Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων (Πελοπόννησος, 2007) µε δηµόσια δεδοµένα και χρήση ΕΛ/ΛΑΚ Νίκος Αλεξανδρής 19/20 Νοεµβρίου 2010
Μεταπυρική ορυφορική Εικόνα Τα δεδοµένα MODIS έχουν ληφθεί από: The Land Processes Distributed Active Archive Center https://lpdaac.usgs.gov/lpdaac/get_data/data_pool
Πυρκαγιές στην Πελοπόννησο (2007) 6000+ δασικές πυρκαγιές Ϲηµιές σε: εκτεταµένες δασικές περιοχές αγροτικές καλλιέργειες µεγάλο αριθµό οικισµών τοπική και εθνική οικονοµία ϑάνατος 70+ ανθρώπων Ολική επιφάνεια ~22,1 κµ 2 (ξηρά ~21,4 κµ 2 και γειτονικά νησιά) Ακτογραµµή από: NOAA, http://rimmer.ngdc.noaa.gov
Χαρτογράφηση Καµένων: Γιατί; Ουσιαστική για Αποτίµηση καταστροφής Κόστος αποκατάστασης Εκτίµηση κινδύνου πυρκαγιάς Ενίσχυση πρόληψης Ιδιαίτερα υψηλό κόστος Ποιότητα δεδοµένων (γεωµετρική ανάλυση) Προγράµµατα ανάλυσης (άδειες απόκτησης, χρήσης)
Χαρτογράφηση Καµένων: Γιατί; Ουσιαστική για Αποτίµηση καταστροφής Κόστος αποκατάστασης Εκτίµηση κινδύνου πυρκαγιάς Ενίσχυση πρόληψης Ιδιαίτερα υψηλό κόστος Ποιότητα δεδοµένων (γεωµετρική ανάλυση) Προγράµµατα ανάλυσης (άδειες απόκτησης, χρήσης)
Εναλλακτικές Λύσεις Ελαχιστοποίησης Κόστους ηµόσια δεδοµένα Αξιοποίηση δηµόσιων χωρικών δεδοµένων µέτρια/χαµηλή γεωµετρική ανάλυση χαρακτηρίζονται συνήθως από υψηλή χρονική ανάλυση κατάλληλα για επιχειρησιακές ανάγκες Ελεύθερο Λογισµικό Ανοιχτού Κώδικα Εκµηδένιση κόστους απόκτησης/χρήσης Μελέτη και προσαρµογή πηγαίου κώδικα σε συγκεκριµένες ανάγκες Ο πραγµατικός παράγοντας κόστους......είναι το Know-How
Εναλλακτικές Λύσεις Ελαχιστοποίησης Κόστους ηµόσια δεδοµένα Αξιοποίηση δηµόσιων χωρικών δεδοµένων µέτρια/χαµηλή γεωµετρική ανάλυση χαρακτηρίζονται συνήθως από υψηλή χρονική ανάλυση κατάλληλα για επιχειρησιακές ανάγκες Ελεύθερο Λογισµικό Ανοιχτού Κώδικα Εκµηδένιση κόστους απόκτησης/χρήσης Μελέτη και προσαρµογή πηγαίου κώδικα σε συγκεκριµένες ανάγκες Ο πραγµατικός παράγοντας κόστους......είναι το Know-How
Εναλλακτικές Λύσεις Ελαχιστοποίησης Κόστους ηµόσια δεδοµένα Αξιοποίηση δηµόσιων χωρικών δεδοµένων µέτρια/χαµηλή γεωµετρική ανάλυση χαρακτηρίζονται συνήθως από υψηλή χρονική ανάλυση κατάλληλα για επιχειρησιακές ανάγκες Ελεύθερο Λογισµικό Ανοιχτού Κώδικα Εκµηδένιση κόστους απόκτησης/χρήσης Μελέτη και προσαρµογή πηγαίου κώδικα σε συγκεκριµένες ανάγκες Ο πραγµατικός παράγοντας κόστους......είναι το Know-How
Συνοπτικά 1 Ελεύθερα (δηµόσια) δεδοµένα και ΕΛ/ΛΑΚ 2 Μέθοδοι MODIS, CORINE2000, GLC2000 GRASS-GIS, QGIS, R, SQLite Επιβλεπόµενη ταξινόµηση εικόνας Σύγκριση προ- και µεταπυρικών ταξινοµήσεων Ταξινόµηση επιλεγµένων (Κυρίων) Συνιστωσών Βελτίωση δεδοµένων ϐάσει εµπειρικής κανονικοποίησης 3 Αποτίµηση της ζηµιάς ιατοµή καµένων εκτάσεων µε χάρτες κάλυψης/χρήσης γης CORINE2000 και GLC2000 4 Εκτίµηση ακρίβειας Αξιολόγηση των χαµηλής ανάλυσης χαρτών καµένων εκτάσεων ϐάσει του ορίου Pareto
