Ανάλυση και ταυτοποίηση εγκαταλελειμμένων γεωργικών εκτάσεων με χρήση τηλεπισκόπησης
Από RemoteSensing Wiki
Αρχικός Τίτλος: Analysis and identification of abandoned agricultural land using remote sensing methodology
Συγγραφείς: J.Suziedelyte Visockiene, E.Tumeliene, V.Maliene
Ηλεκτρονική διέυθυνση: https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2019.01.013
Πίνακας περιεχομένων |
Εισαγωγή
Η διαχείριση της καλλιεργήσιμης γης σε μία ορθολογική βάση είναι εξέχουσας σημασίας τόσο για τον άνθρωπο όσο και για την εκάστοτε κοινωνία. Επομένως το κράτος πρέπει να φροντίζει για την προστασία της, η οποία έχει πολλαπλά οφέλη προς τα φυσικά πρόσωπα, τους ιδιοκτήτες, τους χρήστες αλλά και προς το τοπίο και την αξία που του προσδίδεται. Στην περίπτωση της Λιθουανίας οι τοπικές νομοθεσίες δεν συγκροτούν ένα ικανό πλαίσιο διαχείρισης της εγκαταλελειμμένης γης. Επίσης δεν υπάρχουν καταγεγραμμένα κάπου δεδομένα για την ικανότητα κάθε περιοχής σε εκτροφή ζώων και την αλλαγή της βιοποικιλότητας και των αγροχημικών ιδιοτήτων του εδάφους. Αυτό το άρθρο εντοπίζει και αναλύει της εγκαταλελειμμένες γεωργικές εκτάσεις, τις τάσεις εξέλιξης και τις αιτίες εμφάνισής τους. Ως αντιπροσωπευτικό παράδειγμα επιλέχθηκε η περιοχή Vilnius όπου εκεί εντοπίζονται οι μεγαλύτερες εγκαταλελειμμένες περιοχές. Για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων είναι ουσιαστικό να υπάρχει συνεχής ενημέρωση των δεδομένων αυτών των περιοχών. Η μεθοδολογία της τηλεπισκόπησης επιλέχθηκε καθώς είναι η πιο κατάλληλη όταν η συλλογή δεδομένων με επιτόπια επίσκεψη είναι κοστοβόρα και χρονοβόρα. Επομένως χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικά δεδομένα από δορυφόρους ενώ τα στατιστικά στοιχεία των περιοχών αυτών είναι διαθέσιμα δωρεάν από το υπουργείο γεωργία της Λιθουανίας. Από την μελέτη των δεδομένων περισσότερο πρόβλημα εντοπίστηκε όχι στον εντοπισμό εγκαταλελειμμένων περιοχών αλλά στην διαχείριση τους. Μία πρόταση επανάχρησης συχνά είναι περίπλοκη καθώς εγείρονται ζητούμενα κοινωνικά, οικονομικά και προβλήματα σχετιζόμενα με το φυσικό περιβάλλον. Όμως τέτοια θέματα είναι σημαντικό να αντιμετωπίζονται καθώς τα πλεονεκτήματα που θα έχουν είναι πολυδιάστατα.
Ανάλυση
Αρχικά σύμφωνα με το πρόγραμμα αγροτικής ανάπτυξης της Λιθουανίας για να χαρακτηριστεί μία γεωργική έκταση ως εγκαταλελειμμένη πρέπει να μην χρησιμοποιείται για γεωργικούς σκοπούς και να μην έχει δηλωθεί τα τελευταία τρία χρόνια. Το 2002 ο υπουργός γεωργίας ανέθεσε την συλλογή δεδομένων για τέτοιες εκτάσεις. Πλέον υπάρχουν υπηρεσίες του υπουργείου που έχουν υπό την αιγίδα τους την συλλογή και ανάλυση των δεδομένων. Παράγοντες που σχετίζονται με την εγκατάλειψη γεωργικών εκτάσεων
- Δημογραφικοί: οι κάτοικοι εγκαταλείπουν περιοχές με χαμηλή ποιότητα εδάφους και με την πάροδο του χρόνου αυτές οι περιοχές απαξιώνονται.
- Κοινωνικοοικονομικοί: ο κατακερματισμός των εκτάσεων σε μικρά χωράφια δεν αποφέρει ικανό εισόδημα. Σε συνδυασμό με τα αυξημένα έξοδα δεν είναι δυνατή η εκμετάλλευση των αγροτεμάχιων.
- Πολιτικοί: οι εθνικές πολιτικές πάντοτε έχουν αντίκτυπο στον αγροτικό τομέα. Το 2013 με τις νέες διατάξεις οι οποίες αύξησαν τον φόρο ακίνητης περιουσίας παρατηρείται μία μειωτική τάση εκμετάλλευσης.
