Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

3. szám - Zilahy András: Elárasztott területek felmérése multiszenzoros távérzékeléssel

154 HIDROLOGIAI KÖZLÖNY 1998. 78. É'v'F. 2. SZ. egy ERS-1 SAR árvízi felvétel (1995. január 30.) és két árvíz előtti felvétel, egy ERS-1 SAR kép (1994. szeptember 21.), valamint egy Landsat TM felvétel (1987. július 16.) felhasználásával készültek kompozit felvételek (Wang et al.

} 1995). Mindhárom radiometriailag korrigált felvételt ugyanabban a koordináta rendszerben, 30 m-es felszíni felbontással újra-mintavételezték, majd különböző kompozit képeket állítottak elő. A Landsat TM felvétel 4-es, 3-as és 2-es sávját a vörös, zöld és kék színtartományban együtt megjelenítve egy mesterséges színezésű, árvíz előtti felvétel készült a száraz évszakban, referenciaként. Az árvízi SAR felvétel a jobb analizálhatóság érdekében invertálásra került, majd különböző szűrési eljárások után a kék színtartományban, a Landsat TM l-es és 4-es sávjával keverve (utóbbiakat a vörös és a zöld színtartományba helyezve) olyan kép keletkezett, melyen a vízzel borított területek a valóságnak is megfelelő világoskék színt kaptak. A Landsat felvételnek köszönhetően az eredeti, áradás előtti folyó sötétkék színben, a mezőgazdasági és egyéb növényzettel borított területek a zöld különböző árnyalataiban, míg a lakott területek vöröses színben jelentek meg. A kompozit felvétel segítségével lehetőség nyílt az elárasztott terület felmérésére. A második kompozit felvétel az árvízi és az árvíz előtt készült SAR felvétel kombinálásával állt elő. Az árvízi kép invertált és megszűrt változata a kék színtartományba, az árvíz előtti felvétel szintén invertálva a zöld csatornába került, míg a vörös tartományba az árvíz előtti felvételt helyezték, a "világos" pontok kiemelésével (de invertálás nélkül). A kapott kompozit képen a szinek jelentése megegyezett az előbbiekkel, de az eredeti folyómedrek nehezebben voltak megkülönböztethetők, mivel az árvíz előtti felvételen, feltehetően a víz hullámzása révén, a folyó nehezen volt kivehető. A szerzők nem tesznek említést erdőkről, illetve magasabb növénytakaróról, de ismerve Hollandia területét, ahol mezőgazdasági területek dominálnak, a növényzet takaró hatása nem okozhatott nehézségeket az értékelésben, különösen a téli hónapokban. Az 1992. november-decemberi angliai áradások során összehasonlító mérések elvégzésére került sor (Biggin és Blyth, 1996). Három ERS-1 SAR felvétel (az áradások előtti, alatti, valamint utáni állapottal), egy Landsat TM kép (1990. július 20.), valamint repülőgépről készített fényképfelvételek képezték a vizsgálat tárgyát. A három radarfelvételt a vörös, zöld és kék színtartományban elemezve (multitemporális vizsgálat) az elöntött területek bíbor színben jelentek meg. A Landsat felvételt referenciaként használva segítette a radarfelvételek értékelését. A légifelvételekkel összevetve megállapítható volt, hogy a műholdfelvételek az analizálás után közel azonos információtartalommal rendelkeztek az elöntött területek nagyságára és elhelyezkedésére vonatkozóan, mint maguk a légi felvételek. A szerzők nem felejtik el megemlíteni, hogy a műholdfelvételek beszerzése és a repülőgép kibérlése közel azonos költséget jelentett, de ez a megfigyelés alá vont terület viszonylag kis méretével magyarázható. Nagyobb területek, teljes vízgyűjtők felmérésénél az űrfelvételek gazdaságossági szempontból (is) előnyösebbek. Az 1994. november 4-6.-ai észak-olaszországi árvíz esetén négy ERS-1 SAR felvétel (1994. november 6. és 9.), egy részletes (1:10000) tematikus térkép a helyszíni árvízi felmérések eredményével, valamint egy digitális felszín-modell (DEM) került felhasználásra, igaz ez utóbbi jóval gyengébb felbontóképességgel (230 m x 220 m), mint amit a radarfelvételek lehetővé tesznek (Giacomelli et al. 1995, Boni et al. 1996). A radarfelvételekből egy-egy 1000 sor x2000 oszlop nagyságú részletet választottak (amely lefedte a vizsgálandó területet Piemonte, Liguria és Lombardia térségében), melyen elvégezték a szükséges geometriai korrekciókat, de nem végeztek semmilyen szűrést, illetve kontrasztkiemelést. A tematikus térkép szkennelése után a fontosabb objektumokat digitalizálták. Az összehasonlítás során az elárasztott területek kiválasztása ott nem jelentett gondot, ahol a víz teljesen elfedte a felszíni egyenetlenséget, azaz teljesen beborította a földeket. Mivel a szenzorba visszajutó reflektált és emittált sugaraknak fizikai értelme a jelen esetben csak kiterjedt felületek esetén van, egy 50 pixelből álló határt választottak a szerzők, mely alatti vízként azonosított területeket kivették a csoportbesorolásból. Ez az alapbesorolás, mely csupán a radarfelvételek elemzésén alapult, igen gyenge eredményt hozott: az elárasztott területek alig 11 százalékát azonosította vízzel borított területekként. Az eredmény javítása érdekében a következő lépésben felhasználásra került a digitális felszín-modell (DEM). Feltételezve, hogy a radarfelvételek alapján azonosított, vízzel borított területekről a víz a természetes folyómedrek felé fog lefolyni, a DEM segítségével modellezték az elöntött területek nagyságát. Az így kapott eredmények már a vízzel borított területek 62 százalékát azonosították. Nagyobb felbontóképességű DEM segítségével minden bizonnyal ennél is jobb eredményt lehetett volna elérni, főleg mivel a megfigyelések olyan ártéren történtek, ahol a felszín magasságkülönbsége igen csekély. Megjegyzendő azonban, hogy a legnagyobb, nem vízzel borított térségként azonosított terület is csupán 2 km

