Εφαρμογή της Τηλεπισκόπησης για τη Διαχείριση των Παράκτιων Ζωνών της Παράκτιας Περιοχής Cochin
Από RemoteSensing Wiki
Εφαρμογή της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS) για τη Διαχείριση των Παράκτιων Ζωνών της Παράκτιας Περιοχής Cochin, στην Ινδία
Wimon Pathtong Επιστήμονας Γεωπληροφορικής Τμήμα Γεωπληροφορικής και Διαστημικής Τεχνολογίας 196 Phahonyothin Rd. Chatuchak Μπανγκόγκ 10900 Ταϋλάνδη. Τηλ. +66(0) 2940-6420 to 9 Ext. 213, 216 Fax. +66(0) 2561-3035 Email: wimon@gistda.or.th
Πηγή: www.aars-acrs.org/acrs/proceeding/ACRS2006/Papers/G-2_G14.pdf
Αντικείμενο Εφαρμογής: Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης
Σκοπός Εφαρμογής: Στην παρούσα μελέτη, γίνεται προσπάθεια να εκπληρωθούν οι ακόλουθοι στόχοι:
1. Μελέτη της βαθυμετρίας κοντά στην παράκτια ακτή με δεδομένα τηλεπισκόπησης
2. Υπολογισμός της διάβρωσης/επικάθισης κατά μήκος της ακτής Cochin
3. Χαρτογράφηση της παράκτιας ζώνης κανονισμού (Coastal regulation Zone) (CRZ) σε όλο το μήκος της ακτής
4. Διαμόρφωση σχεδίου με σκοπό την διαχείριση των παράκτιων ζωνών
Εισαγωγή
Οι παράκτιες περιοχές παρουσιάζουν σήμερα εξαιτίας των έντονων και συνεχών πιέσεων από το περιβάλλον μια σειρά από κινητήριες δυνάμεις που αυξάνονται συνεχώς επί πολλές δεκαετίες. Οι υπεύθυνοι οργανισμοί αναζητούν τρόπους για την καλύτερη διαχείριση των αιτίων και των συνεπειών της περιβαλλοντικής διαδικασίας της αλλαγής στην παράκτια ζώνη. Όλες οι παράκτιες περιοχές που αντιμετωπίζουν το αυξανόμενο φάσμα των τάσεων και των διαταραχών που παρουσιάζουν οι οποίες σήμερα απειλούν την αντοχή του ανθρώπινου περιβάλλοντος και των παράκτιων συστημάτων την θαλάσσια βιοποικιλότητα και την παραγωγικότητα. Περισσότερο από το ήμισυ του πληθυσμού ζει μέσα σε 60 χλμ. από την ακτή και θα ανέλθει σε περίπου στα τρία τέταρτα στο μέλλον. Επεισοδιακά γεγονότα, όπως κυκλώνες, πλημμύρες, συνιστούν σοβαρή απειλή για την ανθρώπινη ζωή και την περιουσία στην παράκτια ζώνη των δραστηριοτήτων του ανθρώπου, προκαλώντας επίσης, κάποιες αλλαγές ή να επιταχύνουν τη διαδικασία της αλλαγής. Έτσι, είναι επιτακτική ανάγκη η διατήρηση της παράκτιας ζώνης και των ενδιαιτημάτων, συμπεριλαμβανομένων των εγκαταστάσεων και των κοινοτήτων, της αναψυχής, του περιβάλλοντος και της γεωργίας. Τα επιστημονικά εργαλεία της τηλεπισκόπησης, των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών GIS και GPS είναι εξαιρετικά χρήσιμα για την ανάπτυξη βάσης δεδομένων και την ανάλυση δεδομένων και στη συνέχεια, τη διαμόρφωση ενός διαχειριστικού σχεδίου. Η διαθεσιμότητα των επαναλαμβανόμενων, συνοπτικών και πολυφασματικών δεδομένων από διάφορες δορυφορικές πλατφόρμες όπως LANDSAT, IRS αποτελούν καλές και αξιόπιστες πηγές δεδομένων για πληροφορίες σχετικά με ποικίλες πτυχές του παράκτιου και