Η μορφοδυναμική μιας άγονης «Playa» / αλυκής (Salar de Uyuni), με τη χρήση πολλαπλών-χρονικά εικόνων Landsat
Από RemoteSensing Wiki
Η μορφοδυναμική μιας άγονης «Playa»/ αλυκής, με τη χρήση πολλαπλών-χρονικά εικόνων Landsat σε μια ημι-άνυδρη εσωτερικά, λεκάνη απορροής της λίμνης Salar de Uyuni, στη Βολιβία.
Οι playas, όντας μέρος των εσωτερικών λεκανών απορροής, έχουν εξέχουσα περιβαλλοντική σημασία, καθώς πρόκειται για οικοσυστήματα με σημαντικά ενδημικά μικρόβια, φυτά και ζώα, και βοηθούν στην ερμηνεία της σχέσης κλιματολογικών και τεκτονικών δραστηριοτήτων σε μια ήπειρο. Με τον όρο playas, νοείται μία επίπεδη περιοχή, η οποία καλύπτεται προσωρινά με νερό, και στη συνέχεια γίνεται ξηρή μέσω εξάτμισης, δηλαδή πρόκειται για ένα αλκαλικό επίπεδο ή αλυκή. Έχει αποδειχθεί ότι ιζήματα στις playas μπορούν να αποτελέσουν δυνητικές δεξαμενές υδρογονανθράκων. Η επιστήμη της τηλεπισκόπησης, αποτελεί εργαλείο για την ανίχνευση και συλλογή χωρικών πληροφοριών για τις playas. Ενώ η πλειονότητα των μελετών αφορά τεχνικές τηλεανίχνευσης εβαπορίτη, λίγες είναι οι μελέτες σχετικά με το μέγεθος των κόκκων και τις γεωμορφολογικές μεταβολές, λόγω δυσκολιών στη προσβασιμότητα είτε επικίνδυνων περιβαλλόντων.
Η παρούσα έρευνα αφορά την ανάλυση των μορφοδυναμικών μιας playa, από δεδομένα πολλαπλών χρονικά εικόνων Landsat, στην ημι-άνυδρη εσωτερικά λεκάνη απορροής της λίμνης Salar de Uyuni, στη Βολιβία. Η περιοχή μελέτης, βρίσκεται στο νοτιανατολικό άκρο της μεγαλύτερης λίμνης άλατος (Salar de Uyuni) σε υψόμετρο 3.656μ., και έχει έκταση 10.582 τ.χλμ.. Αξίζει να σημειωθεί ότι, η περιοχή βρίσκεται στο νότιο τμήμα της λεκάνης Altiplano, η οποία διαμορφώθηκε ως τμήμα των Βολιβιανών Άνδεων.
Στη παρούσα μελέτη, έγινε χρήση εικόνων Landsat, σε συνδυασμό με δεδομένα βροχόπτωσης (από το 1985 έως 2012, ημερησίως) και έρευνα πεδίου, ώστε οι ερευνητές να αναλύσουν τη μορφοδυναμική των playa. Αρχικά, προσδιορίζεται από τους ερευνητές, από τη δορυφορική εικόνα Landsat στις 11 Νοεμβρίου του 2012 και από πραγματικά δεδομένα εδάφους, η σχέση μεταξύ των διαφόρων τύπων των ιζημάτων (αλάτι, άμμος, άργιλος) και η ανακλαστικότητα αυτών. Στο σημείο αυτό, αναφέρεται η βασική θεωρία για τη σχέση αυτή. Εάν το ίζημα είναι πολύ παχύ (άρα και το πορώδες είναι υψηλό γεγονός που προδίδει υψηλή ικανότητα αποθήκευσης νερού), η ανακλαστικότητα είναι χαμηλή. Αντίστοιχα, όταν το ίζημα είναι ψιλή άμμος ή λάσπη, η ανακλαστικότητα είναι υψηλή. Ωστόσο, όταν η περιεκτικότητα σε άργιλο αυξάνεται, αυξάνεται και η ικανότητα αποθήκευσης νερού. Στην περιοχή, λόγω της εξατμισοδιαπνοής (1500 mm/έτος), το νερό στα ιζήματα καθιζάνει το άλας στη μακρά περίοδο ξηρασίας (Απρίλη με Νοέμβριο). Στην περίπτωση που η επιφάνεια καλύπτεται από αλάτι, η ανακλαστικότητα είναι μεγάλη σε αντίθεση με τις πλούσιες σε άργιλο περιοχές.
