Αλλαγή χρήσεων γης και καλύψεων γης στη Greater Dhaka, Bangladesh
Από RemoteSensing Wiki
Αλλαγή χρήσεων γης και καλύψεων γης στη Greater Dhaka, Bangladesh: Χρησιμοποιώντας την τηλεπισκόπηση για την προώθηση της βιώσιμης αστικοποίησης
Η αστικοποίηση είναι μία από τις πιο διαδεδομένες ανθρωπογενείς αιτίες της απώλειας αρόσιμης γης , καταστροφή οικοτόπων και η μείωση της φυσικής βλάστησης. Δεδομένου ότι τα αστικά οικοσυστήματα επηρεάζονται έντονα από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες, η προσοχή αυτή στρέφεται επί του παρόντος προς την παρακολούθηση των αλλαγών στην αστική χρήση γης και την κάλυψη της γης (LULC). Όσον αφορά το Μπαγκλαντές, γνώρισε ταχεία αύξηση του αστικού πληθυσμού τις τελευταίες δεκαετίες. Η ταχεία αστικοποίηση έχει οδηγήσει στη μετατροπή των αγροτικών περιοχών σε ανεπτυγμένες περιοχές, και έχει εκτιμηθεί ότι περισσότερο από 809 km2 γεωργικής γης μετατρέπεται σε πόλεις, δρόμους και υποδομές ετησίως. Η Ντάκα, πρωτεύουσα του Μπαγκλαντές, αναμένεται να είναι η τρίτη μεγαλύτερη πόλη στον κόσμο μέχρι το 2020 και η ταχεία αστική ανάπτυξη που γνώρισε η πόλη τις τελευταίες δεκαετίες είναι μία από τις υψηλότερες στον κόσμο.
Η βασική προϋπόθεση των διαδικασιών προ-ταξινόμησης είναι ότι οι μεταβολές στο LULC οδηγούν σε διαφορές στις τιμές ανάκλασης των εικονοστοιχείων μεταξύ των ημερομηνιών ενδιαφέροντος. Ωστόσο, παρόλο που αυτές οι τεχνικές είναι αποτελεσματικές για τον εντοπισμό της αλλαγής, δεν μπορούν να προσδιορίσουν τη φύση της αλλαγής. Από την άλλη, τεχνικές μετά- ταξινόμησης είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για τη δημιουργία χαρτών «από-προς», οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διευκρίνιση του μεγέθους, της θέσης και της φύσης των αλλαγών που παρουσιάζονται. Επιπλέον, η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί χρησιμοποιώντας δεδομένα που έχουν αποκτηθεί από αισθητήρες με διαφορετικές χωρικές, χρονικές και φασματικές αναλύσεις.
Είναι πολύ σημαντικό να εκτιμηθεί ο ρυθμός, το πρότυπο και ο τύπος LULC αλλαγές, προκειμένου να προβλεφθούν μελλοντικές αλλαγές στην αστική ανάπτυξη.
Υπάρχει έλλειψη γεωχωρικών δεδομένων ή η πρόσβαση σε αυτές, στις αναπτυσσόμενες χώρες, ιδιαίτερα στο Μπαγκλαντές. Για παράδειγμα, οι αεροφωτογραφίες ταξινομούνται για το κοινό. Η πόλη δεν διαθέτει επίσημες στατιστικές για τα μοντέλα χρήσης γης και τα βασικά σχέδια δεν περιέχουν ούτε χάρτες ούτε ποσοτικές πληροφορίες για τα υπάρχοντα πρότυπα χρήσης της γης στην πόλη. Αυτή η εμπειρική μελέτη θα προσπαθήσει να εντοπίσει το χωροχρονικό πρότυπο των αλλαγών LULC για την Μεγάλη Ντάκα χρησιμοποιώντας γεωχωρικά δεδομένα έτσι ώστε τόσο η επιστημονική κοινότητα όσο και οι υπεύθυνοι για τη λήψη αποφάσεων να μπορούν να αξιολογήσουν τις διάφορες δυναμικές που επηρεάζουν τις αλλαγές του LULC σε αυτό το αστικό περιβάλλον.
Σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να διερευνήσει τα χαρακτηριστικά των αλλαγών LULC και να χαρακτηρίσει τις υποκείμενες κινητήριες δυνάμεις στην ευρύτερη περιοχή της Ντάκα χρησιμοποιώντας τηλε-αισθητηριακά δεδομένα και κοινωνικοοικονομικές πληροφορίες. Συγκεκριμένα, οι στόχοι είναι: (α) να διασαφηνιστούν και να αξιολογηθούν οι μεταβολές του LULC μεταξύ 1975 και 2003 · (β) να διερευνήσει τα χωρικά και χρονικά χαρακτηριστικά της αστικής επέκτασης σε αυτή την περίοδο. και (γ) την ανάλυση των κινητήριων δυνάμεων της αλλαγής της χρήσης γης και της επέκτασης των αστικών περιοχών.
Τοπογραφικά, η περιοχή της Ντακά είναι επίπεδη με επιφανειακή ανύψωση που κυμαίνεται από 1 έως 14 μέτρα (Εικόνα 1), ενώ οι περισσότερες αστικές περιοχές βρίσκονται σε υψόμετρο που κυμαίνεται από 6 έως 8 μέτρα. Μια μελέτη που χρησιμοποιεί δεδομένα υδρολογικών δεδομένων και δεδομένα LULC με βάση RS έχει δείξει ότι η διάρκεια και η έκταση των πλημμυρών έχουν αυξηθεί σημαντικά ως αποτέλεσμα της εκτεταμένης αστικής ανάπτυξης σε πεδινές και πλημμυρικές εκτάσεις φυσικών ποταμιών. Έχει προταθεί ότι η ευπάθεια της Ντάκα σε ζημιές από πλημμύρες θα αυξηθεί λόγω της συνεχιζόμενης απρογραμμάτιστης αστικής επέκτασης και της επίδρασης της κλιματικής αλλαγής και ότι με τη σειρά τους να αυξήσουν τα βάσανα στους κατοίκους της Ντάκα και να προκαλέσουν εκτεταμένες ζημίες στην περιουσία στην περιοχή.
Για την παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα Landsat. Όλες οι ανακλαστικές ταινίες χρησιμοποιήθηκαν στην ταξινόμηση εικόνων και η θερμική ζώνη αποκλείστηκε. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν γεωπεριβαλλοντικά δεδομένα, συμπεριλαμβανομένων των δημοτικών ορίων, των οδικών δικτύων, των γεωμορφολογικών μονάδων και των ανυψωτικών μονάδων, για την παραγωγή στρώσεων GIS από πηγές όπως οι τοπογραφικοί χάρτες Survey of Bangladesh (SOB), ο δημοτικός χάρτης και ο γεωμορφογράφος. Οι πληροφορίες GPS, που χρησιμοποιήθηκαν, επικαλύφθηκαν με την εικόνα στο GIS για να επιλέξουν περιοχές εκπαίδευσης και για αξιολόγηση ακρίβειας. Για τη δειγματοληψία χρησιμοποιήθηκαν 100 από τα σημεία GPS και τα άλλα 100 χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση της ακρίβειας της ταξινόμησης.
Κατά την ταξινόμηση εξετάστηκαν παράγοντες όπως οι κυριότερες κατηγορίες χρήσης γης εντός της περιοχής μελέτης και οι διαφορές στη χωρική ανάλυση των εικόνων, που κυμαίνονταν από 30 έως 79 μ. Έξι διαφορετικοί τύποι LULC εντοπίστηκαν: υδάτινα σώματα, υγρότοποι / πεδινές εκτάσεις, κατοικημένες περιοχές, καλλιεργήσιμες εκτάσεις, βλάστηση και γυμνό έδαφος / χώρος υγειονομικής ταφής (Πίνακας 1). Στη συνέχεια τα δείγματα εκπαίδευσης βελτιώθηκαν, μετονομάστηκαν, συγχωνεύθηκαν και διαγράφηκαν μετά από αξιολόγηση του ιστογράμματος τάξης και των στατιστικών παραμέτρων. Μερικές από τις κατηγορίες ταξινομήθηκαν εσφαλμένα στην εποπτευόμενη ταξινόμηση του LULC λόγω παρόμοιων φασματικών ιδιοτήτων. Το πρόβλημα των μικτών εικονοστοιχείων εξετάστηκε με διάφορους τρόπους. Χρησιμοποιώντας αυτές τις τεχνικές, το αποτέλεσμα που επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας τον ελεγχόμενο αλγόριθμο μπορεί να είναι σημαντικά βελτιωμένο. Η εφαρμογή της βελτιωμένης μετά-ταξινόμηση βασισμένη σε κανόνες διαπιστώθηκε ότι είναι αποτελεσματική και βελτιώνει την ακρίβεια κατά 10-12%. Σε αυτή τη μελέτη, η φασματική σύγχυση ήταν υψηλότερη στην εικόνα MSS απ 'ότι στις εικόνες TM / ETMþ.
