Αστική διάχυση Κόρδοβα

Από RemoteSensing Wiki

Η αστική διάχυση δεν ήταν ποτέ άλλοτε τόσο μεγάλη. Ο αστικός πληθυσμός αυξάνεται καθημερινά κατά 200.000 άτομα παγκοσμίως. Κάθε μήνα, γεννιέται μια πόλη στο μέγεθος του Σαντιάγκο της Χιλής. Για πρώτη φορά στην ιστορία, ο μισός παγκόσμιος πληθυσμός και άνω ζει σε αστικά κέντρα. Σύμφωνα με τον Ο.Η.Ε., έως το 2070 το 70% του παγκόσμιου πληθυσμού θα έχει αστικοποιηθεί . Οι 21 σημερινές μεγαλουπόλεις (πόλεις με πληθυσμό άνω των 10 εκατομμυρίων κατοίκων) θα έχουν

διπλασιαστεί έως τότε.

Σε αυτή τη μελέτη περίπτωσης, θα εξετάσουμε τεχνικές παρατήρησης της γης που βοηθούν στην παρακολούθηση της ανάπτυξης μιας πόλης. Οι τεχνικές αυτές μπορούν να βοηθήσουν τους πολεοδόμους στην προετοιμασία και στη διαχείριση της άφιξης νέων κατοίκων. Παραδοσιακά, οι αλλαγές στην κάλυψη της γης, όπως η αστική διάχυση, αξιολογούνται με τη χρήση δημογραφικών πληροφοριών και αεροφωτογραφιών. Σήμερα, οι εικόνες που λαμβάνονται ανά διαστήματα από δορυφόρους χρησιμοποιούνται επίσης για την ανίχνευση μεταβολών στη χρήση και στην κάλυψη της γης. Πράγματι, δεδομένα αυτού του τύπου είναι πλέον διαθέσιμα με συχνότητα συνήθως έως 1 ημέρας μεταξύ των λήψεων των εικόνων και με χωρικές αναλύσεις που κυμαίνονται από μερικά δεκατόμετρα έως χιλιόμετρα. Η συνηθέστερη τεχνική που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση αστικών μεταβολών με δορυφόρους περιλαμβάνει τη σύγκριση χαρτών κάλυψης της γης που βασίζονται σε εικόνες από διαφορετικά έτη. Θα χρησιμοποιήσουμε δεδομένα Landsat, καθώς ο δορυφόρος αυτός παρέχει πληροφορίες σχετικά με την επιφάνεια της γης τις τέσσερις τελευταίες δεκαετίες. Επίσης, τα δεδομένα Landsat διατίθενται σε διαφορετικές φασματικές ζώνες. Τα διαφορετικά χρώματα αναπαριστούν σήματα από αστικοποιημένες περιοχές, βλάστηση, νερό και έδαφος. Τα χρώματα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διάκριση των τύπων κάλυψης της γης. Με τη βοήθεια των πληροφοριών αυτών θα δημιουργήσουμε έναν χάρτη κάλυψης της γης.

Υπάρχουν δύο γενικές μέθοδοι για τη δημιουργία ενός χάρτη κάλυψης της γης από μια δορυφορική εικόνα: κατευθυνόμενη και μη κατευθυνόμενη ταξινόμηση. Θα χρησιμοποιήσουμε την κατευθυνόμενη μέθοδο, η οποία βασίζεται σε πληροφορίες από μια εξωτερική πηγή ή σε πληροφορίες που εξάγονται από την ίδια την εικόνα από έναν έμπειρο αναλυτή εικόνων ή σε πληροφορίες που προέρχονται από σημεία δειγματοληψίας στο έδαφος. Τέλος, προτείνουμε τη χρήση του εργαλείου GIS στο λογισμικό επεξεργασίας εικόνων LEOWorks για τη δημιουργία των ορίων της πόλης σε διαφορετικά έτη και για τον υπολογισμό της αστικοποιημένης επιφάνειας σε κάθε εικόνα. Πρόκειται για μια ποσοτική προσέγγιση παρόμοια με εκείνη που εφαρμόζεται επαγγελματικά στις πολεοδομικές υπηρεσίες.

Αρχικά θα πραγματοποιήσουμε έλεγχο των εικόνων από το 1972 έως το 2009. Θα εξετάσουμε την αστική ανάπτυξη που σημειώθηκε στην Κόρδοβα σε διάστημα 37 ετών, από το 1972 έως το 2009. Για το σκοπό αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε τρεις εικόνες Landsat της περιοχής από διάφορα έτη: • Landsat MSS στις 25/02/1972 • Landsat TM στις 17/01/1992 • Landsat TM στις 16/02/2009 Με τη βοήθεια των σύνθετων εγχρόμων εικόνων, θα προσπαθήσουμε να ανιχνεύσουμε την αστική διάχυση συγκρίνοντας τρεις εικόνες: μία από το 1972, μία από το 1992 και μία από 2009. Ανοίγουμε αυτές τις τρεις εικόνες ως σύνθετες εικόνες ψευδών χρωμάτων. Λάμβάνουμε υπόψη ότι η εικόνα του 1972 έχει λιγότερες ζώνες από τις άλλες δύο επειδή προέρχεται από τον αισθητήρα MSS. Χρησιμοποιούμε τις ζώνες 4, 3 και 2 για να δημιουργήσουμε την εικόνα RGB (κόκκινο πράσινο μπλε).

Στη συνέχεια θα προχωρήσουμε στην ταξινόμηση κάλυψης γης. Θα δημιουργήσουμε έναν χάρτη κάλυψης της γης. Θα χρησιμοποιήσουμε την κατευθυνόμενη ταξινόμηση, δηλαδή οι πληροφορίες για τη χαρτογράφηση της εικόνας για διαφορετικές κατηγορίες κάλυψης της γης θα προέρχονται από εξωτερική πηγή. Ένας αλγόριθμος στο λογισμικό θα συγκρίνει τις τιμές σε κάθε pixel με τις παρεχόμενες πληροφορίες και θα υπολογίσει την κατηγορία με την οποία σχετίζεται περισσότερο το pixel.

Θα εκτελέσουμε τη διαδικασία αυτή δύο φορές: μία για την εικόνα του 2009 και, στη συνέχεια, για την εικόνα του 1992. Θα προσδιορίσουμε τρεις κύριες κατηγορίες κάλυψης της γης. Η προσέγγιση αυτή μας επιτρέπει να ποσοτικοποιήσουμε όλες τις κατηγορίες κάλυψης της γης και να αξιολογήσουμε την επιφάνεια της αστικοποιημένης περιοχής, τόσο το 1992 όσο και το 2009.

Τέλος θα προχωρήσουμε στην ανίχνευση μεταβολών και θα αξιολογήσουμε ποσοτικά την αστική ανάπτυξη, θα εξετάσουμε τις διαφορές μεταξύ των χαρτών κάλυψης της γης του 1992 και του 2009.

Πηγή: http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Earth_GR/SEMFO77YJ6H_0.html ESA eduspace European Space Agency, «Η αστικοποίηση της Κόρδοβας», 2013