Προοπτικές και περιορισμοί της τηλεπισκόπησης για τη μείωση των γεωλογικών καταστροφών
Από RemoteSensing Wiki
Potential and limitations of satellite remote sensing for geo-disaster reduction
ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: Kees van Westen, Robert Soeters, Manfred F. Buchroithner
Πηγή: [2]
1. Παρουσίαση του προβλήματος
Η καταστροφή ορίζεται ως «ένα ξαφνικό, ολέθριο γεγονός που αποφέρει μεγάλες ζημιές ή απώλειες». Τέτοια γεγονότα μπορεί να είναι οι σεισμοί, οι κατολισθήσεις, οι τυφώνες, οι εκρήξεις ηφαιστείων κλπ. Για να μειωθούν οι επιπτώσεις των φυσικών καταστροφών, απαιτείται μια ολοκληρωμένη στρατηγική διαχείρισης καταστροφών, οποία εμπεριέχει και τις πτυχές της παρεμπόδισης καταστροφών (ανάλυση κινδύνου, ευπάθειας και ρίσκου εφαρμόζοντα στο σχεδιασμό), της ετοιμότητας (προειδοποίηση και παρακολούθηση καταστροφών) και των λειτουργιών αποκατάστασης των καταστροφών
2. Σκοπός της εφαρμογής
Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται σε γεωλογικές καταστροφές, δηλαδή στους σεισμούς, τις εκρήξεις ηφαιστείων και τις κατολισθήσεις. Για κάθε μία από αυτές, γίνεται μια εκτίμηση της χρησιμότητας της τηλεπισκόπησης στα τρία στάδια της διαχείρισης καταστροφών (παρεμπόδιση, ετοιμότητα, αποκατάσταση). Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα από δορυφόρους είναι εξαιρετικά εργαλεία για τη χαρτογράφηση της χωρικής κατανομής των σχετιζόμενων με καταστροφές δεδομένων, εντός μίας σχετικά μικρής χρονικής περιόδου. Πέραν της χρήσης συμβατικών αεροφωτογραφιών, οι οποίες συχνά παραμένουν τα πιο χρήσιμα εργαλεία στη μελέτη πολλών τύπων καταστροφών, η εφαρμογή των τηλεπισκοπικών δεδομένων έχει αυξηθεί ραγδαία τα τελευταία χρόνια.
3. Χαρακτηριστικά γεωλογικών καταστροφών και ο ρόλος της τηλεπισκόπησης
Είναι ευρέως γνωστές οι δυνατότητες της χρήσης δορυφορικών δεδομένων, όσον αφορά στην πρόβλεψη καταστροφικών φαινομένων σχετιζόμενων με τον καιρό, όπως οι καταιγίδες. Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται στις γεωλογικές καταστροφές. Καθώς αυτές οι καταστροφές αφορούν φυσικά φαινόμενα με μεγάλες αποκλίσεις σε χαρακτηριστικά, μέγεθος, ταχύτητα ανάπτυξης κλπ., στην συνέχεια εξετάζεται ο ρόλος της τηλεπισκόπησης ξεχωριστά για τους εξής τρεις τύπους γεωλογικών καταστροφών :
- Σεισμοί : Οι ακόλουθες πτυχές παίζουν σημαντικό ρόλο : ενεργά ρήγματα, γεωλογική δομή, τύποι εδαφών, βάθος του υδροφόρου ορίζοντα, τοπογραφία και τύποι κατασκευών στην περιοχή. Στη φάση της παρεμπόδισης καταστροφών, η τηλεπισκόπηση παίζει σημαντικό ρόλο στη χαρτογράφηση ενεργών ρηγμάτων, χρησιμοποιώντας νεοτεκτονικές μελέτες με τη βοήθεια Landsat ΤΜ και ραντάρ, καθώς και στη μέτρηση μετατόπισης ρηγμάτων με τη χρήση SLR (Satellite Laser Ranging, [3]), GPS και συμβολομετρία με ραντάρ. Μέχρι στιγμής, τα σημαντικότερα δεδομένα για τις ζώνες σεισμικού κινδύνου αντλούνται από τα σεισμικά δίκτυα. Οι σεισμοί δεν μπορούν να προβλεφθούν επαρκώς με το παρόν επίπεδο γνώσης, συνεπώς ούτε η τηλεπισκόπηση μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο στην ετοιμότητα για τους σεισμούς. Στη φάση της αποκατάστασης, μπορεί να παίξει ρόλο στην αναγνώριση μεγάλων σε κλίμα σχετικών χαρακτηριστικών, όπως οι κατολισθήσεις, όχι όμως και στην παρατήρηση των ζημιών σε κτίρια, καθώς η ανάλυση των παρόντων συστημάτων ραντάρ δεν είναι επαρκής.
