Αλλαγή χρήσεων γης και κάλυψης εδάφους στο Dhaka, Bangladesh. Χρήση τηλεπισκόπησης για την προώθηση της βιώσιμης αστικοποίησης

Από RemoteSensing Wiki

Συγγραφείς

Ashraf M. Dewan, Department of Earth and Environmental Sciences, Nagoya Un., Japan

Yasushi Yamaguchi, Graduate School of Environmental Studies, Nagoya Un., Japan

Πηγή

Land use and Land cover change in Greater Dhaka, Bangladesh: Using remote sensing to promote sustainable urbanization

Εισαγωγή

Η αστικοποίηση είναι η πιο διαδεδομένη ανθρωπογενής αιτία της απώλειας καλλιεργήσιμου εδάφους, της καταστροφής βιότοπων, και της μείωσης της φυσικής βλάστησης. Η μετατροπή των αγροτικών περιοχών σε αστικές μέσω της ανάπτυξης εμφανίζεται σε ένα πρωτοφανές ποσοστό στην πρόσφατη ιστορία της ανθρωπότητας και έχει μια χαρακτηρισμένη αρνητική επίδραση στη φυσική λειτουργία των οικοσυστημάτων. Η τηλεπισκόπηση είναι πολύ αποτελεσματική για την παράθεση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ανθρώπων και του αστικού περιβάλλοντος στο οποίο ζουν. Τα διαστημικά δορυφορικά δεδομένα είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τις αναπτυσσόμενες χώρες, λόγω του κόστους και του χρόνου σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους έρευνας, καθώς οι τεχνικές αυτές έχουν καταστεί βιώσιμες εναλλακτικές λύσεις έναντι της συμβατικής έρευνας των επίγειων αστικών μεθόδων χαρτογράφησης.

Περιοχή μελέτης

Η περιοχή μελέτης του Dhaka βρίσκεται στο κέντρο του Bangladesh. Τοπογραφικά είναι μια επίπεδη περιοχή με μέγιστο υψόμετρο 14m με τις περισσότερες αστικές περιοχές να βρίσκονται σε υψόμετρο 6-8m. Τα πετρώματα είναι κατά κύριο λόγο Αλλουβιανά και την περιοχή μελέτης περιτριγυρίζουν τέσσερα ποτάμια. Η περιοχή έχει υποστεί αρκετές πλημμύρες τα τελευταία χρόνια πολλές εκ των οποίων έχουν καταστρέψει τα κτήρια και τις υποδομές.

Δεδομένα και Μεθοδολογία

Αποκτήθηκαν δεδομένα Landsat TM για την αξιολόγηση των αλλαγών στις χρήσεις και καλύψεις γης οι οποίες διορθώθηκαν γεωμετρικά με αναφορά σε μια εικόνα Landsat του 1997. Επιλέχθηκαν 45 σημεία ελέγχου και χρησιμοποιήθηκαν όλα τα κανάλια εκτός από το θερμικό. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν γεωχωρικά δεδομένα για τη δημιουργία επιπέδων GIS από τοπογραφικούς, γεωμορφολογικούς και διοικητικούς χάρτες. Για την απεικόνιση των χρήσεων/καλύψεων γης χρησιμοποιήθηκε ένα έγχρωμο σύνθετο (RGB 432) στο οποίο έγινε και επίγειος έλεγχος για την απεικόνιση παρόμοιων φασματικών υπογραφών.

Για την ταξινόμηση της εικόνας χρησιμοποιήθηκαν περίπου 70 περιοχές ελέγχου για την εκπαίδευση του συστήματος και τελικά έγινε επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη μέθοδο της μεγίστης πιθανοφάνειας. Η τελειοποίηση της ταξινόμησης έγινε με μετα – επεξεργασία και προσθήκη διαφόρων φίλτρων γεγονός που ελαχιστοποίησε τα σφάλματα από τις λανθασμένες φασματικές υπογραφές. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν και επίγεια δεδομένα αλλά και χάρτες χρήσεων γης μικρής κλίμακας για τη βελτίωση της ακρίβειας.

Η μελέτη αυτή χρησιμοποίησε την τεχνική της ανίχνευσης με μετα-επεξεργασία η οποία είναι αποτελεσματική στην ανίχνευση του ρυθμού και της τοποθεσίας των αλλαγών και έχει χρησιμοποιηθεί από πολλούς ερευνητές σε αστικό περιβάλλον.

