Παρακολούθηση με τη χρήση τηλεπισκόπησης των μεταβολών στην κάλυψη γης στο κέντρο της πόλης του Ανόι υπό την επίδραση της αστικοποίησης

Από RemoteSensing Wiki

Πηγή:GIS IDEAS SYMPOSIUM, 9- 11 NOVEMBER 2006, Ho Chi Minh City, Vietnam Monitoring land cover change of Hanoi city center under impacts of urbanization by using remote sensing

Συγγραφείς: Pham Minh Hai and Yasushi Yamaguci

1. Αντικείμενο της εφαρμογής

Αντικείμενο της μελέτης είναι η παρακολούθηση με τη χρήση τηλεπισκόπησης των μεταβολών στην κάλυψη γης στην πόλη του Ανόι από το 1975 ως το 2003 και η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων, τα οποία αναμένεται να αξιοποιηθούν στη διαδικασία κατάρτισης χωροταξικού σχεδίου.

2. Ιδέα προς διερεύνηση

Η αστικοποίηση στο Βιετνάμ λαμβάνει χώρα με ρυθμούς χωρίς προηγούμενο, ενώ η πληροφόρηση σχετικά με τη διαχείριση των χρήσεων γης στο Ανόι είναι ανακόλουθη και ανεπαρκής. Το ζήτημα της παρακολούθησης της αστικοποίησης του Ανόι καθίσταται ολοένα και πιο σημαντικό. Το πρόβλημα μπορεί να ξεπεραστεί ως ένα βαθμό με τη χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης, οι οποίες παρέχουν δεδομένα για τον προσδιορισμό της δυναμικής της αστικής μεγέθυνσης.

3. Περιοχή έρευνας

Η μελέτη εστιάζει στο κέντρο του Ανόι, της μεγαλύτερης πόλης στο βόρειο Βιετνάμ.

4. Είδη δορυφόρων, δεκτών και καναλιών

Στη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν εικόνες ASTER από το ERDAS για το έτος 2001 και εικόνες LANDSAT MSS, LANDSAT TM και LANDAT ΕΤΜ+ του Κέντρου Πληροφόρησης για τα Τροπικά Δάση του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν, για τα έτη 1975-1984, 1992 και 2003 αντίστοιχα.

5. Προεπεξεργασίες

Γεωμετρική διόρθωση (geometric correction) των εικόνων LANDSAT και προβολή τους σε σύστημα συντεταγμένων Transverse Mercator με τη διακριτική ικανότητα 15 μέτρων (with the 15 m spatial resolution). Προσαρμογή της μιας εικόνας στην άλλη για τη δημιουργία μιας σειράς από χωρικές-χρονικές δορυφορικές εικόνες της περιοχής του Ανόι από το 1975 ως το 2003.

6. Ψηφιακές επεξεργασίες

Επιβλεπόμενη ταξινόμηση με την τεχνική της μέγιστης πιθανοφάνειας για την κατάρτιση χαρτών επιφανειακής κάλυψης από τις δορυφορικές εικόνες. Ταξινόμηση σε 9 κατηγορίες: αστική περιοχή, νερό, φωτεινή (bright) βλάστηση, σκούρα (dark) βλάστηση, βάλτος, δρόμος, υγρότοπος, άμμος, χέρσα γη. Οι αστικές περιοχές αποτελούνται από διάφορα επιμέρους στοιχεία, όπως δομημένες εκτάσεις, νερό, βλάστηση και χέρσα γη. Ο συνδυασμός των στοιχείων αυτών σε ένα εικονοστοιχείο, το λεγόμενο πρόβλημα ‘mixel’ από τις λέξεις mix και pixel, περιορίζει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της ταξινόμησης. Για τον λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκε ο δείκτης βλάστησης-εδάφους-νερού (VSW). Βάσει του δείκτη αυτού μπορούμε να εντοπίσουμε και να ποσοτικοποιήσουμε την αναλογία βλάστησης, εδάφους και νερού σε ένα εικονοστοιχείο. Επειδή στον δείκτη εδάφους οι δομημένες εκτάσεις, η χέρσα γη και ο Κόκκινος Ποταμός, ο οποίος περιέχει υψηλές συγκεντρώσεις φερτών υλών, εμφανίζονται σαν φωτεινές/ανοιχτόχρωμες (bright) περιοχές, οι οποίες είναι δύσκολο να διαχωριστούν, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο ενσωμάτωσης (integration) για να αντιμετωπίσουν τόσο αυτό το πρόβλημα, όσο και το πρόβλημα ‘mixel’. Βάσει αυτής της μεθόδου, ο συνδυασμός της συμβατικής ταξινόμησης και του δείκτη εδάφους μπορεί να οριοθετήσει ξεκάθαρα τις αστικές περιοχές. Τα κατώφλια προκειμένου να περιοριστούν οι περιοχές με σφάλματα ταξινόμησης (‘mixel’), καθορίζονται χειροκίνητα βάσει οπτικής ερμηνείας (visual interpretation). Κατόπιν, το κανάλι στο εγγύς υπέρυθρο χρησιμοποιείται για να καλύψει (mask) τα υδάτινα σώματα, του Κόκκινου Ποταμού συμπεριλαμβανομένου, προκειμένου να περιοριστεί η επίδραση του νερού με αιωρούμενα σωματίδια. d > Κατώφλι → Αστική περιοχή Ταξινόμηση + Δείκτης Εδάφους < d < Κατώφλι → Mixel

7. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων

Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα της μεθόδου με αεροφωτογραφίες και τον χάρτη χρήσεων γης του Ανόι από το 2001, αποδείχθηκε ότι το πρόβλημα ‘mixel’ περιορίστηκε σημαντικά. Βάσει της εκτίμησης των δομημένων εκτάσεων σε τοποθεσίες που επελέγησαν δειγματοληπτικά, μπορεί να διαπιστωθεί ότι η μέθοδος παρέχει το βέλτιστο αποτέλεσμα για τον εντοπισμό αστικών περιοχών με ακρίβεια περίπου 80%. Ως εκ τούτου, αποτελεί μια αποτελεσματική προσέγγιση για τον εντοπισμό της αστικής μεγέθυνσης του Ανόι από το 1975 ως το 2003. Η εφαρμογή της μεθόδου έδειξε ότι η αστικοποίηση κατά την περίοδο αυτή έλαβε χώρα πρωτίστως κατά μήκος των αξόνων μεταφορών και κατόπιν εξαπλώθηκε στα περίχωρα της πόλης, ενώ η ποσοτική εκτίμηση της αστικής μεγέθυνσης έδειξε ότι μέσα σε αυτό το διάστημα η πόλη εξαπλασιάστηκε σε μέγεθος. Μπορούμε, λοιπόν, να συμπεράνουμε ότι η μέθοδος ενσωμάτωσης (integration method) επιτρέπει την αποτελεσματική και αποδοτική παρακολούθηση της αστικής μεγέθυνσης.