Δημιουργία μοντέλου πρόβλεψης κατολισθήσεων με χρήση τηλεπισκόπησης, GIS και γεωλογίας πεδίου
Από RemoteSensing Wiki
Πηγή
GEOTHAI’07 International Conference on Geology of Thailand: Towards Sustainable Development and Sufficiency Economy
Τίτλος Κειμένου
Landslide prediction model using remote sensing, GIS and field Geology: A case study of Wang Chin district, Phrae province, northern Thailand
Συγγραφείς
Suree Teerarungsigul, Chongpan Chonglakmani, Friedrich Kuehn
Εισαγωγή
Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται στην Ταϊλάνδη αυξημένη συχνότητα κατολισθήσεων. Μεγάλα ορεινά τμήματα εκτίθενται στους κινδύνους κατολισθήσεων, οι οποίες στις περισσότερες περιπτώσεις αποτελούν ροή συντριμμιών και προκαλούνται από έντονη και συνεχή βροχόπτωση. Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στην αξιολόγηση του κινδύνου κατολισθήσεων στην περιοχή Wang Chin της επαρχίας Phrae της Βόρειας Ταϊλάνδης, η οποία επλήγη από μια καταστροφική κατολίσθηση στις 4 Μαΐου 2001. Σκοπός είναι η αξιολόγηση του κινδύνου καθίζησης εδάφους σε μια περιφερειακή κλίμακα (1:50000 έως 1:100000). Η έρευνα βασίζεται σε ένα κατάλογο υπαρκτών κατολισθήσεων και σε διάφορους παράγοντες που συνδέονται με τις κατολισθήσεις και διακρίνονται σε γεωλογικούς, τοπογραφικούς, υδρολογικούς καθώς και στην κατάσταση της βλάστησης. Τα δεδομένα αυτά συγκεντρώθηκαν με την βοήθεια της τηλεπισκόπησης και επαληθεύτηκαν από την έρευνα στο πεδίο. Στη συνέχεια μετατράπηκαν σε ψηφιακή μορφή και αποθηκεύτηκαν σε βάση δεδομένων του GIS. Ακολούθως, έγινε ανάλυση με τεχνικές GIS με βάση τη μεθοδολογία της διμεταβλητής πιθανότητας και ανάλυσης βαρών και παρήχθη το μοντέλο πρόβλεψης κατολίσθησης και ο χάρτης κινδύνου κατολίσθησης.
Δεδομένα
Η χαρτογράφηση των κατολισθήσεων επιτυγχάνεται με χρήση των δορυφορικών εικόνων Landsat 7, Aster και IRS-1D. Τα δεδομένα αυτά λαμβάνονται μετά από μια κατολίσθηση και κατά την εποχή της πράσινης βλάστησης. Οι εικόνες αυτές δίνουν πληροφορίες σχετικά με την επιφάνεια του εδάφους που σχετίζονται με το φαινόμενο, όπως η ακριβής τοποθεσία της κατολίσθησης και οι χρήσεις/καλύψεις γης. Χαρακτηριστικά όπως πτυχώσεις στο έδαφος, διακοπή της βλάστησης, και διαφορές στην εδαφική υγρασία είναι γενικά ευδιάκριτα σε δορυφορικές εικόνες. Ο δορυφόρος Landsat όμως λόγω της μικρής ανάλυσης δεν είναι πάντα κατάλληλος για χαρτογράφηση κατολισθήσεων. Για αυτό το λόγο, χρησιμοποιείται μια συγχώνευση των εικόνων Aster και IRS-1D που διαθέτει την μεγάλη χωρική ανάλυση των IRS-1D εικόνων (5 x 5 m) και τη σύνθεση καναλιών 1,2 και 3 των Aster εικόνων.
