Διαχρονική παρακολούθηση των αλλαγών της κάλυψης γης (Land Cover) στο νομό Θεσσαλονίκης

Από RemoteSensing Wiki

Διαχρονική παρακολούθηση των αλλαγών της κάλυψης γης (Land Cover) στο νομό Θεσσαλονίκης με τη χρήση της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (G.I.S.)

Η Τηλεπισκόπηση και τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών αποτελούν σημαντικά εργαλεία για τη διαχρονική παρακολούθηση της κάλυψης γης και των αλλαγών που έλαβαν χώρα σε αυτή. Ο εντοπισμός μεταβολών στην κάλυψη γης με τη χρήση δεδομένων Τηλεπισκόπησης απαιτεί αφενός την επιλογή κατάλληλης μεθοδολογίας και αφετέρου την επαρκή γνώση της περιοχής μελέτης. Η ανίχνευση αλλαγών περιλαμβάνει τη χρήση διαχρονικών εικόνων πολυφασματικών δεδομένων για την αξιολόγηση των μεταβολών στην κάλυψη γης, λόγω των περιβαλλοντικών συνθηκών και των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων μεταξύ των ημερομηνιών απόκτησης των εικόνων. Ο εντοπισμός μεταβολών κάλυψης γης αποτελεί σημαντική διαδικασία στην παρακολούθηση και διαχείριση φυσικών πηγών και αστικής ανάπτυξης, διότι παρέχει ποσοτική ανάλυση της χωρικής κατανομής του πληθυσμού ενδιαφέροντος. Παρόλο που έχει αναπτυχθεί πλήθος τεχνικών εντοπισμού μεταβολών, έχει γίνει ελάχιστη έρευνα για την ποσοτική εκτίμηση της ακρίβειας αυτών των τεχνικών.

Στόχος της διατριβής είναι η διαχρονική παρακολούθηση της κάλυψης γης του νομού Θεσσαλονίκης το χρονικό διάστημα 1977-2009, με τελικό σκοπό τη χαρτογράφησή της και τον εντοπισμό των μεταβολών που έλαβαν χώρα σε αυτό το χρονικό διάστημα. Χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της «Σύγκρισης ταξινομημένων εικόνων», προκειμένου να εντοπιστούν οι μεταβολές που έλαβαν χώρα στην κάλυψη γης του νομού Θεσσαλονίκης κατά το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, με τη χρήση δεδομένων Landsat MSS και ΤΜ. Με κατάλληλη επεξεργασία και ταξινόμηση των δορυφορικών εικόνων, δημιουργήθηκαν θεματικοί χάρτες με την κάλυψη γης του νομού Θεσσαλονίκης. Η τεχνική αυτή είναι η πιο άμεση τεχνική εντοπισμού μεταβολών αλλά ενδέχεται να έχει τη μικρότερη ακρίβεια, διότι συνδυάζει τα λάθη και των δύο ταξινομήσεων. Επιπρόσθετα, το βασικό χαρακτηριστικό αυτής της μεθόδου είναι ότι η ακρίβειά της εξαρτάται από την ακρίβεια της αρχικής ταξινόμησης. Έτσι, έχοντας επιπλέον υπόψη ότι δεν υπάρχει κάποιος αλγόριθμος για την εκτίμηση της ακρίβειας του εντοπισμού μεταβολών, δόθηκε εξαρχής ιδιαίτερη βάση στην παραγωγή ταξινομημένων εικόνων όσο το δυνατόν μεγαλύτερης ακρίβειας.

Η διαχρονική παρακολούθηση βασίζεται στην επεξεργασία δορυφορικών εικόνων της περιοχής μελέτης με τεχνικές Τηλεπισκόπησης και G.I.S. Για την επεξεργασία των δορυφορικών εικόνων χρησιμοποιήθηκαν τα εξής λογισμικά: Λογισμικό ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας: Erdas Imagine 9.2 Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (G.I.S.): ArcGIS 9.

Αρχικά, εφαρμόστηκε στις εικόνες Landsat-5/ ΤΜ του 1987 και του 2009 η τεχνική της εγγραφής της εικόνας ως προς αυτή του 2004, προκειμένου να επιτευχθεί πλήρης ταύτιση για ακριβέστερο εντοπισμό των αλλαγών στην κάλυψη γης. Η δορυφορική εικόνα Landsat-2/ MSS του 1977 δεν υπέστη καμία επεξεργασία διότι η διακριτική της ικανότητα έχει ήδη βελτιωθεί από τα 79m στα 57m. Στη συνέχεια έγινε η ταξινόμηση καθεμιάς δορυφορικής εικόνας, αφού πρώτα εφαρμόστηκε μάσκα με τα όρια του νομού Θεσσαλονίκης. Οι δορυφορικές εικόνες έχουν ημερομηνίες λήψης με ενδιάμεσα διαστήματα περίπου δέκα ετών. Από την ταξινόμηση προέκυψαν θεματικοί χάρτες με την κάλυψη γης του νομού Θεσσαλονίκης , οι οποίοι έπειτα συγκρίθηκαν μεταξύ τους σε ζεύγη με την τεχνική της «σύγκρισης ταξινομημένων εικόνων». Από τη σύγκριση προέκυψαν νέοι θεματικοί χάρτες που απεικονίζουν τις μεταβολές ή μη στους διάφορους τύπους κάλυψης γης του νομού κατά το χρονικό διάστημα 1977-2009.

