Αρχείο:A2 pic3.jpg

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 19:11, 9 Φεβρουαρίου 2017

Εκτίμηση αναγέννησης μετά από πυρκαγιά στο Εθνικό Πάρκο Yosemite

Mindy Syfert, Team leader

Jacqueline Rudy, Team member

Lindsey Anderson, Team member

Casey Cleve, Team member

Jeffery Jenkins, Team member

J.W. Skiles, Science advisor

Cindy Schmidt, Science advisor

DEVELOP Program Mail Stop 242-4 NASA Ames Research Center Moffett Field, CA 94035 MSyfert@nature.berkeley.edu Joseph.W.Skiles@nasa.gov

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

Η Αξιολόγηση της οικολογικής αλλαγής είναι ολοένα και πιο σημαντική για τους διαχειριστές του Yosemite National Park. Το πάρκο γνώρισε μερικές από τις μεγαλύτερες πυρκαγιές στην πρόσφατη ιστορία οι οποίες άλλαξαν σημαντικά τα οικοσυστήματα και τα τοπία του. Τεχνικές ανίχνευσης αυτών των αλλαγών χρησιμοποιήθηκαν στην εκτίμηση αναγέννησης του πάρκου μετά τις πυρκαγιές που σημειώθηκαν το 1988, το 1990 και το 1996. Αυτό έγινε με τη χρήση χρονοσειρών του κανονικοποιημένου δείκτη βλάστησης (NDVI) και της ομαλοποιημένης διαφοράς υγρασίας (NDMI) από εικόνες που προέρχονται από το δορυφόρο Landsat TM αλλά και εικόνες ΕΤΜ+. Επιπλέον, εφαρμόστηκε μια λιγότερο γνωστή μέθοδος αξιολόγησης της αλλαγής, η RGB-NDVI και RGB-NDMI μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση για τη δημιουργία σύνθετων χαρτών αλλαγής από εικόνες που ελήφθησαν σε 7 διαφορετικές ημερομηνίες. Επιτόπια έρευνα διεξήχθη σε τρεις περιοχές μελέτης για τεκμηρίωση. Οι τεχνικές τηλεπισκόπισης σε συνδυασμό με την επιτόπια έρευνα εντόπισαν διακριτά μοτίβα ανάπλασης στις περιοχές μετά την πυρκαγιά.

ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

To Yosemite National Park είναι ένα φυσικό καταφύγιο στη Σιέρα Νεβάδα της Καλιφόρνια που καλύπτει περίπου 300.000 εκτάρια σε υψόμετρο που κυμαίνεται από 600 έως 4000m. Βράχοι γρανιτικών πετρωμάτων και βαθιά διαβρωμένες κοιλάδες συμβάλουν σημαντικά στην παγκοσμίου φήμης μαγευτική θέα του Yosemite. Αυτοί οι εντυπωσιακοί σχηματισμοί δημιουργούν επίσης πολλά πολύπλοκα και ποικίλα οικοσυστήματα, τα οποία ανταποκρίνονται σε μια σειρά από κλίματα που δημιουργούνται από τα διάφορα υψόμετρα. Συνολικά τέσσερις καμένες τοποθεσίες αξιολογήθηκαν για το έργο αυτό: Το A-Rock, το οποίο κάηκε το 1990, το Steamboat (1990) το Walker, (1988) και το Ackerson, (1996) (Σχήμα 1).

Οι περιοχές αυτές έχουν επιλεγεί με βάση το κριτήριο της διαχείρισης των πόρων, την προσβασιμότητα και τη διαθεσιμότητα εικόνων χωρίς σύννεφα. Οι πυρκαγιές στο Steamboat και στο A-ροκ έκαιγαν χωριστά, αλλά ταυτόχρονα, και θεωρούνται ως ένας τομέας μελέτης για το έργο αυτό. Οι πυρκαγιές στο Α-Rock και το Steamboat και η φωτιά στο Ackerson ήταν μεγάλες καταστροφικές πυρκαγιές. Η φωτιά έκαψε στο Ackerson 47.000 στρέμματα και για το λόγο αυτό, η παρούσα μελέτη επικεντρώθηκε σε ένα μόνο τμήμα της πυρκαγιάς που ορίζεται από προφανή φυσικά χαρακτηριστικά. Και οι τέσσερις πυρκαγιές ξεκίνησαν από κεραυνό και κάηκαν διάφορες ζώνες βλάστησης. Στόχοι της εφαρμογής ήταν να εντοπιστούν διακριτά μοτίβα ανάπλασης στις περιοχές μετά τις πυρκαγιές, με τεχνικές τηλεπισκόπισης σε συνδυασμό με επιτόπια έρευνα.

ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Η πιο διαδεδομένη ακόμα και σήμερα μέθοδος αξιολόγησης μιας οικολογικής αλλαγής είναι η δειγματοληπτική επιτόπια παρατήρηση in situ η οποία απαιτεί πολύ χρόνο και ανθρώπινο δυναμικό ενώ η ακρίβειά της σχετίζεται με τον αριθμό των επαναλήψεων και την εμπειρία του προσωπικού που διενεργεί τους ελέγχους.

