«Πόλεις από το διάστημα: δυνατές εφαρμογές τηλεπισκόπησης στην έρευνα και διαχείριση του αστικού περιβάλλοντος»
Από RemoteSensing Wiki
Δημοσίευση Εφαρμογής Τηλεπισκόπισης: «Cities from space: potential applications of remote sensing in urban environmental research and policy», «Πόλεις από το διάστημα: δυνατές εφαρμογές τηλεπισκόπισης στην έρευνα και διαχείριση του αστικού περιβάλλοντος» Συγγραφείς: Roberta Balstad Miller, and Christopher Small Columbia University, USA
Ανάλυση – Παρουσίαση:
Η εργασία αυτή επικεντρώνεται στην κατανόηση του αστικού περιβάλλοντος. Στόχος είναι η εκτίμηση ιδανικής μεθόδου για την παρακολούθηση των ταχύτατων αλλαγών που συντελούνται στο αστικό περιβάλλον και τις πιθανές σοβαρές συνέπειες που δημιουργούν στο παγκόσμιο περιβάλλον. Κατά τα τελευταία 50 χρόνια, μια σειρά τεχνολογικών, δημογραφικών, πολιτικές, και οικονομικών αλλαγών έχουν μεταβάλει τον κόσμο. Στις αλλαγές αυτές περιλαμβάνονται η ταχεία αστικοποίηση του πληθυσμού του πλανήτη και την ανθρώπινη τροποποίηση του περιβάλλοντος, των οποίων οι επιπτώσεις δεν είναι επαρκώς κατανοητές. Εν μέρει, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι συχνά είναι δύσκολο, ή απαγορευτικά δαπανηρό να γίνουν άμεσες μετρήσεις των μεταβλητών που επηρεάζουν το αστικό περιβάλλον κατά τη χωρική και χρονική κλίμακα για την κατανόηση των διεργασιών ελέγχου τους. Η τηλεπισκόπηση, ωστόσο, παρέχει τρόπους για έμμεση μετρήσεις, όπως πληρεξούσια για πολλές από αυτές τις μεταβλητές. Το πλεονέκτημα των τηλεπισκοπικών παρατηρήσεων είναι ότι μπορούν να γίνουν σε πολύ μεγάλες εκτάσεις, έτσι ώστε να παρέχουν ένα συνοπτικό "στιγμιότυπο" των χωρικών μεταβολών των φυσικών μεταβλητών. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην παγκόσμια συνδεσιμότητα, καθώς και της τεχνολογίας των πληροφοριών, σε συνδυασμό με την αυξημένη διαθεσιμότητα εικόνων υψηλής ανάλυσης από δορυφόρους παρατήρησης της γης, δημιουργεί την ευκαιρία να χρησιμοποιηθούν νέες πηγές δεδομένων, συχνά σε συνδυασμό με υφιστάμενες ή πιο παραδοσιακές πηγές δεδομένων, που θα επιτρέψουν τον εντοπισμό, την παρακολούθηση και τη σύλληψη των αστικών περιβαλλοντικών προβλημάτων.
Η αστική ανάπτυξη χαρακτηρίζεται από πυκνό διακανονισμό σε σχετικά μικρές περιοχές της γης. Η ανθρώπινη κυριαρχία των οικοσυστημάτων της Γης είναι σχετικά πρόσφατο φαινόμενο και πολλές από τις επιπτώσεις της ενδέχεται να μην έχουν ακόμη γίνει αισθητές. Ωστόσο, η μετάβαση από ένα παγκόσμιο πρότυπο οικισμού που χαρακτηριζόταν από διασπορά σε μεγάλες γεωργικές εκτάσεις σε ένα που κυριαρχείται από πυκνοκατοικημένο αστικό διακανονισμό έχει ήδη προκαλέσει σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις τόσο σε παγκόσμιο όσο και εθνικό επίπεδο. Η αστική ανάπτυξη έχει επιφέρει επίσης κοινωνικο-οικονομικές επιπτώσεις. Υπάρχουν τρεις πτυχές του αναδυόμενου αστικού περιβάλλοντος που πρέπει να εξεταστούν. Πρώτον, οι αστικές περιοχές συνιστούν μια μοναδικά πυκνοκατοικημένη έκταση που είναι περιβαλλοντικά διακριτή από τις μη αστικές περιοχές (σχήμα 1). Δεύτερον, οι αστικές περιοχές ασκούν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις στο άμεσο περιβάλλον τους, στην ενδοχώρα, καθώς και στις περιοχές των οποίων αποτελούν μέρος. Τρίτον, οι μεγαλύτερες αστικές περιοχές συνδέονται συχνά με τη μεταφορά, το εμπόριο, ή και τη μετανάστευση του πληθυσμού σε ένα σύστημα αλληλεπίδρασης παγκοσμίως. Στο πλαίσιο αυτού του συστήματος, οικονομικές, δημογραφικές, και οι πολιτικές αποφάσεις επηρεάζουν όχι μόνο το τοπικό περιβάλλον, αλλά και το περιβάλλον σε απομακρυσμένες περιοχές.
