Change in land use and land cover of Lithuanian coastal zone: classification methods comparison and assessment

This research examines the physical and environmental processes that affect and alter the land use and land cover (LULC) of areas of the Earth’s surface. Some of these changes are anthropogenic, instigated by humans either using the land for new activities or as a result of management policies. Methods are developed so that new technologies can be used to monitor these changes in real-time or for comparison over longer periods of time. The methods are general, but here are applied to two chosen areas formed by, firstly the coastal area of the Curonian Spit and then the continental part of the Lithuanian coastal zone, forming two case studies or test zones. These areas are particularly interesting to study since data is available for the period pre and post-1990 when the political situation changed, heralding new environmental, forest management, urban planning and management practices in the test zones. This research was carried out utilising remote sensing techniques and comparisons have been made between two methods for retrieving or evaluating LULC, each checked against ground truth data, in order to find the most suitable way to establish geographic details. Specifically, for each patch of land within the test zone, the type of cover was categorised as cropland, arable, sand, forest, artificial, water or grassland as determined using remote sensing Landsat images over the period 1989–2017. An assessment of the accuracy of this new analysis was then compared with Google Earth, other images and in situ data, to produce a high level of confidence in the evaluations. Results are displayed graphically by extracting the levels of the different types of land cover where some areas remained unchanged over a period of almost thirty years while others were subjected to the significant transformations. The forestation of moving dunes, the human impact on the area and wider changes in the environment are all discussed. The results demonstrate how remote sensing and GIS methods can be used as an important tool for planners, dispensing with the need for costly field trips to establish up-to-date data on land cover change and use.

Šis tyrimas tiria fizinius ir aplinkos procesus, turinčius įtakos žemėnaudai ir žemės paviršiaus kaitai (ŽMŽP). Kai kurie iš šių pokyčių yra antropogeniniai, kuriuos skatina žmogaus ūkinė veikla arba žemės valdymo politika, keičianti žemės paviršiaus paskirtį. Šiuolaikiniai metodai leidžia stebėti žemės paviršiaus kaitą realiuoja laiku ar net stebint ilgesnio laikotarpio pokyčius. Tyrimo metu naudojami metodai yra žinomi bei taikomi palydoviniams vaizdams apdoroti, tačiau pasirinktos tyrimo teritorijos yra išskirtinės geografiniu požiūriu, apimančios Kuršių neriją bei žemyninę Lietuvos pajūrio dalį. Tyrimo metu tiriami žemėnaudos bei žemės paviršiaus kaitos procesai, apimantys periodą iki 1990 m. bei po 1990 m., kuomet tiriamojoje teritorijoje keitėsi politinė situacija, sąlygojusi naujų praktikų taikymą teritoriniame planavime,gamtosaugoje ir miškotvarkoje bei valdyme. Šis tyrimas atliktas naudojant nuotolinio stebėjimo metodus bei atliekant skirtingų ŽMŽP klasifikavimo metodų palyginimą, sugretinant juos su laisvai prieinamais žemės paviršiaus duomenimis, siekiant analizuoti žemės naudmenų ir žemės paviršiaus kaitą laike bei erdvėje. Tyrime naudojami Landsat palydoviniai vaizdai, apimantys 1989–2017 metų laikotarpį. Tyrimo metu, žemės paviršius sukartografuotas į septynis tipus, apimančias pievas, dirbamą žemę, smėlynus, miškus, dirbtinį paviršių, vandenį bei krūminę augaliją. Tyrimų rezultatų patikimumas įvertintas lyginant palydovinių duomenų apdorotus rezultatus su Google Earth vaizdais, kitais žemės paveikslais ir in-situ duomenimis.Tyrimo rezultatai atvaizduojami grafiškai, siekiant vizualiai parodyti pakitusius bei likusius nepakitusius, beveik trisdešimties metų laikotarpyje, žemės paviršiaus plotus. Tyrimo metu aptariama kopų apželdinimo bei žmogaus ūkinės veiklos įtaka aplinkos pokyčiams. Rezultatai rodo, palydovinių duomenų ir GIS metodų pritaikomumo svarbą bei naudą, siekiant išvengti brangiai kainuojančių mokslinių išvykų nustatant žemėnaudos ir žemės paviršiaus kaitos mastus.