Από την μελέτη προκύπτουν συμπεράσματα για το είδος και το μέγεθος των μεταβολών που έλαβαν χώρα στην κάλυψη γης του νομού. Συγκεκριμένα τα κύρια συμπεράσματα που προέκυψαν από τη διαχρονική παρακολούθηση της κάλυψης γης του νομού Θεσσαλονίκης είναι ιδιαιτέρως σημαντικά. Συγκεκριμένα, από την πραγματοποίηση κλασικού οπτικού εντοπισμού μεταβολών και την εφαρμογή της ψηφιακής τεχνικής της «σύγκρισης ταξινομημένων εικόνων», προκύπτει ότι: 1. Τις τελευταίες δεκαετίες, υπάρχει μικρού βαθμού αύξηση της έκτασης των τεχνητών επιφανειών εις βάρος δασικών εκτάσεων και περιοχών με σκληροφυλλική βλάστηση και βοσκοτόπων.

Το αποτέλεσμα της ανίχνευσης αλλαγής στην αστική κάλυψη γης μπορεί να φανεί χρήσιμο στους υπεύθυνους και στους φορείς χάραξης πολιτικής για την αναγνώριση περιοχών ευαίσθητων στην αστική ανάπτυξη του εδάφους. Επίσης, μπορούν να μελετηθούν στρατηγικές βιώσιμης ανάπτυξης και διαχείρισης των αστικών περιοχών για την προστασία οριοθετημένων περιοχών εδάφους.

2. Ίσως η σημαντικότερη και πιο ανησυχητική μεταβολή που εντοπίστηκε, ήταν η συρρίκνωση της λίμνης Κορώνειας (Εικόνες 28, 29). Ενώ η λίμνη Βόλβη φαίνεται να διατηρεί σχετικά σταθερή τη στάθμη της, η λίμνη Κορώνεια τις τελευταίες δεκαετίες και ιδιαίτερα μετά το 1980, υπέστη σημαντικές παρεμβάσεις με συνέπεια τη μείωση του όγκου των υδάτων της και τη γενικότερη αλλαγή των χαρακτηριστικών της. Οι διακυμάνσεις των χαρακτηριστικών της λίμνης υπήρξαν έντονες και καταστροφικές για την περιοχή της λίμνης αλλά και για το φυσικό περιβάλλον γύρω από αυτή. Από τη διαπίστωση αυτής της μεταβολής προκύπτει το συμπέρασμα ότι η δυνατότητα διαχείρισης προβληματικών περιοχών που έχουν υποστεί έντονα τις παρεμβάσεις του ανθρώπου μέσω της διαχρονικής παρακολούθησης, αποκτά ιδιαίτερη σημασία όταν πρόκειται για οικοσυστήματα τα οποία είναι υδάτινα και υπόκεινται σε ειδικό καθεστώς προστασίας, όπως η λίμνη Κορώνεια (Συνθήκη Ramsar, 1971).

3. Παρατηρείται σταδιακή μείωση της βλάστησης, των δασών και σε μικρότερο βαθμό των γεωργικών καλλιεργειών. Οι εκτάσεις αυτές φαίνεται να έχουν μετατραπεί σε τεχνητές επιφάνειες, βοσκότοπους και μη αρδεύσιμες/ αρόσιμες εκτάσεις. Το γεγονός αυτό οφείλεται στην αυξημένη βιομηχανική ανάπτυξη και οικιστική επέκταση, στην εκδήλωση πυρκαγιών και πιθανόν στη μείωση του όγκου των υδάτων της λίμνης Κορώνειας.

Συνοπτικά λοιπόν θα λέγαμε ότι με εξαίρεση τη σημαντική μείωση της έκτασης της λίμνης Κορώνειας, οι μεταβολές στην κάλυψη γης του νομού Θεσσαλονίκης τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο, είναι σχετικά περιορισμένες και όχι ιδιαίτερα αρνητικές προς το φυσικό περιβάλλον.

Πηγή: http://invenio.lib.auth.gr/record/129564 http://invenio.lib.auth.gr/record/129564/files/GRI-2012-8974.pdf Καλτσά Σ., 2012, «Διαχρονική παρακολούθηση των αλλαγών της κάλυψης γης (Land Cover) στο νομό Θεσσαλονίκης με τη χρήση της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (G.I.S.)»