Εφαρμογές της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για τον Αστικό Σχεδιασμό της Ινδίας

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 13:03, 21 Απριλίου 2010

Εφαρμογές της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών για τον Αστικό Σχεδιασμό της Ινδίας

Ravindra Kumar Verma1*,Sangeeta Kumari2,and R. K. Tiwary3

1Εθνικό Ινστιτούτο Βιομηχανικού Σχεδιασμού, Mumbai, Ινδία 2Birla Ινστιτούτο Τεχνολογίας, Mesra, Ranchi, Τζακάρτα 3 Κέντρικό Ινστιτούτο Εξόρυξης και Έρευνας Καυσίμων, Τζακάρτα E-mail id: ravindraraj2008@gmail.com

Πηγή: http://www.csre.iitb.ac.in/~csre/conf/wp-content/uploads/fullpapers/OS4/OS4_13.pdf.

Αντικείμενο Εφαρμογής: Αστικές Περιβαλλοντικές Συνέπειες

Στόχος της Εφαρμογής

Ο αποδοτικότερος αστικός σχεδιασμός της Ινδίας στα μεγάλα αστικά κέντρα λόγω της ραγδαίας μεγέθυνσης του πληθυσμού που μετακινείται σε πόλεις με την βοήθεια της τηλεπισκόπησης και των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών GIS.

Εισαγωγή

Η αστικοποίηση είναι ένας δείκτης της μετατροπής από την παραδοσιακή αγροτική οικονομία στη σύγχρονη βιομηχανική. Είναι μια προοδευτική συγκέντρωση του πληθυσμού στις αστικές μονάδες. Ο λόγος του αριθμού αστικής περιοχής / πόλη έχει αυξηθεί από το έτος 1827 και προσεγγίζει περίπου την τιμή 5161 κατά το έτος 2001. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων πενήντα χρόνια ο πληθυσμός της Ινδίας έχει αυξηθεί δυόμισι φορές, αλλά στην αστική Ινδία αυξήθηκε σχεδόν πέντε φορές. Το 2001, 306,9 εκατομμύρια Ινδοί (30,5%) ζούσαν σε σχεδόν 3.700 πόλεις και κωμοπόλεις εξαπλωμένοι σε όλη την χώρα, σε σύγκριση με 62,4 εκατομμύρια (17,3%), οι οποίοι ζούσαν σε αστικές περιοχές το 1951. Αυτή είναι μία αύξηση της τάξης του 390% κατά τις τελευταίες πέντε δεκαετίες. Αυτή η διαδικασία της αστικοποίησης στην Ινδία είναι φαίνεται στην Εικόνα 1. Αντανακλά μια σταδιακή τάση αύξησης της αστικοποίησης. Η Ινδία είναι σε φάση επιτάχυνσης της διαδικασίας της αστικοποίησης και αναμένεται να αυξηθεί σε πάνω από 400 εκατ. ευρώ και 533 εκατ. ευρώ για τα έτη 2011 και 2021 αντίστοιχα.

Εικόνα 1. Εξέλιξη Πληθυσμού.Πηγή:APPLICATION OF REMOTE SENSING AND GIS TECHNIQUE FOR EFFICIENT URBAN PLANNING IN INDIA Ravindra Kumar Verma1*,Sangeeta Kumari2,and R. K. Tiwary3 * 1. National Institute of Industrial Engineering, Mumbai, India. 2. Birla Institute of Technology, Mesra, Ranchi, Jharkhand. 3. Central Institute of Mining and Fuel Research,Jharkhand. * Corresponding author, E-mail id: ravindraraj2008@gmail.com http://www.csre.iitb.ac.in/~csre/conf/wp-content/uploads/fullpapers/OS4/OS4_13.pdf.

Εφαρμογές Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στον Αστικό Σχεδιασμό.

Η δυναμική φύση του αστικού περιβάλλοντος απαιτεί βραχυπρόθεσμη και μακροπρόθεσμη ανάλυση. Ως εκ τούτου, είναι αναγκαίο και θεμελιώδες για τους φορείς χάραξης πολιτικής να ενσωματώσουν την τηλεπισκόπηση για τον αστικό σχεδιασμό και τη διαχείριση του. Παραδοσιακές προσεγγίσεις και τεχνικές σχεδιασμένες για μικρές και μεγάλες πόλεις μπορεί να αποδειχθούν ανεπαρκή εργαλεία όταν σχετίζονται με μεγάλες πόλεις.

