Land use change detection by characterizing the vegetation dynamics: Case study of Java Island, Indonesia

Abstract:

Abstract : An updated and accurate database of land use and cover change is essential for global environmental change research. Analysis of multi year time series of land surface attributes and their seasonal evolutions provide broader views of land surface change. This study investigated land use changes based on characterizing temporal vegetation dynamics corresponding to land use types by applying the wavelet filtered MODIS EVI images from 2000 to 2009. The temporal pattern analysis was able to detect the actual timing of change event, either by conversion of land use or vegetation growth ; however, such outstanding capability of the method in this research was limited due to mixtures of land covers in MODIS GIFOVs of which spatial dimension are 250 m by 250 m. We identified several significant change patterns in the periods ; those have been indicated as land use changes.On the other hand, the temporal pattern analysis showed the need to evaluate effectiveness of the method in several sites where pattern changes were detected, but actually land uses have not been changed.The performance of the approach needs to be assessed with a reference data set by field survey in the next stage of research.

土地利用・土地被覆変化について良く更新された正確なデータベースは，地球環境変化研究のために不可欠である。複数年間の地表面の特性とその季節変化に関 しての時系列解析により，地表面変化をさまざまな観点から捉えることができる。本研究では2000年から2009年までのMODIS EVI データにウェーブレット変換を適用し，ある種の土地利用に対応する植生の動態を特徴づけることにより，土地利用の変化の有無を調べた。時系列パターン分析 により，土地利用転換や植物の成長による土地被覆変化が実際に起きた時期を検出することができた。しかしながら，250m×250mの大きさのMODIS データのGIFOVの範囲内にはいろいろな土地被覆が混在するために，本研究で使用した方法の有効性は限定的であった。本研究では，解析期間中における重 要なパターン変化を検出し，また，それらのパターン変化のいくつかは土地利用変化であることによるものであることが確認できた。一方，時系列パターンの変 化が検出されたにも関わらず，実際には土地利用が変化していなかった地点が数箇所あった。今後，地上調査を行い作成した参照データを用いて，本研究で用い た土地利用変化検出方法の有用性を評価する。