Μεθοδολογία
Το πρώτο στάδιο περιλαμβάνει την επιλογή, συλλογή και αποθήκευση των δεδομένων που έχουν προκύψει μέσω τηλεπισκόπησης και έρευνας στο πεδίο. Η κλίση του εδάφους, η πτυχή κλίσης, τα υψόμετρα και η κατεύθυνση ροής προέκυψαν από ένα ψηφιακό μοντέλο επιφάνειας με χωρική ανάλυση 15 x 15 m μέσω εικόνων του δορυφόρου ASTER. Ο δείκτης βλάστησης και τα χαρακτηριστικά σχήματα του εδάφους παρήχθησαν από εικόνες του ενισχυμένου θεματικού χαρτογράφου του δορυφόρου Landsat 7. Η τοποθεσίες των κατολισθήσεων συγκεντρώθηκαν από τον δορυφόρο Landsat 7 χωρικής ανάλυσης 30 x 30 m , τις παγχρωματικές εικόνες του IRS-1D χωρικής ανάλυσης 5 x 5 m και τις εικόνες του δορυφόρου ASTER χωρικής ανάλυσης 15 x 15 m. Τα στοιχεία χρήσεων και καλύψεων γης καθώς και τα γεωλογικά δεδομένα προήλθαν από το Τμήμα Ανάπτυξης Περιβάλλοντος και το Τμήμα Ορυκτών Πόρων. Οι παράγοντες που επηρεάζουν τις κατολισθήσεις είναι κυρίως η λιθολογία, τα χαρακτηριστικά σχήματα του εδάφους, το υψόμετρο, η κλίση του εδάφους, ο προσανατολισμός της κλίσης, οι χρήσεις/καλύψεις γης, ο δείκτης βλάστησης, η κατεύθυνση ροής ενός υδροκρίτη, ο τύπος του εδάφους κ η τοποθεσία των προηγούμενων κατολισθήσεων. Όλα τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν, αποθηκεύτηκαν σε βάση δεδομένων GIS και όλοι οι χάρτες κατασκευάστηκαν με χρήση του λογισμικού Arc View 3.2. Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε στην έρευνα για τους κινδύνους κατολίσθησης ονομάζεται ανάλυση διμεταβλητής πιθανότητας. Σε αυτή τη μέθοδο δημιουργείται ένας στατιστικός συσχετισμός μεταξύ της πιθανότητας να συμβεί ένα περιστατικό καθίζησης και στους παράγοντες που το επηρεάζουν. Αρχικά, ανιχνεύεται η πιθανότητα σύνδεσης μιας κατολίσθησης με έναν από τους παράγοντες που μελετώνται με βάση τη συχνότητα εμφάνισης τους σε παλαιότερες κατολισθήσεις. Στη συνέχεια, υπολογίζεται η πιθανότητα κατολίσθησης για ολόκληρη την περιοχή και γίνεται σύγκριση των 2 πιθανοτήτων που έχουν βρεθεί από την οποία προκύπτουν κάποιες αναλογίες. Ακολούθως, εκτιμήθηκε η σημασία κάθε παράγοντα και δόθηκε σε κάθε έναν το κατάλληλο βάρος. Στο τελικό στάδιο γίνεται ένας συνδυασμός των αναλογιών και των βαρών που έχουν προκύψει ώστε να δημιουργηθεί η ζώνη επικινδυνότητας κατολίσθησης. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ο χάρτης επικινδυνότητας κατολισθήσεων στον οποίον έχουν χρωματιστεί οι διάφορες περιοχές ανάλογα με την πιθανότητα εμφάνισης κατολίσθησης. Ο χάρτης αυτός επαληθεύτηκε με βάση υπάρχοντα δεδομένα κατολισθήσεων.
Συμπεράσματα
Οι παράγοντες που επηρεάζουν τις κατολισθήσεις είναι πολλοί αλλά στην εργασία αυτή επιλέχθηκαν οι 9 πιο σημαντικοί που αναφέρθηκαν παραπάνω. Με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας και την εξέταση κάθε παράγοντα που επηρεάζει τις καθιζήσεις του εδάφους, η κύρια αιτία των καθιζήσεων μπορεί να αποδοθεί στην ύπαρξη κάποιων αδύναμων χαρακτηριστικών επιπέδων στο έδαφος σε σχέση και με τοπογραφικούς και άλλους παράγοντες. Η διαδικασία επαλήθευσης κατέδειξε μια σημαντική συμφωνία μεταξύ του τελικού χάρτη και των υπαρχόντων δεδομένων από κατολισθήσεις, γεγονός που επικυρώνει την δυνατότητα εφαρμογής των συγκεκριμένων μεθόδων και προσεγγίσεων. Τα τελικά αποτελέσματα είναι πολύ σημαντικά για την διερεύνηση του κινδύνου κατολισθήσεων, την πρόληψη, τον ορθότερο προγραμματισμό των χρήσεων γης και την ανάπτυξη για το μέλλον.
