http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php?feed=atom&target=Eleni+togiopoulou&title=%CE%95%CE%B9%CE%B4%CE%B9%CE%BA%CF%8C%3A%CE%A3%CF%85%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CF%83%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%AD%CF%82 2026-05-19T15:49:29Z Από RemoteSensing Wiki MediaWiki 1.16.2 http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A4%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CE%BF%CF%80%CE%BF%CF%8D%CE%BB%CE%BF%CF%85_%CE%95%CE%BB%CE%AD%CE%BD%CE%B7 2023-02-13T10:31:48Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div>* [[Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS]]<br /> <br /> * [[Εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής μέσω Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο]]<br /> <br /> * [[Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων στην εκτίμηση των επιπέδων PM2,5 κατά τη διάρκεια του επεισοδίου Camp Fire στην Καλιφόρνια.]]<br /> <br /> * [[Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.]]<br /> <br /> * [[Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με το νερό με βάση τις τεχνικές τηλεπισκόπησης και τη γεωχωρική ανάλυση]]<br /> <br /> * [[Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.]]<br /> <br /> [[category:ΔΠΜΣ &quot;Περιβάλλον &amp; Ανάπτυξη&quot; (Αθήνα) ]]</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A4%CE%BF%CE%B3%CE%B9%CE%BF%CF%80%CE%BF%CF%8D%CE%BB%CE%BF%CF%85_%CE%95%CE%BB%CE%AD%CE%BD%CE%B7 2023-02-10T20:05:11Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με '* Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS * [[Εκ...'</p> <hr /> <div>* [[Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS]]<br /> <br /> * [[Εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής μέσω Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο]]<br /> <br /> * [[Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων στην εκτίμηση των επιπέδων PM2,5 κατά τη διάρκεια του επεισοδίου Camp Fire στην Καλιφόρνια.]]<br /> <br /> * [[Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.]]<br /> <br /> * [[Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με το νερό με βάση τις τεχνικές τηλεπισκόπησης και τη γεωχωρική ανάλυση]]<br /> <br /> * [[Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.]]<br /> <br /> [[category:ΔΠΜΣ ]]</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%80%CF%81%CE%B1%CE%B3%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CE%B5%CE%BE%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%80%CE%BD%CE%BF%CE%AE%CF%82_%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89_%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%A0%CE%B5%CE%BB%CE%BF%CF%80%CF%8C%CE%BD%CE%BD%CE%B7%CF%83%CE%BF 2023-02-10T15:30:32Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Οικολογία]]<br /> <br /> <br /> '''Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπειρικών Μεθόδων που Χρησιμοποιούν Δεδομένα Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο, και Σύγκριση με Ετήσιες Μετρήσεις Εξάτμισης από τον MODIS και Εξατμισιμετρικών λεκανών.<br /> ''' <br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Annual Actual Evapotranspiration Estimation via GIS Models of Three Empirical Methods Employing Remotely Sensed Data for the Peloponnese, Greece, and Comparison with Annual MODIS ET and Pan Evaporation Measurements»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Stavroula Dimitriadou and Konstantinos G. Nikolakopoulos<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.3390/ijgi10080522]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Turc, τροποποιημένη Turc, Coutagne, MODIS ET, ArcMap, Πελοπόννησος.<br /> <br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2_1.PNG| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Turc] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-2.PNG| thumb | right | Εικόνα 2: Μέθοδος Coutagne] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 3: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) με εμπειρικές μεθόδους για τα έτη 2018-2019.] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-3.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) 8 ημερών από τον MODIS για τα έτη 2016-2019] ]]]<br /> <br /> <br /> '''Περίληψη:''' <br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa) δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς στην Ελλάδα. Η μελέτη αυτή εκτίμησε με εμπειρικές μεθόδους (Turc, Modified Turc και Coutagne) την ετήσια εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου, μεταξύ των ετών 2016-2019, τέσσερα από τα θερμότερα χρόνια από την προ-βιομηχανική εποχή, και τα δεδομένα συγκρίθηκαν με εκείνα του MODIS ET. Επιπλέον, οι ετήσιες μετρήσεις εξάτμισης (Epan) πραγματοποιήθηκαν για δύο εξατμισιμετρικές λεκάνες, στην Πελοπόννησο με διαφορετικό ανάγλυφο και συνθήκες. Οι εμπειρικές μέθοδοι και οι στατιστικοί τύποι (RMSD, MB, και NMB) αναπτύχθηκαν ως μοντέλα στο ArcMap. Τα αποτελέσματα της μεθόδου Turc προσομοιάζουν με εκείνα του MODIS ET για όλα τα έτη. Οι εκτιμήσεις με την τροποποιημένη μέθοδο Turc ήταν σχεδόν πανομοιότυπες με το MODIS ET. Συνεπώς, η τροποποιημένη μέθοδος Turc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο MODIS ET (και αντιστρόφως) για την Πελοπόννησο για την περίοδο 2016-2019. Επιπλέον, ο σταθμός εξατμισοδιαπνοής στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας παρουσίασε ανοδική τάση που μοιάζει με τις τάσεις των εμπειρικών μεθόδων κατά τα έτη μελέτης, ενώ ο σταθμός στην εξατμισιμετρική λεκάνη του Λάδωνα απαιτούσα έρευνα σε μηνιαία χρονική κλίμακα. <br /> <br /> <br /> '''Εισαγωγή'''<br /> <br /> H Εξατμισοδιαπνοή, παράμετρος μείζονος σημασίας για τον υδρολογικό κύκλο, καθορίζει τη διαθεσιμότητα του νερού και, στη συνέχεια, τη διαχείριση του νερού και την άρδευση. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι μια παράμετρος που επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή και αλλαγή χρήσης γης/κάλυψης γης, και έχει εξεταστεί μαζί με τις πυρκαγιές. Η δυσκολία στην άμεση μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής έχει οδηγήσει στην εφαρμογή εμπειρικών μεθόδων, αλγορίθμων και μοντέλων με διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, ενσωματώνοντας δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία καθορίζει τις διαδικασίες εξατμισοδιαπνοής, καθώς εκφράζει την κατάσταση της ενέργειας του συστήματος. Το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) είναι κατάλληλο για εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά περιορίζεται από την χονδροειδή του ανάλυση (1 km). Οι κατακρημνίσεις είναι ένας περιοριστικός παράγοντας που επηρεάζει το εύρος τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την περιοχή της νότιας Μεσογείου, όπου αναμένεται ότι οι βροχοπτώσεις θα αυξηθούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο εγγύς μέλλον. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων για την εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, από απλούς τύπους έως σύνθετους αλγόριθμους. Στην περίπτωση της Ελλάδας, η πραγματική εξατμισοδιαπνοή δεν έχει διερευνηθεί σε περιφερειακή κλίμακα. Σε μελέτες όπου τα επίπεδα εξατμισοδιαπνοής έχουν εκτιμηθεί για την Ελλάδα, χρησιμοποιήθηκαν αραιά κατανεμημένοι σταθμοί ή δορυφορικά δεδομένα για μερικές βολικές ημέρες είτε για σύντομα χρονικά διαστήματα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η πραγματική εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου για την περίοδο 2016-2019 με τη χρήση καθιερωμένων εμπειρικών μεθόδων που εφαρμόστηκαν ικανοποιητικά στο παρελθόν στην Ελλάδα (Turc, modified Turc, and Coutagne), με μηνιαία δεδομένα θερμοκρασιών για την επιφάνεια της γης, δεδομένα από τον MODIS Terra και δεδομένα υετού από 62 μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην περιοχή ενδιαφέροντος ή κοντά σε αυτήν. Επιπλέον υπολογίστηκαν ετήσιες εκτιμήσεις μέσω του ArcMap 10.6 για σύγκριση με τις ετήσιες εμπειρικές εκτιμήσεις. Χρησιμοποιήθηκαν αξιόπιστοι στατιστικοί δείκτες για την αξιολόγηση της μεθόδου με τα δεδομένα του MODIS. Δεδομένου ότι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου, υπάρχει μεγάλο διεπιστημονικό ενδιαφέρον, τόσο για τις μεθόδους όσο και για τους δείκτες που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο. Οι χάρτες για την ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2016-2019 μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ερευνητές, για τη διαχείρηση και τις πολιτικές χρήσεις νερού.