Παρακολούθηση χιονοκάλυψης με χρήση τηλεπισκοπικών μεθόδων
Από RemoteSensing Wiki
Monitoring of glacier in Alaknanda basin using remote sensing data
Rahul Nijhawana, P.K. Garga, P.K. Thakurb a Geomatics Engineering, Civil Engineering Department, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee 247667, India b Water Resources Department, Indian Institute of Remote Sensing (ISRO), Govt. of India, Dehradun, India Received 4 February 2016, Accepted 11 April 2016, Available online 27 April 2016
πηγή: [[1]]
Μετάφραση και Περίληψη
Περίληψη
Η μελέτη αυτή παρακολουθεί τα μεγάλα Ιμαλάια μεταξύ των ετών 1998 – 2008 με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων. Δορυφορικά δεδομένα Landsat χρησιμοποιήθηκαν για την παρακολούθηση των μεταβολών στην περιοχή των παγετώνων. Η χιονισμένη περιοχή (SCA) του τμήματος της λεκάνης Alaknanda υπολογίστηκε τόσο για το χειμώνα και το καλοκαίρι. Παρατηρήθηκε ότι το ποσό της μείωσης της SCA ήταν περισσότερο την χειμερινή περίοδο σε σύγκριση με την καλοκαιρινή, η οποία δείχνει επίσης το ποσοστό της υποχώρησης των παγετώνων. Αυτή η μελέτη επίσης χαρακτηρίζει το χιόνι σε δύο κατηγορίες (1) ξηρό και (2) υγρό χιόνι.
Εισαγωγή
Οι παγετώνες δρουν ως ένα μέσο για να καθοριστεί η κλιματική αλλαγή. Η αλλαγή στο ισοζύγιο της μάζας τους δείχνει την αλλαγή των κλιματολογικών συνθηκών. Η αλλαγή στη θέση του ρύγχους σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα αντιπροσωπεύει την επίδραση της κλιματικής αλλαγής στον παγετώνα. Έτσι, για τη σύγκριση της φυσικής αλλαγής με την ατμοσφαιρική μεταβολή, απαιτείται συνεχής παρακολούθηση των παγετώνων. Αρκετοί από τους παγετώνες των Ιμαλαΐων υποχωρούν. Η υποχώρηση αυτή οφείλεται κυρίως στην αύξηση των παγκόσμιων φαινομένων του πλανήτη, αλλά και στην αλλαγή των κλιματολογικών συνθηκών. Κατά τη διάρκεια του 19ου και 20ου αιώνα, η χιονισμένα περιοχή (SCA) και το ισοδύναμο νερό του χιονιού (SWE) πραγματοποιούταν με μετρήσεις πεδίου. Στα τελευταία χρόνια του 20ου αιώνα, η SCA και SWE παρακολουθείται πιο αποτελεσματικά σε παγκόσμιο επίπεδο, χρησιμοποιώντας τις εικόνες των ενεργητικών και παθητικών δορυφόρων. Επί του παρόντος, πολλές τεχνικές με ή χωρίς επίβλεψη, η φασματική ανάλυση, τα δεδομένα Landsat NDSI, τα δεδομένα MODIS NDSI και τα μοντέλα γραμμικής ανάκλασης χιονοκάλυψης είναι διαθέσιμες προκειμένου να υπολογιστεί η SCA.
Περιοχή Μελέτης
Η περιοχή μελέτης καλύπτει τη λεκάνη απορροής Alaknanda που αποτελεί μέρος των Ιμαλάϊων όπως φαίνεται στην εικόνα 1.
Μεθοδολογία
Σε αυτή τη μελέτη πραγματοποιήθηκε εποπτεία των παγετώνων στη λεκάνη απορροής Alaknanda μεταξύ των ετών 1998 και 2008. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα ERDAS Imagine 2013. Αρχικά, οι DN εικόνες μετατράπηκαν σε εικόνες ανάκλασης. Στη συνέχεια, οι εικόνες ανάκλασης χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό του κανονικοποιημένου δείκτης διαφοράς χιονιού (NDSI), χρησιμοποιώντας τον τύπο:
NDSI=(GREEN-SWIR)/(GREEN+SWIR)
Όπου χρησιμοποιείται το υψηλής ανακλαστικότητας (πράσινο) και χαμηλής ανακλαστικότητας (βραχέων κυμάτων υπέρυθρο (SWIR)) για τον προσδιορισμό της SCA. Έτσι, χρησιμοποιώντας την τεχνική αυτή η περιοχή είχε ταξινομηθεί σε χιόνι και μη χιόνι περιοχές. Η τιμή κατωφλίου που χρησιμοποιείται ήταν 0,4. Στη συνέχεια, το χιόνι είχε χαρακτηριστεί ως ξηρό και υγρό χιόνι. Αυτό έγινε με τη χρήση των δεδομένων ζώνης εγγύς υπέρυθρο (NIR). Το υγρό χιόνι ταυτοποιήθηκε για ανακλαστικότητα μικρότερη από 50%, ενώ εάν η ανακλαστικότητα είναι μεγαλύτερη από 50%, τότε ταξινομήθηκε ως ξηρό χιόνι. Η εικόνα ταξινομήθηκε σε χιόνι και μη χιόνι, χρησιμοποιώντας τις τεχνικές ταξινόμησης με εποπτεία. Η κατηγοριοποίηση πραγματοποιήθηκε για διάφορους αλγόριθμους και παρατηρήθηκε ότι τα καλύτερα αποτελέσματα ελήφθησαν στην περίπτωση της ταξινόμησης Μέγιστης Πιθανότητας. Η εικόνα 2 δείχνει τη μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε.
Αποτελέσματα
Σε αυτή τη μελέτη η SCA υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας τις εικόνες Landsat. Εδώ, για κάθε έτος, συλλέχθηκαν εικόνες τόσο το χειμώνα όσο και το καλοκαίρι. Οι περισσότερες εικόνες ήταν διαθέσιμες για καλοκαιρινή σεζόν σε σύγκριση με το χειμώνα, καθώς τα περισσότερα από τα δεδομένα σε χειμερινής σεζόν, ήταν καλυμμένο με σύννεφα. Η ανάλυση σχετικά με την SCA παρουσίασε πτωτική τάση το χειμώνα και το καλοκαίρι. Η κλίση ήταν πιο απότομη τους χειμώνες. Στην ανάλυση υγρού και ξηρού χιονιού παρατηρήθηκε ότι ξηρό χιόνι κυριαρχεί το χειμώνα. Η εικόνα 3 δείχνει την μεταβολή της SCA ενώ η εικόνα 4 δείχνει μια σύγκριση του υγρού και ξηρού χιονιού στην Alaknanda.
