Χώρο-χρονική ανάλυση σημείων έναρξης δασικών πυρκαγιών με τη χρήση των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών. Για την χρονική περίοδο 2020-2024

Abstract

Στην παρούσα εργασία εξετάζονται χωρικά και χρονικά τα συμβάντα ενάρξεων δασικών πυρκαγιών στην Ελλάδα την περίοδο 2000-2024, τη χρήση εργαλείων των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, με στόχο την κατανόηση των παραγόντων που σχετίζονται με την εκδήλωση του φαινομένου, την ανάδειξη τάσεων και μοτίβων στο χώρο και τον χρόνο, καθώς και την ανάπτυξη μοντέλου πρόβλεψης επικινδυνότητας. Η διερεύνηση των προτύπων αυτών συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση της δυναμικής των δασικών πυρκαγιών και στην υποστήριξη του προληπτικού σχεδιασμού. Αρχικά, σε θεωρητικό πλαίσιο πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική ανασκόπηση των δασικών πυρκαγιών, με έμφαση στους παράγοντες που επηρεάζουν την έναρξη συμβάντος. Παράλληλα εξετάστηκε η συμβολή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών ως εργαλείο ανάλυσης, διαχείρισης και υποστήριξης στη λήψη αποφάσεων σε περιβάλλοντα φυσικών κινδύνων, καθώς και η σημασία τους στην κατανόηση σύνθετων φαινομένων που συνδέονται με την κλιματική αλλαγή. Επιπλέον, μελετήθηκε ο ρόλος των μοντέλων μηχανικής μάθησης και η αξιοποίηση τους σε συνδυασμό με τα γεωχωρικά δεδομένα και για την πρόβλεψη πιθανών μελλοντικών συμβάντων. Στο επόμενο στάδιο, το πρακτικό μέρος της εργασίας, πραγματοποιήθηκε η συλλογή και επεξεργασία των δεδομένων, τα οποία οργανώθηκαν και μετασχηματίστηκαν σε κατάλληλη μορφή για την ανάλυση. Η μεθοδολογική προσέγγιση εδώ, λόγω περιορισμού στα δεδομένα ως προς την ακριβή γεωγραφική τους θέση έως και το έτος 2019, διαφοροποιείται για τις δύο αυτές περιόδους, πριν το 2020 και μετά. Συγκεκριμένα, για την πρώτη περίοδο πραγματοποιήθηκε πιο γενικευμένη χωρική ανάλυση σε επίπεδο επιχειρησιακών πολυγώνων (πολύγωνα υπηρεσιών), με στόχο την αποτύπωση της κατανομής των ενάρξεων αλλά και της καμένης έκτασης όπως αυτή είναι διαθέσιμη μέσα από τα δεδομένα ενάρξεων. Αντίθετα για την περίοδο 2020-2024, όπου υπήρχαν διαθέσιμα ακριβή χωρικά δεδομένα, κατέστη δυνατός ο εμπλουτισμός των σημείων ενάρξεων με επιπλέον γεωχωρικές και κλιματικές μεταβλητές όπως το υψόμετρο, η κλίση εδάφους, οι χρήσεις γης, η πυκνότητα πληθυσμού, ο δείκτης ξηρασίας και η μέση θερμοκρασία. Ακολούθησε η χρονική και χωρική ανάλυση των δεδομένων και η ανάπτυξη εφαρμογών για την καλύτερη παρουσίαση των δεδομένων και των αποτελεσμάτων. Τέλος εφαρμόστηκε μοντέλο μηχανικής μάθησης Random Forest, το οποίο εκπαιδεύτηκε με τα υπάρχοντα δεδομένα και αξιολογήθηκε με στόχο την πρόβλεψη της πιθανότητας κινδύνου έναρξης συμβάντος δασικής πυρκαγιάς. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης ανέδειξαν σαφή χωρικά και χρονικά πρότυπα, με τις ενάρξεις να σχετίζονται κυρίως με ανθρωπογενείς δραστηριότητες και να εντοπίζονται σε αγροτικές περιοχές. Παρατηρήθηκε έντονη εποχικότητα, με αυξημένη συχνότητα κατά τους θερινούς μήνες, καθώς και συγκέντρωση των συμβάντων κατά τις μεσημεριανές και απογευματινές ώρες. Παράλληλα, διαπιστώθηκε ότι μεγάλες καμένες εκτάσεις συνδέονται με μεμονωμένα αλλά ιδιαίτερα έντονα συμβάντα. Το μοντέλο πρόβλεψης παρουσίασε ικανοποιητική απόδοση και ανέδειξε περιοχές αυξημένου κινδύνου, επιβεβαιώνοντας τη συμβολή των γεωχωρικών τεχνολογιών και της μηχανικής μάθησης στη μελέτη και διαχείριση κρίσεων και ειδικότερα των δασικών πυρκαγιών.