<br /> <br /> <br /> '''2. Περιοχή μελέτης'''<br /> <br /> Η Πελοπόννησος είναι μια χερσόνησος της νοτιοδυτικής Ελλάδας που καταλαμβάνει περίπου το ένα έκτο του ελληνικού εδάφους (21.439 km2), με πληθυσμό 1086.935 κατοίκων (απογραφή 2011). Ένα μεγάλο μέρος της καλύπτεται από ψηλούς λόφους και βουνά, το υψηλότερο εκ των οποίων ο Ταϋγετος (2407 m). Η μεγαλύτερη πόλη είναι η Πάτρα, που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της χερσονήσου. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο που περιλαμβάνει ορισμένους μεγάλους ποταμούς (π.χ. ποταμός Αλφειού, Ευρώτα και Πηνειού). Ο Λαδωνάς είναι ο κύριος παραπόταμος του Πηνειού, σχηματίζοντας την τεχνητή λίμνη Λαδώνα στο κεντρικό τμήμα της χερσονήσου. Οι κύριοι τύποι χρήσης/κάλυψης γης είναι καλλιέργειες , δασική και αραιή βλάστηση. Ένα σημαντικό τμήμα της γης επλήγη από τις καταστροφικές πυρκαγιές του 2007. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται ως ένα μεσογειακό θερμό εύκρατο κλίμα με ξηρό καλοκαίρι. Η μέση ετήσια θερμοκρασία (όπως καταγράφηκε την περίοδο 1971-1990) κυμαίνεται μεταξύ 8 και 20 ◦C, οι κατακρημνίσεις κυμαίνονται από 400 έως πάνω από 2000 mm και επικρατεί λιακάδα 1900-3100 ώρες ετησίως .<br /> <br /> <br /> '''3. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[3.1. Εμπειρικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα MODIS που υλοποιούνται μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Χρησιμοποιήθηκαν τρεις εμπειρικές μέθοδοι για την ετήσια εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (Turc, τροποποιημένη Turc, και Coutagne). Τα αντίστοιχα μοντέλα για την εφαρμογή των μεθόδων αναπτύχθηκαν στο ModelBuilder. Οι μέθοδοι αυτές παρήγαγαν ικανοποιητικές εκτιμήσεις για την Ελλάδα σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Δεδομένα εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS.]]<br /> <br /> Τα δεδομένα MODIS για την εξατμισοδιαπνοή (MOD16A2V6, 184 εικόνες) προήλθαν από τον EarthExplorer και τα EARTHDATA. Ο στόχος ήταν να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των εκτιμήσεων MODIS και των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα (καθίζηση) και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στην εξίσωση Penman-Monteith χρησιμοποιήθηκε για την λήψη εικόνων MOD16A2V6 . Ο αλγόριθμος αυτός ενσωματώνει εισόδους βλάστησης με τηλεπισκόπηση και επανανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων (θερμοκρασία αέρα, ακτινοβολία, υγρασία) από τη Global Modeling της NASA. Οι 184 εικόνες αποτελούν μια σύνθεση 8 ημερών που περιλαμβάνει, μαζί με άλλα στρώματα, την εξατμισοδιαπνοή στα 500 m. Μετά την κατάλληλη προεπεξεργασία και την επανπροβολή στο ArcMap, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 υπολογίστηκαν με τη χρήση στατιστικών στοιχείων και παράβλεψη pixel που δεν περιέχουν δεδομένα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Μετρήσεις Εξάτμισης Της Λεκάνης]]<br /> <br /> Μία εξατμισιμετρική λεκάνη τοποθετήθηκε λειτούργησε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Φυσικής στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για μια ημιαστική τοποθεσία στο βορειότερο τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 24,8 εκ. Οι ωριαίες μετρήσεις της εξατμισιμετρικής λεκάνης ελήφθησαν σε διάστημα 4 ετών (2016-2019). Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο ποτενσιόμετρο, το οποίο μετέτρεψε τις τιμές βάθους του νερού σε τιμές τάσης μετά από σωστή βαθμονόμηση Τα σημάδια τάσης του ποτενσιόμετρου ήταν συχνά σε σύγκριση με τα σήματα τάσης ενός φορητού βολτόμετρου. Τα παραγόμενα βάθη συγκρίθηκαν επίσης με τα βάθη του νερού που μετρήθηκαν από έναν χάρακα. <br /> Μία δεύτερη εξατμισιμετρική λεκάνη κατηγορίας Α τοποθετήθηκε κοντά στην τεχνητή λίμνη του Λαδώνα (σταθμός Λαδώνα) στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 420 m. Ελήφθησαν οι ημερήσιες μετρήσεις εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 και ψηφιοποιήθηκαν. Οι μετρήσεις (από το Πανεπιστήμιο Πατρών και τον σταθμό του Λάδονα) παρουσιάζονται και σχεδιάζονται μαζί με τις τιμές εξατμισοδιαπνοής από το MODIS και τις εκτιμήσεις πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τις εμπειρικές μεθόδους για την ίδια (ετήσια) χρονική κλίμακα.<br /> <br /> [[3.4. Στατιστικοί δείκτες υπολογιζόμενοι μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Υπολογίστηκαν περιγραφικά στατιστικά στοιχεία (max, min, μέση τιμή, std) για κάθε αρχείο ράστερ στο ArcMap 10.6 (μέσω στατιστικών υπολογισμών). Προκειμένου να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των τιμών από τις διαφορετικές εμπειρικές μεθόδους, η μέση τετραγωνική απόκλιση των στατιστικών δεικτών (RMSD), η μέση μεροληψία (MB) και η ομαλοποιημένη μέση μεροληψία (NMB) αναπτύχθηκαν στο μοντέλο ModelBuilder. Οι δείκτες αυτοί θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι για τη στατιστική ανάλυση των υδρολογικών παραμέτρων. <br /> <br /> <br /> '''4. Εμπειρικές μέθοδοι'''<br /> <br /> [[4.1. Μέθοδος Turc]]<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίστηκε μέσω μοντέλου που χρησιμοποίησε εικόνες θερμοκρασίας επιφάνειας γης από τονTerra. Οι εικόνες που ελήφθησαν ημέρα και νύχτα ενώ ακόμη χρησιμποιήθηκαν και μετεωρολογικά δεδομένα για την εφαρμογή της. <br /> <br /> <br /> [[4.2. Μέθοδος της Coutagne]]<br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή προέκυψε μέσω ενός μοντέλου που εφαρμόζει τη μέθοδο Coutagne. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης Terra και Thiessen πολύγωνα (δεδομένα καθίζησης).<br /> <br /> [[4.3. Τροποποιημένη μέθοδος Turc]]<br /> Η διαφορά μεταξύ της μεθόδου Turc και της τροποποιημένης μεθόδου Turc είναι ο τρόπος που η υπολογίζεται Tmean. Το Pi σημαίνει μηνιαία κατακρήμνιση που υπολογίζεται μέσω επαναληπτικού μοντέλου με βάσητα πολύγωνα, με δεδομένα υετού, και Ti αντιπροσωπεύει τη μηνιαία μέση θερμοκρασία αέρα που προέρχεται από τρία υπομοντέλα που χρησιμοποιούν εικόνες LST Terra ημέρας και νύχτας. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίζεται στη συνέχεια μέσω τελικού μοντέλου, που αποτελείται απόδύο υπομοντέλα που υπολογίζουν Tmean, mod και τη συνάρτηση L.<br /> <br /> '''5. Αποτελέσματα'''<br /> <br /> [[5.1. Στατιστικά στοιχεία για τις ετήσιες εκτιμήσεις]]<br /> Η μέθοδος Turc οδήγησε σε υψηλότερες εκτιμήσεις της ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής από ό, τι οι άλλες μέθοδοι. Η τροποποιημένη μέθοδος Turc έδειξε μέσες ετήσια τιμές πιο κοντά στις τιμές εξατμισοδιαπνοής του MODIS.<br /> <br /> [[5.2. Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές μεθόδους]]<br /> Οι ελάχιστες τιμές της ετήσιας εξατμισοδιαπνοής ήταν παρόμοιες για την περίοδο 2016-2018. Υπήρχαν ομοιότητες στη χωρική κατανομή μεταξύ των τριών μεθόδων για κάθε έτος. Οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, γεγονός αναμενόμενο αφού σε μια περιοχή της Μεσογείου, υψηλότερες τιμές κατακρημνίσεων θα εμφανίσουν και υψηλότερες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.<br /> <br /> <br /> [[5.3 . Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής καταγεγραμμένες από τον MODIS]] <br /> Από τη σύγκριση των χαρτών των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS με εκείνους του εμπειρικού μοντέλου, είναι προφανές ότι η μέθοδος Turc μας έδωσε μεγαλύτερο εύρος τιμών από τις άλλες εμπειρικές μεθόδους, πλησιέστερα σε εκείνη του MODIS.