Ταχεία Αστική Ανάπτυξη στην Κοιλάδα του Κατμαντού.
Από RemoteSensing Wiki
Ταχεία Αστική Ανάπτυξη στην κοιλάδα του Κατμαντού, Νεπάλ: Παρακολούθηση Δυναμικής της Χρήσης Γης και Κάλυψης Γης μιας πόλης των Ιμαλαΐων με εικόνες Landsat.
Πρωτότυπος τίτλος: Rapid Urban Growth in the Kathmandu Valley,Nepal: Monitoring Land Use Land Cover Dynamics of a Himalayan City with Landsat Imageries
Συγγραφείς:Asif Ishtiaque, Milan Shrestha and Netra Chhetri
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η κοιλάδα του Κατμαντού του Νεπάλ αποτελεί την επιτομή της συνεχούς αυξανόμενης τάσης αστικοποίησης κατά μήκος των λόφων των Ιμαλαΐων. Αυτή η μητροπολιτική κοιλάδα γνώρισε σημαντική μεταμόρφωση των τοπίων της κατά τις τελευταίες τέσσερις δεκαετίες, με αποτέλεσμα την ουσιαστική χρήση και κάλυψη γης (LULC). Ωστόσο, δεν υπήρξε σημαντική συστηματική ανάλυση της τάσης αστικοποίησης και του LULC που πραγματοποιείται σε αυτήν την κοιλάδα από το 2000. Η συγκεκριμένη μελέτη, με τη χρήση εικόνων από τέσσερις περιόδους μέσω του προγράμματος Landsat και συγκεκριμένα από τα έτη 1989, 1999, 2009 και 2016, ανίχνευσε τις μεταβολές που έχει υποστεί η γη και στη συνέχεια ανέλυσε τις ανιχνευθείσες αλλαγές υπό το πρίσμα μιας σειράς παραγόντων που οδηγούν σε αυτές. Μια προσέγγιση υβριδικής ταξινόμησης βασισμένη σε pixels χρησιμοποιήθηκε για να χωρίσει αυτές τις εικόνες σε πέντε LULC κατηγορίες και ανέλυσε τα αποτελέσματα που εξήχθησαν από αυτές. Αυτά δείχνουν ότι η αστική περιοχή επεκτάθηκε κατά 412% τις τελευταίες τρεις δεκαετίες και το μεγαλύτερο μέρος αυτής της επέκτασης συνέβη με τη μετατροπή κατά 31% της γεωργικής γης. Η πλειοψηφία της αστικής επέκτασης συνέβη κατά την περίοδο 1989-2009, και ακόμη συνεχίζεται, αλλάζοντας σημαντικά το αστικό τοπίο της κοιλάδας. Η κεντρική θέση της κοιλάδας του Κατμαντού και η μαζική έξαρση της μετανάστευσης από αγροτικές σε αστικές περιοχές, θεωρούνται ως οι κύριες αιτίες της ταχείας επέκτασης των κατοικημένων περιοχών και των ταχέων μετατροπών των γεωργικών περιοχών.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ολόκληρη η περιοχή των Ιμαλαΐων έχει υποστεί σημαντικές κοινωνικοοικονομικές αλλαγές τις τελευταίες πέντε δεκαετίες. Ωστόσο, ο ρυθμός και ο τρόπος που μερικές μεγάλες πόλεις στους πρόποδες των Ιμαλαΐων έχουν μετασχηματιστεί τις τελευταίες δεκαετίες είναι άνευ προηγουμένου, προκαλώντας ανησυχίες που σχετίζονται με τη βιωσιμότητα. Αυτή η κοιλάδα βιώνει αρκετές νέες περιβαλλοντικές προκλήσεις τις τελευταίες δεκαετίες, όπως η κυκλοφοριακή συμφόρηση, η ατμοσφαιρική ρύπανση, η πτώση του υδροφόρου ορίζοντα και η απώλεια ανοικτού χώρου. Ως εκ τούτου, η εποπτεία της χρήσης γης και της κάλυψης της γης στις πόλεις αυτές δεν είναι μόνο ένας ρεαλιστικός τρόπος ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης του μετασχηματισμού σε επίπεδο τοπίου, αλλά και παράθυρο για την κατανόηση των πολύπλοκων κοινωνικο-οικολογικών σχέσεων στην περιοχή που χαρακτηρίζεται από ευαισθησία σε κινδύνους και καταστροφές, όπως σεισμοί, κατολισθήσεις. Το Νεπάλ καταγράφεται ως μία από τις δέκα πρώτες ταχύτερα αναπτυσσόμενες χώρες στον κόσμο όσον αφορά την αστικοποίηση, όμως παρά την αύξηση και τα προβλήματα που αναφέρθηκαν νωρίτερα, πολύ λίγες μελέτες έχουν διεξαχθεί ώστε να επιδεικνύουν το πρόβλημα. Παρόλο που οι μελέτες αυτές κατέδειξαν τις τροχιές μετασχηματισμού της γης από την δεκαετία του 1980 έως τη δεκαετία του 2000,μεγάλο μέρος των νέων μετατροπών της γεωργικής γης σε κατοικήσιμες γίνονται για κερδοσκοπικούς λόγους. Ο στόχος της έρευνας είναι να εξετάσει τη δυναμική του μετασχηματισμού της γης την περίοδο 1989-2016, χρησιμοποιώντας απεικονίσεις μέσω Landsat και μεθόδους ανάλυσης βασισμένες σε pixel και να υπογραμμίσει την αξία της παρακολούθησης της αστικής ανάπτυξης των πόλεων των Ιμαλαίων, για την ενίσχυση του διαλόγου με στόχο τη καλύτερη διαχείριση της αστικής ανάπτυξης.
ΠΕΡΙΟΧΗ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΞΕΤΑΣΗΣ
Η περιοχή που θα εξεταστεί είναι η κοιλάδα του Κατμαντού που χωρίζεται σε πέντε δήμους: το Kathmandu, το Lalitpur, το Kirtipur, το Madhyapur Thimi και το Bhaktapur. Όλες αυτές οι περιοχές περιλαμβάνουν άναρχη αστική ανάπτυξη, ανεπαρκής επιβολή των πολιτικών χρήσης γης, ανεπαρκώς διατηρούμενες πολεοδομικές υποδομές, μαζική εισροή ανθρώπων από τις γύρω αγροτικές περιοχές και την ενδοχώρα, κερδοσκοπία μέσω της γης, υπερβάλλουσα εμπορική δραστηριότητα και κενά στην προσφορά και τη ζήτηση για βασικές υπηρεσίες.
Σε αυτή την έρευνα χρησιμοποιείται μια προσέγγιση βασισμένη στα pixel για τη ανίχνευση της χρήσης και κάλυψης γης. Οι Lu et al. και Tewkesbury et al. παρείχαν μια μεγάλη λίστα μεθόδων ανίχνευσης αλλαγών που βασίζονται σε pixel. Από όλες αυτές τις μεθόδους, η μέθοδος της σύγκρισης πριν και μετά την ταξινόμηση έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως λόγω των συγκριτικών της πλεονεκτημάτων. Στις τεχνικές προ-ταξινόμησης, ανιχνεύονται αλλαγές LULC μέσω των διαφορών στις τιμές ανάκλασης των pixel μεταξύ των ημερομηνιών ενδιαφέροντος. Ωστόσο, αυτές οι τεχνικές δεν είναι αποτελεσματικές για να δείξουν τη φύση της αλλαγής. Από την άλλη πλευρά, η μετά την ταξινόμηση σύγκριση παρέχει έναν πλήρη πίνακα για την ανίχνευση αλλαγών, γεγονός που την καθιστά την πιο αποδεκτή από τις χρησιμοποιούμενες τεχνικές ανίχνευσης αλλαγών και για αυτό το λόγο αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται και σε αυτήν την εργασία. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τέσσερις φωτογραφίες των ετών 1989, 1999, 2009 και 2016 που απέκτησαν μέσω του προγράμματος Landsat. Η ποιότητα απόκτησης αυτών των εικόνων ήταν η υψηλότερη, ενώ η κάλυψη των σύννεφων ήταν ασήμαντη στις εικόνες του 2009 και του 2016. Οι εικόνες του 1989 και του 1999 έχουν σημαντική κάλυψη από σύννεφα, ωστόσο αυτή βρισκόταν στη δυτική άκρη της εικόνας Landsat ενώ η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο κέντρο της εικόνας. Πρέπει να τονιστεί ότι η επεξεργασία των φωτογραφιών κρίνεται αναγκαία πριν την ανάλυση τους. Τα βήματα προεπεξεργασίας εικόνων περιλαμβάνουν τη συμπλήρωση των κενών του διορθωτή γραμμής σάρωσης (SLC), τη ραδιομετρική διόρθωση και τη διαδικασία βελτίωσης της εικόνας. Στην ταξινόμηση εικόνων βασισμένη σε εικονοστοιχεία, ένας συνδυασμός τόσο εποπτευόμενης όσο και μη εποπτευόμενης ταξινόμησης παρέχει ένα πιο ακριβές σύστημα ταξινόμησης της χρήσης γης. Σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιείται μια υβριδική προσέγγιση κατάταξης για την εξαγωγή πέντε κύριων φασματικών τάξεων χρήσης γης. Η υβριδική προσέγγισή περιλαμβάνει την μη επιτηρούμενη ταξινόμηση των εικόνων ακολουθούμενη από εποπτευόμενη ταξινόμηση. Οι πέντε φασματικές τάξεις που δημιουργήθηκαν χαρακτηρίστηκαν ως αστική περιοχή, αγροτική περιοχή, δάσος, γυμνό έδαφος και ποτάμι και βασίστηκαν στη παρατήρηση μέσω του προγράμματος Google Earth. Αρχικά η υβριδική ταξινόμηση που χρησιμοποιήθηκε στη συγκεκριμένη έρευνα ξεκίνησε με μια μη εποπτευόμενη υπερταξινόμηση που ομαδοποίησε τα δεδομένα σε 75 τάξεις κι αυτό γιατί ο ακριβής αριθμός των φασματικών τάξεων στο σύνολο δεδομένων ήταν ακόμα άγνωστος. Οι φασματικά παρόμοιες κατηγορίες του ίδιου τύπου χρήσης γης συγχωνεύθηκαν. Στη συνέχεια, επιλέχθηκαν τουλάχιστον 100 δείγματα για κάθε μία τάξη. Αυτές οι φασματικές υπογραφές θεωρήθηκαν ικανοποιητικές μόνο όταν η σύγχυση μεταξύ της χρήσης γης ήταν ελάχιστη. Κατόπιν πραγματοποιήθηκε μια εποπτευόμενη ταξινόμηση χρησιμοποιώντας τη ταξινόμηση μέγιστης πιθανοφάνειας (MLC).
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Μέσα από την ανάλυση των ομαδοποιημένων φωτογραφιών που προήλθαν από το πρόγραμμα Landsat, προκύπτουν τα στοιχεία του πίνακα 1 για τα έτη 1989 έως 2016 για τη περιοχή της κοιλάδας του Κατμαντού, που δείχνει την τεράστια οικοδομική έξαρση και τη μείωση των καλλιεργήσιμων εδαφών, των δασών, των ποταμών και των γυμνών εδαφών.Εκτός από τα στοιχεία που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1, οι ερευνητές παρουσιάζουν στον πίνακα 2, τις μεταβολές ανάμεσα στις τάξεις που εξετάζονται για τις χρονολογικές περιόδους που αφορούν οι ομαδοποιημένες φωτογραφίες. Έχουν δημιουργήσει δηλαδή μήτρες σύγκρισης των υπό εξέταση ετών, έτσι ώστε να γίνουν κατανοητές οι επιμέρους μεταβολές των μεγεθών από περίοδο σε περίοδο.
