Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 3. szám - Szatmári József: Szatmári József és szerzőtársai: Belvíz-elöntések lehatárolása RapidEye műhold-felvételek alapján
17 Belvíz-elöntések lehatárolása RapidEye műhold-felvételek alapján Szatmári József és szerzőtársai: Boudemjn van Leeuwen1, László Henits2, Minucsér Mészáros3, József Szatmári*, Zalán Tobak5, Dragoslav Pavic6, Stevan Savié, Drágán Dolina\f 1 leeuwen@geo.u-szeged.hu , Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, SZTE 2 henits@geo.u-szeged.hu , Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, SZTE 2 minu@uns.ac.rs , Klimatológiai és Hidrológiai Kutató Központ, Újvidéki Egyetem 4 szatmari@geo.u-szeged.hu , Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, SZTE 5 tobak@geo.u-szeged.hu , Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, SZTE 6dragoslav.pavic©dgt.uns.ac.rs, Klimatológiai és Hidrológiai Kutató Központ, Újvidéki Egyetem 7stevan.savic@dgt.uns.ac.rs , Klimatológiai és Hidrológiai Kutató Központ, Újvidéki Egyetem " dragan.dolinaj@dgt.uns.ac.rs , Klimatológiai és Hidrológiai Kutató Központ, Újvidéki Egyetem Kivonat: A belvíz-jelenség tanulmányozásának és a belvízkárok becslésének folyamatában alapvető fontosságú a belvíz-elöntések területi lehatárolása. A vízügyi gyakorlatban a belvízi események monitorozása alapvetően terepi felméréssel történik, amely költséges és hibákkal terhelt. A 2010-2011. évi belvizes időszakban, saját forrásból RapidEye műholdfelvételeket vásároltunk, amelyek alkalmazási lehetőségeit vizsgáljuk e tanulmány keretében a magyar-szerb határ mentén, megközelítőleg 8000 km2-es régióban kijelölt tanulóterületeken. Az e- redmények alapján kijelenthetjük, hogy a RapidEye műholdfelvételek, az ajánlott osztályozási módszerekkel feldolgozva, minden korábban alkalmazott felmérési módszernél pontosabb és hatékonyabb belvízfelmérési megoldást szolgáltatnak. Kulcsszavak: belvízfelmérés, RapidEye műholdfelvétel, osztályozás. 1. Bevezetés A belvíz lokális mélyedésekben megjelenő időszakos vízborítás, amelyet a lefolyás hiányából következő vízfelesleg, az elégtelen párolgás, valamint a talaj alacsony vízelvezetési képességének kombinációja, vagy a feláramló talajvíz okoz (Pálfai, 2004; Van Leeuwen és koll., 2013). Az elöntések területi kiteijedése, amelyeknek a belvizes évekre számított átlaga hazánkban 110 ezer ha, maximuma az 500- 600 ezer ha-t is megközelítette egyes években (1. ábra), és a Vajdaságban is több százezer hektáros elöntéseket is feljegyeztek már, jelentős és gyors időbeli változékonyságot mutat. 700 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2015 1. ábra. Belvízzel elöntött területek nagysága Magyarországon az 1935 és 2011 közötti években. Az 1950 előtti adatok becsült értékek, kivéve az 1940-1944 közötti időszakot (Forrás: Vízügy, 2011; Pálfai, 2000) A belvíz több tényező egymásra hatása következtében a- lakul ki. Ezeket két csoportba sorolhatjuk: statikus tényezők, mint amilyen a relief és a talaj; valamint a dinamikus tényezők, mint például a csapadék és a párolgás. Gyakran antropogén tényezők gyakorolnak nagy hatást a belvíz-képződésre, például elősegítik kialakulásukat a lefolyás akadályozásával (pl. épületek, utak, gátak által), a beszivárgás csökkentésével (pl. aszfaltozott felületeken) vagy ellenkezőleg; a károkozást enyhítik a víz összegyülekezési esélyének csökkentésével, például csatornák és tározók építésével, a vízfelesleg szivattyúzásával (Pálfai, 2004; Rakonczai és koll., 2011). Belvíz okozta belterületi és mezőgazdasági károk megelőzése, illetve csökkentése érdekében, valamint az előidéző tényezők és a megjelenés helyeinek vizsgálatában elengedhetetlen a belvíz-elöntések pontos felmérése és előrejelzése. A komplex belvíz probléma elemzéséhez fontos megérteni annak térbeli és időbeli eloszlását. Ez két módon valósítható meg: (1) a térbeli és időbeli eloszlás terepi (in situ) vagy távérzékelt adatokon alapuló térképezésével; és (2) a kiválasztott, legfontosabb befolyásoló tényezők hatásainak becslésével, majd azok tapasztalati együtthatókkal történő súlyozásával, amelyek a prediktív modellezés alapjául szolgálhatnak. A távérzékelési technológiák megjelenése és elterjedése előtt az elöntések felmérése csak terepi megfigyelés és térképezés alapján történt, amely nem bizonyult optimális megoldásnak. Ezt több szempontból is indokolhatjuk, elsősorban azzal, hogy a terepen végzett emberi munka a legköltségesebb az összes lehetséges belvíz-felmérési technológia közül. A belvíz-foltok egyenkénti felmérése és térképezése rendkívül időigényes és sok esetben a terepviszonyok miatt kivitelezhetetlen feladat. Harmadszor a felmérések pontossága is kétséges, mivel sok esetben csak - kisebb -nagyobb távolságból - becslések történnek a vízzel borított területekre vonatkozóan, valódi felmérések helyett. Természetesen a jobban megközelíthető, gépjárművel járható utak mellett elterülő (így jelentősen felülreprezentált) foltokról készült térképi ábrázolások közelebb állnak a valósághoz, míg a nagy mezőgazdasági táblák középső részeinek belvíz-foltjai gyakran rá sem kerülnek a térképekre. A légi fényképezés fejlődésével és a felvételek polgári célokra történő felhasználásának engedélyezésével a belvíz- elöntéseket is egyre gyakrabban légi fotókról, vizuálisan értékelték ki a szakemberek. A felméréshez és feldolgozáshoz szükséges munkaidő rövidebbé vált, de az anyagi ráfordítások a magas repülési költségek miatt jelentősen nem csökkenhettek. Az 1999-2000. évi belvizes időszak légi- és műhold-felvételeinek kiértékelése során megszerzett tapasztalataink szerint a digitális, multispektrális műhold-felvételek alkalmazása azonban jelentős előrelépést hozott az összes korábban említett technikai nehézség tekintetében (Rakonczai és koll., 2003). Az egyetlen műhold felvétellel lefedett terület nagyságrendekkel nagyobb, mint a légi felvételek e- setében, ami jelentős költségcsökkenést eredményez. A felvételezett, nagy kiterjedésű területről azonos kiértékelési technológiával készül az döntési térkép, így elkerülhető a kisformátumú légi fényképek egyedi kiértékelésénél jelentkező adatminőségi inhomogenitás. A belvizek műholdas felvételezésénél azonban az adatnyerést korlátozó, illetve lehetetlenné tevő tényezőkkel is kell foglakoznunk (Rakonczai és koll., 2003). A kötött pályán keringő, globális lefedést biztosító műholdak, visszatérési ideje egy adott terület fölé általában igen nagy, akár több hét is lehet. Az elöntések területi kiterjedése igen nagy időbeli változékonyságot mutat, így mire a műhold-kép elkészül, a belvíz-foltok mérete lényegesen lecsökkenhet a maximális -belvíz-elöntés időszakában tapasztaltakhoz ké
