Αξιολόγηση της Έκτασης και Επέκτασης των Μεταλλείων Έκταση στη Μιανμάρ με βάση Ελεύθερα Διαθέσιμες Δορυφορικές Εικόνες.

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 21:51, 25 Ιανουαρίου 2017

Στόχος

Χρησιμοποιώντας ελεύθερα διαθέσιμο λογισμικό ανοιχτού κώδικα δεδομένων έχουμε αναπτύξει μια τηλεπισκοπική μεθοδολογία για τον εντοπισμό περιοχών εξόρυξης και την αξιολόγηση της πρόσφατης επέκτασης της εξόρυξης στη Μιανμάρ (Βιρμανία). Η ανάλυσή μας, που περιλαμβάνει όλη τη χώρα, χρησιμοποίησε Landsat 8 δορυφορικά δεδομένα από ένα επιλεγμένο αριθμό των περιοχών εξόρυξης για να δημιουργήσει ένα επίπεδο ράστερ των πιθανών περιοχών εξόρυξης. Χρησιμοποιήσαμε αυτό το επίπεδο για να καθοδηγήσει μια συστηματική σάρωση των ελεύθερα διαθέσιμων εικόνων πολύ υψηλής ανάλυσης, όπως το Google Earth, προκειμένου να ψηφιοποιήσουμε πιθανές περιοχές εξόρυξης. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, σε κάθε μεταλλευτική περιοχή είχε ανατεθεί μια κατάταξη που δείχνει τη βεβαιότητα μας στη σωστή αναγνώριση της χρήσης της εξόρυξης γης. Τέλος, εντοπίστηκαν περιοχές πρόσφατης επέκτασης των ορυχείων με βάση την αλλαγή στην ανακλαστικότητα, ή τη φωτεινότητα, μεταξύ εικόνων Landsat από το 2002 και το 2015. Εντοπίσαμε 90.041 εκτάρια πιθανών περιοχών εξόρυξης στη Μιανμάρ, εκ των οποίων στο 58% (52.312 εκτάρια) ανατέθηκε υψηλή βεβαιότητα, το 29% (26.251 εκτάρια) μέτρια βεβαιότητα, και το 13% (11.478 εκτάρια) χαμηλή βεβαιότητα. Από τις περιοχές εξόρυξης μεγάλης βεβαιότητας, το 62% του γυμνού εδάφους ήταν διαταραγμένος (είχε μια μεγάλη αύξηση στην albedo - λευκότητα) από το 2002. Αυτό το έργο παρέχει την πρώτη δημόσια διαθέσιμη βάση δεδομένων των περιοχών εξόρυξης της Μιανμάρ, και δείχνει μια προσέγγιση για την εκτίμηση εξορύξεων μεγάλης κλίμακας στηριζόμενο σε ελεύθερα διαθέσιμα δεδομένα.

Εισαγωγή

Η Μιανμάρ είναι μια γεωλογικά διαφορετική χώρα που περιέχει ένα ευρύ φάσμα των ορυκτών πόρων, όπως χρυσός, ασήμι, χαλκό, κασσίτερο, βολφράμιο, ψευδάργυρο, νεφρίτη, και πολύτιμους λίθους. Η χώρα έχει μια μακρά ιστορία στην εξόρυξη, αλλά πρόσφατα αναδύθηκε από δεκαετίες στρατιωτικής κυβέρνησης κατά τη διάρκεια της οποίας κοιτάσματα ορυκτών της χώρας είχαν ελάχιστα διερευνηθεί και ο τομέας των ορυχείων ήταν υπανάπτυκτος. Πολιτικές μεταρρυθμίσεις στη Μιανμάρ από το 2010 έχουν οδηγήσει σε μεγαλύτερη δέσμευση της διεθνούς κοινότητας και τη χαλάρωση των μακροχρόνιων οικονομικών κυρώσεων. Η διαδικασία αυτή έχει οδηγήσει σε ραγδαία αύξηση του διεθνούς εμπορίου και των επενδύσεων στη χώρα. Οι άμεσες ξένες επενδύσεις στη Μιανμάρ σε μεγάλο βαθμό επικεντρώθηκαν σε βιομηχανίες φυσικών πόρων, με την εξόρυξη να κατατάσσεται ως ένας από τους κορυφαίους τομείς.

