Εκτίμηση βραχυπρόθεσμων επιπτώσεων πυρκαγιών με τη χρήση της τηλεπισκόπησης και του εξειδικευμένου λογισμικού Γ.Σ.Π BAS2

'''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''

Οι δασικές πυρκαγιές είναι ένα σύνηθες φαινόμενο στα δασικά οικοσυστήματα λόγω των ιδιαίτερων κλιματικών συνθηκών που επικρατούν σε αυτά. Οι επιπτώσεις των πυρκαγιών στα δασικά οικοσυστήματα είναι βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν αυτές που έχουν σχέση με τις άμεσες ζημιές που προκάλεσε η πυρκαγιά όπως η εκτίμηση του ξυλώδους όγκου που καταστράφηκε και οι αλλαγές στις χρήσεις γης, ενώ στις μακροπρόθεσμες ανήκουν η εκτίμηση της αναγέννησης, τις διάβρωσης,  καθώς και οι επιπτώσεις στην χλωρίδα και στην πανίδα της περιοχής. Η τηλεπισκόπιση σε συνδυασμό με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τον άμεσο και ακριβή προσδιορισμό των επιπτώσεων αυτών. Τα τελευταία χρόνια προκύπτει η ανάγκη ανάπτυξης νέων μεθόδων που εκτός από την χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων θα δίνουν τη δυνατότητα ανάπτυξης μοντέλων που θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επιχειρησιακή έρευνα. Μία τέτοια τεχνική ταξινόμησης είναι και η αντικειμενοστραφής ταξινόμηση, όπου σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους ταξινόμησης, που η μονάδα ταξινόμησης είναι το εικονοστοιχείο, στην αντικειμενοστραφή μέθοδο μονάδα ταξινόμησης είναι το αντικείμενο, δηλαδή ομάδα αντικειμένων με όμοια χαρακτηριστικά. Ο σκοπός της εργασίας αυτής ήταν η ανάπτυξη ενός αντικειμενοστραφούς μοντέλου ταξινόμησης για την χαρτογράφηση της καμένης έκτασης της Κασσάνδρας με τη χρήση της δορυφορικής εικόνας Landsat TM και η χρήση του εξειδικευμένου λογισμικού Γ.Σ.Π (ΒΑS2) για τον άμεσο υπολογισμό των δισδιάστατων (2D) και τρισδιάστατων (3D) εκτάσεων, ανά τύπο κάλυψης/χρήσεις γης, που επηρεάστηκαν από την πυρκαγιά.


'''ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΡΕΥΝΑΣ'''

Η έρευνα πραγματοποιήθηκε στο νότιο τμήμα της Χερσονήσου της Κασσάνδρας που εκδηλώθηκε πυρκαγιά στις 21 Αυγούστου τους 2006.

[[Εικόνα:1111.gif | center | Εικόνα 1: Δορυφορική εικόνα Landsat-5 TM της περιοχής μελέτης]] 


'''ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ'''

Για τη έρευνα αυτή χρησιμοποιήθηκε μία δορυφορική εικόνα Landsat – 5 TM με χωρική ανάλυση 30 m, στην οποία έχει αποτυπωθεί η καμένη έκταση, ημερομηνίας λήψης Σεπτέμβριος 2006, μία αεροφωτογραφία της καμένης έκτασης, το ψηφιακό μοντέλο εδάφους ανάλυσης εικονοστοιχείο 30m, o ψηφιακός χάρτης χρήσεων γης του CORINE 2000, και δεδομένα πεδίου που συλλέχτηκαν μετά την πυρκαγιά με G.P.S. Πριν την χρησιμοποίηση των δεδομένων έγινε προεπεξεργασία για την εξάλειψη σφαλμάτων. Στη δορυφορική εικόνα έγινε γεωμετρική διόρθωση για την εξάλειψη γεωμετρικών παραμορφώσεων. Το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε ήταν το ΕRDAS και ως εικόνα αναφοράς χρησιμοποιήθηκε η αεροφωτογραφία της περιοχής. Επίσης για την ανάπτυξη του μοντέλου υπολογίστηκε ο δείκτης Normalized Burn Ratio για την ταξινόμηση καμένων περιοχών καθώς και την ένταση του φαινομένου. Τα κύρια βήματα κατά την διαδικασία ανάπτυξης της εφαρμογής ήταν η κατάτμηση της δορυφορικής εικόνας σε αντικείμενα διαφορετικής κλίμακας και μεγέθους, καθώς και η ταξινόμηση των αντικειμένων σε κάθε διαφορετικό επίπεδο κλίμακας. Η ποιότητα της εξαγόμενης πληροφορίας εξαρτάται από της ακρίβεια της ταξινόμησης. Η ακρίβεια αυτή ελέγχτηκε τόσο από φωτοερμηνεία των αεροφωτογραφιών όσο και από τα δεδομένα πεδίου που συλλέχθηκαν. Επίσης χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Γ.Σ.Π, BAS2 που αναπτύχθηκε από το Εργαστήριο Δασικής Διαχειριστικής και Τηλεπισκόπησης. Τα δεδομένα εισόδου που απαιτεί είναι το πολύγωνο της πυρκαγιάς, ο ψηφιακός χάρτης χρήσεων γης και το υψομετρικό μοντέλο της περιοχής και δίνει τόσο δισδιάστατα αποτελέσματα όσο και τρισδιάστατα αποτελέσματα της συνολικής καμένης έκτασης.

[[Εικόνα: 222.gif | center | Εικόνα 2: Χάρτης καμένης έκτασης από την αντικειμενοσταφή ταξινόμηση της δορυφορικής εικόνας Landsat-5 TM]]
 

'''ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ'''

Η εκτίμηση της ακρίβειας της ταξινόμησης του μοντέλου που αναπτύχθηκε παρουσιάζεται στον Πίνακα 1.
  
[[Εικόνα: 333.gif | center | Πίνακας 1: Ακρίβεια ταξινόμησης για το αντικειμενοστραφές μοντέλο που αναπτύχθηκε με την εικόνα Landsat TM.]]

Συγκρίνοντας τα 2D και 3D αποτελέσματα για την συνολική καμένη έκταση προέκυψε μια διαφορά 2,830 στρεμμάτων η οποία οφείλεται στη χρησιμοποίηση του υψομετρικού μοντέλου και άρα στην επίδραση του αναγλύφου. Το BAS2 είναι εύκολο στη χρήση, και είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την άμεση εκτίμηση των επιπτώσεων της πυρκαγιάς. Η πραγματική επιφάνεια (3D) προτιμάται στη διαχείριση των δασικών οικοσυστημάτων και χρήσεων γης και οδηγεί σε πιο ακριβείς εκτιμήσεις των καμένων εκτάσεων. 
 
[[Εικόνα: 444.gif | center | Πίνακας 2: Έκταση των βασικών κατηγοριών χρήσεων/κάλυψης γης εντός των παραγόμενων ορίων της πυρκαγιάς.]]


'''ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ'''

Το βασικό συμπέρασμα είναι ότι οι σύγχρονές μέθοδοι ταξινόμησης δορυφορικών δεδομένων μπορούν να συνδυαστούν επιτυχημένα με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών και να αποτελέσουν ένα πολύτιμο εργαλείο για την χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων και των βραχυπρόθεσμων επιπτώσεων τους.


Συγγραφείς: Καταγής Θ., Γήτας Ι.