Χαρτογράφηση και ανάλυση χρήσεων γης μέσω Τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ: Η περίπτωση μελέτης του Tanguar Haor στο Μπαγκλαντές.
Από RemoteSensing Wiki
Χαρτογράφηση και ανάλυση χρήσεων γης μέσω Τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ:Η περίπτωση μελέτης του Tanguar Haor στο Μπαγκλαντές.
Πρωτότυπος τίτλος: Land cover change detection using GIS and remote sensing techniques: A spatio-temporal study on Tanguar Haor, Sunamganj, Bangladesh
Συγγραφείς: Md. Inzamul Haque, Rony Basak
Πηγή: The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, December 2016
Λέξεις κλειδιά: Χρήσεις γης, Τηλεπισκόπηση, GIS, Μπαγκλαντές
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η διαχρονική παρακολούθηση των χρήσεων γης και ο προσδιορισμός των χωρικών και ποιοτικών αλλαγών. Η μελέτη αυτή προτείνει ότι ο συνδυασμός της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών είναι ένα σημαντικό εργαλείο για την έγκυρη καταγραφή των χρήσεων γης στο πέρασμα του χρόνου και τη δημιουργία χαρτών, οι οποίοι αποτελούν απαραίτητο στοιχείο για τη σωστή διαχείριση και προγραμματισμό των διαφόρων περιοχών.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΣΚΟΠΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ
Ο κύριος στόχος της συγκεκριμένης έρευνας είναι η χρησιμοποίηση της Τηλεπισκόπησης και του GIS για τον εντοπισμό των χωρικών και χρονικών αλλαγών στις χρήσεις γης που σημειώθηκαν στο Tanguar Haor στο Μπαγκλαντές κατά τη διάρκεια 30 χρόνων. Το Tanguar Haor θεωρείται ένας από του μεγαλύτερους υγρότοπους στη βορειοανατολική πλευρά του Μπαγκλαντές και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην κοινωνία και την οικονομία της περιοχής. Επομένως, οι αλλαγές που υφίστανται στο έδαφος, τόσο από ανθρώπινες παρεμβάσεις όσο και από φυσικές διαδικασίες, επηρεάζουν άμεσα το οικοσύστημα, τη βιοποικιλότητα και την οικολογία του τοπίου αλλά έμμεσα και ολόκληρη τη ζωή των γύρω περιοχών. Ως εκ τούτου, η ακριβής και επικαιροποιημένη πληροφόρηση σχετικά με τις χρήσεις γης είναι απαραίτητη για τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό, τη σωστή διαχείριση και τη βιωσιμότητα της περιοχής. Η περιοχή επιλέχθηκε καθώς αντιμετωπίζει συντριπτικές απειλές εξαιτίας της εξάντλησης των φυσικών πόρων, της διάβρωσης του εδάφους, της υποβάθμισης των δασών, της υποβάθμισης των οικοτόπων, της ανισορροπίας του νερού, της ανισορροπημένης ανθρώπινης παρέμβασης και της παράνομης λαθροθηρίας.
ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ
Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο βορειοανατολικό τμήμα του Μπαγκλαντές, έχει έκταση 160 τετραγωνικά χιλιόμετρα και αποτελείται από 88 διαφορετικά χωρία. Συνορεύει με την Ινδία και το Nongstoin. Βρίσκεται σε υψόμετρο μόλις 2.5-5.5 μέτρα πάνω από τη μέση στάθμη της θάλασσας και η τοπική τοπογραφία της είναι ανομοιογενής. Το σχήμα της είναι τέτοιο που λειτουργεί ως φυσική δεξαμενή για την ευρύτερη περιοχή. Επιπλέον, περιέχει και μεγάλη έκταση από υδατοσυστήματα.
ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ
Δεδομένα :Για τη διεξαγωγή της συγκεκριμένης έρευνας συλλέχθηκαν πρωτογενή και δευτερογενή στοιχεία. Στα πρωτογενή στοιχεία συμπεριλήφθηκαν οι ψηφιοποιήσεις δεδομένων από παλιότερους χάρτες, έρευνες πεδίου και συνεντεύξεις με κατοίκους της περιοχής. Στα δευτερογενή δεδομένα εντάχθηκαν οι διαφορετικοί χάρτες της περιοχής και οι πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες. Για την ακρίβεια, χρησιμοποιήθηκαν τέσσερις δορυφορικές εικόνες για τις χρονολογίες 1980, 1989, 2001 και 2010, οι οποίες αναφέρονται σε ξερές περιόδους. Οι εικόνες προήρθαν από την Αμερικάνικη Γεωλογική Υπηρεσία και είναι από τους δορυφόρους Landsat MS, TM και ETM.
Ανάλυση Δεδομένων :Από τα αρχικά δεδομένα δημιουργήθηκαν χάρτες και γραφήματα για την οπτικοποίηση των μεταβολών στην περιοχή. Επιπλέον, εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές προκειμένου να εντοπιστούν οι αλλαγές τόσο στην έκταση του εδάφους όσο και στις αλληλεπιδράσεις των διαφόρων καλύψεων γης.
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ
Προεπεξεργασία :Το στάδιο της προεπεξεργασίας περιελάμβανε δύο επιμέρους διεργασίες. Η πρώτη διαδικασία ήταν η αφαίρεση του θορύβου από τις δορυφορικές εικόνες με στόχο να γίνουν πιο εύχρηστες με τον μετασχηματισμός του FOURIER και η δεύτερη διαδικασία ήταν η ραδιομετρική βαθμονόμηση των εικόνων με σκοπό την εκτίμηση του ποσοστού της ανακλώμενης ακτινοβολίας από κάθε εικονοστοιχείο, σε σχέση με τη μετρούμενη εισερχόμενη ακτινοβολία.
