Αξιολόγηση φυσικής ευπάθειας και κινδύνου μέσω τεχνικών Τηλεπισκόπησης για την πόλη της Αλεξάνδρειας στην Αίγυπτο.
Από RemoteSensing Wiki
Αξιολόγηση φυσικής ευπάθειας και κινδύνου μέσω τεχνικών Τηλεπισκόπησης για την πόλη της Αλεξάνδρειας στην Αίγυπτο.
Πρωτότυπος τίτλος: Remote sensing-based assessment of tsunami vulnerability and risk in Alexandria, Egypt
Συγγραφείς: Sandra Eckert, Robert Jelinek, Gunter Zeug, Elisabeth Krausmann
Πηγή: Applied Geography, 2012, 714-7239
Λέξεις κλειδιά: Τσουνάμι, Κίνδυνος, Τηλεπισκοπηση, GIS, Αίγυπτος, Ευπάθεια
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η εκτίμηση της φυσικής ευπάθειας και του κινδύνου παράκτιων περιοχών στην ξαφνική εκδήλωση ενός τσουνάμι. Η έρευνα αυτή προτείνει ότι ο συνδυασμός της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών είναι ένα σημαντικό εργαλείο για την έγκυρη καταγραφή αυτών των περιοχών και τη δημιουργία κατάλληλων χαρτών, οι οποίοι είναι απαραίτητα στοιχεία για τη σωστή διαχείριση και προστασία.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΣΚΟΠΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Ο κύριος στόχος της συγκεκριμένης έρευνας είναι η χρησιμοποίηση της Τηλεπισκόπησης και του GIS για την αξιολόγηση της πόλης της Αλεξάνδρειας ως προς την ευπάθεια του πληθυσμού και των υποδομών σε ένα τσουνάμι καθώς και για τον κίνδυνο εκδήλωσης. Το τσουνάμι αποτελεί ένα φυσικό φαινόμενο που έχει καταστροφικές συνέπειες τόσο για το περιβάλλον όσο και για την κοινωνία και οικονομία. Επομένως, η εκτίμηση αυτών παραμέτρων αποτελούν πολύ σημαντικά βήματα για την έγκυρη αντιμετώπιση τέτοιων φαινομένων στην πόλη της Αλεξάνδρειας. Αν και στην Αλεξάνδρεια μέχρι τώρα δεν έχει σημειωθεί κάποιο τσουνάμι στα παράκτια της, το γεγονός ότι είναι αρκετά σεισμόπληκτη περιοχή την κατατάσσει στις βασικές περιοχές εκδήλωσης ενός τσουνάμι. Η μεθοδολογία, οι παράμετροι, οι περιορισμοί και τα αποτελέσματα αναλύονται παρακάτω.
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ
Η περιοχή μελέτης είναι η πόλη της Αλεξάνδρειας στη Αίγυπτο. Πρόκειται για τη δεύτερη μεγαλύτερη πόλη της Αιγύπτου με έντονο ιστορικό, τουριστικό και βιομηχανικό ενδιαφέρον. Εκτείνεται κατά μήκος της Μεσογείου (περίπου 32 χιλιόμετρα) και η τουριστική κίνηση, κυρίως το καλοκαίρι, μαζί με την έντονη σεισμική κίνηση την κατατάσσουν σε μια από τις πιο επικίνδυνες περιοχές σε τέτοια φυσικά φαινόμενα. Η μελέτη εστιάζει σε δύο μικρότερες περιοχές της Αλεξάνδρειας και συγκεκριμένα σε μια αστική και μια περιαστική περιοχή. Η αστική περιοχή περιλαμβάνει την ιστορική παλιά πόλη της Αλεξάνδρειας, την περιοχή El Gomrok. Η περιαστική περιοχή βρίσκεται στην περιοχή El Montazah και συνορεύει με το παλάτι του Montazah.
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
Υποθέσεις και περιορισμοί
Για την ανάλυση της επικινδυνότητας στην Αλεξάνδρεια χρησιμοποιήθηκε ο απλοποιημένος τύπος που συνδυάζει γραμμικά την ευπάθεια με τον κίνδυνο εμφάνισης ενός φυσικού φαινομένου. Η ευπάθεια αναφέρεται μόνο για τις υποδομές και υπολογίζεται μέσω των δεδομένων της τηλεπισκόπησης και των εργασιών πεδίου. Ο κίνδυνος συσχετίζεται άμεσα με το ύψος του νερού, την ταχύτητα του ανέμου, τα χαρακτηριστικά αποστράγγισης των υποδομών, την απόσταση από την ακτή, το υψόμετρο, τους οικοδομικούς όρους, τα μέτρα προστασίας και την πιθανότητα εμφάνισης. Οι περιορισμοί που υπήρχαν στον εν λόγω υπολογισμό ήταν η έλλειψη ιστορικών στοιχείων και η παντελή αναφορά και συσχέτιση με τα ήδη υπάρχοντα μέτρα προστασίας.