Τα αποτελέσματα της ανίχνευσης αλλαγών LULC καθιστούν σαφές ότι αυτή η κοιλάδα έχει βιώσει ένα πρωτοφανές επίπεδο αστικής ανάπτυξης τις τελευταίες τρεις δεκαετίες. Το τελευταίο τέταρτο του 20ού αιώνα παρατηρήθηκε μια ταχεία επέκταση της κοιλάδας του Κατμαντού, αντανακλώντας την τάση της αστικής ανάπτυξης που κυριαρχεί στη περιοχή των Ιμαλαίων. Αυτή η τάση μεταμόρφωσε τη κοιλάδα σε μια μητρόπολη της «συγκεκριμένης ζούγκλας», που αγωνίζεται να διατηρήσει την ιστορική της ταυτότητα και το οικοσύστημα της. Με βάση μια προσεκτική ανασκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, οι ερευνητές εντόπισαν ότι οι αιτίες που έχουν συμβάλλει άμεσα σε αυτό το μετασχηματισμό, είναι οι (α) μετανάστευση από αγροτικές σε αστικές περιοχές, (β) η κεντρική θέση της κοιλάδας του Κατμαντού που την καθιστά οικονομικό κέντρο, (γ) οι κοινωνικοπολιτικοί παράγοντες, και (δ) η άνοδος της αγοράς ακινήτων. Όλα αυτά είναι αναμφισβήτητα σχετιζόμενα με τις κυβερνητικές πολιτικές (ή την έλλειψή τους).
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Οι μεταβολές στη χρήση γης και κάλυψη γης που υφίσταται η κοιλάδα του Kατμαντού, έγιναν αντικείμενο έρευνας σε αυτή τη μελέτη και έδειξαν την τάση αστικοποίησης που σαρώνει την περιοχή των Ιμαλαίων και πέραν αυτής. Αυτή η τάση είναι μια μορφή του "αστικού πρωταρχικού μοντέλου", στο οποίο μια πόλη -συνήθως η πρωτεύουσα- ελέγχει τη ροή όλων των οικονομικών συναλλαγών, τη βιομηχανική παραγωγή και, κυρίως, τη διακυβέρνηση μιας χώρας. Άκρως εντυπωσιακό είναι ότι οι περί-αστικές γεωργικές περιοχές παραβιάζονται από την ταχεία ανάπτυξη κατοικιών που επεκτείνεται προς τα έξω σε μια τυπική ομόκεντρη ζώνη. Η κατοικημένη περιοχή επεκτείνεται ταχέως, κυρίως σε βάρος γεωργικών εκτάσεων. Τις τελευταίες τρεις δεκαετίες, οι οικιστικές περιοχές αυξήθηκαν κατά 412%, ενώ η γεωργική γη μειώθηκε κατά 31%. Η αστική ανάπτυξη στην κοιλάδα του Κατμαντού συνέχισε να είναι ταχεία και σε μεγάλο βαθμό ανεξέλεγκτη και δεδομένου ότι η κοιλάδα αναμένεται να αυξηθεί το μέλλον, η μη διαμόρφωση στρατηγικών βιώσιμης αστικής ανάπτυξης και η μη αποτελεσματική εφαρμογή τους θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρές κοινωνικό -περιβαλλοντικές επιπτώσεις, συμπεριλαμβανομένης της στασιμότητας της οικονομικής παραγωγικότητας, κακές υποδομές, χαμηλή ποιότητα ζωής και αύξηση του αστικού χάσματος. Επομένως είναι ιδιαίτερα επείγον να εξεταστεί το θέμα και οι επιπτώσεις της μετατροπής της γεωργικής γης στο οικοδομικό περιβάλλον, η κοινωνικό-οικολογική σημασία της εξαφάνισης του ανοικτού χώρου, ο κατακερματισμός οικοτόπων, η αλλαγή προς το αστικό σύστημα διατροφής, το αυξανόμενο αστικό χάσμα, η αύξηση των επιπέδων ρύπανσης και, το σημαντικότερο, η διακυβέρνηση της αστικής ανάπτυξης (ή η έλλειψή της).
