Μια αποδοτική μέθοδος για χαρτογράφηση του βαθμού πλημμυράς σε μια παράκτια κοίτη πλημμυρών χρησιμοποιώντας Landsat TM και DEM στοιχεία

[[category:Καταγραφή πλημμυρών, εκτίμηση ζημιών κλπ]]


'''Μια αποδοτική μέθοδος για χαρτογράφηση του βαθμού πλημμυράς σε μια παράκτια κοίτη πλημμυρών χρησιμοποιώντας Landsat TM και  DEM στοιχεία'''


''An efficient method for mapping flood extent in a coastal floodplain using Landsat TM and DEM data''

Y. WANG*, J. D. COLBY and K. A. MULCAHY
Department of Geography, East Carolina University, Greenville, NC 27858,
USA
INT.J. REMOTE SENSING, 2002, vol. 23, no. 18, 3681–3696


''Αντικείμενο εφαρμογής'': Χαρτογράφηση πλημμύρας 


''Στόχοι εφαρμογής'':  Η περιγραφή μιας αποδοτικής και οικονομικής μεθόδου για το βαθμό πλημμύρας σε παράκτιο πεδίο πλημμυρών. Αυτή η μέθοδος βασίστηκε στα χαρακτηριστικά γνωρίσματα αντανάκλασης του νερού σε περιοχές νερού και μη-νερού σε ένα ζευγάρι Landsat 7 θεματικό Mapper (TM) εικώνω (πριν από και κατά τη διάρκεια της πλημμύρας), καθώς επίσης και χρησιμοποιώντας και τα ψηφιακά πρότυπα στοιχεία ανύψωσης (DEM).
Πως γινόταν παλιότερα: Ο εντοπισμός πλημμυρισμένων περιοχών με την χρήση δορυφορικών εικόνων ήταν δύσκολος και κυρίως για πλημμυρισμένες περιοχές που βρισκόντουσαν κάτω από δασική έκταση. Το 1999, ο Jin ανέπτυξε ένα κατάλογο πλημμυρών (flooding index) χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον Specific Sensor Microwave/Imager (SSM/I) του δορυφορικού άμυνας-μετεωρολογικού προγράμματος (DMSP).


''Είδη δορυφορικών συστημάτων'': Landsat 7 TM Thematic Mapper


''Είδη δορυφόρων, δεκτών και καναλιών - Χρησιμότητα των δεικτών/καναλιών'': 

Η περιοχή μελέτης ήταν η Greenville στην περιοχή του Pitt County της Αμερικής. (593.9km2) και τα δορυφορικά δεδομένα αποκτήθηκαν για την χρονολογίες της 28η  Ιουλίου 1999,και για της 30 Σεπτεμβρίου 1999. Χρησιμοποιήθηκαν συνδυασμός των δεικτών των TM καναλιών (TM4+TM7). Ο λόγος ήταν για την καλύτερη ταξινόμηση σε πλημμυρισμένες και μη-πλημμυρισμένες περιοχές. Καθώς, ο TM4 (0.76–0.90mm, αντανάκλαση στο υπέρυθρο)  δίνει δεδομένα για το ποσοστό της φυτοκάλυψης και για την αναγνώριση υδάτινων μαζών, μπορεί να όμως να υπάρξει σύγχυση με τις περιοχές από άσφαλτο των οικισμών (πεζοδρόμια και σκεπές κτιρίων). Σε αντίθεση τα δεδομένα από των  TM7  (2.08–2.35 mm, αντανάκλαση στο μέσο-υπέρυθρο) έχουν διαφορετική αντανάκλαση για τις υδάτινες μάζες και τις οικιστικές δραστηριότητες. Επομένως ο συνδυασμός και η ανάλυση αυτών των δύο δεδομένων μπορούν να αποδώσουν καλύτερα δεδομένα για τις  πλημμυρισμένες και μη-πλημμυρισμένες περιοχές. 
Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα: 
Ο κανόνας ταξινόμησης ήταν: Εάν ο συντελεστής ανάκλασης των εικονοστοχείο  ή των περιοχών είναι χαμηλός TM4 συν TM7 της εικόνας, τα εικονοστοχείο  αντιπροσωπευόμενα υδάτινες περιοχές, διαφορετικά το αντιπροσωπευόμενο εικονοστοχείο  αντιπροσωπεύει περιοχές με μη-νερό ή ξηρές περιοχές.

