Παρακολούθηση της επίδρασης της αστικής ανάπτυξης στην αστική θερμική νησίδα...
Από RemoteSensing Wiki
Monitoring the effect of urban development on urban heat island based on remote sensing and geo-spatial approach in Kolkata and adjacent areas, India
Bijay Halder, Jatisankar Bandyopadhyay, Papiya Banik
πηγή: [[1]]
Μετάφραση και περίληψη:
Εισαγωγή:
Η μελέτη της αστικής θερμικής νησίδας είναι το πιο σημαντικό πρόβλημα που σχετίζεται με το περιβάλλον και πολλές πόλεις του κόσμου που περνάνε κρίσιμες συνθήκες λόγω αστικοποίησης, εκβιομηχάνισης, πληθυσμιακή πίεση του συστήματος μεταφορών και κλιματική αλλαγή. Οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες ήταν ο κύριος λόγος για τη διακύμανση της θερμοκρασίας σε αστικές περιοχές. Η Καλκούτα είναι μια από τις αστικές περιοχές, όπου η ατμοσφαιρική ρύπανση αυξήθηκε σταδιακά και επηρέασε τα προβλήματα υγείας των ανθρώπων. Στις αστικές περιοχές οι άνθρωποι συνήθως ασχολούνται με μη γεωργικές δραστηριότητες όπως βιομηχανίες, μεταφορές, επιχειρήσεις και πολλά άλλα. Η αστική ανάπτυξη ήταν που επηρέασε τη χρήση γης και την αλλαγή της κάλυψης γης σε μια περιοχή. Η αστική ανάπτυξη δεν μπορεί να αγνοηθεί και χρειάζεται κατάλληλο σχεδιασμό. Η αυξημένη αστική ζέστη δημιουργεί κίνδυνους για την υγεία των ανθρώπων των πόλεων. Οι δημόσιες συγκοινωνίες και η βιομηχανία παράγουν περισσότερα ρύπους και τη δημιουργία ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε μια αστική περιοχή όπως η Καλκούτα. Σε αυτή την κατάσταση, ο σωστός πολεοδομικός σχεδιασμός και η διαχείριση είναι περισσότερα χρήσιμο για τη βιώσιμη ανάπτυξη. Λόγω της ταχείας διαδικασία αστικοποίησης και αύξηση της έκτασης δόμησης, των περιοχών βλάστησης επηρεάστηκαν και προκάλεσαν την κλιματική αλλαγή και την ανάπτυξη του παγκόσμιου θερμοκηπίου αέρια και επί του παρόντος, γίνεται σοβαρό περιβαλλοντικό ζήτημα. Στην Καλκούτα παρατηρείται μια αύξηση της αστικοποίησης με γρήγορους ρυθμούς κάτι που προκάλεσε μεγάλη ζημιά στη βλάστηση. Με την χρήση της τηλεπισκόπησης έγινε η παρακολούθηση και η καταγραφή της θερμοκρασίας του εδάφους. Η αστική περιοχή είναι πιο ζεστή από την αγροτική περιοχή λόγω της έλλειψης χώρων πρασίνου και της θερμικής διακύμανσης αυτής της περιοχής. Σε μερικές δεκαετίες, διάφορα δεδομένα τηλεπισκόπησης όπως η φωτογραφία Arial και οι δορυφορικές εικόνες είναι πιο χρήσιμες για χαρτογράφηση και παρακολούθηση της ανίχνευσης αλλαγής χρήσης γης και κάλυψης γης. Επίσης, αστική επέκταση ήταν η παρακολούθηση από δεκαετικές εικόνες γιατί η αστική περιοχή άλλαζε πιο γρήγορα από ποτέ. Έχουν χρησιμοποιηθεί διάφορες μέθοδοι για τη χαρτογράφηση και παρακολούθηση της χρήσης γης και της αλλαγής κάλυψης γης με χρήση δορυφορικών δεδομένων. Για τον χάρτη της περιοχής χρησιμοποιήθηκε το θερμικό φάσμα της τηλεπισκόπησης. Ο δείκτης βλάστησης, ο δείκτης κανονικοποιημένης διαφοροποίησης και ο δείκτης διακύμανσης αστικού θερμικού πεδίου. Αυτή η μελέτη επικεντρώνεται στις χρήσεις και καλύψεις γης μεταξύ του 1990 και 2020, της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης, τον διαφορετικό υπολογισμό του φασματικού δείκτη και της ανάλυσης παλινδρόμησης και την μελέτη για την αστική θερμική νησίδα για μελλοντικό σχεδιασμό και διαχείριση της Καλκούτας και στρογγυλοποίηση της αστικής περιοχής.