Ανάλυση Κινδύνου
Για την αξιολόγηση του κινδύνου χρησιμοποιήθηκε η ντετερμινιστική προσέγγιση και αναπτύχθηκαν δύο ρεαλιστικά σενάρια με βάση ιστορικά στοιχεία. Στο πρώτο σενάριο το ύψος κύματος ήταν μεσαίο, στα 5 μέτρα και στο δεύτερο σενάριο το ύψος εκκίνησης του κύματος ήταν στα 9 μέτρα. Για την μοντελοποίηση της πλημμύρας εφαρμόστηκε επίσης μια απλή προσέγγιση κατά την οποία επιτρέπεται σε ένα κύμα να ρεύσει στην ενδοχώρα μέχρι να φτάσει σε υψόμετρο ίσο με το ύψος έναρξης του κύματος. Από αυτή τη διαδικασία καταγράφηκε το ύψος του νερού σε κάθε κτήριο με τη βοήθεια ενός ψηφιακού μοντέλου εδάφους της περιοχής. Με βάση τον ευρωπαϊκό κατάλογο κλίμακας πλημμύρων χωρίστηκε ο κίνδυνος για τσουνάμι σε πέντε κατηγορίες: Πολύ χαμηλή, χαμηλή, μέτρια, υψηλή, υπερβολικά υψηλή.
Ανάλυση Ευπάθειας
Για την ανάλυση της ευπάθειας σε τσουνάμι χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο αυτό που συνδυάζει τους περισσότερους παραμέτρους (φυσικούς και κοινωνικούς) προκειμένου να αποκτηθεί μια πιο ρεαλιστική εικόνα των χωρικών και χρονικών μορφών φυσικής και κοινωνικής ευπάθειας. Επειδή όμως, η εκτίμηση της κοινωνικής ευπάθειας και των κοινωνικών παραμέτρων δεν μπόρεσε να πραγματοποιηθεί λόγω των ελλιπή στοιχείων παρά την έρευνα πεδίου που έγινε, αναλύθηκε μόνο η φυσική ευπάθεια.
Για τον υπολογισμό της ευπάθειας χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικά δεδομένα IKONOS με γεωμετρική ανάλυση 1m (πανχρωματικό κανάλι) και 4m (πολυφασματικό κανάλι) και ημερομηνία λήψης τις 30 Σεπτεμβρίου 2007. Ακόμα χρησιμοποιήθηκαν ψηφιακά μοντέλα εδάφους και επιφάνειας, τα οποία γεωαναφέρθηκαν προκειμένου να συμπέσουν με τα δορυφορικά δεδομένα. Από αυτά πρόκυψε το ύψος του κάθε κτηρίου, το μέσο ύψος και ο αριθμός ορόφων. Συμπληρωματικά διεξήχθη έρευνα πεδίου με GPS και LASER προκειμένου να εντοπιστούν οι κατηγορίες 60 διαφορετικών κτηρίων στις δύο περιοχές μελέτης. Από αυτή προέκυψε ότι τα κτήρια χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: (α) κτήρια από σκυρόδεμα και (β) παραδοσιακά κτήρια από τούβλα, κονίαμα και νάρθηκα. Όλα τα δεδομένα που δημιουργήθηκαν και συλλέχθηκαν ενσωματώθηκαν σε ένα πρόγραμμα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS) μαζί με άλλα γεωγραφικά δεδομένα (περιγραφές κτηρίων, ακτογραμμή, απόσταση ακτογραμμής κλπ.) και πραγματοποιήθηκε μια ολοκληρωμένη ανάλυση φυσικής ευπάθειας. Από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι το μέσο τετραγωνικό σφάλμα (RMSE) των δύο υπολογισμένων DEM είναι 2.07 m και 2.46 m και το σφάλμα των ορόφων 2.48.
Για τον υπολογισμό της φυσικής ευπάθειας χρησιμοποιήθηκαν οι ακόλουθες τέσσερις παράμετροι:
1) υψόμετρο
2) τύπος κτηρίου
3) αριθμός ορόφων και
4) απόσταση ακτογραμμής
Κάθε παράμετρος ταξινομήθηκε σε τρεις κατηγορίες και αποδόθηκε μια τιμή μεταξύ 1 έως 3. Τα προκύπτοντα ποσά, που κυμαίνονται από μια ελάχιστη τιμή τεσσάρων έως μια μέγιστη τιμή δώδεκα, ταξινομήθηκαν στη συνέχεια σε πέντε κατηγορίες που αντιπροσωπεύουν τη συνολική φυσική ευπάθεια.