ορυφορικά εδοµένα Ανακλώµενης Ακτινοβολίας Ηµερίσια προϊόντα ΜΟ ΙΣ Λ2Γ Λεπτοµέρειες... αίθριες καιρικές συνθήκες µέση γωνία δορυφορικής λήψης 28 πρόσϕατα καµένες εκτάσεις ανακλούν λιγότερη ακτινοβολία σε NIR, MIR µεταπυρική, Ιουλιανή µέρα 242 του 2007 (δεξιά στήλη) t λήψεις της αυτής εποχής (όµοιες περιβαλλοντικές συνθήκες) χαµηλή διαµεταβλητότητα ανακλαστικής συµπεριφοράς προπυρική, Ιουλιανή µέρα 239 του 2006 (αριστερή στήλη) t
Πληροφορίες Κάλυψης / Χρήσης Γης CORINE2000 και GLC2000
Μερικές Τεχνικές Χαρτογράφησης Καµένων Επιβλεπόµενη ταξινόµηση µεταπυρικών διαύλων επιλεγµένων κυρίων συνιστωσών από µεταπυρικούς διαύλους διχρονικές συνθετικές εικόνες Μεταταξινοµικές συγκρίσεις
Μερικές Τεχνικές Χαρτογράφησης Καµένων Επιβλεπόµενη ταξινόµηση µεταπυρικών διαύλων επιλεγµένων κυρίων συνιστωσών από µεταπυρικούς διαύλους διχρονικές συνθετικές εικόνες Μεταταξινοµικές συγκρίσεις
Μερικές Τεχνικές Χαρτογράφησης Καµένων Επιβλεπόµενη ταξινόµηση µεταπυρικών διαύλων επιλεγµένων κυρίων συνιστωσών από µεταπυρικούς διαύλους διχρονικές συνθετικές εικόνες Μεταταξινοµικές συγκρίσεις
Μερικές Τεχνικές Χαρτογράφησης Καµένων Επιβλεπόµενη ταξινόµηση µεταπυρικών διαύλων επιλεγµένων κυρίων συνιστωσών από µεταπυρικούς διαύλους διχρονικές συνθετικές εικόνες Μεταταξινοµικές συγκρίσεις
Μερικές Τεχνικές Χαρτογράφησης Καµένων Επιβλεπόµενη ταξινόµηση µεταπυρικών διαύλων επιλεγµένων κυρίων συνιστωσών από µεταπυρικούς διαύλους διχρονικές συνθετικές εικόνες Μεταταξινοµικές συγκρίσεις
Επιβλεπόµενη Ταξινόµηση ϐάσει SMAP (Sequential Maximum a Posteriori) ΣΜΑΠ αλγοριτηµ (Βουµαν ανδ Σαπηιρο, 1992 ανδ 1994) 1 Ορισµός συστήµατος ταξινόµησης 2 Συλλογή δειγµάτων εκµάθησης 3 Παραγωγή ϕασµατικών υπογραφών ϐασισµένων στα δείγµατα 4 Κατάτµηση και ταξινόµηση οδηγούµενη από τις ϕασµατικές υπογραφές Training samples Bare ground Burned areas Urban surfaces Vegetation Water 0 100 km
Ταξινόµηση Μεταπυρικών ιαύλων Ταξινόµηση ϐασισµένη (αριστερά) στους διαύλους 1 και 2 (250 µ), (κέντρο) 2 και 7 (500 µ), και (δεξιά) 2, 6 και 7 (500 µ)
Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών 1 2 3 4 5 6
Ταξινόµηση Επιλεγµένων Κυρίων Συνιστωσών Ταξινοµήσεις ϐασισµένες σε επιλεγµένες κύριες συνιστώσες προερχόµενες από µεταπυρική εικόνα (αριστερά, 164,100 ηα) από διχρονική συνθετική εικόνα (δεξιά, 171,850 ηα)
Μετα-ταξινοµική σύγκριση στο παράδειγµα αυτό χρησιµοποιήθηκαν οι δίαυλοι 2, 6 και 7
Κατανοµή καµένων εκτάσεων
Κατανοµή καµένων ϐάσει CORINE (1) Class Land cover/ land use class Area (ha) 112 Discontinuous urban fabric 353.26 122 Road and rail networks and associated land 211.30 133 Construction sites 86.52 142 Sport and leisure facilities 48.09 211 Non-irrigated arable land 2,271.62 212 Permanently irrigated land 282.01 213 Rice fields 48.21 221 Vineyards 2,582.65 222 Fruit trees and berry plantations 201.06 223 Olive groves 14,588.64 242 Complex cultivation patterns 15,279.42 243 Agricultural land with areas of natural vegetation 45,656.63 311 Broad-leaved forest 8,842.24......... Total 170,788.79