- Εκρήξεις ηφαιστείων : Η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη φάση της ετοιμότητας, με την κατανομή και τη χαρτογράφηση των ηφαιστειακών αποθεμάτων με τα χρήση Landsat TM και ραντάρ. Για τον καθορισμό της ιστορίας εκρήξεων ενός ηφαιστείου, απαιτούνται άλλα δεδομένα όπως μορφολογική ανάλυση, χρονολόγηση τέφρας και λιθολογική σύσταση. Η θερμική ζώνη του Landsat TM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση των θερμικών χαρακτηριστικών ενός ηφαιστείου και η συμβολομετρία με ραντάρ για την μέτρηση επιφανειακών παραμορφώσεων. Δεδομένα AVHRR [4] χρησιμοποιούνται στην παρακολούθηση ροών λάβας και τέφρας. Για την παρακολούθηση της έκτασης των ηφαιστειακών συννέφων στάχτης μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα εξής : TOMS [5], GOES [6] και Meteosat [7].
- Kατολισθήσεις : Στη φάση της παρεμπόδισης καταστροφών, οι δορυφορικές εικόνες με επαρκή χωρική ανάλυση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ενός αρχείου προηγούμενων κατολισθήσεων και για τη συλλογή δεδομένων σχετικών παραμέτρων, όπως η γεωλογία, η κλίση, η γεωμορφολογία, οι χρήσεις γης, η υδρολογία, τα ρήγματα κλπ. Στη φάση της της αποκατάστασης, η παρακολούθηση μετατοπίσεων μεγάλων κατολισθήσεων μπορεί να γίνει με συμβολομετρία με ραντάρ. Ένας λόγος για τον οποίο τα ραντάρ απεικόνισης είναι χρήσιμα για την παρακολούθηση των μετακινήσεων μαζών, είναι η ευαισθησία του στην επιφανειακή σκληρότητα και κλίση. Η εξαγωγή πληροφοριών σε σχέση με το νερό από τα ραντάρ απεικόνισης σε επιφάνειες εδαφών είναι δύσκολη, καθώς η ένταση της εικόνας είναι μια πολύπλοκη λειτουργία με πολλές παραμέτρους, όπως το μήκος κύματος, η υγρασία των εδαφών, η κάλυψη με βλάστηση κλπ. Τέλος, μια ακόμα προσέγγιση για χρήση δεδομένων υγρασίας εδαφών μέσω μικροκυματικών μεθόδων, είναι η ανίχνευση αλλαγών. Αυτή η μέθοδος ελαχιστοποιεί τις επιδράσεις μεταβλητών όπως η βλάστηση και η επιφανειακή σκληρότητα.
4. Συμπεράσματα
Στον πίνακα 1 υπάρχει μια σύνοψη της χρησιμότητας της τηλεπισκόπησης στις διάφορες φάσεις της διαχείρισης φυσικών καταστροφών για τις καταστροφές που προαναφέρθηκαν και για τις πλημμύρες. Τα πιο υποσχόμενα αποτελέσματα αναμένονται στα πεδία των εκρήξεων ηφαιστείων και των πλημμυρών, καθώς και οι 2 μορφές καταστροφής είναι εύκολα αναγνωρίσιμες με τη χρήση τηλεπισκόπησης. Τέλος μπορούν να ειπωθούν τα εξής : i) τα υπάρχοντα εργαλεία θεωρούνται γενικά επαρκή. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο σύστημα είναι ο Landsat TM, ii) οι χρονικές κατά κύριο λόγο, αλλά και οι χωρικές αναλύσεις, πρέπει να βελτιωθούν. Υπάρχει επίσης ανάγκη στερεοσκοπικών δεδομένων με μεγαλύτερη χωρική ανάλυση, iii) Σε πολλές εφαρμογές το σημαντικότερο μειονέκτημα είναι οι καιρικές συνθήκες. Στο κοντινό μέλλον ωστόσο, αναμένεται πολλές εφαρμογές να προκύπτουν μέσω δεδομένων ERS [8], ειδικά σε περιοχές όπου τα δορυφορικά δεδομένα περιορίζονταν από τη συνεχή παρουσία συννέφων, iv) Η εφαρμογή της τηλεπισκόπησης περιορίζεται σημαντικά από την έλλειψη χρηματοδότησης. Η χρηματοδότηση ερευνών για εφαρμογές δε σχετίζεται με τη χρηματοδότηση για τις έρευνες διαστημικών τεχνολογιών, v) Τέλος, η τηλεπισκόπηση μπορεί να δώσει μόνο ένα μέρος της λύσης στη διαχείριση φυσικών καταστροφών και πάντα πρέπει να συνδυάζεται με άλλα δεδομένα.
