Detecting war-induced abandoned agricultural land in northeast Bosnia using multispectral, multitemporal Landsat TM imagery

Από RemoteSensing Wiki

εικ.1 Χάρτης δημοτικών ενοτήτων της Βοσνίας-Ερζεγοβίνης της περιοχής μελέτης. Φαίνονται επιλεκτικά μερικά ονόματα δήμων πριν από τον πόλεμο. Επίσης διακρίνονται τα όρια των εικόνων Landsat. (δυτικά: path 188 / row 29 και ανατολικά: path 187 / row 29). - Source: Frank D. W. Witmer

εικ.2 Διάγραμμα ροής ανάλυσης δεδομένων. Ένα προϊόν της ανάλυσης MAD, φαίνεται στην εικ.3. - Source: Frank D. W. Witmer

εικ.3 Αποτέλεσμα της ανάλυσης MAD, για τα κανάλια 3-5, από ανατολικές εικόνες του Ιουνίου 1991 και Μαΐου 2005. Με σκούρο μωβ αναπαρίστανται τα σύννεφα και με ανοιχτό μπλε, οι σκιές τους. Με ροζ και πράσινο, η ενεργή αγροτική γη, αναλόγως αν το χωράφι είχε οργωθεί ή θεριστεί. - Source: Frank D. W. Witmer

εικ.4 Ο χάρτης δείχνει την αγροτική γη που μελετήθηκε για την αξιολόγηση της ακρίβειας της έρευνας. Με μπλε αποδίδεται η ενεργή αγροτική γη, ενώ με κόκκινο η εγκαταλελειμμένη. Επίσης το έντονο μπλε και κόκκινο, αντιπροσωπεύουν τις περιοχές στις οποίες έχει γίνει και επιτόπια έρευνα, ενώ οι πιο ανοιχτοί τόνοι, αυτές που έχουν ερευνηθεί αποκλειστικά με τηλεπισκόπηση. Με διακεκομμένη γραμμή φαίνεται το IEBL. - Source: Frank D. W. Witmer

Ο τριετής πόλεμος στη Βοσνία-Ερζεγοβίνη, από το Μάρτιο του 1992 έως το Νοέμβριο του 1995, ήταν αποτέλεσμα της διαμάχης μεταξύ των τριών βασικών εθνικών ομάδων, Σέρβων, Βοσνίων (Μουσουλμάνων Βοσνίων) και Κροατών, σε σχέση με το πώς η περιοχή θα έπρεπε να οριοθετηθεί. Υπολογίζεται ότι κόστισε τη ζωή σε πάνω από 100,000 ανθρώπους, ενώ περίπου 2 εκατομμύρια εκτοπίστηκαν από τις κατοικίες τους. Ακόμη υπήρξαν έντονες επιπτώσεις στην οικονομία και το φυσικό τοπίο της περιοχής, οι υποδομές για τις μεταφορές υπέστησαν σοβαρές ζημιές, η αγροτική παραγωγή μειώθηκε και μεγάλος αριθμός από νάρκες τοποθετήθηκε διάσπαρτα σε μεγάλες εκτάσεις.

Το αντικείμενο της έρευνας είναι η συγκριτική μελέτη των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από την εφαρμογή διαφόρων μεθόδων εντοπισμού των μεταβολών στη χρήση και κάλυψη γης, με σκοπό την κατανόηση των επιπτώσεων του πολέμου. Η μελέτη χρησιμοποιεί πολυφασματικά δεδομένα, από διαφορετικές χρονικές περιόδους, κυρίως από τον δέκτη Landsat TM, ώστε να υπολογιστεί η έκταση της εγκαταλελειμμένης αγροτικής γης στη βορειοανατολική Βοσνία. Εφόσον σε αυτή δε γίνεται πια κυκλική σπορά, όργωμα και συγκομιδή των ενεργών χωραφιών, οι δορυφορικές εικόνες επιλέχθηκαν ώστε να εντοπιστούν εκεί οι χαρακτηριστικές διαφορές στη βλάστηση κατά τη διάρκεια του χρόνου. Διάφοροι αλγόριθμοι εντοπισμού της μεταβολής (change detection algorithms) αξιολογήθηκαν πριν επιλεχθεί ο πιο κατάλληλος για τη συγκεκριμένη ομάδα δορυφορικών εικόνων.