Κατανοµή καµένων ϐάσει CORINE (2) Class Land cover/ land use class Area (ha)......... 311 Broad-leaved forest 8,842.24 312 Coniferous forest 14,278.21 313 Mixed forest 9,905.07 321 Natural grasslands 9,059.97 322 Moors and heathland 0.03 323 Sclerophyllous vegetation 26,471.64 324 Transitional woodland-shrub 20,521.81 333 Sparsely vegetated areas 100.43 Total 170,788.79
Λάθη ταξινόµησης ϐάσει CORINE Class Land cover/ land use class Area (ha) 131 Mineral extraction sites 60.87 331 Beaches, dunes, sands 259.43 332 Bare rocks 5.83 334 Burnt areas 15.52 411 Inland marshes 63.77 421 Salt marshes 229.54 511 Water courses 213.94 512 Water bodies 2.03 Total 850.92
Κατανοµή καµένων ϐάσει GLC2000 Class Land cover class Area (ha) 2 Tree Cover, broadleaved, deciduous, closed 1,500 4 Tree Cover, needle-leaved, evergreen 48,000 6 Tree Cover, mixed leaf type 16,975 11 Shrub Cover, closed-open, evergreen 90,475 12 Shrub Cover, closed-open, deciduous 1,100 16 Cultivated and managed areas 13,650 Total 171,700
Εκτίµηση Ακρίβειας Αποτελεσµάτων είγµα Καµένων από Landsat7 SLC-off
Το όριο Παρετο Νίκος Αλεξανδρής Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων (Πελοπόννησος, 2007 Μεθοδολογία ϐασισµένη σε στατιστικούς δείκτες που προέρχονται από τον πίνακα σϕαλµάτων Ασχολείται µε την επίδραση της χαµηλής ανάλυσης των αρχικών δεδοµένων στην ακρίβεια του τελικού προϊόντος Αναλύει ποσοτικά την εναλλαγή µεταξύ σϕαλµάτων παράλειψης (omission) και συµπερίληψης (commission) Βοηθά στην κατανόηση του αν η περιορισµένη ακρίβεια των χαρτών χαµηλής ανάλυσης οφείλεται στην κακή αποτελεσµατικότητα του αλγορίθµου ταξινόµησης ή την χαµηλή ανάλυση των αρχικών δεδοµένων τηλεπισκόπησης
Το όριο Παρετο για Ταξινοµήσεις ϐάσει Επιλεκτικής ΑΚΣ Νίκος Αλεξανδρής Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων (Πελοπόννησος, 2007 Pareto boundary based on Landsat7 (SLC off) samples Omission & Commission errors of Classification techniques Commission error 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Commission error 0.365 0.370 0.375 0.380 85.45% Classification methods 84.16% Eigenvectors on covariance of raw data Eigenvectors on covariance of normalised data Eigenvectors on correlation of normalised data SVD on uncentered, unscaled raw data SVD on uncentered, unscaled normalised data SVD on uncentered, unscaled normalised data + manual corrections 85.8% 84.75% 85.78% 85.25% 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Omission error 0.15 0.20 0.25 0.30 Omission error
Περιοχές Κυριαρχίας και (Γραµµικές) Γραµµές Κόστους 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 Νίκος Αλεξανδρής Χαρτογράφηση καµένων εκτάσεων (Πελοπόννησος, 2007 Oe/Ce of Classification techniques Linear cost iso lines Commission error 0.365 0.370 0.375 0.380 85.45% 85.8% 85.78% 85.25% 84.75% 84.16% Commission error 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.15 0.20 0.25 0.30 Omission error Omission error
Ευχαριστώ! nikos.alexandris@felis.uni-freiburg.de