<br /> <br /> <br /> [[5.5.Εξατμισιμετρικές λεκάνες στους σταθμούς του Πανεπιστημίου Πατρών και Λαδόνα]]<br /> Τα σύνολα δεδομένων των καθημερινών μετρήσεων αποκτήθηκαν για την περίοδο 2016-2019 από τους δύο σταθμούς (Πανεπιστήμιο Πατρών και Λαδώνας). Οι μέγιστες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εμφανίζονται το 2017, ακολουθούμενες από εκείνες του 2019, οι οποίες ήταν κοντά στις αντίστοιχες τιμές του 2016.<br /> <br /> <br /> '''6. Συμπεράσματα'''<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2019 έδειξε τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ όλων των συγκρινόμενων ζευγών εμπειρικών μεθόδων. Αυτό ήταν το δεύτερο θερμότερο έτος από την προ-βιομηχανική εποχή και το τρίτο διαδοχικό έτος μεταξύ 2016 και 2018. Οι εμπειρικές μέθοδοι έδωσαν τις υψηλότερες μέγιστες εκτιμήσεις για το 2016, τη θερμότερη καταγεγραμμένη χρονιά και τις χαμηλότερες μέγιστες τιμές για το 2017, υποδηλώνοντας ότι η ζήτηση εξάτμισης δεν μπορούσε να ικανοποιηθεί από τη διαθεσιμότητα του νερού.<br /> Σε σύγκριση των εκτιμήσεων στην ετήσια κλίμακα, διαπιστώθηκε ότι από όλες τις εμπειρικές μεθόδους λαμβάνεται μικρότερο εύρος τιμών από ό, τι από τον MODIS, ενώ το εύρος τιμών της μεθόδου Turc ήταν η πλησιέστερο στου MODIS. Οι στατιστικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η τροποποιημένη Turc θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στις μετρήσεις του MODIS για την Πελοπόννησο για τα έτη 2016-2019. Η γραμμή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για το σταθμό του Πανεπιστημίου Πατρών έδειξε μόνο ελάχιστες αποκλίσεις σε σύγκριση με τις τιμές των εμπειρικών μεθόδων. <br /> Για τον σταθμό Λάδωνα, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής υπολογισμένες με εμπειρικές μεθόδους φαίνεται να συμφωνούν μεταξύ τους, αλλά έδειξαν αποκλίσεις από τις τιμέςπου ελήφθησαν από την εξατμισιμετρική λεκάνη. Η μέγιστη ετήσια τιμή της εξατμισιμετρικής λεκάνης για το 2017, η οποία ήταν η χαμηλότερη ετήσια τιμή για την Πελοπόννησο στο σύνολό της, οφείλεται πιθανώς στο γεγονός ότι το 2016 ήταν η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε ποτέ για την Πελοπόννησο. Οι ετήσιες για το 2019 βρίσκονταν στα ίδια επίπεδα με το 2017, γεγονός που δείχνει ότι ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά και η τελευταία σε μια σειρά από πολύ ζεστά συναπτά χρόνια. Μια άλλη παρατήρηση από τον σταθμό του Λαδώνα ήταν η σημαντική αλλαγή στην παγοκάλυψη μεταξύ των ετών, η οποία μπορεί να συνεπάγεται μείωση της κατακράτησης χιονοστοιβάδων στα ορεινά της Πελοποννήσου (και αύξηση των απορροών, με συνέπειες όσον αφορά και τις πλημμύρες των υδροφόρων οριζόντων).</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A7%CE%B1%CF%81%CF%84%CE%BF%CE%B3%CF%81%CE%AC%CF%86%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B1%CE%BE%CE%B9%CE%BF%CE%BB%CF%8C%CE%B3%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%BF%CE%B9%CE%BA%CE%BF%CF%83%CF%85%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD_%CF%80%CE%BF%CF%85_%CF%83%CF%87%CE%B5%CF%84%CE%AF%CE%B6%CE%BF%CE%BD%CF%84%CE%B1%CE%B9_%CE%BC%CE%B5_%CF%84%CE%BF_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CF%8C_%CE%BC%CE%B5_%CE%B2%CE%AC%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%B9%CE%BA%CE%AD%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CF%84%CE%B7_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%87%CF%89%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BB%CF%85%CF%83%CE%B7 2023-02-09T22:03:48Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> '''Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με το νερό με βάση τις τεχνικές τηλεπισκόπησης και τη γεωχωρική ανάλυση: Η περίπτωση της εθνικής υπηρεσίας SWOS του Ramsar και των λεκανών απορροής τους.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Water-related ecosystems' mapping and assessment based on remote sensing techniques and geospatial analysis: The SWOS national service case of the Greek Ramsar sites and their catchments»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Eleni Fitoka, Maria Tompoulidou, Lena Hatziiordanou, Antonis Apostolakis, Rene Höferb, Kathrin Weiseb, Charalampos Ververis.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425720301656]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Έκταση υγροτοπικού οικοσυστήματος, Sentinel 2MSILandsat 5TMSDG 6.6.1 δείκτης Σύμβαση Ραμσάρ, Ονοματολογία MAES.<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper6-1.png | thumb | right | '''Εικόνα 1''' : Πιλοτικές περιοχές]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper6-2.png | thumb | right | '''Εικόνα 2''' : Ροή ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνας. Οι τάξεις έχουν οριστεί με βάση τους φασματικά χαρακτηριστικά (μωβ), γεωμετρία (γκρι) και με τη χρήση χαρακτηριστικών συμφραζομένων (κίτρινο).]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper6-3.png| thumb | right | '''Εικόνα 3''' :Παραδείγματα αποτελεσμάτων ταξινόμησης. Οι δύο πρώτες στήλες υποδεικνύουν τις εικόνες Sentinel 2A-MSI για ξηρή και υγρή περίοδο αντίστοιχα. ]]<br /> <br /> <br /> <br /> '''1.Eισαγωγή'''<br /> <br /> Τα υγροτοπικά οικοσυστήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον κύκλο του νερού. Σύμφωνα με τη Σύμβαση Ραμσάρ, σχεδόν το σύνολο της παγκόσμιας κατανάλωσης γλυκού νερού προέρχεται είτε άμεσα είτε έμμεσα από υγροτόπους. Παρόλα αυτά, λόγω έλλειψης κοινής συναίνεσης μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας, σχετικά με τους τύπους υγροτοπικών οικοσυστημάτων, οι υγρότοποι υποεκπροσωπούνται σε μέγεθος και ποικιλομορφία, γεγονός που επηρεάζει άμεσα τη διατήρηση και τις προσπάθειες αποκατάστασής τους. Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η χαρτογράφηση και αξιολόγηση των 10 ελληνικών υγροτόπων Ramsar και των λεκανών απορροής τους. <br /> <br /> '''2. Υλικό και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τοποθεσίες μελέτης]]<br /> Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στις 10 ελληνικές τοποθεσίες Ramsar και τις λεκάνες απορροής τους. Δύο από αυτά αποτελούν το Εθνικό Πάρκο της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, όπου μαζί με τις λεκάνες απορροής τους αντιμετωπίζονται ως μια συνεχής περιοχή. Σημειώνεται ότι η ελληνική τοποθεσία Ramsar της λίμνης των Πρεσπών είναι μέρος του διασυνοριακού οικοσυστήματος που μοιράζονται η Ελλάδα, η Αλβανία και η Βόρεια Μακεδονία. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης μόνο για την ελληνική επικράτεια.<br /> <br /> [[2.2. Σύνολα δεδομένων και προεπεξεργασία]]<br /> Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τον Sentinel 2A-MSI επιπέδου 1C (L1C), από τον δικτυακό ιστότοπο Copernicus Open Access Hub. Όλες οι δορυφορικές εικόνες διορθώθηκαν ατμοσφαιρικά χρησιμοποιώντας το μοντέλο SemiAutomatic Classification Plugin (SCP) που είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό QGIS, το οποίο εφαρμόζει έναν αλγόριθμο αφαίρεσης σκοτεινών αντικειμένων, μετατρέποντας τις τιμές από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε τιμές επιφανειακής ανάκλασης. Τα εθνικά σύνολα δεδομένων Corine Landcover/Landuse (CLC) των ετών 2012 και 2000 χρησιμοποιήθηκαν ως πρόσθετα θεματικά στρώματα στο πλαίσιο της ταξινόμησης μοντέλο, προκειμένου να διακριθούν οι &quot;καλλιεργήσιμες εκτάσεις, από τις &quot;αστικές&quot; εκτάσεις. <br /> <br /> [[2.3 Ονοματολογία]]<br /> Στην παρούσα μελέτη ακολουθήθηκε η ονοματολογία του οργανισμού χαρτογράφησης και αξιολόγησης των οικοσυστημάτων και των υπηρεσιών τους MAES (The Mapping and Assessment of Ecosystems and their Services- MAES) της ΕΕ. Οι κατηγορίες που εφαρμόζονται στις πιλοτικές περιοχές επιλέχθηκαν πριν από την ανάλυση των εικόνων. Με βάση τις καθιερωμένες διασταυρώσεις και συγκρίσεις μεταξύ των τροποποιημένων MAES και των CLC, δημιουργήθηκαν δεδομένα χαρτογράφησης δεύτερου επιπέδου με τις αντιστοιχισμένες CLC κατηγορίες.