Υλικά και Μέθοδοι

Η μεθοδολογία επικεντρώνεται για πρώτη φορά σε μια αποδοτική και αποτελεσματική διαδικασία αναγνώρισης των περιοχών εξόρυξης σε όλη τη Μιανμάρ. Πρώτον, ψηφιοποιήσαμε πολύγωνα των γνωστών περιοχών εξόρυξης που χρησιμοποιήθηκαν ως δεδομένα εκπαίδευσης για να αντλήσει ένα επίπεδο ράστερ των πιθανών περιοχών εξόρυξης από Landsat εικόνες. Αυτό το φίλτρο βοήθησε να επικεντρωθεί η προσπάθεια εντοπισμού και ψηφιοποίησης των περιοχών εξόρυξης με χρήση εικόνων πολύ υψηλής ανάλυσης. Παράλληλα με την ψηφιοποίηση, πραγματοποιήσαμε επιτόπιες επισκέψεις για να επιλεγούν οι περιοχές για την επαλήθευση των ορυχείων και την αναθεώρηση και ενημέρωση της προσπάθειας ψηφιοποίησης. Τέλος, υπολογίστηκε η αλλαγή της περιοχής εξόρυξης με τη σύγκριση της έκτασης ακάλυπτου εδάφους εντός των συνόρων περιοχών εξόρυξης, εκτιμάται χρησιμοποιώντας διάχυτη-ορατού albedo (λευκότητα), μεταξύ του 2002 και 2015 (Σχήμα 1).H Μιανμάρ είναι μια χώρα με πάνω από 67.658.000 εκτάρια, και ένας λεπτομερής χειρονακτικός έλεγχος των εικόνων υψηλής ανάλυσης σε όλες τις περιοχές της χώρας θα ήταν χρονοβόρος. Προκειμένου να επιταχυνθεί η διαδικασία της χειρονακτικής ταυτοποίησης ορυχείων, έχουμε αναπτύξει ένα αρχικό επίπεδο ράστερ των πιθανών περιοχών εξόρυξης. Το επίπεδο ράστερ των πιθανών περιοχών εξόρυξης αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) δεδομένα από την εποχή μετά το μουσώνα του 2015. Όλες οι Landsat εικόνες που αποκτήθηκαν για αυτή τη μελέτη ήταν επιπέδου 1T προϊόντα με γεωμετρικά διορθωμένα δεδομένα, τις οποίες κατεβάσαμε από το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ. Έγινε προ-επεξεργασία στις εικόνες με τη μετατροπή Ψηφιακών Αριθμών σε Ανάκλαση της Κορυφής της Ατμόσφαιρας και εκτελώντας αφαίρεση των νεφώσεων με τη χρήση του αλγορίθμου Function of Mask (Fmask) μεταφρασμένο σε περιβάλλον προγραμματισμού R. Εντός των ορίων της κάθε Landsat εικόνας, έχουμε ψηφιοποιήσει το χέρι ενός συνόλου επιβεβαιωμένων περιοχών εξόρυξης χρησιμοποιώντας εικόνες του Google Earth μέσω του GEplugin ή Open Layers Plugin στο QGIS. Τα δεδομένα Ανάκλασης της Κορυφής της Ατμόσφαιρας από τις περιοχές αυτές χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια ως δεδομένα εκπαίδευσης για την αναγνώριση φασματικά-παρόμοιων περιοχών που αντιπροσωπεύουν πιθανές θέσεις των ορυχείων σε ολόκληρη τη Landsat εικόνα. Αν μια σκηνή δεν είχε καμία επιβεβαιωμένη περιοχή εξόρυξης, χρησιμοποιήσαμε επιβεβαιωμένες περιοχές εξόρυξης από μια περιοχή με παρόμοια εδαφοκάλυψη ως δεδομένα εκπαίδευσης, συνήθως από μια γειτονική εικόνα Landsat. Αυτή η ανάλυση των δεδομένων ανάκλασης βασίστηκε σε πέντε επίπεδα raster που προέρχονται από τα Landsat 8 κανάλια 4-7:

• κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NDVI): (Band 5 - Band 4) / (Band 5 + Band 4)
• ομαλοποιημένη αναλογία καύσης (NBR): (Band 5 - Band 7) / (Band 5 + Band 7)
• κανονικοποιημένος δείκτης διαφοράς υγρασίας (NDMI): (Band 5 - Band 6) / (Band 5 + Band 6)
• Βραχυκυματικές υπέρυθρες: (Band 6/1000)
• Κόκκινη ανάκλαση: (Band 4/1000)

