Μεταβαλλόμενες Χρήσεις γης στην λεκάνη απορροής του ποταμού Mullica:Παλιές και νέες τάσεις

Από RemoteSensing Wiki

Συγγραφείς : Richard Lathrop, Scott Haag, Tenley Conway

Πηγή: Center for Remote Sensing and Spatial Analysis

1. Αντικείμενο Εφαρμογής

Χρήσεις γης, αστική ανάπτυξη

2. Στόχος της Εφαρμογής

Ο στόχος αυτού του προγράμματος ήταν να προσδιοριστούν οι τάσεις στις χρήσεις γης και να καθοριστεί πιθανός αντίκτυπος της προηγούμενης και μελλοντικής αστικής ανάπτυξης στους υδάτινους πόρους, για την λεκάνη απορροής του ποταμού Mullina. Η λεκάνη απορροής περιλαμβάνει προστατευόμενη δασική έκταση, έτσι το μεγαλύτερο μέρος της έχει παραμείνει αναλλοίωτο. Ωστόσο η εγγύτητά της με τις μητροπολιτικές περιοχές της Atlantic City, της Φιλαδέλφεια και της Νέας Υόρκης αυξάνει την πιθανότητα για επέκταση του αστικού χώρου εις βάρος της λεκάνης απορροής.

3. Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων (π.χ. αεροφωτογραφίες, τηλεπισκοπικές εικόνες από αερομεταφερόμενους δέκτες, δορυφορικές εικόνες IKONOS, QuickBird, WorldView Landsat, Spot, IRS, Aster, Hyperion, Envisat, ERS-1 & 2, MODIS, NOAA, κλπ)

• Χρησιμοποιήθηκαν υπέρυθρα φωτογραφικά δεδομένα ανάλυσης 1m, του 1986 και 1997, από Τμήμα Προστασίας Περιβάλλοντος του New Jersey (NJDEP), τα οποία αφορούσαν τις χρήσεις γης.

• Για την συμπλήρωση αυτών των δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν πανχρωματικές εικόνες του 2000 από τον δορυφόρο SPOT (με ανάλυση 10m).

• Τέλος χρησιμοποιήθηκαν υπέρυθρες αεροφωτογραφίες από την Γεωλογική Υπηρεσία των ΗΠΑ, 1995-1997.

4. Χρήση επιπρόσθετων χαρτών, βάσεων δεδομένων, GIS και ποιών

Χρήση γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών (GIS)

5. Αιτιολόγηση αναγκαιότητάς τους

Για να χαρτογραφήσουμε τη χρήση γης και τις μελλοντικές αναπτυξιακές πιέσεις στον υδροκρίτη του ποταμού Mullica χρησιμοποιήθηκε γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών (GIS). Το GIS επιτρέπει τη δημιουργία, το χειρισμό, και την ανάλυση των ψηφιακών χωρικών στοιχείων, που επιτρέπουν τον εντοπισμό των αλλαγών μεταξύ παρελθοντικών και μελλοντικών χρήσεων.

                          Εικόνα 1 . Λεκάνη απορροής ποταμού Mullica NJDEP Χρήσεις γης /Κάλυψη γης 1995

6. Μεθοδολογία

Η ανάλυση περιέλαβε τρία μέρη. Πρώτον τον προσδιορισμό της χρήση γης στο παρελθόν όπως αυτή προσδιορίστηκε από τα υπάρχοντα δεδομένα και τις αναπροσαρμογές από δορυφορικά δεδομένα (Εικόνα 1). Δεύτερον, την πιθανή αστική επέκταση, η οποία καθορίστηκε από ανάλυση, βασισμένη στον υφιστάμενο βαθμό ανάπτυξης, στην ύπαρξη προστατευόμενων περιοχών, και στο υφιστάμενο θεσμικό πλαίσιο. Τέλος το τρίτο μέρος του προγράμματος εξέτασε τις πιθανές επιδράσεις από την προηγούμενη και την μελλοντική αστική ανάπτυξη στους υδάτινους πόρους χρησιμοποιώντας το πλήθος των κατοικιών και τον πληθυσμό ως δείκτες για απαίτηση νερού και τις μη διαπερατές επιφάνειες ως αστικής μη σημειακής πηγής ρύπανσης. Οι μη διαπερατές επιφάνειες αναφέρονται στους δρόμους, τα πεζοδρόμια, τις σκεπές, τα πλακόστρωτα αυλίσματα κ.ά. Οι ανεπτυγμένες περιοχές τείνουν να καλύπτονται, σε μεγαλύτερο βαθμό, από μη διαπερατές επιφάνειες, συνεισφέροντας έτσι περισσότερο στην μη σημειακή ρύπανση των νερών της λεκάνης. (1)Ποσοστό μη διαπερατών επιφανειών κάτω από 10% θεωρείται ότι δεν έχει σημαντική επίδραση στην λεκάνη απορροής και στην ποιότητα του νερού.(2) Ποσοστό μεταξύ 10 και 30% θεωρείται ότι έχει επιπτώσεις και (3) ποσοστό πάνω από 30% θεωρείται ότι προκαλεί σημαντική υποβάθμιση.

