Τηλεπισκόπηση αστικών χώρων πρασίνου. Ανασκόπηση

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 11:49, 31 Ιανουαρίου 2021

Πρωτότυπος τίτλος: Remote sensing of urban green spaces: A review

Συγγραφείς: Amir Reza Shahtahmassebi, Chenlu Li, Yifan Fan, Yani Wu, Yue lin, Muye Gan, Ke Wang, Arunima Malik, George Alan Blackburn

Πηγή: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S1618866720307639?token=BC5EC9CDFC828DE72FA63F8591AE72E7BA7E9EEE3B4444AE32494CE333552579C631FBDE87D98E78ABD1FBAAA3B32814

Στην παρούσα μελέτη εξετάζονται οι μεγάλες τάσεις στις προσεγγίσεις τηλεπισκόπησης για το χαρακτηρισμό των UGS και την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας στα διαφορετικά συστήματα τηλεπισκόπησης και τις αναλυτικές τεχνικές. Τις τελευταίες δεκαετίες έχει παρατηρηθεί ότι η χαρτογράφηση UGS και η ταξινόμηση ειδών εντός UGS αυξήθηκε ραγδαία. Ωστόσο είναι λίγα τα παραδείγματα χαρτογράφησης ειδών χωρίς δέντρα, ανίχνευσης αλλαγών, χαρτογράφησης βιομάζας και άνθρακα καθώς και αξιολόγησης της βλάστησης της γης στα UGS. Οι μελέτες σε UGS αφορούν κυρίως μεγάλες εκτάσεις. Επομένως, γίνεται παρότρυνση των ερευνητών να εστιάσουν σε μία ευρύτερη ποικιλία διαφορετικών UGS, ιδιαίτερα μικρής κλίμακας. Η παρούσα έρευνα επικεντρώνεται στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών τεχνικών ανάλυσης χρονοσειρών των εικόνων, στις μεθόδους καταγραφής της πολυπλοκότητας των UGS και στη χρήση SAR σε μελέτες UGS.

Αρχικά μελετήθηκε σχετική βιβλιογραφία μέσω συγκεκριμένης μεθοδολογίας. Στη μηχανή αναζήτησης τέθηκαν συγκεκριμένες λέξεις κλειδιά και η αναζήτηση πραγματοποιήθηκε μεταξύ των ετών 1982 και 2019. Οι συλλεχθέντες δημοσιεύσεις εξετάστηκαν από εννέα μελετητές και πραγματοποιήθηκε η ταυτοποίησή τους σύμφωνα με τα ακόλουθα κριτήρια: 1) δεδομένα και τεχνικές τηλεπισκόπησης, 2) απαιτήσεις 3) θεματικές εφαρμογές. Οι θεματικές εφαρμογές ήταν: Απογραφή και αξιολόγηση, βιομάζα και άνθρακας, ανίχνευση αλλαγών, υπηρεσίες οικοσυστήματος, συνολική χαρτογράφηση UGS, χαρτογράφηση ειδών, τρισδιάστατη μοντελοποίηση.

Η χρήση τηλεπισκόπησης σε μελέτες UGS ποικίλλει με την πάροδο του χρόνου αι αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι δεν υπήρχαν δημοσιεύσεις για τηλεπισκόπηση UGS πριν από το 2001. Μεταξύ των ετών 1982 και 2000 οι περισσότερες μελέτες επικεντρώθηκαν στην απόδειξη της περιβαλλοντικής σημασίας των UGS και χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από οπτική ερμηνεία αεροφωτογραφιών και από επιτόπιους ελέγχους. Αυτή η παρατήρηση είναι πιθανό να οφείλεται στην απουσία κατάλληλης τεχνολογίας τηλεπισκόπησης για την ανίχνευση χαρτογράφησης UGS.

Στις αρχές του 21ου αιώνα η χρήση τηλεπισκόπησης για τη μελέτη των UGS αυξήθηκε ραγδαία καθώς αυτό αποδεικνύεται από μία εκθετική αύξηση των δημοσιεύσεων. Σε αυτή την εξέλιξη συναίνεσαν αρκετοί παράγοντες όπως η αυξημένη διαθεσιμότητα τεχνολογίας τηλεανίχνευσης υψηλή ανάλυσης, η εκτεταμένη ανάπτυξη δύο πηγών δεδομένων είτε μεμονωμένα είτε σε συνδυασμό, η άμεση διαθεσιμότητα των εικόνων Landsat σε όλους τους χρήστες και τέλος, η ελεύθερη πρόσβαση στις εικόνες από τους δορυφόρους Sentinel από το 2015.

