Δορυφορική Τηλεπισκόπιση εντοπισμού διαχρονικών αλλαγών σε αστικά περιβάλλοντα
Από RemoteSensing Wiki
Πηγή: http://spie.org/newsroom/technical-articles-archive/3502-satellite-based-multitemporal-change-detection-in-urban-environments?highlight=x2420&ArticleID=x44379 (πρόσβαση 1/1/2016)
Αρχικό άρθρο: Chang Ni-Bin. (2011). Satellite-based multitemporal - change detection in urban environments. SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1201101.003502.
Η αστικοποίηση ορίζεται ως την φυσική ανάπτυξη των αστικών περιοχών. Η βελτίωση της διαχείρισης της γης εξαρτάται από την ικανότητα της παρακολούθησης, σε πραγματικό χρόνο, της αλλαγής των χρήσεων/καλύψεων γης, ώστε να εντοπιστούν έγκαιρα λύσεις για μια σειρά από αναπτυξιακά θέματα αστικού / αγροτικού χώρου. Για τον εντοπισμό αλλαγών είτε διαχρονικά είτε για απότομες αλλαγές, οι δέκτες και η υπολογιστική ικανότητα των ταξινομητών που χρησιμοποιήθηκαν πρέπει να είναι ορθά ολοκληρωμένοι. Η τεχνολογία δορυφορικής τηλεπισκόπισης υψηλής ανάλυσης και η αντίστοιχη επιστήμη που σχετίζεται με την εκτίμηση των καλύψεων/χρήσεων γης σε αστικές περιοχές χρησιμοποιούν ένα ευρύ φάσμα εικόνων και αλγορίθμων για ποικίλες εφαρμογές.
Η περιοχή μελέτης της εργασίας εντοπίζεται στην ραγδαία αναπτυσσόμενη πόλη Dalian (China) και πιο συγκεκριμένα στην Dalian Development Area (DDA). Έγινε χρήση δορυφορικών εικόνων από το 2003 έως το 2007, οι οποίες στηρίζουν αποτελεσματικά την παρακολούθηση ραγδαίων αλλαγών λόγω αστικής εξάπλωσης και των εγγειοβελτιωτικών έργων σε παράκτιες περιοχές. Λόγω παρόμοιας ανακλαστικότητας αρκετών από τις κλάσεις, εισήχθηκαν κανονικοποιημένοι δείκτες για την βελτίωση των αποτελεσμάτων. Έπειτα έγινε επαλήθευση των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης σύμφωνα με δεδομένα από καταγραφή επί του πεδίου.
Συνοπτικά, αναπτύχθηκε μια νέα προσέγγιση ταξινόμησης καλύψεων και χρήσεων γης η οποία βασίστηκε σε ένα καινοτόμο αλγόριθμο μηχανικής μάθησης. Εφαρμόστηκε η προτεινόμενη αυτή προσέγγιση σε δύο εικόνες από τον SPOT-5, των οποίων η λήψη έγινε το 2003 και το 2007. Εντέλει παρήχθηκαν χάρτες ταξινόμησης με 6 κλάσεις και χωρική ανάλυση 2,5 μέτρα. Για να βελτιωθεί η ακρίβεια πρόβλεψης, εξήχθηκαν επιπλέον χαρακτηριστικά από τις αρχικές εικόνες τα οποία λήφθηκαν υπόψη κατά τη διαδικασία ταξινόμησης. Για να διασφαλιστεί η αειφορία στον αστικό χώρο, οι διαχρονικές χορτολιβαδικές εναλλαγές, η κάλυψη από νερό και τα κτίρια λόγω αστικής εξάπλωσης, τα παράκτια εγγειοβελτιωτικά έργα, η αύξηση του πληθυσμού και η μετανάστευση, αντίστοιχα όλα μαζί απεικονίζουν τη διαδικασία της αστικοποίησης, η οποία αντικατοπτρίζει τις επιπτώσεις της οικονομικής ανάπτυξης. Τα αποτελέσματα της μελέτης θα επιτρέψουν την ανάπτυξη ενός συστήματος πλήρους κλίμακας για την ανίχνευση ταχέων αλλαγών για την παρακολούθηση της αστικοποίησης που προκαλείται από ανθρώπινες δραστηριότητες και φυσικές καταστροφές.
Συμβολή τηλεπισκόπισης
Όπως φαίνεται από τις ταξινομημένες εικόνες, η αστικοποίηση μέσα σε 4 χρόνια στην περιοχή μελέτης, υπήρξε εντόνως ραγδαία. Η τηλεπισκόπιση μέσω των δορυφορικών εικόνων, αλλά και ταυτόχρονα της όλο και πιο αποτελεσματικής τεχνολογίας, δίνει τη δυνατότητα αναλυτικής καταγραφής και της βέλτιστης ταξινόμησης. Οι δυνατότητες αυτές προσδίδουν στους μελετητές την ικανότητα ολιστικής εκτίμησης της πραγματικότητας της περιοχής και συνεπώς η τηλεπισκόπιση αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο που μέσω της συμβολής στη διαδικασία λήψης αποφάσεων, να οδηγήσει στα κατάλληλα μέτρα για την προστασία της περιοχής από την άκρατη αστική εξάπλωση.