Η ανάλυση διασταυρώσεων σε μορφή pixel-by-pixel διευκόλυνε τον προσδιορισμό της ποσότητας μετατροπών από μια συγκεκριμένη κατηγορία κάλυψης γης σε άλλες κατηγορίες χρήσης γης και στην αντίστοιχη περιοχή τους κατά την εξεταζόμενη περίοδο. Μια νέα θεματική στρώση που περιείχε διαφορετικούς συνδυασμούς κατηγοριών αλλαγών «από-έως» δημιουργήθηκε επίσης για καθέναν από τους τρεις χάρτες έξι κατηγοριών.
Η ανάλυση των μεταβολών LULC στη Dhaka με την πάροδο του χρόνου αποκάλυψε σημαντική αύξηση στις κατοικημένες περιοχές κατά την περίοδο της μελέτης. οι οικιστικές εκτάσεις αυξήθηκαν κατά 6132 εκτάρια μεταξύ 1975 και 1992, δηλαδή κατά μέσο όρο άνω των 360 εκταρίων ετησίως. Ομοίως, οι έκτακτες εκτάσεις αυξήθηκαν σε μέγεθος κατά 4422 εκτάρια από το 1992 έως το 2003, περισσότερο από 400 εκτάρια ετησίως και η καθαρή αύξηση των αστικών περιοχών κατά την περίοδο μελέτης ήταν 10554 εκτάρια. Τα χωρικά χαρακτηριστικά των κατοικημένων περιοχών διαμορφώθηκαν επίσης από την κατασκευή μιας σειράς οδών μεταφοράς κατά την ίδια περίοδο, όπως γίνεται αντιληπτή από την ιστορική ανάλυση χαρτών και την επίσκεψη πεδίου. Η ανάλυση GIS αποκάλυψε επίσης ότι η έκταση που καταλαμβάνεται από υδατικά συστήματα μειώθηκε κατά 16,2%, οι υγρότοποι κατά 11,5%, οι καλλιεργούμενες εκτάσεις κατά 34,1% και η βλάστηση κατά 13,6% μεταξύ 1975 και 1992. Μια άλλη σημαντική αλλαγή ήταν η μείωση των υγροτόπων και της βλάστησης από το 1992 έως το 2003.
Η μελέτη αποκάλυψε ότι η αστική επέκταση στη Ντάκα υπήρξε σχετικά ταχεία και οδήγησε σε ευρεία περιβαλλοντική υποβάθμιση. Η πορεία της αστικής επέκτασης στη Ντάκα παρατηρήθηκε να διαφέρει σημαντικά κατά τη διάρκεια των ετών που εξετάστηκαν σε αυτή τη μελέτη. Συγκεκριμένα, η πόλη επεκτάθηκε κατά 6131,9 εκτάρια κατά τη διάρκεια των 17 ετών από το 1975 έως το 1992 και κατά 4422,2 εκτάρια στην περιοχή από το 1992 έως το 2003. Ο ταχύς ρυθμός της αστικοποίησης στη Ντάκα σημαίνει ότι δεν ήταν δυνατό για την τοπική κυβέρνηση να παράσχει βασικές αστικές ευκολίες στον πληθυσμό, γεγονός που οδήγησε σε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλοντικών προβλημάτων. Επιπλέον, η επιτάχυνση της ανάπτυξης των παραγκουπόλεων επηρεάζει το φυσικό και ανθρώπινο περιβάλλον της πόλης. Συνεπώς, οι άνθρωποι που ζουν σε παραγκουπόλεις είναι εξαιρετικά ευάλωτοι στις πλημμύρες και υποφέρουν από οξεία έλλειψη πόσιμου νερού.
Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν αξιόπιστα και τρέχοντα δεδομένα για το Μπανγκλαντές, οι χάρτες χρήσης γης που παράγονται σε αυτή τη μελέτη μπορούν να συμβάλουν τόσο στην ανάπτυξη βιώσιμων αποφάσεων για τον σχεδιασμό των αστικών χρήσεων γης όσο και στην πρόβλεψη πιθανών μελλοντικών αλλαγών στα πρότυπα ανάπτυξης.
