Εκτίμηση των καταστροφών από τις πυρκαγιές στην Αττική χρησιμοποιώντας την Τηλεπισκόπηση και G.I.S.
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς:
Πηγή:
Περίληψη
Το Σεπτέμβρη του 1992 μια πυρκαγιά που διήρκησε για μια εβδομάδα κατέστρεψε μια δασική έκταση στην Βόρεια Αττική. Κατά την διάρκεια της συνεργασίας του Α.Π.Θ. και του ινστιτούτου DLR (Γερμανία), έγινε προσπάθεια να εκτιμηθούν οι καμένες εκτάσεις και οι κατεστραμμένες αγροτικές περιοχές με την χρήση τηλεπισκοπηκών μεθόδων και τεχνικών Γ.Σ.Π. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν χάρτες, δορυφορικές εικόνες και αεροφωτογραφίες πριν και μετά την πυρκαγιά. Ένα πολυφασματικό σετ εικόνων παράχθηκε χρησιμοποιώντας τα κανάλια του LANDSAT –TM 2,3,4,5 και 7. Περιοχές εκπαίδευσης για δυο επιβλεπόμενες ταξινομήσεις επιλέχθηκαν. Στην συνέχεια εφαρμόστηκε ο αλγόριθμος της μέγιστης πιθανοφάνειας, με 8 κατηγορίες με συνολική ακρίβεια 87,2% με σκοπό της εκτίμηση της έκτασης. Λεπτομερής ψηφιοποίηση πραγματοποιήθηκε σε χάρτες κλίμακας 1 :5000 για ισοϋψείς υψομετρικές καμπύλες, δρόμους κ.λ.π. Παράχθηκε ένα Ψ.Μ.Ε. πάνω στο οποίο τοποθετήθηκαν οι ταξινομημένες εικόνες. Ο συνδυασμός αυτός έδωσε την δυνατότητα για προοπτική απεικόνιση από διάφορα ύψη και γωνίες.
Εισαγωγή Την 5η Σεπτεμβρίου το 1992, μια φωτιά ξέσπασε στα βόρεια της Αττικής, κοντά στην εθνική οδική αρτηρία Αθηνών – Θεσσαλονίκης, σε μια περιοχή που χρησιμοποιείτε για καύση απορριμμάτων. Η πυρκαγιά επεκτάθηκε ιδιαίτερα γρήγορα, και παρά τις προσπάθειες για κατάσβεση, και τέθηκε υπό έλεγχο μια εβδομάδα αργότερα. Η πυρκαγιά κατέστρεψε δασικές εκτάσεις, καλλιέργειες, σπίτια και αρκετά ζώα κάηκαν. Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι να επιδείξει την εκτίμηση των καμένων περιοχών με χρήση τοπογραφικών δεδομένων, βάσει τηλεπισκοπηκών μεθόδων και τεχνικών Γ.Σ.Π.
Περιγραφή της περιοχής
Η Αττική καλύπτεται κυρίως από δάση κωνοφόρων, κάτι το οποίο είναι συνηθισμένο γενικότερα στα μεσογειακά κράτη. Η καμένη έκταση καταλαμβάνει 68 000 εκτάρια εκ των οποίων τα 38 000 αποτελούν πυκνά δάση. Το οδικό δίκτυο είναι ιδιαίτερα πυκνό και διασχίζει τις δασικές εκτάσεις. Γενική εικόνα της περιοχής είναι ένα μωσαϊκό χρήσεων και καλύψεων γης, το οποίο σε συνδυασμό με τα ξηρά καλοκαίρια αποτελεί τον κύριο λόγο δυσκολίας για έλεγχο των πυρκαγιών.