Αποτελέσματα της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στον Αστικό Σχεδιασμό.

Στην Ινδία, ο σχεδιασμός της πόλης έχει περιοριστεί σε μεγάλο βαθμό στις αεροφωτογραφίες. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή χαρτών βάσης και άλλων θεματικών χαρτών για τις αστικές περιοχές, και αποδεικνύεται αποτελεσματική και αξιόπιστη. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η Ινδία σε μεγάλο βαθμό εξαρτάται από την φωτογραμμετρία ώστε να παράσχει πληροφορίες για τον αστικό προγραμματισμό και σχεδιασμό. Όμως, δεδομένου ότι στις 17 Μαρτίου 1988 η δρομολόγηση του πρώτου δορυφόρου (IRS1A) εξοπλισμένου με τον LISS-I αισθητήρα και χωρικής διακριτικής ικανότητας 72,5 m , στην εφαρμογή της ανίχνευσης δεδομένων (από διάφορους αισθητήρες), στις αστικές και περιφερειακές διαδικασίες σχεδιασμού έχει αποκτήσει δυναμική. Τα δεδομένα από τον δέκτη LISS-I συλλέγονται σε τέσσερα φασματικά εύρη (0,45 μm-0,86 μm) και χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την ευρεία χρήση της γης, την κάλυψη γης, και την χαρτογράφηση της αστικής επέκτασης. Οι δορυφόροι IRS-1C και 1D που ξεκίνησαν το 2003, με τους LISS-III και LISS-IV αισθητήρες με χωρική διακριτική ικανότητα στα 23,5 m /εικονοστοιχείο και 5,8 m/εικονοστοιχείο χρησιμοποιώντας Landsat πολυφασματικούς σαρωτές (MSS) με φασματικά εύρη καναλιών (0,52 μm-0,86 μm), έχουν συμβάλει στην αποτελεσματικότητα του πολεοδομικού σχεδιασμού και διαχείρισης. Τα πρώτα πειράματα με την πρώτη γενιά δορυφόρων βρέθηκαν στοιχεία πολύ χρήσιμα για χαρτογράφηση μεγάλων αστικών αγροτεμαχίων και αστικών επεκτάσεων. Η ανάπτυξη του Landsat TM με 30m/εικονοστοιχείο χωρική διακριτική ικανότητα συνέβαλε στη χαρτογράφηση σε επιπλέον επίπεδο της αστικής γης και στις κατηγορίες χρήσης. Οι πόλεις και κωμοπόλεις στην Ινδία εμφανίζουν πολύπλοκες χρήσεις γης, με το μέγεθος των αστικών αγροτεμαχίων συχνά σε πολύ μικρή απόσταση. Η εύρεση των αστικών πληροφοριών από δεδομένα τηλεπισκόπησης ως εκ τούτου απαιτεί υψηλότερη χωρική διακριτική ικανότητα.

1)Χάρτες χρήσης Γης/κάλυψης Γης

Η προσφορά της τηλεπισκόπησης συνδυάζοντας ανεκτό κόστος-αποτελεσματικότητα αποτελεί λύση για τον σχεδιασμό μίας μεγάλης πόλης τόσο μακροοικονομικά όσο και σε μικροοικονομικό επίπεδο στην ανάλυσης της γης τον σχεδιασμό των χρήσεων που οδηγούν στην αστική διαχείριση του περιβάλλοντος. Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών GIS αξιοποιούνται καλύτερα για την ενσωμάτωση των διαφόρων συνόλων δεδομένων ώστε να ληφθεί μια ομογενής σύνθετη ανάπτυξη της γης βοηθώντας επιπλέον στον εντοπισμό των προβληματικών τομέων και να προτείνουν μέτρα ενίσχυσης. Η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης μαζί με τα GIS είναι ένα ιδανικό εργαλείο για τον προσδιορισμό, εντοπισμό και παρουσίαση διαφόρων τύπων εδαφών που συνδέονται με διαφορετικές γεωμορφολογικές καταστάσεις.

