ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΝΟΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΜΕ ΘΕΡΜΙΚΑ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΕΛΕΓΧΟΣ ΕΝΟΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΜΕ ΘΕΡΜΙΚΑ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ

2. Στόχος Εφαρμογής: Η μελέτη αυτή έχει ως στόχο τη σύγκριση των χωρικών προτύπων που αναπαριστώνται στα δορυφορικά δεδομένα και σε ένα υδρολογικό μοντέλο. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να ανιχνευθούν ανακρίβειες στο υδρολογικό μοντέλο και συνεπώς να δημιουργηθεί η ανάγκη για εναλλακτικό σχεδιασμό και αναθεώρηση των παραμέτρων του μοντέλου.

3. Είδη Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Για τη μελέτη της περιοχής χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικές εικόνες Landsat-5 TM απαλλαγμένες από σύννεφα.

4. Χρησιμότητα Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Τα δορυφορικά δεδομένα χρησίμευσαν στην εξαγωγή του καθημερινού ποσοστού της εξατμισοδιαπνοής από τις μετρήσεις της θερμοκρασίας της γήινης επιφάνειας. Με την υπόθεση ότι ο λόγος της ροής της θερμότητας προς τη διαφορά μεταξύ της λανθάνουσας θερμοκρασίας από τη θερμοκρασία του αέρα είναι σταθερός δημιουργήθηκαν γραμμικές εξισώσεις για τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής.

5. Προεπεξεργασίες: Τα πρωτογενή δορυφορικά δεδομένα δεν είναι κατάλληλα για την εξαγωγή ποσοτικών στοιχείων για την περιοχή μελέτης. Για το λόγο αυτό εφαρμόστηκε ραδιομετρική διόρθωση με βάση τον κώδικα MODTRAN-4 , ο οποίος μετέτρεψε τις πρωτογενείς ψηφιακές τιμές σε απόλυτες τιμές ανακλαστικότητας και επιφανειακές κινητικές θερμοκρασίες για το κάθε εικονοστοιχείο.

6. Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα: Κάποιες από τις παραμέτρους που εισάγονται στις εξισώσεις (βλέπε παράγραφο 4) αυτές παρατηρήθηκε ότι εξαρτώνται περισσότερο από την ποσότητα της βλάστησης παρά από την ταχύτητα του ανέμου. Έτσι υπολογίστηκε ο δείκτης βλάστησης NDVI ο οποίος δίνει πληροφορίες για το καθεστώς της βλάστησης σε μία περιοχή.

Επίσης τα δορυφορικά δεδομένα έδωσαν πληροφορίες και για τα χωρικά πρότυπα κατανομής της πραγματικής εξατμοσιδιαπνοής (Ea) με βάση τις ακτινοβολίες στο θερμικό και στο υπόλοιπο φάσμα. Οι ακτινοβολίες αυτές μετασχηματίστηκαν σε φυσικές ποσότητες για την εισαγωγή τους στο μοντέλο ισορροπίας της επιφανειακής ενέργειας. Οι θερμοκρασίες που κατέγραψε ο δέκτης δίνουν μία περιγραφή του πραγματικού θερμοκρασιακού καθεστώτος της περιοχής ανά εικονοστοιχείο επιτρέποντας έτσι το διαχωρισμό της διαθέσιμης ενέργειας σε ανιχνεύσιμη και λανθάνουσα ροή θερμότητας.

7. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Στην ΕΙΚΟΝΑ 1 φαίνεται η ημερήσια Ea όπως προέκυψε από τα δεδομένα Landsat TM και όπως προσομοιώθηκε από το υπάρχον μοντέλο LSM GWN_BW. Η μέση τιμή της Ea του TM είναι περίπου 20% χαμηλότερη από το μέσο όρο που υπολόγισε το μοντέλο. Τα αποτελέσματα του LSM GWN_BW δείχνουν χαμηλή μεταβλητότητα στις τιμές Ea ακόμα και για μεγάλες αποστάσεις, ενώ τα δεδομένα Landsat TM δείχνουν πολύ υψηλή μεταβλητότητα και χαμηλή συσχέτιση. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο το μοντέλο δίνει ομαλό αποτέλεσμα.

Συνολικά λοιπόν, αν λάβουμε υπ’ όψιν και τη χρησιμότητα του NDVI μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα τηλεπισκοπικά δεδομένα μπορούν εν μέρει να καλύψουν το κενό που υπάρχει στα υδρολογικά μοντέλα ως προς τα χωρικά πρότυπα. Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα χρησιμεύουν περισσότερο ως προς το χωρικό κομμάτι της πληροφορίας παρά στις απόλυτες τιμές της εξατμισοδιαπνοής. Μέσω της σύγκρισης μεταξύ των δορυφορικών δεδομένων και των αναμενόμενων τιμών από το υδρολογικό μοντέλο η μελέτη κατάληξε ότι το LSM δεν απέδιδε επαρκώς την κατανομή της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ

Validation of a large scale hydrological model with data fields retrieved from reflective and thermal optical remote sensing data Markus C. Casper , Michael Vohland