Καταλληλότητα Ψηφιακών Μοντέλων Αναγλύφου-Επιφανείας, παραγώμενων από τηλεπισκοπικά δεδομένα, για υδρολογική ανάλυση

Από RemoteSensing Wiki

Περιοχές μελέτης: Νήσος Αντίπαρος και Χερσόνησος Χαλκιδικής, Ελλάδα, πηγή:K. Nikolakopoulos et al. (2011)

Ο υπολογισμός υδρολογικών δεικτών προϋποθέτει την ύπαρξη χωρικών δεδομένων, όπως της λεκάνης απορροής, του υδρογραφικού δικτύου και των ισοϋψών καμπυλών. Για την Ελλάδα, σχετικά δεδομένα μπορούν να εξαχθούν είτε από τους τοπογραφικούς χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ), είτε από τηλεπισκοπικά δεδομένα. Στη μελέτη αυτή, η καταλληλότητα και ακρίβεια των εξαγόμενων χωρικών πληροφορίων, από ALOS, CARTOSAT και στερεοζέυγη αεροφωτογραφιών, συγκρίθηκαν με τις πληροφορίες που παρέχουν οι τοπογραφικοί χάρτες της ΓΥΣ κλίμακας 1:50.000. Οι υδρολογικές παράμετροι: υδρογραφική συχνότητα, υδρογραφική πυκνότητα και κλίση της υδρολογικής λεκάνης χρησιμοποιήθηκαν για τη σύγκριση. Δύο περιοχές, με τελείως διαφορετικά φυσιογραφικά και υδρολογικά χαρακτηριστικά, επιλέγηκαν για τη συγκριτική μελέτη. Η πρώτη περιοχή ήταν η Νήσος Αντίπαρος και η δεύτερη βρισκόταν στην Χερσόνησο της Χαλκιδικής.

Εισαγωγή

Η τηλεπισκόπιση αποτελεί ενα χρήσιμο εργαλείο για την υδρολογική μελέτη. Κάθε μέρος του φάσματος παρέχει δεδομένα κατάλληλα για τα επιμέρους στοιχεία της. Ενδεικτικά, τα μικροκυματικά αναδεικνύουν την επιφανειακή εδαφική υγρασία και την χιονοκάλυψη, ενώ τα θερμικά δεδομένα τις υπόγειες υδατικές πηγές και την εκτίμηση εξατμισοδιαπνοής.

Στη μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα του ορατού και εγγύς υπέρυθρου για την εξαγωγή της λεκάνης απορροής, του υδρογραφικού δικτύου και των ισοϋψών καμπυλών. Για τον έλεγχο των εξαγώμενων χωρικών δεδομένων, συγκρίθηκαν οι παραγώμενοι παράμετροι: υδρογραφική συχνότητα, υδρογραφική πυκνότητα κσαι κλίση της υδρολογικής λεκάνης, με τις αντίστοιχες από τοπογραφικούς χάρτες της ΓΥΣ, κλίμακας 1:50.000. Περιοχές μελέτης η Ν.Αντίπαρος και η Χερσόνησος της Χαλκιδικής.

Aνάλυση Ν.Αντιπάρου

Tο υδρογραφικό δίκτυο α. όπως αποτυπώνεται στον τοπογραφικό χάρτη της ΓΥΣ, β. όπως προέκυψε από το ΨΜΑ από τις ψηφιοποιημένες ισοϋψείς, γ. όπως προέκυψε από το ΨΜΕ του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης, δ. όπως προέκυψε από το ΨΜΕ από τα δεδομένα ALOS και ε. όπως προέκυψε από το ASTERG DEM., πηγή:K. Νικολακόπουλος (2015)

Βασικές υδρολογικές παράμετροι και δείκτες για μία λεκάνη της Αντιπάρου, πηγή:K. Νικολακόπουλος (2015)

