Μελέτη και ανάπτυξη μεθόδων εκτίμησης της εδαφικής υγρασίας από τηλεπισκοπικά δεδομένα
Από RemoteSensing Wiki
πρωτότυπος τίτλος: Μελέτη και ανάπτυξη μεθόδων εκτίμησης της εδαφικής υγρασίας από τηλεπισκοπικά δεδομένα
συγγραφέας:Χλωροκώστας Στ.
λέξεις- κλειδιά: τηλεπισκόπηση, εδαφική υγρασία, δείκτης SMI
Πρόκειται για μια διπλωματική εργασία, μέσα από την οποία επιχειρείται η εκτίμηση υγρασίας ακάλυπτων εδαφών με χρήση μικροκυματικών και υπερφασματικών/ πολυφασματικών δεδομένων.
Μεθοδολογία:
1. ανάπτυξη εμπειρικών μοντέλων συσχέτισης της υγρασίας με υπερφασματικά δεδομένα ανακλαστικότητας του πεδίου με τη μέθοδο της παλινδρόμησης ελάχιστων τετραγώνων
2. εφαρμογή μοντέλων σε υπερφασματικές απεικονίσεις αερομεταφερόμενου δέκτη CASI - 550, διορθωμένες από ατμοσφαιρικές επιπτώσεις
3. μελέτη επιπέδου συσχέτισης υγρασίας εδαφικών δειγμάτων με τη τιμή του δείκτη SMI (Soil Moisture Index), όπως αυτός υπολογίστηκε από τα δεδομένα του Landsat 7.0
Μέσα από τη αξιολόγηση του δείκτη SMI αναδεικνύεται:
1. η σημαντικότητα των μετρήσεων της εδαφικής τραχύτητας για την εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας από δεδομένα SAR
2. η καταλληλότητα επίγειων φασματικών δεδομένων στην εκτίμηση της υγρασίας
3. η αδυναμία της μεταφερσιμότητας των μοντέλων εκτίμησης υγρασίας με χρήση επίγειων φασματικών δεδομένων σε υπερφασματικές απεικονίσεις λόγω της επίδρασης της ατμόσφαιρας
4. η ικανότητα του δείκτη υγρασίας SMI στην εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας με χρήση πολυφασματικών δεδομένων Landsat
Ο δείκτης υγρασίας SMI είναι ιδανικός για την ταξινόμηση των εδαφών σε κατηγορίες με βάση την περιεκτικότητα σε νερό. Η επεξεργασία των απεικονίσεων έγινε με το λογισμικό ER Mapper 7.0 και υπολογίσθηκε ο δείκτης NDVI έχοντας ένα εύρος τιμών από – 0.43 ως 0.68
Αξιολόγηση δείκτη SMI:
1. αποτελεί καλή μέθοδο διαχωρισμού της οπτικής επιφάνειας του εδάφους σε κατηγορίες ανάλογα με την περιεκτικότητα σε υγρασία
2. η τιμή του εξαρτάται άμεσα από την τιμή του δείκτη NDVI και την παρουσία βλάστησης
3. η κατηγοριοποίηση με τη χρήση του δείκτη δεν περιορίζεται σε γυμνά εδάφη, αλλά περιλαμβάνει και περιοχές βλάστησης, οικισμούς ή επιφάνειες καλυμμένες με νερό
4. οι επιφάνειες που αντιστοιχούν σε γυμνά εδάφη εμφανίζουν τιμές δείκτη 0.008 – 0.09, ενώ το σύνολο των τιμών του δέκτη κυμαίνεται στο εύρος 0 – 0.15
5. οι τιμές του δείκτη που αντιστοιχούν σε γυμνά εδάφη έχουν κακή συσχέτιση (R2= 0.11) με τις τιμές της ογκομετρικής υγρασίας των εδαφών αυτών, με αποτέλεσμα ο δείκτης αυτός να μη μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της περιεκτικότητας των γυμνών εδαφών σε νερό
Συμπεράσματα:
1. ο παθητικός μικροκυματικός δέκτης SMOS έχει αρκετή μεγάλη ακρίβεια (4%), αλλά χαμηλή χωρική ανάλυση (50km)
2. βάσει μελετών μεθόδων εκτίμησης από δεδομένα SAR, τα καλύτερα αποτελέσματα έχουν παρατηρηθεί με τη χρήση θεωρητικών και ημι- εμπειρικών μοντέλων οπισθοσκέδασης
3. τα μοντέλα οπισθοσκέδασης έχουν ισχύ μόνο για τη συγκεκριμένη περιοχή και τη συγκεκριμένη χρονική περίοδο που εφαρμόστηκαν
4. η λήψη μετρήσεων τραχύτητας επί του πεδίου είναι απαραίτητη για την εκτίμηση της υγρασίας
5. καλύτερα αποτελέσματα συσχέτισης παρατηρούνται για τιμές καναλιών στα μήκη κύματος του εγγύς υπέρυθρου τμήματος του φάσματος
6. η ποιότητα των αποτελεσμάτων της συσχέτισης εξαρτάται άμεσα από την ποιότητα των επίγειων μετρήσεων
7. τα υπερφασματικά μοντέλα εκτίμησης της υγρασίας επηρεάζονται σε μεγάλο ποσοστό από την παρουσία βλάστησης, καθώς αυτή εμποδίζει την ακτινοβολία από το να αλληλεπιδράσει με την επιφάνεια του εδάφους
8. η εφαρμογή της μεθόδου πολλαπλών μεταβλητών κρίνεται αποτελεσματικότερη από την απλή συσχέτιση μεμονωμένων μεταβλητών
9. η επίδραση της ατμόσφαιρας στα υπερφασματικά δεδομένα καθιστά τη μεταφορά του μοντέλου μη ενδεικνυόμενη μέθοδο για την εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας
10. ο δείκτης SMI μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χοντρική ταξινόμηση των εδαφών σε κατηγορίες υδρολογικής δραστηριότητας και όχι για την εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας
