Αποκαλύπτοντας 25 Χρόνια Πλανητικής Αστικοποίησης με Remote Sensing

Από RemoteSensing Wiki

Πρωτότυπος τίτλος: Unveiling 25 Years of Planetary Urbanization with Remote Sensing: Perspectives from the Global Human Settlement Layer

Συγγραφείς: Michele Melchiorri, Aneta J. Florczyk, Sergio Freire, Marcello Schiavina, Martino Pesaresi, Thomas Kemper

Δημοσιεύθηκε: Remote Sens. 2018, 10(5), 768 (Σύνδεσμος στο άρθρο)

Λέξεις κλειδιά: Αστικοποίηση, απομακρυσμένη ανίχνευση, GHSL, ανθρώπινα settlements, παγκόσμια παρακολούθηση, αστικές περιοχές, αστική ανάπτυξη, χωρική ανάλυση, μοντέλα, δυναμική πληθυσμού, πολεοδομική ανάπτυξη, δορυφορική παρατήρηση, εκτιμήσεις γης, αλλαγές στη χρήση γης

Αντικείμενο εφαρμογής: Παρακολούθηση και ανάλυση της αστικοποίησης σε παγκόσμιο επίπεδο με τη χρήση δεδομένων απομακρυσμένης ανίχνευσης και του Global Human Settlement Layer (GHSL) για τη χαρτογράφηση της ανθρώπινης ανάπτυξης και της αστικής εξάπλωσης.

Αποκαλύπτοντας 25 Χρόνια Πλανητικής Αστικοποίησης με Remote Sensing

Εικόνα 1:Απόσπασμα από το σύνολο δεδομένων GHS P2016 που εμφανίζεται σε τμήματα της Βόρειας και Ανατολικής Κίνας (προβολή World Mollweide): (α) GHS-BUILT πολλαπλών χρονικών σημείων; (β) GHS-POP για το αναφορά έτος 2015; (γ) GHS-SMOD για το αναφορά έτος 2015.

Εικόνα 2:Εξέλιξη της εκτάσεως των δομημένων περιοχών και του πληθυσμού μεταξύ 1975 και 2015 εντός των αστικών περιοχών (Αστικά Κέντρα και Αστικοί Συγκεντρωτές) κατά περιοχή του κόσμου. Η εκτάσεως των δομημένων περιοχών εκφράζεται σε χιλιάδες τετραγωνικά χιλιόμετρα και ο πληθυσμός σε δισεκατομμύρια ανθρώπους.

Εικόνα 3: Εθνικοί βαθμοί αστικοποίησης το 2015 ανά χώρα (χρωματισμένοι κατά περιφερειακή ομάδα) και η αλλαγή μεταξύ 1990 και 2015. (Α) Το άνω αριστερό μέρος δείχνει περιοχές όπου ο βαθμός αστικοποίησης το 2015 ήταν κάτω από τον παγκόσμιο μέσο όρο (85%), αλλά η περιοχή είχε αστικοποιηθεί γρήγορα (η αλλαγή του βαθμού αστικοποίησης μεταξύ 1990 και 2015 ήταν πάνω από τον παγκόσμιο μέσο όρο του 2,3%); (Β) Το κάτω δεξιό μέρος του διαγράμματος δείχνει περιοχές όπου ο βαθμός αστικοποίησης το 2015 ήταν πάνω από τον παγκόσμιο μέσο όρο, αλλά η διαδικασία αστικοποίησης ήταν λιγότερο έντονη (η αλλαγή μεταξύ 1990 και 2015 ήταν κάτω από τον παγκόσμιο μέσο όρο); (Γ) Στο πάνω δεξιό μέρος βρίσκονται χώρες που ήταν πιο αστικοποιημένες το 2015 και από το 1990 είχαν αστικοποιηθεί ταχύτερα από τον παγκόσμιο μέσο όρο; (Δ) Στο κάτω αριστερό μέρος βρίσκονται χώρες χωρίς έντονο αστικό χαρακτήρα και όπου η διαδικασία αστικοποίησης δεν έχει σημαντική επιρροή.

Εικόνα 4:Χωρική κατανομή των τεσσάρων κύριων διαδικασιών αστικοποίησης (προβολή World Mollweide). Οι χώρες κατατάσσονται σύμφωνα με τον Βαθμό Αστικοποίησης τους το 2015 και τη μεταβολή του Βαθμού Αστικοποίησης τους μεταξύ 1990 και 2015. Η κατηγοριοποίηση "Περισσότερο" ή "Λιγότερο" αναφέρεται στον μέσο Βαθμό Αστικοποίησης το 2015, ενώ η κατηγοριοποίηση "Ταχύτερα" ή "Αργότερα" αναφέρεται στη μέση μεταβολή του Βαθμού Αστικοποίησης μεταξύ 1990 και 2015 για όλες τις χώρες.

