Αμπελώνες σε αναβαθμίδες: Νέες δυνατότητες από δεδομένα LIDAR

Από RemoteSensing Wiki

Εισαγωγή

Οι αμπελώνες είναι, πλέον, κομμάτι του ευρωπαϊκού πολιτισμού, και αρκετοί ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αυτή η γεωργική πρακτική προκαλεί τη μεγαλύτερη απώλεια εδάφους. Η ποιότητα των σταφυλιών εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα του νερού , ενώ η διάβρωση του εδάφους είναι μια σημαντική παράμετρος που καθορίζει τη βιωσιμότητα του αμπελώνα. Ως εκ τούτου, εφαρμόζονται, συχνά, μέτρα για την προστασία του εδάφους και των υδάτων. Μεταξύ αυτών, η κατασκευή αναβαθμίδων είναι το πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα. Ωστόσο, ενώ ευνοούν τις γεωργικές δραστηριότητες, οι αναβαθμίδες, αν δεν συντηρηθούν σωστά μπορεί να οδηγήσουν σε τοπικές αστάθειες δημιουργώντας κινδύνους για τους οικισμούς και τις καλλιέργειες, καθώς και για τη σχετική οικονομία. Αυτού του είδους η καλλιέργεια εξυπηρετείται επίσης από γεωργικούς δρόμους που μπορεί να έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη ροή των υδάτων προκαλώντας διάβρωση της επιφάνειας. Η παρούσα μελέτη χρησιμοποιεί LIDAR υψομετρικά δεδομένα για μια υδρο-γεωμορφολογική ανάλυση των αμπελώνων. Η μελέτη έγινε σε δύο μέρη.

Τηλεπισκοπικά δεδομένα

Κατά το πρώτο σκέλος, ο σχετικός δείκτης διαδρομής επιπτώσεων ελέγχεται σε δύο αμπελώνες για τον εντοπισμό αναβαθμίδων και των διαβρώσεων που προκαλούν. Τα στατιστικά κατώφλια του σχετικού δείκτη επηρεαζόμενης έκτασης ορίζεται για να επισημανθούν οι πιο κρίσιμες περιοχές. Συγκεκριμένα, μελετούνται δύο αμπελώνες (Σχήμα 1 ) στην κεντρική Ιταλία, όπου παρατηρήθηκαν και βεβαιώθηκαν αυξημένες μεταβολές κατά τη διάρκεια των τελευταίων χρόνων. Η αποκατάσταση των αναβαθμίδων και η φύτευση νέων αμπελιών ακολουθεί ένα πρωτοποριακό σχέδιο που στοχεύει στην επίτευξη ενός βέλτιστου επίπεδου εκμηχάνισης, καθώς και τη διατήρηση των τυπικών στοιχείων του τοπίου.

Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα τεχνολογίας Lidar από εναέρια σάρωση με λέιζερ του ψηφιακού μοντέλου εδάφους. Και για τις δύο μελέτες περιπτώσεων, υπάρχει η διαθεσιμότητα ενός ψηφιακού Μοντέλο Εδάφους (DTM) με διακριτική ικανότητα 1 μέτρου που παράγεται από εναέριο σαρωτή λέιζερ (ALS). Το Μάρτιο του 2013, χρησιμοποιώντας ένα «time-of-fly" λέιζερ σύστημα σαρωτή εδάφους (TLS) Riegl® LMS-Z620 (μέγιστο εύρος μέτρησης: 2 χιλιόμετρα, ακρίβεια: 10mm,Ταχύτητα κέρδους: έως 11.000 πόντοι / s), πραγματοποιήθηκε μια λεπτομερή έρευνα σε ένα μικρό τμήμα της περιοχής Lamole, όπου πολλές αστοχίες καταγράφηκαν.

Για την ποσοτικοποίηση της επιρροής των αναβαθμίδων στις διαδρομές επιφανειακών ροών, θα εφαρμοστεί η σχετικός Δείκτης Επιπτώσεων διαδρομής (RPII, Εξίσωση 1)( Tarolli et al. ,2013). Ο δείκτης αυτός θεωρεί την περιοχή ως καθοριστική στην κατανομή των διαδρομών ροής, και σε λογαριθμική μορφή, τονίζει και περιοχές παρουσιάζοντας μια αυξημένη λεκάνη απορροής λόγω της παρουσίας των ανθρωπογενών παρεμβάσεων. RPII = ln[(Αr-Asm)/Asm] (εξίσωση1)

Στο δεύτερο στάδιο, χρησιμοποιώντας δείκτες και καθορισμένα όρια, προσομοιώνονται διάφορα σενάρια μέτρων διατήρησης του εδάφους, επιλέγοντας τη βέλτιστη λύση για τη μείωση της διάβρωσης. Σε αμφότερες τις μελέτες περιπτώσεων, θα μπορούσε να θεωρηθεί η μεθοδολογία ως η πρώτη και σχετικά η πιο γρήγορη προσέγγιση για την χαρτογράφηση των αλλαγών στις ροές των επιφανειακών νερών, που οφείλονται στην παρουσία δρόμων και αναβαθμίδων, ως σημαντικό παράγοντα για την δημιουργία ασταθειών σε τοίχους ξερολιθιάς ή την οδική διάβρωση. Ωστόσο, για να εντοπιστούν οι αποτυχίες σε ταράτσες τοίχου ξερολιθιάς που έχουν ύψος από 1 έως 2m μέγιστο, ένα 1-m DTM δεν είναι ακριβές αρκετά, ενώ η διαθεσιμότητα 0,2-m DTM παρέχει τα καλύτερα αποτελέσματα. Δημιουργία σεναρίων

Όταν η επιφανειακή ροή των όμβριων υδάτων είναι ο κύριος παράγοντας που ενεργοποιεί τη διάβρωση των τοίχων ξερολιθιάς, ένα κοινό μέτρο διατήρησης του εδάφους είναι η μείωση της διάβρωσης με την κατασκευή τάφρων στο κάτω από τις μετώπες μέρος, για να φιλοξενήσει όλες τις απορροές που δημιουργήθηκαν από την ίδια την αναβαθμίδα, καθώς και κάθε παρακείμενη απορροή που εισέρχεται από τον αγωγό του πλατώματος. Για τη μελέτη μας, ως εκ τούτου, θα προσομοιωθούν στο TLS DTM τρία διαφορετικά συστήματα τάφρο-αποστράγγισης (Εικόνα 2), προσπαθώντας να προσδιοριστεί η βέλτιστη λύση για τη μείωση των κρίσιμων περιοχών (οι κρίσιμες περιοχές καθορίζονται με το κατώτατο όριο του δείκτη RPII ). Η προσομοίωση γίνεται με την πρόβλεψη για τη δημιουργία 3 σεναρίων διάταξης τάφρων που έχουν πλάτος 0 • 2m (που αντιστοιχεί στο DTM ανάλυση), ένα βάθος 0,2m και έχουν κατασκευαστεί για να εγγυηθεί η υδρολογική σύνδεση κατά μήκος της ίδιας της τάφρου.

Συμπεράσματα

Τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν την αποτελεσματικότητα της υψηλής ευκρίνειας τηλεπισκόπισης στην ανάλυση της επιφανειακής διάβρωσης των αμπελώνων, όταν η επιφανειακή ροή του νερού είναι ο κύριος παράγοντας που δημιουργεί τις αστάθειες. Η προτεινόμενη ανάλυση μπορεί να βοηθήσει στον προγραμματισμό ενός κατάλληλου σχεδίου για την άμβλυνση των συνεπειών των ανθρωπογενών αλλοιώσεων που προκαλούνται λόγω των αναβαθμίδων και των αγροτικών δρόμων. Πολλές αρχές έχουν σήμερα εύκολη πρόσβαση σε ενημερωμένα δεδομένα LIDAR υψηλής ανάλυσης, τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθούν για τον ορισμό των στρατηγικών για την διατήρηση του περιβάλλοντος, καθώς και για την ενίσχυση και τη βελτίωση της ποιότητας της εδαφικής γνώσης, και αυτή η έρευνα καταδεικνύει πώς αυτά τα μοντέλα μπορούν να προσφέρουν ένα εύκολα προσβάσιμο εργαλείο για τη διαχείριση ενιαίων χωρικών πεδίων.