Για να κατανοηθεί η σύνθετη δυναμική του αστικού περιβάλλοντος είναι απαραίτητη η λεπτομερής παρατήρηση ορισμένων βασικών μεταβλητών που περιγράφουν την κατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος (θερμοκρασία του αέρα, θερμοκρασία της επιφάνειας, ταχύτητα και διεύθυνση ανέμου, βροχοπτώσεις, υγρασία). Αυτό έγινε εφικτό με τη χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων. Μερικές από τις πιο επιτυχημένες και πολλά υποσχόμενες εφαρμογές της τηλεπισκόπησης για το αστικό περιβάλλον περιλαμβάνει μέτρηση των φυσικών μεταβλητών που σχετίζονται με τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Μια από τις πρώτες δορυφορικές εφαρμογές τέτοιων μετρήσεων ήταν η σχέση επιφανειακής θερμοκρασία με το αστικό κλίμα και το φαινόμενο της νήσου αστικής θερμότητας. Η ισχύς των τηλεπισκοπικών δεδομένων είναι η ικανότητά τους να παρέχουν χωρικές πληροφορίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση ορισμένων αστικών περιβαλλοντικών συνθηκών σε συγκεκριμένους χρόνους και να ποσοτικοποιήσουν τις αλλαγές σε αυτές τις συνθήκες κατά την πάροδο του χρόνου. Τα στοιχεία αυτά, που λαμβάνεται μέσω Landsat 7 ή τη χρήση των πολυφασματικών θερμικών αισθητήρων σε αεροσκάφη, θα μπορούσαν να βελτιώσουν την κατανόηση του αστικού θερμικού μικροκλίματος και την επιρροή του στην αστική ποιότητα. Η παράκτια απορροή, οι αλλαγές στη χρήση γης και την αποψίλωση των δασών στην αστική ενδοχώρα, ή οι διαβαθμίσεις της βλάστηση μεταξύ των αστικών και περιαστικών περιοχών μπορεί να παρατηρηθεί με δεδομένα από IKONOS, Quickbird, SeaWifs, Landsat 7, και ASTER δορυφόρους. Οι Landsat, SPOT αισθητήρες δεν έχουν την χωρική διακριτική ικανότητα να παρακολουθούν υποδομές αλλά παρέχουν την ανάλυση και τη χρονική κάλυψη για 20ετή παρακολούθηση των αλλαγών κάλυψης γης. Αυτοί οι αισθητήρες παρέχουν επίσης ευρεία κάλυψη μιας πόλης σε μια εικόνα, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για συγκριτική ανάλυση της αστικής μορφολογίας. Οι εικόνες Spot καλύπτουν λωρίδα 60 χιλιομέτρων, ενώ οι Landsat εικόνες μία λωρίδα 185 χμ. Η NASA με τον αισθητήρα ASTER του δορυφόρου Terra, παρακολουθεί την ποσοτικοποίηση της αστικής ανάπτυξης και τις αλλαγές στην κάλυψη της αστικής γης σε πολλές πόλεις σε όλο τον κόσμο. Τα δεδομένα Landsat TM αποδείχθηκαν αποτελεσματικά για τη χαρτογράφηση της αστικής ποσότητας βλάστησης και παρουσίαση των διαφορών στην κάλυψη της αστικής γης κατά την πάροδο δεκατιών (σχήμα 2), οι οποίες έχουν άμεσο αντίκτυπο στην ηλιακή ροή ενέργειας, την εξατμισοδιαπνοή, το μικροκλίμα και την κυκλοφορία του αέρα στο αστικό περιβάλλον. Ο συνδυασμός των αισθητήρων με υψηλή χωρική διακριτική ικανότητα (1 μ) και υψηλή χρονική ανάλυση (καθημερινή επανάληψη) επιτρέπει την καταγραφή διαφορετικών φαινόμενων σε διαφορετικά επίπεδα λεπτομέρειας. Τέλος, ακραία γεγονότα που έχουν χωρική ή διάσπαρτη συνιστώσα, όπως φυσικές καταστροφές (πλημμύρες, καταιγίδες και τυφώνες), ακραίες βροχοπτώσεις, αλλαγές στους υγροτόπους και ταχείες μετακινήσεις πληθυσμών μπορούν να καθορίζονται με χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων.