<br /> <br /> [[2.4 Ιεραρχική ανάλυση εικόνας με βάση τα αντικείμενα]]<br /> Προκειμένου να εξαχθούν έγκυρα αποτελέσματα που ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα δοκιμάστηκαν διάφορες παράμετροι, όπως κλίμακα, χρώμα/σχήμα, ομαλότητα/συμπύκνωση, και αξιολογήθηκε η επίδρασή τους ως προς την κατηγοριοποίηση των υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια διαδικασία, ώστε να προσδιοριστούν αρχικά οι ευκολότερες ή γενικότερες κατηγορίες (γονικές κλάσεις) (π.χ. επιφάνεια νερού, γυμνό έφαδος, δάσος, μόνιμα πλημμυρισμένα έλη, ποώδη χαμηλού αναστήματος) και στη συνέχεια να προχωρήσει η ταξινόμηση των λεπτομερών κλάσεων (παιδικές κλάσεις). Για την ορθότερη ταξινόμηση των κατηγοριών χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος CART (Classification And Regression Tree – CART), ένα εργαλείο που προσφέρει καθοδήγηση για κλάσεις που παρουσίαζαν φασματικές ομοιότητες και ήταν δύσκολο να οριστούν. Στη συνέχεια, κατηγορίες όπως οι όχθες ποταμών ή τα παρόχθια δάση πλατύφυλλων δέντρων ταξινομήθηκαν αποτελεσματικά μόνο μέσω της σύγκρισης με άλλες κατηγορίες. <br /> <br /> '''3. Αξιολόγηση της θεματικής ακρίβειας'''<br /> <br /> Η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε σε μια περιοχή δείγματος που καλύπτει το 66% της συνολικής χαρτογραφημένης έκτασης, συμπεριλαμβανομένων 5 από τις 10 ελληνικές περιοχές Ραμσάρ και όλες τις πιθανές κατηγορίες υγροτόπων. Δεδομένου ότι τα δεδομένα αναφοράς για τα παλαιότερα έτη (1986) δεν ήταν διαθέσιμα, η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε μόνο στα προϊόντα ταξινόμησης των πρόσφατων χρονολογιών (2016-2017). <br /> <br /> Η διαδικασία ταξινόμησης αποτελούνταν από τρία βασικά βήματα: <br /> 1. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μεγέθους του δείγματος<br /> 2. το σχεδιασμό της δειγματοληψίας <br /> 3. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μέτρου ακρίβειας.<br /> <br /> <br /> '''4. Αποτελέσματα – συζήτηση'''<br /> <br /> [[4.1. Μοντέλο ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνων]]<br /> Η ανάλυση των εικόνων ανέδειξε την ανάγκη για εποχιακά φασματικά δεδομένα για τη διάκριση αρκετών κατηγοριών υγροτόπων ενώ η χρησιμότητα των γεωμετρικών κριτηρίων ήταν ουσιαστική προκειμένου να επιτευχθεί το λεπτομερές επίπεδο της ονοματολογίας. Ο συνδυασμός των τιμών του δείκτη NDWI και του δείκτη φωτεινότητας χρησιμοποιήθηκε για τη διάκριση των &quot;θαλάσσιων υδάτων&quot; από την &quot;παράκτια λιμνοθάλασσα&quot;, την ταξινόμηση των κλάσεων &quot;Βάλτοιμόνιμα πλημμυρισμένοι&quot;. Οι τιμές του μέσου υπέρυθρου χρησιμοποιήθηκαν για τον διαχωρισμό του &quot;κωνοφόρου δάσους&quot; από τα &quot;πλατύφυλλα δάσοι&quot;, δεδομένου ότι η ανάκλαση στο μέσου υπέρυθρο για τα κωνοφόρα είναι χαμηλή σε σύγκριση με τα πλατύφυλλα. Στην άλλη πλευρά του φάσματος, οι μέσες τιμές των μπλε καναλιών αποτέλεσαν τα βασικά χαρακτηριστικά για τη διάκριση της κατηγορίας &quot;γυμνό έδαφος&quot;. Η συγκεκριμένη κλάση παρουσίασε μικρότερη φασματική διακύμανση σε σύγκριση με τις καλλιεργημένες εκτάσεις. Αυτό οφείλεται σε παράγοντες, όπως η υφή του εδάφους, η επιφάνεια,η τραχύτητα και η οργανική ύλη, που ανακλούν λιγότερο σε συγκεκριμένες φασματικές περιοχές. <br /> <br /> [[4.2. Χωρική έκταση των υγροτόπων εντός των λεκανών απορροής και εντός των ελληνικών περιοχών Ramsar]]<br /> Για τα τελευταία έτη (2016-2017), εντός των λεκανών απορροής των 10 ελληνικών περιοχών Ραμσάρ (1.858.666 εκτάρια), η συνολική χωρική έκταση των υγροτόπων ανήλθε σε 178.912 εκτάρια. Το μεγαλύτερο ποσοστό της (68%) περιελάμβανε περιοχές Ραμσάρ, ενώ στην υπόλοιπη έκταση κυριαρχούσαν κυρίως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. <br /> Για τα παλαιότερα έτη (1986-1987), η συνολική έκταση των υγροτόπων ήταν ελαφρώς μεγαλύτερη, κυρίως λόγω της μεγαλύτερης έκτασης υγροτόπων εκτός των καθορισμένων περιοχών Ραμσάρ. Αντίθετα, εντός των περιοχών Ραμσάρ, παρατηρήθηκε πρόσφατη αύξηση στην έκταση των υγροτόπων, γεγονός που υποδηλώνει την αποτελεσματικότητα των μέτρων διατήρησης. <br /> <br /> '''5. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η παρούσα µελέτη κατάφερε να δημιουργήσει μια εθνική εφαρμογή για τη χαρτογράφηση και την αξιολόγηση της χωρικής έκτασης των υγροτοπικών οικοσυστημάτων εντός και εκτός των ορίων των περιοχών Ραμσάρ (121.307 εκτάρια και 57.595 εκτάρια αντίστοιχα). Η ονοματολογία MAES αποδείχθηκε ότι μπορεί να εφαρμοστεί για να αντικατοπτρίζει την πολύπλοκη χωρική δομή και σύνθεση των μεσογειακών υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια ιεραρχική προσέγγιση με βάση τις δορυφορικές εικόνες Sentinel 2A-MSI (2016-2017) και εικόνες Landsat 5TM (1986-1987), που καλύπτουν δύο εποχές (υγρή και ξηρή). Εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές, που κατέληξαν στη διάκριση 31 κλάσεων MAES, εκ των οποίων εκ των οποίων οι 24 αντιστοιχούσαν σε υγροτοπικά οικοσυστήματα.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A7%CE%B1%CF%81%CF%84%CE%BF%CE%B3%CF%81%CE%AC%CF%86%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B1%CE%BE%CE%B9%CE%BF%CE%BB%CF%8C%CE%B3%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%BF%CE%B9%CE%BA%CE%BF%CF%83%CF%85%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD_%CF%80%CE%BF%CF%85_%CF%83%CF%87%CE%B5%CF%84%CE%AF%CE%B6%CE%BF%CE%BD%CF%84%CE%B1%CE%B9_%CE%BC%CE%B5_%CF%84%CE%BF_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CF%8C_%CE%BC%CE%B5_%CE%B2%CE%AC%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%B9%CE%BA%CE%AD%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CF%84%CE%B7_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%87%CF%89%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BB%CF%85%CF%83%CE%B7 2023-02-09T22:03:03Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> '''Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με το νερό με βάση τις τεχνικές τηλεπισκόπησης και τη γεωχωρική ανάλυση: Η περίπτωση της εθνικής υπηρεσίας SWOS του Ramsar και των λεκανών απορροής τους.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Water-related ecosystems' mapping and assessment based on remote sensing techniques and geospatial analysis: The SWOS national service case of the Greek Ramsar sites and their catchments»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Eleni Fitoka, Maria Tompoulidou, Lena Hatziiordanou, Antonis Apostolakis, Rene Höferb, Kathrin Weiseb, Charalampos Ververis.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425720301656]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Έκταση υγροτοπικού οικοσυστήματος, Sentinel 2MSILandsat 5TMSDG 6.6.1 δείκτης Σύμβαση Ραμσάρ, Ονοματολογία MAES.<br /> <br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-1.png | thumb | right | '''Εικόνα 1''' : Πιλοτικές περιοχές]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-2.png | thumb | right | '''Εικόνα 2''' : Ροή ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνας. Οι τάξεις έχουν οριστεί με βάση τους φασματικά χαρακτηριστικά (μωβ), γεωμετρία (γκρι) και με τη χρήση χαρακτηριστικών συμφραζομένων (κίτρινο).]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper6-3.png| thumb | right | '''Εικόνα 3''' :Παραδείγματα αποτελεσμάτων ταξινόμησης. Οι δύο πρώτες στήλες υποδεικνύουν τις εικόνες Sentinel 2A-MSI για ξηρή και υγρή περίοδο αντίστοιχα. ]]<br /> <br /> <br /> <br /> '''1.Eισαγωγή'''<br /> <br /> Τα υγροτοπικά οικοσυστήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον κύκλο του νερού. Σύμφωνα με τη Σύμβαση Ραμσάρ, σχεδόν το σύνολο της παγκόσμιας κατανάλωσης γλυκού νερού προέρχεται είτε άμεσα είτε έμμεσα από υγροτόπους. Παρόλα αυτά, λόγω έλλειψης κοινής συναίνεσης μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας, σχετικά με τους τύπους υγροτοπικών οικοσυστημάτων, οι υγρότοποι υποεκπροσωπούνται σε μέγεθος και ποικιλομορφία, γεγονός που επηρεάζει άμεσα τη διατήρηση και τις προσπάθειες αποκατάστασής τους. Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η χαρτογράφηση και αξιολόγηση των 10 ελληνικών υγροτόπων Ramsar και των λεκανών απορροής τους. <br /> <br /> '''2. Υλικό και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τοποθεσίες μελέτης]]<br /> Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στις 10 ελληνικές τοποθεσίες Ramsar και τις λεκάνες απορροής τους. Δύο από αυτά αποτελούν το Εθνικό Πάρκο της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, όπου μαζί με τις λεκάνες απορροής τους αντιμετωπίζονται ως μια συνεχής περιοχή. Σημειώνεται ότι η ελληνική τοποθεσία Ramsar της λίμνης των Πρεσπών είναι μέρος του διασυνοριακού οικοσυστήματος που μοιράζονται η Ελλάδα, η Αλβανία και η Βόρεια Μακεδονία. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης μόνο για την ελληνική επικράτεια.<br /> <br /> [[2.2. Σύνολα δεδομένων και προεπεξεργασία]]<br /> Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τον Sentinel 2A-MSI επιπέδου 1C (L1C), από τον δικτυακό ιστότοπο Copernicus Open Access Hub. Όλες οι δορυφορικές εικόνες διορθώθηκαν ατμοσφαιρικά χρησιμοποιώντας το μοντέλο SemiAutomatic Classification Plugin (SCP) που είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό QGIS, το οποίο εφαρμόζει έναν αλγόριθμο αφαίρεσης σκοτεινών αντικειμένων, μετατρέποντας τις τιμές από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε τιμές επιφανειακής ανάκλασης. Τα εθνικά σύνολα δεδομένων Corine Landcover/Landuse (CLC) των ετών 2012 και 2000 χρησιμοποιήθηκαν ως πρόσθετα θεματικά στρώματα στο πλαίσιο της ταξινόμησης μοντέλο, προκειμένου να διακριθούν οι &quot;καλλιεργήσιμες εκτάσεις, από τις &quot;αστικές&quot; εκτάσεις. <br /> <br /> [[2.3 Ονοματολογία]]<br /> Στην παρούσα μελέτη ακολουθήθηκε η ονοματολογία του οργανισμού χαρτογράφησης και αξιολόγησης των οικοσυστημάτων και των υπηρεσιών τους MAES (The Mapping and Assessment of Ecosystems and their Services- MAES) της ΕΕ. Οι κατηγορίες που εφαρμόζονται στις πιλοτικές περιοχές επιλέχθηκαν πριν από την ανάλυση των εικόνων. Με βάση τις καθιερωμένες διασταυρώσεις και συγκρίσεις μεταξύ των τροποποιημένων MAES και των CLC, δημιουργήθηκαν δεδομένα χαρτογράφησης δεύτερου επιπέδου με τις αντιστοιχισμένες CLC κατηγορίες.<br /> <br /> [[2.4 Ιεραρχική ανάλυση εικόνας με βάση τα αντικείμενα]]<br /> Προκειμένου να εξαχθούν έγκυρα αποτελέσματα που ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα δοκιμάστηκαν διάφορες παράμετροι, όπως κλίμακα, χρώμα/σχήμα, ομαλότητα/συμπύκνωση, και αξιολογήθηκε η επίδρασή τους ως προς την κατηγοριοποίηση των υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια διαδικασία, ώστε να προσδιοριστούν αρχικά οι ευκολότερες ή γενικότερες κατηγορίες (γονικές κλάσεις) (π.χ. επιφάνεια νερού, γυμνό έφαδος, δάσος, μόνιμα πλημμυρισμένα έλη, ποώδη χαμηλού αναστήματος) και στη συνέχεια να προχωρήσει η ταξινόμηση των λεπτομερών κλάσεων (παιδικές κλάσεις). Για την ορθότερη ταξινόμηση των κατηγοριών χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος CART (Classification And Regression Tree – CART), ένα εργαλείο που προσφέρει καθοδήγηση για κλάσεις που παρουσίαζαν φασματικές ομοιότητες και ήταν δύσκολο να οριστούν. Στη συνέχεια, κατηγορίες όπως οι όχθες ποταμών ή τα παρόχθια δάση πλατύφυλλων δέντρων ταξινομήθηκαν αποτελεσματικά μόνο μέσω της σύγκρισης με άλλες κατηγορίες. <br /> <br /> '''3. Αξιολόγηση της θεματικής ακρίβειας'''<br /> <br /> Η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε σε μια περιοχή δείγματος που καλύπτει το 66% της συνολικής χαρτογραφημένης έκτασης, συμπεριλαμβανομένων 5 από τις 10 ελληνικές περιοχές Ραμσάρ και όλες τις πιθανές κατηγορίες υγροτόπων. Δεδομένου ότι τα δεδομένα αναφοράς για τα παλαιότερα έτη (1986) δεν ήταν διαθέσιμα, η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε μόνο στα προϊόντα ταξινόμησης των πρόσφατων χρονολογιών (2016-2017). <br /> <br /> Η διαδικασία ταξινόμησης αποτελούνταν από τρία βασικά βήματα: <br /> 1. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μεγέθους του δείγματος<br /> 2. το σχεδιασμό της δειγματοληψίας <br /> 3. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μέτρου ακρίβειας.<br /> <br /> <br /> '''4. Αποτελέσματα – συζήτηση'''<br /> <br /> [[4.1. Μοντέλο ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνων]]<br /> Η ανάλυση των εικόνων ανέδειξε την ανάγκη για εποχιακά φασματικά δεδομένα για τη διάκριση αρκετών κατηγοριών υγροτόπων ενώ η χρησιμότητα των γεωμετρικών κριτηρίων ήταν ουσιαστική προκειμένου να επιτευχθεί το λεπτομερές επίπεδο της ονοματολογίας. Ο συνδυασμός των τιμών του δείκτη NDWI και του δείκτη φωτεινότητας χρησιμοποιήθηκε για τη διάκριση των &quot;θαλάσσιων υδάτων&quot; από την &quot;παράκτια λιμνοθάλασσα&quot;, την ταξινόμηση των κλάσεων &quot;Βάλτοιμόνιμα πλημμυρισμένοι&quot;. Οι τιμές του μέσου υπέρυθρου χρησιμοποιήθηκαν για τον διαχωρισμό του &quot;κωνοφόρου δάσους&quot; από τα &quot;πλατύφυλλα δάσοι&quot;, δεδομένου ότι η ανάκλαση στο μέσου υπέρυθρο για τα κωνοφόρα είναι χαμηλή σε σύγκριση με τα πλατύφυλλα. Στην άλλη πλευρά του φάσματος, οι μέσες τιμές των μπλε καναλιών αποτέλεσαν τα βασικά χαρακτηριστικά για τη διάκριση της κατηγορίας &quot;γυμνό έδαφος&quot;. Η συγκεκριμένη κλάση παρουσίασε μικρότερη φασματική διακύμανση σε σύγκριση με τις καλλιεργημένες εκτάσεις. Αυτό οφείλεται σε παράγοντες, όπως η υφή του εδάφους, η επιφάνεια,η τραχύτητα και η οργανική ύλη, που ανακλούν λιγότερο σε συγκεκριμένες φασματικές περιοχές. <br /> <br /> [[4.2. Χωρική έκταση των υγροτόπων εντός των λεκανών απορροής και εντός των ελληνικών περιοχών Ramsar]]<br /> Για τα τελευταία έτη (2016-2017), εντός των λεκανών απορροής των 10 ελληνικών περιοχών Ραμσάρ (1.858.666 εκτάρια), η συνολική χωρική έκταση των υγροτόπων ανήλθε σε 178.912 εκτάρια. Το μεγαλύτερο ποσοστό της (68%) περιελάμβανε περιοχές Ραμσάρ, ενώ στην υπόλοιπη έκταση κυριαρχούσαν κυρίως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. <br /> Για τα παλαιότερα έτη (1986-1987), η συνολική έκταση των υγροτόπων ήταν ελαφρώς μεγαλύτερη, κυρίως λόγω της μεγαλύτερης έκτασης υγροτόπων εκτός των καθορισμένων περιοχών Ραμσάρ. Αντίθετα, εντός των περιοχών Ραμσάρ, παρατηρήθηκε πρόσφατη αύξηση στην έκταση των υγροτόπων, γεγονός που υποδηλώνει την αποτελεσματικότητα των μέτρων διατήρησης. <br /> <br /> '''5. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η παρούσα µελέτη κατάφερε να δημιουργήσει μια εθνική εφαρμογή για τη χαρτογράφηση και την αξιολόγηση της χωρικής έκτασης των υγροτοπικών οικοσυστημάτων εντός και εκτός των ορίων των περιοχών Ραμσάρ (121.307 εκτάρια και 57.595 εκτάρια αντίστοιχα). Η ονοματολογία MAES αποδείχθηκε ότι μπορεί να εφαρμοστεί για να αντικατοπτρίζει την πολύπλοκη χωρική δομή και σύνθεση των μεσογειακών υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια ιεραρχική προσέγγιση με βάση τις δορυφορικές εικόνες Sentinel 2A-MSI (2016-2017) και εικόνες Landsat 5TM (1986-1987), που καλύπτουν δύο εποχές (υγρή και ξηρή). Εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές, που κατέληξαν στη διάκριση 31 κλάσεων MAES, εκ των οποίων εκ των οποίων οι 24 αντιστοιχούσαν σε υγροτοπικά οικοσυστήματα.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A7%CE%B1%CF%81%CF%84%CE%BF%CE%B3%CF%81%CE%AC%CF%86%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B1%CE%BE%CE%B9%CE%BF%CE%BB%CF%8C%CE%B3%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%BF%CE%B9%CE%BA%CE%BF%CF%83%CF%85%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD_%CF%80%CE%BF%CF%85_%CF%83%CF%87%CE%B5%CF%84%CE%AF%CE%B6%CE%BF%CE%BD%CF%84%CE%B1%CE%B9_%CE%BC%CE%B5_%CF%84%CE%BF_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CF%8C_%CE%BC%CE%B5_%CE%B2%CE%AC%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%B9%CE%BA%CE%AD%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CF%84%CE%B7_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%87%CF%89%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BB%CF%85%CF%83%CE%B7 2023-02-09T22:02:10Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> '''Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με το νερό με βάση τις τεχνικές τηλεπισκόπησης και τη γεωχωρική ανάλυση: Η περίπτωση της εθνικής υπηρεσίας SWOS του Ramsar και των λεκανών απορροής τους.