θαλάσσιου περιβάλλοντος. Η δορυφορική βάση πληροφοριών που παράγεται χρησιμοποιείται για την κατανόηση των παράκτιων διεργασιών, την γεωγραφία, την παράκτια χρήση της γης και την κατάσταση της ακτογραμμής. Επιπλέον τα GIS χρησιμοποιήθηκαν για την ενσωμάτωση πληροφοριών που προέρχονται μέσω δορυφόρου για τον προσδιορισμό της χωροθέτησης υδατοκαλλιέργειας, τον παράκτιο έλεγχο και την περιβαλλοντικά ευαίσθητη ζώνη. Μέτριας και υψηλής ανάλυσης προϊόντα δορυφορικών εικόνων LANDSAT MSS, TM, ETM + και IRS 1D LISS III (Εικόνα 2., Εικόνα 3., Εικόνα 4.)χρησιμοποιήθηκαν για την εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με την παράκτια χρήση της γης/μορφή εδάφους, την βαθυμετρία, την διάβρωση/επικάθιση και στο μέλλον να καθοριστεί ένα στρατηγικό σχέδιο για τη διαχείριση της παράκτιας ζώνης της περιοχής αυτής.
Περιοχή Μελέτης
Η περιοχή μελέτης σε ένα τμήμα της παράκτιας περιοχής Cochin με γεωγραφικές συντεταγμένες ως εξής (Εικόνα 1.): Γεωγραφικό Πλάτος: (090 37' 04,5"N-100 59'19" N) Γεωγραφικό Μήκος: (760 09' 47,4"E-760 23' 52,7" E)
Επίσημα το Cochin ονομάζεται " Kochi ". Είναι μια πόλη που βρίσκεται στο νοτιοδυτικό τμήμα της Ινδίας στο κρατίδιο της Κεράλα. Η κεντρική Κεράλα με ακτογραμμή 590 χιλιόμετρα, βρίσκεται στη κεντρική δυτική ακτή της Ινδίας, τοποθετημένη μεταξύ των απόκρημνων περιοχών της Δυτικής Ghats και της Αραβικής Θάλασσας. Η συνολική έκταση των περιοχών της Κεράλα είναι 38.863 τ.χλμ. Οι ακτές της κεντρικής Κεράλα χαρακτηρίζεται από διάφορες γεωμορφές, όπως λιμνοθάλασσες, ράχες παραλίες, προσχωσιγενή (αλλουβιανές) πεδιάδες, ελώδης πεδιάδες και πλημμυρισμένες πεδιάδες.
Αποτελέσματα
Διάβρωση και απόθεση
Η χρωματική κωδικοποίηση εικόνας της διάβρωσης και της απόθεσης της περιοχής μελέτης παρουσιάζεται στις εικόνες 5 και 6 και η συνολική έκταση των αποθέσεων για την περίοδο 11 ετών (1990 - 2001) δίνεται στον πίνακα 1. Από τα δορυφορικά δεδομένα IRS 1D LISS ΙΙΙ του 2006, έγινε resampling για να καταστεί το μέγεθος του εικονοστοιχείου στα 28.5m. Ο πίνακας 1 δείχνει την ποσότητα της διάβρωσης και απόθεσης κατά τη διάρκεια αυτών των ετών.
Ταξινόμηση
Οι δορυφορικές εικόνες της επιλεγμένης περιοχής μελέτης έχουν ταξινομηθεί σε δέκα κατηγορίες. Αρχικά με τη χρήση μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης (unsupervised) πραγματοποιήθηκε ταξινόμηση για να υπάρξει μια αρχική προσέγγιση σχετικά με την κατανομή των διαφόρων κατηγοριών. Στη συνέχεια, υπό την επιβλεπόμενη (supervised) έγινε ταξινόμηση με τη χρήση κέντρων αναφοράς (Εικόνα 7., Εικόνα 8, Εικόνα 9). Η ποσοτικοποίηση των διαφόρων κατηγοριών σε διαφορετικές χρονικές περιόδους υπολογίστηκε και απεικονίζεται όπως φαίνεται στο ιστόγραμμα (Εικόνα 10). Η περιοχή κάτω από κάθε κατηγορία, εκτιμάται και φαίνεται στον πίνακα 2.
Μελέτη Βαθυμετρίας
Η μελέτη της βαθυμετρίας με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων έγινε χρησιμοποιώντας σε αριθμό 220 διαγράμματα που παρασκευάστηκαν από το γραφείο της Εθνικής Υδρογραφική Υπηρεσίας(NHO). Η ανάλυση εφαρμόζει στατιστικές μεθόδους ώστε να συσχετίσει τα δεδομένα που αφορούν το κανάλι 2 των δεδομένων του LANDSAT ETM+ και τα δεδομένα των βαθών του γραφήματος. Η συσχέτιση των στοιχείων δείχνουν συντελεστή αυτοσυσχέτισης R2=0,5124 από το φασματικό κανάλι 2 οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι μία τέτοια σχέση μπορεί να εξηγηθεί κατά 51,24% από το φασματικό κανάλι 2. Μπορεί να είναι γενικά αποδεκτό ότι τα δεδομένα από το πράσινο φασματικό κανάλι μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για τη βαθυμετρικές μελέτες. Η βαθυμετρική περιοχή κατατάσσεται σε 7 κατηγορίες με διάστημα 5 μέτρων η κάθε μία. (εικόνα 11).Επίσης φαίνεται το σχετικό ιστόγραμμα (Εικόνα 12.). Εξήντα μετρήσεις βαθών με το γεωγραφικό πλάτος και το γεωγραφικό μήκος καταγράφηκαν από το Υδρογραφικό διάγραμμα. Ο πίνακας των ψηφιακών αριθμών του πράσινου φασματικού καναλιού του δορυφόρου LANDSAT ETM+ (2001) καταγράφεται κυρίως σε συγκεκριμένο βάθος, σε δεδομένο γεωγραφικό πλάτος και μήκος.
Παράκτια Ζώνη Ελέγχου (Coastal Regulation Zone CRZ)
Η παράκτια ζώνη ρύθμισης ήταν οριοθετημένη περιοχή γύρω από το Cochin κάνοντας μια ζώνη 500 μέτρων προς την κατεύθυνση της γης από την υψηλή παλιρροϊκή γραμμή (η οποία είναι γη/όριο του νερού στην προκειμένη περίπτωση). Αυτή η διανυσματική (vector) γραμμή υπερτίθεται στα ταξινομημένα δορυφορικά δεδομένα για να φανούν ποιες είναι οι διάφορες κατηγορίες που υπάγονται στην εν λόγω ζώνη (Εικόνα 13.).
Συμπεράσματα
Οι πληροφορίες για τη διαχείριση της παράκτιας ζώνης απαιτούν διάφορα στοιχεία και στις δύο μορφές και στην χωρική (θεματικός χάρτης) και στη μη χωρική μορφή. Η τεχνολογία των πληροφοριών ως εκ τούτου, είναι αναγκαία να αναπτυχθεί ως ένας υπολογιστικό σύστημα βάσης πληροφοριών το οποίο να αποτελείται από πλήρες και ολοκληρωμένο σύνολο των δεδομένων που έχουν σχεδιαστεί για λήψη αποφάσεων. Στα σχέδια διαχείρισης της τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών GIS, τα βασικά στοιχεία σχετικά με την παράκτια περιοχή προέρχονται από δεδομένα τηλεπισκόπησης. Η ενσωμάτωση των διαφόρων θεματικών και δεδομένων τηλεπισκόπησης θα οδηγήσει στον εντοπισμό των κατάλληλων χώρων, μεταξύ των παλιρροϊκών ζωνών, την κατάστρωση θαλάσσιου σχεδίου προστασίας και τη διατήρηση των οικοσυστημάτων. Η παράκτια ζώνη υφίστανται αυξανόμενη πίεση λόγω της συγκέντρωσης του πληθυσμού, την ανάπτυξη των βιομηχανιών, την απόρριψη των λυμάτων και αποβλήτων των δημοτικών επιχειρήσεων αποχέτευσης και των δραστηριοτήτων αναψυχής. Η παράκτια ζώνη ελέγχου (coastal regulation zone) (CRZ) υπερτίθεται με την επιβλεπόμενη (supervised) ταξινόμηση της εικόνας που έδειξε αστική ανάπτυξη, διάφορες βιομηχανίες και ξενώνες. Οι ξενώνες που βρίσκονται εντός της περιοχής CRZ μπορεί να οδηγήσουν σε υποβάθμιση του παράκτιου περιβάλλοντος. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης (πράσινο φασματικό κανάλι) του δορυφόρου LANDSAT-ETM+ διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο για τη μελέτη της βαθυμετρίας. Στην παρούσα μελέτη, έδειξε ότι η ακρίβεια της βαθυμετρίας που προέρχεται από τα δορυφορικά δεδομένα αυξάνει όταν το νερό ήταν λιγότερο θολό. Οι πληροφορίες βαθών στη περιοχή Vembanad Lagoon από δορυφορικά δεδομένα δείχνει πολύ στενή σχέση με την περιοχή που προέρχονται από βαθυμετρία όπου το νερό ήταν πολύ διαυγές. Οι τελευταίες βαθυμετρίες από τον IRS ID (2006) δεν θα μπορούσαν να παραχθούν λόγω του υψηλού επιπέδου του θορύβου στο πράσινο φασματικό κανάλι της εικόνας. Οι τεχνικές της τηλεπισκόπησης και των GIS θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη διαμόρφωση του σχεδίου διαχείρισης αποτελεσματικά προς την κατεύθυνση της ολοκληρωμένης ανάπτυξης των παράκτιων πόρων.
Βιβλιογραφία
Anon, 1992, Agenda 21, United Nation conference on Environment and Development, Rio de Janeio, June 3 – 14, 1992, pp 215 – 219
C.P. Pruu, A.C. Narayana, 2006. particle size characterization and Late Holocene Depositional processes in Vembanad Laggon,Kerrala: Inferences from suit Statistics.Department of Marine Geology & Geophsics, Cochin University of Science & Technology, Cochin – 682016 pp 1-8
Darius Bartlette.,J.Bartleett,JenniferSmit,1955.GISfor coastal zone management, includes update and edit presentation made to the CoastGIS ’01 conference in Halifax, Canada 18 – 20 June 2001.pp 153 -161
Diparayan Gangly., 2005. Study of coastal zone management in Western part of India Sundarbans with special emphasis on coastal pollution using Remote Sensing & GIS technology. Certificate programme report of Marine Science Division, IIRS. pp 11 – 12
Indian Institute of remote Sensing, (NRSA) Derhradun, India. 2004. Geoinformatics Application in Disater Mitigation and Sustainable Natural resource Development. pp 330 - 374
Jan Van De., 2001. Coastal Erosion, Protection Measures and Coastal Zone Management.Delf University of Technology in the Netherlands.
Kiran Lal Das,2001, Bathymetric study around SAGAR Island,Hooghly estuary by using Remote sensing..pp 32 -35
Narayanat A.C., Prijut C.P., and Rajagopalan,A., 2002. Evolution of coastal Landform and sedimentary Environments of the late Quaternary period along central Kerala, Southwest coast of India, Journal coastal research. pp 135 - 139
Nayak, B.U. and Chandramohan, P., 1992. A longshore sediment transport estimate for the India coast. In:SWAMY, G.N., DAS, V.K. and Anthony, M.K.(eds.). Physical processes in the India sea. Proceedings of First Convention of ISPSO (Goa, India, National Institute Oceangraphy, pp 111- 116. OERTEL, GF; 1985. The barrier island system. Marine Geology 63, pp 1 -18
R. Vaidyanadhan.,1987. Coastal Geomorphology in India. Geological Society of India.
Soman, K, 2002. Geology of Kerala. Bangalor, India: Geological society of India. 336 p.
