Χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων με τη χρήση δορυφορικών εικόνων χαμηλής, μέσης-υψηλής και πολύ υψηλής ευκρίνειας

Από RemoteSensing Wiki

Συγγραφείς: Γητάς Ζ. Ι. (Μεσογειακό Αγρονομικό Ινστιτούτο Χανίων (Μ.Α.Ι.Χ.)), Rishmawi N. K.(Μεσογειακό Αγρονομικό Ινστιτούτο Χανίων (Μ.Α.Ι.Χ.))

Πηγή: 10. Εργαστήριο Δημογραφικών και Κοινωνικών Αναλύσεων (Ε.Δ.Κ.Α.), Τμήμα Μηχανικών Χωροταξίας, Πολεοδομίας και Περιφερειακής Ανάπτυξης (Τ.Μ.Χ.Π.Π.Α.), Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας (Π.Θ.), 8ο Εθνικό συνέδριο Χαρτογραφίας (Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος 2004), www.demography-lab.prd.uth.gr/papers/XEEE_Tirana_2006.pdf

1. Εισαγωγή

Όπως αναφέρεται στη βιβλιογραφία οι φυσικές πυρκαγιές είναι αναπόσπαστο μέρος πολλών χερσαίων οικοσυστημάτων όπως τα εύκρατα δάση, οι σαβάνες και τα Μεσογειακά οικοσυστήματα μεταξύ άλλων. Όμως, από το 1960 μέχρι σήμερα, στις Ευρωπαϊκές Μεσογειακές χώρες, παρατηρείται μία εκθετική αύξηση τόσο στον αριθμό των πυρκαγιών όσο και στην συνολική καμένη έκταση.

Όταν μία δασική έκταση καταστρέφεται από πυρκαγιά, λεπτομερείς και άμεσες πληροφορίες σχετικά με τη θέση και την έκταση της καμένης έκτασης καθώς και το βαθμό της καταστροφής είναι απαραίτητες για να εκτιμηθούν οι οικονομικές ζημίες και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις, να καταγραφούν οι αλλαγές στην χρήση και κάλυψη της γης, να μοντελοποιηθούν οι ατμοσφαιρικές και κλιματικές επιπτώσεις από την καύση της βιομάζας. Επιπλέον, η ακριβής εκτίμηση βοηθά στην αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των μέτρων που έχουν παρθεί για την ανάπλαση της καμένης περιοχής, και επιτρέπει σε δασολόγους-διαχειριστές να εντοπίσουν περιοχές που χρειάζονται έντονη ή ειδική ανάπλαση, με σκοπό την αποφυγή της υποβάθμισης της περιοχής.

Οι μέθοδοι που ακολουθούνται από τη Δασική Υπηρεσία στην Ελλάδα για τη χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων και για την εκτίμηση τον βαθμού καταστροφής της βλάστησης βασίζονται σε εκτενείς επισκέψεις στην καμένη περιοχή και σε οπτικές παρατηρήσεις των επιπτώσεων της πυρκαγιάς. Το σύνηθες αποτέλεσμα των επισκέψεων αυτών είναι η δημιουργία ενός πρόχειρου χάρτη της περιμέτρου της πυρκαγιάς επάνω στον τοπογραφικό χάρτη της περιοχής και η παραγωγή μίας Δήλωσης Αυτοψίας και μίας Αναφοράς της πυρκαγιάς. Πρέπει να σημειωθεί ότι πρόσφατα άρχισε να γίνεται χρήση τον Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης (GPS) από την υπηρεσία στην καταγραφή των καμένων εκτάσεων. Τα κύρια προβλήματα που σχετίζονται με τις υπάρχουσες μεθόδους στην Μεσογειακή Ευρώπη είναι τα ακόλουθα:

• Η παραγόμενη πληροφορία είναι συχνά μόνο ποιοτική και αφορά την περίμετρο πυρκαγιάς, ενώ πληροφορίες σχετικά με τα είδη που κάηκαν και τον βαθμό της καταστροφής δεν καταγράφονται,
• Η πληροφορία δεν είναι διαθέσιμη ακόμη και μήνες μετά την πυρκαγιά με αποτέλεσμα να μην μπορεί να γίνει εκτίμηση της ανάκτησης της βλάστησης. Πιθανό αποτέλεσμα από την μη ανάκτηση της βλάστησης είναι η διάβρωση του εδάφους.

