Ανίχνευση αλλαγής δασικής κάλυψης με χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στην περιοχή Banja...

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 22:58, 20 Φεβρουαρίου 2022 (εμφάνιση κώδικα) Ch barbalias (Συζήτηση | Συνεισφορές/Προσθήκες) (Νέα σελίδα με '=='''Ανίχνευση αλλαγής δασικής κάλυψης με χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στην περιοχή Banja, ...') ← Προηγούμενη επεξεργασία		Παρούσα αναθεώρηση της 23:11, 20 Φεβρουαρίου 2022 (εμφάνιση κώδικα) Ch barbalias (Συζήτηση | Συνεισφορές/Προσθήκες)
Γραμμή 5:		Γραμμή 5:
	'''Συγγραφείς:''' Abyot Yismaw1, Birhanu Gedif2, Solomon Addisu3, Ferede Zewudu4		'''Συγγραφείς:''' Abyot Yismaw1, Birhanu Gedif2, Solomon Addisu3, Ferede Zewudu4
-	1Bureau of Mines and Energy Agency, Amhara National Regional State, Bahir Dar                                                                                                                          2Director for Geospatial Data and Technology Center, Lecturer at College of Agriculture and Environmental Sciences, Department of Natural Resources Management, Bahir Dar University 3PhD Research Scholar at Andhra University, College of Science |& Technology, Environmental Sciences Department 4Assistant Professor, at College of Social Sciences, Department of Geography and Environmental Studies, Bahir Dar University
-	'''Δημοσιεύθηκε:''' Sciencedirect.com
		+	'''Δημοσιεύθηκε:''' International Journal of Environmental Monitoring and Analysis
-	'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://doi.org/10.1016/S0303-2434(03)00008-4 ]	+
		+	'''Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου:''' [https://doi: 10.11648/j.ijema.20140206.19 ]
Γραμμή 16:		Γραμμή 16:
	'''Θέμα και πεδίο μελέτης'''		'''Θέμα και πεδίο μελέτης'''
-	Στη δημοσίευση αναγνωρίζεται η μεγάλη σημασία της έγκαιρης ανίχνευσης των ασθενειών  στις καλλιέργειες με στόχο τη διαχείριση τους με ακρίβεια. Πιο συγκεκριμένα, η ασθένεια του περονόσπορου χρησιμοποιήθηκε ως πλαίσιο για την ανάδειξη της δυνατότητας εφαρμογής της υπερφασματικής τηλεπισκόπησης για την παρακολούθηση ασθενειών στον αγρό και για την ανάπτυξη μεθοδολογίας για το σκοπό αυτό. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε καλλιέργειες τομάτας στην κοιλάδα του Σαλίνας προς το τέλος του καλοκαιρινής περιόδου του 2018.[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_1.1.png|200px|thumb|left|Εικόνα 1: Aνάγλυφη είκόνα της παράκτιας Καλιφόρνιας,που δείχνει τη θέση της κοιλάδας Σαλίνας ]]	+	Η ανακάλυψη των συνθηκών που επικρατούν σε ένα δάσος καθώς και η παρακολούθηση των αλλαγών σε διάφορες δασικές, δομικές και βιοφυσικές μεταβλητές μπορούν να επιτρέψουν την ακριβή κατανόηση των υπηρεσιών του δασικού οικοσυστήματος. Η παρακολούθηση της αλλαγής της δασικής κάλυψης είναι μια από τις κύριες εφαρμογές της τηλεπισκόπησης. Βασίζεται στην ανίχνευση αλλαγών ενός συνόλου χρονικών εικόνων που καλύπτουν τη χρονική περίοδο ενδιαφέροντος, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένους αλγόριθμους ανίχνευσης αλλαγών. Η μελέτη διεξήχθηκε στην περιοχή Banja, της διοικητικής ζώνης Awi, της περιφέρειας Amhara, στην Αιθιοπία, το 2003.[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_4.1.png|200px|thumb|left|Εικόνα 1: Θέση της περιοχής μελέτης ]]
	'''Μεθοδολογία'''		'''Μεθοδολογία'''
