Δέκα χρόνια μετά τον τυφώνα Κατρίνα: Παρακολούθηση της ανάκαμψης στη Νέα Ορλεάνη και των γύρω περιοχές μέσω Τηλεπισκόπησης.

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 00:09, 16 Φεβρουαρίου 2018

Δέκα χρόνια μετά τον τυφώνα Κατρίνα: Παρακολούθηση της ανάκαμψης στη Νέα Ορλεάνη και των γύρω περιοχές μέσω Τηλεπισκόπησης

Πρωτότυπος τίτλος: Ten years after Hurricane Katrina: monitoring recovery in New Orleans and the surrounding areas using remote sensing

Συγγραφείς: Xuecao Li, Le Yu , Yidi Xu, Jun Yang, Peng Gong

Πηγή: Science China Press and Springer, September 2016

Λέξεις κλειδιά: Τυφώνας Katrina , Landsat, MODIS, Τηλεπισκόπηση, Νέα Ορλεάνη,

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

Αντικείμενο της παρούσας μελέτης είναι η διαχρονική παρακολούθηση της αποκατάστασης μιας περιοχή μετά από την πρόκληση φυσικής καταστροφής και ο προσδιορισμός των χωρικών και ποιοτικών αλλαγών. Η μελέτη αυτή προτείνει ότι η Τηλεπισκόπηση είναι ένα σημαντικό εργαλείο τόσο για την πρόληψη μιας περιοχής πριν τον κίνδυνο και την αντιμετώπιση οποιασδήποτε έκτακτης ανάγκης όσο και για την παρακολούθηση της διαδικασίας ανάκτησης μετά από αυτόν.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΣΚΟΠΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

Ο κύριος στόχος της συγκεκριμένης έρευνας είναι η αξιοποίηση της Τηλεπισκόπησης για τον εντοπισμό των χωρικών και χρονικών αλλαγών που σημειώθηκαν στη Νέα Ορλεάνη και στις γύρω περιοχές μετά το πέρας 10 χρόνων από τον τυφώνα Katrina προκειμένου να προσδιοριστεί η διαδικασία της αποκατάστασης. Η εκτίμηση των προβλημάτων και των αλλαγών που επέφερε στις περιοχές που έπληξε ο τυφώνας παίζει καθοριστικό ρόλο στη σωστή διατύπωση στρατηγικών διαχείρισης και προστασίας. Ο τυφώνας Katrina προκάλεσε σοβαρές ζημίες στο περιβάλλον, την κοινωνία και την οικονομία των νότιων Ηνωμένες Πολιτείες το 2005 και εξακολουθεί να επηρεάζει τη ζωή των ανθρώπων σε κάποιο βαθμό. Γι’ αυτό το λόγο αποτελεί βιοτικής σημασίας η παρακολούθηση της ανάκαμψης αυτών των περιοχών τόσο για αυτές όσο και για τη γενικότερη προετοιμασία σε αντίστοιχα φαινόμενα.

Εικόνα 1. Οι περιοχές που πλήχθηκαν από τον τυφώνα Katrina.

ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ

Περιοχή Μελέτης

Η περιοχή μελέτης στη συγκεκριμένη έρευνα καλύπτει ολόκληρη την περιοχή που έπληξε ο τυφώνας Katrina τον Αύγουστο του 2005. Συγκεκριμένα, ο τυφώνας χτύπησε τις πολιτείες της Λουϊζιάνας, του Μισισιπή, της Φλόριντας, της Γεωργίας και της Αλαμπάμα μέχρι και τις 31 Αυγούστου. Η πόλη της Νέας Ορλεάνης, Λουιζιάνα, υπέστη τις μεγαλύτερες ζημιές στην πληγείσα περιοχή. Στις 29 Αυγούστου 2015, ο τυφώνας Katrina έφτασε στη νοτιοανατολική Λουιζιάνα και στη συνέχεια πέρασε από την ανατολική πλευρά της Νέας Ορλεάνης. Η καταιγίδα και οι πλημμύρες που προκλήθηκαν από τον τυφώνα κατέστρεψαν το φράγμα του ποταμού Μισισιπή και της λίμνης Pontchartrain με αποτέλεσμα να βυθιστεί πάνω από το 80% της περιοχής της Νέας Ορλεάνης. Αυτό προκάλεσε τεράστιες ζημιές σε δημοτικές εγκαταστάσεις όπως τις εγκαταστάσεις της ηλεκτρικής ενέργειας και τα δίκτυα επικοινωνιών.

