Ενσωμάτωση της τηλεπισκόπισης και τεχνικών Γ.Σ.Π. για εφαρμογές παρακολούθησης κατολισθήσεων
Από RemoteSensing Wiki
Πίνακας περιεχομένων |
Περίληψη
Με το πλεονέκτημα της περιοδικότητας και της μεγάλου γεωγραφικού εύρους παρατήρησης η χρήση τηλεπισκόπισης σε συνδυασμό με τα Γ.Σ.Π. και μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στο να προβλεφθεί ο κίνδυνος κατολισθήσεων. Οι χρήσεις γης και οι θερμοκρασίες έχουν ληφθεί από τον Landsat. Τα υψόμετρα και οι κλήσεις ελήφθησαν από ψηφιακό μοντέλο εδάφους που δημιουργήθηκε από αεροφωτογραφίες και με συνδυασμούς των παραπάνω δεδομένων δημιουργήθηκαν οι χάρτες για τα υπόγεια ύδατα. Από αυτά μέσω απλών αλγορίθμων δημιουργήθηκαν διαφορετικές ζώνες επικινδυνότητας οι οποίες μέσω επεξεργασίας με Γ.Σ.Π. δημιουργήθηκαν οι τελικοί χάρτες.
Εισαγωγή
Οι κατολισθήσεις είναι από τις μεγαλύτερες φυσικές καταστροφές σε πολλές χώρες και η πρόβλεψη δύσκολη γιατί η περιπλοκότητα των παραγόντων και η σχέσεις μεταξύ τους ποικίλλει. Οι παράγοντες είναι συνήθως η γεωλογία, ο τύπος των εδαφών, η θερμοκρασία της επιφανείας, οι χρήσεις γης, το επίπεδο των υπόγειων υδάτων, ο προσανατολισμός της κλίσης, η κλήση και το υψόμετρο κτλ. Κανονικά οι αιτίες της κατολίσθησης προσδιορίζονται με δειγματοληψία εδάφους, κλήσης, επιπέδου υπογείων υδάτων γεωλογίας κλτ. Αυτό είναι δύσκολο να γίνει για μεγάλες εκτάσεις αλλά με την εισαγωγή των Γ.Σ.Π. όλες οι πληροφορίες μπορούν να συνδυαστούν και να αναλυθούν ώστε να προκύψει η πιθανότητα κατολίσθησης για μια συγκεκριμένη περιοχή. Ο σκοπός της έρευνας αυτής είναι να προσδιορίσει μια κατάλληλη μεθοδολογία πρόβλεψης κατολισθήσεων στην περιοχή μελέτης του Grenting Sempah που καλύπτει μια έκταση 8 Χ 10 χιλιόμετρα με δεδομένα από τον δορυφόρο Landsat 5 TM.
Εικόνα 1: Η περιοχή μελέτης
Επεξεργασία και εξαγωγή πληροφορίας
Στη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν διάφορα είδη δεδομένων. Μερικά απ αυτά ήταν τα δεδομένα της θερμοκρασίας εδάφους και των χρίσεων γης από τον Landsat-5 TM, της στάθμης των υπογείων υδάτων και αεροφωτογραφίες για τον προσδιορισμό του ψηφιακού μοντέλου εδάφους. Δεδομένα όπως η γεωλογία, το τύπος του εδάφους και η βροχόπτωση δεν συμπεριλήφθηκαν στην επεξεργασία
Η θερμοκρασία της επιφανείας
Η θερμοκρασία επιφανείας είναι έντονα συσχετισμένη με το επίπεδο των υπογείων υδάτων και χρησιμοποιείται συνήθως από ερευνητές για την πρόβλεψη κατολισθήσεων. Το κανάλι 6 του Landsat-5 TM διορθώθηκε για σφάλματα λόγο παρεμβολής της ατμόσφαιρας και υπολογίστηκε η θερμοκρασία εδάφους. Οι θερμοκρασίες όπως φαίνονται στην εικόνα 2 κυμαινόντουσαν από 24 μέχρι 34 βαθμούς Κελσίου και σύμφωνα με παλαιότερες μελέτες (Shikada, 1994) οι περισσότερες περιοχές που κατολίσθησαν είχαν θερμοκρασίες μεταξύ 24 και 26 βαθμών..