Η αστικοποίηση είναι μία από τις πιο αξιοσημείωτες και διαρκώς εξελισσόμενες διαδικασίες της σύγχρονης εποχής. Οι πόλεις επεκτείνονται, οι πληθυσμοί αυξάνονται και οι περιοχές που προηγουμένως ήταν αγροτικές μετατρέπονται σε αστικά τοπία. Η ανάγκη για καταγραφή και ανάλυση αυτών των αλλαγών έχει γίνει πιο επείγουσα με την ταχεία εξάπλωση των αστικών περιοχών παγκοσμίως. Η απομακρυσμένη ανίχνευση, σε συνδυασμό με τη χρήση σύγχρονων τεχνολογιών και δεδομένων, παρέχει μια επαναστατική μέθοδο για την παρακολούθηση αυτών των διαδικασιών, επιτρέποντας την καταγραφή των αλλαγών στο έδαφος σε παγκόσμιο επίπεδο.

Ο σκοπός αυτού του άρθρου είναι να αναλύσει τις τάσεις και τις δυναμικές της αστικοποίησης τα τελευταία 25 χρόνια, χρησιμοποιώντας δεδομένα από το **Global Human Settlement Layer (GHSL)**. Το GHSL είναι μια παγκόσμια βάση δεδομένων που παρέχει πληροφορίες για την ανθρώπινη εγκατάσταση και την αστικοποίηση, χρησιμοποιώντας δεδομένα απομακρυσμένης ανίχνευσης και τεχνικές χωρικής ανάλυσης. Ο στόχος είναι να κατανοήσουμε την αστικοποίηση σε παγκόσμια κλίμακα, να προσδιορίσουμε τις περιοχές που έχουν υποστεί τις μεγαλύτερες αλλαγές και να εντοπίσουμε τα αίτια αυτών των εξελίξεων.

Απομακρυσμένη Ανίχνευση και GHSL

Η απομακρυσμένη ανίχνευση είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί δορυφορικές εικόνες και άλλα δεδομένα για να παρακολουθήσει τις αλλαγές στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει στους ερευνητές να παρακολουθούν και να καταγράφουν τις αλλαγές στη χρήση γης και την ανάπτυξη των ανθρώπινων settlements. Οι δορυφόροι, όπως οι Landsat και Sentinel, παρέχουν συνεχώς ανανεούμενα δεδομένα για πολλές δεκαετίες, επιτρέποντας στους επιστήμονες να μελετούν την αλλαγή της αστικής έκτασης με τον χρόνο. Η απομακρυσμένη ανίχνευση προσφέρει πολλές δυνατότητες, όπως η παρακολούθηση της ανάπτυξης των πόλεων, της μετατροπής των αγροτικών περιοχών σε αστικές και τη διαχείριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων αυτών των αλλαγών.

Το **Global Human Settlement Layer (GHSL)** είναι μια πρωτοβουλία της Ευρωπαϊκής Επιτροπής που παρέχει ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο για την παρακολούθηση και ανάλυση της αστικοποίησης σε παγκόσμιο επίπεδο. Το GHSL συνδυάζει δεδομένα από δορυφόρους και άλλες πηγές απομακρυσμένης ανίχνευσης και τα επεξεργάζεται για να παρέχει πληροφορίες για τις ανθρώπινες εγκαταστάσεις, τη γεωγραφική κατανομή τους και τη μεταβολή τους κατά την πάροδο του χρόνου. Οι πληροφορίες του GHSL έχουν χρησιμοποιηθεί σε διάφορους τομείς, όπως η ανάλυση της αστικής ανάπτυξης, η παρακολούθηση της αλλαγής του εδάφους και η εκτίμηση των επιπτώσεων της αστικοποίησης στο περιβάλλον.

