Μοντελοποίηση της δυναμικής αστικής πυκνότητας σε 36 χώρες της Κίνας, μέσω τηλεπισκόπησης
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος τίτλος: Remote sensing modeling of urban density dynamics across 36 major cities in China: Fresh insights from hierarchical urbanized space
Συγγραφείς: Ping Zhanga, Divyani Kohlib, Qiangqiang Suna, Yongxiang Zhanga, Shunxi Liuc, Danfeng Sun
Πηγή: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0169204620304710
Μετάφραση & Περίληψη
Εισαγωγή:
Η ταχεία αστικοποιήση θεωρείται ότι παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην αλλαγή του παγκόσμιου αλλά και του τοπικού περιβάλλοντος. Τα χαρακτηρίστηκα της πολυδιάστατης αλλαγής δεν έχουν αναλυθεί πολύ και για αυτό το λόγο αποτελεί το θέμα της παρούσας μελέτης. Πραγματοποιήθηκε αντικειμενοστραφής ανάλυση για τη μέτρηση των χωροχρονικών μοτίβων στον αστικοποιημένο χώρο 36 πόλεων της Κίνας. Όσον αφορά τον χώρο διακρίθηκαν επτά τυπικά σύνολα εξέλιξης της αστικοποίησης και οργανώθηκαν τρεις εναλλακτικές μορφές αστικής πυκνότητας.
Μεθοδολογία:
Όπως προαναφέρθηκε οι περιοχές που μελετώνται είναι 36 πόλεις της Κίνας. Στα πλαίσια της έρευνας πραγματοποιήθηκε ραδιομετρική διαβάθμιση δορυφόρων, γεωμετρικές διορθώσεις, ομοιόμορφη μετατροπή προβολής και δειγματοληψίας. Στη συνέχεια προσδιορίστηκαν από δορυφορικές εικόνες η στατιστική αστική έκταση και οι μεταβολές των περιοχών. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε μία δειγματοληπτική επιτόπια έρευνα προκειμένου να επαληθευτεί η μέθοδος που είχε χρησιμοποιηθεί. Η ακρίβεια με την οποία προσεγγίζονται τα αποτελέσματα είναι πάνω από 85%, επομένως η μέθοδος είναι αξιόπιστη. Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν αφορούσαν την πυκνότητα του πληθυσμού, την οικονομική δομή, την ένταση εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και τα διοικητικά όρια των πόλεων. Στη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν τα ετήσια σύνθετα σταθερά NTL και το μηνιαίο σύνθετο δεδομένων από το NPP./VIIRS. Επιπλέον, ραδιόμετρο ανάλυσης (AVHRR) παρείχε καθημερινές σύνθετες τιμές για τον δείκτη NDVI για διάστημα μισού μήνα σε χωρική ανάλυση 0,05ο. Επιπροσθέτως, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από το EOS-MODIS για τη δημιουργία συνθέτων 16 ημερών για χρονοσειρές NDVI σε χωρική ανάλυση 500m. Τέλος, υπολογίστηκαν οι ετήσιες μέσες τιμές NDVI από προϊόντα AVHRR/MODIS και πραγματοποιήθηκε βαθμονόμηση σε διαφορετικά χρόνια και δημιουργήθηκαν χρονικά συνεχή δεδομένα χρονοσειρών NDVI για την περίοδο 1992-2013.