2)Ανίχνευση και Χαρτογράφηση της Αστικής Ανάπτυξης

Η τηλεπισκόπηση μπορεί να επιτρέψει στους πολεοδόμους και στους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων για την αξιολόγηση της χρήσης γης και τις μετατροπές από γεωργικές σε μη γεωργικές (δηλαδή οικιακό, εμπορικό και βιομηχανικό), καθώς και να προσδιορίσει την απώλεια πρασίνου και των υδατικών συστημάτων, λόγω της ανάπτυξης κατά μήκος των κύριων οδών μεταφοράς και αποχετευτικών δικτύων, και την αλλαγή της ποιότητας του αστικού περιβάλλοντος. Είναι επίσης χρήσιμη για την αντιμετώπιση και ανίχνευση των αστικών αλλαγών με έρευνα της Ινδίας σε τοπογραφικά φύλλα σε κλίμακα 1:50.000, με τη βοήθεια των πολυφασματικών σαρωτών Landsat MSS, IRS LISS-I και II, καθώς και δεδομένα από τον δορυφόρο SPOT HRV. Με τη χρήση IRS LISS-I ψευδοχρωματικών απεικονίσεων (FCC), αποτυπώθηκε η μετατροπή της γεωργικής γης σε οικιστικές και βιομηχανικές εκτάσεις που πραγματοποιήθηκαν στην έκταση της πόλης Hydrabad το 1990. Χάρτες χρήσεων γης/κάλυψης γης δημιουργήθηκαν για την πόλη του Δελχί έχουν γίνει στο λογισμικό ERDAS Imagine με χρήση του ArcGIS χρησιμοποιώντας δεδομένα από τους δορυφόρους Landsat TM και IRS LISSIII από το 1992 και το 2004 αντίστοιχα.

3)Εξάπλωση των πόλεων / αστική χωρική ανάπτυξη

Στην Ινδία, η άνευ προηγουμένου αύξηση του πληθυσμού σε συνδυασμό με την απρογραμμάτιστη ανάπτυξη των δραστηριοτήτων οδήγησαν σε αστικοποίηση, η οποία δεν διαθέτει υποδομές. Μοντέλα εξάπλωσης και ανάλυσης της χωρικής και χρονικής αλλαγής θα μπορούσαν να γίνουν με μικρό κόστος και αποτελεσματικά με τη βοήθεια των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS) και της Τηλεπισκόπησης (RS) εξασφαλίζοντας επιπλέον δεδομένα από έρευνες στην Ινδία και χάρτες. Ο δορυφόρος IRS-1C/1D/P4 παρέχει στοιχεία με καλή φασματική ανάλυση (δεδομένα LISS) και με χωρική διακριτική ικανότητα 5,6 m στο παγχρωματικό επίπεδο. Οι δορυφόροι με τους αισθητήρες με υψηλή ανάλυση και ευρεία κάλυψη δυνατοτήτων παρέχουν στοιχεία ώστε να ανταποκριθούν στην κάλυψη των αυξανόμενων αναγκών των εφαρμογών και σχεδιασμών. Οι τεχνικές επεξεργασίας εικόνας είναι επίσης αρκετά αποτελεσματικές για τον καθορισμό των αστικών ρυθμών ανάπτυξης λόγω του ότι λαμβάνουν από το χώρο και το χρόνο δεδομένα ταυτόχρονα με τις τεχνικές της τηλεπισκόπησης.

4)Χαρτογράφηση και Χρησιμότητα Υποδομών

Οι δορυφόροι SPOT ΚΜ και PLA έχουν χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση της σχέσης των αστικών χρήσεων γης και του μεταφορικού συστήματος κατά μήκος του σιδηροδρομικού συστήματος μεταφορών στο Δελχί. Ο σιδηρόδρομος του Konkan και τα δίκτυα αγωγών έχουν επίσης μελετηθεί με τα δορυφορικά δεδομένα (NRSA, 1993-94).