Καθορισμός παρελθοντικών χρήσεων γης :έγινε με βάση τα δεδομένα από το βήμα 3 Ανάλυση : διατύπωση σεναρίων μελλοντικής αστικής ανάπτυξης • Σενάριο με λίγους περιορισμούς (LC) αντιπροσωπεύοντας την υπάρχουσα νομοθεσία • Σενάριο υψηλών περιορισμών (HC1) , που είναι το ίδιο με το LC με τη μόνη διαφορά ότι περιοχές χωρίς αποχετευτικό δεν πρέπει να ξεπερνούν μέγεθος των 3.2 στρεμμάτων. • Σενάριο υψηλών περιορισμών (HC2), που είναι το ίδιο με το HC1 με επιπλέον περιορισμό στην μέγιστη επιτρεπτή μη διαπερατή επιφάνεια εδάφους βασισμένη στους κανονισμούς του 2000 για την Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης. • Σενάριο υψηλών προδιαγραφών (HC3), που είναι το ίδιο με το HC2 με την διαφορά ότι τα όρια για την μέγιστη μη διαπερατή επιφάνεια εφαρμόστηκαν χρησιμοποιώντας τα υπάρχοντα και προτεινόμενα αστικά κέντρα.

Ανάλυση Δεικτών • Κατοικιών και πληθυσμού • Μη διαπερατή επιφάνεια

7. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων

                                     Πίνακας 1. Χρήσεις γης/ κάλυψη γης 1986, 1995, and 2000

                                      Εικόνα 2. Υπο-λεκάνες απορροής στην περιοχή  (USGS HUC 11)

                                      Πίνακας 2. Υπάρχουσα αστική γη και διαθέσιμη προς μελλοντική ανάπτυξη,
                                      σαν ποσοστό ολόκληρης της λεκάνης απορροής.

Αποτελέσματα για τους δείκτες

                                        Πίνακας 3. Εκτιμώμενες κατοικίες και πληθυσμός

              Πίνακας 4. Εκτιμώμενη μη διαπερατή επιφάνεια το 1986, 1995 και η αντίστοιχη αστική ανάπτυξη με βάση τα σενάρια.

                             Εικόνα 2. Εκτιμήσεις για την μεταβολή των αδιαπέρατων επιφανειών από το USGS HUC 14

                         Εικόνα 3. Εκτιμήσεις για την εξέλιξη των αδιαπέραστων επιφανειών με βάση τα σενάρια

Με βάση την ανάλυσή , υπήρξε μια αύξηση 18% των αστικών περιοχών στην λεκάνη απορροής του ποταμού Mullica, από το 1986 ως το 2000. Αν αυτό ειδωθεί αντίστροφα σημαίνει μείωση της επιφάνειας της λεκάνης απορροής κατά 1%. Τα αποτελέσματα αυτά τονίζουν την σημασία νομοθεσίας για τις δασικές περιοχές, προς την κατεύθυνση περιορισμού της αύξησης της ανάπτυξης του αστικού περιβάλλοντος και την οδήγησή της προς καθορισμένες περιοχές.

Το ενδεχόμενο αύξησης της αστικής ανάπτυξης θα επιδράσει αρνητικά στην ποσότητα και την ποιότητα του νερού στις εκβολές του ποταμού. Το θεσμικό πλαίσιο για την προστασία της δασικής έκτασης μπορεί να βοηθήσει στο να περιοριστούν οι επιδράσεις, με το μεγαλύτερο μέρος της ενδεχόμενης επέκτασης να συγκεντρώνεται μόνο σε κάποιες υπο-λεκάνες της λεκάνης απορροής του ποταμού. Με τη συγκέντρωση των περιοχών χαμηλής διαπερατότητας, επιτυγχάνεται μετριασμός της αστικής μη σημειακής ρύπανσης με την κατάλληλη εφαρμογή σχεδίων διαχείρισης όμβριων υδάτων. Εντούτοις, εάν το θεσμικό πλαίσιο προστασίας των δασικών περιοχών ατονήσει ή δεν ενισχυθεί, η ενδεχόμενη αστική ανάπτυξη θα είναι πιο εκτενής με αποτέλεσμα την υποβάθμιση των νερών σε όλη την λεκάνη και την ανάγκη λήψης περισσότερων μέτρων μετριασμού και αντιμετώπισης της ρύπανσης. Τα σενάρια HC2 και HC3 περιορίζουν τις επιδράσεις της αστικής ανάπτυξης περισσότερο από όλα.