-	Η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται για τη συλλογή της φασματικής σκέδασης του θόλου των φυτών σε μια προσβεβλήμενη καλλιέργεια τομάτας. Βασίζεται στο γεγονός ότι η μόλυνση προκαλεί μείωση  της χλωροφύλλης και αλλάζει την εσωτερική δομή του φυτού με αποτέλεσμα την αλλαγή της φασματικής ανάκλασης του.[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_1.2.png|200px|thumb|left|Εικόνα 2: Φάσματα εικόνας του πεδίου, που απεικονίζουν τη φασματική διαφορά κάθε κατηγορίας στην κλίμακα των εικόνων της τηλεπισκόπησης. Οι ετικέτες είναι: H για υγιή φυτά, 1 για LB1, 2 για LB2, 3 για LB3, 4 για LB4 και S για το έδαφος ]]	+	Η εφαρμογή της τηλεπισκόπησης βασίζεται στο γεγονός ότι τα επίγεια υλικά ανακλούν και απορροφούν το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος. Επομένως είναι δυνατή η διαφοροποίηση μεταξύ των υλικών ( βλάστηση, εδάφη, πετρώματα, κ.λ.π) από τις φασματικές υπογραφές τους. Για την ανίχνευση των αλλαγών της δασικής κάλυψης με την πάροδο του χρόνου χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης NDVI και οι μέθοδοι ανίχνευσης αλλαγών με τη σύγκριση ταξινομημένων εικόνων.[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_4.2.png|200px|thumb|left|Εικόνα 2: Χρήση γης/Χάρτης κάλυψης γης για το 1973 ]]
	'''Συλλογή δεδομένων'''		'''Συλλογή δεδομένων'''
-	Χρησιμοποιήθηκε ο αερομεταφερόμενος οπτικός αισθητήρας ΑVIRIS που παρέχει 224 συνεχόμενα φασματικά κανάλια από 400 έως 2500 nm. Για την ανάλυση της εικόνας χρησιμοποιήθηκαν οι αλγόριθμοι MNF και SAM για να γίνει η διάκριση των προσβεβλημένων εικονοστοιχείων από τα υγιή. Επίσης χρησιμοποιήθηκε ο φασματομετρητής GER-2600 για τη μέτρηση της φασματικής σκέδασης του θόλου της καλλιέργειας, ένα μέτρο πάνω από το θόλο υπό γωνία (FOV) 23°.	+	Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα εικόνας του Landsat MSS με 4 φασματικά κανάλια, του Landsat TM  με 7 φασματικά κανάλια και του Landsat ETM+ με 8 φασματικά κανάλια SRTM DEM δεδομένα με ανάλυση 90 μ., τα οποία αποκτήθηκαν στις 02/01/1973, 01/03/1986 και 26/01/2003 αντίστοιχα. Επίσης, χρησιμοποιήθηκε το GARMIN GPS για τη συλλογή σημείων ελέγχου εδάφους για ταξινόμηση εικόνων. Τέλος, πραγματοποιήθηκε ραδιομετρική διόρθωση, εξισορρόπηση θολότητας ιστογράμματος και μείωση θορύβου, καθώς και χωρική επαναδειγματοληψία στις τρεις εικόνες χρησιμοποιώντας το λογισμικό ENVI 4.2..
-	[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_1.3.png|200px|thumb|Right| Εικόνα 3: Αποτελέσματα ταξινόμησης στην υπερφασματική εικόνα για ταυτοποίηση των προσβεβλημένων φυτών από τα υγιή. (a) Η σύνθεση της εικόνας με ψευδόχρωμα, (β) τα ταξινομημένα αποτελέσματα της εικόνας για την αναγνώριση των άρρωστων φυτών. Σημείωση: H είναι υγιή φυτά; Τα LB2, LB3 και LB4 είναι μολυσμένα φυτά σε στάδια 2, 3 και 4, αντίστοιχα. και τα C1, C2 και C3 είναι άλλες καλλιέργειες αντίστοιχα στα γύρω χωράφια. ]]	+	[[Αρχείο:Rs_wiki_barbalias_4.3.png|200px|thumb|Right| Εικόνα 3: Χρήση γης/Χάρτης κάλυψης γης για το 1986 ]]
	'''Αποτελέσματα'''		'''Αποτελέσματα'''
-	• Η φασματική σκέδαση των δειγμάτων του αγρού έδειξε ότι το μήκος κύματος  του εγγύς υπέρυθρου (0.7–1.3 nm) ήταν το πιο αξιόπιστο σε σχέση με το μήκος κύματος του ορατού φωτός για τη διάκριση των προσβεβλημένων φυτών από τα υγιή και ελαφρά προσβεβλημένα.	+	• Οι δασικοί πόροι μειώθηκαν από 6044 εκτάρια το 1973 σε 2855,9 εκτάρια το 1986 και 2446,9 εκτάρια το 2003. Ο ετήσιος ρυθμός μεταβολής της δασικής κάλυψης μεταξύ του 1973 και 2003 ήταν 120 εκτάρια/έτος.
-	• Μετά τη χρήση του MNF 28 κανάλια προσδιορίστηκαν ότι ήταν πολύτιμα για τον διαχωρισμό των υγιών φυτών από τα άρρωστα .	+	• Οι κοινωνικοοικονομικοί παράγοντες όπως η πληθυσμιακή αύξηση, η ζήτηση για επέκταση της γεωργικής γης, καυσόξυλα και δομικά υλικά ήταν οι κινητήριες δυνάμεις για τις παρατηρούμενες αλλαγές της δασικής κάλυψης.
-	• Η ταξινόμηση των φασμάτων των τηλεπισκοπικών απεικονίσεων με την τεχνική της φασματικής γωνίας (SAM) μετά από την προεπεξεργασία τους με τον αλγόριθμο MNF έδειξε ότι μπορεί να γίνει διαχωρισμός των προσβεβλημένων φυτών από περονόσπορο από τα υγιή φυτά και τα ελαφρά προσβεβλημένα.	+
-	• Υψηλές συσχετίσεις μεταξύ των υγιών φυτών και των ελαφρώς προσβεβλημένων καθώς και μεταξύ των προσβεβλημένων και των βαριά προσβεβλημένων, υποδεικνύουν δυσκολία στο διαχώρισμο των κατηγοριών.	+
-	• Η φασματική κατανομή στη περιοχή του ορατού φωτός και του εγγύς υπέρυθρου στο πεδίο ήταν παρόμοια με αυτή της εικόνας.	+