2 kiterjedésű volt. Ha az árhullám hosszabb levonulású, akkor lehetőség nyílhat időben egymás után készített felvételek analizálására is (multitemporális vizsgálat). Ebben az esetben is a különböző felvételek keverése a kiindulási feladat, de itt lehetőség nyílhat több, azonos szenzorral készíteti, monokróm radar felvétel kombinálására, mellyel egy kompozit, színes radarképet nyerhetünk. A keverést természetesen NOAA AVHRR, Landsat, SPOT és egyéb műholdak képeivel is hasonló módon elvégezhetjük. Az így nyert kompozit felvételeken az áradás időbeni lefolyását tanulmányozhatjuk. Ha sűrű növénytakaró fedi az árvízzel borított területet (erdők, mezőgazdasági területek), akkor ez további gondot jelent a műholdas felmérésénél. Az optikai szenzorok csak a növényzet (és általában a Földfelszín) felületéről képesek információt nyújtani, ezért alkalmazhatóságuknak a növénytakaró fedettsége, illetve magassága szab gátat. Ha fákat, bokrokat, illetve olyan mezőgazdasági területeket önt el az ár. melyek magasabbak a víz szintjénél, és a növénytakaró zárt. akkor az ilyen területek általában vízmentes régiókként jelennek meg a felvételeken. Mikrohullámú berendezések esetében korlátozott mértékben ugyan, de lehetőség nyílik "belátni" a növényzet alá. A radar uyaláb, hullámhosszától függően, "átlát" nemcsak a felhőzeten, hanem egyes testeken, így a növények egyes csoportján is. Egy érdekes alkalmazás során a trópusi övezetben, sűrű erdők között került sor árvizek felmérésére. Az elárasztott területeken napokig, sőt hetekig is megmaradhat a pangó víz, mely ideális élőhelye megannyi rovarféléuek, melyek közül számos az emberre is veszélyes betegségeket hordoz, különösen a trópusi területeken.