Αποτελέσματα

Εντοπίστηκαν 52.312 εκτάρια με περιοχές εξόρυξης μεγάλης βεβαιότητας, και επιπλέον 26.251 εκτάρια μέτριας βεβαιότητας και 11.478 εκτάρια περιοχών εξόρυξης χαμηλής βεβαιότητας (Σχήμα 3). Οι περιοχές Sagaing και Kachin έχουν τις μεγαλύτερες περιοχές της εξόρυξης, με αυτές τις δύο περιοχές να αντιπροσωπεύουν το 71% του συνόλου των υψηλής βεβαιότητας περιοχών εξόρυξης στη Μιανμάρ. Η περιοχή Mandalay έχει την τρίτη μεγαλύτερη περιοχή εξόρυξης μεγάλης βεβαιότητας, και πολλά επιπλέον εκτάρια περιοχών εξόρυξης χαμηλής βεβαιότητας. Οι περιοχές Shan, Tanintharyi και Bago έχουν τις επόμενες μεγαλύτερες συνολικές εκτάσεις των ορυχείων. Δυνητική εξορυκτική δραστηριότητα εντοπίστηκε σε κάθε περιοχή της Μιανμάρ, με 2947 περιοχές διακριτές περιοχές ορυχείων ή πιθανές περιοχές εξόρυξης να προσδιορίζονται (Σχήμα 3).

Αλλαγή περιοχών εξόρυξης μεταξύ 2002 και 2015

Για τις περιοχές εξόρυξης υψηλής βεβαιότητας σε όλη τη χώρα, το 62% του γυμνού εδάφους είχε πρόσφατα διαταραχθεί από το 2002. Αυτό αντιπροσωπεύει μια αύξηση 161% της υψηλής βεβαιότητα εξόρυξης της χώρας για μια περίοδο 13 ετών. Νέες περιοχές εξόρυξης στις περιοχές Kachin και Sagaing αντιπροσώπευαν το 79% όλων των νέων περιοχών ορυχείων της χώρας που έχουν ταυτιστεί με υψηλή βεβαιότητα. Ενώ αυτές οι περιοχές κυριαρχούν στη συνολική έκταση των ορυχείων και αποτελούν την πλειοψηφία των νέων εκταρίων εξόρυξης, η επέκταση των ορυχείων τους δεν είναι αναλογικά τόσο υψηλή όσο άλλες περιοχές. Στις Kachin και Sagaing, 64% και 68% του γυμνού εδάφους, αντιστοίχως, είχε πρόσφατα καθαριστεί από το 2002, η οποία μαζί με τη περιοχή Mandalay (23%) είναι μεταξύ των περιφερειών με τα χαμηλότερα ποσοστά επέκτασης των ορυχείων.

Συμπεράσματα

Χαρτογραφήθηκαν οι πιθανές περιοχές εξόρυξης σε όλη τη Μιανμάρ χρησιμοποιώντας ελεύθερα διαθέσιμες εικόνες και λογισμικό ανοιχτού κώδικα. Αυτή η μελέτη δείχνει ότι σε εθνικό επίπεδο ο εντοπισμός των περιοχών εξόρυξης μπορεί να επιτευχθεί χωρίς μεγάλους προϋπολογισμούς και μακρά χρονοδιαγράμματα του έργου. Στη Μιανμάρ, η διαθεσιμότητα αυτού του νέου συνόλου δεδομένων θα χρησιμεύσει ως βάση απογραφής που μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω. Ιδιαίτερα για τους μέσης και χαμηλής βεβαιότητα περιοχές εξόρυξης, προτείνουμε να διεξαχθεί περαιτέρω μελέτη πεδίου και επαλήθευση. Η ανάλυσή της αλλαγής περιοχών εξόρυξης αναδεικνύει επίσης την επέκταση της εξόρυξης κατά τα τελευταία 13 χρόνια. Τα δεδομένα αυτά είναι ιδιαίτερα σημαντικά στη Μιανμάρ, όπου σε πολλές περιοχές εξόρυξης είναι δύσκολη η πρόσβαση και δεν έχει υπολογιστεί στα επίσημα στοιχεία της κυβέρνησης. Η κυβέρνηση της Μιανμάρ έχει κάνει βήματα προς την κατεύθυνση μεγαλύτερης διαφάνειας στη διαχείριση των φυσικών πόρων, ιδιαίτερα με προσπάθειες, όπως η προσφορά τους για την υποψηφιότητα στην πρωτοβουλία διαφάνειας των εξορυκτικών βιομηχανιών και την πρόσφατη έγκριση των νέων απαιτήσεων εκτίμησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, αλλά δεν υπάρχει επί του παρόντος δημοσίως διαθέσιμο σύνολο δεδομένων των περιοχών εξόρυξης ή άδειες που παρέχονται από την κυβέρνηση. Το βασικό σύνολο δεδομένων που έχουμε δημιουργήσει μπορεί να υποστηρίξει την εφαρμογή και την ενίσχυση των υφιστάμενων κανονισμών και να επιτρέψει ουσιαστική εμπλοκή με τις κοινότητες για θέματα που σχετίζονται με την εξόρυξη.

MDPI