Ως εικόνα αναφοράς/ ακρίβειας χρησιμοποιήθηκε εικόνα Landsat TM 2011, για την ομαλοποίηση όλων των εικόνων Landsat από το 1985 έως το 2011 (επιλέγοντας εικόνες από τη ξηρή περίοδο, προσδιορίζοντάς τες ύστερα από την ανωτέρω συλλογή στοιχείων για τις κατακρημνίσεις), καταλήγοντας σε πολύ υψηλή συσχέτιση μεταξύ της εικόνας αναφοράς και της τελικής εικόνας.
Επιπρόσθετα, οι μελετητές δημιούργησαν ένα έγχρωμο σύνθετο, με τα κανάλια 7(2.08–2.35 μm), 5 (1.55–1.75 μm) και 1 (0.45–0.52 μm), (βλ. Εικόνα 1) και σύμφωνα με αυτό αλλά και τα δεδομένα της δειγματοληψίας στην περιοχή, έγινε η επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης, αναγνωρίζοντας τέσσερις τύπους υλικών στην επιφάνεια της περιοχής μελέτης. Τα υλικά είναι τα εξής, και παρουσιάζονται στην Εικόνα 2: A) μείγμα αλατιού και ιζημάτων (αλμυρή επιφάνεια), B) λάσπη (επιφάνεια πλούσια σε λάσπη), C) άργιλος, (επιφάνεια πλούσια σε άργιλο) και D) καθαρό αλάτι (επιφάνεια με παχιά κρούστα αλατιού.
Οι φασματικές βιβλιοθήκες που δημιουργήθηκαν για κάθε έναν από τους τέσσερις τύπους ιζήματος, χρησιμοποιήθηκαν για την ταξινόμηση, η οποία πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας. Η προσέγγιση ολοκληρώθηκε με τη δημιουργία χάρτη ομαδοποίησης. Η αξιολόγηση ήταν επιτυχής, καθότι η συνολική ακρίβεια ήταν 92,83% και ο συντελεστής Kappa 0,90. Ακόμη, ερευνήθηκε η συνοχή της ανάκλασης συναρτήσει του χρόνου για διαφορετικές εικόνες και παρατηρήθηκε ότι η απόλυτη διαφορά των ποσοστών ανακλαστικότητας μεταξύ της εικόνας του 2011 και του 2012 ήταν μικρότερη του 3%, και λειτούργησε ως «κατώφλι» (threshold) για τη ταξινόμηση.
Συμπερασματικά, σύμφωνα με τους χάρτες ομαδοποίησης, η πλούσια σε άργιλο επιφάνεια παρέμεινε η πιο κυρίαρχη επιφάνεια, με ελάχιστες εξαιρέσεις, για ολόκληρη την περίοδο, με ποσοστό 40% επί του συνόλου της επιφάνειας της περιοχής μελέτης. Επίσης, η ποσότητα αλατιού ήταν σχετικά σταθερή με την πάροδο του χρόνου συγκριτικά με τα άλλα επιφανειακά υλικά στην περιοχή μελέτης. Η πλούσια σε λάσπη επιφάνεια έδειξε ότι σχετίζεται με τις πλαγιές και τις όχθες του ποταμού, ενώ η πλούσια σε άργιλο επιφάνεια σχετίζεται με τις πλημμύρες. Η επιφάνεια λάσπης έχει μια ασθενή συσχέτιση με την ετήσια βροχόπτωση, ενώ η αλμυρή επιφάνεια τείνει να είναι αντιστρόφως ανάλογη προς την ετήσια βροχόπτωση. Τέλος, ταυτοποιήθηκαν οι γεωμορφολογικές αλλαγές, όπως ο σχηματισμός ρωγμών και η εγκατάλειψη καναλιών του ποταμού, ενώ αυξήθηκε η επιφάνεια λάσπης λόγω υψηλών ετήσιων κατακρημνίσεων.
Πηγή: J. Li, M. Menenti, Al. Mousivand & S. M. Luthi (2014) Non-Vegetated Playa Morphodynamics Using Multi-Temporal Landsat Imagery in a Semi-Arid Endorheic Basin: Salar de Uyuni, Bolivia
Πρωτότυπο άρθρο εδώ: [1]
