Κάλυψη γης και ανάλυση ποιότητας τοπίου στην περιοχή West Polesie
Από RemoteSensing Wiki
Szymon Chmielewski, Tadeusz J. Chmielewski, and Piotr Tompalski.
Η κάλυψη των δεδομένων της γης, ειδικότερα της γεωργικής χρήσης της γης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλούς σκοπούς: ανάλυση της γεωργικής ικανότητας μιας περιοχής [1], εξέταση των ενεργειακών δυνατοτήτων μιας περιοχής δενδρυλλίων περιοδικής υλοτόμησης [2] ή για την προετοιμασία ενός χάρτη στερεοπαροχής [3].
Η Ταξινόμηση των αεροφωτογραφιών και των δορυφορικών φωτογραφιών, αποτελεί έναν από τους πιο συνηθισμένους τρόπους λήψης πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη της γης. Η έρευνα που διεξάγεται κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών αποδεικνύει ότι η χρήση των δεδομένων τηλεπισκόπησης για τον χαρακτηρισμό του είδους της βλάστησης είναι πολύ αποδοτική [4]. Ωστόσο, στην περίπτωση μεγάλων ερευνητικών περιοχών (όπως το West Polesie Biosphere Reserve, WPBR), οι χειροκίνητες μέθοδοι είναι αναποτελεσματικές, απαιτούν γενικεύσεις και την καθιέρωση μιας ελάχιστης επιφάνειας χαρτογράφησης. Μια εναλλακτική λύση είναι η χρησιμοποίηση αλγορίθμων αυτόματης ταξινόμησης εικόνων. Ανάμεσα στις διάφορες μεθόδους και λύσεις που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια, οι αντικειμενοστραφείς μέθοδοι ταξινόμησης των εικόνων φαίνεται να είναι μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα προσέγγιση [5]. Σε αντίθεση με την τεχνικές ταξινόμησης βάσει εικονοστοιχείων, η αντικειμενοστραφής ανάλυσης εικόνας (OBIA) μπορεί να αντικαταστήσει τις παραδοσιακές μεθόδους της οπτικής ερμηνείας [6] ή ακόμη και την μέθοδο εποπτευόμενης ταξινόμησης που χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα [7]. Η αντικειμενοστραφής προσέγγιση ταξινόμησης είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για εικόνες υψηλής ανάλυσης [8, 9, 10].
Η εφαρμογή στην προστασία του περιβάλλοντος, την διαχείριση του χώρου και του πολεοδομικού σχεδιασμού απαιτεί τουλάχιστον ένα βασικό σύνολο χωρικών δεδομένων για το τοπίο. Η σημασία της χρήσης γης είναι μεγαλύτερη από εκείνη των άλλων παραγόντων, λόγω της άμεσης ανθρώπινης συμμετοχής [11] και ζωτικής σημασίας για τη διαχείριση των φυσικών πόρων, ιδιαίτερα ως προς την διατήρηση και ως προς την διάρθρωση του τοπίου για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας [12].
Σήμερα, οι μετρήσεις τοπίου χρησιμοποιούνται συχνά για την ποσοτικοποίηση των μορφών τοπίου [13] και ως δείκτες για τις λειτουργίες του τοπίου [14]. Το λογισμικό των ηλεκτρονικών υπολογιστών αποτελεί επίσης ένα σημαντικό στοιχείο που σχετίζεται με τις μετρήσεις του τοπίου. Υπάρχουν πολλά πακέτα λογισμικού που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν υπολογισμούς και ανάλυση των μοντέλων διάρθρωσης του τοπίου σε κατηγορηματικούς χάρτες. Πολλοί από αυτούς έχουν κοινά χαρακτηριστικά, π.χ. Fragstats 3.3, r.li, GRASS, V-Late 1.1, ΡΑ4 beta, Pattern/Texture, APACK, IAN, και ορισμένα από αυτά είναι διαθέσιμα ως πακέτα λογισμικού ανοικτής πρόσβασης [15].
Στην παρούσα μελέτη, ο χάρτης κάλυψης της γης ολόκληρης της περιοχής WPBR ελήφθη μέσω της προσέγγισης OBIA και στη συνέχεια, βάσει αυτού του χάρτη, υπολογίστηκαν μετρικά οι ποικιλομορφίες του τοπίου. Επιπλέον, για τρεις επιλεγμένες περιοχές της λεκάνης απορροής, η ανάλυση της κάλυψης του εδάφους και οι αλλαγές στην ποικιλότητα του τοπίου πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση μεγάλης κλίμακας χαρτών κάλυψης της γης που πραγματοποιήθηκε με την χειροκίνητη εξαγωγή χαρακτηριστικών από ορθοφωτοχάρτες.
Το κύριο πλεονέκτημα των μετρικών τοπίου είναι η απλότητά τους και η ταχύτητα στον υπολογισμό, καθώς οι ταχύτατες περιβαλλοντικές αλλαγές απαιτούν την εύκολη λήψη δεικτών. Τα μετρικά τοπίου ως μέρος της γεωχωρικής ανάλυσης δεδομένων, παρέχουν γενικές πληροφορίες καθώς και τον σχεδιασμό σεναρίων για τις περιβαλλοντικές πολιτικές και τους στόχους της παρακολούθησης που καθορίζονται από τις διεθνείς συμβάσεις και συμφωνίες [16].
Οι συγγραφείς προτείνουν ότι οι μετρήσεις του τοπίου μπορούν να ερμηνευτούν μόνο υπό το πρίσμα της τρέχουσας κάλυψης του χάρτη γης. Οι υψηλές τιμές των μετρικών τοπίου αποδεικνύουν την αύξηση της ποικιλομορφίας των χωροψηφίδων του τοπίου, αλλά μόνο σε συνδυασμό με την ανάλυση της ίδιας της δομής κάλυψης γης μπορεί κανείς να πει αν αυτές οι αλλαγές είναι φυσικές (π.χ. ανάπτυξη χωροψηφίδων κοινοτήτων θαμνών που προέρχονται από φυσική διαδοχή) ή αποτέλεσμα της ανθρώπινης δραστηριότητας (ανάπτυξη δομημένων περιοχών και δρόμων για την αλλαγή του τρόπου αγροτικής χρήσης).
Η αντικειμενοστραφής ταξινόμηση της εικόνας, κατά την οποία χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικά δορυφορικά δεδομένα, έκανε δυνατή την αναγνώριση αροτραίων εκτάσεων και δασών στην περιοχή μελέτης, με πολύ μεγάλη ακρίβεια.
ΠΗΓΗ : http://geo.ur.krakow.pl/download/pobierz.php?file=publikacje/literatura/2014_Chmielewski_et_al.pdf.
