Εφαρμογή τεχνικών τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση της εξέλιξης της βλάστησης υδροβιότοπων

Από RemoteSensing Wiki

Εφαρμογή τεχνικών τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση της εξέλιξης της βλάστησης υδροβιότοπων: Μελέτη περίπτωσης των Μανγκρόβιων στις εκβολές του ποταμού Danshui, Ταϊβάν

Οι υδροβιότοποι θεωρούνται ως ένα εκ των σημαντικότερων οικοσυστημάτων στη γη. Αποτελούν μεταβατικές ζώνες μεταξύ χερσαίων και υδάτινων περιοχών. Οι μανγκρόβιοι υδροβιότοποι κυριαρχούν στα παράκτια οικοσυστήματα των τροπικών και υποτροπικών περιοχών και λειτουργούν ως πηγές ξυλείας και τροφής. Η σημαντικότητά τους έγκειται επίσης στην τεράστια οικολογική τους αξία καθώς ελέγχουν τα επίπεδα της παλίρροιας και σταθεροποιούν τις ακτές.

Τα μανγκρόβια δάση (ριζοφόρα δάση) κατά μήκος των εκβολών του ποταμού Danshui στη βόρεια Ταϊβάν θεωρούνται η μεγαλύτερη περιοχή υδροβιότοπων στο βόρειο ημισφαίριο. Στη δεκαετία του 1970, η καταστροφή τους για αστική ανάπτυξη ήταν ένα αμφιλεγόμενο ζήτημα. Τρεις προστατευόμενες περιοχές υδροβιότοπων θεσπίστηκαν την δεκαετία του 1980 και τις επόμενες δυο δεκαετίες αναπτύχθηκαν στις εκβολές του ποταμού δημιουργώντας ποικίλα ενδιαιτήματα. Η εξάπλωση των δασών ήταν σχετικά δύσκολο να χαρτογραφηθεί. Η δημοσίευση αυτή ανιχνεύει μέσω τηλεπισκόπησης τις χωρικές μεταβολές των δασών αυτών.

Η χωρική κατανομή της κάλυψης γης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές μπορεί να αναλυθεί χρησιμοποιώντας εικόνες τηλεπισκόπησης. Σε αντίθεση με τις συμβατικές έρευνες πεδίου οι πληροφορίες που προέρχονται από την τηλεπισκόπηση όχι μόνο εξοικονομούν χρόνο αλλά και ενισχύουν τη δυνατότητα ταξινόμησης της βλάστησης μέσω φασματικών αναλύσεων . Συχνά χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των μακροπρόθεσμων περιβαλλοντικών αλλαγών. Σε αυτή τη δημοσίευση, μελετάται η σχέση μεταξύ των παράκτιων αλλαγών και της εξάπλωσης των μανγκροβίων για την αξιολόγηση της ποιότητας των υδάτων σε υποτροπικά έλη ή βάλτους και τις εκπομπές μεθανίου από χερσαίες πηγές.

Οι δείκτες βλάστησης χρησιμοποιούνται ευρέως ως δείκτες για την ανάλυση των διαφορών τύπων κάλυψης γης. Ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) είναι μία από τις πιο δημοφιλής μεθόδους παρακολούθησης της βλάστησης. Διαφορετικές εικόνες χρονολογικών σειρών και διαφορετικές εικόνες πηγής χρησιμοποιούνται συχνά για να συγκριθούν οι αλλαγές στο περιβάλλον. Δεδομένου ότι οι τεχνικές τηλεπισκόπησης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για την παρακολούθηση της χωρικής διακύμανσης σε υδροβιότοπους σε διαφορετικούς χρόνους, χρησιμοποιήθηκαν δύο ομάδες εικόνων για την εκτίμηση της μεταβαλλόμενης βλάστησης σε διάστημα 10 ετών. Η μελέτη περιελάμβανει ψηφιακές αεροφωτογραφίες και δορυφορικές εικόνες, που επεξεργάστηκαν με γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών (GIS) για τη χωρική διαφοροποίηση των αλλαγών της βλάστησης. Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες SPOT και Landsat για την ανάλυση της κατανομής βλάστησης σε αρχικό στάδιο και οι δορυφορικές εικόνες QuickBird για τα μεταγενέστερα στάδια της εξάπλωσης. Το εργαλείο MicroImage TNTmips αποτέλεσε το κύριο λογισμικό ταξινόμησης εικόνων και το εργαλείο GIS ArcGIS9.0 (ESRI, 2006) χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει τη βλάστηση των υδροβιότοπων .

Δεδομένα και μεθοδολογία

Χρησιμοποιήθηκαν τρία είδη πηγών δεδομένων για την παραγωγή περιοχών βλάστησης μανγκρόβιας και μη βλάστησης για το 1995 και το 2004:

• SPOT (row 960, column 1040, date 1995.1.6) και Landsat (row 480, column 520, date 1995.1.9) γεωαναφερθείσες εικόνες σύμφωνα με το σύστημα Taiwan 97 (TWD97)

• Δορυφορική απεικόνιση QuickBird υψηλής ανάλυσης με πολυφασματικές εικόνες (ημερομηνία 2004.2.18) και

• σειρά ψηφιακών αεροφωτογραφιών (ημερομηνία 2004.8.7) ως αναφορά.

Τρεις δορυφορικές εικόνες - SPOT, Landsat και QuickBird - χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή των περιοχών βλάστησης στην περιοχή μελέτης. Εφαρμόστηκε μια ταξινόμηση εικόνων δύο σταδίων. Το NDVI εφαρμόστηκε για την εξαγωγή των περιοχών βλάστησης και μη βλάστησης από όλες τις δορυφορικές εικόνες. Στο στάδιο της δευτερογενούς ανάλυσης, χρησιμοποιήθηκε ένα πρόγραμμα μέγιστης ταξινόμησης πιθανοτήτων (MLC) για τον καθορισμό των περιοχών μαγκρόβιων και μη μαγκρόβιων από τις περιοχές βλάστησης που εξήχθησαν. (Εικόνα 1)

Αποτελέσματα

Από το 1995 έως το 2004, η βόρεια μαγκρόβια περιοχή αυξήθηκε από 32,83 σε 48,01 εκτάρια, με ετήσιο ρυθμό αύξησης 4,62%, ενώ η έκταση «μη μαγκρόβια» αυξήθηκε από 24,52 σε 27,98 εκτάρια, με ρυθμό 1,41% ετησίως. Η εικόνα 2 απεικονίζει την χωρική κατανομή των περιοχών μαγκρόβας και μη μαγκρόβας σε κάθε τύπο απεικόνισης. Η περιοχή μαγκρόβιων στην άνω περιοχή μετατοπίστηκε προς τη βόρεια πλευρά της ενδοχώρας.

Πηγή: Applying remote sensing techniques to monitor shifting wetland vegetation: A case study of Danshui River estuary mangrove communities, Taiwan (Πρωτότυπο άρθρο[1])