---

Παρούσα αναθεώρηση της 23:11, 20 Φεβρουαρίου 2022

Ανίχνευση αλλαγής δασικής κάλυψης με χρήση της τηλεπισκόπησης και του GIS στην περιοχή Banja, της περιφέρειας Amhara, στην Αιθιοπία

Πρωτότυπος τίτλος: Forest cover change detection using remote sensing and GIS in Banja district, Amhara region, Ethiopia

Συγγραφείς: Abyot Yismaw1, Birhanu Gedif2, Solomon Addisu3, Ferede Zewudu4

Δημοσιεύθηκε: International Journal of Environmental Monitoring and Analysis

Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: 10.11648/j.ijema.20140206.19

Θέμα και πεδίο μελέτης

Η ανακάλυψη των συνθηκών που επικρατούν σε ένα δάσος καθώς και η παρακολούθηση των αλλαγών σε διάφορες δασικές, δομικές και βιοφυσικές μεταβλητές μπορούν να επιτρέψουν την ακριβή κατανόηση των υπηρεσιών του δασικού οικοσυστήματος. Η παρακολούθηση της αλλαγής της δασικής κάλυψης είναι μια από τις κύριες εφαρμογές της τηλεπισκόπησης. Βασίζεται στην ανίχνευση αλλαγών ενός συνόλου χρονικών εικόνων που καλύπτουν τη χρονική περίοδο ενδιαφέροντος, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένους αλγόριθμους ανίχνευσης αλλαγών. Η μελέτη διεξήχθηκε στην περιοχή Banja, της διοικητικής ζώνης Awi, της περιφέρειας Amhara, στην Αιθιοπία, το 2003.

Μεθοδολογία

Η εφαρμογή της τηλεπισκόπησης βασίζεται στο γεγονός ότι τα επίγεια υλικά ανακλούν και απορροφούν το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος. Επομένως είναι δυνατή η διαφοροποίηση μεταξύ των υλικών ( βλάστηση, εδάφη, πετρώματα, κ.λ.π) από τις φασματικές υπογραφές τους. Για την ανίχνευση των αλλαγών της δασικής κάλυψης με την πάροδο του χρόνου χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης NDVI και οι μέθοδοι ανίχνευσης αλλαγών με τη σύγκριση ταξινομημένων εικόνων.

Συλλογή δεδομένων

Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα εικόνας του Landsat MSS με 4 φασματικά κανάλια, του Landsat TM με 7 φασματικά κανάλια και του Landsat ETM+ με 8 φασματικά κανάλια SRTM DEM δεδομένα με ανάλυση 90 μ., τα οποία αποκτήθηκαν στις 02/01/1973, 01/03/1986 και 26/01/2003 αντίστοιχα. Επίσης, χρησιμοποιήθηκε το GARMIN GPS για τη συλλογή σημείων ελέγχου εδάφους για ταξινόμηση εικόνων. Τέλος, πραγματοποιήθηκε ραδιομετρική διόρθωση, εξισορρόπηση θολότητας ιστογράμματος και μείωση θορύβου, καθώς και χωρική επαναδειγματοληψία στις τρεις εικόνες χρησιμοποιώντας το λογισμικό ENVI 4.2..

Αποτελέσματα

• Οι δασικοί πόροι μειώθηκαν από 6044 εκτάρια το 1973 σε 2855,9 εκτάρια το 1986 και 2446,9 εκτάρια το 2003. Ο ετήσιος ρυθμός μεταβολής της δασικής κάλυψης μεταξύ του 1973 και 2003 ήταν 120 εκτάρια/έτος. • Οι κοινωνικοοικονομικοί παράγοντες όπως η πληθυσμιακή αύξηση, η ζήτηση για επέκταση της γεωργικής γης, καυσόξυλα και δομικά υλικά ήταν οι κινητήριες δυνάμεις για τις παρατηρούμενες αλλαγές της δασικής κάλυψης.