Η Αντίπαρος είναι μια ημι-άγονη περιοχή με εκτεταμένο υδρογραφικό δίκτυο. Από αυτά τα ΨΜΑ-ΨΜΕ, έγινε με αυτοματοποιημένη διαδικασία εξαγωγή του υδρογραφικού δικτύου και των αντίστοιχων υδρολογικών λεκανών. Επελέγη για ανάλυση μία από τις κεντρικές λεκάνες του νησιού. Συγκρίνοντας, οπτικά, τα αποτελέσματα, παρατηρείται ότι τοπογραφικός χάρτης της ΓΥΣ παρουσιάζει μόνο τρεις κλάδους στη συγκεκριμένη λεκάνη, δηλαδή το υδρογραφικό δίκτυο θα πρέπει να είναι ιδιαιτέρως περιορισμένο. Ωστόσο, το υδρογραφικό δίκτυο που προέκυψε αυτοματοποιημένα από το ΨΜΑ των ψηφιοποιημένων ισοϋψών είναι σαφώς πιο εκτεταμένο και φαίνεται πιο κοντά στην πραγματικότητα. Από το ΨΜΕ των αεροφωτογραφιών προέκυψε ένα αρκετά εκτεταμένο δίκτυο, το οποίο περιλαμβάνεται σε μια ευρεία λεκάνη απορροής. Το ΨΜΕ από τα δεδομένα ALOS φαίνεται να δίνει το πιο εκτεταμένο δίκτυο αποστράγγισης καθώς έχει πολλούς κλάδους. Τέλος, η κεντρική υδρολογική λεκάνη από τα δεδομένα ASTER μοιάζει με τη λεκάνη που προέκυψε από τα δεδομένα ALOS αλλά το δίκτυο είναι πιο περιορισμένο. Συγκρίνοντας, ποσοτικά, τα αποτελέσματα, όπως μορφολογικές παράμετροι: έκταση λεκάνης, μήκος υδρογραφικού δικτύου, πλήθος κλάδων, κατά Strahler, αρίθμηση δικτύου, κατά Strahler και Sheve, και υδρολογικές παράμετροι: υδρογραφική συχνότητα, υδρογραφική πυκνότητα, κλίση λεκάνης, παρατηρείται πληρέστερη αποτύπωση στα δεδομένα του ALOS ΨΜΕ.

Aνάλυση Χ.Χαλκιδικής

Tο υδρογραφικό δίκτυο α. όπως αποτυπώνεται στον τοπογραφικό χάρτη της ΓΥΣ, β. όπως προέκυψε από το ΨΜΑ από τις ψηφιοποιημένες ισοϋψείς, γ. όπως προέκυψε από το ASTERG DEM, δ. όπως προέκυψε από το ΨΜΕ του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και ε. όπως προέκυψε από το ΨΜΕ από τα δεδομένα ALOS, πηγή:K. Νικολακόπουλος. (2015)

Βασικές υδρολογικές παράμετροι και δείκτες για την περιοχή της Χαλκιδικής, πηγή:K. Νικολακόπουλος (2015)

Οπτική σύγκριση του παραγώμενου υδρογραφικού δικτύου από ALOS και Αεροφωτογραφίες, σε υπέρθεση με δορυφορική απεικόνιση Quickbird, πηγή:K. Nikolakopoulos et al. (2011)

Η χερσόνησος καλύπτεται από πυκνή βλάστηση. Επελέγη για την ανάλυση μία κεντρική λεκάνη.Από τα ΨΜΑ-ΨΜΕ, έγινε,με αυτοματοποιημένη διαδικασία,εξαγωγή του υδρογραφικού δικτύου και των αντίστοιχων υδρολογικών λεκανών. Συγκρίνοντας τα εξαχθέντα δεδομένα, παρατηρείται ότι σε όλα είναι εκτεταμένο και καλά σχηματισμένο. Ωστόσο στο ΨΜΑ από τις ψηφιοποιημένες ισοϋψείς ΓΥΣ, ενώ το δίκτυο παραμένει παρόμοιο, δημιουργούνται, λανθασμένα, τρεις λεκάνες απορροής. Τα δίκτυα που εξάγονται από τα δεδομένα CARTOSAT και από τα δεδομένα του υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης είναι παρόμοια με αυτά του τοπογραφικού χάρτη. Το υδρογραφικό δίκτυο από τα δεδομένα ASTER GDEM είναι λιγότερο εκτεταμένο και παρουσιάζει λιγότερους κλάδους.

Συμπεράσματα

Τα εξαγόμενα υδρολογικά δίκτυα από ΨΜΑ-ΨΜΕ είναι κατάλληλα για υδρολογικές μελέτες και σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να είναι καλύτερα και από τα αντίστοιχα στοιχεία που περιλαμβάνουν οι τοπογραφικοί χάρτες κλίμακας 1:50.000.

Αναφορές

K. Nikolakopoulos and E. Gioti. Suitability of DSM derived from remote sensing data for hydrological analysis with reference to the topographic maps of 1/50000, pages 121–128. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2011. ISBN 978-3-642-19902-8. doi:10.1007/978-3-642-19902-8 13. URL [1].

Νικολακόπουλος, Κ., Κατσάνου, Κ., Λαμπράκης, Ν. Υδρολογία με χρήση γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών και δεδομένων τηλεπισκόπησης. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα:Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών, 2015. URL[2]