Εκτιμώντας την άναρχη δόμηση χρησιμοποιώντας τηλεπισκοπικά δεδομένα και μετρικές τοπίου...
Από RemoteSensing Wiki
Εκτιμώντας την άναρχη δόμηση χρησιμοποιώντας τηλεπισκοπικά δεδομένα και μετρικές τοπίου: Μελέτη περίπτωσης της πόλης της Tshwane της Νότιας Αφρικής (1984-2015)
Πρωτότυπος τίτλος: Assessing urban sprawl using remote sensing and landscape metrics: A case study of city of Tswane, South Africa (1984-2015)
Συγγραφείς: James Magidi, Fethi Ahmed
Δημοσιεύθηκε: The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
Λέξεις-Κλειδιά: δομημένες περιοχές, ΓΣΠ, τηλεπισκόπηση, μετρικές τοπίου, άναρχη δόμηση, Tswane
Εισαγωγή
Η αστικοποίηση αποτελεί ένα φαινόμενο που απασχολεί τόσο τις ανεπτυγμένες όσο και τις αναπτυσσόμενες κοινωνίες. Η παρακολούθηση και η χαρτογράφηση της άναρχης δόμησης αποτελεί ένα απαραίτητο συστατικό για έναν επιτυχή αστικό σχεδιασμό.
H συγκεκριμένη μελέτη επικεντρώνεται στα χαρακτηριστικά της άναρχης δόμησης στην πόλη της Tswane στη Νότιο Αφρική (CoT) κατά την περίοδο 1984-2015, χρησιμοποιώντας εικόνες Landsat. Ο συγγραφέας χαρτογράφησε την κάλυψη γης στην ως άνω πόλη με την επιβλεπόμενη μέθοδο ταξινόμησης, η οποία συνοδεύτηκε με τεχνικές μεταταξινόμησης για τον προσδιορισμό τον μεταβολών. Έτσι προέκυψε ότι μεταξύ του ανωτέρω χρονικού διαστήματος υπήρχε μία αύξηση 109% στις δομημένες περιοχές, αποτέλεσμα που επιβεβαιώθηκε επίσης και από τις μετρικές τοπίου.
Οι μετρικές τοπίου είναι δύο ειδών: συνθετική και ρυθμιστική μετρική. Οι συνηθέστεροι συνθετικοί δείκτες είναι ο δείκτης ποικιλομορφίας του Shannon (SHEI) και η πυκνότητα πλούτου γεωτεμαχίου (PRD). Άλλος δείκτης που χρησιμοποιείται είναι η εντροπία του Shannon, ο οποίος δείχνει την κατανομή της συγκέντρωσης στο χώρο, ο οποίος παίρνει τιμές από 0 (συγκέντρωση σε μία περιοχή) μέχρι 1 (ομοιόμορφη κατανομή σε διάφορες περιοχές).
Μεθοδολογία
Περιοχή ενδιαφέροντος είναι η πόλη της Tshwane (coT) η οποία αποτελεί το διαχειριστικό κέντρο της Νοτιοαφρικανικής δημοκρατίας. Πρόκειται για μία μεγάλη πόλη με κλίμα υποτροπικό, με καυστά και βροχερά καλοκαίρια και δριμείς και ξηρούς χειμώνες.
Τα βήματα που ακολουθήθηκαν στη συγκεκριμένη μελέτη για τον προσδιορισμό της άναρχης δόμησης είναι τα εξής:
- Προεπεξεργασία εικόνων
Εικόνες από τους δορυφόρους Landsat και OLI, χωρίς συννεφοκάλυψη που απεικονίζουν δύο διαφορετικές περιοχές, υπεβλήθησαν σε συγχωνεύσεις, προσαρμόστηκαν στη συνέχεια στα όρια της περιοχής μελέτης και απέκτησαν γεωαναφορά, ενώ όλα τους τα κανάλια μετασχηματίστηκαν στη χωρική ανάλυση των 30μ.
