροπικό κλίμα της Ινδονησίας, έκρουσαν σήμα κινδύνου ως προς την επίτευξη στόχων βιώσιμης ανάπτυξης, αναδεικνύοντας έτσι, την ανάγκη για περαιτέρω έρευνα . Η τηλεπισκόπηση ενδείκνυται για μελέτη δασικών πυρκαγιών λόγω συνδυασμού υψηλής τεχνολογίας και χαμηλού κόστους, προσφέροντας εργαλεία μελέτης πριν και μετά την εκδήλωση της πυρκαγιάς. Ένα τέτοιο εργαλείο είναι ο δείκτης NBR, μέσω του δορυφόρου Landsat, συγκρίνοντας την ανάκλαση της ακτινοβολίας στα κανάλια NIR και SWIR, για την υγιή, και μη, βλάστηση. Ο δείκτης NBR είναι αποδεδειγμένα αξιόπιστος για χρήση σε περιπτώσεις πυρκαγιάς, σύμφωνα με παλιότερες έρευνες, έτσι χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα έρευνα, σε συνδυασμό με το δείκτη dNBR (difference NBR), δηλαδή τη διαφορά ανάμεσα στους δείκτες NBR πριν και μετά την εκδήλωση πυρκαγιάς.
Β.ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
1.ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ
Η περιοχή μελέτης αποτελεί μέρος της περιοχής Bengkalis της επαρχίας Riau, στο νησί Sumatera και καλύπτει 234.864 στρέμματα (ΕΙΚΟΝΑ 1). Επιλέχθηκε με βάση το μέγεθος πυρκαγιών που συνέβησαν από τον Ιούλιο έως τον Οκτώβριο του 2019, αλλά και εξαιτίας του γεγονότος ότι αποτελεί έκταση φυτειών φοίνικα, συν ότι στην ευρύτερη περιοχή βρίσκονται πετρελαιοπηγές.
2.ΟΡΓΑΝΑ
Ανάλογα με την ακριβή τοποθεσία κάθε θέσης, τα δεδομένα διαχωρίστηκαν σε πρωτεύοντα και δευτερεύοντα. Πρωτεύοντα δεδομένα για μια θέση αποτέλεσαν δύο δορυφορικές εικόνες, πριν και μετά το συμβάν της πυρκαγιάς, προερχόμενες δωρεάν από το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ (USGS), διορθωμένες σε Επίπεδο 2. Δευτερεύοντα δεδομένα συλλέχθηκαν από διάφορους φορείς όπως το Εθνικό Ινστιτούτο Αεροναυπηγικής και Διαστήματος της Ινδονησίας (LAPAN), για χρήση ως προς την επικύρωση των πρωτευόντων ή τη χωρική ανάλυση.
3. ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ
Πριν την ανάλυση μιας εικόνας επιβάλλεται να αναγνωρισθούν και να καλυφθούν όλα τα σώματα νερού, χιονιού, νεφών και των σκιών τους, καθώς αυτά δύναται να παρερμηνευθούν ως καμένες περιοχές. Ο υπολογισμός του ΝBRI έγινε με τη βοήθεια του NDVI, αντικαθιστώντας στον δεύτερο το κανάλι RED σε SWIR-2. 𝑁𝐵𝑅 𝐼𝑛𝑑𝑒𝑥 =𝐵𝑎𝑛𝑑 5 (𝑁𝐼𝑅)−𝐵𝑎𝑛𝑑 7 (𝑆𝑊𝐼𝑅2)/𝐵𝑎𝑛𝑑 5 (𝑁𝐼𝑅)+𝐵𝑎𝑛𝑑 7 (𝑆𝑊𝐼𝑅2) Στη συνέχεια υπολογίστηκε ο dNBR. 𝑑𝑁𝐵𝑅 = 𝑁𝐵𝑅 (𝑃𝑟𝑒 − 𝑓𝑖𝑟𝑒) − 𝑁𝐵𝑅 (𝑝𝑜𝑠𝑡𝑓𝑖𝑟𝑒) Για τον προσδιορισμό της ακρίβειας της μεθόδου εφαρμόστηκε η μέθοδος του πίνακα σύγχυσης και εύρεση του συντελεστή kappa, με χρήση 75 σημείων αναφοράς στην περιοχή μελέτης. Ωστόσο προτείνεται και ο έλεγχος in situ, όπου αυτό είναι δυνατόν.