Ταξινόμηση :Μετά την προεπεξεργασία ακολούθησε η επιβλεπόμενη ταξινόμηση της εικόνας με τη μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας. Η περιοχή χωρίστηκε στις εξής κατηγορίες κάλυψης γης:
•Βαθιά νερά
•Βλάστηση
•Ρηχά νερά
•Οικισμοί
Εκτίμηση ακρίβειας ταξινόμησης: Το επόμενο βήμα της διαδικασίας ήταν η αξιολόγηση της ακρίβειας των ταξινομήσεων σε σχέση με τα αρχικά δορυφορικά δεδομένα. Για την επίτευξη αυτού του βήματος έγινε τυχαία δειγματοληψία. Η συνολική ακρίβεια για κάθε δορυφορική εικόνα ήταν 73.91% (1980), 80.49%(1989), 91.30%(2001) και 89.13%(2010). Αντίστοιχα, οι τιμές του μη παραμετρικού τεστ Kappa ήταν 0.6548, 0.7273, 0.83737 και 0.8543. Η δορυφορική εικόνα του 2001 ήταν αυτή που είχε την καλύτερη ακρίβεια ταξινόμησης.
Εντοπισμός Μεταβολών: Στο τελευταίο στάδιο της διαδικασίας έγινε η ανίχνευση των μεταβολών στην περιοχή μελέτης. Χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικοί τρόποι. Ο πρώτος τρόπος πραγματοποιήθηκε πριν την ταξινόμηση με τον υπολογισμό του δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI), του δείκτη νερού κανονικοποιημένης διαφοράς (NDWI) και της ανάλυσης της αλλαγής των χρήσεων γης (CVA). Ο δεύτερος τρόπος πραγματοποιήθηκε μετά την ταξινόμηση με τον υπολογισμό των στατιστικών και την εκτίμηση των θεματικών αλλαγών.
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Από τον υπολογισμό του δείκτη βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI) και του δείκτης νερού κανονικοποιημένης διαφοράς (NDWI) προέκυψαν οι αντίστοιχοι χάρτες καθώς και οι ταξινομημένοι χάρτες NDVI (Εικόνα 7) και NDWI (Εικόνα 8), όπου η βλάστηση και το νερό χωρίστηκαν σε κατηγορίες. Ο υπολογισμό αυτός βοήθησε στην ακριβή αναγνώριση της βλάστησης και του υδατικού συστήματος. Ακόμα, προσδιορίστηκε η κατηγορία της βλάστησης (δασικές εκτάσεις) που αντιμετωπίζει το μεγαλύτερο πρόβλημα στο πέρασμα των χρόνων. Από την ανάλυση της αλλαγής των χρήσεων γης (CVA) προέκυψε ότι περίπου το 50% της συνολικής έκτασης της Tanguar Haor άλλαξε ή μετατοπίστηκε μέσα στο διάστημα των 30 χρόνων. Ακόμα, οι μεγαλύτερες αλλαγές σημειώθηκαν στο κεντρικό τμήμα της περιοχής ενώ το νοτιοανατολικό τμήμα μεταβλήθηκε με μέτριο ρυθμό και το βόρειο τμήμα με μικρότερο ρυθμό. Λεπτομερέστατα, οι αλλαγές που προκλήθηκαν στο διάστημα 1989-2010 και 1989-2001 είχαν μέτρια ένταση ενώ στο διάστημα 2001-2010 είχαν έντονο ρυθμό.(Εικόνα 9 και 10) Από τον υπολογισμό των στατιστικών προέκυψε ότι η κατηγορία των ρηχών υδάτων μεταβλήθηκε κατά 33%, οι οικισμοί κατά 140%, τα βαθιά ύδατα κατά 49% και η βλάστηση κατά 52%. (Εικόνα 11) Τέλος, από την εκτίμηση των θεματικών αλλαγών προέκυψε ότι η μεγαλύτερη μετατροπής στην κάλυψη γης πραγματοποιήθηκε από τη βλάστηση στο ρηχό νερό με 14% ποσοστιαία μεταβολή. Αυτός ο συντελεστής μετατροπής ήταν υψηλότερος μεταξύ 1980 και 1989 και χαμηλότερος μεταξύ 2001 και 2010. Ο ρυθμός μετατροπής από τα βαθιά νερά σε ρηχά νερά και από τη βλάστηση στον οικισμό ήταν σχεδόν ίδιος μέσα σε αυτά 30 χρόνια. (Εικόνα 12 και 13)
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Η μελέτη αυτή εξέτασε τη σημασία της ενσωμάτωσης της Τηλεπισκόπησης για τη μελέτη ανίχνευσης μεταβολών των χρήσεων/καλύψεων γης μιας περιοχής καθώς εξάγονται βασικές πληροφορίες σχετικά με τη χωρική κατανομή και τη φύση των αλλαγών του εδάφους. Οι αλλαγές μέσω της Τηλεπισκόπησης μετατράπηκαν σε ποσοτικά δεδομένα με την τεχνική της σύγκρισης πριν και μετά την ταξινόμηση. Η περιοχή μελέτης βρέθηκε να έχει παρουσιάσει ταχεία εξέλιξη αλλαγών χρήσεων/καλύψεων γης. Οι αλλαγές αυτές προήλθαν από διάφορους λόγους, οι οποίοι δεν εξετάστηκαν στη συγκεκριμένη έρευνα.
