Κατολισθητικές καταστροφές και περιορισμός του κινδύνου καταστροφών: πρόληψη και διαχείριση των κατολισθήσεων με χρήση του GIS.
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: Hamid Assilzadeh, Jason K.Levy, Xin Wang
Εισαγωγή
Οι κατολισθήσεις είναι γνωστές για τον ανθρώπινο τραυματισμό και το θάνατο, την οικονομική αποδιάρθρωση, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, καθώς και την απώλεια της πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς. Ένα μεγάλο μέρος της κατολίσθησης έχει διερευνηθεί με τη μοντελοποίηση και διαχείριση των κατολισθητικών καταστροφών, εστιάζοντας στην αστάθεια των πρανών και των κατολισθητικών πιθανοτήτων, την οργάνωση της περιοχής, στα κατώτατα όρια καθίζησης, στη μοντελοποίηση και την έρευνα ειδικών κατολισθήσεων, καθώς και σε σχέδια για το μετριασμό των κινδύνων κατολίσθησης. Το μοντέλο χαρτογράφησης SINMAP του Γεωλογικού Ινστιτούτου των Η.Π.Α. (USGS), μια επέκταση του GIS ArcView, υπολογίζει και χαρτογραφεί τον δείκτη ευστάθειας των πρανών, χρησιμοποιώντας ψηφιακά υψομετρικά δεδομένα. Δύο χρήσιμα τρισδιάστατα ψηφιακά μοντέλα κατολίσθησης (ψηφιακή αναπαράσταση της τοπογραφίας της επιφάνειας του εδάφους), περιλαμβάνουν το μοντέλο κλίσης-σταθερότητας (SCOOPS) και το μοντέλο ροής των συντριμμιών λόγω πλημμύρας (LAHARZ).
Ο συνδυασμός αυτών των συστημάτων θα βοηθούσε να προβλέψει τη θέση και το μέγεθος των πιθανών κατολισθήσεων και να μοντελοποιηθούν οι πληγείσες περιοχές από την προκύπτουσα ροή των συντριμμιών. Το προτεινόμενο σύστημα διαχείρισης κατολισθητικών καταστροφών παρέχει μια λύση σε μερικά από τα πιο πιεστικά και σημαντικά προβλήματα που σχετίζονται με την ανάπτυξη των συστημάτων κατολίσθησης και αποτελείται από τρία βασικά συστατικά: μία γεωβάση δεδομένων, ενότητες ανάπτυξης εφαρμογών και διαδικτυακό σύστημα επικοινωνίας, επιτρέποντας τη βελτίωση της διοίκησης, ελέγχου και επικοινωνιών, την επίγνωση της κατάστασης, τη μείωση των καθιζήσεων και του κινδύνου των καταστροφών.
Εξαρτήματα του συστήματος και λειτουργίες
Το σχήμα 1 δείχνει το σχηματικό σχεδιασμό και λειτουργικό διάγραμμα της κατολίσθησης σε πραγματικό χρόνο, ενώ το Σχήμα 2 παρουσιάζει τη διαμόρφωση του λογισμικού και του υλικού της παρακολούθησης των καθιζήσεων και το σύστημα διαχείρισης. Η αρχιτεκτονική του συστήματος περιλαμβάνει ένα κεντρικό αποθηκευτικό σύστημα (CRS), ένα σύστημα επεξεργασίας δεδομένων (DDPM), ένα σύστημα χειρισμού και ελέγχου (CCS) και το κεντρικό σύστημα διαχείρισης (PMS).
Σχήμα 1
Σχήμα 2
Περιοχή μελέτης
Το αρχικό σύστημα κατολισθήσεων είχε δοκιμαστεί ως πιλοτικό πρόγραμμα για το Penang Island, που βρίσκεται στα βορειοδυτικά της χερσονήσου της Μαλαισίας (Εικόνα 1).
Εικόνα 1
Εισαγωγή δεδομένων
Τα layers ενός Γ.Σ.Π., όπως τα διοικητικά όρια, τα δίκτυα μεταφορών, οι διανομές του πληθυσμού, και τα δίκτυα ποταμών θα εξαχθούν από χάρτες σε κλίμακα 1:25.000 σε μορφή dxf. Δεκαεπτά αρχικά layers GIS χρησιμοποιήθηκαν, συμπεριλαμβανομένης της θέσης των προηγούμενων κινδύνων κατολίσθησης, της γωνίας κλίσης (σε μοίρες), τις κατευθύνσεις των πρανών, τις τιμές καμπυλότητας, και η απόσταση από περιοχές απορροής.