Επειδή οι χρονοσειρές NTL περιορίζονται σημαντικά λόγω των ραδιομετρικών υπογραφών μεταξύ των αισθητήρων των δορυφόρων. Στα πλαίσια της μελέτης ενσωματώθηκαν διάφοροι μέθοδοι προκειμένου να διαμορφώσουν μια συνεπή χρονική σειρά NTL ΑΠΌ ΤΟ 1992 εως το 2018. Αυτή η διαδικασία περιλάμβανε τρία κύρια βήματα: βαθμονόμηση του συνόλου των δεδομένων, διόρθωση κορεσμού και δια-βαθμονόμηση δεδομένων. Ακόμη, δημιουργήθηκαν διαβαθμισμένες εικόνες NTL ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΊΟΔΟ 1992-2013. Επιπλέον, ακολουθήθηκε το πρότυπο βαθμονόμησης από τους Li et al. (2012) σύμφωνα με το οποίο πραγματοποιήθηκε ομαλοποίηση των εικόνων DMSP/OLS σύμφωνα με τις χρονοσειρές AVHRR/MODIS με τον δείκτη NDVI να λαμβάνει τιμές [0,1,0] προκειμένου να εξασφαλιστεί μία ομοιόμορφη προβολή των μεγεθών των pixel στην έκταση της εικόνας. Στη συνέχεια, δεδομένου ότι οι αστικές περιοχές συσχετίζονται αντιστρόφως ανάλογα προς τις περιοχές βλάστησης, προσαρμόστηκαν τα κορεσμένα DN των χρονοσειρών του DMSP/OLS NTL σύμφωνα με το NTL Urban Index (VANUI). Ακόμη, ακολουθήθηκε το πρότυπο βαθμονόμησης από τους Li et al (2017) για τη βελτίωση της σύγκρισης μεταξύ των εικόνων DMSP/OLS και NPP/VIIRS και έτσι διαμορφώθηκε η απόδοση συνεχών δεδομένων από το 1992 έως το 2018.
Μέσω της ανάλυσης που πραγματοποιήθηκε εντοπίστηκε μία τάση αστικοποίησης εντός των πόλεων που μελετήθηκαν. Συνολικά παρατηρείται αύξηση της μέσης αστικής γης και των 36 πόλεων περίπου τετραπλασιάστηκε από το1990 μέχρι το 2010.
Λαμβάνοντας υπόψη τις διακυμάνσεις του χρόνου και του βαθμού αστικής ανάπτυξης στις 36 πόλεις εντοπίστηκαν επτά ομάδες αστικής εξέλιξης της πυκνότητας (εικ.2). Το μεγαλύτερο ποσοστό των αστικών περιοχών εντοπίστηκε στις μεγαλουπόλεις (Πεκίνο, Shanghai, Guangzhou, Shenzhen, and Tianjin) που φτάνουν το 80% της αστικής ανάπτυξης και είναι πολύ πιθανό τα επόμενα χρόνια να κορεστούν. Στη δεύτερη ομάδα ανήκουν οι πόλεις Baoding, Daqing, and Harbin οι οποίες είναι σχετικά μικρού μεγέθους αλλά παρουσιάζουν ταχεία ανάπτυξη τις τελευταίες τρείς δεκαετίες. Στο τρίτο σύμπλεγμα ανήκουν οι πόλεις Suzhou, Wuxi, Changzhou, and Hangzhou οι οποίες αναπτύσσονται πολύ γρήγορα πλησιάζοντας τη δυναμική ισορροπία μιας πλήρως αστικοποιημένης περιοχής. Στην τέταρτη ομάδα ανήκουν οι πόλεις Xi’an, Chongqing, and Changsha οι οποίες χαρακτηρίζονται από αργή ανάπτυξη και βρίσκονται κυρίως σε ανατολικά και δυτικά σημεία της Κίνας. Στην επόμενη ομάδα ανήκουν οι πόλεις Hengyang, Xiangtan, and Kaifeng οι οποίες είναι μικρού ή μεσαίου μεγέθους οι οποίες παρουσιάζουν ένα σταθερό και αργό ρυθμό ανάπτυξης. Τέλος, οι πόλεις Jixi and Fuxin ανήκουν στην κατηγορία των μικρών πόλεων με σταθερά χαμηλή ανάπτυξη.
Συμπεράσματα:
Εν κατακλείδι, λαμβάνοντας υπόψη την ταχεία αστικοποίηση της Κίνας, υπάρχει η ανάγκη κατανόησης της δυναμικής εξέλιξης της αστικής πυκνότητας σε πολλές διαστάσεις εντός των αστικών περιοχών. Μέσω της παρούσας μελέτης διερευνήθηκαν οι δυνατότητες του σύνθετου NTL προκειμένου να αναδειχτούν οι κοινωνικοοικονομικές δραστηριότητες των περιοχών μελέτης παρέχοντας τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί για την προσθήκη λεπτομερειών όσον αφορά την αστική πυκνότητα σε κάθε ιεραρχική χωρική δομή. Οι πληροφορίες που συλλέχθηκαν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υπόβαθρο για κάποιο μελλοντικό πολεοδομικό σχεδιασμό.