5)Αστική Υδρολογία

Οι αστικές περιοχές στην Ινδία αντιμετωπίζουν τουλάχιστον τέσσερα υδρολογικά προβλήματα, την μεταφορά επαρκούς όγκου νερού για οικιακή και βιομηχανική κατανάλωση, την αστική ρύπανση των υδάτων, της ποιότητας, και τον έλεγχο των πλημμυρών και των αστικών ομβρίων υδάτων. Οι λειτουργικές χρησιμότητες των τεχνικών τηλεπισκόπησης στην εκτίμηση των υδάτινων πόρων της πόλης Hydrabad έχει αντιμετωπιστεί με τη χρήση Landsat TM και IRS LISS-I και II δεδομένων. Επίσης καταβλήθηκε προσπάθεια να προβλεφθούν και να εντοπιστούν και να οριοθετηθούν διαφορετικοί υδρομορφολογικοί σχηματισμοί γύρω από τα περίχωρα της πόλης του Jhansi και να συσχετιστούν με τις αποδόσεις χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον Landsat TM FCC. Η Τηλεπισκόπηση μπορεί να εφαρμοστεί επίσης σε αποστραγγιστικές μελέτες. Έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία δορυφορικά δεδομένα για την χαρτογράφηση του τρόπου αποστράγγισης των επιφανειών. Η ολοκλήρωση της διαδικασίας με χρήση GIS στην υδρολογία περιλαμβάνει τρεις επιπλέον συνιστώσες: 1. Κατασκευή χωρικών δεδομένων, 2. Ενσωμάτωση των χωρικών θεματικών επιπέδων μοντέλων, 3. Αλληλοεπίδραση μεταξύ GIS και μοντέλου.

6)Αποτελεσματικότητα διαχείρισης της κυκλοφορίας

Όλοι οι δρόμοι με πλάτος 3m ή μεγαλύτερο μπορούν να διακριθούν σε υψηλή ανάλυση μέσω δορυφορικών δεδομένων (IKONOS) που τα δεδομένα αυτά διευκολύνουν τον εντοπισμό των δρόμων που πρέπει να διευρυνθούν για να ανακουφίσουν τη κυκλοφοριακή συμφόρηση. Το οδικό πλάτος μπορεί να αξιολογηθεί με τα δεδομένα που λαμβάνονται από τον SPIN-2 με 2 m/εικονοστοιχείο χωρική διακριτική ικανότητα. Τα ADEOS πολυφασματικά δεδομένα με 16 m / εικονοστοιχείο χωρική διακριτική ικανότητα και LANDSAT TM με 30 m/εικονοστοιχείο χωρική διακριτική ικανότητα χρησιμοποιούνται για αυτόν τον λόγο. Ένας δρόμος πλάτους 5 m μπορεί να μετρηθεί με μέγιστο σφάλμα 1m χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον SPIN-2. Ένας μεγάλος δρόμος πλάτους 35m κυμαίνεται από 34m-36m σε δεδομένα από τον SPIN-2 δίνοντας μέγιστο σφάλμα 1m. Πλάτος του ίδιου δρόμου ή τμήματος του οδικού δικτύου ποικίλλει από 32μ-40m, 30m-40m σε ADEOS δεδομένα και δεδομένα από τον SPOT αντίστοιχα, με μέγιστο σφάλμα τα 5 μέτρα σε κάθε περίπτωση. Τα αποτελέσματα των αστικών μεταφορών στο περιβάλλον, από την άποψη του πληθυσμού που πλήττονται από την ρύπανση του αέρα και την ηχορύπανση, μελετήθηκε χρησιμοποιώντας μοντέλα διασποράς και προβλεψιμότητας σε GIS περιβάλλον, χρησιμοποιώντας τα στοιχεία του 1998 από τους δορυφόρους IRS-1C, LISS III, FCC και PAN. Η μελέτη έδειξε ότι ένα σημαντικό ποσοστό του πληθυσμού πλήττονται από την ρύπανση του αέρα (94,3%) και τον θόρυβο (34,8%). Περίπου 52% του συνολικού πληθυσμού που κατοικούν σε 0-425m νεκρής ζώνης επηρεάστηκε από όλους τους ρύπους του αέρα και 41,6% του συνολικού πληθυσμού που ζει σε ζώνη 425-1500μ επλήγη από τα αιωρούμενα σωματίδια.

7)Στερεά και επικίνδυνα απόβλητα

Τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό και τη θέση των χώρων υγειονομικής ταφής και στην παρακολούθηση των αλλαγών στις χρήσεις γης εντός και πλησίον επικίνδυνων αποβλήτων και χώρων υγειονομικής ταφής χρησιμοποιώντας τα στοιχεία που προκύπτουν από τους δορυφόρους IRS, LISS IV, PAN εικόνων με 5,8 m/εικονοστοιχείο χωρική διακριτική ικανότητα και τα δεδομένα από τον ASTER ορατά στο εγγύς υπέρυθρο με 15 m/εικονοστοιχείο χωρική διακριτική ικανότητα ώστε να ενσωματωθούν σε GIS, αποδείχθηκε τελικά χρήσιμο ώστε να εντοπιστούν πιθανά σημεία διάθεσης αποβλήτων. Μέθοδος βελτιστοποίησης μπορεί να πραγματοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο ανάλυσης δικτύου στα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για τα στερεά απόβλητα για την διαχείριση των στερεών αποβλήτων.