Μοντέλα Κατολισθητικών Καταστροφών
Τα Μοντέλα Κατολισθητικών Καταστροφών παρέχουν ειδικούς χάρτες συμπεριλαμβανομένων των χαρτών θέσης της κατολίσθησης, χάρτες κινδύνου, χάρτες της περιοχής και χάρτες αντιμετώπισης καταστάσεων έκτακτης ανάγκης. Πρώτον, με βάση τον χάρτη επικινδυνότητας λόγω κατολισθήσεων, τα θεματικά επίπεδα περιλαμβάνουν την κατανομή των κατολισθήσεων, DΕΜs, δρόμους, ποτάμια, λιθολογία, χάρτες εδάφους, βροχοπτώσεις και κάλυψη γης. Δεύτερον, ορίζουμε περιοχές που επλήγησαν από κατολισθήσεις. Τρίτον, ο χάρτης επικινδυνότητας λόγω κατολισθήσεων εξασφαλίζει την έγκαιρη προειδοποίηση σχετικά με την ετοιμότητα αντιμετώπισης καταστροφών και τον μετριασμό τους. Τέταρτον, η ανάλυση έκτακτης ανάγκης δείχνει την τοποθεσία της καταστροφής παράλληλα με την κατανομή των κέντρων στήριξης και τη διαθεσιμότητα συγκεκριμένων πόρων.
Η Τηλεπισκόπηση μαζί με άλλους πίνακες και χωρικά δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για να αναπτυχθεί ένα κατολισθητικό μοντέλο για την χαρτογράφηση των αποτελεσμάτων των κινδύνων. Το μοντέλο για τον δείκτη συχνότητας χρησιμοποιείται για την επαλήθευση και επικυρώνει τις αναλύσεις επικινδυνότητας κατολισθήσεων. Ο δείκτης συχνότητας (FR) είναι ο λόγος της περιοχής όπου σημειώθηκαν οι κατολισθήσεις προς το σύνολο περιοχή μελέτης (για ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό κατολίσθησης). Τα παρακάτω βήματα έγιναν για τον υπολογισμό FR. Δημιουργήθηκε ένας κάναβος των 10m x 10m μονάδων πάνω από την περιοχή μελέτης. Για κάθε δίκτυο, ο Κίνδυνος Κατολισθήσεων Index (LHI) ορίζεται ως το άθροισμα των τιμών του FR για κάθε χαρακτηριστικό, όπως φαίνεται στην Εξίσωση 1, όπου n είναι ο αριθμός των παραγόντων για κάθε τμήμα του κανάβου:
LHI = ΣFr (1,…n) (1)
Η μέση τιμή FR είναι ίση με ένα. Υψηλότερες τιμές FR αντιπροσωπεύουν ισχυρότερες συσχετίσεις με κατολισθητική εμφάνιση και έναν ειδικό συντελεστή κατολίσθησης. Ορίστηκαν τέσσερις διαφορετικές τάξεις: η μη ευαισθησία, η μέτρια ευπαθής κατηγορία, η ιδιαίτερα ευπαθής κατηγορία και η εξαιρετικά ευπαθής κατηγορία. Οι χάρτες διαχείρισης καταστάσεων έκτακτης ανάγκης παρέχουν πληροφορίες για την ετοιμότητα έκτακτης ανάγκης και τον σχεδιασμό για περιορισμό και δραση. Οι χάρτες επείγουσας διαχείρισης βοηθούν στη βελτίωση του συντονισμού των δράσεων. Το σύστημα χειρισμού και ελέγχου (CCS) διευκολύνει τη διαχείριση των καταστροφών, τη λειτουργία έκτακτης ανάγκης και τη διαχείριση κατολισθήσεων με βάση τα μοντέλα των κατολισθητικών καταστροφών. Στον πίνακα 1 εμφανίζονται τα στοιχεία του CCS. Πλάνα από το σύστημα διαχείρισης της κατολίσθησης φαίνονται στο Σχήμα 3. Στην εικόνα αυτή διαφαίνεται η χρήση GIS, τα CRS, CCS και το Web Portal.
Σχήμα 3
Το σύστημα έχει αποδειχθεί αποτελεσματικό στην επίτευξη σπουδαίων πληροφοριών που αφορούν στην επίγνωση της κατάστασης, συμπεριλαμβανομένης της έγκαιρης προειδοποίησης, στον περιορισμό των καταστροφών και στην ετοιμότητα. Από αυτά προκύπτει ότι την αρχιτεκτονική των συστημάτων και η χρήση τους μπορεί να μειώσει τις μεγάλης κλίμακας καταστροφές που προκλήθηκαν από τις κατολισθήσεις, καθώς και τους τραυματισμους των ανθρώπων και το θάνατο, την οικονομική αποδιάρθρωση, τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις, καθώς και την απώλεια της πολιτιστικής και φυσικής κληρονομιάς.