Ακόμη, το κόστος επεξεργασίας των δεδομένων UGS είναι ένας παράγοντας ο οποίος επηρεάζει την ισορροπία της χρήσης τηλεπισκόπησης και αυτό διότι για τη χαρτογράφηση για παράδειγμα μιας αστικών οδών μπορεί να μην επιλεχθεί η χρήση υπερφασματικών και LiDAR δεδομένων που έχουν μεγαλύτερο κόστος, αλλά θα χρησιμοποιηθούν Landsat και Sentinel δεδομένα για τη χαρτογράφηση UGS μεγάλης κλίμακας με ελάχιστο κόστος. Επομένως, είναι δύσκολο να εφαρμοστεί κάποιο συγκεκριμένο πρότυπο βέλτιστων χαρακτηριστικών επεξεργασία της τηλεπισκόπησης UGS. Εν συνεχεία η μελέτη αναλύει τα πλεονεκτήματα των εικόνων υψηλής ανάλυσης σε σχέση με τις δορυφορικές εικόνες Sentinel και Landsat.

Επομένως, με βάση τις αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν διαπιστώθηκε ότι τα UGS είναι πολύ σημαντικά για τον αποτελεσματικό σχεδιασμό και βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών εντός των πόλεων και για τη βιώσιμη διαχείριση της αστικής βλάστησης. Κατ’ αυτόν τον τρόπο εξασφαλίζονται τα καλύτερα αποτελέσματα μέσω της ανάλυσης δεδομένων μέσω τεχνολογικών μεθόδων. Από τη βιβλιογραφική έρευνα που πραγματοποιήθηκε παρατηρήθηκε ότι υπάρχουν διάφοροι τύπο απομακρυσμένης ανίχνευσης εικόνων. Αρχικά, οι δορυφορικές εικόνες με μεσαία χωρική ανάλυση καλύπτονται από το Landsat και το Sentinel οι οποίοι έχουν συμβάλει σημαντικά στη χαρτογράφηση των UGS και στην αλλαγή ανίχνευσης χρησιμοποιώντας τα αρχεία των χρονοσειρών. Αυτού του είδους τα δεδομένα έχουν πολλά οφέλη όπως ότι απαιτούν λιγότερο πολύπλοκες τεχνικές επεξεργασίας των εικόνων και παρέχετε ελεύθερη πρόσβαση. Ωστόσο αυτού του είδους οι εικόνες δεν παρέχουν τη δυνατότητα να αναλυθούν χαρακτηριστικά μεγάλης κλίμακας των UGS σε πολύπλοκες αστικές περιοχές. Αντίθετα, οι αισθητήρες με υψηλή και εξαιρετικά υψηλή χωρική ανάλυση (π.χ. ΙΚΟΝΟS) προσφέρουν πολύ λεπτομερείς πληροφορίες.

Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την ανασκόπηση πληροφοριών σχετικά με τα UGS ακολουθούν υβριδικές προσεγγίσεις, ανάλυση κλασμάτων, δείκτες κάλυψης γης, επαναταξινόμηση στοιχείων, δειγματοληψία σημείων, οπτική ερμηνεία, ανάλυση προ υπαρχόντων χαρτών και ενδελεχής μάθηση. Με βάση τις μελέτες που αναλύθηκαν διαμορφώθηκε το συμπέρασμα ότι οι ερευνητές επέλεξαν τις μεθοδολογίες τους με βάση την πολυπλοκότητα της έρευνας που διεκπεραίωναν.

Επιπλέον, ένα σημαντικό σημείο της έρευνας ήταν να εξεταστούν οι διαφορετικές θεματικές εφαρμογές τηλεπισκόπησης στο πλαίσιο των UGS. Από τις ταξινομήσεις βρέθηκε ότι η συνολική χαρτογράφηση UGS και η χαρτογράφηση ειδών είναι οι κυρίαρχες εφαρμογές, ενώ έχει δοθεί λιγότερη έμφαση σε άλλες πτυχές.

Εν κατακλείδι, όσον αφορά την τηλεπισκόπηση των UGS απαιτούνται περαιτέρω εργασίες για την ανάπτυξη τεχνικών επεξεργασίας ούτως ώστε να μειώσει τις σκιάσεις στις εικόνες των αστικών περιοχών. Ακόμη, απαιτούνται ερευνητικές προσπάθειες για την ανάπτυξη χρονικών προσεγγίσεων και να αναλυθούν οι αλλαγές σε μια σειρά διαφορετικών ιδιοτήτων των UGS. Επιπλέον, είναι αναγκαίο να αναπτυχθούν πιο αποτελεσματικές αναλυτικές προσεγγίσεις για τη χρήση της τηλεπισκόπησης σε μία σειρά θεματικών εφαρμογών οι οποίες σχετίζονται με το UGS. Τέλος, απαιτείται η περαιτέρω έρευνα του προσδιορισμού UGS μικρής κλίμακας.