Reenberg, Anette: Satellitbilleder som hjælpemiddel ved praktisk
U-landsarbejde i Somalias kystzone. Geografisk Tidsskrift 87:
xxx-xxx. Copenhagen, April 1987.

Desertification problems in the Somalia coastal zone south of Mogadiscio are related to moving coastal dunes and to bushcutting and overgrazing. In cooperation with an UNSO sand dune fixation project it has been evaluated to which extent satellite data might serve as a reasonable source of information relevant for the future efforts to combat desertification in the area.

Anette Reenberg, associate professor, Institute of Geography,
University of Copenhagen, Øster Voldgade 10, DK-13 50 Copen- •
hagen K.

Keywords: Somalia, desertification, satellite data.

En ajourført kortlægning af landskabet og dets udnyttelse er ofte et nødvendigt grundlag, hvis der skal laves en rimelig planlægning af bistandsindsatsen vedrørende landbrugsprojekter.

De seneste års teknologiske udvikling har betydet store forbedringer inden for den satellitbaserede kortlægning af jordens overflade. Satellitternes opløsningsevne er blevet bedre, og mere detaljerede registreringer er dermed muliggjort. Satellitdata er derfor kommet til at udgøre et reelt og relativt billigt alternativ til fx flyfoto i mange kortlægningssammenhænge. Satellitoptagelsernes åbenbare fordele er foruden den hyppige registrering, at de i deres digitale form muliggør en langt mere dybtgående analyse af reflektancen fra jordoverfladen, som fx kan anvendes til biomasseestimater eller detaljerede klassifikationer af forskellige areelle karakteristika.

Der er i mange sammenhænge forsket i behandlingen af digitale satellitdata, og i hvorledes man bedst kan uddrage den optimale information af dem. Angrebsvinklen for "det pilotprojekt, som skal skitseres kort i det følgende, har i modsætning til sådanne undersøgelser været meget pragmatisk. Opgaven var at klarlægge, om man fra satellitdata kunne fremskaffe en række konkrete oplysninger, til brug for et igangværende bistandsprojekt, og om oplysningerne var tilstrækkeligt præcise til at danne grundlaget for en fremtidig planlægning af aktiviteter.

KORT OM PILOTPROJEKTET

Pilotprojektet blev udført i første halvdel af 1986 i samarbejde mellem Geografisk Institut, Københavns Universitet og Brava-Sand-Dune Fixation-Project, et UNSO projekt finansieret af danske bistandsmidler. Det nævnte bistandsprojekt arbejder i et område omkring byen Brava et par hundrede kilometer syd for Mogadiscio på Somalias kyst. Her som i mange andre semi-aride områder fører overudnyttelse af vegetationen til desertifikation og klitdannelser, der truer såvel græsnings- som agerland. Desuden er der omfattende arealer med vegetationsløse kystklitter, som ligeledes bevæger sig ind over landbrugsarealer, infrastruktur og bebyggelse. Projektets aktuelle aktiviteter er koncentreret om at dæmpe/stoppe klitvandringerne i Brava-Mudun området.

BRAVA-MUDUN-OMRÅDET

Fig. l. viser en summarisk oversigt over landskabet omkring
Brava og Mudun, og området kan groft opdeles i
- den kystnære zone, hvor tilblæst, hvidt sand danner

barkaner.

- »Old Red Sandridge«, en omkring 180 meter høj sandstensryg, formentlig dannet under mere fugtige forhold end de nu herskende i området. Aktive gul-brune klitområder findes på toppen og læsiden af ryggen (sandets oprindelse er ikke klarlagt præcist, men klitdannelsen kan fx tænkes at hænge sammen med overgræsning og træfældning).

- let stabiliserede og aktive gul-brune klitter ved Mudun
og endelig

- en alluvial fiodslette nord-vest for »Old Red Sandridge«.

Problemerne

Nogle af de centrale problemer, som Brava-Sand-Dune
Fixation Project er stillet over for, kan sammenfattes i
nedenstående punkter:

a) Barkaner i kystzonen syd for Brava bevæger sig i nordlig
retning og truer byen med tilsanding.

b) Sandet i de åbne klitpartier på store dele af »Old Red

Sandridge« og i egnen omkring Mudun bevæger sig. Visse steder er klitfrontens ændring af betydeligt omfang, og sandet truer såvel veje som landbrugsarealer på de alluviale jorde mod vest. De brønde, som nomaderne graver langs klitfronten er ligeledes udsat for tilsanding (fig 2).

c) Gullyerosionen er relativt omfattende, og de mindre

erosionskløfter bliver hurtigt ødelæggende for vejsystemerne.
Store gullyer gennemskærer Old Red Sandridge
nord for Brava, men deres udviklingshastighed kendes

ikke.

d) Vegetationsændringer eller -ødelæggelser er iøjnefal-

dende i busk-områderne, hvor vegationen fjernes for at give plads til landbrug eller for at blive udnytte til brænde (fig. 3). Også græsningsarealerne er muligvis udsat for overudnyttelse og en dermed følgende formindskelse af vegetationsmængden.

