Πληθυσμιακή ανάπτυξη και αποτύπωσή της σε χωρικά οικιστικά πρότυπα: Η περίπτωση της πρωτεύουσας της Υεμένης, Σάναα

Από RemoteSensing Wiki

Εισαγωγή

Για την παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικές δορυφορικές απεικονίσεις προκειμένου να αναλυθεί η χωρική εξάπλωση των αστικών περιοχών της πρωτεύουσας της Υεμένης, Σάναα μαζί με την πληθυσμιακή αύξηση που τη συνοδεύει από το 1978 (Εικ.1). Οι οικιστικές περιοχές σκιαγραφήθηκαν μέσω διαδικασιών επεξεργασίας των διαθέσιμων απεικονίσεων, ενώ οι μετρήσεις του πληθυσμού ελήφθησαν από την τελευταία απογραφή και με τη διαδικασία της παρεμβολής υπολογίστηκαν και για τα ενδιάμεσα έτη. Κατόπιν ερευνήθηκαν οι μεταβολές της πυκνότητας πληθυσμού ανά αστική περιοχή με βάση τα απεικονιστικά και τα αριθμητικά δεδομένα.

Δεδομένα

Στη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν:

1. Μια δορυφορική εικόνα Landsat TM με ημερομηνία λήψης την 20/09/1989 και ανάλυση 30 μ.
2. Μια δορυφορική εικόνα SPOT 3 με ημερομηνία λήψης την 27/12/1994 και ανάλυση 10 μ.(παγχρωματική) και 20 μ. (πολυφασματική)
3. Μια δορυφορική εικόνα Quickbird με ημερομηνία λήψης την 30/06/2004 και ανάλυση 0.6 μ.(παγχρωματική) και 2.4 μ. (πολυφασματική)
4. Μια δορυφορική εικόνα SPOT 5 με ημερομηνία λήψης την 06/06/2007 και ανάλυση 2.5 μ.(παγχρωματική) και 10 μ. (πολυφασματική)
5. Τοπογραφικός χάρτης της Σοβιετικής Στρατιωτικής Υπηρεσίας από το 1978 και σε κλίμακα 1:50.000

Επιπλέον χρησιμοποιήθηκαν διανυσματικά δεδομένα του 2004 που αφορούσαν το οδικό δίκτυο και την κάλυψη των κτιρίων ώστε να ελεγχθούν και να βελτιωθούν τα εξαχθέντα αποτελέσματα που αφορούσαν την κατανομή κτισμένου και άκτιστου μέσα στον αστικό χώρο. Από την Κεντρική Στατιστική Υπηρεσία ελήφθησαν τα πληθυσμιακά δεδομένα των απογραφών του 1994 και του 2004.

Μεθοδολογία

Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε σε τρία στάδια. Στο πρώτο στάδιο παράχθηκε ένα επίπεδο απεικόνισης των οικιστικών περιοχών βασισμένο στις ψηφιακές εικόνες και τον τοπογραφικό χάρτη. Αλληλεπικαλύπτοντας αυτό το επίπεδο με τα γνωστά όρια των συνοικιών, εξήχθησαν τα χωρικά πρότυπα της οικιστικής ανάπτυξης. Στο δεύτερο στάδιο, τα πληθυσμιακά δεδομένα της χρονικής περιόδου μελέτης συνδυάστηκαν με τις συνοικίες, οπότε έγινε δυνατή η διερεύνηση των πληθυσμιακών μεταβολών για κάθε συνοικία. Στο τρίτο στάδιο ερευνήθηκε η σχέση μεταξύ οικιστικών περιοχών και πληθυσμιακών μεταβολών.

Προεπεξεργασίες

Όλες οι δορυφορικές απεικονίσεις εντάχθηκαν σε σύστημα γεωαναφοράς με τη χρήση 21 σημείων GPS τα οποία συλλέχθηκαν επιτόπου το Φεβρουάριο του 2008. Για την εικόνα Quickbird χρησιμοποιήθηκε πολυωνυμική γεωαναφορά σε συνδυασμό με τα σημεία GPS με ένα μέγιστο μέσο τετραγωνικό σφάλμα 1,6 μ. Για τη γεωαναφορά των εικόνων SPOT και landsat, χρησιμοποιήθηκαν αυστηρά μοντέλα που απέδωσαν ακρίβεια μικρότερη του ενός εικονοστοιχείου. Για όλα τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκε η τεχνική επαναδειγματοληψίας (resampling) με την ονομασία cubic convolution. Επίσης σε όλες οι εικόνες υψηλής ανάλυσης (VHR) έγινε επαναδειγματοληψία σε χωρική διακριτική ικανότητα 5 μ. η οποία θεωρείται ιδανική για τη διάκριση οικιστικών περιοχών και η οποία επιτρέπει ταχύτερη επεξεργασία της εικόνας.

