Εφαρμογή της Τηλεπισκόπησης στη διαχείριση φυσικών καταστροφών: η μελέτη περίπτωσης της κατολίσθησης στο όρος Mangart

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 17:06, 11 Φεβρουαρίου 2011

Συγγραφείς

Kristof Ostir, Tatjana Veljanovski

Αντικείμενο της εφαρμογής

Αντικείμενο της παρούσας εφαρμογής αποτελεί η μελέτη της κατολίσθησης στο όρος Mangart της Σλοβενίας μέσα από την επεξεργασία και ανάλυση δορυφορικών απεικονίσεων.

Στόχος της εφαρμογής

Στόχος της εφαρμογής είναι η κατάδειξη της χρησιμότητας και σημαντικότητας της τεχνολογίας της Τηλεπισκόπησης καθώς και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στη διαχείριση φυσικών καταστροφών.

Εισαγωγή

Μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές της Τηλεπισκόπησης είναι η περίπτωση των φυσικών καταστροφών, όπου οι δορυφορικές απεικονίσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προειδοποίηση σε σχέση με την εκδήλωση επικίνδυνων φαινομένων, την αξιολόγηση των ζημιών, καθώς και την υποστήριξη όσον αφορά το σχεδιασμό επιχειρήσεων διάσωσης. Ένας, ωστόσο, συνδυασμός της Τηλεπισκόπησης με τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) συνιστά ένα πολλά υποσχόμενο εργαλείο στη διαχείριση των φυσικών πόρων και των περιβαλλοντικών ζητημάτων.

΄΄Space and Major Disasters΄΄ Chapter

Για τις ανάγκες της παρούσας εργασίας, οι δορυφορικές εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν αποκτήθηκαν από το ΄΄Space and Major Disasters΄΄ Chapter, που βρίσκεται επίσημα σε λειτουργία από τις 1 Νοεμβρίου του 2000. Ένας από τους βασικούς στόχους του είναι η παροχή ενός ενιαίου συστήματος για την απόκτηση της απαραίτητης πληροφορίας από εκείνους που έχουν υποστεί φυσικές ή ανθρωπογενείς καταστροφές. Από την αρχή της εφαρμογής του, έχει δραστηριοποιηθεί περισσότερες από 100 φορές, με τις κυριότερες εφαρμογές του να σχετίζονται με την παρατήρηση φαινομένων όπως σεισμοί, πλημμύρες, καταιγίδες, ηφαίστεια, κατολισθήσεις, πετρελαιοκηλίδες, πυρκαγιές (Εικόνα 1).

Εικόνα 1: Δράσεις του ΄΄Space and Major Disasters΄΄ Chapter ανά κατηγορία.

Μελέτη περίπτωσης: Η κατολίσθηση στο όρος Mangart της Σλοβενίας

Η μεγάλη κατολίσθηση στις πλαγιές του όρους Mangart στη βορειοδυτική Σλοβενία (Εικόνα 2) συνέβη στη νύχτα της 16ης προς τη 17η του Νοεμβρίου του 2000, μετά από μερικές εβδομάδες ισχυρών βροχοπτώσεων, προκαλώντας 7 θανάτους και εκτεταμένες ζημιές.

Εικόνα 2: Θέση της κατολίσθησης (όρος Mangart - Σλοβενία)

Η γεωλογική σύνθεση του εδάφους, η σημαντική σεισμική δραστηριότητα που χαρακτηρίζει την ευρύτερη περιοχή και η έντονη βροχόπτωση αποτελούν τους βασικούς πιθανότητα λόγους που οδήγησαν στα κατολισθητικά φαινόμενα στην περιοχή.

Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων - επεξεργασία και χρήση των δορυφορικών απεικονίσεων

Τα σημαντικότερα δορυφορικά συστήματα που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα παρακάτω:

• LANDSAT

• SPOT

• ERS

• RANDSAT

Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 13 δορυφορικές εικόνες, οι οποίες απεικονίζουν την περιοχή κατά την περίοδο 1992-2000. Πιο συγκεκριμένα:

• 5 εικόνες ERS (ERS 1 και 2)

• 2 εικόνες RADSAT

• 4 εικόνες SPOT (2 παγχρωματικές και 2 πολυφασματικές)

• 2 εικόνες LANDSAT

Αξίζει να αναφέρουμε ότι η πρώτη δορυφορική απεικόνιση της ευρύτερης περιοχής μετά την εκδήλωση της κατολίσθησης (ERS-2 απεικόνιση) αποκτήθηκε μία εβδομάδα μετά το συμβάν. Μετά, λοιπόν, από μια αρχική οπτική επεξεργασία των εικόνων της περιοχής μετά το συμβάν (ERS-2 στις 24 Νοεμβρίου 2000, RADSAT στις 1 Δεκεμβρίου 2000, SPOT στις 29 Νοεμβρίου 2000), η κατολίσθηση εντοπίσθηκε με άμεσο ή έμμεσο τρόπο. Ακολούθησε μετασχηματισμός των εικόνων στο εθνικό σύστημα (η προβολή Gauss-Kreuger του ελλειψοειδούς Bessel), και εισαγωγή τους σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών, παράλληλα με όλες τις άλλες διαθέσιμες πληροφορίες (π.χ. LANDSAT απεικονίσεις).

