ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ
Από RemoteSensing Wiki
ΠΡΩΤΟΤΥΠΟΣ ΤΙΤΛΟΣ: FLOOD HAZARD ASSESSMENT AND MONITORING USING GEOGRAPHIC INFORMATION AND REMOTELY SENSED DATA
ΣΥΓΓΡΑΦΕΙΣ: Gheorghe STANCALIE, Corina ALECU, Simona CATANA
ΠΗΓΗ: http://www.isprs.org/proceedings/xxxiii/congress/part7/1472_XXXIII-part7.pdf
ΣΤΟΧΟΣ
Οι πλημμύρες αποτελούν ένα σημαντικό κίνδυνο για πολλές περιοχές σε όλο τον κόσμο και ιδιαίτερα για τη Ρουμανία. Κατά τα τελευταία χρόνια συνέβησαν αρκετές πλημμύρες στη Ρουμανία, μερικές από τις οποίες επηρέασαν ευρείες περιοχές του εδάφους της χώρας. Η συγκεκριμένη εργασία αποτελεί μια σύγχρονη προσέγγιση των δεικτών κινδύνου πλημμυρών, οι οποίοι συνδέονται με τα φυσικά, γεωγραφικά, μορφολογικά, υδρογραφικά χαρακτηριστικά και την ευπάθεια της περιοχής. Έτσι, σκοπεύει να αναπτύξει μια μεθοδολογία, η οποία θα επιτρέπει τον περαιτέρω προσδιορισμό του κινδύνου πλημμυρών, χρησιμοποιώντας αντιπροσωπευτικούς δείκτες σε μια κλίμακα συμβατή για την αναπαράσταση της περιοχής. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης και οι γεωγραφικές πληροφορίες που χρησιμοποιήθηκαν για τη διαχείριση των πλημμυρών πάρθηκαν πριν, κατά τη διάρκεια και μετά το πέρας της πλημμύρας, με έμφαση στη στάδια πριν και μετά το φαινόμενο.
ΕΙΔΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΟΜΕΤΑΦΕΡΟΜΕΝΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ, ΔΕΚΤΩΝ ΚΑΙ ΚΑΝΑΛΙΩΝ
Στο πλαίσιο της αξιολόγησης των πλημμυρών, οπτικές και δορυφορικές εικόνες μπορούν να παρέχουν χρήσιμες γεωγραφικές πληροφορίες. Οι πληροφορίες για τις πλημμύρες και την περιγραφή της περιοχής, ενσωματωμένες στο Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (G.I.S.), αποδεικνύονται πολύ χρήσιμες πριν από μια πλημμύρα για τις προοπτικές πρόληψής της, κατά τη διάρκεια μιας πλημμύρας για την ανίχνευση και χαρτογράφηση της και μετά από μια πλημμύρα για την αξιολόγηση των επιπτώσεων και εκτίμηση των καταστροφών. Μέσης και υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας εικόνες δορυφόρων όπως οι NOAA - AVHRR , SPOT - HRV και ERS - SAR χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή διαφόρων πληροφοριών, ανάλογα με το χρόνο απόκτησης δεδομένων:
- Πριν από την πλημμύρα, οι εικόνες παρέχουν πληροφορίες για την περιοχή μελέτης υπό κανονικές υδρολογικές συνθήκες.
- Κατά τη διάρκεια της πλημμύρας, οι εικόνες παρέχουν πληροφορίες για τις πλημμυρίζουσες ζώνες, για την έκταση και την εξέλιξή της.
- Μετά την πλημμύρα, οι δορυφορικές εικόνες επισημαίνουν τις επιπτώσεις, αναδεικνύοντας τις πληγείσες περιοχές και τις διάφορες καταστροφές.
