Πόλεις από το Διάστημα : πιθανές εφαρμογές της τηλεπισκόπησης στην αστική περιβαλλοντική έρευνα και στρατηγική
Από RemoteSensing Wiki
| Γραμμή 13: | Γραμμή 13: | ||
2. Αστική ανάπτυξη και αστικό περιβάλλον | 2. Αστική ανάπτυξη και αστικό περιβάλλον | ||
| - | [[Εικόνα:K2i1zot.JPG | thumb| | + | [[Εικόνα:K2i1zot.JPG | thumb| left|Eικόνα 1:''' Παγκόσμια κατανομή του ανθρώπινου πληθυσμού σε εκτάσεις της Γης, χωρίς πάγο, το 1990. Η καμπύλη δείχνει το αθροιστικό ποσοστό του ανθρώπινου πληθυσμού σε συνάρτηση με το αθροιστικό ποσοστό της κατοικούμενης επιφάνειάς. Αυτή η καμπύλη, δείχνει ότι το 50% του ανθρώπινου πληθυσμού κατοικεί σε λιγότερο από 3% των δυνητικά κατοικήσιμων εκτάσεων της γης και σε πυκνότητα ο πληθυσμός υπερβαίνει τους 500 ανθρωπους/km2. ''']] |
Ο πληθυσμός της Γης το 2001 υπολογίστηκε σε πάνω από 6 δισεκατομμύρια άνθρωποι και ήταν συγκεντρωμένος κυρίως στα αστικά συγκροτήματα. Τα επόμενα τριάντα χρόνια η αύξηση του πληθυσμού θα αφορά κυρίως τις αστικές περιοχές των λιγότερο ανεπτυγμένων περιοχών και είναι σήμερα μικρού ή μεσαίου μεγέθους. Η μετάβαση από ένα παγκόσμιο οικιστικό πρότυπο με μεγάλες γεωργικές εκτάσεις, σε ένα που κυριαρχείται από πυκνό αστικό οικισμό, έχει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Υπάρχουν τρείς πτυχές του αστικού περιβάλλοντος που πρέπει να ελεγχθούν : πρώτον, οι αστικές περιοχές δημιουργούν ένα περιβάλλον διακριτό σε σχέση με αυτό της υπαίθρου. Σε αυτό δημιουργούνται προβλήματα όπως η μόλυνση του νερού, η διαχείριση των αποβλήτων, η μόλυνση του αέρα κ.λ.π. Δεύτερον, οι αστικές περιοχές προκαλούν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις στις προάστιες περιοχές αλλά και τις ευρύτερες περιοχές στις οποίες ανήκουν. Για παράδειγμα, παρόλο που οι πόλεις καλύπτουν μία σχετικά μικρή επιφάνεια της Γης, ευθύνονται για το 78% των εκπομπών άνθρακα ( εικόνα 1 ). Τρίτον, οι μεγάλες πόλεις συνδέονται μεταξύ τους, δημιουργώντας έτσι παγκόσμια αστικά συστήματα με επιπτώσεις στο παγκόσμιο περιβάλλον. | Ο πληθυσμός της Γης το 2001 υπολογίστηκε σε πάνω από 6 δισεκατομμύρια άνθρωποι και ήταν συγκεντρωμένος κυρίως στα αστικά συγκροτήματα. Τα επόμενα τριάντα χρόνια η αύξηση του πληθυσμού θα αφορά κυρίως τις αστικές περιοχές των λιγότερο ανεπτυγμένων περιοχών και είναι σήμερα μικρού ή μεσαίου μεγέθους. Η μετάβαση από ένα παγκόσμιο οικιστικό πρότυπο με μεγάλες γεωργικές εκτάσεις, σε ένα που κυριαρχείται από πυκνό αστικό οικισμό, έχει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Υπάρχουν τρείς πτυχές του αστικού περιβάλλοντος που πρέπει να ελεγχθούν : πρώτον, οι αστικές περιοχές δημιουργούν ένα περιβάλλον διακριτό σε σχέση με αυτό της υπαίθρου. Σε αυτό δημιουργούνται προβλήματα όπως η μόλυνση του νερού, η διαχείριση των αποβλήτων, η μόλυνση του αέρα κ.λ.π. Δεύτερον, οι αστικές περιοχές προκαλούν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις στις προάστιες περιοχές αλλά και τις ευρύτερες περιοχές στις οποίες ανήκουν. Για παράδειγμα, παρόλο που οι πόλεις καλύπτουν μία σχετικά μικρή επιφάνεια της Γης, ευθύνονται για το 78% των εκπομπών άνθρακα ( εικόνα 1 ). Τρίτον, οι μεγάλες πόλεις συνδέονται μεταξύ τους, δημιουργώντας έτσι παγκόσμια αστικά συστήματα με επιπτώσεις στο παγκόσμιο περιβάλλον. | ||
Αναθεώρηση της 18:44, 14 Ιανουαρίου 2011
Πόλεις από το Διάστημα : πιθανές εφαρμογές της τηλεπισκόπησης στην αστική περιβαλλοντική έρευνα και στρατηγική
Cities from space: potential applications of remote sensing in urban environmental research and policy
Roberta Balstad Miller, Christopher Small
Πηγή: Science Direct
1. Εισαγωγή
Οι ταχύτατες αλλαγές που συμβαίνουν στο αστικό περιβάλλον έχουν πιθανότατα σοβαρές επιπτώσεις τόσο στο παγκόσμιο περιβάλλον όσο και στη βιωσιμότητα των πόλεων και της ενδοχώρας. ‘Έτσι λοιπόν η πρόοδος των πληροφοριακών τεχνολογιών σε συνδυασμό με τις δορυφορικές εικόνες υψηλής ανάλυσης δημιουργούν τη δυνατότητα για χρήση νέων δεδομένων σε συνδυασμό με τις υπάρχουσες μεθόδους, ώστε να καταγραφούν και να κατανοηθούν αρκετά προβλήματα του αστικού περιβάλλοντος.