Ένας περιοριστικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη σχετικά με τις αστικές εφαρμογές της τηλεπισκόπησης είναι ότι συχνά υπάρχουν καλύτερες πηγές ίδιας πληροφορίας που μπορεί να αποκτηθεί πιο οικονομικά, ιδίως για τις πόλεις των ανεπτυγμένων χωρών. Δεδομένου ότι ο αστικός διακανονισμός των αναπτυσσόμενων χωρών είναι συχνά άτυπος, συνήθως δεν μπορεί να συμβαδίσει με τις αλλαγές όσον αφορά την έκταση των οικισμών. Χαρτογραφώντας την επέκταση με χρήση τηλεπισκόπησης είναι επομένως πιο χρήσιμο σε αυτές τις περιπτώσεις. Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα επίσης δεν ανταγωνίζονται αποτελεσματικές τις υφιστάμενες πηγές αστικών στοιχείων που είναι σε θέση, αποτελεσματικές και οικονομικά αποδοτικές, και απαιτούνται για νομικούς και άλλους σκοπούς. Ακόμα θεωρείται απίθανο οι οπτικοί αισθητήρες και οι αισθητήρες μικροκυμάτων να λάβουν πληθυσμιακές μετρήσεις τόσο ακριβείς όσο αυτές που προβλέπονται σήμερα από τα στοιχεία της απογραφής, ούτε οικονομικές, πολιτικές ή κοινωνικές μετρήσεις, που προκαλούν χωρικές επιπτώσεις - αν και μπορούν να διευκολύνουν την ποσοτικοποίηση και την ένταση τους. Βέβαια η δημοτική διοικητική υποδομή στις περισσότερες αναπτυσσόμενες χώρες δεν είναι σε θέση να υποστηρίξει την τήρηση αρχείων και τη συλλογή δεδομένων όπως συμβαίνει στις ανεπτυγμένες χώρες, με αποτέλεσμα να είναι πιο αποδοτική η χρήση τηλεπισκοπικών δεδομένων, η εφαρμογή των οποίων όμως απαιτεί μεγάλες επενδύσεις από τις τοπικές κυβερνήσεις σε τεχνικό προσωπικό και εξοπλισμό.
Όταν τα τηλεπισκοπικά δεδομένα χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με άλλες πηγές κοινωνικο-οικονομικών, διοικητικών και κανονιστικών δεδομένων, οι δυνατότητες εφαρμογής τους, στην έρευνα, την παρακολούθηση, την κατανόηση και τη διαχείριση του αστικού περιβάλλοντος αυξάνεται σημαντικά. Όταν περιοχή μελέτης αποτελεί μια πόλη, τότε τα δεδομένα πρέπει να λαμβάνονται για ολόκληρη τη πόλη και για τις διοικητικές ενότητες εντός αυτής. Η ένταξη των διανυσμάτων και των δεδομένων της τηλεπισκόπισης επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (GIS). Παγκοσμίως τα Gridded Population of the World (GPW) δεδομένα παρέχουν πρότυπο μετασχηματισμού των ψηφιδωτών δεδομένων σε διανυσματική μορφή, που τα δεδομένα εκφράζονται σε πολύγωνα σε ένα σύστημα συντεταγμένων. Add Your Content Here