- Ταξινόμηση χρήσεων/κάλυψης γης
Ο συγγραφέας ψηφιοποίησε πολλαπλές περιοχές εκπαίδευσης στο ψευδοχρωματικό έγχρωμο σύνθετο της τηλεπισκοπικής απεικόνισης και οι ιδιότητες που προστέθηκαν σε αυτές βασίστηκαν σε γνώσεις ειδικευμένων επιστημόνων. Εφήρμοσε τον αλγόριθμο της μέγιστης πιθανοφάνειας, μέσω του οποίου δημιουργήθηκαν οι θεματικές κατηγορίες: δομημένο περιβάλλον, νερό, φυσική βλάστηση και καλλιέργειες, στα πρότυπα του Νοτιοαφρικανικού συστήματος ταξινόμησης του 1996. Ακολούθησε μεταταξινόμηση σε δύο κατηγορίες: αστικές και μη αστικές περιοχές.
- Εκτίμηση ακριβείας
Προκειμένου να εξακριβωθεί αν τα στοιχεία ήταν ακριβή, έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων με τις αεροφωτογραφίες και τους τοπογραφικούς χάρτες από το εθνικό γεωχωρικό πληροφοριακό σύστημα στη Νότιο Αφρική.
- Ανίχνευση αλλαγής (Delta)
Μεταταξινομικές μέθοδοι ανίχνευσης αλλαγής (Delta) αξιοποιήθηκαν για την απεικόνιση και την ποσοτικοποίηση της άναρχης δόμησης.
- Ποσοτικοποίηση της άναρχης δόμησης χρησιμοποιώντας μετρικές τοπίου
Έπειτα από την ταξινόμηση και την ανάλυση των εικόνων ακολούθησε υπολογισμός των μετρικών τοπίου για κάθε θεματικό χάρτη. Δια μέσω του Patch Analyst πρόσθετου προγράμματος στο ArcGIS υπολογίστηκαν 12 μετρικές. Οι μετρικές αυτές αφορούν δείκτες για τα μεγέθη των γεωτεμαχίων καθώς και τις σχέσεις των μεγεθών αυτών μεταξύ τους.
Αποτελέσματα
Οι χάρτες κάλυψης γης δείχνουν μία προφανή διαχρονική αύξηση στην άναρχη δόμηση, με τις αμιγώς δομημένες περιοχές να επεκτείνονται στα μη αστικά περιβάλλοντα. Από το 1984 ως το 2015 ο αστικός χώρος παρουσίασε αύξηση σε έκταση 109,14%, με την αναλογία κτιστού-άκτιστου να αυξάνεται από 12,77% σε 26,10%. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αύξηση σε χτισμένο χώρο παρουσιάζει μία θετική συσχέτιση με την αύξηση του πληθυσμού στο ίδιο διάστημα. Ο υψηλότερος ρυθμός επιδείνωσης της άναρχου δομήσεως έλαβε χώρο στο χρονικό διάστημα 1984-1986, κατά το οποίο οι αστικές περιοχές αυξήθηκαν περίπου κατά το ¼.
Στη συνέχεια ο συγγραφέας παρουσιάζει τα αποτελέσματα που εξήχθησαν μέσω της μετρικής τοπίου, τα οποία παρουσιάζουν, όπως επισημαίνει, δύο τάσεις: μία θετική (κατά πλειονότητα) και μία αρνητική. Για παράδειγμα, ο αριθμός των γεωτεμαχίων (NUMP) παρουσιάζει μείωση, πράγμα που εξηγείται εύκολα καθώς πολλά από τα γεωτεμάχια συγχωνεύτηκαν σε μεγαλύτερα. Τα αποτελέσματα αυτά τα συσχετίζει με ανάλογα αποτελέσματα ερευνητών σε άλλες μεγάλες πόλεις (π.χ. Αθήνα, Κωνσταντινούπολη).
Τέλος, γίνεται μία αναφορά σε διάφορους παράγοντες αστικοποίησης, ειδικά για την αφρικανική πόλη, αλλά και γενικότερα (εκβιομηχάνιση, βελτίωση οδικού δικτύου και υποδομών μεταφορών). Κατά την άποψή του δε, η άναρχη δόμηση στη νοτιοαφρικανική πόλη οφείλεται πιθανόν στους πόρους, την αλλαγή του προηγουμένως δυσμενούς θεσμικού πλαισίου (apartheid), το παγκόσμιο κύπελλο του 2010, καθώς και τις νέες πολιτικές ενθάρρυνσης αναπτυξιακών πρωτοβουλιών.