ΧΡΗΣΙΜΟΤΗΤΑ ΕΙΚΟΝΩΝ
Τα δεδομένα LANDSAT - TM και SPOT - XS των αντίστοιχων δορυφόρων χρησιμοποιήθηκαν για να γίνει μια πρώτη ανάλυση υπό κανονικές υδρολογικές συνθήκες και να προσδιορισθεί το υδρογραφικό δίκτυο. Οι ραδιομετρικές πληροφορίες που περιέχονται σε αυτές τις εικόνες επιτρέπουν την εξαγωγή τόσο των βιοφυσικών κριτηρίων, όσο και εκείνων που προέρχονται από την ανθρώπινη δραστηριότητα, μέσω της τυπικής επιβλεπόμενης ταξινόμησης (supervised standard classification methods), ή της προχωρημένης κατάτμησης (advanced segmentation) των ειδικών δεικτών. Μόλις εξαχθoύν, αυτές οι γεωγραφικές πληροφορίες εντάσσονται στο G.I.S. για περαιτέρω ανάλυση. Το Σχήμα 1 (Α και Β) δείχνει ένα παράδειγμα πλημμυρισμένων περιοχών στη λεκάνη Arges στις 12 Μαρτίου του 2000. Αποτελείται από την δορυφορική έγχρωμη σύνθετη εικόνα του δορυφόρου NOAA 15 – AVHRR (εικόνα Α) και τη θέση των πλειγέντων ζωνών επάνω στο Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (Digital Terrain Model, DTM), (εικόνα Β).
ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΕΣ
Η ερμηνεία και η ανάλυση των δορυφορικών δεδομένων βασίστηκε στις σχέσεις μεταξύ φυσικών παραμέτρων όπως η ανάκλαση και η εκπομπή που προήλθαν από το αντικείμενο που βρίσκεται στην επιφάνεια του εδάφους. Αυτές οι δυο παράμετροι μειώνονται όταν ένα στρώμα νερού καλύπτει το έδαφος ή όταν το έδαφος είναι υγρό. Επίσης, οι τιμές τους αυξάνονται στο υπέρυθρο φάσμα, λόγω της βλάστησης της περιοχής. Η ανάκλαση και η εκπομπή αλλάζουν αισθητά όταν καταγράφονται διαφορετικές θερμοκρασίες, λόγω του διαφορετικού στρώματος του νερού. Στην περιοχή των μικροκυμάτων, η παρουσία νερού θα μπορούσε να εκτιμηθεί από τον υπολογισμό της τραχύτητας της επιφάνειας.
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Τα δεδομένα που προέκυψαν από την επεξεργασία δορυφορικών εικόνων LANDSAT - TM και SPOT – XS, χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των παραμέτρων κινδύνου . Επίσης, η βάση δεδομένων CORINE LAND COVER αποτέλεσε μια πολύτιμη πηγή πληροφοριών. Η ταξινόμηση της χρήσης και της κάλυψης γης διεξήχθη σύμφωνα με τον κατάλογο της EUROSTAT σε 44 κλάσεις. Λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη να ληφθούν πληροφορίες σχετικά με τις παραμέτρους που έπηρεάζουν το βαθμό κινδύνου πλημμύρας (βαθμός στεγανότητας, ανθεκτικότητα του εδάφους στη διήθηση του νερού), πραγματοποιήθηκε ομαδοποίηση των κατηγοριών κάλυψης και χρήσης γης από 9 βασικούς τύπους: τεχνητές επιφάνειες (AS), ανοιχτοί χώροι με μικρή ή καθόλου βλάστηση (OS), αμπελώνες και οπωρώνες (VO), γεωργικές επιφάνειες (AL), δάση (F), βοσκοτόπια και φυσικά λιβάδια (P), εδάφη που ανήκουν σε νοικοκυριά (LH), υγρές επιφάνειες (HS), λίμνες και υδατικά συστήματα (WB). Τα αποτελέσματα για τη λεκάνη Arges παρουσιάζονται στο σχήμα 2:
Αυτές είναι χρήσιμες πληροφορίες για τον προσδιορισμό του βαθμού στεγανότητας των διαφόρων τάξεων χρησιμοποιώντας μια κλίμακα που κυμαίνεται από 0 έως 1, όπως φαίνεται στον πίνακα 1. Οι συντελεστές αυτοί επιτρέπουν τον προσδιορισμό του μέσου συντελεστή στεγανότητας ανά υπολεκάνη απορροής.