Αλλαγές χρήσεων / καλύψεων γης

ΕΙΚΟΝΑ 1: Κατηγορίες χρήσεων / κάλυψης γης το 1975, 1992, 2003, Πηγη:Ιδία

Η χρήσεις γης για το 1975, 1992, 2003 φαίνονται στην εικόνα 1. Φαίνεται πως οι καλλιεργήσιμες εκτάσεις και τα υδατικά στοιχεία ήταν οι κύριες κατηγορίες το 1975 και η αστική ανάπτυξη είχε κατεύθυνση προς το βορρά. Από το 1992 φαίνεται η εξάπλωση της αστικής ανάπτυξης η οποία μέχρι το 2003 είχε σχεδόν καλύψει τις υπόλοιπες κατηγορίες. Την ανάπτυξη αυτή βοήθησε και η κατασκευή γεφυρών η οποία ώθησε την επέκταση και προς τα ανατολικά. Ενώ συνήθως η αστικοποίηση οφείλεται σε δημογραφικές και οικονομικές αλλαγές στην περιοχή μελέτης αυτή μπορεί να συσχετισθεί και με άλλους παράγοντες όπως η τοπογραφία, οι χρήσεις γης και οι μεταφορές. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί από τις αλλαγές στις χρήσεις γης και των υποδομών που δημιουργήθηκαν στις αστικές περιοχές.

Από την παρατήρηση των αλλαγών στις χρήσεις γης φαίνεται ότι οι καλλιεργήσιμες εκτάσεις μειώθηκαν κατά 34.1% ως το 1992 ενώ το 2003 μονο το 5.5% ήταν καλλιέργειες. Αντίθετα η αστική ζώνη αυξήθηκε κατά 37.9% από το 1992 ως το 2003. Η σύγκριση της μετα-επεξεργασίας της αλλαγής των χρήσεων γης δια μέσω του χρόνου έγινε μέσω των GIS με τη δημιουργία χαρτών για την κατανόηση των αιτιών της αστικοποίησης. Η μελέτη αποκάλυψε ότι η αστικοποίηση στην Dhaka ήταν σχετικά ταχεία και είχε ως συνέπεια την υποβάθμιση του περιβάλλοντος.

Ανάλυση τάσεων

ΕΙΚΟΝΑ 2: Ανάλυση δομημένων περιοχών (a) 1975-1992 και (b) 1992-2003, Πηγη:Ιδία

Για την αξιολόγηση των μηχανισμών που προκαλούν τις αλλαγές χρήσεων / καλύψεων γης και την αστική επέκταση, πραγματοποιήθηκε ανάλυση παλινδρόμησης των δομημένων περιοχών με χρήση επιλεγμένων φυσικών και κοινωνικό-οικονομικών μεταβλητών. Δικαιολογημένα, η αύξηση του πληθυσμού είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση των πιέσεων για την περιορισμένη πηγή άντλησης πόρων και συνέβαλε σημαντικά στην επέκταση των αστικών περιοχών με εκκαθάριση της φυσικής βλάστησης και επιχωμάτωσης των περιοχών χαμηλού υψομέτρου.

Η οικονομική δραστηριότητα είχε επίσης ως αποτέλεσμα μια μεγάλη εισροή των αγροτικών-αστικών μεταναστών κατά την ίδια περίοδο. Επιπλέον, η Dhaka υποστηρίζει περισσότερο από το 40% της βιομηχανίας του Bangladesh, γεγονός που υποδηλώνει ότι η οικονομική ανάπτυξη και η εκβιομηχάνιση οδήγησε στην αστική επέκταση. Η διαδικασία της παλινδρόμησης αποκάλυψε επίσης ότι το ΑΕΠ ασκεί θετικές συνέπειες για την αστική ανάπτυξη της περιοχής.

Τέλος στην αστική ανάπτυξη της περιοχής συνέβαλλαν και η τοπογραφία της περιοχής καθώς η επέκταση έγινε με τέτοιο τρόπο ώστε να μην επηρεάζονται οι αστικές περιοχές από τις πλημμύρες που συνέβαιναν λόγω της υπερχείλισης των ποταμών. Δύο γεωφυσικοί δείκτες χρησιμοποιήθηκαν στη διαδικασία της παλινδρόμησης και έδειξαν πως το υψόμετρο ασκεί μεγάλη επιρροή στην αστική ανάπτυξη.

Συμπεράσματα

Η μελέτη αυτή εξέτασε τις αλλαγές στις χρήσεις / καλύψεις γης και τη δυναμική της αστικής επέκτασης στην ευρύτερη περιοχή Dhaka, στο Μπαγκλαντές με τηλεπισκοπικά δεδομένα, σε συνδυασμό με κοινωνικοοικονομικές μεταβλητές. Η αστική επέκταση μετατράπηκε σε ποσοτικό δεδομένο με την τεχνική της σύγκρισης μετά την ταξινόμηση. Η περιοχή Dhaka βρέθηκε να έχει παρουσιάσει ταχεία εξέλιξη αλλαγών χρήσης / κάλυψης γης, ιδίως σε αστικές περιοχές. Η δραματική επέκταση των αστικών περιοχών της Dhaka παρουσίασε σαφή χωρο - χρονικές διαφορές. Η υποβάθμιση του περιβάλλοντος στην περιοχή μελέτης, καθώς και η ευπάθεια στις πλημμύρες και η αύξηση των πόλεων ήταν τα κύρια αρνητικά αποτελέσματα που σχετίζονται με την ταχεία αστική ανάπτυξη. Η αστική επέκταση της γης σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με την αύξηση του πληθυσμού και την οικονομική ανάπτυξη