Εκτίμηση του κινδύνου εδαφικής διάβρωσης των λεκανών απορροής μετά την επίδραση δασικών πυρκαγιών με την χρήση Τηλεπισκόπησης και Γ.Σ.Π

Από RemoteSensing Wiki

EΙΣΑΓΩΓΗ

Στην περιοχή της Μεσογείου οι δασικές πυρκαγιές είναι ένα συχνό φαινόμενο εξαιτίας του ιδιαίτερου κλίματος, με την έντονα ξηροθερμική περίοδο κατά τους καλοκαιρινούς κυρίως μήνες. Οι δασικές πυρκαγιές συμβάλουν στην αύξηση του κινδύνου διάβρωσης, αφού καταστρέφουν τον προστατευτικό μανδύα της βλάστησης, καθώς επίσης επηρεάζουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του εδάφους, μετατρέποντας το σε υδρόφοβο. Η διάβρωση αποτελεί τον σημαντικότερο παράγοντα υποβάθμισης των λεκανών απορροής, και οι επιπτώσεις δεν είναι μόνο περιβαλλοντικές καθώς πλήττονται οι καλλιέργειες αλλά και τα έργα υποδομής. Η τηλεπισκόπηση είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την λεπτομερή χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιούνται δορυφορικές εικόνες για την χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων στην περιοχής της Χερσονήσου της Κασσάνδρας μετά την πυρκαγιά του Αυγούστου του 2006 σε συνδυασμό με ένα εμπειρικό μοντέλο πρόβλεψης την διάβρωσης (ΕΜP) ώστε να αναγνωριστούν οι περιοχές που εμφανίζεται ο υψηλότερος κίνδυνος διάβρωσης και κατά πόσο επηρεάστηκε και να προταθούν τα κατάλληλα έργα διευθέτησης.

ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΡΕΥΝΑΣ

Η περιοχή έρευνας είναι η Χερσόνησος της Κασσάνδρας που βρίσκεται στην Βόρειο Ελλάδα. Το δασικό είδος που κυριαρχεί στην περιοχή είναι η Χαλεπίου πεύκη, ενώ σε ότι αφορά το γεωλογικό υπόθεμα, αποτελείται από νεογενή πετρώματα, κυρίως μάργες που ευνοούν την ανάπτυξη έντονων διαβρώσεων. Συνέπεια της πυρκαγιάς ήταν η καταστροφή 5000 εκτάρια δασικών εκτάσεων.

Εικόνα 1: Χάρτης της χερσονήσου Κασσάνδρας και δορυφορική εικόνα Landsat TM που πάρθηκε μετά την πυρκαγιά και χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία.

ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ

Χαρτογράφηση Καμένων Εκτάσεων

Για την χαρτογράφηση των χρήσεων γης χρησιμοποιήθηκε μία εικόνα ASTER με ημερομηνία λήψης τον Αύγουστο του 2004 για την χαρτογράφηση της βλάστησης πριν τη πυρκαγιά και μία δορυφορική εικόνα LANDSAT TM με ημερομηνία λήψης τον Σεπτέμβριο του 2006 για την χαρτογράφηση της βλάστησης μετά την πυρκαγιά. Επίσης χρησιμοποιήθηκαν έγχρωμες ορθοφωτογραφίες κλίμακας 1:5000 που πάρθηκαν αμέσως μετά την πυρκαγιά καθώς και παγχρωματικές αεροφωτογραφίες παλαιότερων ετών, για τον έλεγχο της ακρίβειας ταξινόμησης των δορυφορικών δεδομένων. Για την ταξινόμηση της εικόνας ASTER πραγματοποιήθηκε επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τη χρήση του αλγόριθμου της μέγιστης πιθανοφάνειας, ενώ για την καταγραφή της καμένης έκτασης εντοπίστηκαν με εμπειρική ανάλυση κρίσιμα όρια στις τιμές των φασματικών διαύλων.

Διάγραμμα 1: Μεθοδολογία που ακολουθήθηκε.

Εκτίμηση Εδαφική Διάβρωσης

Για την εκτίμηση της εδαφικής διάβρωση χρησιμοποιήθηκε μία παραμετρική μέθοδος η μέθοδος της δυνητική διάβρωση (ΕΜP) που αναπτύχθηκε από τον Gavrilovic και υπολογίζει την μέση ετήσια διάβρωση και υποβάθμιση των λεκανών απορροής (m3/έτος). Η μέθοδος εφαρμόστηκε μία φορά για τις συνθήκες πριν τη πυρκαγιά και μία φορά για τις συνθήκες που δημιουργήθηκαν μετά τη πυρκαγιά.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Η συνολική ακρίβεια για την ταξινόμηση της εικόνας ASTER ανήλθε σε 86% ενώ της εικόνας LANDSAT TM σε 80%. Από την εργασία αυτή προέκυψε ότι η πυρκαγιά του Αυγούστου του 2006 επηρέασε σε μεγάλο βαθμό το δυναμικό της διάβρωση ιδιαίτερα στις περιοχές με έντονο ανάγλυφο. Συγκεκριμένα η αύξηση κυμάνθηκε από 0,16 εώς 1,5 φορές. Οι λεκάνες απορροής που εμφανίζουν το μεγαλύτερο ετήσιο στερεοφορτίο (m3/έτος) είναι οι λεκάνες με κωδικό 15,16 και 17, ενώ αντίθετα τον μικρότερο η 24, η οποία όμως εμφανίζει την μεγαλύτερη ποσοστιαία αύξηση.

Εικόνα 2: Χάρτης που δείχνει το βαθμό προτεραιότητας που πρέπει να δοθεί στα μέτρα μείωσης της εδαφικής διάβρωσης, μετά την πυρκαγιά, σε επίπεδο λεκάνης απορροής.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η Χερσόνησος της Κασσάνδρας παρουσιάζει μία ανομοιογενή σύνθεση και δομή, όπως η πλειονότητα των Μεσογειακών οικοσυστημάτων. Για το λόγο αυτό η εκτίμηση και αξιολόγηση της διάβρωσης του εδάφους πριν και μετά την πυρκαγιά βασίστηκε σε ένα αξιόπιστο και εύκολο στη χρήση μοντέλο. Ενώ υπάρχουν πολλά μοντέλα διάβρωσης, τα περισσότερα απαιτούν πολλά δεδομένα και επομένως η εφαρμογή τους περιορίζεται σε περιπτώσεις που αυτά δεν είναι διαθέσιμα. Η χρήση της τηλεπισκόπησης σε συνδυασμό με το μοντέλο πρόβλεψης της διάβρωσης του Gavrilovic συμβάλλουν στην ταχύτατη και ακριβή εκτίμηση του κινδύνου διάβρωσης, ώστε να βοηθήσουν στη λήψη αποφάσεων και στον καθορισμό σχεδίου διαχείρισης των πυρόπληκτων λεκανών απορροής.

Συγγραφείς: Mallinis G., Maris F., Kalinderis I., Koutsias N.,