Παρακολούθηση πλημμύρων και αξιολόγηση των καταστροφών με χρήση Τεχνικών Τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ για την επαρχία Σινδ του Πακιστάν

''' Παρακολούθηση πλημμύρων και αξιολόγηση των καταστροφών με χρήση Τεχνικών Τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ: Η περίπτωση της επαρχίας Σινδ στο Πακιστάν '''

'''Πρωτότυπος τίτλος:''' '' Techniques of Remote Sensing and GIS for flood monitoring and damage assessment: A case study of Sindh province, Pakistan ''

'''Συγγραφείς: '''  Mateeul Haq, Memon Akhtar, Sher Muhammad, Siddiqi Paras, Jillani Rahmatullah

'''Δημοσιεύθηκε: ''' ''The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, December 2012, Volume 15, Issue 2, Pages 135-141''

'''ΛΕΞΕΙΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ: ''' Τηλεπισκόπηση και ΓΣΠ, Παρακολούθηση πλημμύρας, Αξιολόγηση καταστροφών, Χρονική ανάλυση

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_1.jpg  | thumb| right|Eικόνα 1:'''Γεωγραφική θέση της περιοχής μελέτης  ''']]

'''Αντικείμενο'''

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι να παρουσιάσει τις τεχνικές χαρτογράφησης πλημμυρισμένων εκτάσεων και αξιολόγησης των ζημιών από πλημμύρα, ώστε να λειτουργήσουν ως οδηγός για τη βελτίωση της αποδοτικότητας των δράσεων παρακολούθησης και διαχείρισης των καταστροφών από πλημμύρα. Ειδικότερα, χρησιμοποιήθηκαν εικόνες MODIS Aqua και Terra της περιοχής μελέτης για το χρονικό διάστημα όπου πραγματοποιήθηκαν τα φαινόμενα πλημμύρας. Οι εικόνες αυτές, ύστερα από την ανάλυσή τους με τη χρήση εργαλείων λογισμικού GIS, αποτέλεσαν τις βασικές πηγές για την αξιολόγηση των ζημιών που προκλήθηκαν.

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_2.jpg  | thumb| right|Eικόνα 2:'''Διάγραμμα ροής της μεθοδολογίας  ''']]

'''Εισαγωγή'''

Οι πλημμύρες αποτελούν ένα από τα πιο καταστροφικά φυσικά φαινόμενα, με αντίστοιχες οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις, για τη χώρα του Πακιστάν. Κατά την περίοδο των μουσώνων, από τον Ιούλιο έως το Σεπτέμβριο, στο Πακιστάν λαμβάνουν χώρα σφοδρές πλημμύρες που καταστρέφουν μεγάλες εκτάσεις με υποδομές και καλλιέργειες, ενώ είναι υπεύθυνες και για το θάνατο αρκετών ανθρώπων. Με την πρόοδο της τεχνολογίας και την αντίστοιχη ανάκτηση πληροφοριών μέσω των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών(GIS) και των Τεχνικών Τηλεπισκόπησης παρέχεται η δυνατότητα ταυτοποίησης, παρακολούθησης και αξιολόγησης των καταστροφών από πλημμύρα. Η συγκεκριμένη μελέτη περιγράφει τη διαδικασία χαρτογράφησης των πλημμυρισμένων περιοχών, χρησιμοποιώντας δεδομένα του MODIS για την περίοδο της πλημμύρας του 2011, ώστε να εκτιμήσει τον τύπο χρήσεων/καλύψεων γης, αλλά και τον αριθμό των ανθρώπων που επλήγησαν. Τα στοιχεία αυτά αποτελούν πολύ χρήσιμες πληροφορίες για τη βελτίωση των μεθόδων αντίδρασης σε περιπτώσεις πλημμύρας, όπως και για τη μείωση της έκτασης του φαινομένου. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τις ανάγκες της μελέτης είναι τοπογραφικοί χάρτες, φασματομετρικές εικόνες μέτριας ανάλυσης MODIS και επιλεκτική χρήση της πληθυσμιακής πυκνότητας της περιοχής. Η επεξεργασία των δεδομένων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση λογισμικού ENVI 4.5 και ArcGIS 9.3.

