Ανίχνευση των αλλαγών στην δασική εδαφοκάλυψη μετά από πυρκαγιές στην Πορτογαλία
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος Τίτλος: DETECTION OF CHANGES IN FOREST LANDCOVER TYPE AFTER FIRES IN PORTUGAL
Συγγραφείς: Barbosa P., Caetano M. and Santos T.
Εισαγωγή
Για μία σειρά από λόγους τα δάση της Πορτογαλίας συχνά αντιμετωπίζουν τον κίνδυνο πυρκαγιών που μπορεί να καταστρέψουν μέρος ή και το σύνολο μία δασικής έκτασης. Πέρα από την πρόληψη των φαινόμενων αυτών και την έγκαιρη αντιμετώπισης τους, σε ένα δεύτερο επίπεδο απασχολεί η πορεία των καμένων εκτάσεων. Τέτοιες περιοχές μπορεί να αλλοιωθούν με την ανάπτυξη άλλων χρήσεων όπως αγροτικών και αστικών αλλά ακόμη και από την αναδάσωση με ξενικά προς το οικοσύστημα φυτά. Η συγκεκριμένη μελέτη λοιπόν έρχεται να συμβάλλει ακριβώς στον προσδιορισμό την φυσικής αναγέννησης των δασικών εκτάσεων μετά από πυρκαγιές αλλά και στην ανίχνευση μεταβολών στις χρήσεις ή καλύψεις γης.
Εφαρμογή-μεθοδολογία
Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο κεντρικό τμήμα της Πορτογαλίας, καταλαμβάνει μία έκταση 2.240 km2, έχει πληγεί από δασικές πυρκαγιές ενώ παράλληλα έχουν παρατηρηθεί και αλλαγές στον τύπο της βλάστησης στην προ πυρκαγιών περίοδο και στην μετά. Για την διερεύνηση του ζητήματος χρησιμοποιήθηκαν εικόνες Landsat 5-TM για την περίοδο 1990-1998. Οι δορυφορικές εικόνες ήταν τραβηγμένες είτε την άνοιξη είτε στις αρχές του καλοκαιριού ενώ υπήρχε τουλάχιστον μία εικόνα ανά έτος. Η βασική-αρχική επεξεργασία των εικόνων αφορούσε γεωμετρική και ραδιομετρική διόρθωση. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε στην επεξεργασία των εικόνων είναι εκείνη του πλησιέστερου γείτονα (The nearest neighbor re-sampling method) επειδή εξασφάλιζε την διατήρηση των αρχικών τιμών φωτεινότητας των pixels.
Για τον περιορισμό των σφαλμάτων χρησιμοποιήθηκε ένας χάρτης χρήσεων γης μετά του 1990 (προ των πυρκαγιών δηλαδή), αεροφωτογραφίες του 1995 που έδειχναν τις καλύψεις γης μετά τις πυρκαγιές καθώς και χάρτες με τις καμένες εκτάσεις ανά έτος.
Όσον αφορά στην μεθοδολογία που αναπτύχθηκε για την εύρεση του ζητούμενου, αυτή ήταν μία φασματική τεχνική ταυτοποίησης των αλλαγών βασισμένη στην διαφοροποίηση του δείκτη βλάστησης (Vegetation Index differencing). Ο δείκτης βλάστησης που χρησιμοποιήθηκε ήταν ο Atmosphere Resistant Vegetation Index (ARVI).
Στην περιοχή μελέτης ο δείκτης ARVI κυμάνθηκε σε υψηλές τιμές για καλύψεις βλάστησης, χαμηλές τιμές στην περίπτωση καμένων εκτάσεων και ακόμη χαμηλότερες τιμές για γυμνό έδαφος (terrain mobilisation/reforestation). Οι εικόνες με βάση των δείκτη ARVI που δημιουργήθηκαν υπολογίστηκαν με βάση δεδομένα (εικόνες δηλαδή) της χρονιάς των πυρκαγιών συγκρινόμενες με εικόνες από δύο διαδοχικά έτη μετά τις πυρκαγιές. Για το τελικό αποτέλεσμα κρίσιμο σημείο αποτέλεσαν τα κατώφλια-όρια όπου θα δεχόμασταν ότι υπάρχει σημαντική μεταβολή και τα όρια όπου θα θεωρείτο ότι η κατάσταση είναι ουσιαστικά αμετάβλητη. Για τον προσδιορισμό αυτών των ορίων λοιπόν λήφθηκε υπόψη η τυπική απόκλιση και η μέση τιμή αλλά και άλλες πηγές δεδομένων, όπως προαναφέρθηκε, έτσι ώστε οι μεταβολές που εντοπίζονται να είναι όσο το δυνατόν πιο αντιπροσωπευτικές.
Είναι εμφανές από την Εικόνα 1 ότι κατά την αναδάσωση του 1993 εισήχθησαν είδη που ήταν ξενικά προς το οικοσύστημα πριν τις πυρκαγιές. Αυτό αποτυπώνεται στις εικόνες με την διαφορά που υπάρχει στην κεντρική ζώνη όπου έγινε η αναδάσωση εν συγκρίσει με την υπόλοιπη περιοχή.
Συμπεράσματα
Η ανίχνευση των καλύψεων γης μετά από πυρκαγιές σε καμένες εκτάσεις έχει ιδιαιτέρα θετικό αποτέλεσμα για το οικοσύστημα. Είναι εξόχως σημαντική η ανίχνευση παράνομων φυτών και καλλιεργειών σε αναδασωτέες περιοχές. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε στην συγκεκριμένη έρευνα παράγει πολύ αξιόπιστα αποτελέσματα και δύναται να αποτελέσει ένα ισχυρό εργαλείο στην επίτευξη του επιθυμητού ελέγχου. Εκμεταλλευόμενοι τα διαφορετικά φασματικά χαρακτηριστικά δύναται να ταξινομηθούν διαφορετικού τύπου καλύψεις γης μετά από φαινόμενα πυρκαγιών και να αναγνωριστούν διαφορετικοί τύποι βλάστησης που αποτελεί και το κύριο ζητούμενο στην όλη διαδικασία.
Πηγή: http://www.isprs.org/proceedings/XXXIII/congress/part7/126_XXXIII-part7.pdf
