Παρακολούθηση αστικών χώρων πρασίνου και του κατακερματισμού του φυσικού τοπίου στις πόλεις με χρήση τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 15:19, 8 Φεβρουαρίου 2021

Εικόνα 1

Εικόνα 2

Εικόνα 3

Εικόνα 4

Παρακολούθηση αστικών χώρων πρασίνου και του κατακερματισμού του φυσικού τοπίου στις πόλεις με χρήση τηλεπισκόπηση: Μια μελέτη περίπτωσης στο Osmaniye της Τουρκίας

Πρωτότυπος Τίτλος: Monitoring the urban green spaces and landscape fragmentation using remote sensing: a case study in Osmaniye, Turkey

Συγγραφέας: Murat Atasoy

Πηγή: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30415308/

Εισαγωγή

Αν και οι θετικές επιπτώσεις των αστικών χώρων πρασίνου στους κατοίκους της πόλης και το περιβάλλον παρατηρούνται όλο και περισσότερο, οι χώροι πρασίνου δεν κατανέμονται ισότιμα και ομοιογενώς στις πόλεις. Ο κατακερματισμός του τοπίου ορίζεται ως η απουσία συνδεσιμότητας μεταξύ των τμημάτων ενός τοπιού στο οποίο ο διαχωρισμός οδηγεί σε σημαντικές μεταβολές μέσω της οικολογικής διαδικασίας. Ο κατακερματισμός του τοπίου μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργίες στους αστικούς χώρους πρασίνου.

Μεθοδολογία

Περιοχή μελέτης

Η πόλη Osmaniye βρίσκεται στην ανατολική μεσογειακή περιοχή της Τουρκίας. Υπάρχουν επτά υποπεριχές που βρίσκονται στο Osmaniye, συμπεριλαμβανομένου του κέντρου. Η τοπογραφία της πόλης είναι πεδινή με ένα ορεινό περιβάλλον τοπίο. Το υψόμετρο της πόλης είναι 121 m και η απόσταση από την ακτή είναι 20 km. Το κλίμα θεωρείται μεσογειακό. Ο πληθυσμός του Osmaniye εκτιμάται σε 527.724 και 164 άτομα ανά km2. Λόγω της γεωγραφικής του θέσης, το Osmaniye φιλοξενεί μετανάστες από τις αγροτικές περιοχές των γειτονικών πόλεων, γεγονός που οδηγεί σε εσωτερική μετανάστευση. Αξίζει να σημειωθεί ότι το υψηλότερο ποσοστό κατανομής του πληθυσμού στο Osmaniye εκτιμάται στο αστικό κέντρο με ποσοστό 49,86%.

Γεωχωρική ανάλυση

Ένας από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους δείκτες βλάστησης είναι ο κανονικοποιημένος δείκτης διαφοράς βλάστησης (NDVI).

Το NDVI διατυπώνεται ως εξής: NDVI = (NIR-R) / (NIR+R)

Σε αυτή τη μελέτη, το NDVI χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της πιο πρόσφατης πυκνότητας και κατανομής αστικών χώρων πρασίνου στην πόλη Osmaniye. Ο δείκτης NDVI παρέχει τιμές μεταξύ −1.0 και + 1.0 που αντιπροσωπεύουν τη φυτική κάλυψη του τοπίου. Οι αρνητικές τιμές δείχνουν μείωση της φυτικής κάλυψης, ενώ οι θετικές τιμές δείχνουν αύξηση της φυτικής κάλυψης στην προκύπτουσα εικόνα του NDVI. Οι τιμές 0,1 και κάτω αντιπροσωπεύουν την απουσία πρασίνου, μέτριες τιμές μεταξύ 0,2 και 0,3 δείχνουν θάμνους και λιβάδια, και τιμές μεταξύ 0,6 και 0,8 αντιπροσωπεύουν εύκρατα και τροπικά δάση στην προκύπτουσα εικόνα. Οι τιμές δεν δείχνουν τις μειώσεις στην φυτική κάλυψη. Ο λόγος αστικού πρασίνου (ULR) είναι ο λόγος της συνολικής δομημένης έκτασης (κτίρια, δρόμοι, χώροι στάθμευσης κ.λπ.) προς τη συνολική έκταση αστικού πρασίνου μιας πόλης. Σε αυτή τη μελέτη, το ULR χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της εγγύτητας και της χωρικής διάταξης των αστικών χώρων πρασίνου με τα γειτονικά τους φυσικά τοπία, έτσι ώστε να ποσοτικοποιηθεί ο κατακερματισμός του αστικού πρασίνου.