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Water-related ecosystems' mapping and assessment based on remote sensing techniques and geospatial analysis: The SWOS national service case of the Greek Ramsar sites and their catchments»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Eleni Fitoka, Maria Tompoulidou, Lena Hatziiordanou, Antonis Apostolakis, Rene Höferb, Kathrin Weiseb, Charalampos Ververis.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425720301656]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Έκταση υγροτοπικού οικοσυστήματος, Sentinel 2MSILandsat 5TMSDG 6.6.1 δείκτης Σύμβαση Ραμσάρ, Ονοματολογία MAES.<br /> <br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-1.png | thumb | right | '''Εικόνα 1''' : Πιλοτικές περιοχές]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-2.png | thumb | right | '''Εικόνα 2''' : Ροή ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνας. Οι τάξεις έχουν οριστεί με βάση τους φασματικά χαρακτηριστικά (μωβ), γεωμετρία (γκρι) και με τη χρήση χαρακτηριστικών συμφραζομένων (κίτρινο).]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-3.png | thumb | right | '''Εικόνα 3''' :Παραδείγματα αποτελεσμάτων ταξινόμησης. Οι δύο πρώτες στήλες υποδεικνύουν τις εικόνες Sentinel 2A-MSI για ξηρή και υγρή περίοδο αντίστοιχα. ]]<br /> <br /> '''1.Eισαγωγή'''<br /> <br /> Τα υγροτοπικά οικοσυστήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον κύκλο του νερού. Σύμφωνα με τη Σύμβαση Ραμσάρ, σχεδόν το σύνολο της παγκόσμιας κατανάλωσης γλυκού νερού προέρχεται είτε άμεσα είτε έμμεσα από υγροτόπους. Παρόλα αυτά, λόγω έλλειψης κοινής συναίνεσης μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας, σχετικά με τους τύπους υγροτοπικών οικοσυστημάτων, οι υγρότοποι υποεκπροσωπούνται σε μέγεθος και ποικιλομορφία, γεγονός που επηρεάζει άμεσα τη διατήρηση και τις προσπάθειες αποκατάστασής τους. Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η χαρτογράφηση και αξιολόγηση των 10 ελληνικών υγροτόπων Ramsar και των λεκανών απορροής τους. <br /> <br /> '''2. Υλικό και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τοποθεσίες μελέτης]]<br /> Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στις 10 ελληνικές τοποθεσίες Ramsar και τις λεκάνες απορροής τους. Δύο από αυτά αποτελούν το Εθνικό Πάρκο της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, όπου μαζί με τις λεκάνες απορροής τους αντιμετωπίζονται ως μια συνεχής περιοχή. Σημειώνεται ότι η ελληνική τοποθεσία Ramsar της λίμνης των Πρεσπών είναι μέρος του διασυνοριακού οικοσυστήματος που μοιράζονται η Ελλάδα, η Αλβανία και η Βόρεια Μακεδονία. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης μόνο για την ελληνική επικράτεια.<br /> <br /> [[2.2. Σύνολα δεδομένων και προεπεξεργασία]]<br /> Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τον Sentinel 2A-MSI επιπέδου 1C (L1C), από τον δικτυακό ιστότοπο Copernicus Open Access Hub. Όλες οι δορυφορικές εικόνες διορθώθηκαν ατμοσφαιρικά χρησιμοποιώντας το μοντέλο SemiAutomatic Classification Plugin (SCP) που είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό QGIS, το οποίο εφαρμόζει έναν αλγόριθμο αφαίρεσης σκοτεινών αντικειμένων, μετατρέποντας τις τιμές από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε τιμές επιφανειακής ανάκλασης. Τα εθνικά σύνολα δεδομένων Corine Landcover/Landuse (CLC) των ετών 2012 και 2000 χρησιμοποιήθηκαν ως πρόσθετα θεματικά στρώματα στο πλαίσιο της ταξινόμησης μοντέλο, προκειμένου να διακριθούν οι &quot;καλλιεργήσιμες εκτάσεις, από τις &quot;αστικές&quot; εκτάσεις. <br /> <br /> [[2.3 Ονοματολογία]]<br /> Στην παρούσα μελέτη ακολουθήθηκε η ονοματολογία του οργανισμού χαρτογράφησης και αξιολόγησης των οικοσυστημάτων και των υπηρεσιών τους MAES (The Mapping and Assessment of Ecosystems and their Services- MAES) της ΕΕ. Οι κατηγορίες που εφαρμόζονται στις πιλοτικές περιοχές επιλέχθηκαν πριν από την ανάλυση των εικόνων. Με βάση τις καθιερωμένες διασταυρώσεις και συγκρίσεις μεταξύ των τροποποιημένων MAES και των CLC, δημιουργήθηκαν δεδομένα χαρτογράφησης δεύτερου επιπέδου με τις αντιστοιχισμένες CLC κατηγορίες.<br /> <br /> [[2.4 Ιεραρχική ανάλυση εικόνας με βάση τα αντικείμενα]]<br /> Προκειμένου να εξαχθούν έγκυρα αποτελέσματα που ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα δοκιμάστηκαν διάφορες παράμετροι, όπως κλίμακα, χρώμα/σχήμα, ομαλότητα/συμπύκνωση, και αξιολογήθηκε η επίδρασή τους ως προς την κατηγοριοποίηση των υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια διαδικασία, ώστε να προσδιοριστούν αρχικά οι ευκολότερες ή γενικότερες κατηγορίες (γονικές κλάσεις) (π.χ. επιφάνεια νερού, γυμνό έφαδος, δάσος, μόνιμα πλημμυρισμένα έλη, ποώδη χαμηλού αναστήματος) και στη συνέχεια να προχωρήσει η ταξινόμηση των λεπτομερών κλάσεων (παιδικές κλάσεις). Για την ορθότερη ταξινόμηση των κατηγοριών χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος CART (Classification And Regression Tree – CART), ένα εργαλείο που προσφέρει καθοδήγηση για κλάσεις που παρουσίαζαν φασματικές ομοιότητες και ήταν δύσκολο να οριστούν. Στη συνέχεια, κατηγορίες όπως οι όχθες ποταμών ή τα παρόχθια δάση πλατύφυλλων δέντρων ταξινομήθηκαν αποτελεσματικά μόνο μέσω της σύγκρισης με άλλες κατηγορίες. <br /> <br /> '''3. Αξιολόγηση της θεματικής ακρίβειας'''<br /> <br /> Η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε σε μια περιοχή δείγματος που καλύπτει το 66% της συνολικής χαρτογραφημένης έκτασης, συμπεριλαμβανομένων 5 από τις 10 ελληνικές περιοχές Ραμσάρ και όλες τις πιθανές κατηγορίες υγροτόπων. Δεδομένου ότι τα δεδομένα αναφοράς για τα παλαιότερα έτη (1986) δεν ήταν διαθέσιμα, η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε μόνο στα προϊόντα ταξινόμησης των πρόσφατων χρονολογιών (2016-2017). <br /> <br /> Η διαδικασία ταξινόμησης αποτελούνταν από τρία βασικά βήματα: <br /> 1. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μεγέθους του δείγματος<br /> 2. το σχεδιασμό της δειγματοληψίας <br /> 3. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μέτρου ακρίβειας.<br /> <br /> <br /> '''4. Αποτελέσματα – συζήτηση'''<br /> <br /> [[4.1. Μοντέλο ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνων]]<br /> Η ανάλυση των εικόνων ανέδειξε την ανάγκη για εποχιακά φασματικά δεδομένα για τη διάκριση αρκετών κατηγοριών υγροτόπων ενώ η χρησιμότητα των γεωμετρικών κριτηρίων ήταν ουσιαστική προκειμένου να επιτευχθεί το λεπτομερές επίπεδο της ονοματολογίας. Ο συνδυασμός των τιμών του δείκτη NDWI και του δείκτη φωτεινότητας χρησιμοποιήθηκε για τη διάκριση των &quot;θαλάσσιων υδάτων&quot; από την &quot;παράκτια λιμνοθάλασσα&quot;, την ταξινόμηση των κλάσεων &quot;Βάλτοιμόνιμα πλημμυρισμένοι&quot;. Οι τιμές του μέσου υπέρυθρου χρησιμοποιήθηκαν για τον διαχωρισμό του &quot;κωνοφόρου δάσους&quot; από τα &quot;πλατύφυλλα δάσοι&quot;, δεδομένου ότι η ανάκλαση στο μέσου υπέρυθρο για τα κωνοφόρα είναι χαμηλή σε σύγκριση με τα πλατύφυλλα. Στην άλλη πλευρά του φάσματος, οι μέσες τιμές των μπλε καναλιών αποτέλεσαν τα βασικά χαρακτηριστικά για τη διάκριση της κατηγορίας &quot;γυμνό έδαφος&quot;. Η συγκεκριμένη κλάση παρουσίασε μικρότερη φασματική διακύμανση σε σύγκριση με τις καλλιεργημένες εκτάσεις. Αυτό οφείλεται σε παράγοντες, όπως η υφή του εδάφους, η επιφάνεια,η τραχύτητα και η οργανική ύλη, που ανακλούν λιγότερο σε συγκεκριμένες φασματικές περιοχές. <br /> <br /> [[4.2. Χωρική έκταση των υγροτόπων εντός των λεκανών απορροής και εντός των ελληνικών περιοχών Ramsar]]<br /> Για τα τελευταία έτη (2016-2017), εντός των λεκανών απορροής των 10 ελληνικών περιοχών Ραμσάρ (1.858.666 εκτάρια), η συνολική χωρική έκταση των υγροτόπων ανήλθε σε 178.912 εκτάρια. Το μεγαλύτερο ποσοστό της (68%) περιελάμβανε περιοχές Ραμσάρ, ενώ στην υπόλοιπη έκταση κυριαρχούσαν κυρίως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. <br /> Για τα παλαιότερα έτη (1986-1987), η συνολική έκταση των υγροτόπων ήταν ελαφρώς μεγαλύτερη, κυρίως λόγω της μεγαλύτερης έκτασης υγροτόπων εκτός των καθορισμένων περιοχών Ραμσάρ. Αντίθετα, εντός των περιοχών Ραμσάρ, παρατηρήθηκε πρόσφατη αύξηση στην έκταση των υγροτόπων, γεγονός που υποδηλώνει την αποτελεσματικότητα των μέτρων διατήρησης. <br /> <br /> '''5. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η παρούσα µελέτη κατάφερε να δημιουργήσει μια εθνική εφαρμογή για τη χαρτογράφηση και την αξιολόγηση της χωρικής έκτασης των υγροτοπικών οικοσυστημάτων εντός και εκτός των ορίων των περιοχών Ραμσάρ (121.307 εκτάρια και 57.595 εκτάρια αντίστοιχα). Η ονοματολογία MAES αποδείχθηκε ότι μπορεί να εφαρμοστεί για να αντικατοπτρίζει την πολύπλοκη χωρική δομή και σύνθεση των μεσογειακών υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια ιεραρχική προσέγγιση με βάση τις δορυφορικές εικόνες Sentinel 2A-MSI (2016-2017) και εικόνες Landsat 5TM (1986-1987), που καλύπτουν δύο εποχές (υγρή και ξηρή). Εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές, που κατέληξαν στη διάκριση 31 κλάσεων MAES, εκ των οποίων εκ των οποίων οι 24 αντιστοιχούσαν σε υγροτοπικά οικοσυστήματα.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A7%CE%B1%CF%81%CF%84%CE%BF%CE%B3%CF%81%CE%AC%CF%86%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B1%CE%BE%CE%B9%CE%BF%CE%BB%CF%8C%CE%B3%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%BF%CE%B9%CE%BA%CE%BF%CF%83%CF%85%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD_%CF%80%CE%BF%CF%85_%CF%83%CF%87%CE%B5%CF%84%CE%AF%CE%B6%CE%BF%CE%BD%CF%84%CE%B1%CE%B9_%CE%BC%CE%B5_%CF%84%CE%BF_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CF%8C_%CE%BC%CE%B5_%CE%B2%CE%AC%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%B9%CE%BA%CE%AD%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CF%84%CE%B7_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%87%CF%89%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BB%CF%85%CF%83%CE%B7 2023-02-09T22:01:16Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με ' category:Υδατικοί Πόροι '''Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με ...'</p> <hr /> <div><br /> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> '''Χαρτογράφηση και αξιολόγηση των οικοσυστημάτων που σχετίζονται με το νερό με βάση τις τεχνικές τηλεπισκόπησης και τη γεωχωρική ανάλυση: Η περίπτωση της εθνικής υπηρεσίας SWOS του Ramsar και των λεκανών απορροής τους.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Water-related ecosystems' mapping and assessment based on remote sensing techniques and geospatial analysis: The SWOS national service case of the Greek Ramsar sites and their catchments»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Eleni Fitoka, Maria Tompoulidou, Lena Hatziiordanou, Antonis Apostolakis, Rene Höferb, Kathrin Weiseb, Charalampos Ververis.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425720301656]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Έκταση υγροτοπικού οικοσυστήματος, Sentinel 2MSILandsat 5TMSDG 6.6.1 δείκτης Σύμβαση Ραμσάρ, Ονοματολογία MAES.<br /> <br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-1.png | thumb | right | '''Εικόνα 1''' : Πιλοτικές περιοχές]]<br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-2.png | thumb | right | '''Εικόνα 2''' : Ροή ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνας. Οι τάξεις έχουν οριστεί με βάση τους φασματικά χαρακτηριστικά (μωβ), γεωμετρία (γκρι) και με τη χρήση χαρακτηριστικών συμφραζομένων (κίτρινο).]]<br /> [[ Εικόνα: Εltog-paper6-3.png | thumb | right | '''Εικόνα 3''' :Παραδείγματα αποτελεσμάτων ταξινόμησης. Οι δύο πρώτες στήλες υποδεικνύουν τις εικόνες Sentinel 2A-MSI για ξηρή και υγρή περίοδο αντίστοιχα. ]]<br /> <br /> '''1.Eισαγωγή'''<br /> Τα υγροτοπικά οικοσυστήματα διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στον κύκλο του νερού. Σύμφωνα με τη Σύμβαση Ραμσάρ, σχεδόν το σύνολο της παγκόσμιας κατανάλωσης γλυκού νερού προέρχεται είτε άμεσα είτε έμμεσα από υγροτόπους. Παρόλα αυτά, λόγω έλλειψης κοινής συναίνεσης μεταξύ της επιστημονικής κοινότητας, σχετικά με τους τύπους υγροτοπικών οικοσυστημάτων, οι υγρότοποι υποεκπροσωπούνται σε μέγεθος και ποικιλομορφία, γεγονός που επηρεάζει άμεσα τη διατήρηση και τις προσπάθειες αποκατάστασής τους. Ο κύριος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν η χαρτογράφηση και αξιολόγηση των 10 ελληνικών υγροτόπων Ramsar και των λεκανών απορροής τους. <br /> <br /> '''2. Υλικό και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τοποθεσίες μελέτης]]<br /> Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στις 10 ελληνικές τοποθεσίες Ramsar και τις λεκάνες απορροής τους. Δύο από αυτά αποτελούν το Εθνικό Πάρκο της Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης, όπου μαζί με τις λεκάνες απορροής τους αντιμετωπίζονται ως μια συνεχής περιοχή. Σημειώνεται ότι η ελληνική τοποθεσία Ramsar της λίμνης των Πρεσπών είναι μέρος του διασυνοριακού οικοσυστήματος που μοιράζονται η Ελλάδα, η Αλβανία και η Βόρεια Μακεδονία. Σε αυτή την εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της χαρτογράφησης μόνο για την ελληνική επικράτεια.<br /> <br /> [[2.2. Σύνολα δεδομένων και προεπεξεργασία]]<br /> Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τον Sentinel 2A-MSI επιπέδου 1C (L1C), από τον δικτυακό ιστότοπο Copernicus Open Access Hub. Όλες οι δορυφορικές εικόνες διορθώθηκαν ατμοσφαιρικά χρησιμοποιώντας το μοντέλο SemiAutomatic Classification Plugin (SCP) που είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό QGIS, το οποίο εφαρμόζει έναν αλγόριθμο αφαίρεσης σκοτεινών αντικειμένων, μετατρέποντας τις τιμές από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας σε τιμές επιφανειακής ανάκλασης. Τα εθνικά σύνολα δεδομένων Corine Landcover/Landuse (CLC) των ετών 2012 και 2000 χρησιμοποιήθηκαν ως πρόσθετα θεματικά στρώματα στο πλαίσιο της ταξινόμησης μοντέλο, προκειμένου να διακριθούν οι &quot;καλλιεργήσιμες εκτάσεις, από τις &quot;αστικές&quot; εκτάσεις. <br /> <br /> [[2.3 Ονοματολογία]]<br /> Στην παρούσα μελέτη ακολουθήθηκε η ονοματολογία του οργανισμού χαρτογράφησης και αξιολόγησης των οικοσυστημάτων και των υπηρεσιών τους MAES (The Mapping and Assessment of Ecosystems and their Services- MAES) της ΕΕ. Οι κατηγορίες που εφαρμόζονται στις πιλοτικές περιοχές επιλέχθηκαν πριν από την ανάλυση των εικόνων. Με βάση τις καθιερωμένες διασταυρώσεις και συγκρίσεις μεταξύ των τροποποιημένων MAES και των CLC, δημιουργήθηκαν δεδομένα χαρτογράφησης δεύτερου επιπέδου με τις αντιστοιχισμένες CLC κατηγορίες.<br /> <br /> [[2.4 Ιεραρχική ανάλυση εικόνας με βάση τα αντικείμενα]]<br /> Προκειμένου να εξαχθούν έγκυρα αποτελέσματα που ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα δοκιμάστηκαν διάφορες παράμετροι, όπως κλίμακα, χρώμα/σχήμα, ομαλότητα/συμπύκνωση, και αξιολογήθηκε η επίδρασή τους ως προς την κατηγοριοποίηση των υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια διαδικασία, ώστε να προσδιοριστούν αρχικά οι ευκολότερες ή γενικότερες κατηγορίες (γονικές κλάσεις) (π.