Μεθοδολογία:
H χρήση γης προς την κάλυψη γης είναι ένα δυναμικό χαρακτηριστικό για την επιφάνεια της γης αλλά και η πρόβλεψη μελλοντικών τάξεων είναι πιο σοβαρό πρόβλημα. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν σύνολα δεδομένων τηλεπισκόπησης που προήλθαν από ισότοπους τα οποία ήταν τέσσερα δορυφορικά δεδομένα του 1990, 2000, 2010, και του 2020 για τον προσδιορισμό της χρήσης γης και την μελέτη κάλυψης γης της περιοχής της Καλκούτα και για την αστική θερμική νησίδα χρησιμοποίησαν την θερμοκρασία της επιφάνειας της γης και κάποιον φασματικό δείκτη. Στις προ επεξεργασμένες εικόνες και με τοπογραφικές διορθώσεις μέσω τηλεπισκόπησης χρησιμοποιήθηκε το ERDAS Imagine για την στοίβαξη των επιπέδων κάλυψης. Έπειτα έγινε η ταξινόμηση της εικόνας. Μετά την ταξινόμηση έγινε η αξιολόγηση της ακρίβειας που αντιπροσωπεύει το πόσο καλά έγινε η ταξινόμηση. Τα δεδομένα αλήθεια για την σύγκριση της ταξινόμησης συλλέχθηκαν από το Google Earth Pro. Για τον προσδιορισμό των διαφορετικών ειδών βλάστησης χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης κανονικοποιημένης βλάστησης. Για τις διαφορές στον αστικό ιστό χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης κανονικοποιημένης δημιουργίας διαφορών. Έπειτα υπολογίστηκε και η θερμοκρασία του εδάφους με συγκεκριμένους τύπους. Ο δείκτης διακύμανσης αστικού θερμικού πεδίου χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει την επίδραση της αστικής θερμικής νησίδας. Η μελέτη της αστικής θερμικής νησίδας ήταν πολύ σημαντική για την αστική θερμική ισορροπία μελέτης για να προσδιοριστεί η θερμική διακύμανση της Καλκούτα και της γύρω περιοχής. Στην εικόνα 1 φαίνεται η ολική διαδικασία της μεθοδολογίας στην μελέτη αυτή.
Αποτελέσματα:
Χρωματικοί συνδυασμοί ζωνών κόκκινο, μπλε, πράσινο χρησιμοποιήθηκαν για να ταξινομηθούν οι χρήσεις γης. Την εποχή που πάρθηκαν οι εικόνες υπήχξε έλλειψη τροφής και οικιστικά προβλήματα λόγω αυξανόμενης πληθυσμιακής πίεσης και της ταχείας ανάπτυξης των υποδομών στην κοινωνία. Μετά την επέκταση της αστικής περιοχής στο κεντρικό τμήμα της περιοχής μελέτης παρατηρήθηκε τεράστια αλλαγή χρήσης γης. Η πληθυσμιακή πίεση και η περιοχή οικοδόμησης αυξήθηκαν γρήγορα και η βλάστηση μειώθηκε παρόμοια. Η αλλαγή χρήσης γης και κάλυψης γης υπολογίστηκαν τα έτη 1990, 2000, 2010 και 2020. Σε αυτή τη μελέτη, προσδιορίστηκαν πέντε κατηγορίες χρήσεων γης και κάλυψης γης Υδάτινο σώμα, βλάστηση, ανοιχτός χώρος, δομημένη περιοχή και γεωργική γη. Η ταχεία αστικοποίηση και η μετανάστευση ήταν οι κύριες αιτίες των αστικών περιοχών επέκταση γύρω από τη μητροπολιτική περιοχή της Καλκούτας. Σε όλη την περιοχή μελέτης παρατηρείται μείωση της βλάστησης και της γεωργικής γης. Λόγω της αστικής επέκταση η περιοχή μελέτης γνώρισε ένα τεράστιο ποσό διακύμανσης της θερμοκρασία σε διάφορα μέρη. Αυτές οι διακυμάνσεις προήλθαν λόγω των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων. Για