[[Εικόνα:Image4_p.jpg | thumb | right | Η έκταση της πλημμύρας στο Pitt County στις 30 Σεπτεμβρίου 1999. Οι πλημμυρισμένες περιοχές απεικονίζονται με κόκκινο και το νερό (ποτάμια, λίμνες κλπ.) με μπλε., πηγή:INT.J. REMOTE SENSING, 2002, vol. 23, no. 18, 3681–3696]]


''Χρήση επιπρόσθετων δεδομένων'': 
Περαιτέρω της χρήσης δορυφορικών δεδομένων, έγινε χρήση ψηφιακού DEM ακρίβειας 30m×30m, 
για την υπό μελέτη περιοχής με  διάστημα ανύψωσης (z=height) να είναι 0.30 μ. Τα στοιχεία DEM χρησιμοποιήθηκαν στον προσδιορισμό των πλημμυρικών πεδίων που εμφανίστηκαν κάτω από τους δασικούς θόλους, ειδικά μέσα στα έλη και τις δασικές περιοχές. Η χρήση και ο σχεδιασμός ήταν αναπόσπαστο τμήμα ενός γεωγραφικού συστήματος πληροφοριών (GIS) και της αντίστοιχης βάσης δεδομένων που εφαρμόζεται στις υδρολογικές προσπάθειες διαμόρφωσης πλημμυρικών πεδίων (π.χ. Muzik 1996, Correia και λοιποί. 1998). Τα στοιχεία αυτά μπορούν περαιτέρω να εφαρμοστούν και προς την επαλήθευση των δεδομένων κατόπιν μια πλημμύρας  (Barnes 1996). Επιπλέον, η σκιαγράφηση των κοιτών πλημμυρών και η ανάπτυξη από τον πλημμυρικών χαρτών έχουν στηριχθεί στα δεδομένα που προκύπτουν από το DEM. Τέλος,  χρησιμοποιήθηκε περιορισμένη επίγεια παρατήρηση, για πλημμυρισμένες και μη-πλημμυρισμένες περιοχές για την σύγκριση των δεδομένων που προήλθαν από αυτήν την ανάλυση. 


''Αποτελέσματα και αξιολόγηση της μεθόδου'': 
Μια απλή και αποδοτική μέθοδος για την χαρτογράφηση του  βαθμού πλημμυρών σε μια παράκτια κοίτη πλημμυρών παρουσιάστηκε σε αυτό το άρθρο. Ο στόχος ήταν ο συνδυασμός και η ανάλυση των στοιχείων του DEM και των δορυφορικών δεδομένων του ΤΜ, ώστε να υπερνικηθεί ο περιορισμός στη διάκριση μεταξύ πλημμυρισμένων σε δασικές περιοχές. Εντούτοις, πρέπει να σημειωθεί ότι υπήρξαν δύο κύριοι περιορισμοί σχετικά με την ολοκλήρωση των στοιχείων DEM με τα στοιχεία του TM για τη χαρτογράφηση πλημμυρών. Κάποια ήταν η χρήση των αναγνώσεων των μετρητών των ποταμών για πλημμυρά στο DEM, και άλλο ήταν ο χειρισμός του λάθους στο DEM. Εντούτοις, η μέθοδος αυτή βασίστηκε στα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του συντελεστή ανάκλασης του νερού εναντίον στόχων μη-νερού σε ένα ζευγάρι Landsat 7 Thematic Mapper (TM) εικόνων (πριν από και κατά τη διάρκεια του γεγονότος των πλημμυρών), καθώς επίσης και στην μοντελοποίηση του κατακλυσμό χρησιμοποιώντας τα ψηφιακά πρότυπα (DEM) στοιχεία ανύψωσης. Κατά τη διάρκεια των πλημμυρικών γεγονότων τα δορυφορικά δεδομένα μπορούν να παρέχουν τις σημαντικές ικανότητες χαρτογράφησης
Η μέθοδος ήταν αξιόπιστη και θα μπορούσε εφαρμόζεται γρήγορα και σε άλλες παράκτιες πλημμυρικές περιοχές, χρησιμοποιώντας στοιχεία που είναι σχετικά εύκολο να ληφθούν και να αναλύσουν, και με λογικό κόστος.