Επιλέγοντας εκτάσεις για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας: ο ρόλος της τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

Selecting and conserving lands for biodiversity: The role of remote sensing

Συγγραφείς: John Wiens, Robert Sutter, Mark Anderson, Jon Blanchard, Analie Barnett, Naikoa Aguilar-Amuchastegui, Chadwick Avery, Stephen Laine

Πηγή: Remote Sensing of Environment 113 (2009) 1370–1381

Εισαγωγή

Οι προστατευόμενες περιοχές είναι ο ακρογωνιαίος λίθος της διατήρησης της βιοποικιλότητας.Η αποτελεσματικότητα των δράσεων προστασίας της βιοποικιλότητας πρέπει να παρακολουθείται και να επανεκτιμάται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Η τηλεπισκόπηση παίζει ένα σημαντικό ρόλο στο να τεθούν χωρικές προτεραιότητες στην εστίαση προσπαθειών διατήρησης, στο να αποτιμήσει την κατάσταση και τις επικρατούσες συνθήκες των περιοχών-στόχων και στην παρακολούθηση της αποτελεσματικότητας συγκεκριμένων στρατηγικών διατήρησης. Για να γίνει αυτό κατανοητό στη συνέχεια θα αναπτυχθούν τρεις μελέτες περίπτωσης που είναι ακόμη σε εξέλιξη από τον οργανισμό «The Nature Conservancy» (TNC) στην Αμερική.

Μελέτη περίπτωσης Νο1: Επαλήθευση πλημμύρας και καθορισμός προτεραιοτήτων για τη διατήρηση της πλημμυρικής πεδιάδας στη λεκάνη απορροής του ποταμού Connecticut

Το μήκος του ποταμού είναι 660χλμ. και οι εκτάσεις στην πλημμυρική του πεδιάδα αποτελούνται από σφενδάμια, ιτιές, φτελιές, ποώδη βλάστηση και αγριολούλουδα. Στη ροή του ποταμού παρεμβάλλονται 2600 φράγματα εκ των οποίων τα 65 είναι για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τον έλεγχο πλημμυρών. Αρχικά έγινε ένα μοντέλο GIS για να περιγράψει τις ποτάμιες διαδικασίες. Με την επικάλυψη διαφορετικών δορυφορικών εικόνων (30-m ανάλυση, Landsat Thematic Mapper-ETM+) από τον Απρίλη (πλημμυρικό γεγονός) και το Σεπτέμβρη (ξηρή περίοδος) και τη χρήση δείκτη που προκύπτει από τα κανάλια 4 και 7, γίνεται ο διαχωρισμός πλημμυρισμένων και μη πλημμυρισμένων εκτάσεων. Η ανάλυση των εικόνων έγινε με τη βοήθεια του λογισμικού ERDAS Imagine 9.0 και χρησιμοποιήθηκε επιπλέον επίπεδο κλίσεων εδάφους για να διαχωρισθούν οι πλημμυρισμένες πεδιάδες από φασματικά παρόμοιες περιοχές σκιάς (Εικόνα 1). Με χρήση μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης δημιουργήθηκαν 15 κατηγορίες στη σύνθετη εικόνα 1d με ακρίβεια 96% τόσο για τις πλημμυρισμένες όσο και για τις μη πλημμυρισμένες εκτάσεις. Επίσης διαχωρίστηκαν τα δάση από άλλες παραποτάμιες καλύψεις γης.

Μελέτη περίπτωσης Νο2: Εκτίμηση της κατάστασης μακρύφυλλων πευκοδασών στη φλώριντα

Η μεγαλύτερη αεροπορική βάση της Αμερικής βρίσκεται σε αυτό το δάσος. Η περιοχή χαρακτηρίζεται από σπάνια και ενδημικά είδη. Αναπτύχθηκε μοντέλο με το GIS για την παρούσα οικολογική περιγραφή της περιοχής και για την εγκαθίδρυση των επιθυμητών μελλοντικών συνθηκών (διατήρηση κάποιων περιοχών και αποκατάσταση κάποιων άλλων από φωτιά λόγω των δοκιμών όπλων). Τα κριτήρια του μοντέλου που αφορούσαν την εδαφική κάλυψη προήλθαν από δορυφορικές εικόνες (30-m Landsat 4 Thematic Mapper, TM) και ταξινόμηση με χρήση του προγράμματος Coastal ChangeAnalysis Program (C-CAP). Το μοντέλο «τρέχει» κάθε χρόνο με νέα δορυφορικά δεδομένα ώστε να εντοπίζονται οι αλλαγές στην αποκατάσταση (Εικόνα 2).

Μελέτη περίπτωσης Νο3: Εκτίμηση της αποτελεσματικότητας στρατηγικών διατήρησης δασών

Στην παρούσα μελέτη καθορίζονται οι αλλαγές στη δασική κάλυψη σε μεγάλες εκτάσεις που καλύπτονται από διαφορετικά είδη δασών και διαφορετικούς στόχους διαχείρισης που η πρόσβαση στις περιοχές αυτές με άλλον τρόπο δεν ήταν εφικτή. Η χρήση τηλεπισκόπησης απαιτεί κατάλληλη ευαισθησία και χωρική κλίμακα αλλά και ευελιξία στο χρόνο και στα διαφορετικά διαχειριστικά αντικείμενα των οικοσυστημάτων. Μια μεγάλη γκάμα αισθητήρων όπως οι Landsat TM, ETM+, IRS and SPOT και πιο πρόσφατα οι ALOS, EO-1 ALI, ASTER με χωρική ανάλυση 15-30μ. μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην παρούσα μελέτη. Τελικά οι δορυφορικές εικόνες πάρθηκαν απο τον Landsat διότι υπάρχουν δεδομένα τουλάχιστον 30 χρόνων. Οι αλλαγές στη φωτεινότητα (brightness-Β), στο πρασίνισμα (greenness- G) και στην υγρασία (wetness-W) που προκύπτουν από τον μετασχηματισμό Tasseled Cap (TCT) των εικόνων που πάρθηκαν μεταξύ των περιόδων μελέτης, χρησιμοποιήθηκαν για την ανίχνευση και την ταξινόμηση των αλλαγών, που σχετίζονται με τις πρακτικές διαχείρισης και της δυναμικής των δασών (ανάπτυξη, απώλεια, συχνότητα πυρκαγιών, φύτευση, ξηρασία). Οι αλλαγές στους τρεις αυτούς δείκτες (B, G, W) συναρτήσει του χρόνου παρουσιάζονται σε μια τρικάναλη εικόνα αλλαγών (ΔBGW) και κατόπιν ταξινομούνται (Εικόνα 3).

Συμπεράσματα

Η τηλεπισκόπηση δύναται να συνδυάσει χωρικά και χρονικά δεδομένα διαφορετικής ανάλυσης για να απαντήσει σε ερωτήσεις τοπικής ή ευρύτερης κλίμακας. Επίσης ο συνδυασμός με επίγειες μετρήσεις αλλά και η συνεργασία με άλλους επιστήμονες, δεδομένου ότι η ποσότητα των δεδομένων είναι μεγάλη και δύσκολα ερμηνεύσιμη, αυξάνει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της φωτοερμηνείας. Τέλος η εύστοχη διατύπωση και προσέγγιση των ερευνητικών προβλημάτων μειώνει το κόστος χρήσης της τηλεπισκόπησης, δεδομένου ότι έτσι παράγεται μικρότερος αριθμός δεδομένων.