Διαδικασία

Ο τοπογραφικός χάρτης της Σοβιετικής Στρατιωτικής Υπηρεσίας του 1978 υπέστη διαδικασία ψηφιοποίησης και τοπολογικής διόρθωσης.

Στην εικόνα Landsat του 1989, προκειμένου να ενισχυθεί η απεικόνιση των αστικών περιοχών χρησιμοποιήθηκε το έγχρωμο σύνθετο 1-4-5, ενώ έγινε ενίσχυση της αντίθεσης με επέκταση του ιστογράμματος με τους εξής λόγους: R=110/146, G=65/96, B=131/164.

Για τις εικόνες υψηλής ανάλυσης των ετών 1994, 2004 και 2007 χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης Pan-Tex, ο οποίος βασίζεται σε υπολογισμούς που αφορούν τη στατιστική σύσταση των εικόνων και γι’ αυτό είναι κατάλληλος για εικόνες προερχόμενες από ένα μεγάλο εύρος σύγχρονων αισθητήρων υψηλής ανάλυσης. Αυτή η μέθοδος είναι πολύ αποτελεσματική για τη διάκριση κτισμένων και άκτιστων περιοχών τόσο σε παγχρωματικές, όσο και σε SAR εικόνες. Με τη μέθοδο αυτή παρέχεται δομική πληροφορία για τις αστικές περιοχές για τα κτίρια, τους ανοικτούς χώρους και τους δρόμους. Η τελική δυαδική «μάσκα» προέκυψε με την εκλογή μιας τιμής κατωφλίου που διαχωρίζει την εικόνα σε κτισμένες και άκτιστες περιοχές (Εικ. 2). Το τελικό δυαδικό αποτέλεσμα μετατράπηκε σε πολύγωνα και εισήχθη σε γεωγραφικό σύστημα πληροφοριών. Κατόπιν υπέστη επεξεργασία ελέγχου και βελτίωσης μέσω αλληλοεπικάλυψής του με τα διανυσματικά δεδομένα του οδικού δικτύου στα οποία εφαρμόστηκε η διαδικασία δημιουργίας ζωνών επιρροής (buffer)πλάτους 20 μ. για τις κύριες οδούς και 6 μ. για τις δευτερεύουσες. Κατόπιν, η «μάσκα» των κτισμένων επιφανειών κάθε έτους αλληλοεπικαλύφθηκε με τα όρια των συνοικιών, οπότε έγινε δυνατή η ανάλυση της χωρικής επέκτασης καθώς και ο υπολογισμός των απόλυτων και ποσοστιαίων τιμών οικιστικής ανάπτυξης.

Τέλος, συνδυάζοντας τα όρια των συνοικιών με τα πληθυσμιακά δεδομένα, έγινε η ανάλυση της κατανομής και της πυκνότητας του πληθυσμού για κάθε έτος.

Συμπεράσματα

Η παρούσα εργασία διερεύνησε την χωρική επέκταση και την πληθυσμιακή αύξηση της πόλης της Σάναα. Η ανάλυση κατέδειξε σημαντική αύξηση τόσο στις αστικές περιοχές όσο και στον πληθυσμό κατά τα τελευταία τριάντα χρόνια (Εικ.3,4). Η χωρική επέκταση έλαβε χώρα κυρίως κατά μήκος των κυρίων οδικών αξόνων, στον άξονα βορρά-νότου κατά πρώτον και ανατολής- δύσης κατά δεύτερον, και αυτό γιατί τα βουνά που περιβάλλουν την πόλη λειτουργούν ως φυσικά εμπόδια. Συνδυάζοντας χωρικά και πληθυσμιακά δεδομένα κατέστη δυνατό να εντοπιστεί μια ποικιλία αμοιβαίων σχέσεων και αλληλεξαρτήσεων μεταξύ πληθυσμιακής και αστικής ανάπτυξης.