Αξιολόγηση και Εκτίμηση των Φυσικών Μεταβολών του Ποταμού Ramganga Χρησιμοποιώντας Τηλεπισκόπηση και GIS
Από RemoteSensing Wiki
Satya Prakash Maurya, Akhilesh Kumar Yadav
Link: [1]
Λέξεις - Κλειδιά: Αλλαγή πορείας ποταμού, Ramganga, NDWI, ΓΣΠ
Σκοπός
Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν ο η μελέτη και ο εντοπισμός των φυσικών χαρακτηριστικών της ροής του ποταμού Ramganga με χρήση τηλεπισκόπησης και GIS. Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από τους δορυφόρους Landsat, MSS, TM, ETM+ και LISS-III από τα έτη 1972, 1989, 2000, 2006 και 2013 για να περιγραφούν οι ιστορικές μεταβολές στη ροή του ποταμού. Η μελέτη δείχνει ότι για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα η περιοχή γύρω από τον ποταμό εμφανίζει προβλήματα διάβρωσης και χαρακτηριστικά μετατόπισης της ροής. Στόχος της μελέτης και της επεξεργασίας των αποτελεσμάτων της είναι να αποβούν χρήσιμα για τη συνολική διαχείριση του ποταμού καθώς και για το σχεδιασμό πρόληψης πλημμυρών που επιβαρύνουν τους κατοίκους της περιοχής με σοβαρές ζημιές και απώλειες περιουσιών.
Εισαγωγή
Τα ποτάμια αποτελούν μία φυσική πηγή γλυκού νερού και ανάλογα τη γεωμορφολογία της περιοχής μπορούν να καταλήγουν είτε σε θάλασσες και ωκεανούς είτε σε λίμνες ή σε άλλα ποτάμια. Η διάβρωση της όχθης ενός ποταμού είναι μία κοινή γεωμορφολογική διαδικασία. Οι πλημμύρες αποτελούν σημαντικό παράγοντα της εξέλιξης της μορφής και της ροής ενός ποταμού. Τα ποτάμια με μεγάλη κλίση από τη πηγή προς την περιοχή εκβολής παρουσιάζουν μεγαλύτερο μήκος διαδρομής επηρεάζοντας σε μεγαλύτερη έκταση την περιοχή που διέρχονται. Στην εργασία αυτή έγινε μελέτη των μεταβολών της ροής για τον ποταμό Ramganga θεωρώντας πως η ανάλυση αυτή συνδέεται άμεσα με την ανάπτυξη των περιοχών από τις οποίες διέρχεται και επηρεάζονται από τις πλημμύρες του.
Περιοχή Μελέτης
Η περιοχή μελέτης αφορά των ποταμόRamganga που βρίσκεται μεταξύ του γεωγραφικού πλάτους 23°9′ 45″N και 27°57′0″N και του γεωγραφικού μήκους 79°57′45″E και 79°15′44″E με λεκάνη απορροής 1193 km2. Η διάρκεια της μελέτης είναι από το 1972 έως και το 2013. Ο ποταμός Ramgangaενώνεται με τον Γάγγη σε υψόμετρο 120 m στο χωριό Ismilpur της περιφέρειας Kannuaj. Η μέση κλίση της περιοχής μελέτης είναι 0.070. Είναι ένας σημαντικός παραπόταμος του ιερού ποταμού Γάγγη και πηγάζει από τις νότιες πλαγιές του όρους Dudhatoli των κεντρικών Ιμαλαίων της περιφέρειας Uttrakhand. Η συνολική περιοχή στη λεκάνη απορροής είναι 32493 km2 και χωρίζεται σε τέσσερις τομείς τους A, B, C και Dγια την καλύτερη κατανόηση του εντοπισμού της αλλαγής της ροής του ποταμού κατά την ανάλυση της παρούσας μελέτης.