Ανάλυση Επικινδυνότητας
Η εκτίμηση της επικινδυνότητας υπολογίστηκε μέσω της γραμμικής σχέσης του κινδύνου και της φυσικής ευπάθειας. Έτσι δημιουργήθηκε ένας πίνακας 5x5 όπου τα αποτελέσματα του κατηγοριοποιήθηκαν σε πέντε κατηγορίες και δημιουργήθηκαν θεματικοί χάρτες με τις ζώνες επικινδυνότητας στις δύο περιοχές μελέτης.
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Ανάλυση Κινδύνου
Από την ανάλυση του κινδύνου προέκυψε η εικόνα 2 που είναι εμφανές ότι τα κτίρια που επηρεάζονται περισσότερο από το σενάριο των 5 και 9 μέτρων βρίσκονται στο βορειοδυτικό τμήμα του El Gomrok, καθώς το ανατολικό τμήμα προστατεύεται από το παλιό λιμάνι. Ωστόσο, εξαρτάται άμεσα από την κατεύθυνση του εισερχόμενου τσουνάμι ή την παρουσία μέτρων προστασίας, τα οποία δεν εξετάστηκαν στη μελέτη. Ακόμα, μέσω της μελέτης παρατηρήθηκε ότι οι περιοχές χαμηλού υψομέτρου είναι αυτές που θα επηρεαστούν σε μεγαλύτερο βαθμό. Αυτό μπορεί να φανεί καθαρά στο El Montazah, όπου ολόκληρη η περιοχή κατακλύζεται στο σενάριο των 9 μέτρων.
Ανάλυση Ευπάθειας
Από την ανάλυση της ευπάθειας προέκυψαν δύο θεματικοί χάρτες που εμφανίζονται και αναλύονται παρακάτω. (Εικόνα 3 και Εικόνα 4)
Ο χάρτης φυσικής ευπάθειας (Εικόνα 3) προσδιορίζει τις πιο ευάλωτες περιοχές του El Gomrok κατά μήκος της ακτογραμμής στα βορειοδυτικά και στα βορειοανατολικά, όπου οι αστικές περιοχές δεν προστατεύονται από το παλιό λιμάνι. Ιδιαίτερα, η αστική περιοχή στα βορειοδυτικά, η οποία υποδεικνύεται από τον κόκκινο κύκλο, είναι πολύ ευάλωτη στο τσουνάμι. Στα βορειοανατολικά του El Gomrok τα κτήρια είναι ευάλωτα λόγω της μικρής απόστασης από την ανοιχτή θάλασσα και του χαμηλού υψομέτρου ολόκληρης της περιοχής μελέτης.
Στην περίπτωση του El Montazah η απόσταση από την ακτογραμμή και το υψόμετρο έχουν τον υψηλότερο αντίκτυπο στη φυσική ευπάθεια της περιοχής. Τα περισσότερα κτήρια είναι ψηλά και μοντέρνα. Υπάρχουν μόνο λίγα κτήρια με λιγότερους από πέντε ορόφους. Ωστόσο, όσο πλησιέστερα είναι τα κτήρια στην ακτή τόσο πιο ευάλωτα είναι, ειδικά σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχουν παράκτια εμπόδια και όπου το υψόμετρο είναι χαμηλό. (Εικόνα 4)
Ανάλυση Επικινδυνότητας
Οι χάρτες με τις ζώνες κινδύνου για το κτήρια και τα αντίστοιχα διάγραμματα δείχνουν ότι το 12% των κτιρίων στο El Gomrok έχουν υψηλό ή πολύ υψηλό κίνδυνο για το σενάριο των 5 μέτρων, ενώ το ίδιο ισχύει και για τα 56% των κτηρίων για το σενάριο των 9 μέτρων. Τα περισσότερα από αυτά τα κτήρια βρίσκονται στα βορειοδυτικά και εν μέρει στα βορειοανατολικά της περιοχής.
Για το σενάριο των 5 μέτρων το επίπεδο κινδύνου για τα κτήρια στην περιοχή του El Montazah είναι χαμηλό καθώς το 82% των κτηρίων έχουν χαμηλό ή πολύ χαμηλό κίνδυνο. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τα αποτελέσματα του σεναρίου των 9 μέτρων, όπου η πλειοψηφία των κτηρίων (πάνω από το 60%) βρίσκονται στη ζώνη υψηλού ή πολύ υψηλού κινδύνου.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Η μελέτη αυτή εξέταση τη σημασία της ενσωμάτωσης της Τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με ένα σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών στη διαδικασία εκτίμησης του κινδύνου και της ευπάθειας μιας περιοχής σε ένα τσουνάμι. Όπως προέκυψε από τα αποτελέσματα της ερευνάς, η τηλεπισκόπηση βοηθάει σε μεγάλο βαθμό την όλη διαδικασία και μπορεί να λειτουργήσει ως καταλύτης στη λήψη μέτρων προστασίας από την εκδήλωση φυσικών φαινόμενων.