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_3.jpg  | thumb| right|Eικόνα 3:'''Συσσωρευτική έκταση πλημμύρας διαφόρων περιοχών  ''']]
  
'''Περιοχή μελέτης'''

Η μελέτη εστιάζει στην περιοχή Σινδ του Πακιστάν, η οποία καταλαμβάνει συνολική έκταση 140.915km2. Η μέση ετήσια βροχόπτωση στη Σινδ ανέρχεται σε 15-18cm. Η λειψυδρία της περιοχής αντισταθμίζεται από τις πλημμύρες του Ινδού ποταμού δύο φορές το χρόνο, οι οποίες προκαλούνται από το λιώσιμο του χιονιού των Ιμαλαΐων κατά την ανοιξιάτικη και θερινή περίοδο, αλλά και από τις βροχοπτώσεις.

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_4.jpg  | thumb| right|Eικόνα 4:'''Εικόνα MODIS με τις πλημμυρισμένες περιοχές στις 20-08-2011  ''']]

'''Μεθοδολογία'''

Οι εικόνες MODIS ανακτήθηκαν από τον επίσημο διαδικτυακό τόπο της NASA και έπειτα ακολούθησε η διαδικασία της επιβλεπόμενης ταξινόμησης και συγκεκριμένα αυτή της μέγιστης πιθανοφάνειας. Από τη διαδικασία δημιουργήθηκε ένα νέο θεματικό επίπεδο που περιλαμβάνει όλες τις πλημμυρισμένες περιοχές. Επιπλέον μορφοποίηση των εικόνων πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της οπτικής φωτοερμηνείας  για τη διάκριση των πλημμυρισμένων περιοχών. Η διάκριση έγινε με βάση τον τόνο αντανάκλασης των υδάτινων επιφανειών, αφού το στάσιμο νερό έχει σκούρα μπλε αντανάκλαση, ενώ το τρεχούμενο νερό απαλή μπλε. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε τομή των τοπογραφικών χαρτών με το σύνολο των πλημμυρισμένων περιοχών που προέκυψαν απ’ τις παραπάνω διαδικασίες με σκοπό τη δημιουργία νέων θεματικών επιπέδων που θα συμβάλλουν στην αξιολόγηση των ζημιών από το φαινόμενο της πλημμύρας.

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_5.jpg  | thumb| right|Eικόνα 5:'''Εικόνα MODIS με τις πλημμυρισμένες περιοχές στις 31-08-2011  ''']]

'''Αποτελέσματα και συζήτηση'''

Για την εξέταση του φαινομένου της πλημμύρας δημιουργήθηκαν αθροιστικοί και διαχρονικοί χάρτες. Παρατηρήθηκε πως η δριμύτατη πλημμύρα που έλαβε χώρα το 2011 δημιούργησε προβλήματα στη Μπαντίν προκαλώντας ζημιές σε συνολική έκταση 3820,39km2, στη Μιρπούρ Κας πλήττοντας 1836,26 km2, στο Jacobabad, στη Shahdadkot, στο Dadu και στη Sanghar. Το σύνολο των παραπάνω πληγέντων περιοχών αποτελούν το 61% του συνόλου των πλημμυρισμένων περιοχών της επαρχίας Σινδ. Η αιτία της πλημμύρας αποδόθηκε στις ισχυρές βροχοπτώσεις, καθώς καταγράφηκε η ισχυρότερη νεροποντή κατά την περίοδο των μουσώνων στη Σινδ, η οποία διήρκησε ένα μήνα. Έτσι οι πλημμυρισμένες περιοχές αυξανόντουσαν αναλογικά με την ποσότητα της βροχής, με τη μείωσή τους να ξεκινά αφ’ ότου οι βροχοπτώσεις σταμάτησαν εντελώς. Η μείωση των πλημμυρισμένων περιοχών μετά το πέρας της νεροποντής ακολούθησε ρυθμό της τάξεως των 167km2/μέρα κατά μέσο όρο. Η συνολική έκταση της πλημμύρας υπολογίστηκε σε 21.201km2 και επηρέασε 5,88 εκατομμύρια ανθρώπους, 5.329 εμπλεκόμενους φορείς, 1.500,44km οδικού δικτύου, 382,05km σιδηροδρομικής γραμμής, 498,47km2 δασικών εκτάσεων και 16.440,48km2 γεωργικής γης.