Οι μικρές πυρκαγιές μπορούν να χαρτογραφούνται με τις υπάρχουσες μεθόδους αλλά σε περιπτώσεις μεγάλων πυρκαγιών οι συγκεκριμένες μέθοδοι είναι δύσκολο να εφαρμοστούν. Μία εναλλακτική λύση στις υπάρχουσες μεθόδους καταγραφής των καμένων εκτάσεων αποτελεί η τηλεπισκόπηση. Η παραπάνω άποψη βασίζεται σε αρκετές μελέτες που έχουν διεξαχθεί για να διερευνηθεί η ικανότητα των δορυφορικών εικόνων χαμηλής μέσης-υψηλής χωρικής ανάλυσης στην χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων (πίνακας 1). Επιπλέον, υπάρχει μία σειρά από ερευνητικές εργασίες στις οποίες μελετάται η χρήση δορυφορικών εικόνων χαμηλής και μέσης-υψηλής χωρικής ανάλυσης στην χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων.

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να διερευνήσει την δυνατότητα χρήσης εικόνων χαμηλής (AVHRR), μέσης-υψηλής (LΑNDSΑT ΤΜ) και πολύ υψηλής (IKONOS) ευκρίνειας στην ακριβή χαρτογράφηση καμένων εκτάσεων στη Θάσο.

2. Περιοχή μελέτης και δεδομένα

H περιοχή μελέτης είναι η Θάσος. H συνολική έκταση τον νησιού είναι περίπου 39.000 εκτάρια ενώ η περίμετρος τον νησιού είναι λίγο μεγαλύτερη από 100 χιλιόμετρα. Το κλίμα της Θάσου είναι Μεσογειακό και χαρακτηρίζεται από θερμά, ξηρά και ηλιόλουστα καλοκαίρια και ψυχρούς χειμώνες. Οι βροχοπτώσεις λαμβάνουν χώρα κυρίως την άνοιξη και το φθινόπωρο. Τρεις πυρκαγιές, την δεκαετία τον 80, είχαν ως αποτέλεσμα να καούν περισσότερα από 20.000 εκτάρια δάσους, δηλαδή μία έκταση μεγαλύτερη από το μισό της συνολικής έκτασης τον νησιού (εικόνα 1). Επιπλέον, τον Ιούλιο τον 2000, μία μεικτή δασική πυρκαγιά έκαψε 165 εκτάρια τραχείας πεύκης. Σήμερα το δάσος της τραχείας πεύκης καλύπτει μία έκταση 2000 εκταρίων κυρίως στη βόρεια και ανατολική πλευρά τον νησιού. Πολλοί είναι οι λόγοι που η Θάσος αποτελεί ιδανική περιοχή μελέτης:

• H περιοχή καλύπτεται από χαρακτηριστική Μεσογειακή βλάστηση δηλαδή από τον τύπο βλάστησης που πλήττεται κυρίως από τις πυρκαγιές στην Ελλάδα.
• Υπήρχαν χαρτογραφικές αποτυπώσεις των πυρκαγιών, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην εκτίμηση της ακρίβειας των χαρτογραφήσεων από δορυφορικές εικόνες.
• Το έντονο ανάγλυφο που έχει ως αποτέλεσμα την ύπαρξη σκιαζόμενων περιοχών, οι οποίες συνήθως συγχέονται με τις καμένες εκτάσεις επάνω σε δορυφορικές εικόνες.

Για τη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν:

• Δύο εικόνες ΝΟΑΑ/AVHRR. Πιο συγκεκριμένα μία εικόνα πριν (11 Αυγούστου 1989) και μία εικόνα μετά (20 Αυγούστου 1989) την πυρκαγιά.
• Μία εικόνα LAΝDSAT ΤΜ μετά την πυρκαγιά (19 Σεπτεμβρίού 1989).
• Μία εικόνα ΙΚΟΝΟS μετά την πυρκαγιά (17 Ιουλίου 2000).
• Οι περίμετροι των πυρκαγιών όπως αποτυπώθηκαν από τη Δασική Υπηρεσία.
• Ένα Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (ανάλυσης 10 μέτρων) που δημιουργήθηκε από τοπογραφικούς χάρτες 1:5000.
• Στοιχεία που συλλέχθηκαν μέσα στην έκταση που κάηκε το 2000 με τη χρήση θεσιολάβου (δέκτη GPS), και
• Τοπογραφικοί και Θεματικοί χάρτες.