2. Αστική ανάπτυξη και αστικό περιβάλλον
Ο πληθυσμός της Γης το 2001 υπολογίστηκε σε πάνω από 6 δισεκατομμύρια άνθρωποι και ήταν συγκεντρωμένος κυρίως στα αστικά συγκροτήματα. Τα επόμενα τριάντα χρόνια η αύξηση του πληθυσμού θα αφορά κυρίως τις αστικές περιοχές των λιγότερο ανεπτυγμένων περιοχών και είναι σήμερα μικρού ή μεσαίου μεγέθους. Η μετάβαση από ένα παγκόσμιο οικιστικό πρότυπο με μεγάλες γεωργικές εκτάσεις, σε ένα που κυριαρχείται από πυκνό αστικό οικισμό, έχει σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Υπάρχουν τρείς πτυχές του αστικού περιβάλλοντος που πρέπει να ελεγχθούν : πρώτον, οι αστικές περιοχές δημιουργούν ένα περιβάλλον διακριτό σε σχέση με αυτό της υπαίθρου. Σε αυτό δημιουργούνται προβλήματα όπως η μόλυνση του νερού, η διαχείριση των αποβλήτων, η μόλυνση του αέρα κ.λ.π. Δεύτερον, οι αστικές περιοχές προκαλούν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις στις προάστιες περιοχές αλλά και τις ευρύτερες περιοχές στις οποίες ανήκουν. Για παράδειγμα, παρόλο που οι πόλεις καλύπτουν μία σχετικά μικρή επιφάνεια της Γης, ευθύνονται για το 78% των εκπομπών άνθρακα ( εικόνα 1 ). Τρίτον, οι μεγάλες πόλεις συνδέονται μεταξύ τους, δημιουργώντας έτσι παγκόσμια αστικά συστήματα με επιπτώσεις στο παγκόσμιο περιβάλλον.
3. Τηλεπισκόπηση των πόλεων
Για την κατανόηση της σύνθετης δυναμικής του αστικού περιβάλλοντος, είναι απαραίτητη η λεπτομερής παρατήρηση παραμέτρων όπως η θερμοκρασία του αέρα, η θερμοκρασία των επιφανειών, η ταχύτητα και η διεύθυνση του αέρα, η βροχόπτωση, η υγρασία και οι σωματιδιακές συγκεντρώσεις. Συχνά η απευθείας μετρήσεις είναι απαγορευτικά ακριβές, οπότε καταφεύγουμε στην τηλεπισκόπηση. Τα πλεονεκτήματα της τηλεπισκόπησης είναι το γεγονός ότι δίνει τη δυνατότητα μετρήσεων σε πολύ μεγάλες περιοχές, παρέχοντας έτσι συνοπτικές εικόνες των χωρικών εναλλαγών και των φυσικών ποσοτήτων. Ο συνδυασμός της τηλεπισκόπησης με επιτόπου μετρήσεις παρέχει καλύτερη χρονική και χωρική εποπτεία των εξεταζόμενων ποσοτήτων. Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα χρησιμοποιούνται κυρίως σε περιπτώσεις υπολογισμού του πληθυσμού, της αστικής επέκτασης και των χρήσεων γης. Δορυφορικοί δέκτες με χωρική ανάλυση της τάξεως 0,5-10 μέτρων, είναι επαρκείς για την παρατήρηση αστικών υποδομών. Οι δορυφορικοί δέκτες SPOT και Landsat είναι σε θέση να παρέχουν ένα αρχείο εικοσαετών λήψεων για τις αλλαγές των αστικών καλύψεων. Επίσης αυτοί οι δέκτες παρέχουν τη δυνατότητα λήψης εικόνων μεγάλων εκτάσεων και είναι έτσι κατάλληλοι για συγκριτική ανάλυση της αστικής μορφολογίας, μεταξύ διαφόρων πόλεων. Οι λήψεις του SPOT έχουν εύρος 65km ενώ του Landsat, 185 km αντίστοιχα. Τέλος ο δέκτης ASTER της NASA χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση της αστικής ανάπτυξης και τις αλλαγές στην αστική κάλυψη της γης.