Η ΥΠΟ ΕΞΕΤΑΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ / ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Η αρμόδια Δασική Υπηρεσία παρείχε στην ομάδα εργασίας Landsat εικόνες για το χρονικό διάστημα από το 1973 έως το 2004. Εικόνες από αισθητήρες ΕΤΜ + επιλέχθηκαν για την περίοδο 1988-2004, η οποία περιλαμβάνει το χρόνο της παλαιότερης φωτιάς στην πιο πρόσφατη διαθέσιμη εικόνα. Οι Εικόνες αποκτήθηκαν τον Ιούλιο για να ελαχιστοποιηθεί η αντανάκλαση που προκαλείται από τις εποχιακές ροές βλάστησης και τις διαφορές στις γωνίες πρόσπτωσης του ήλιου. Επιλέχθηκαν δείκτες βλάστησης για να γίνουν πιο διακριτές οι αλλαγές. Συγκεκριμένα υπολογίστηκαν για κάθε Landsat εικόνα από το 1989-2004, ο κανονικοποιημένος διαφοροποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI) και η κανονικοποιημένη διαφορά του δείκτη υγρασίας (NDMI). Ο NDVI χρησιμοποιείται ευρέως για την παρακολούθηση της βλάστησης αλλά αποδείχθηκε πολύ χρήσιμος και για την ανίχνευση μεταβολών στα δάση. Ο NDMI χρησιμοποιεί τη ζώνη του μέσου υπέρυθρου, η οποία έχει μια ισχυρή συσχέτιση με την αναγέννηση και επιλέχθηκε για την ευκολία του να υπολογίσει και να ερμηνεύσει. Ο υπολογισμός του NDMI είναι παρόμοιος με του NDVI με τη διαφορά ότι η μπάντα του μέσου υπέρυθρου χρησιμοποιείται στη θέση του κόκκινου. Η εξίσωση για τις εικόνες Landsat είναι:

Αρχείο:Α2 pic2.jpg

Η έρευνα έλαβε υπόψη τη σχέση μεταξύ των ιδιοτήτων ανάκλασης του κόκκινου, του εγγύς υπέρυθρου NIR και του μέσου υπέρυθρου MIR να διακρίνουν μοτίβα αναγέννησης. Μια πυρκαγιά εκθέτει το γυμνό έδαφος, το οποίο έχει υψηλότερο συντελεστή ανάκλασης από ένα δάσος. Όπως το δάσος αναγεννάται, η ανάκλαση μειώνεται στις ορατές ζώνες (λόγω της αύξησης βλάστησης και την απορρόφηση της χλωροφύλλης) και αρχικά αυξάνεται η ανάκλαση στο εγγύς υπέρυθρο (λόγω της αυξημένης σκέδασης). Η ανακλαστικότητα στη συνέχεια στο Εγγύς υπέρυθρο μειώνεται κατά τη διάρκεια του χρόνου και σε προχωρημένα στάδια της αναγέννησης λόγω σκίασης από τη βλάστηση. Στο μέσο υπέρυθρο η ανακλαστικότητα μειώνεται από την απορρόφηση του νερού και τη σκίαση. Επιτόπια έρευνα διεξήχθη στα τέλη του Ιουνίου και στα μέσα Ιουλίου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2005. 65 Οικόπεδα, με διάμετρο 30 m το καθένα επιλέχθηκαν για να τεκμηριωθεί το κυριαρχούν είδος, η παρούσα κατάστασή (δηλαδή δέντρα που επιβίωσαν της πυρκαγιάς) και το ποσοστιαίο είδος κάλυψης. Επιπλέον τεκμηριώθηκαν η διάμετρος των δέντρων και το ύψος τους.

Η οπτική μέθοδος RGB-NDVI (ή RGB-NDMI) είναι μια απλή τεχνική δημιουργίας έγχρωμων σύνθετων αξιοποιώντας την θεωρία του προσθετικού χρώματος. Οι χάρτες ανίχνευσης αλλαγών δημιουργήθηκαν για να αξιολογήσουν την επίδραση των αλλαγών μέσα στο χρόνο

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Παρά το γεγονός ότι οι χάρτες ανίχνευσης αλλαγών μέσω δεικτών και μέσω μεθόδου RGB είναι παρόμοια, η μέθοδος RGB συνόψισε τη χρονική διακύμανση σε όλη τη διάρκεια των ετών, δεδομένου ότι η πυρκαγιά σημειώθηκε σε ένα ενιαίο θεματικό χάρτη. Κάθε περιοχή εμφανίζει κυανό χρώμα στη μέθοδο RGB και φαίνεται να είναι παρομοίως η περιοχή με σημαντική αλλαγή (3 SD από τη μέση τιμή) στην εικόνα. Μελλοντικές έρευνες θα επικεντρωθούν σε πιο λεπτομερείς και αυστηρά ποσοτικές αλλαγές με την εφαρμογή εικόνων υψηλότερης ανάλυσης, όπως οι ASTER. Επιπλέον, η οπτική επιθεώρηση των χαρτών NDMI και NDVI δείχνει ότι ο δείκτης NDMI είναι πιθανώς πιο ευαίσθητος στο να διακρίνει μοτίβα αλλαγών από τον NDVI, απαιτείται όμως περαιτέρω διερεύνηση και σύγκριση αυτών των δεικτών για την ανίχνευση αλλαγών.

Πηγή άρθρου: http://www.asprs.org/a/publications/proceedings/reno2006/0148.pdf

Ιστορικό αρχείου

Πατήστε σε μια ημερομηνία/ώρα για να δείτε το αρχείο όπως εμφανιζόταν εκείνη την ώρα.

	Ώρα/Ημερομ.	Εικονίδιο	Διαστάσεις	Χρήστης	Σχόλια
τελευταία	18:39, 9 Φεβρουαρίου 2017		913×424 (59 KB)	Papanastasiou Christos (Συζήτηση | Συνεισφορές/Προσθήκες)

• Επεξεργαστείτε το συγκεκριμένο αρχείο χρησιμοποιώντας μια από τις εξωτερικές εφαρμογές. Για περισσότερες πληροφορίες δείτε τις οδηγίες εγκατάστασης.

Συνδέσεις αρχείου