Το ULR διατυπώνεται ως εξής: ULR = TBA / ΤULΑ

Τα επίπεδα κατακερματισμού του αστικού πρασίνου εντός των ορίων της πόλης Osmaniye ταξινομήθηκαν χρησιμοποιώντας το μοντέλο ταξινόμησης του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Περιβάλλοντος ως πολύ χαμηλό, χαμηλό, μεσαίο, υψηλό και πολύ υψηλό χρησιμοποιώντας το λογισμικό ArcGIS 10.3. Δημιουργήθηκε ένας χάρτης της πιθανής μελλοντικής επέκτασης του αστικού κέντρου της πόλης για να παρέχει τα αποτελέσματα του τρέχοντος κατακερματισμού του τοπίου εντός των ορίων της πόλης. Η βάση δεδομένων Παγκόσμια Δίκτυα Πιθανοτήτων Αστικής Επέκτασης ως το 2030 που προέρχεται από το Κέντρο Κοινωνικοοικονομικών Δεδομένων και Εφαρμογών της NASA (SEDAC) χρησιμοποιήθηκε για τη μελλοντική εκτίμηση αστικής επέκτασης.

Αποτελέσματα

Οι περιοχές που απεικονίζονται με ανοιχτό πράσινο αντιπροσωπεύουν χαμηλή φυτική κάλυψη, ενώ οι περιοχές που χρωματίζονται από σκούρο πράσινο δείχνουν την υψηλότερη φυτική κάλυψη. Διαπιστώθηκε ότι το κέντρο της πόλης Osmaniye είχε την χαμηλότερη φυτική κάλυψη με εύρος NDVI μεταξύ -0.13 και -0.06. Εκτός από το αστικό κέντρο της πόλης, οι χαμηλότερες τιμές NDVI που δείχνουν την απουσία πρασίνου βρέθηκαν επίσης στη δυτική πλευρά της περιοχής μελέτης. Καθώς απομακρύνεται κανείς από το αστικό κέντρο της πόλης, η φυτική κάλυψη αυξάνεται κατά τις τιμές NDVI μεταξύ 0,013 και 0,20, καταδεικνύοντας την παρουσία θάμνων και λιβαδιών. Οι υψηλότερες τιμές NDVI μεταξύ 0,28 και 0,51 βρέθηκαν στα ορεινά τοπία στη βόρεια πλευρά της πόλης, που αντιπροσωπεύουν δασική κάλυψη γης.

Τα αποτελέσματα του δείκτη ULR για το Osmaniye έδειξαν ότι το αστικό κέντρο της πόλης και η γύρω περιοχή είχαν τα υψηλότερα επίπεδα κατακερματισμού. Επίσης, καθώς απομακρύνεται κανείς από το κέντρο της πόλης, το επίπεδο κατακερματισμού μειώνεται σημαντικά. Τα αποτελέσματα του ULR ήταν σύμφωνα με την ανάλυση NDVI, η οποία δείχνει ότι το αστικό κέντρο της πόλης είχε τη χαμηλότερη φυτική κάλυψη και το υψηλότερο επίπεδο κατακερματισμού. Επιπλέον, βρέθηκαν χαμηλότερα επίπεδα κατακερματισμού για τα φυσικά τοπία με υψηλότερες τιμές NDVI. Η μελλοντική εκτίμηση αστικής επέκτασης και οι συναρτήσεις εύρεσης της πιθανής πυκνότητας του προβλεπόμενου πληθυσμού της περιοχής έδειξαν ότι η αστικοποίηση μπορεί ουσιαστικά να ενταθεί εντός του κέντρου και των προαστίων της πόλης Osmaniye. Με βάση την εκτίμηση κάλυψης γης, περίπου το 45% της πόλης Osmaniye ενδέχεται να επηρεαστεί από την αστικοποίηση το 2030.

Συζήτηση

Σε αυτήν τη μελέτη, οι χάρτες τόσο του NDVI όσο και του ULR της πόλης Osmaniye έδειξαν ότι η φυτική κάλυψη κατανέμεται άνισα σε μικρές εκτάσεις. Αυτή η άνιση κατανομή των αστικών χώρων πρασίνου μπορεί συνεπώς να μειώσει την ποικιλία των ειδών και μετά την υπέρβαση ενός συγκεκριμένου ορίου, οι ακραίες επιπτώσεις του κατακερματισμού μπορεί να οδηγήσουν σε απώλεια ενδιαιτημάτων στο αστικό οικοσύστημα.

Συμπεράσματα

Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης μπορούν να διευκολύνουν την κατανόηση των αρνητικών συνεπειών του διερευνώμενου προβλήματος, όπως η μείωση της ισοκατανομής του αστικού πράσινου που προκαλείται από τον κατακερματισμό του φυσικού τοπίου στις πόλεις. Συνιστάται η δημιουργία μιας ολοκληρωμένης βάσης δεδομένων για τον υπολογισμό των χώρων πράσινου και του κατακερματισμού του φυσικού τοπίου σε αστικά κέντρα πόλεων και η εφαρμογή ενός σχεδίου για τη διατήρηση της αστικής φυτική κάλυψης στο μέλλον.