ΔΕΔΟΜΕΝΑ & ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Η περιοχή μελέτης καλύπτει 13,887 km² στο βορειοανατολικό μέρος της Βοσνίας, το οποίο επιλέχθηκε για τους παρακάτω λόγους. Κατά πρώτον εκεί συνέβησαν έντονες συγκρούσεις και εθνική εκκαθάριση, επομένως εμπεριέχει έναν σημαντικό αριθμό από νάρκες. Ακόμη, η χρήση της γης εκεί είναι κυρίως αγροτική, και όπως προαναφέρθηκε, λόγω της εγκατάλειψης μπορούν να φανούν τυχόν μεταβολές στη βλάστηση. Τέλος, με την επιλογή της, συμπεριλαμβάνεται γη που ανήκει και στις δύο πλευρές της Inter-Entity Boundary Line (IEBL), με αποτέλεσμα να καλύπτονται από την έρευνα τυχόν πολιτικής φύσης συνέπειες, καθώς και ώστε να συμπεριληφθούν περιοχές χωρίς νάρκες, μακριά από τη συνοριακή γραμμή. Με αυτόν τον τρόπο συμπεριλαμβάνονται περιοχές που επλήγησαν έντονα ή ελάχιστα. Οι εικόνες που επιλέχθηκαν χρονικά είναι από την άνοιξη (Απρίλης, Μάιος, Ιούνιος) και από το καλοκαίρι (Ιούλιος, Αύγουστος, Σεπτέμβριος) κάτι που σχετίζεται με τους κύκλους της αγροτικής δραστηριότητας.

• Eικόνες από τον Landsat Thematic Mapper (TM) καλύπτουν την περιοχή μελέτης και χρονικά επιλέχθηκαν αυτές που καλύπτουν την περίοδο του πολέμου και μετά.

• Ανεξάρτητες Landsat εικόνες επιλέχθηκαν με βάση την ανάγκη να καταγραφεί η φαινολογία της αγροτικής περιόδου ανάπτυξης για πριν και μετά τον πόλεμο.

Οι εικόνες αποκτήθηκαν από το University of Maryland’s Earth Science Data Interface at the Global Land-Cover Facility, το Yale University’s Center for Earth Observation, την υπηρεσία USGS και το Eurimage.

• Δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης Quickbird για την επιβεβαίωση της ακρίβειας των ταξινομήσεων (Τα αποτελέσματα της ταξινόμησης δείχνουν ότι τα δεδομένα από τον Landsat TM είχαν ακρίβεια 82.5%).

• Corine Land Cover (CLC) δεδομένα από το European Environment Agency for Bosnia-Herzegovina (EEA 2000), όπου η αγροτική γη εμφανίζεται σε τέσσερις υποκατηγορίες: καλλιεργήσιμη γη (αρδευόμενη και μη αρδευόμενη), μόνιμες καλλιέργειες (αμπέλια, οπωροφόρα δέντρα και φυτείες μούρων), βοσκοτόπια, και ετερογενείς γεωργικές περιοχές.

• Δεδομένα από επί τόπου έρευνα που συλλέχθηκαν το Μάιο του 2006.

Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για τον εντοπισμό των χρήσεων και την κάλυψη της γης, αφορούν κυρίως την εφαρμογή του NDVI και τη χρήση της αυτοματοποιημένης μεθόδου εντοπισμού και ανάλυσης της μεταβολής MAD (multivariate alteration detection) (εικ.3).

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η έρευνα προβάλει τη δυνατότητα εντοπισμού των μεταβολών στην κάλυψη γης σε μεταπολεμικές ζώνες, με τη χρήση της τηλεπισκόπησης ως μέσο ανάλυσης. Χρησιμοποιώντας την τηλεπισκόπηση και την τεχνολογία των GIS με σκοπό την διερεύνηση και προβολή των κοινωνικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων των πολέμων, μπορεί να επιτευχθεί μια καλύτερη κατανόηση, του πώς αυτά τα πολύπλοκα συστήματα λειτουργούν. Ακόμη, αποτελέσματα σχετικά με τη γεωργία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της εξάρτησης από εισαγωγές τροφίμων και να επωφεληθούν από πιο στοχευμένη διεθνή βοήθεια.

Πηγές

Witmer, F. - Detecting war induced abandoned agricultural land in northeast Bosnia using multispectral, multitemporal Landsat TM imagery

See Also

• ο τριετής πόλεμος στη Βοσνία, 1992-1995