Δεδομένα

Για τη μελέτη της αποκατάστασης των πληγέντων περιοχών από τον τυφώνα χρησιμοποιήθηκα δορυφορικά δεδομένα διαφορετικών πηγών και αναλύσεων. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν τα εξής δεδομένα:

1. ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ MODIS: Τα δορυφορικά δεδομένα MODIS συλλέχθηκαν από την ιστοσελίδα της Αμερικάνικης Γεωλογικής Υπηρεσίας (https://lpdaac.usgs.gov/). Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν πολυφασματικά δεδομένα MODIS13Q1, τα οποία έχουν χωρική ανάλυση 250m και συλλέγονται από το δορυφόρο κάθε 16 μέρες. Ολόκληρη η περιοχή μελέτης αναπαρίστανται σε δύο πλακάκια MODIS (h10v05 και h10v06). Τα εικονοστοιχεία χαμηλής ποιότητας που καλύφθηκαν από σύννεφα δεν χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για την αξιολόγηση της κατάστασης της βλάστησης.

2. ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ LANDSAT: Τα δορυφορικά δεδομένα Landsat συλλέχθηκαν και αυτά από την ιστοσελίδα της Αμερικάνικης Γεωλογικής Υπηρεσίας (http://landsat.usgs.gov/). Συγκεκριμένα, επιλέχθηκαν πολυφασματικές εικόνες με κάλυψη σύννεφων λιγότερα από 5 %. Λόγω της έλλειψης καθαρών ατμοσφαιρικά εικόνων για του μήνες ενδιαφέροντος χρησιμοποιήθηκαν τρείς μόνο διαφορετικές εικόνες, που ήταν οι εξής:

• Πολυφασματική εικόνα στις 22 Αυγούστου 2005 (πριν τον τυφώνα)

• Πολυφασματική εικόνα στις 7 Σεπτεμβρίου 2005 (αμέσως μετά τον τυφώνα)

• Πολυφασματική εικόνα στις 19 Σεπτεμβρίου 2015 (δέκα χρόνια μετά τον τυφώνα)

3. ΕΙΚΟΝΕΣ ΥΨΗΛΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Σε αυτή την εργασία χρησιμοποιήθηκαν εικόνες υψηλής ανάλυσης (δηλαδή καλύτερη από ανάλυση 1m) που προήρθαν από το Google Earth. Επιλέχθηκαν εικόνες σε πολλαπλές ημερομηνίες για να υπάρχει δυνατότητα ελέγχου των αλλαγών σε συγκεκριμένες περιοχές που καταστράφηκαν από τον τυφώνα. Συνολικά, συλλέχθηκαν 23 εικόνες υψηλής ανάλυσης, από τις 12 Ιουλίου 2005 έως τις 26 Αυγούστου 2015.

ΜΕΘΟΔΟΙ

Με βάση τις ιδιότητες των διαφόρων υιοθετήθηκαν εναλλακτικές στρατηγικές για να καταγραφούν οι αλλαγές στην επιφάνεια της Γης και να κατανοηθούν καλύτερα οι σχέσεις και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ ανθρώπινων και φυσικών συστημάτων. Αλλαγή Βλάστησης Για την εκτίμηση των αλλαγών στη βλάστηση χρησιμοποιείται κυρίως ο δείκτης βλάστησης κανονικοποιημένης διαφοράς (NDVI). Επειδή όμως για την περιοχή υπάρχουν εικόνες κάθε 16 ημέρες που δίνει τη δυνατότητα για μακρά διαδοχική καταγραφή της δυναμικής της βλάστησης, στην εργασία χρησιμοποιήθηκε ο ποσοτικός προσδιορισμός της αλλαγής του NDVI. Ο τύπος υπολογισμούς του είναι: