ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΠΟΡΩΝ ΤΟΥ ΔΑΣΙΚΟΥ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟΥ ΤΟΥΡΙΣΜΟΥ ΑΠΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ
Από RemoteSensing Wiki
ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΠΟΡΩΝ ΤΟΥ ΔΑΣΙΚΟΥ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟΥ ΤΟΥΡΙΣΜΟΥ ΑΠΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ
Sciendo DOI: 10.1515/eces-2019-0018 ECOL CHEM ENG S. 2019;26(1):189-197 Wen-Pin LIN1
Κολλέγιο Τουρισμού και Διαχείρισης Υπηρεσιών, Πανεπιστήμιο Nankai, Νο 38, Tongyan Road, Haihe Εκπαιδευτικό Πάρκο, Επαρχία Jinnan, Tianjin 300350, Κίνα, email: ibm_andy@126.com
Περίληψη
Δεδομένου ότι οι δασικοί πόροι είναι σημαντικοί για την οικολογική ισορροπία της γης η αξία των δασικών πόρων καθιστά αναγκαία τη προστασία και διατήρηση τους. Με τη συμβολή της επιστήμης της Τηλεπισκόπησης η οποία συμβάλει στη παρακολούθηση των αλλαγών των δασικών πόρων, με γρήγορους ρυθμούς αναλύοντάς χωρικές πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο μπορεί να επιτευχθεί ο παραπάνω στόχος. Στο παρόν επιστημονικό άρθρο γίνεται αναφορά της γεωγραφικής θέσης, της γεωμορφολογίας, της κλιματικής κατάστασης, του τύπου εδάφους και και της βλάστησης της πόλης Zhangjiakou στην επαρχία Hebei ενώ γίνεται εφαρμογή μεθόδων Τηλεπισκόπησης όπως η φασματική ανακλαστικότητα της βλάστησης και ο κανονικοποιημένος δείκτης διαφοροποίησης βλάστησης (NDVI). Σύμφωνα με το επιστημονικό άρθρο χρησιμοποιήθηκε ο NDVI για να αναλύσει την έκταση της βλάστησης και την έκταση της περιοχής Zhangjiakou City το 2006, 2010 και 2016. Διαπιστώθηκε ότι η κάλυψη της βλάστησης κατά τη διάρκεια των 10 ετών από το 2006 έως το 2016 έδειξε γενική τάση ανάπτυξης. Τέλος το επιστημονικό άρθρο καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η δυναμική παρακολούθηση μπορεί αποτελεσματικά να παρακολουθεί και να προστατεύει τη δασική βλάστηση αλλά και να προτάσσει ιδέες για την παρακολούθηση του δασικού σχεδιασμού και της οικολογικής τουριστικής ανάπτυξης στο Zhangjiakou.
Λέξεις Κλειδιά
Δυναμικό Σύστημα Παρακολούθησης, Συλλογή Περιβαλλοντικών Πληροφοριών, Παρακολούθηση Πόρων πληροφοριών, Δασικός Οικολογικός Τουρισμός
Εισαγωγή
Τα δάση διατηρούν την οικολογική ισορροπία της γης. Η διαχείριση των δασικών πόρων έχει μετατραπεί από την επιδίωξη απλών οικονομικών ωφελειών στην επιδίωξη οικονομικών, ανθρωπιστικών και οικολογικών οφελών. Το δάσος έχει επίσης μεγάλη αξία για τον τουρισμό. Ωστόσο, με την ανάπτυξη του δασικού οικολογικού τουρισμού, υπάρχουν μερικά περιβαλλοντικά προβλήματα τα οποία δημιουργούνται για την εκμετάλλευση των δασών και των οικολογικών τους πόρων. Για το λόγο αυτό είναι απαραίτητη η προστασία και συνεχής παρακολούθηση. Μέσω της τηλεπισκόπησης παρέχεται η δυνατότητα να λαμβάνονται και να αναλύονται χωρικά δεδομένα άμεσα και γρήγορα. Σύμφωνα με την έρευνα αξιολογήθηκαν οι αλλαγές στις χρήσεις και καλύψεις γης των δασών της περιοχής Dalmatian Wildlife Reserve στην Ινδία μέσω τηλεπισκόπησης και τεχνολογιών GPS και GIS. Χρησιμοποιώντας δορυφορικά δεδομένα υψηλής ανάλυσης, μελετήθηκαν οι αλλαγές στην κάλυψη των δασών το 2009, το 2011, το 2013, το 2015 και το 2016 και διαπιστώθηκε ότι η μετατροπή της δασικής κάλυψης σε αγροτική γη αυξανόταν όλο και περισσότερο εξαιτίας των δασικών πυρκαγιών , των αποψιλώσεων , των καταπατήσεων καθώς και του αποικισμού των αγροτών σε δασικές εκτάσεις. Στη συνέχεια μέσω μεθόδου επεξεργασίας δεδομένων για υπερφασματικές εικόνες πραγματοποιήθηκε έρευνα για την παρακολούθηση και αξιολόγηση αστικών δασών υπό την επίδραση φυσικών καταστροφών. Τέλος αξιολογήθηκαν οι φυσικοί πόροι σε ένα ενιαίο επίπεδο δέντρων χρησιμοποιώντας εικόνες υψηλής ανάλυσης συνδυασμένες με τεχνικές GPS, RS και GIS. Μέσω της έρευνας έγινε εφαρμογή της τεχνολογίας της τηλεπισκόπησης στη δυναμική παρακολούθηση των δασικών οικολογικών πόρων και μελετήθηκαν περεταίρω οι αλλαγές των δασικών οικολογικών πόρων στο Zhangjiakou, Hebei στη Κίνα μέσω ενός δυναμικού συστήματος παρακολούθησης. Σκοπός επίσης της έρευνας αποτελεί η καθοδήγηση για την εφαρμογή στρατηγικής οικολογικής προστασίας σε εθνικό επίπεδο. Για να αναλυθούν οι δασικοί οικολογικοί πόροι που βασίζονται σε εικόνες τηλεπισκόπησης, υπολογίστηκε η κάλυψη της βλάστησης συνδυάζοντας τον κανονικοποιημένο δείκτη διαφοροποιημένης βλάστησης (NDVI).
Στοιχεία και Μέθοδοι
Οι δασικοί οικολογικοί πόροι έχουν υψηλή οικονομική αξία όπως και αντίστοιχα τουριστική. Εξαιτίας του αναπτυσσόμενου τομέα του δασικού οικολογικού τουρισμού καθώς και της έλλειψης επαρκούς συνειδητοποίησης της βιώσιμης ανάπτυξης, οι δασικοί πόροι έχουν υποστεί μεγάλη ζημιά. Ωστόσο παρακολουθώντας τις αλλαγές του δασικού οικολογικού περιβάλλοντος, μπορούμε να αξιολογήσουμε και να βελτιώσουμε επιστημονικά το δασικό οικολογικό περιβάλλον, ώστε να διασφαλίσουμε την αειφόρο ανάπτυξη των πόρων.
Γεωλογικό Περιβάλλον και Κατανομή Βλάστησης του Zhangjiakou
Η πόλη Zhangjiakou είναι μια πόλη σε επίπεδο νομού που υπάγεται στη δικαιοδοσία της επαρχίας Hebei και βρίσκεται στα βορειοδυτικά της επαρχίας Hebei. Ως σημαντική κεντρική πόλη στη βορειοδυτική επαρχία Hebei, το Zhangjiakou είναι ένας κόμβος μεταφοράς που συνδέει τις περιοχές του Πεκίνου, Tianjin και Jin-Meng.
Η τοπογραφία του Zhangjiakou είναι ψηλότερη στα βορειοδυτικά και χαμηλά στα νοτιοανατολικά. Το Zhangjiakou ανήκει στο εύκρατο ηπειρωτικό κλίμα των μουσώνων και η κλιματική αλλαγή του είναι εμφανής καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους. Την άνοιξη το κλίμα είναι ξηρό με πολλούς ανέμους και άμμο. Το φθινόπωρο η θερμοκρασία είναι κυρίως μέτρια. Το καλοκαίρι διαρκεί με υψηλή θερμοκρασία, άφθονες βροχοπτώσεις και υγρό κλίμα. Ο χειμώνας διαρκεί πολύ με χαμηλή θερμοκρασία και ξηρό κλίμα. Το Zhangjiakou έχει έκταση 36.564 km2 και ποσοστό κάλυψης δασών 17,29%. Οι άφθονοι δασικοί πόροι προσφέρουν μεγάλα πλεονεκτήματα στην ανάπτυξη του δασικού οικολογικού τουρισμού στο Zhangjiakou. Επομένως, η παρακολούθηση και η προστασία των δασικών πόρων συμβάλλει στην καλύτερη ανάπτυξη του δασικού οικολογικού τουρισμού.
Δυναμική Παρακολούθηση των Δασικών Πόρων
Φασματικό σήμα βλάστησης και επιλογή δεδομένων
Φασματικά χαρακτηριστικά ανάκλασης της βλάστησης
Η ακριβής εκτίμηση της δασικής βιομάζας είναι σημαντική για την προστασία των δασικών οικολογικών πόρων , η οποία μπορεί να επιτευχθεί με την τεχνολογία Tηλεπισκόπησης. Όπως δείχνεται στο σχήμα 1, η περιοχή του ορατού φωτός επηρεάζεται από τις χρωστικές των φυτών, ιδιαίτερα από την χλωροφύλλη, των οποίων η περιοχή μήκους κύματος είναι 0,4-0,7 μm. Η καμπύλη ενός υγιούς πράσινου φυτού εμφανίζει μια κορυφή ανακλάσεως σε περίπου 0.55 μm στην περιοχή του ορατού φωτός και δύο κοιλότητες ανάκλασης στα 0.45 και 0.675 μm. Αποδεικνύεται ότι η χρωστική ουσία που περιέχεται στα φύλλα (ειδικά η χλωροφύλλη), η εσωτερική δομή των φύλλων και η περιεκτικότητα σε υγρασία τους καθορίζουν τις διαφορές χαρακτηριστικών της φασματικής ανακλαστικότητας.
Εκτός από τα παραπάνω τρία βασικά χαρακτηριστικά, τα φυτικά είδη, η κατάσταση της υγείας και η εποχή στην οποία βρίσκονται, καθώς και η τοπογραφία, το έδαφος και το κλίμα έχουν όλες επιπτώσεις στη φασματική καμπύλη.
Επιλογή δείκτη βλάστησης
Σε αυτή την εργασία, χρησιμοποιήθηκε ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης διαφοράς για τον υπολογισμό της βλάστησης. Συγκεκριμένα ο δείκτης βλάστησης αναφέρεται στην αριθμητική τιμή που επιτυγχάνεται μέσω του συνδυασμού λειτουργίας διαφόρων κυματικών ζωνών που αποκτήθηκαν μέσω της Τηλεπισκόπησης, η οποία μπορεί να αντικατοπτρίζει την κατάσταση ανάπτυξης των φυτών σε τηλεπισκοπικές εικόνες. Ο υπολογισμός του δείκτη βλάστησης περιλαμβάνει γενικά τη ζώνη εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας και την ορατή υπέρυθρη ζώνη. Τα φυτά έχουν ισχυρή ανακλαστηκότητα στη ζώνη του εγγύς υπερύθρου και ισχυρή απορροφητικότητα στην ορατή υπέρυθρη ζώνη, ο υπολογιστικός συνδυασμός των δύο ζωνών μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα διαφορετικούς τιμές.
Μοντέλο παρακολούθησης της κάλυψης της βλάστησης Δείκτης NDVI
Ο NDVI μπορεί να διαχωρίσει τη βλάστηση από το νερό και το έδαφος, η οποία είναι η καλύτερη αντιπροσώπευση της κατάστασης της ανάπτυξης της βλάστησης και της κάλυψης και μπορεί να αντικατοπτρίζει τις αλλαγές του οικολογικού περιβάλλοντος σε μια περιοχή.Ο δείκτης NDVI μπορεί να αντικατοπτρίζει το είδος και την κατάσταση ανάπτυξης της βλάστησης σε μονάδες pixel και να ανιχνεύσει τον αριθμό, το είδος και τη μορφολογία των οργανισμών της περιοχής, ο οποίος έχει μεγάλη αξία στην παρακολούθηση των οικολογικών πόρων.Όσο πιο κοντά η τιμή του NDVI στο 1, τόσο καλύτερη είναι η κατάσταση ανάπτυξης της βλάστησης και όσο υψηλότερο είναι το ποσοστό κάλυψης της βλάστησης. όσο πιο κοντά η τιμή του NDVI είναι -1, τόσο η κατώτερη είναι η κατάσταση ανάπτυξης της βλάστησης και τόσο χαμηλότερο είναι το ποσοστό κάλυψης της βλάστησης. Ο δείκτης NDVI μπορεί να βοηθήσει στην κατανόηση της κατάστασης της ανάπτυξης της βλάστησης, της βιοποικιλότητας και της οικολογικής ανάπτυξης μιας περιοχής.
Μοντέλο Διχοτόμησης Εικοστοιχείων
Κάθε εικονοστοιχείο στην εικόνα αποτελείται από πολλαπλά συστατικά που έχουν συνεισφορές στις πληροφορίες των εικονοστοιχείων. Με την αποσύνθεση των πληροφοριών τηλεπισκόπησης, δηλ. Των δεικτών βλάστησης ή των κυματοειδών ζωνών, στα εικονοστοιχεία και την καθιέρωση μοντέλων αποσύνθεσης εικονοστοιχείων, μπορεί να υπολογιστεί η βλάστηση, η οποία ονομάζεται μέθοδος αποσύνθεσης των εικονοστοιχείων. Το μοντέλο διχοτόμησης εικονοστοιχείων είναι ένα από τα γραμμικά μοντέλα. Υποθέτοντας ότι κάθε εικονοστοιχείο αποτελείται μόνο από επιφάνεια εδάφους καλυμμένη με βλάστηση και επιφάνεια εδάφους που αποκαλύπτεται με βλάστηση, τότε τα δύο συστατικά αποτελούν τη φασματική πληροφορία του εικονοστοιχείου, η αναλογία εμβαδού τους στο εικονοστοιχείο είναι το βάρος και η αναλογία της επιφάνειας εδάφους που καλύπτεται με βλάστηση είναι η βλάστηση του pixel.
Αποτελέσματα
- Όπως φαίνεται στο Σχήμα 2, η βλάστηση στην Zhangjiakou τα τελευταία δέκα χρόνια άλλαξε σημαντικά.
- Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3 και, η γυμνή έκταση διατηρήθηκε μειωμένη, ενώ η περιοχή μέτριας βλάστησης ήταν ουσιαστικά αμετάβλητη στην περιοχή Zhangjiakou κατά τα δέκα χρόνια. Η έκταση της κάλυψης με υψηλή βλάστηση μειώθηκε σε κάποιο βαθμό από το 2006 έως το 2010 και αυξήθηκε ραγδαία από το 2010 έως το 2016. Συνολικά, η κάλυψη της βλάστησης στην περιοχή Zhangjiakou παρουσίαζε αυξανόμενη κατάσταση. Με βάση την αρχή του μοντέλου διχοτόμησης εικονοστοιχείων, εξάγεται ο κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης NDVI στην περιοχή Zhangjiakou κάθε χρόνο. Η κάλυψη της βλάστησης κάθε εικόνας μπορεί να ληφθεί με επεξεργασία της κατανομής πιθανότητας του NDVI. Η αλλαγή της κάλυψης της βλάστησης από το 2006 έως το 2016 προέκυψε μέσω σύγκρισης. Τα στοιχεία έδειξαν ότι η κάλυψη της βλάστησης στην περιοχή Zhangjiakou το 2016 αυξήθηκε κατά 3,9% σε 0,2 επίπεδο, 2,8% σε επίπεδο 0,6-0,8 και 6% σε επίπεδο 0,8-1 και μειώθηκε κατά 13,6% σε επίπεδο 0,2-0,4 και 2,2% σε 0,4 -0,6 σε σύγκριση με το 2006.
Συμπεράσματα
Συνολικά, οι δασικοί πόροι στη χώρα μας είναι σπάνιοι. Οι επιβαρύνσεις στα δάση που προκαλούνται από την ταχεία διαδικασία αστικοποίησης και την ανάπτυξη του δασικού οικολογικού τουρισμού είναι σημαντικές. Μόνο η δυναμική διαχείριση και η προστασία των δασικών οικολογικών πόρων μπορεί να διασφαλίσει την αειφόρο ανάπτυξη των πόρων. Δεδομένου ότι η τεχνολογία τηλεπισκόπησης έχει τα χαρακτηριστικά της ευρείας κάλυψης και της άμεσης απόκτησης πληροφοριών, μπορεί να εφαρμοστεί δυναμική παρακολούθηση των αλλαγών των δασικών πόρων. Σύμφωνα με τη παραπάνω έρευνα πραγματοποιήθηκε δυναμική παρακολούθηση των δασικών οικολογικών πόρων μέσω τηλεπισκόπησης και παρακολουθώντας τη κάλυψη δασικής βλάστησης μέσω του δείκτη NDVI. Με περιοχή μελέτης το το Zhangjiakou, λήφθηκαν εικόνες τηλεπισκόπησης και υπολογίστηκε ο βαθμός κάλυψης της δασικής βλάστησης με τη χρήση αυτής της μεθόδου για να ληφθεί ο χάρτης βλάστησης της περιοχής. Διαπιστώθηκε ότι το ποσοστό κάλυψης της βλάστησης στο Zhangjiakou είχε μια αυξανόμενη τάση, η οποία έδειξε ότι οι οικολογικοί πόροι στην περιοχή Zhangjiakou ήταν καλά προστατευμένοι και αναπτυγμένοι τα τελευταία δέκα χρόνια. Έδειξε ότι η παρακολούθηση των δασικών οικολογικών πόρων μέσω δυναμικού συστήματος παρακολούθησης θα μπορούσε να προστατεύσει αποτελεσματικά το δασικό οικολογικό περιβάλλον στο Zhangjiakou. Η μέθοδος κρίνεται αξιόπιστη. Ωστόσο, η τιμή NDVI πάντα είχε σφάλμα εκτίμησης και για αυτό το λόγο είναι απαραίτητο να συνδυάσουμε τα υπολογισθέντα αποτελέσματα με αποτελέσματα επιτόπιας έρευνας για να βελτιώσουμε την ακρίβεια του συστήματος δυναμικής παρακολούθησης τηλεπισκόπησης.