Μέθοδος
Για την οπτικοποίηση της αλλαγής της ροής του ποταμού Ramganga χρησιμοποιήθηκε λογισμικό γεωγραφικών πληροφοριακών συστημάτων, ειδικότερα χρησιμοποιήθηκαν τα ArcGIS 10.1 και ERDASIMAGINE 2010 προκειμένου να αναλύσουν τις συλλεγόμενες εικόνες. Η μεθοδολογία περιλαμβάνει της εισαγωγή ψηφιακών εικόνων μέσω του ERDASIMAGINE 2010 και την ανάλυση τους ώστε να προκύψει ο κανονικοποιημένος διαφορικός δείκτης νερού για την περιοχή μελέτης. Το ArcGIS 10.1 στη συνέχεια εξάγει την μορφή του ποταμού λαμβάνοντας υπόψη την τις γραμμές της όχθης σε διάφορες χρονικές περιόδους. Χαρακτηριστική παράμετρος της μεθόδου είναι ο ελικοειδής δείκτης, ο οποίος σε τιμές άνω του 1.5 αντιστοιχεί σε δαιδαλώδη μορφή ποταμού ενώ για τιμές κάτω του 1.5 σε ευθύ μορφή. Για τον υπολογισμό του ελικοειδούς δείκτη το ποτάμι χωρίζεται σε τέσσερα τμήματα τα A, B, C και D, τα πολύγωνα των τμημάτων μετατρέπονται σε πολύγραμμες, η γεωμετρία του πεδίου υπολογίζεται για να βρεθεί το μήκος του ποταμού. Κάποια Σημεία Ελέγχου Εδάφους έχουν επιλεχθεί για την αριστερή όχθη της ροής του 1972, βασιζόμενοι στην μέτρηση της απόκλισης της απόστασης μεταξύ αυτών των σημείων και της ροής που έχει βρεθεί κατά την τρέχουσα μελέτη μπορεί να υπολογιστεί η τρέχουσα μετατόπιση της ροής του ποταμού.
Αποτελέσματα
Ανάλυση του εντοπισμού της αλλαγής της ροής του ποταμού
Ο εντοπισμός της αλλαγής της ροής του ποταμού έχει γίνει μεταξύ των ετών 1972 και 2013 με θεώρηση του 1972 ως έτους βάσης. Προσδιορίστηκε ότι το 1989 η μέγιστη μεταβολή της ροής έγινε στον τομέα Β και ειδικότερα στο τέταρτο σημείο ελέγχου (εικόνα 3) και ήταν 3016 m. Αντίστοιχα για το ίδιο έτος η ελάχιστη μεταβολή της ροής έγινε στον τομέα C και ειδικότερα στο όγδοο σημείο ελέγχου και ήταν 147 m. Για το έτος 2000 η μέγιστη μεταβολή της ροής βρέθηκε στον τομέα Α και στο δεύτερο σημείο ελέγχου και ήταν 3512 m όταν αντίστοιχη ελάχιστη μεταβολή της ροής βρέθηκε στον τομέα Β και ειδικότερα στο πέμπτο σημείο ελέγχου και ήταν 224 m. Επίσης για το ίδιο έτος παρατηρήθηκε ότι πολλές διακλαδώσεις είχαν συμβεί στον τομέα Β και δημιούργησαν βρόγχους και κυρτώσεις της ροής στη περιοχή. Το έτος 2006 παρατηρήθηκε η μεγαλύτερη μεταβολή της ροής μεγέθους 4048 mστον τομέα Α και ειδικότερα στο δεύτερο σημείο ελέγχου όταν για το ίδιο έτος η ελάχιστη μεταβολή της ροής ήταν 179 m και εντοπίστηκε στον τομέα Β στο πέμπτο σημείο ελέγχου.
Επίλογος
Η παρούσα εργασία διενεργήθηκε για να οριοθετήσει τις αλλαγές στις περιοχές στο πεδίο μελέτης για τον εντοπισμό πιθανών μεταβολών της πορείας ενός ποταμού με χρήση Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων. Η ολοκλήρωση των δεδομένων, η διαχείριση και οπτικοποίηση σε περιβάλλον Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων ήταν σχετικά αποτελεσματική. Τα Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα συνδυάζουν χωρικά δεδομένα με ποσοτικές, ποιοτικές και περιγραφικές πληροφοριακές βάσεις δεδομένων. Αυτή η τεχνολογία προσφέρει ένα αναλυτικό πλαίσιο εργασίας για τη συλλογή δεδομένων, τη διαχείριση, την αποθήκευση, την ανάκτηση, την ανάλυση και την εμφάνιση. Έτσι η ολοκληρωμένη προσέγγιση των Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων και της τηλεπισκόπησης χρησιμοποιήθηκε για να εντοπίσει τη μεταβολή της ροής του ποταμού. Η τηλεπισκόπηση είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για καταγραφή και ανάλυση του περιβάλλοντος και των πόρων του λόγω της μοναδικής ικανότητάς της να παρέχει συνοπτική όψη μιας μεγάλης περιοχής της επιφάνειας της Γης σε συνδυασμό με την ικανότητα για επαναλαμβανόμενη κάλυψη. Όταν τα τηλεπισκοπικά δεδομένα του επιφανειακού νερού οργανωθούν και συνδυαστούν με άλλες μεταβλητές σε ένα Γεωγραφικό Πληροφοριακό Σύστημα. τότε μπορούν να προσδιοριστούν μεταβολές στην ροή κατά μήκος ενός ποταμού σε ένα εύρος περιοχής κάλυψης.