‘Ένα επίσης πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό της τηλεπισκόπησης είναι η δυνατότητα μέτρησης φυσικών παραμέτρων που συνδέονται άμεσα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Τέτοια είναι η επιφανειακή θερμοκρασία που συνδέεται με το αστικό κλίμα και τις θερμικές νησίδες. Ακόμα δορυφορικές μετρήσεις, τόσο της ανακλώμενης όσο και της εκπεμπόμενης υπέρυθρης ακτινοβολίας, χρησιμοποιείται για την ποσοτικοποίηση της σχέσης μεταξύ αστικής γης και του φαινομένου των θερμικών νησίδων. Ο θερμικός δέκτης Landsat TM, για παράδειγμα, χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη των επιπτώσεων της ηλιακής ακτινοβολίας, στο μικροκλίμα της Σιγκαπούρης, ενώ δεδομένα του ίδιου δέκτη χρησιμοποιήθηκαν για την καταγραφή της αστικής βλάστησης στην Ν. Υόρκη ( εικόνα 2 ).
4. Περιορισμοί της τηλεπισκόπησης στα αστικά περιβάλλοντα
Η εφαρμογή της τηλεπισκόπησης για συγκεκριμένα προβλήματα έχει προχωρήσει πιο πολύ σε θέματα γεωργίας, γεωλογίας, χαρτογραφίας, μετεωρολογίας και διαχείρισης φυσικών πόρων σε σύγκριση με την αστική ανάλυση και έρευνα. Ένας λόγος που αυτό συμβαίνει είναι ότι υπάρχουν και άλλες πηγές αστικών δεδομένων, συχνά πιο οικονομικές από την τηλεπισκόπηση. Μάλιστα τα δεδομένα κάποιων υπαρχουσών μεθόδων είναι κάποιες φορές πιο αποτελεσματικά από τα τηλεσκοπικά δεδομένα. Παρόλα αυτά το ισχυρό σημείο των τηλεπισκοπικών μεθόδων εντοπίζεται στο γεγονός ότι παρέχουν χωρικά δεδομένα τα οποία χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση των συνθηκών του αστικού περιβάλλοντος σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές και για την ποσοτικοποίηση της αλλαγής αυτών στη διάρκεια του χρόνου. Για παράδειγμα, ο Landsat ή οι πολυκαναλικοί θερμικοί δέκτες αεροσκαφών, παρέχουν συνοπτική εικόνα της επιφανειακής θερμοκρασίας, κάτι που με άλλο τρόπο είναι ανέφικτο να μετρηθεί. Επίσης η παράκτια απορροή, οι αλλαγές της χρήσης γης, η αποψίλωση της ενδοχώρας και η διαφοροποίηση της βλάστησης μεταξύ αστικών και επαρχιακών περιοχών μπορούν να παρατηρηθούν αποτελεσματικά μέσω των δορυφορικών δεκτών IKONOS, Quickbird, SeaWifs, Landsat7 και ASTER. Στη διεύθυνση http://sedac.ciesin.columbia.edu/remote/ υπάρχουν πληροφορίες για τους δέκτες που αναφέρθηκαν. Tέλος πρέπει να αναφερθεί ότι ο συνδιασμός δεκτών με υψηλή χωρική ανάλυση ( 1 μέτρο ) επιτρέπει την απεικόνιση φαινομένων όπως πλημύρες, καταιγίδες, σεισμοί κλπ, διάφορα επίπεδα ακρίβειας.
5. Πολυεπιστημονική και πολυεπίπεδη έρευνα αστικού περιβάλλοντος
Ο συνδυασμός τηλεπισκοπικών με άλλα δεδομένα, όπως κοινωνικοοικονομικά, διοικητικά, κανονιστικά κλπ, αυξάνει σε μεγάλο βαθμό την κατανόηση του αστικού περιβάλλοντος. Τέτοιος συνδυασμός διανυσματικών και σημειακών δεδομένων με δεδομένα τηλεπισκόπησης, συχνά επιτυγχάνεται με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών ( GIS ). Η χρήση πληροφοριών και δεδομένων τηλεπισκόπησης για την κατανόηση της δυναμικής των αστικών περιβαλλόντων, μπορεί να συμβάλει σε μία καλύτερη αστική στρατηγική και διαχείριση.