τον προσδιορισμό της αστικής θερμικής νησίδας χρησιμοποιήθηκαν πολλοί φασματικοί δείκτες που βασίζονται στην τηλεπισκόπηση. Ο NDBI απεικόνισε ότι η αστική περιοχή αυξήθηκε μεταξύ των ετών παρατήρησης και κυρίως στα κεντρικά και βόρεια τμήματα ενώ στα νοτιοανατολικά και μετρικά τμήματα της νότιας περιοχής γνώρισαν αστική επέκταση προς τις πλευρές του ποταμού. Η υπερβολική συστολή ήταν ο κύριος λόγω διακύμανσης της θερμοκρασίας που επίσης σε αυτές τις περιοχές μειώθηκε και η βλάστηση. Επίσης ο υπολογισμό της αστικής θερμικής νησίδας ήταν πολύ σημαντικός για το περιβάλλον και για τον σχεδιασμό ενός καλύτερου μέλλοντος. Ο σχεδιασμός ήταν πλέον πιο σημαντικός από την μελλοντική περιβαλλοντική ανάπτυξη. Η μελέτη ήταν να δημιουργήσει κατάλληλη ευαισθητοποίηση για τους ανθρώπους που μπορούν να μειώσουν το πρόβλημα. Η σχέση μεταξύ της θερμοκρασία της επιφάνειας της γης και της χρήσεις και καλύψεις γης στον χάρτη προέκυψε ότι εκεί που είχε βλάστηση είχε και χαμηλή θερμοκρασία. Η θερμική διακύμανση ήταν διαφορετική σε όλες τις κατηγορίες χρήσεων με το υδάτινο σώμα να έχει χαμηλή θερμοκρασία ενώ οι κατοικημένες περιοχές να έχουν την υψηλότερη. Για την μελλοντική πρόβλεψη του 2050 για τις χρήσεις γης προς τις καλύψεις γης έγινε ένα χάρτης ο οποίος δείχνει πως αποτυπώνονται οι φυσικές καταστροφές του ανθρώπου. Στην εικόνα 2 φαίνονται και αναλυτικά οι αλλαγές στης καλύψεις γης που προβλέπονται για το 2030 και 2050.
Συμπεράσματα:
Οι αστικές περιοχές επηρεάζονται κυρίως από τη διακύμανση της θερμοκρασίας λόγω των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων σε μερικές δεκαετίες. Η Καλκούτα έχει πολλές βιομηχανικές περιοχές και σταδιακά αυξημένη οικιστική γη λόγω πληθυσμιακής πίεσης και προσβασιμότητας. Σε μόλις είκοσι χρόνια, η Καλκούτα και η γύρω περιοχές έχουν βιώσει περίπου 4,72 ◦C διακύμανση θερμοκρασίας. Η κλιματική αλλαγή πλήττει το τοπικό περιβάλλον και έχει δημιουργήσει επίσης προβλήματα που σχετίζονται με την ανθρώπινη υγεία. Η θερμοκρασία σημείωσε σταδιακή άνοδο στις αστικές περιοχές και τοποθεσίες της πόλης έτσι, για να μειωθεί η θερμική διακύμανση που χρειαζόταν η περιοχή πρέπει να γίνει προγραμματισμός όπως δενδροφυτείες, φυτείες δέντρων στον τελευταίο όροφο και πολλά άλλα με πρωτοβουλία για τη μείωση της επίδρασης της αστικής θερμικής νησίδας στην Καλκούτα και τις γύρω περιοχές. Αυτή η μελέτη αποσκοπούσε στον προσδιορισμό της περιβαλλοντικής περιοχής με χρήση αρκετών δεικτών στην Καλκούτα και τις γύρω περιοχές. Οι αστικές περιοχές επηρεάστηκαν κυρίως από τη θερμική διακύμανση και την αλλαγή του κλίματος. Η συλλογή όμβριων υδάτων και η ανάπτυξη υγροτόπων είναι απαραίτητες για αυτήν την τοποθεσία. Σε αυτή τη μελέτη σκοπός ήταν ο προσδιορισμός της οικιστικής περιοχής ως το ισχυρό αποτέλεσμα της αστικής θερμικής νησίδας και της περιοχής που καταλαμβάνει η ανθρωπογενής χρήση γης όπως η βιομηχανική περιοχή, το κτίριο και πολλά άλλα.
