Ανίχνευση επιπέδου αλατότητας εδαφών με την χρήση δορυφορικών εικόνων
Από RemoteSensing Wiki
Ανίχνευση επιπέδου αλατότητας εδαφών με την χρήση δορυφορικών εικόνων
Συγγραφείς : A. El-haddad1, and L.A. Garcia
Στην συγκεκριμένη έρευνα γίνεται μια προσπάθεια ανίχνευσης ταξινόμησης καθώς και χαρτογράφησης των εδαφών με βάση την αλατότητα τους, με την βοήθεια της τηλεπισκόπησης στην περιοχή γύρω από το La Junta στο Colorado. Οι Ghabour και Daels (1993) συμπέραναν ότι η υποβάθμιση του εδάφους με την χρήση μιας συμβατικής εδαφικής έρευνας είναι αρκετά χρονοβόρα, ενώ οι τεχνικές και τα δεδομένα τηλεπισκόπησης προσφέρουν την δυνατότητα για χαρτογράφηση καθώς και για την εξέλιξη μιας κατάστασης πολύ ποιο γρήγορα και οικονομικά. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν δύο μεθοδολογίες, η πρώτη σχετίζεται με την ανάκλαση της καλλιέργειας, καθώς μέσω αυτής μπορεί να μελετηθεί ο βαθμός αλατότητας του εδάφους, ενώ η δεύτερη μεθοδολογία σχετίζεται με την εξατμισοδιαπνοή των φυτών που αναπτύσσονται σε αλατούχα εδάφη Κατά την πρώτη μέθοδο που ονομάζεται μεθοδολογία βιομάζας, οι εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν από τον δορυφόρο Ikonos, αναλύσεως τεσσάρων μέτρων και αποτελούμενη από 4 οπτικές συχνότητες (κόκκινη, πράσινη, μπλε και υπέρυθρη). Τα εδαφικά δεδομένα στο υπό μελέτη χωράφι συλλέχτηκαν με μια συσκευή EM 38 καθώς και με το κίτ SIW. Στη συνέχεια συλλέχθηκαν 100 εδαφικά δείγματα με κάθε δείγμα να αποτελείται από τέσσερα διαφορετικά βάθη , 1, 2, 3, 4 πόδια (0.3048, 0.6096, 0.9144, 1.2192 μέτρα αντίστοιχα). Έπειτα από πολλαπλές επαναλήψεις αποφασίστηκε ότι η γραμμική παλινδρόμηση μεταξύ των μετρήσεων του EM-38 και της ηλεκτρικής αγωγιμότητας των δειγμάτων αποτελεί τον καλύτερο συνδυασμό. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα αναπτύχθηκε ένα μοντέλο γραμμικής παλινδρόμησης που μετατρέπει τις μετρήσεις του ΕΜ-38 σε dS/m μεγέθη :
F = (SStemp-25)/10 SStemp = θερμοκρασία του εδαφικού δείγματος σε C0 A = 1-0.203462 F + 0.038223 (F 2) - 0.005554 (F 3) SSTc = A * SStemp (SSTc = συντελεστής διόρθωσης θερμοκρασίας) EMVc = EMV * SSTc ( EMVc = διορθωμένη θερμοκρασία των ενδείξεων του ΕΜ-38 Το εύρος των αντανακλώμενων τιμών ήταν από 200 ως 800. Κατά την συσχέτιση των τιμών αντανάκλασηςτης καλλιέργειας με τις ενδείξεις του ηλεκτρικού αγωγιμόμετρου, καθώς και τον χωροταξικό συνδυασμό της εικόνας του δορυφόρου και των θέσεων δειγματοληψίας προέκυψε ότι τα δείγματα με υψηλή ένδειξη αλατότητας έτειναν στην τιμή ανάκλασης 700, δείγματα μέτριων ενδείξεων βρισκόντουσαν ανάμεσα στις τιμές ανάκλασης 400-500 και τα δείγματα με την χαμηλότερη ένδειξη κοντά στην τιμή ανάκλασης 200. Στη συνέχεια, ανάλογα με τις ενδείξεις του ΕΜ-38 καθώς και των τιμών ανάκλασης, πραγματοποιήθηκε διαχωρισμός σε 5 τάξεις και 16 υποτάξεις , όπου σε κάθε υπόταξη ορίστηκε μια μέση, μια ελάχιστη και μεγίστη τιμή Για την αξιολόγηση αυτής της μεθόδου χρησιμοποιήθηκε ένα άλλο χωράφι, που ονομάστηκε ως RR το οποίο υπαγόταν στην εικόνα του δορυφόρου Ikonos. Η χρήση του της συσκευής ΕΜ-38 επαναλήφθηκε για τον τελικό προσδιορισμό του σφάλματος. Μέσω των τιμών ανάκλασης της καλλιέργειας, τα εδαφικά δείγματα ταξινομήθηκαν στις διάφορες τάξεις και υποτάξεις και υπολογίστηκε μέσω αυτού η τιμή αλατότητας τους. Το συγκεκριμένο μοντέλο ήταν σε θέση να υπολογίσει εδαφικά δείγματα που ανήκαν στις 12 υποτάξεις με ένα εύρος λάθους από 1% ως 12% και ένα μέσο όρο λάθους λιγότερο από 5% Η δεύτερη μέθοδος στηρίχθηκε στην εξατμισοδιαπνοή των φυτών της καλλιέργειας . Στην συγκεκριμένη μέθοδο χρησιμοποιήθηκαν φωτογραφίες χαμηλότερης ανάλυσης (30m) από τον Landsat (5-7). H εξατμισοδιαπνοή μπορεί να υπολογιστεί μέσω δορυφορικών εικόνων, χρησιμοποιώντας την προσέγγιση της Ενεργειακής Ισορροπίας. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιεί θερμικές πληροφορίες από το υπέρυθρο κανάλι καθώς επίσης και από την αντανάκλαση της καλλιέργειας. Αναλύοντας την εικόνα και χρησιμοποιώντας την προσέγγιση της Ενεργειακής ισορροπίας, προκύπτει ένα 30m δίκτυο, με κάθε κελί να περιέχει τις πληροφορίες εξατμοδιαπνοής της καλλιέργειας για χρονικό διάστημα 24 ωρών. Γίνετα ιη υπόθεση ότι η πρόσληψη νερού από το φυτό επηρεάζεται από την αλατότητα του εδαφικού διαλύματος. Γεω-αναφορικά, σημεία εδαφικής αλατότητας πάρθηκαν απο 5 χωράφια, και μία αρχική γραμμική σχέση έγινε μεταξύ των τιμών αλατότητας του εδάφους και της τιμή εξατμισοδιαπνοής σε κάθε σημείο (Εικονα 7). Το τετραγωνιικό σφάλμα(R) βρέθηκε πάνω από 0.83. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση και την αξιολόγηση της εδαφικής αλατότητας με αποδεχτή ακρίβεια σε μεγάλες περιοχές σε λιγότερο κόστος σε σχέση με την πρώτη προσέγγιση.
