Εκτίμηση της Εξατμισοδιαπνοής Αρδευόμενων Εκτάσεων με τη χρήση GIS και τηλεπισκόπησης
Από RemoteSensing Wiki
Εισαγωγή
Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η εκτίμηση της εποχιακής εξατμισοδιαπνοής (ΕΤ) στην περιοχή Mahi της Ινδίας και η σύνταξη αντίστοιχου χάρτη με τη χρήση λογισμικού GIS και δεδομένων από δορυφορικές εικόνες. Πρόκειται για καλλιεργούμενη έκταση 209ha που αρδεύεται από το κύριο κανάλι άρδευσης με 6 κλάδους και 38 υδροληψίες.
Απαιτούμενα δεδομένα
- Δορυφορικές εικόνες από αισθητήρες WiFS (του δορυφόρου IRS-1C) χωρικής διακριτικής ικανότητας 188m x 188, στα Κανάλια του εγγύς υπέρυθρου και κόκκινου και για τις ημερομηνίες 21/11/ 1996, 15/12/1996, 27/01/1997 και 20/02/1997
- Δεδομένα από εγκατεστημένους μετεωρολογικούς σταθμούς για τη μέση μηνιαία θερμοκρασία, μέση μηνιαία ταχύτητα του ανέμου, τη διάρκεια ηλιοφάνειας και τη σχετική υγρασία, προκειμένου να υπολογιστεί η εξατμισοδιαπνοή αναφοράς με τη μέθοδο Blaney-Criddle (FA0-24)
Σύνταξη χάρτη εξατμισοδιαπνοής
Για τη δημιουργία του χάρτη εξατμισοδιαπνοής, χρειάστηκε πρώτα να γίνουν οι απαραίτητες επεξεργασίες των δορυφορικών εικόνων, όπως η γεωαναφορά και ατμοσφαιρικές διορθώσεις, προκειμένου η διαφορετική ανάκλαση της ακτινοβολίας να οφείλεται μόνο σε διαφορετική χρήση γης και όχι στον αισθητήρα ή άλλους λόγους. Έπειτα, με την ιεραρχική ταξινόμηση και με τη βοήθεια επιτόπιων παρατηρήσεων συντάχθηκε ο χάρτης κάλυψης γης. Για κάθε pixel της εικόνας υπολογίστηκε ο Δείκτης Βλάστησης SAVI, ο οποίος αφορά στην κατάσταση της καλλιέργειας και ελαχιστοποιεί την επίδραση του τύπου του εδάφους στην ανάκλαση της φυτοκόμης. Εξαρτάται από την ανάκλαση στο Κανάλι του εγγύς υπέρυθρου και του κόκκινου, και μέσω παλινδρόμησης για κάθε είδος βλάστησης/καλλιέργειας υπολογίστηκε τελικά ο μέσος δείκτης SAVI για κάθε μήνα χρησιμοποιώντας εμπειρικές εξισώσεις και ο φυτικός συντελεστής από πίνακες από τη βιβλιογραφία. Με τον τρόπο αυτό, και λαμβάνοντας υπόψη διαφορές μεταξύ του Νοεμβρίου και Δεκεμβρίου, προέκυψε ο Χάρτης Βλάστησης. Τέλος, έγινε παρεμβολή μεταξύ των σημειακών δεδομένων της Εξατμισοδιαπνοής αναφοράς (ΕΤο) που παρασχέθηκαν από τους μετεωρολογικούς σταθμούς έγινε παρεμβολή στο λογισμικό ArcGIS και με το συνδυασμό του χάρτη ΕΤο για κάθε μήνα που καλλιεργούνται εκτάσεις στην περιοχή μελέτης και του χάρτη φυτικού συντελεστή Kc, δηλαδή πολλαπλασιάζοντας τα pixel του ενός με τα pixel του άλλου, προέκυψε ο τελικός Χάρτης Εξατμισοδιαπνοής.
Αποτελέσματα
Η Εξατμισοδιαπνοή φαίνεται να ποικίλει ανάλογα με το είδος και την κατάσταση της καλλιέργειας.
Για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων της μελέτης, έγινε η εκτίμηση της εξατμισοδιαπνοής με τα δεδομένα ενός από τους μετεωρολογικούς σταθμούς και η σύγκρισή τους με αυτά που προέκυψαν από τις δορυφορικές εικόνες για την ίδια περιοχή. Φάνηκε ότι η ΕΤ με την προτεινόμενη μεθοδολογία υποεκτιμήθηκε από 7,2 ως 12,8%. Ωστόσο, η χωρική μεταβολή της ΕΤ για κάθε καλλιέργεια υποδεικνύει ότι η χρήση ενός συντελεστή για κάθε είδος ανεξάρτητα από την έκταση της καλλιέργειας δεν αποδίδει επαρκώς το φαινόμενο της εξατμισοδιαπνοής.
Επιπλέον, επιχειρήθηκε η επαλήθευση της πιστότητας των αποτελεσμάτων μέσω της σύγκρισης της ζήτησης νερού και του όγκου των κατακρημνισμάτων. Όμως, για αυτό έπρεπε να θεωρηθούν κάποιες παραδοχές που αφορούν στο σύστημα διανομής και τον τρόπο κοστολόγησης του νερού και στις απώλειες του δικτύου. Τελικά, ανάλογο εύρος τιμών παρατηρείται σε διάφορα αγροτεμάχια, αλλά υπάρχει μεγάλη διαφορά στην κεφαλή και στο τέλος των αρδευτικών συστημάτων.
Συμπεράσματα
Ο Χάρτης Εξατμισοδιαπνοής αφορά στην αρδευόμενη έκταση από ένα κύριο κανάλι άρδευσης εντός της διοικητικής περιφέρειας της περιοχής μελέτης κάνοντας εμφανέστερες τις διαφορετικές αρδευτικές ανάγκες μια καλλιέργειας. Μπορεί να αποτελέσει σημαντικό πλεονέκτημα στη διαχείριση υδάτων και στην κατάρτιση προγραμμάτων άρδευσης, βοηθώντας να αποφεύγονται φαινόμενα υπερβολικής ή μειωμένης άρδευσης. Αν και εν προκειμένω ο χάρτης αφορά σε μηνιαίες τιμές, η ίδια μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί και σε επίπεδο σχεδιασμού εβδομαδιαίου προγράμματος άρδευσης.