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_6.jpg  | thumb| right|Eικόνα 6:'''Εικόνα MODIS με τις πλημμυρισμένες περιοχές στις 04-09-2011  ''']]

'''Συμπεράσματα'''

Η παρακολούθηση των πλημμύρων μέσω δορυφορικών δεδομένων αποδείχθηκε ως μια αποτελεσματική μέθοδος, ώστε να αποκτήσουμε μια γρήγορη και ακριβή εικόνα των πλημμυρισμένων περιοχών. Στη συγκεκριμένη μελέτη, πραγματοποιήθηκε διαχρονική και λεπτομερής ανάλυση χρησιμοποιώντας τεχνικές τηλεπισκόπησης και εργαλεία GIS με στόχο τον εντοπισμό και την ταυτοποίηση των πληγέντων από την πλημμύρα περιοχών, αλλά και την καταγραφή των χρήσεων/καλύψεων γης πριν το συμβάν της πλημμύρας. Η μέθοδος αυτή απαιτεί επεξεργασμένες δορυφορικές εικόνες, οι οποίες επικαλυπτόμενες από δεδομένα πληθυσμιακής πυκνότητας και χάρτες χρήσεων/καλύψεων γης παρέχουν δεδομένα εκτίμησης της καταστροφής. Η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε σ’ αυτή την έρευνα έχει την ικανότητα να φέρει εις πέρας την αξιολόγηση ραγδαίων καταστροφών.

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_7.jpg  | thumb| right|Eικόνα 7:'''Εικόνα MODIS με τις πλημμυρισμένες περιοχές στις 15-09-2011  ''']]

'''Συμβολή της τηλεπισκόπησης'''

Στην παρούσα μελέτη η συμβολή της τηλεπισκόπησης είναι καθοριστική, καθώς μέσα από τις διάφορες τεχνικές που χρησιμοποιεί λειτουργεί ως βασικό κομμάτι της ορθής αναγνώρισης των πληγέντων από πλημμύρα περιοχών. Οι θεματικοί χάρτες που δημιουργήθηκαν και η διαχρονική σύγκριση μεταξύ τους συνέβαλλε στην εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων για το μέγεθος και είδος των καλύψεων/χρήσεων γης που πλήγηκαν από πλημμύρες διαμορφώνοντας έτσι τις κατάλληλες προτεραιότητες κατά το σχεδιασμό.    


'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S111098231200021X]

[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_8.jpg  | thumb| right|Eικόνα 8:'''Γράφημα που παρουσιάζει τη μείωση των πλημμυρισμένων περιοχών από τις 15-09-2011  ''']]
[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_9.jpg  | thumb| right|Πίνακας 1:'''Δεδομένα που αντλήθηκαν από την ιστοσελίδα του Μετεωρολογικού Τμήματος του Πακιστάν  ''']]
[[Εικόνα:rswiki_p3_ld_10.jpg  | thumb| right|Πίνακας 2:'''Στατιστική ανάλυση των πληττόμενων από πλημμύρα κατηγοριών χρήσεων/καλύψεων γης με βάση δεδομένα του MODIS  ''']]