Μεθοδολογία
Χρησιμοποιήθηκαν τοπογραφικοί χάρτες κλίμακας 1:5000, 1:50000, 1:100000, και χρήσεων γης 1:50000, δορυφορικές εικόνες Landsat πριν και μετά την πυρκαγιά. Πρώτο βήμα της διαδικασίας ήταν η λήψη των εικόνων Landsat έκτασης 100 x 100 km πριν και μετά την πυρκαγιά, χρησιμοποιώντας τα ίδια κανάλια (2,3,4,5,7) και δύο ίδιες αναλογίες καναλιών για τις ίδιες ημερομηνίες. Πραγματοποιήθηκαν διαδοχικές ενισχύσεις, φίλτρα και παράχθηκαν έγχρωμα σύνθετα για τον προσδιορισμό των χρήσεων γης. Οι κατηγορίες που προσδιορίστηκαν ήταν : πυκνά δάση κωνοφόρων, πυκνές δασικές και θαμνώδεις εκτάσεις, αραιές δασικές και θαμνώδεις εκτάσεις, αγροτικές εκτάσεις, πρώην καμένες εκτάσεις, γυμνό έδαφος, και υδάτινες επιφάνειες. Η ενοποίηση των δασικών και θαμνωδών εκτάσεων έγινε με σκοπό την αποφυγή σφαλμάτων. Η επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης έγινε με ιδιαίτερη προσοχή ώστε να είναι αντιπροσωπευτικές. Από αυτές προέκυψαν τα στατιστικά μεγέθη για την περιοχή μελέτης, και κατόπιν πραγματοποιήθηκε ο κανόνας της μέγιστης πιθανοφάνειας για την εξαγωγή των στατιστικών ταξινόμησης. Επίσης πραγματοποιήθηκε ποσοτική αξιολόγηση, η οποία συγκρίθηκε με πραγματικά δασικά δεδομένα από χάρτες και αεροφωτογραφίες. Επιτόπιες αυτοψίες στην περιοχή μελέτης απάντησαν σε ερωτήματα σχετικά με την ταξινόμηση. Μια στρωματοποιημένη δειγματοληπτική έρευνα πραγματοποιήθηκε με διωνυμική ακρίβεια. Ο συνολικός αριθμός των σημείων προσδιορίστηκε από τον τύπο :
Ν=(P (100-P))/(e^2 )×t^2
Όπου :
Ν= το μέγεθος του δείγματος όλων των κατηγοριών
P= το αναμενόμενο επίπεδο ακρίβειας σε ποσοστό
t= μεταβλητή student
e= αποδεκτό σφάλμα δείγματος σε ποσοστό %
Τα αποτελέσματα της ταξινόμησης εμφανίζονται στον πίνακα 1. Στην συνέχεια διανυσματικά δεδομένα όπως οδικό δίκτυο , ισοϋψείς, σιδηροδρομικό δίκτυο προέκυψαν από την διαδικασία της ψηφιοποίησης. Κατά την επίθεση των ψηφιοποιημένων χαρτών έπειτα από γραμμική παρεμβολή, προέκυψε ένα Ψ.Μ.Ε. για την περιοχή. Μαζί παράχθηκαν και μια σειρά από άλλους χάρτες, όπως κλίσεων, και ανάγλυφου. Το τρίτο βήμα αποτέλεσε η γεωμετρική διόρθωση και ορθοαναγωγή των ταξινομημένων αποτελεσμάτων, με περισσότερα από 30 σημεία ελέγχου. Επίσης παράχθηκαν μια σειρά στατιστικών μεγεθών για συγκεκριμένες κατηγορίες για περαιτέρω ανάλυση. Τα οποία μπορούν να βοηθήσουν για ανάλυση κινδύνου πυρκαγιάς. Τέλος προσδιορίστηκε η τελική έκταση της καμένης έκταση χρησιμοποιώντας το Ψ.Μ.Ε.
Αποτελέσματα
Η ταξινόμηση έδειξε ότι η καμένη έκταση προσδιορίζεται εύκολα και υπολογίσθηκε σε 5 778 εκτάρια. Τα πυκνά δάση κωνοφόρων πυκνές δασικές και θαμνώδεις εκτάσεις, και οι αγροτικές εκτάσεις αποτέλεσαν το 82% του συνόλου των καμένων εκτάσεων. Επίσης προσδιορίστηκαν οι εκτάσεις που δεν κάηκαν οι οποίες υπολογίσθηκαν σε 1541 εκτάρια με τις αγροτικές εκτάσεις να αποτελούν το 41% αυτών των εκτάσεων. Από την χρήση του Ψ.Μ.Ε. προέκυψε διαφορά στην κεκλιμένη και στην προβαλλόμενη καμένη έκταση, περίπου 379 εκτάρια. Επίσης προέκυψε ότι η περιοχή είναι λοφώδης, η κύρια κατηγορία κλίσεων είναι 11 – 30%. Τα παραπάνω αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μετρήσεις αναδάσωσης, ενημέρωση βάσης γεωχωρικών δεδομένων και πρόληψη των πυρκαγιών.
Συμπεράσματα
Η εργασία αυτή προσπάθησε να εκτιμήσει την χρησιμότητα των πολυφασματικών δεδομένων Landsat σε συνάρτηση με τοπογραφικά δεδομένα για την χαρτογράφηση των καμένων εκτάσεων. Γενικότερα τα δορυφορικά δεδομένα και οι τεχνικές Γ.Σ.Π. βοηθούν στην εκτίμηση των ζημιών από μια πυρκαγιά αλλά και στην ανάπτυξη της διαχείρισης, των αποφάσεων και των μέτρων για την ανάπλαση του οικοσυστήματος.