- Ιστορικοί: σταδιακή μείωση του ανθρώπινου δυναμικού, αντικατάσταση με μηχανήματα, νέες γενιές ανέτοιμες να ασχοληθούν με τον τομέα λόγω αλλαγής ενδιαφερόντων
- Γεωγραφικοί: εκτάσεις με φυσικά μειονεκτικά χαρακτηριστικά, απομονωμένες
- Οικολογικοί: άγονες εκτάσεις δεν αποφέρουν τα επιθυμητά αποτελέσματα και τα παραγόμενα προϊόντα δεν έχουν μεγάλη αξία
Μεθοδολογία
Για την μελέτη εγκαταλελειμμένων εκτάσεων έγινε χρήση πολυφασματικών δορυφορικών απεικονίσεων από τους δορυφόρους SENTINEL-2 και RapidEye. Η ταυτοποίηση γίνετε μέσω της διαδικασίας αλγοριθμικής κατάτμησης MeanShift για την απόδοση διαφορετικών περιοχών με αντίθετους χρωματισμούς. Έπειτα εισάγεται στην εφαρμογή ColorMapping η οποία βασίζεται στην εκτίμηση της πυκνότητας του πυρήνα – Kernel Density Estimation (KDE). Ουσιαστικά πρόκειται για την μέθοδο της αντικειμενοστρεφούς ανάλυσης.
Συνοπτικά η διαδικασία:
- Εντοπισμός χαρακτηριστικών (χρώμα, κλίση, υφή, κλπ)
- Ορισμός των θέσεων κάθε εικονοστοιχείου
- Εκτέλεση μέσης μετατόπισης έως ότου υπάρξει σύγκλιση
- Συγχώνευση παραθύρων που καταλήγουν σχεδόν στην ίδια τιμή
Πιο συγκεκριμένα για την επιθεώρηση και ταυτοποίηση έγινε χρήση δορυφορικών απεικονίσεων με χωρική ανάλυση 10 μέτρων. Στην εικόνα 1 διακρίνονται σύννεφα αλλά και οι σκιές τους. Τέτοιου είδους προβλήματα θα εξαλείφονταν αν γινόταν χρήση δορυφόρου ραντάρ. Το αποτέλεσμα της διαδικασίας MeanShift φαίνεται στην εικόνα 1. Με την σύγκριση των δεδομένων (εικόνα 2,3) παρατηρούνται διαφοροποιήσεις που οφείλονται στην ανάλυση κάθε εικόνας, οι διαφορετικοί αλγόριθμοι, η ημερομηνία λήψης. Με την σύγκριση δεδομένων από διαφορετικές χρονικές περιόδους γίνεται δυνατός ο εντοπισμός των αλλαγών σε μία περιοχή. Η επανάχρηση των εγκαταλελειμμένων γεωργικών εκτάσεων είναι όπως αναφέρθηκε εξαρτώμενη από πολλούς παράγοντες. Όμως ο ορισμός νέων χρήσεων συμβατών με τα χαρακτηριστικά της Λιθουανίας μπορεί αν επιφέρει οικονομικά (ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, νέες θέσεις εργασίας σε σύγχρονους τομείς), κοινωνικά(προσέλκυση επενδυτών, βελτίωση συνθηκών διαβίωσης σε απομονωμένες περιοχές) και περιβαλλοντικά(βελτίωση τοπίου και ποιότητας του περιβάλλοντος) οφέλη.
Στρατηγικές αντιμετώπισης της εγκατάλειψης
- Αύξηση φόρου ακίνητης εγκαταλελειμμένης περιουσίας → κάτι που έχει θετικά αποτελέσματα.
- Μετατροπή σε δασικές εκτάσεις → στην περίπτωσης της Λιθουανίας αυτό δεν είναι εφικτό λόγω μικρού μεγέθους των αγροτεμαχίων.
- Ενεργειακή καλλιέργεια → στη Λιθουανία δεν είναι δημοφιλής λόγω κόστος εξοπλισμού και πολύπλοκων τεχνολογικών διαδικασιών.
- Κατασκευή αιολικών πάρκων και άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας → ασταθείς καιρικές συνθήκες στη Λιθουανία, ανεπαρκής μέρες ηλιοφάνειας, ηχορύπανση της γύρω περιοχής, όχληση για τους κατοίκους, ένταξη τέτοιων δομών στο δίκτυο κρίνεται δαπανηρή διαδικασία
Συμπεράσματα
Μέσα από την έρευνα διαπιστώθηκε πως η ταυτοποίηση εγκαταλελειμμένων γεωργικών εκτάσεων είναι πολύπλοκη διαδικασία. Επίσης η περιοχή με το μεγαλύτερο ποσοστό τέτοιων εκτάσεων βρίσκετε στην πολιτεία Vilnius όπου βρίσκετε και η πρωτεύουσα της χώρας. Επομένως αν και αυτή η περιοχή έχει από τις καλύτερες υποδομές, ο κατακερματισμός της γης και το κακή ποιότητα εδάφους υπερτερούν και οδηγούν στην εγκατάλειψη. Τα χωρικά δεδομένα λήφθηκαν από πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες, μία σύγχρονη και οικονομική από άποψη κόστους και χρόνου μέθοδος χαρτογράφησης. Συμπερασματικά υπάρχουν πολλοί τρόποι ενεργοποίησης εγκαταλελειμμένων εκτάσεων όμως κάθε φορά πρέπει να επιλέγεται ο καταλληλότερος σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά της έκτασης. Το οικονομικό, κοινωνικό και περιβαλλοντικό όφελος είναι τόσο σπουδαίο τόσο για τους κατοίκους και την χώρα γενικότερα όσο και για το τοπίο που δεν πρέπει να παραμελείτε η επανάχρηση και η ανάπτυξη των εγκαταλελειμμένων εκτάσεων.
