Ανάλυση αλλαγής χρήσης γης στο Δέλτα Zhujiang της Κίνας
Από RemoteSensing Wiki
Ανάλυση αλλαγής χρήσης γης στο Δέλτα Zhujiang της Κίνας
Συγγραφέας : Qihao Weng
Πρότυπος τίτλος: Land use change analysis in the Zhujiang Delta of China using satellite remote sensing, GIS and stochastic modelling.
Εισαγωγή
Από το 1978, άρχισε να πραγματοποιούνται γρήγορες αλλαγές στην χρήση και κάλυψης γης της Κίνας λόγω των αλλαγών της πολιτικής και της οικονομίας της χώρας. Η ταχεία εκβιομηχάνιση και αστικοποίηση είχε ως αποτέλεσμα την απώλεια σημαντικού ποσού αγροτική περιοχή. Αυτή η αλλαγή έγινε ιδιαίτερα αισθητή σε περιοχές όπου η οικονομική δραστηριότητα είχε προτεραιότητα σε πολλές περιοχές όπως και στην περίπτωση του Zhujiang δέλτα. Το Zhujiang Δέλτα τοποθετείται σε γεωγραφικό πλάτος μεταξύ 21°400N και 23°000N και σε γεωγραφικό μήκος 112°000E και 113°200E, και είναι το τρίτο μεγαλύτερο Δέλτα ποταμού στην Κίνα. Το Δέλτα Zhujiang είναι η μεγαλύτερη περιοχή της οικονομικής συγκέντρωσης στη Νότια Κίνα.Αυτή η εργασία επικεντρώθηκε σε περιοχή που έχει εμβαδόν 15 112 sq. Km. Η έλλειψης του κατάλληλου χωροταξικού σχεδιασμού και μέτρων για βιώσιμη ανάπτυξη, οδήγησε στην ασταμάτητη αστική ανάπτυξη και μαζική εξαφάνιση της γεωργίας με αποτέλεσμα να υπάρξουν σοβαρές περιβαλλοντικές συνέπειες. Γεωμορφολογικά, το δέλτα αποτελείται από τρία υπο-δέλτα που σχηματίζονται από τα ιζήματα, δηλαδή το Xijiang, το Beijiang και το Dongjiang Δέλτα. Η διαδικασία καθίζησης συνεχίζει σήμερα, και το δέλτα εκτείνεται με κατεύθυνση προς τα ανοικτά με ταχύτητα 40m. Ετησίως. Το κλίμα του δέλτα είναι τροπικό με μέση ετήσια θερμοκρασία μεταξύ 21 ° C και 23 ° C και μέση κατακρήμνιση από 1600 έως 2600 mm. Η φυσική βλάστηση είναι κατά κύριο λόγο αειθαλής.
Μεθοδολογία
Οι χρήσεις γης και η κάλυψη γης χαρτογραφήθηκαν για το 1989, 1994, και 1997 με τη χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων Landstat για τις χρονολογίες 1989, 1994 και 1997 (13 Δεκεμβρίου, 1989, 25 Ιανουαρίου 1994 και 29 Αυγούστου 1997). Τα δεδομένα του θεματικού χαρτογράφου Landsat έχουν ανάλυση εδάφους 30 μ. (εκτός από το τη θερμική ζώνη IR (band 6), η οποία έχει 120 m) και 7 φασματικές ζώνες.
Μια τροποποιημένη εκδοχή της ταξινόμησης χρήσης / κάλυψης γης του Anderson υιοθετήθηκε. Οι κατηγορίες περιλαμβάνουν: • (1) αστική ή χτισμένη γη, • (2) άγονη γη, • (3) καλλιεργήσιμη γη (ρύζι), • (4) κηπουρική εκμεταλλεύση (κυρίως οπωροφόρα δένδρα), • (5) χερσαία λίμνη, • (6) δάση και • (7) νερό.
