Characterizing beach changes using high-frequency Sentinel-2 derived shorelines on the Valencian coast (Spanish Mediterranean)

Από RemoteSensing Wiki

Παρούσα αναθεώρηση της 07:45, 21 Ιανουαρίου 2021

Μετρήσεις πλατών παραλίας, Παρεμβολή και Ραστεροποίηση, Πηγή: ELSEVIER, Science of The Total Environment, Volume 691, 15 November 2019, Pages 216-231

Περιοχή μελέτης και παράκτια μετατόπιση, Πηγή: ELSEVIER, Science of The Total Environment, Volume 691, 15 November 2019, Pages 216-231

Υποχωρήσεις ακτογραμμής (>10μ) ανά ημερήσιο ποσοστό , Πηγή: ELSEVIER, Science of The Total Environment, Volume 691, 15 November 2019, Pages 216-231

Μεταβολές του πλάτους της παραλίας ανά περιοχή και ημερομηνία, Πηγή: ELSEVIER, Science of The Total Environment, Volume 691, 15 November 2019, Pages 216-231

Μοντέλο χωρικής και χρονικής αποτύπωσης των μεταβολών, Πηγή: ELSEVIER, Science of The Total Environment, Volume 691, 15 November 2019, Pages 216-231

Πρωτότυπος τίτλος: Characterizing beach changes using high-frequency Sentinel-2 derived shorelines on the Valencian coast (Spanish Mediterranean)

Συγγραφείς: C. Cabezas-Rabadán, J.E. Pardo-Pascual, J. Palomar-Vázquez, A. Fernández-Sarría

Πηγή: ELSEVIER, Science of The Total Environment, Volume 691, 15 November 2019, Pages 216-231

Link πρωτότυπης εργασίας: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969719331973?via%3Dihub

Λέξεις-κλειδιά: Παράκτια διάβρωση, Τηλεπισκόπηση και Φωτοερμηνεία, περιβαλλοντική παρακολούθηση, βραχυπρόθεσμες αλλαγές παραλίας

Aντικείμενο εφαρμογής

Το παρόν άρθρο θίγει την ανάγκη δημιουργίας ενός προτύπου το οποίο θα καταρρίψει τις παραδοσιακές εφαρμογές παρακολούθησης της παράκτιας διάβρωσης μέσω δορυφορικών παρατηρήσεων και θα προσδώσει χρήσιμα δεδομένα των δυναμικών μεταβολών που υφίστανται οι ακτογραμμές. Προτείνεται μια νέα προσέγγιση η οποία θα μελετά τις μεταβολές στο πλάτος της παραλίας με συγκεκριμένη χωρική και χρονική αποτύπωση. Τα μέγεθος της μελέτης έχει καθοριστεί από 60 ακτογραμμές και καλύπτει 50 χλμ του Κόλπου της Βαλένθια. Οι παρατηρούμενες αντιθέσεις στα μεγέθη των πλατών της ακτογραμμής σχετίζονται με ανισορροπίες ιζημάτων και ανθρωπογενών δραστηριοτήτων. Το εργαλείο που παρουσιάζεται δύναται να βελτιώσει την κατανόηση γύρω από τις παράκτιες διαδικασίες καθώς και να παρακολουθεί τις ανθρώπινες παρεμβάσεις στις ακτές, υποβοηθώντας στην ορθή λήψη αποφάσεων. Από το 2017 ο δορυφόρος Sentinel-2, παρέχει δεδομένα ακτογραμμής. Ταυτόχρονα, η αξιοποίηση των δεδομένων που προέρχονται από τον Sentinel-2A και τον Sentinel-2B παράγει παγκόσμια αποτύπωση της παράκτιας μορφολογίας σε εικόνες υψηλής ανάλυσης και υψηλής επανα-επισκεψιμότητας πάνω από τη περιοχή μελέτης. Ωστόσο τονίζεται η επιτακτική ανάγκη καθορισμού της θέσης της ακτογραμμής σε μέγεθος υπο-ψηφίδας. Κύριος στόχος της παρούσας μελέτης είναι να προτείνει μια μεθοδολογία η οποία να αξιοποιεί δεδομένα μικρο-μεταβολών της ακτογραμμής στο νότιο τμήμα του κόλπου της Βαλένθια και να εξάγει συμπεράσματα για (1) την αποτύπωση της υφιστάμενης κατάστασης της παραλίας, (2) την επίδραση εξωγενών παραγόντων και τέλος (3) τον εντοπισμό και τη χαρτογράφηση των προβληματικών τμημάτων.