Συμπεράσματα

Κατά τον σχεδιασμό και τη διαχείριση των πόλεων στη νέα εποχή της παγκοσμιοποίησης και της οικονομικής ελευθερίας θα ήταν ένα δύσκολο έργο δίχως την έκκληση συνδρομής για νέες τεχνολογίες. Με άλλα λόγια, οι πολεοδομικές αρχές και οι αρμόδιοι οργανισμοί σε όλα τα μέρη της χώρας θα πρέπει να υιοθετήσουν νέες τεχνολογίες, όπως η τηλεπισκόπηση και τα Γ.Σ.Π. (GIS). Αυτές έχουν την ικανότητα να παρέχουν την αναγκαία εισροή πληροφοριών για την προετοιμασία των χαρτών, προτάσεις για το σχεδιασμό και να ενεργήσουν ως εργαλείο παρακολούθησης κατά τη διάρκεια της φάσης εφαρμογής. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση με τις επαναλαμβανόμενες δυνατότητες προβολής, καθώς και τις πολυφασματικές δυνατότητες, είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την χαρτογράφηση και την παρακολούθηση της οικολογικής αλλαγής στον αστικό πυρήνα και στο περιφερειακό χωροταξικό σχεδιασμό, που θα συμβάλει στη μείωση των χωρίς σχεδιασμό αστικών εξαπλώσεων και της συνακόλουθης απώλειας του φυσικού περιβάλλοντος και της βιοποικιλότητας.

Βιβλιογραφία

Javed A., Pandey S. (2004), “Land-use/land-cover analysis for waste disposal”, GIS@development,http://www.gisdevelopment.net/maganize/years/2004/jun/lanuse.as, accused 6-March-2007.

Kaur Amarjeet, Dutta Venkatesh, Chaddha D. K. (2003), “Application of Remote Sensing and GIS tools in delineating Environmentally-Fragile-Areas (EFAs) for sustainable land use planning: A case study of Delhi Region”, Proceedings of the Gap India Conferences.

Kshama Gupta, Sadhana Jain, (2005), “Enhanced capabilities of IRS P6 LISS IV sensor for urban mapping”, J. Curr. Sci, Vol. 89, No.11, pp. 1805-1812.

Navalgund, R. R., Jayaraman,V., Roy, P.S. (2007), “Remote sensing applications: An overview”, J. Curr. Sci., Vol. 93, No.12, pp. 1747-1766.

Patkar, V.N. (2003), “Directions for GIS in Urban Planning”, GIS@development, http://www.gisdevelopment.net/application/urban/overview/urban0042pf/htm,Map Asia Conferences, Urban Planning. 23

Patkar, V.N. (1994), “GIS Applications and Innovative Practices for Solid Waste Management”, Nagarlok, Vol. 26, No. 4, pp. 25-34.

Pathan, S.K., Patel, J.G., Bhanderi, R.J., Arya, A.S., Navalgund, R.R., Shimpi, P.B., Dhawale, A.K. and Landge, S.D. (2000), “Remote Sensing and GIS Based Inputs for the Preparation of a Development Plan of Pimpari-Chinchwad Municipal Corporation (PCMC) Area for the Year 2018”, Proceedings of Geomatics 2000: Conference on Geomatics in Electronic Governance, 21-22 January, 2000, C-DAC, Pune, pp. UP22- UP33.

Rahman Atiqure, (2006), “Application of Remote Sensing and GIS Technique for Urban Environment Management and Development of Delhi, India”, Applied Remote Sensing for Urban Planning Governance and Sustainability, http://www.springerlink.com/index/x5w74277j3I13959pdf.

Sudhir. H. S., Ramachandra, T.V., and Jagadish, K.S. (2003), “Urban Sprawl pattern recognition and modelling using GIS,” GIS@development, http://www.gisdevelopment.net/application/urban/sprawl/mi03142.htm-11k, Map Asia conferences 2003, Urban Planning.

Tiwary, D. P. (2003), “Remote Sensing and GIS for efficient Urban planning in India”, GIS@development.net,http://www.gisdeveloment.net/application/urban/oveview/ma03 224.htm, Map Asia conferences 2003, Urban Planning.