Για να μελετηθεί η ικανότητα απορρόφησης του νερού πάνω από την επιφάνεια της λεκάνης, οι κατηγορίες κάλυψης και χρήσης γης ενοποιήθηκαν σε μια σειρά από τέσσερις κατηγορίες, όπου οι συντελεστές αποδόθηκαν ως: τεχνητές επιφάνειες (AS), γεωργικές γεπιφάνειες (AL), αμπελώνες και οπωρώνες (VO), βοσκοτόπια και φυσικά λιβάδια (P), εδάφη που ανήκουν σε νοικοκυριά (LH).(πίνακας 2)
Οι διάφοροι συντελεστές αντιπροσωπεύουν το ποσό της καθίζησης, η οποία είναι σε θέση να απορροφηθεί σε μία περιοχή. Όσο υψηλότερος είναι η συντελεστής, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα του εδάφους να απορροφά νερό. Μια άλλη παράμετρος που συνδέεται με την κάλυψη και τη χρήση γης είναι η ανθεκτικότητα στην διείσδυση του νερού στο υπέδαφος. Οι αντίστοιχοι συντελεστές αντιπροσωπεύουν την θεωρητική ικανότητα της περιοχής να συγκρατεί το νερό στην αρχή της καθίζησης, πριν από την έναρξη της επιφανειακής απορροής . Οι συντελεστές εκφράζονται ως ποσό βροχόπτωσης (σε mm) που είναι αναγκαίο για την έναρξη της απορροής στην πλαγιά, υποθέτοντας ότι υπάρχει κορεσμένο με νερό έδαφος. Στην πραγματικότητα, αυτό το ποσό του νερού που η επιφάνεια του εδάφους μπορεί να διατηρήσει, προκύπτει συνάρτήσει διαφόρων παραμέτρων, όπως η βλάστηση, τα κτίσματα στις διάφορες περιοχές κλπ. Η έννοια του κινδύνου πλημμύρας στην περίπτωση αυτή είναι άμεσα συνδεδεμένη με την απορροή του νερού στις πλαγιές , γνωρίζοντας ότι όσο πιο έντονη είναι η απορροή, τόσο μεγαλύτερος είναι ο κίνδυνος πλημμύρας . Για να προσδιορισθεί η ανθεκτικότητα του υπεδάφους στη διείσδυση του νερού, οι κλάσεις κάλυψης και χρήσης γης ενοποιήθηκαν σε μια σειρά από τέσσερις κατηγορίες, στις οποίες αποδόθηκαν ειδικοί συντελεστές ( πίνακας 3 ):
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη να βελτιωθούν τα μέσα και οι μέθοδοι παρακολούθησης και αξιολόγησης των πλημμυρών, η παρούσα εργασία παρουσιάζει τις δυνατότητες που προσφέρονται από τα τηλεπισκοπικά δεδομένα και τις GIS τεχνικές στη διαχείριση των πλημμυρών και των συναφών κινδύνων σε μια λεκάνη απορροής στη Ρουμανία. Οι υψηλής ακρίβειας δορυφορικές εικόνες αποδεικνύονται ότι είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την παρακολούθηση των περιοχών και των γεωμορφολογικών τους χαρακτηριστικών. Η ανάλυση των υδρολογικών δεικτών κινδύνου σχετίζεται με τα τοπογραφικά, μορφολογικά, υδρογραφικά, φυσικά και γεωγραφικά χαρακτηριστικά καθώς και με την ευπάθεια της περιοχής εντός της λεκάνης Arges. Η μελέτη περιελάμβανε τα διάφορα επίπεδα βαθμού κινδύνου που συνδέονται με τις παραμέτρους που καθορίζουν τις πλημμύρες, καθώς και την επιρροή της ανθρώπινης παρουσίας στις ευαίσθητες περιοχές. Τέλος, οι πληροφορίες που λαμβάνονται από τις δορυφορικές εικόνες υψηλής χωρικής διακριτικής ικανότητας αποτελούν χρήσιμα στοιχεία για τον προσδιορισμό ορισμένων παραμέτρων που είναι αναγκαίες για τη διαχείρηση των πλυμμηρών, όπως είναι το υδρολογικό δίκτυο, η συσσώρευση νερού, το μέγεθος των πιθανών πλημμύρισμένων επιφανιών, ο βαθμός στεγανότητας της γης κτλ.
