Αναγνώριση και ποσοτικοποίηση των αλλαγών στα μαγκρόβια δάση χρησιμοποιώντας τηλεπισκόπηση, η περίπτωση της Kakinada Bay, Ινδία

Από RemoteSensing Wiki

Identification and quantification of changes in mangrove forest using remote sensing a case study near Kakinada Bay, Andhra Pradesh, India, Dr.Sridhar Vadlapudi, Map India Conference 2003, http://www.gisdevelopment.net/application/environment/wetland/mi03075.htm

Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Αντικείμενο της εφαρμογής

Τα μαγκρόβια είναι μια ομάδα φυτικών ειδών που έχουν υψηλή ανοχή στην αλατότητα και απαντώνται σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές διαπαλιρροϊκής λιμνοθάλασσας, προφυλαγμένες παράκτιες περιοχές και μικρούς κόλπους. Κυριαρχούνται από μερικώς βυθισμένα σελερόφυλλα φυτικά είδη με τα οποία δε συνδέονται ταξινομικά. Τα μαγκρόβια αποτελούν ένα δυναμικό οικοσύστημα με μια πολύπλοκη σχέση μεταξύ των ειδών της χλωρίδας και της πανίδας χερσαίων και υδατικών συστημάτων και η βλάστηση παρουσιάζει ένα αειθαλές πρότυπο με ποικίλες μορφές ζωής. Τα μαγκρόβια επιτελούν τέσσερις κύριους ρόλους:

• Βοηθούν στη δημιουργία του χώματος, παγιδεύοντας κατακρημνίσματα.
• Χρησιμεύουν ως σήτα για το πλούσιο οργανικό χώμα που μεταφέρεται μέσω των ποταμών, στη θάλασσα.
• Δημιουργούν ένα καταφύγιο για ψάρια, θαλάσσια ασπόνδυλα, μαλάκια και πουλιά.
• Παρέχουν αιωρούμενη μη ζώσα ύλη, ενισχύοντας την παραγωγικότητα των οικοσυστημάτων.

Σκοπός της εφαρμογής

Η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται για περισσότερες από δύο δεκαετίες. Όμως, λόγω της τάχιστης βελτίωσης της διακριτικής ικανότητας των δορυφόρων στην περιοχή του ορατού και τους εγγύς υπέρυθρου, καθώς και της διαθεσιμότητα των δεδομένων στην περιοχή των μικροκυμάτων, υπάρχει ανάγκη για συνεχή έρευνα στα υδατικά οικοσυστήματα με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων. Επίσης, υπάρχει ένας αριθμός εργαλείων επεξεργασίας και ανάλυσης των εικόνων όπως τα ΓΣΠ, τα οποία δίνουν τη δυνατότητα επικάλυψης διαφορετικών επιπέδων πληροφοριών που λήφθηκαν από δορυφόρους ή άλλες πηγές με τελικό στόχο την απαιτούμενη πληροφορία. Ο βασικός στόχος της έρευνας αυτής είναι η χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων για την παρακολούθηση των αλλαγών στο μαγκρόβιο περιβάλλον και στην οικολογία του.

Περιοχή μελέτης

Η περιοχή μελέτης βρίσκεται κοντά στην Kakinada της περιοχής East Godavari, στο Andhra Pradesh, στην Ινδία και περιλαμβάνει 15.282ha μαγκρόβιων. Για την περιοχή συλλέχθηκαν δορυφορικές και άλλες εικόνες και δημιουργήθηκαν χάρτες που απεικόνιζαν τις αλλαγές.

Δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν

Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα του ινδικού δορυφόρου IRS (σε έντυπη και ψηφιακή μορφή) για τη χαρτογραφική αποτύπωση του μαγκρόβιου περιβάλλοντος. Δόθηκε προτεραιότητα στη συλλογή εικόνων χωρίς σύννεφα και στην ημερομηνία διέλευσης του δορυφόρου. Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν ψευδοχρωματικά σύμπλοκα (FCC's) σε κλίμακες 1:50.000 και 1:250.000. Οι υπόλοιπες πληροφορίες αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν στην οπτική και ψηφιακή ερμηνεία των δεδομένων παρατίθενται παρακάτω:

• Χάρτης δασικών πόρων: αποτέλεσμα προηγούμενης έρευνας για τους δασικούς πόρους, σε κλίμακα 1:250.000.
• Χάρτης δασικής βλάστησης: δασική έρευνα στην Ινδία βασισμένη στην ερμηνεία φωτογραφικών δεδομένων μεταξύ 1987-1990, σε κλίμακα 1:250.000.
• Χάρτης καλλιεργειών: απεικόνιση των περιοχών καλλιέργειας, σε κλίμακα 1:250.000.
• Πληροφορίες για την κάλυψη και τις χρήσεις γης από έρευνα στο πεδίο του 1995.
• Τοπογραφικοί χάρτες.
• Προϋπάρχοντες θεματικοί χάρτες.
• Μετεωρολογικά δεδομένα.

Εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε

Η τηλεπισκοπική ανάλυση, αν και είναι πιθανή χωρίς τη χρήση περίπλοκων μηχανημάτων, δε δίνει το καλύτερο αποτέλεσμα χωρίς τη χρήση κατάλληλου εξοπλισμού. Στη μελέτη αυτή, η οπτική ερμηνεία έλαβε χώρα τοποθετώντας τα ψευδοχρωματικά σύμπλοκα σε ένα απλό φωτιζόμενο τραπέζι. Η ψηφιακή επεξεργασία των εικόνων, π.χ. ενίσχυση, έγινε με τη χρήση του λογισμικού επεξεργασίας εικόνων ERDAS.

Μεθοδολογία

Η οπτική ερμηνεία έλαβε χώρα παρατηρώντας τα διαφορετικά στοιχεία ερμηνείας όπως ο τόνος, η υφή, το σχήμα, κτλ. Μετά την προκαταρκτική ερμηνεία διενεργήθηκε περιορισμένη έρευνα στο πεδίο για εξακρίβωση των στοιχείων. Η διόρθωση και ολοκλήρωση των χαρτών έγινε μετά την επιστροφή από το πεδίο.

Αλλαγές στην κάλυψη και στις χρήσεις γης σε εκτάρια

Χαρτογραφική αποτύπωση των μαγκρόβιων στην περιοχή μελέτης.

Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες IRS - IB, LISS II του Μάρτη του 1995, για την προετοιμασία χαρτών κάλυψης και χρήσεων γης, κλίμακας 1:50.000, οι οποίοι ερμηνεύτηκαν οπτικά ακολουθώντας το υπόμνημα του τμήματος διαστήματος του εθνικού προγράμματος αποστολών. Η διαδοχική φύση των IRS δεδομένων προσφέρει τη δυνατότητα παρακολούθησης των αλλαγών στις χρήσεις γης στα μαγκρόβια. Για το λόγο αυτό, ο συγκεκριμένος δορυφόρος έχει χρησιμοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό για την αποτύπωση του προτύπου χρήσεων γης στα μαγκρόβια. Τόσο η οπτική, όσο και η ψηφιακή ανάλυση των IRS δεδομένων παρέχει χρήσιμες πληροφορίες, έτσι απαιτείται μικρής κλίμακας επαλήθευση με in situ έρευνες σε παράκτιες περιοχές, όπως τα μαγκρόβια δάση, ιχθυοκαλλιέργειες, κτλ. Οι πληροφορίες που λήφθηκαν από αυτές τις έρευνες, χρησιμοποιήθηκαν σε συνδυασμό με αυτές που προήλθαν από την ανάλυση των IRS δεδομένων.

Αποτελέσματα

Για τη συγκριτική ανάλυση και την ανίχνευση των αλλαγών έγινε σύγκριση με δεδομένα του Φεβρουαρίου του 1994. Παρατηρήθηκε ότι σε διάστημα ενός χρόνου, οι υδατοκαλλιέργειες προκάλεσαν μείωση του οικοσυστήματος των μαγκρόβιων κατά 22,69ha, κυρίως στην περιοχή Polavaram mandal, γεγονός που θα έχει σίγουρα επίδραση στην οικολογία της περιοχής. Παρατηρήθηκε ότι λόγω της πληθυσμιακής πίεσης, δημιουργήθηκαν νέοι οικισμοί συρρικνώνοντας τα μαγκρόβια. Η αυξημένη χρήση παρασιτοκτόνων κοντά στην περιοχή μελέτης και η βιομηχανική ρύπανση έχουν αλλάξει τελείως το οικοσύστημα, ενώ πολλές περιοχές κάτω από δάση μετατράπηκαν σε δεξαμενές ιχθυοκαλλιέργειας. Ο χάρτης που απεικονίζει αυτές τις αλλαγές ήταν το προϊόν που παρήχθη από αυτή την έρευνα.