Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου
Από RemoteSensing Wiki
Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου
Αντικείμενο: Η συγκεκριμένη μελέτη ασχολείται με τον κλάδο της Υδρολογίας και τη διαχείριση υδάτων. Πιο συγκεκριμένα, το αντικείμενό της αφορά στην υδρολογική προσομοίωση της διασυνοριακής λεκάνης απορροής του ποταμού Νέστου (Εικόνα 1) με χρήση Τηλεπισκόπησης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Η συστηματική μαθηματική προσομοίωση της λεκάνης είναι ελλιπής τόσο από την Βουλγαρία όσο και από την Ελλάδα.
Εικόνα 1: Η περιοχή μελέτης με τον ανάγλυφο χάρτη ανάλυσης 1 km
Στόχος: Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση των υδρολογικών χαρακτηριστικών του ορεινού όγκου της λεκάνης του ποταμού Νέστου, καθώς και η εξέταση της επιφάνειας επαφής μεταξύ γλυκού και θαλασσινού νερού στις παράκτιες λιμνοθάλασσες του δέλτα του Νέστου. Μακροχρόνιες προσομοιώσεις αποτελούν σημαντικούς παράγοντες για την ολοκληρωμένη μελέτη της διαχείρισης υδάτων μιας λεκάνης απορροής.
Είδη δορυφορικών ή αερομεταφερόμενων συστημάτων / δέκτες-κανάλια: Στην μελέτη αυτή η βασική απεικόνιση που χρησιμοποιήθηκε προέρχεται από εικόνες LANDSAT με ανάλυση 80 μέτρων προσαρμοσμένες στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς EΓΣΑ 87 (Mugnier, 2002). Παρόλο που ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων, δεδομένα LANDSAT έχουν χρησιμοποιηθεί προκειμένου να βελτιώσουν την υπάρχουσα χρήση γης (Εικόνα 2). Δύο εικόνες έχουν χρησιμοποιηθεί με διαχρονικό τρόπο (καλοκαίρι 1988 και χειμώνας 1997). Όσον αφορά την περιοχή του δέλτα του Νέστου, απαιτήθηκε υψηλότερη ανάλυση προκειμένου να απεικονιστούν το αρδευτικό σύστημα και οι καλλιέργειες. Στην περίπτωση της παρούσας μελέτης χρησιμοποιήθηκε μία δορυφορική εικόνα CORONA (Altamaier and Kany, 2002) που χρονολογείται από το 1965.
Ψηφιακές επεξεργασίες /αλγόριθμοι και αποτελέσματα: Κατά το στάδιο αυτό, η χρησιμοποιηθείσα δορυφορική εικόνα CORONA ψηφιοποιήθηκε με μία ανάλυση 10 μέτρων και τροποποιήθηκε για την εισαγωγή της σε βάση δεδομένων GIS. Τα αποτελέσματα τόσο της τηλεπισκόπησης όσο και των ΓΣΠ αποθηκεύονται σε βάσεις δεδομένων και περιέχουν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες που χρησιμοποιούνται για την καλύτερη κατανόηση και απεικόνιση της λεκάνης. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου, είτε ακατέργαστα είτε σε άλλη μορφή, στο υδρολογικό μοντέλο.
Εικόνα 2: Συνδυασμός τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ για την απεικόνιση των υπολεκανών της υδρολογικής λεκάνης (Danko, 1992) .
- Το υδρολογικό μοντέλο MODCOU
Ο σκοπός του μοντέλου είναι η προσομοίωση των επιφανειακών και των υπόγειων ροών σε στρωματομένους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τετραγωνισμένα κελιά (cells) διαφορετικού μεγέθους (Εικόνα 3). Η προσομοίωση των επιφανειακών ροών σχετίζεται με το μοντέλο Cequeau. Χρησιμοποιώντας ένα κλιμακούμενο σύστημα καννάβου (grid), το υδρολογικό μοντέλο MODCOU έχει βαθμονομηθεί (calibrated) με τη χρήση μηνιαίων μετρήσεων ροής του ποταμού από τους σταθμούς Momina Kula (Βουλγαρία) και Τέμενος (Ελλάδα) όπου μετρήσεις και δεδομένα βροχόπτωσης είναι διαθέσιμα.
Εικόνα 3: α) Προσαρμογή του καννάβου (grid) του μοντέλου MODCOU σε δορυφορική εικόνα NASA LANDSAT TM ανάλυσης 30 m, β) βαθμονόμηση του μοντέλου βάση των σταθμών Momina Kula (Βουλγαρία) και Τέμενος (Ελλάδα).
- Το μοντέλο προσομοίωσης φραγμάτων
Τα αποτελέσματα από την υδρολογική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκαν για την μαθηματική προσομοίωση των φραγμάτων που βρίσκονται στην Ελληνική πλευρά. Το λογισμικό HEC-ResSim χρησιμοποιήθηκε για την προσομοίωση της λειτουργικότητας των φραγμάτων (τεχνικά και οικονομικά) καθώς και την προσομοίωση του διαθέσιμου όγκου νερού, καθώς υπάρχει ανάγκη διασφάλισης της οικολογικής παροχής (6 m3/sec), αλλά και κάλυψη των αγροτικών απαιτήσεων σε νερό. Κατά την προσομοίωση των φραγμάτων, εκτός από την υπάρχουσα κατάσταση, έγινε προσομοίωση των μελλοντικών αναπτυξιακών έργων (εκτροπή νερού προς την πεδιάδα της Δράμας, κατασκευή του φράγματος του Τεμένους), αλλά και των μελλοντικών κλιματικών αλλαγών (Εικόνα 4).
Εικόνα 4: Προσομοίωση των φραγμάτων κατά την υπάρχουσα κατάσταση, αλλά και με την χρήση σεναρίων (αναπτυξιακά σχέδια, κλιματικές αλλαγές).
Χρήση επιπρόσθετων χαρτών, βάσεων δεδομένων, GIS και γενικότερων στοιχείων: Έγινε χρήση βάσης δεδομένων GIS στην οποία εισήχθη η δορυφορική εικόνα CORONA. Τα GIS αποτελούν τον αποτελεσματικότερο μηχανισμό για τη διαχείριση και χρήση πληροφοριών που είναι δομημένες στο χώρο. Επιπλέον, όπως προαναφέρθηκε, ήταν ήδη διαθέσιμος και για τις δύο πλευρές των συνόρων ένας χάρτης χρήσης γης Corine Land Cover (CLC) (Brown et al., 2002) ανάλυσης 250 μέτρων.
Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Τα σημαντικότερα αποτελέσματα της μελέτης δίνονται παραπάνω στις εικόνες 2, 3 και 4. Επομένως, στην περίπτωση των υδάτων του ποταμού Μέστα/Νέστου, η τηλεπισκόπηση συνδυασμένη με τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών έχει να επιδείξει μοναδική χρησιμότητα στην προοπτική μιας ενοποιημένης διασυνοριακής υδρολογικής λεκάνης απορροής. Δεδομένα που έχουν προκύψει από τον συνδυασμό των δύο προηγούμενων εφαρμογών, χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου στο υδρολογικό μοντέλο, δίνοντας ως αποτέλεσμα την επιφανειακή ροή.
Πηγή: Γκανούλης Ι., Σκουληκάρης Χ., Monget J. . Τηλεπισκόπηση και Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών για την Υδρολογική Προσομοίωση Λεκάνης Απορροής: Η Περίπτωση του Νέστου. Α.Π.Θ. Πολυτεχνική Σχολή-Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών, Θεσσαλονίκη