Εικόνα 3: Απεικόνιση της περιοχής μελέτης μέσω του δορυφόρου SPOT (29 Νοεμβρίου 2000)

Χρησιμότητα δεκτών/καναλιών

Οι απεικονίσεις ERS χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την παραγωγή ενός Ψηφιακού Μοντέλου Εδάφους (InSAR DEM 25 είναι το τελικό μοντέλο που δημιουργήθηκε), καθώς και για την παρακολούθηση των ιδιοκτησιών γης τη στιγμή της κατολίσθησης.

Οι απεικονίσεις RADSAT χαρακτηρίζονται από υψηλή χωρική ανάλυση, προσφέροντας πιο καθαρά αποτελέσματα σε σχέση με τις απεικονίσεις ERS, παρά το γεγονός ότι το ανάγλυφο στην περιοχή του όρους Mangart είναι πολύ έντονο, κάτι το οποίο προκαλεί προβλήματα στους δορυφόρους ραντάρ.

Η επεξεργασία των απεικονίσεων του δορυφόρου SPOT έδωσε περισσότερο λεπτομερείς πληροφορίες σε σχέση με τις συνέπειες της καταστροφής. Χρησιμοποιήθηκαν 2 παγχρωματικές (21 Αυγούστου 2000 και 29 Νοεμβρίου 2000) και 2 πολυφασματικές απεικονίσεις (19 Αυγούστου 2000 και 29 Νοεμβρίου 2000) SPOT για τον εντοπισμό της κατολίσθησης και την αξιολόγηση της επίδρασης του φαινομένου στο φυσικό περιβάλλον, συγκρίνοντας την κατάσταση πριν και μετά την εκδήλωσή του.

Δορυφορικά δεδομένα, Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (GIS) και Ανάλυση

Όλες οι διαθέσιμες δορυφορικές απεικονίσεις καθώς και άλλα στοιχεία όπως το ψηφιακό μοντέλο εδάφους, ενσωματώθηκαν σε μια βάση δεδομένων για τη αξιοποίησή τους σε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών. Με τον τρόπο αυτό προσδιορίσθηκε με ακρίβεια η θέση της κατολίσθησης καθώς και η περιοχή η οποία επηρεάσθηκε άμεσα από το φαινόμενο.

Από την ανάλυση των συνόλου των δεδομένων προέκυψε ότι η συνολική περιοχή της κατολίσθησης εκτιμάται στα 25.7 εκτάρια, ενώ η επιπλέον περιοχή της κοιλάδας που γνώρισε σημαντικές καταστροφές φτάνει τα 50.1 εκτάρια (σύνολο 75.8 εκτάρια). Ακόμη, προσδιορίστηκε το υψόμετρο το υψόμετρο της περιοχής εκδήλωσης του φαινομένου στα 1.400 περίπου μέτρα, ενώ το υψόμετρο των περιοχών που επηρεάσθηκαν από το συμβάν ανέρχεται στα 800 περίπου μέτρα.

Δημιουργήθηκε ένας χάρτης κλίσεων με βάση τα υψόμετρα της περιοχής, ενώ παράχθηκε ακόμη ένας χάρτης χρήσεων γης μετά από ένα συνδυασμό απεικονίσεων των δορυφόρων SPOT και LANDSAT εφαρμόζοντας τη μέθοδο της επιβλεπόμενης ταξινόμησης. Δημιουργήθηκαν με τον τρόπο αυτό 10 κατηγορίες χρήσεων γης (Πίνακας 1).

Πίνακας 1: Κατηγορίες χρήσεων γης στην περιοχή επιρροής του φαινομένου

Ένα ακόμη στοιχείο που προκύπτει μετά από λεπτομερής ανάλυση σχετίζεται με τις αλλαγές στο φυσικό περιβάλλον που προέκυψαν από το συμβάν. Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται οι κατηγορίες χρήσεων γης που καταστράφηκαν.

Πίνακας 2: Περιοχές που καταστράφηκαν ανά κατηγορίες χρήσεων γης - έκταση (γίνεται διαχωρισμός μεταξύ των περιοχών όπου εκδηλώθηκε η κατολίσθηση και εκείνων των περιοχών οι οποίες επηρεάσθηκαν από το φαινόμενο)

Συμπεράσματα

Η εφαρμογή αυτή καταδεικνύει την αξία των δορυφορικών δεδομένων στην παρακολούθηση και διαχείριση φυσικών καταστροφών, αποδεικνύοντας παράλληλα τη χρησιμότητα του ΄΄Space and Major Disasters΄΄ Charter. Η Τηλεπισκόπηση μπορεί, λοιπόν, να αποτελέσει ένας σημαντικό εργαλείο για την ανάπτυξη ενός συστήματος έγκαιρης προειδοποίησης καταστροφικών φαινομένων.