Γ. ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ
1.ΕΥΡΗΜΑΤΑ
1.1 ΚΑΜΕΝΗ ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΙ ΣΦΟΔΡΟΤΗΤΑ ΚΑΥΣΗΣ Ο χαρακτηρισμός και διαχωρισμός των αποτελεσμάτων βασίστηκε στις τιμές της μέσης τιμής (mean) και τυπικής απόκλισης (standard deviation) της παραγόμενης τιμής του θετικού dNBR, και τα όρια υπολογίστηκαν σε 0,217; 0,386; και 0,556. Αυτές οι τιμές χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του εύρους του επιπέδου σοβαρότητας, και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στην ΕΙΚΟΝΑ 2.
1.2 ΕΠΗΡΕΑΖΟΜΕΝΗ ΚΑΛΥΨΗ ΓΗΣ Η σποραδικότητα των πυρκαγιών αποτελεί ένδειξη ανθρωπογενούς αιτίας. Το μεγαλύτερο ποσοστό τους σημειώθηκε μέσα σε ζώνη επαρκούς έντασης βροχόπτωσης, ωστόσο παράλληλα μέσα σε ζώνη υψηλού κινδύνου. Μεγαλύτερη ζημιά υπέστησαν περιοχές με υψηλή βλάστηση. Ένα μικρό ποσοστό σημειώθηκε σε περιοχές χωρίς βλάστηση, αλλά με πετρελαιοπηγές, γεγονός που συναντάται σπάνια.
1.3 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΚΡΙΒΕΙΑΣ ΜΕΘΟΔΟΥ Ως προς την αξιολόγηση της μεθόδου, εφαρμόστηκε η μέθοδος του Confusion Matrix, και εύρεση του συντελεστή kappa, ο οποίος υπολογίστηκε σε 0,83; άρα και αποδεκτός.
Δ. ΣΥΖΗΤΗΣΗ
Το μέγεθος της φωτιάς που σημειώθηκε κατά το έτος 2019, ήταν τρεις φορές μεγαλύτερο σε σχέση με φωτιές άλλων χρονολογιών, ενώ περιοχές της μελέτης είχαν πληγεί ξανά στο παρελθόν, και χρησιμοποιούνταν ως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Πιθανό σφάλμα χαρακτηρισμού καμένης περιοχής εντοπίστηκε, μετά από έρευνα, που αφορούσε κατοικημένη περιοχή, άρα προτείνεται αναλυτικότερη έρευνα για κατοικήσιμες περιοχές κοντά σε δάση. Ο δείκτης NBR λειτουργεί καλύτερα σε περιοχές με βλάστηση, έτσι περιοχές χωρίς βλάστηση θα πρέπει να καλύπτονται (mask). Η πηγή της φωτιάς θεωρήθηκε ως ανθρωπογενής, ωστόσο τα φυσικά χαρακτηριστικά του τοπίου και του καιρού συνέβαλαν στη γρήγορη εξάπλωση της και στη δυσκολία ως προς την απόσβεσή της. Η χαρτογράφηση της καμένης περιοχής σε συνδυασμό με το μέγεθος της σφοδρότητας της, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα σχέδια αποκατάστασης του περιβάλλοντος, και στη πρόγνωση περιοχών υψηλού κινδύνου για μελλοντικές πυρκαγιές.
Ε. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Δορυφορικές εικόνες Landsat-8 μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό καμένων περιοχών, αλλά με πολύ προσεκτικό χειρισμό των σωμάτων νερού για το δείκτη NBR. Επιτόπιος έλεγχος προτείνεται στις μεθόδους όπου η αξιολόγηση γίνεται εφαρμόζοντας οπτική παρατήρηση.