Εικόνα 2: Θερμοκρασίες επιφανείας εδάφους
Το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους
Το ψηφιακό μοντέλο εδάφους δημιουργήθηκε από ζεύγος αεροφωτογραφιών και στη συνέχεια παράχθηκε ο χάρτης κλίσεων. Και το ψηφιακό μοντέλο εδάφους συνυπολογίστηκαν με συγκεκριμένους αλγορίθμους ώστε να παραχθεί ο χάρτης επικινδυνότητας. Μια τρισδιάστατη απεικόνιση του ψηφιακού μοντέλου εδάφους φαίνεται στην εικόνα 3. Από μελέτες (Gao, 1995) οι περισσότερες κατολισθήσεις συμβαίνουν μεταξύ 400 και 500 μέτρων σε κλίσης μεταξύ 35 και 45 μοιρών
Εικόνα 3: Τρισδιάστατη απεικόνιση ψηφιακού μοντέλου εδάφους
Χρήσεις Γης
Μετά από επεξεργασία των φωτογραφιών του Landsat-5 TM συντάχθηκε χάρτης χρήσεων γης με 4 κατηγορίες (Δάσος, θαμνώδεις εκτάσεις, αγροτική γη και αστικές περιοχές) με χρήση επιβλεπόμενης κατηγοριοποίησης και την μέθοδο nearest neighbour. Ο χάρτης που φαίνεται στην εικόνα 4 χωρίζεται σε ζώνες επικινδυνότητας βάση των μελετών του Morgan (1986).
Εικόνα 4: Χάρτης χρήσεων γης
Χάρτης υπογείων υδάτων
Ο χάρτης υπογείων υδάτων δημιουργήθηκε από τον συνδυασμό των παραπάνω δεδομένων που εμπεριέχουν τη κλήση των εδαφών, το υψόμετρο, το κανάλι 6 του Landsat, και τον κανονικοποιημένο δείκτη βλάστησης (NDVI). Το αποτέλεσμα φαίνεται στην εικόνα 5 με τη στάθμη των υπογείων υδάτων να κυμαίνεται από 0 έως 18 μέτρα υπό την επιφάνεια. Οι υγρές και αγροτικές περιοχές έχουν ρηχά νερά και σύμφωνα με τον Takagi (1991), οι περισσότερες κατολισθήσεις συμβαίνουν σε βάθη υδροφόρου από 3 έως 6 μέτρα.
Αρχείο:Rswiki landslide1 img5.jpg
Εικόνα 5: Χάρτης στάθμης υπογείων υδάτων
Eρμηνία
Όλα τα δεδομένα επεξεργάστηκαν με χρήση λογισμικού ILWIS 2.02. Τα δεδομένα κατηγοριοποιήθηκαν σε διαφορετικές ζώνες επικινδυνότητας και συνδυάστηκαν ώστε να προκύψουν οι τελικοί χάρτες επικινδυνότητας (Εικόνες 6 και 7). Η εικόνα 7 δείχνει ότι ο κίνδυνος βρίσκεται κυρίως κοντά στις άκρες του δρόμου και στις αγροτικές περιοχές. Αυτές οι περιοχές έχουν συνήθως θερμοκρασίες 24 με 26 βαθμών Κελσίου, υψόμετρα μεταξύ 400 και 500 μέτρων και στάθμη υπογείων υδάτων μεταξύ 3 και 6 μέτρων. Παρότι δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι αυτές οι περιοχές είναι πράγματι επίφοβες για κατολίσθηση ο συνδυασμός των παραπάνω παραγόντων δείχνει ότι αυτές οι περιοχές είναι ποιο επικίνδυνες από άλλες στην περιοχή μελέτης.
Εικόνα 6: Χωρική βάση δεδομένων του Γ.Σ.Π.
Εικόνα 7: Χάρτης κινδύνου κατολίσθησης από συνδυασμό όλων των παραπάνω παραγόντων
Συμπέρασμα
Η μελέτη δείχνει ότι οι μέθοδοι τηλεπισκόπισης σε συνδυασμό με τα Γ.Σ.Π. μπορούν να αποτελέσουν ένα χρήσιμο εργαλείο για να μελετηθούν πιθανώς επικίνδυνες για κατολίσθηση περιοχές. Παρόλα αυτά η ακρίβεια των τελικών αποτελεσμάτων εξαρτάται από συγκεκριμένες παραμέτρους στο σύνολο των δεδομένων. Στην περίπτωσή αυτή δεν ενσωματώθηκαν όλες οι απαραίτητες παράμετροι λόγο έλλειψη δεδομένων.