Δυναμική και Τάσεις της Αστικοποίησης

Η αστικοποίηση είναι μια διαδικασία που επηρεάζει σχεδόν όλες τις περιοχές του κόσμου. Οι πληθυσμοί στις αστικές περιοχές αυξάνονται συνεχώς, με αποτέλεσμα την επέκταση των πόλεων και την ανάπτυξη νέων αστικών περιοχών. Σύμφωνα με τα δεδομένα του GHSL, η παγκόσμια αστικοποίηση υπήρξε δραματική τα τελευταία 25 χρόνια. Από τη δεκαετία του 1990 μέχρι το 2015, το ποσοστό της παγκόσμιας επιφάνειας που καλύπτεται από αστικές περιοχές αυξήθηκε σημαντικά, με μεγάλες διαφορές ανάλογα με τη γεωγραφική περιοχή. Στις αναπτυγμένες χώρες, η αστικοποίηση έχει συχνά συνοδευτεί από την ανάπτυξη υποδομών, τη βελτίωση των συνθηκών ζωής και την αύξηση της οικονομικής δραστηριότητας. Ωστόσο, σε αναπτυσσόμενες περιοχές, η αστικοποίηση μπορεί να φέρει δυσκολίες, όπως η έλλειψη υποδομών, η υπερσυγκέντρωση πληθυσμού και η περιβαλλοντική υποβάθμιση.

Αξιοσημείωτο είναι ότι οι τάσεις της αστικοποίησης διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή. Οι αστικές περιοχές σε αναπτυσσόμενες χώρες, ιδιαίτερα στην Ασία και την Αφρική, παρουσίασαν ταχύτερη ανάπτυξη από αυτές σε ανεπτυγμένες χώρες. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στις πληθυσμιακές αυξήσεις και την ανάγκη για περισσότερες αστικές εγκαταστάσεις και υποδομές.

Εφαρμογές και Αντίκτυποι

Η παρακολούθηση της αστικοποίησης μέσω της απομακρυσμένης ανίχνευσης έχει πολλές εφαρμογές και έχει σημαντικό αντίκτυπο σε διάφορους τομείς. Στην επιστημονική κοινότητα, η απομακρυσμένη ανίχνευση προσφέρει εργαλεία για την κατανόηση της αστικοποίησης και των επιπτώσεών της στην κοινωνία και το περιβάλλον. Τα δεδομένα του GHSL παρέχουν μια ολοκληρωμένη εικόνα των περιοχών που υπήρξαν οι μεγαλύτερες αλλαγές και επιτρέπουν την παρακολούθηση των τάσεων της αστικοποίησης σε βάθος χρόνου.

Η παρακολούθηση των αστικών περιοχών και της ανάπτυξής τους είναι εξαιρετικά χρήσιμη για τη χάραξη πολιτικών που στοχεύουν στην αποφυγή των αρνητικών επιπτώσεων της αστικοποίησης. Επιπλέον, η ανάλυση των δεδομένων απομακρυσμένης ανίχνευσης βοηθά στη λήψη αποφάσεων σχετικά με την ανάπτυξη υποδομών, τη διαχείριση των φυσικών πόρων και την προστασία του περιβάλλοντος. Η κατανόηση των αστικών τάσεων και της δυναμικής της αστικοποίησης μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη βιώσιμων αστικών σχεδίων που λαμβάνουν υπόψη τις κοινωνικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές πτυχές της ανάπτυξης.

Μελλοντικές Κατευθύνσεις

Η μελλοντική έρευνα στον τομέα της απομακρυσμένης ανίχνευσης και της παρακολούθησης της αστικοποίησης θα συνεχίσει να επωφελείται από τις συνεχείς εξελίξεις στις τεχνολογίες απομακρυσμένης ανίχνευσης και την επεξεργασία μεγάλων δεδομένων. Η εξέλιξη των δορυφορικών τεχνολογιών, όπως η χρήση δορυφόρων υψηλής ανάλυσης και η ανάπτυξη νέων αισθητήρων, θα επιτρέψει τη συνεχιζόμενη παρακολούθηση των αστικών περιοχών με ακόμα μεγαλύτερη ακρίβεια. Η ενσωμάτωση νέων δεδομένων από αισθητήρες UAV (Unmanned Aerial Vehicles) και άλλες πηγές απομακρυσμένης ανίχνευσης θα ενισχύσει την ποιότητα των μοντέλων παρακολούθησης και ανάλυσης της αστικοποίησης.

Η χρήση τεχνολογιών τεχνητής νοημοσύνης (AI) και μηχανικής μάθησης θα επιτρέπει την ανάπτυξη πιο ακριβών μοντέλων για την εκτίμηση των τάσεων της αστικοποίησης και των επιπτώσεών της. Αυτές οι τεχνολογίες μπορούν να συμβάλουν στην πιο ακριβή πρόβλεψη των μελλοντικών αστικών τάσεων και στη λήψη πιο ενημερωμένων αποφάσεων για τη διαχείριση των αστικών περιοχών και της ανάπτυξης.