Μεθοδολογία

Για την εν λόγω έρευνα, αξιοποιήθηκαν εικόνες μέσης ανάλυσης του δορυφόρου Sentinel-2 πάνω από τη περιοχή μελέτης, κατά τους καλοκαιρινούς μήνες για ελαχιστοποίηση της εμφάνισης σύννεφων. Για καθεμιά από τις εικόνες, καθορίστηκαν τα πλάτη της παραλίας καθώς και η περιοχή του αιγιαλού που ορίζεται από την υδάτινη επιφάνεια έως την αμμουδιά. Το σύνολο αποδόθηκε σε αποτύπωση 41,5 χλμ αιγιαλού και 519 τμημάτων που περιλαμβάνουν τα πλάτη της παραλίας σε 80 μ μήκος. Τα πλάτη της παραλίας ανακτήθηκαν μέσω της διαδικασίας που αποτυπώνεται στην παρακάτω εικόνα. Αναλυτικά, αξιοποιήθηκε η μέθοδος παρεμβολής ΤΙΝ (Triangulated Irregular Network) και η μετατροπή των στοιχείων σε ψηφιδωτή μορφή. Στην δεύτερη εικόνα φαίνεται η περιοχή μελέτης και παραθέτονται βασικά χαρακτηριστικά ενδιαφέροντος.

Αποτελέσματα

Η εφαρμογή ενός μεγάλου πακέτου δεδομένων ακτογραμμής από δορυφορικές παρατηρήσεις για την παρακολούθηση της παράκτιας διάβρωσης στον Κόλπο της Βαλένθια σε περίοδο 2,5 χρόνων, επιτευχθεί στη παρούσα μελέτη.

Τα αποτελέσματα έδειξαν συσχέτιση μεταξύ των μέγιστων μεταβολών του πλάτους και των κυμάτων. Τα επεισόδια υψηλής ενέργειας έχουν επιπτώσεις σε μεγάλες περιοχές προκαλώντας υποχωρήσεις στην παραλία. Αντίθετα, οι ήρεμες περίοδοι φαίνεται να οδηγούν σε μετακινήσεις της ακτογραμμής και την ανάκαμψη της παραλίας. Η εικόνα που ακολουθεί δείχνει τις προβληματικές περιοχές στις οποίες υφίσταται υποχώρηση της παραλίας άνω των 10 μ. Η μέθοδος παρακολούθησης της διεργασίας είναι αποτελεσματική, καθώς εντοπίζονται διαβρωτικές τάσεις αυτής της κλίμακας.

Το κενό στη μελέτη αφορά στον μικρό όγκο δεδομένων εικόνας σε ημερήσια βάση. Ο συνδυασμός δορυφορικών εικόνων Sentinel-2 και LANDSAT 8, προσδίδουν χαμηλά διαστήματα επανεξέτασης της περιοχής ενδιαφέροντος. Αποδείχθηκε ότι ακόμη και μικρο-μετακινήσεις ιζημάτων επιδρούν στη διαμόρφωση του πλάτους της παραλίας και έτσι αναδεικνύεται η επίδραση της δυναμικής των γεωμορφολογικών παραγόντων στη τελική παρατηρούμενη παράκτια διάβρωση.

Το προτεινόμενο «μοντέλο» παρέχει καλύτερη κατανόηση των μεταβολών που υφίστανται στη παραλία καθώς και την αναγνώριση των μετακινήσεων ιζημάτων. Η μεθοδολογία, παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες της ακτής από γεωγραφική σκοπιά, εντοπίζοντας τμήματα όπου υπάρχει άμεση επίδραση της μορφολογίας από ανθρωπογενείς και φυσικές διαδικασίες. Συμπερασματικά, όλες αυτές οι πληροφορίες, είναι καίριες για τη κατανόηση της δυναμικής της παραλίας και της διαχείρισης της ακτογραμμής περιβαλλοντικά. Δύναται να αξιοποιηθούν για μελέτες του παράκτιου σχεδιασμού και την ορθή λήψη αποφάσεων από τους μηχανικούς περιβάλλοντος και τους μελετητές συναφών αντικειμένων.