Κάθε εικόνα Landsat ενισχύθηκε χρησιμοποιώντας linear contrast stretching και ιστόγραμματα με σκοπό την βελτίωση της εικόνα μέσω του εντοπισμού και της διόρθωσης του εδάφους. Οι εικόνες διορθώθηκαν σε ένα κοινό σύστημα συντεταγμένων UTM με βάση τους τοπογραφικούς χάρτες κλίμακας 1:50 000. Αυτά τα δεδομένα επανασχηματίστηκαν χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο του εγγύτερου γείτονα, έτσι ώστε οι αρχικές τιμές φωτεινότητας των εικονοστοιχείων να διατηρηθούν αμετάβλητες. Η προκύπτουσα ρίζα του μέσου τετραγωνικού σφάλματος βρέθηκε να είναι 0_73 pixel (ή 21_9m στο έδαφος) για την εικόνα του 1989, 0_62 pixel (18_6m) για την εικόνα του 1994 και 0_58 pixel (17_4m) για τη εικόνα του 1997. Χρησιμοποιήθηκε η σχετική μέθοδος ραδιομετρικής διόρθωσης με χρήση υποτροπής εικόνας με την οποία η φωτεινότητα κάθε εικονοστοιχείου της εικόνας του 1989 σχετίζεται με εκείνη της εικόνα αναφοράς (1997) από band σε band για την παραγωγή μιας γραμμικής εξίσωση παλινδρόμησης. Τα δεδομένα εκπαίδευσης συλλέχθηκαν την μέθοδο πολυγωνικής εκπαίδευσης. Συνολικά 140 περιοχές εκπαίδευσης επιλέχθηκαν για κάθε εικόνα με σκοπό την εξασφάλιση ότι κάθε κατηγορία χρήσης και κάλυψης γης είχαν αντιπροσωπευτικές φασματικές τιμές και δεν αλληλοκαλύπτονταν. Η ακρίβεια των τριών διαβαθμισμένων χαρτών ελέγχθηκε με μέθοδος στρωματοποιημένης τυχαίας δειγματοληψίας, με την οποία επιλέχθηκαν 50 δείγματα για κάθε κατηγορία χρήσης και κάλυψης γης. Τα δεδομένα αναφοράς συλλέχθηκαν από επιτόπια έρευνα ή από υπάρχουσα χρήση γης όπως φαίνεται από χάρτες οι οποίοι έχουν ελεγχθεί για τις χρήσεις τους στο πεδίο. Μεγαλύτερης κλίμακας αεροφωτογραφίες χρησιμοποιήθηκαν επίσης ως δεδομένα αναφοράς για την αξιολόγηση της ακρίβειας, όταν ήταν απαραίτητο.
Συμπεράσματα
Από την επεξεργασία των δεδομένων βρέθηκε ότι οι αστικές και οι χτισμένες περιοχές καθώς και οι καλλιέργειες κηπευτικών έχουν ιδιαίτερα αυξηθεί σε έκταση, ενώ η καλλιεργήσιμη γη μειώθηκε. Η ανάπτυξη της αστικής γης ήταν διαφορετική σε διαφορετικά σημεία του δέλτα. Επιπλέον, παρατηρήθηκε πως η οικιστική ανάπτυξη ήταν στενά συνδεδεμένη με την μείωση της καλλιεργήσιμης γης. Η ανάπτυξη της χρήσης γης δεν έχει σταθεροποιηθεί και οι δύο περίοδοι μελέτης του χρόνου (1989-1994 και 1994-1997) είχαν διαφορετικούς μεταβατικούς μηχανισμούς. Η χρήση των δεδομένων Landsat TM για την ανίχνευση της χρήσης της γης και οι αλλαγές στην κάλυψη της γης ήταν γενικά επιτυχής. Η ταξινόμηση ψηφιακών εικόνων σε συνδυασμό με το GIS έχει αποδείξει την ικανότητά του να παρέχει πλήρεις πληροφορίες σχετικά με την κατεύθυνση, τη φύση, το ρυθμό, και τη θέση των χρήσεων της γης και της αλλαγής των καλύψεων γης ως αποτέλεσμα της ταχείας εκβιομηχάνισης και της αστικοποίησης. Ωστόσο, το θέμα της αβεβαιότητας των κλάσεων στην ταξινομημένη εικόνα δεν εξετάστηκε σε αυτή την εργασία. Βέβαια, οι χάρτες χρήσης γης και οι χάρτες κάλυψης γης έχουν μια υψηλή συνολική ακρίβεια, ενώ η ακρίβεια των διαφορετικών τάξεων ποικίλλει. Η μέθοδος έχει έτσι έναν περιορισμό στη βελτίωση της ακρίβειας ταξινόμησης της εικόνας για μεμονωμένες κατηγορίες. Το μοντέλο Markov δείχνει την τάση προβολής για τη χρήση της γης και τις αλλαγές της ανεξάρτητα από το αν η τάση επιμένει πραγματική ή όχι. Η ανάλυση μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης στην κατεύθυνση και το μέγεθος της αλλαγής στο μέλλον καθώς και μια ποσοτική περιγραφή της αλλαγής του παρελθόντος. Ωστόσο, υπάρχουν αρκετοί περιορισμοί στις εφαρμογές για τις χρήσεις γης και των αλλαγών κάλυψης γης.
