Σύγκριση τεχνικών χαρτογράφησης περιορισμού πλημμύρων με την χρήση τηλεπισκόπησης.
Από RemoteSensing Wiki
Σύγκριση τεχνικών χαρτογράφησης περιορισμού πλημμύρων με την χρήση τηλεπισκόπησης.
Τίτλος: Intercomparison of satellite remote sensing-based flood inundation mapping techniques
Συγγραφείς: Dinuke Munasinghe, Sagy Cohen, Yu-Fen Huang, Yin-Phan Tsang, Jiaqi Zhang, and Zheng Fang
Πηγή: [1]
Οι πλημμύρες είναι μια από τις φυσικές καταστροφές που έχουν άμεση επίπτωση στις γεωργικές καλλιέργειες,την ιδιοκτησία και τις επιχειρήσεις, προκαλούν απώλεια ανθρώπινων ζωών καιέχουν τεράστιες επιπτώσεις στις εθνικές οικονομίες. Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει πλέον την ένταση και τις συχνότητες των πλημμυρών. Επομένως, η τρέχουσα τάση είναι η μοντελοποίησή τουςκαι η δημιουργία σεναρίων πλημμύρας. Η εφαρμογή εργαλείων για σχεδόν σε πραγματικό χρόνο εκτίμησης των μεγεθών των πλημμυρών θα μπορούσε να επιτρέψει τον καλύτερο σχεδιασμό και την άμεση λήψη αποφάσεων. Η χρήση δορυφορικών εικόνων πλέον αποτελεί ικανή λύση στη παροχής συνοπτικών δεδομένων για τη δυναμική των πλημμυρών. Τα δεδομένα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αξιολόγηση υδραυλικών μοντέλων, των υδρολογικών προβλέψεων, στη δημιουργία χαρτών κινδύνου πλημμύρας και στις στρατηγικές διαχείρισης των πλημμυρών. Επομένως η τηλεπισκόπηση, για παράδειγμα οι πολυφασματικές εικόνες (Multi-Spectral), Radar, SAR, Landsat (πχ Landsat 7-EnhancedThematicMapper), μπορούν να χρησιμοποιηθούν πλέον για τη χαρτογράφηση κατακλυσμένων περιοχών, την οριοθέτησή τους, υπό πολύ διαφορετικών συνθηκών, κλίματος, μορφολογίας, χρήσεων γης, καιρικών συνθηκών, εποχιακών κύκλων πλημμύρας, συνδυαστικών χαρακτηριστικών
Οι κύριοι στόχοι αυτής της μελέτης ήταν:
1) η δημιουργία χάρτη πλημμύρας από Landsat 8 χρησιμοποιώντας πέντε διαφορετικές τεχνικές ταξινομήσεις,
2) η αξιολόγηση της απόδοσης βασισμένη σε εικονοστοιχεία νερού και
3) η αξιολόγηση της ακρίβειας των τεχνικών για την καταγραφή της έκτασης των πλημμυρών σε σχέση με την χειροκίνητη ψηφιοποίησης της πλημμύρας.
Χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό επεξεργασίας εικόνας ErdasImagine -2015 για την προεπεξεργασία των δορυφορικών εικόνων, τις γεωμετρικές και ραδιομετρικές διορθώσεις και το DEMγια την διόρθωση των εικονοστοιχείων με σκίασης ή υπό κάλυψη από σύννεφα.Προκειμένου να υπάρξει πεδίο σύγκρισης της πλημμύρας, η έκταση της δορυφορικήες κατά τη διάρκεια της πλημμύρας ψηφιοποιήθηκε χειροκίνητα, με βάση τη γνώση των χρηστών και τις συμπληρωματικές πηγές δεδομένων.
Επομένως, πραγματοποιήθηκε ο προσδιορισμόςτης ακρίβειας πέντε διαφορετικών τεχνικών επεξεργασίας ψηφιακών εικόνα ςLandsat 8-Operational Land Imager, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν στη χαρτογράφηση πλημμυρισμένης έκτασης πλημμύρας, με περιοχή μελέτης το Hempstead του ποταμού Brazos του Τέξας (5/2016). Οι πέντε τεχνικές ταξινόμησης του νερού της πλημμύρας ήταν η εποπτευόμενη ταξινόμηση, μη επιτηρούμενη ταξινόμηση, delta-cueανίχνευση αλλαγής, ο δείκτης κανονικοποιημένης διαφοράς νερού [NDWI] και ο τροποποιημένος NDWI [MNDWI]). Για τον εντοπισμό νερού της πλημμύρας, που μπορεί να καλύπτεται από σύννεφα και να μην αναγνωρίζεται, χρησιμοποιήθηκε επίσης προσέγγιση βασισμένη στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DEM). Οι ταξινομημένες πλημμύρες συγκρίθηκαν χρησιμοποιώντας έναν AdvancedFitnessIndex σε έναν "χάρτη αναφοράς πλημμυρών" που δημιουργήθηκε με βάση τη «χειροκίνητη» ψηφιοποίηση, καθώς και άλλες πηγές δεδομένων, χρησιμοποιώντας την ίδια δορυφορική εικόνα. Η εποπτευόμενη ταξινόμηση απέδωσε το υψηλότερη ακρίβεια 86,4%, ενώ η χωρίς εποπτεία, το MNDWI και το NDWI ακολούθησαν 79,6%, το 77,3% και το 77,1% αντίστοιχα. Η Delta-cue ανίχνευση απέδωσε τη χαμηλότερη ακρίβεια με 70,1%. Επομένως, η εποπτευόμενη ταξινόμηση μπορεί να θεωρηθεί ότι συνιστάται για την ταξινόμηση των υδάτων πλημμύρας και την δημιουργία χαρτών πλημμύρας κάτω από συγκεκριμένες ρυθμίσεις. Το DEM που χρησιμοποιήθηκε για την αναγνώριση των πλημμυρισμένων από νερό εικονοστοιχείων, που καλύπτονται από σύννεφα συνιστά αξιόπιστη και εύκολη στην εφαρμογή για περιοχές όμως με σχετικά επίπεδη τοπογραφία.
