ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΘΑΡΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Από RemoteSensing Wiki

1. Αντικείμενο Εφαρμογής: ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΘΑΡΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

2. Στόχος Εφαρμογής: Στόχος της εφαρμογής είναι η περίληψη της εξέλιξης που έχει γίνει στον τομέα της υδρολογίας των λιμνών ιδιαίτερα για την καθαρότητα του νερού και οι προοπτικές που δίνονται στη μελέτη των διαφόρων παραμέτρων του νερού με αερομεταφερόμενους δέκτες.

3. Είδη Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών:

i) Για τη μελέτη της καθαρότητας του νερού σε μεγάλες λίμνες χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα Landsat. Οι εικόνες Landsat καλύπτουν περιοχές 110*110 μίλια και έχουν χωρική διακριτική ικανότητα 30μ. Τα δεδομένα Landsat έχουν εφαρμογή και στη μελέτη λιμνών σε επίπεδο χώρας.

ii) Η χωρική δ.ι. του Landsat περιορίζει τη χρησιμότητά του για μελέτες σε μικρές λίμνες. Για τέτοιου είδους εφαρμογές χρησιμοποιούνται δέκτες όπως οι IKONOS και Quickbird με δ.ι. 1-4 μ και φασματικά χαρακτηριστικά παρόμοια με του Landsat TM.

iii) Τα δορυφορικά δεδομένα είναι αποτελεσματικά για εφαρμογές όπως η καθαρότητα του νερού και άλλες οπτικές παράμετροι για τις λίμνες όμως δεν είναι η βέλτιστη επιλογή για τη μελέτη ποταμών. Σε τέτοιες μελέτες προτιμώνται οι αερομεταφερόμενοι δέκτες. Οι δέκτες αυτοί συλλέγουν περισσότερα δεδομένα στα διάφορα κανάλια του φάσματος και έτσι δίνουν καλύτερες προοπτικές στη μελέτη των χαρακτηριστικών του νερού. Στην ΕΙΚΟΝΑ 4 δίνονται τα αποτελέσματα επεξεργασίας δεδομένων από αερομεταφερόμενους δέκτες για την καθαρότητα του νερού και τη συγκέντρωση χλωροφύλλης σε μια λίμνη και έναν επικείμενο ποταμό.

4. Χρησιμότητα Δορυφόρων, Δεκτών και Καναλιών: Η ανάλυση των δορυφορικών δεδομένων έδωσε ένα μεγάλο εύρος τιμών για την καθαρότητα του νερού. Από την ανάλυση αυτή προέκυψαν δεδομένα για τις τάσεις που δημιουργούνται στις τιμές καθαρότητας του νερού ανάλογα με τις κλιματικές συνθήκες.

5. Προεπεξεργασίες: Οι δέκτες θα πρέπει να καλιμπράρονται με βάση τα δεδομένα της κάθε περιοχής για να δίνουν πιο αντιπροσωπευτικές μετρήσεις. Λόγω της ποικιλίας των ατμοσφαιρικών συνθηκών από περιοχή σε περιοχή δεν υπάρχει μία κοινή σχέση μεταξύ των τιμών της καθαρότητας του νερού και των ψηφιακών τιμών που καταγράφει ο δέκτης. Όμως υπάρχουν προσεγγίσεις με βάση τα χαρακτηριστικά της περιοχής (βήμα 8).

6. Ψηφιακές επεξεργασίες/αλγόριθμοι και αποτελέσματα:

i) Η εξίσωση ln(SD) = a(TM1/TM3) + b(TM1) + c δίνει την εκτίμηση της καθαρότητας του νερού με βάση τα a, b, και c τα οποία μεταβάλλονται ανά περιοχή. TM1, TM3 είναι τα κανάλια 1 και 3 του Landsat και ln(SD) ο λογάριθμος των βαθών για μία λίμνη. Στην ΕΙΚΟΝΑ 1 φαίνονται οι τιμές της καθαρότητας του νερού για τις λίμνες μιας περιοχής και στην ΕΙΚΟΝΑ 3 για τις λίμνες ολόκληρης της Πολιτείας Minnesota.

ii) Στην ΕΙΚΟΝΑ 2 δημιουργήθηκε ένας χάρτης σε επίπεδο εικονοστοιχείου από δεδομένα ICONOS για την καθαρότητα του νερού σε μικρές λίμνες.

7. Σημαντικά αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων: Τα δορυφορικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή τη μελέτη παρουσίασαν εξαιρετική συμφωνία με τα δεδομένα πεδίου όσον αφορά στην καθαρότητα του νερού. Επίσης αποτελούν ένα αποτελεσματικό μέσο απόκτησης χρήσιμων χωρικών δεδομένων, δεδομένων για την καθαρότητα του νερού και ευνόητης παρουσίασης των αποτελεσμάτων. Οι μέθοδοι των δορυφορικών δεδομένων δεν μπορούν να ανιχνεύσουν την παρουσία πιθανών επικίνδυνων μεταλλικών και οργανικών ρύπων ή βακτηριακών παθογόνων στο νερό όμως δίνουν ικανοποιητικά αποτελέσματα για την καθαρότητα του νερού και για την ανάπτυξη φυκώδους βλάστησης στο εσωτερικό του. Οι πρόσφατες έρευνες με τους αερομεταφερόμενους δέκτες είναι ιδιαίτερα υποσχόμενοι επειδή αποτελούν μέσο για τη συλλογή πληροφοριών που αφορούν στα ποτάμια και ρυάκια.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΑΡΘΡΟ Measuring Water Clarity and Quality in Minnesota Lakes and Rivers: A Census-Based Approach Using Remote-Sensing Techniques by Patrick L. Brezonik, Leif G. Olmanson, Marvin E. Bauer, and Steven M. Kloiber