Indsats og informationsbehov

Den aktuelle indsats mod ressourceødelæggelserne er koncentreret om at stoppe sandet. Klitterne fikseres med grene stukket ned i sandet (fig. 4), på denne måde har man med held bremset såvel barkan-vandringerne langs kysten som dele af den bevægelige klitfront ved Mudun. Derudover suppleres med træplantninger både på strandplanet og i klitterne (fig. 5).

For at planlægge en rationel indsats over større områder mod en fortsat degradering af de lokale ressourcer, er der behov for up-to-date information om en række forhold, hvoraf nogle væsentlige skal nævnes:

Erfaringerne fra fx Brava viser, at der er betydelige lokale variationer i den hastighed, hvormed klitfronten bevæger sig. En effektiv indsats på den flere hundrede kilometer lange kyststrækning syd for Mogadiscio, som må formodes at være berørt at lignende problemer, vil derfor forudsætte, at man med rimelig sikkerhed kan udpege de klitpartier, som har størst behov for fixering, dvs. hvor klitfronten flytter sig betydeligt.

Barkanerne i den kystnære zone syd for Brava er som nævnt en trussel for byen. Lignende problemer kunne eksistere på andre dele af kysten uden at have påkaldt sig opmærksomhed, måske fordi de ikke var lokaliseret nær større befolkningskoncentrationer. De kunne dog stadig godt være til gene for fx græsningsområder og derfor være af interesse at lokalisere.

Den nævnte rovdrift på vegetationsdækket kan kun imødegås, hvis berørte lokaliteter kendes - det gælder overgræsning såvel som buskfældning. Det generelle kendskab til de vidtstrakte og tyndtbefolkede områder er tit begrænset. Eksemplet vist i fig. 3 var man fx netop blevet opmærksom på på trods af, at det drejede sig om store arealer, som kun lå få km fra Brava. En effektiv monitering af lignende områder ville være en værdifuld kilde til både at vurdere omfanget af problemet og at planlægge, hvor der eventuelt skulle sættes ind.

Erfaringerne fra de hidtidige træplantningsaktiviteter har vist, at nogle mindre depressioner i de store klitområder er relativt velegnede til plantning, fordi sandet er let fugtigt, og træerne derfor har en bedre chance for at komme i god vækst. Mulighederne for at udpege sådanne klitpartier på grundlag af satellitdata ville give store fordele ved både planlægningen og gennemførelsen af plantningsaktiviteterae.

Feltregistreringen

En relativt omfattende kortlægning i felten (ground-truth)
har været et vigtigt supplement til satellitdatabasen. Da
det analytiske arbejde i dette tilfælde var rettet direkte
mod de meget konkrete spørgsmål, som ønskedes besvaret,
blev feltregistreringen indrettet i overensstemmelse

hermed, hvilket kort kan sammenfattes i følgende fire
punkter.

a) De centrale interessefelter for undersøgelsen er kort-

lagt, som det fremgår af sammenfatningen i tabel 1.
Derudover er jordbundsfarven registreret for alle delarealer,
da den kunne forventes at have afgørende indflydelse
på de spektrale egenskaber,
b) De afgrænsede arealer skal være indholdsmæssigt ho-

mogene. Samtidig skal de være af en rimelig størrelse set i forhold til satellitbilledernes opløsningsevne (80 meter for MSS data). En minimumsstørrelse på ca. 4 ha er skønnet akceptabel, men væsentlig større delarealer er ønskelige af hensyn til at minimere fejlklassifikationer, som opstår ved overlægning af to billeder eller som følge af klassifikationsproblemer for billedelementer, der ligger i grænsezonen mellem forskellige arealklasser (såkaldte mixels).

c) Vegetationen er alene beskrevet i hovedkategorier (træ,

busk, græs og Ign.) ved anvendelse af den klassifikation
som har været anvendt ved tidligere undersøgelser i
området af Southern Rangeland Survey.

d) De forskellige kortlægningsområder er valgt så to behov tilfredsstilles: - Forskellige fænomener dækkes, som ovenfor beskrevet, og - Risikoen for at indsamle uanvendelige data minimeres ved at sprede testområderne; da feltkarteringen foregik samtidig med satellitoptagelserne kunne man kun på denne måde sikre sig rimeligt mod, at alle udvalgte testfelter skulle være dækket med »uheldigt« skydække.

lait blev syv områder kortlagt i felten, dog med varierende
detaljeringsgrad. Kun et par eksempler skal gengives

Fig. 6 viser således kortlægningseksempler fra Bravas vestlige omegn samt et mindre udpluk af den tilhørende beskrivelse af delarealerne. Hvert delareal adskiller sig fra de tilstødende på grund af vegetationens type eller jordbundsforhold, og de observerede forskelle er som hovedregel relevante informationer for planlægning af områdets udnyttelse. Den videre bearbejdning af satellitdata retter sig derfor mod at afgøre, om de enkelte delarealer kan skelnes på grundlag af de digitale satellitdata. Til dette formål er feltkarteringskortet digitaliseret og lagt over satellitskærmbilledet, hvorefter en præcis udpegning af de enkelte delarealer på satellitbilledet kan foretages. Derefter kan seperabiliteten testes ved anvendelse af spredningsdiagrammer over gråtoneværdierne for to spektalbånd som omtalt i det følgende. I fig. 7 gengives kortlægningen fra Merca-området. Siden begyndelsen af 1970erne har man foretaget klitfixeringen og tilplatninger, ligesom arealerne har været beskyttet mod græssende kreaturer. Feltregistreringen er fortaget for at kontrollere udviklingsanalyser baseret på satellitoptagelser fra 1973 og 1986 (samtidig med feltkarteringen).

Analysen af de digitale satellitdata

Billedbehandlingen er baseret på udsnit af to LANDSAT scener, som tilsammen dækker størsteparten af Somalias kystzone syd for Mogadiscio (se fig. 8). Hver scene er repræsenteret ved to optagelser, en fra 1972 eller 1973 og en fra marts 1986, hvor feltregistreringen også foregik. Behandlingen omfattede i alt væsentligt MSS data, dog blev den sydligste scene suppleret med en TM optagelse fra 1986.

Billedbehandlingen har koncentreret sig om relativt simple analyser, da hovedmålet med pilotprojektet var at vurdere, om man med enkle og nemt tilgængelige analyser af satellitdata kunne fremskaffe det nødvendige grundlag for en fremtidig registrering af forholdene i Somalias kystzone og løbende følge udviklingen her. Analyserne har drejet sig om to hovedtemaer: analyse af ændringer over tid og klassifikation af relevante delarealer.

Mange af de udførte analyser er baseret på klassifikation baseret på gråtoneværdierne. Hvor dette er tilfældet, er afgrænsningen af klasserne foretaget ud fra en visuel vurdering af scattergrammer, mens mere detaljerede statistiske seperabilitetsanalyser ikke har været inddraget.

Overlægning af billeder fra de to forskellige optagelsestidspunkter har her været brugt til analyser af ændringer, dels signifikante ændringer i vegetationsforhold og dels ændringer i klitfrontens placering.

Oversigten i tabel l viser det samlede analyseprogram for MSS data. Et enkelt eksempel (analyserne nr. 2 og 5 i tabel 1) skal kort illustreres her, for en mere fuldstændig gennemgang henvises til Reenberg (1986) og UNSO/ GIKU (1986).

Merca-området, som allerede er vist i feltkarteringseksemplet fig. 7, er analyseret med henblik på at se, hvorvidt ændringer i vegetationsdækket kan registreres på grundlag af satellitoptagelserne. I det konkrete tilfælde er der tale om meget betydelige ændringer, dels på grund af tilplantninger og dels på grund af beskyttelsen af græsningsområderne. For hvert af de to optagelsesår (1972 og 1986) er et Vegetationsindex (VI) beregnet på basis af gråtoneværdierne fra MSS bånd 2 og 4 (Vl=bånd 2 -bånd 4/bånd 2 + bånd 4). Derved fremhæves de spektrale forskelle mellem vegetation og jord. Sådanne indices vil være uafhængige af jordbundsforhold, såfremt spredningsdiagrammet for pixelværdierne i bånd 2 og 4 er af en bestemt beskaffenhed som omtalt i fig. 9.

De to vegetationsindex-billeder sammenholdes og pixels med ændret VI identificeres i et spredningsdiagram (VI 1972 vs VI 1986), som derefter danner basis foren klassifikation af hele området. Da gengivelse af farveskærmbilledet ikke er muligt i denne sammenhæng, er der vist en skitse af det klassificerede skærmbillede i fig. 10, og en sammenligning med feltkarteringen i fig. 7 bekræfter, at større vegetationsændringer nemt kan udpeges.

PILOTPROJEKTETS HOVEDRESULTATER

Nogle af resultaterne fra det samlede arbejde omkring Brava og Merca pegede på analyser, der uden videre kunne gennemføres i større udstrækning. En del af de informationsbehov, der blev opregnet i indledningen kunne dog ikke uden videre indfries af de anvendte satellitdata.

Klitfrontens bevægelse kunne nemt udpeges ved en simpeloverlægning
af to optagelser. Ændringerne var så
store, at MSS datas opløsning var fuldt tilstrækkelig (størrelsesorden2-300

relsesorden2-300meter på de betragtede 14 år) selv med en usikkerhed i billedoverlægningen på 1/2-1 pixel. Da klitterne spektralt adskiller sig signifikant fra omgivelserne,er et enkelt MSS bånd tilstrækkeligt grundlag for analyser af denne art.

Områder berørt af rovdrift på busk-vegetation kan ligeledes
klassificeres med stor sikkerhed, og ændringerne
over tid kan følges.

Differentiering af vegetationsdækket svarende til feltkortlægningen i fig. 6 kunne ikke foretages ud fra de spektrale egenskaber. Det skal dog her bemærkes, at analyserne blev foretaget på satellitbilleder optaget i slutningen af tørtiden, og at regntidsdata kunne give bedre resultater i denne sammenhæng. Bl.a. forudsætter biomasse-estimater baseret på Vegetationsindex, at det betragtede plantedække er i god vækst.

Til monitering af træbiomasse har der imidlertid i andre sammenhæng været peget på, at tørtidsdata giver de bedste resultater (Olsson, K, 1985). Enkelte testfelter udtaget i busk-områderne nord for Brava peger dog i retning af, at der ikke er en rimelig korrelation mellem træbiomassen og de spektrale egenskaber, - materialet er dog for spinkelt til at drage endelige konklusioner.

Hverken de barkandækkede områder i kystzonen eller klitpartier med fugtigt sand lod sig identificere på grundlag af MSS data. Detaljer som disse, hvor det ensartede mønster også kan være et væsentlig led i identifikationen, vil muligvis kunne afsløres ved en visuel tolkning af satellitbilleder med en bedre opløsning. TM data inddraget i dette studium gav indikationer i den retning. Fx kunne felter i græsningsområderne med begyndende klitdannelser tydeligt ses på skærmbilledet, selv om områderne ikke spektralt afveg fra de omkringliggende arealer. Hvorledes sådanne detaljerede og dermed også mere tidskrævende analyser kan tilgodese behovet for billig, hurtig og effektiv monitering af relevante informationer er så spørgsmålet.

Efterskrift

Stud. scient. Trine Dich har været ansat af UNSO som studenter assistent ved såvel feltarbejde som billedbehandling og har således bidraget væsentligt ved frembringelsen af resultaterne til det præsenterede projekt. Ligeledes har Brava-projektets leder, cand. scient. Claus Jørgensen, ydet værdifuld assistance under feltarbejdet.

Summary

The paper presents part of the results from a pilot project. The main purpose has been to evaluate the potential use of satellite based information for planning measures against desertification in Somalia. In a few selected test areas different topics of interest have been analysed, i.e. dune encroachment, bush-cutting, vegetation-caracteristics and -changes etc. The analyses have been basedon satellite information from the early 1970s and from 1986, and on ground truth mapping simultaneous with the new acquisitions. A major part of the results are promising and a large scale monitoring of the problems in the coastal zone will probably provide a useful base for a future planning of activities.

Referencer:

Jørgensen, Claus (1986): Træplantningsprojekt i Somalia. Geografisk
Orientering, 3, 1986.

Nimmo, J.M. & R.M. Watson (1985): Southern Rangeland Survey,
Vol. l, part 1/1 and 1/2 (London, UK).

Olsson, K. (1985): Remote Sensing for Fuelwood Ressources and
Land Degradation Studies in Kordofan, the Sudan. Medd. från
Lunds Univ. Geogr. Inst. Avh. C.

Reenberg, A. (1986): Desertification combating in the Somali Coastal Region - The Potentials of Digital Remote Sensing. Proccedings from Twentieth Intern. Symp. on Rem. Sens. of Environment, Nairobi.

UNSO/NRA (1984): Inventory of Sand Movement in Somalia.

UNSO/GIKU (1986): The Potential of Remote Sensing for Analysing
Desertification Processes in the Coastal Zone of Somalia.