χ. επιφάνεια νερού, γυμνό έφαδος, δάσος, μόνιμα πλημμυρισμένα έλη, ποώδη χαμηλού αναστήματος) και στη συνέχεια να προχωρήσει η ταξινόμηση των λεπτομερών κλάσεων (παιδικές κλάσεις). Για την ορθότερη ταξινόμηση των κατηγοριών χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος CART (Classification And Regression Tree – CART), ένα εργαλείο που προσφέρει καθοδήγηση για κλάσεις που παρουσίαζαν φασματικές ομοιότητες και ήταν δύσκολο να οριστούν. Στη συνέχεια, κατηγορίες όπως οι όχθες ποταμών ή τα παρόχθια δάση πλατύφυλλων δέντρων ταξινομήθηκαν αποτελεσματικά μόνο μέσω της σύγκρισης με άλλες κατηγορίες. <br /> <br /> '''3. Αξιολόγηση της θεματικής ακρίβειας'''<br /> <br /> Η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε σε μια περιοχή δείγματος που καλύπτει το 66% της συνολικής χαρτογραφημένης έκτασης, συμπεριλαμβανομένων 5 από τις 10 ελληνικές περιοχές Ραμσάρ και όλες τις πιθανές κατηγορίες υγροτόπων. Δεδομένου ότι τα δεδομένα αναφοράς για τα παλαιότερα έτη (1986) δεν ήταν διαθέσιμα, η αξιολόγηση της ακρίβειας εφαρμόστηκε μόνο στα προϊόντα ταξινόμησης των πρόσφατων χρονολογιών (2016-2017). <br /> <br /> Η διαδικασία ταξινόμησης αποτελούνταν από τρία βασικά βήματα: <br /> 1. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μεγέθους του δείγματος<br /> 2. το σχεδιασμό της δειγματοληψίας <br /> 3. τον προσδιορισμό του κατάλληλου μέτρου ακρίβειας.<br /> <br /> <br /> '''4. Αποτελέσματα – συζήτηση'''<br /> <br /> [[4.1. Μοντέλο ιεραρχικής ταξινόμησης εικόνων]]<br /> Η ανάλυση των εικόνων ανέδειξε την ανάγκη για εποχιακά φασματικά δεδομένα για τη διάκριση αρκετών κατηγοριών υγροτόπων ενώ η χρησιμότητα των γεωμετρικών κριτηρίων ήταν ουσιαστική προκειμένου να επιτευχθεί το λεπτομερές επίπεδο της ονοματολογίας. Ο συνδυασμός των τιμών του δείκτη NDWI και του δείκτη φωτεινότητας χρησιμοποιήθηκε για τη διάκριση των &quot;θαλάσσιων υδάτων&quot; από την &quot;παράκτια λιμνοθάλασσα&quot;, την ταξινόμηση των κλάσεων &quot;Βάλτοιμόνιμα πλημμυρισμένοι&quot;. Οι τιμές του μέσου υπέρυθρου χρησιμοποιήθηκαν για τον διαχωρισμό του &quot;κωνοφόρου δάσους&quot; από τα &quot;πλατύφυλλα δάσοι&quot;, δεδομένου ότι η ανάκλαση στο μέσου υπέρυθρο για τα κωνοφόρα είναι χαμηλή σε σύγκριση με τα πλατύφυλλα. Στην άλλη πλευρά του φάσματος, οι μέσες τιμές των μπλε καναλιών αποτέλεσαν τα βασικά χαρακτηριστικά για τη διάκριση της κατηγορίας &quot;γυμνό έδαφος&quot;. Η συγκεκριμένη κλάση παρουσίασε μικρότερη φασματική διακύμανση σε σύγκριση με τις καλλιεργημένες εκτάσεις. Αυτό οφείλεται σε παράγοντες, όπως η υφή του εδάφους, η επιφάνεια,η τραχύτητα και η οργανική ύλη, που ανακλούν λιγότερο σε συγκεκριμένες φασματικές περιοχές. <br /> <br /> [[4.2. Χωρική έκταση των υγροτόπων εντός των λεκανών απορροής και εντός των ελληνικών περιοχών Ramsar]]<br /> Για τα τελευταία έτη (2016-2017), εντός των λεκανών απορροής των 10 ελληνικών περιοχών Ραμσάρ (1.858.666 εκτάρια), η συνολική χωρική έκταση των υγροτόπων ανήλθε σε 178.912 εκτάρια. Το μεγαλύτερο ποσοστό της (68%) περιελάμβανε περιοχές Ραμσάρ, ενώ στην υπόλοιπη έκταση κυριαρχούσαν κυρίως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. <br /> Για τα παλαιότερα έτη (1986-1987), η συνολική έκταση των υγροτόπων ήταν ελαφρώς μεγαλύτερη, κυρίως λόγω της μεγαλύτερης έκτασης υγροτόπων εκτός των καθορισμένων περιοχών Ραμσάρ. Αντίθετα, εντός των περιοχών Ραμσάρ, παρατηρήθηκε πρόσφατη αύξηση στην έκταση των υγροτόπων, γεγονός που υποδηλώνει την αποτελεσματικότητα των μέτρων διατήρησης. <br /> <br /> '''5. Συμπεράσματα'''<br /> Η παρούσα µελέτη κατάφερε να δημιουργήσει μια εθνική εφαρμογή για τη χαρτογράφηση και την αξιολόγηση της χωρικής έκτασης των υγροτοπικών οικοσυστημάτων εντός και εκτός των ορίων των περιοχών Ραμσάρ (121.307 εκτάρια και 57.595 εκτάρια αντίστοιχα). Η ονοματολογία MAES αποδείχθηκε ότι μπορεί να εφαρμοστεί για να αντικατοπτρίζει την πολύπλοκη χωρική δομή και σύνθεση των μεσογειακών υγροτόπων. Ακολουθήθηκε μια ιεραρχική προσέγγιση με βάση τις δορυφορικές εικόνες Sentinel 2A-MSI (2016-2017) και εικόνες Landsat 5TM (1986-1987), που καλύπτουν δύο εποχές (υγρή και ξηρή). Εφαρμόστηκαν διάφορες τεχνικές, που κατέληξαν στη διάκριση 31 κλάσεων MAES, εκ των οποίων εκ των οποίων οι 24 αντιστοιχούσαν σε υγροτοπικά οικοσυστήματα.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:46:55Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-2.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-3.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-4.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET]]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:46:26Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-1.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-2.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-3.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018]]<br /> [[Εικόνα:Eltog-paper4-4.png| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET]]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A4%CE%AC%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AF%CE%B5%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BB%CE%B1%CE%B9%CE%BF%CE%BA%CE%B1%CE%BB%CE%BB%CE%B9%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T21:43:23Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Γεωργία]]<br /> <br /> '''Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' « Trends in Remote Sensing Technologies in Olive Cultivation»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Evangelos Anastasiou, Athanasios T., BalafoutisSpyros Fountas.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772375522000685<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Τηλεπισκόπηση, Γεωργία ακριβείας, Καλλιέργεια ελιάς, Έξυπνη γεωργία, Αισθητήρες, Πλατφόρμες.<br /> <br /> <br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper5-1.png | thumb | right | Εικόνα 1:Χρήση αισθητήρων στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο και έτος]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper5-2.png | thumb | right | Εικόνα 2: Γεωπονικοί τομείς εστίασης των μελετών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο<br /> και έτος]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η ελιά είναι μια από τις παλαιότερες καλλιέργειες στον κόσμο και καλλιεργείται κυρίως στις μεσογειακές χώρες. Ωστόσο, το μέλλον αυτής της καλλιέργειας βρίσκεται σε κίνδυνο λόγω της κλιματικής αλλαγής ή λόγω ασθενειών των ελαιοκαλλιεργειών. Έτσι, προκύπτει η ανάγκη απόκτησης και επεξεργασίας μεγάλου όγκου και ποσότητας πληροφοριών σχετικά με την ελαιοκαλλιέργεια για λήψη άμεσων ενεργειών που θα επιτρέψει τη βιώσιμη και διαρκή παραγωγή υψηλής απόδοσης και ποιότητας. Η συλλογή των επιθυμητών πληροφοριών γίνεται μέσω της Τηλεπισκόπησης. Η Τηλεπισκόπηση. Επί του παρόντος, ένας σημαντικός αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιείται στη γεωργία για να χαρτογραφήσει τη χωρική και χρονική μεταβλητότητα διαφόρων παραμέτρων, βοηθώντας τους παραγωγούς να λαμβάνουν αποφάσεις για τη διαχείριση των καλλιεργειών. Οι RGB, πολυφασματικές κάμερες, οι υπερφασματικές και θερμικές κάμερες, καθώς και άλλοι αισθητήρες όπως ο LiDAR, είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται μόνα τους ή σε συνδυασμό, για την εκτίμηση των κρίσιμων γεωργικών χαρακτηριστικών όπως η ευρωστία των καλλιεργειών, η υδατική καταπόνηση, η σοβαρότητα παρασίτων και ασθενειών και οι εδαφικές συνθήκες. Αφού αναλυθούν κατάλληλα (π.χ., χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης στην περίπτωση οπτικών αισθητήρων), αυτές οι πληροφορίες μπορούν να οδηγήσουν στον προσδιορισμό των ζωνών διαχείρισης και στη διαχείριση εισροών των λιπασμάτων, του νερού και των φυτικών προϊόντων προστασίας. Επιπλέον, οι πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται με τους αισθητήρες είναι εξίσου ουσιαστικές. Σύμφωνα με την πλατφόρμα στην οποία βρίσκονται οι αισθητήρες εγκατεστημένοι, η τηλεπισκόπηση μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως δορυφορική, εναέρια ή επίγεια. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να καλύψει μεγάλες περιοχές γρήγορα, αλλά το κύριο μειονέκτημά της είναι η συλλογή δεδομένων μέτριας ανάλυσης. Τα εναέρια οχήματα (UAV) ή οι επανδρωμένες πτήσεις μπορούν να παρέχουν δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση cm), αλλά δεν μπορούν να καλύψουν τόσο μεγάλη περιοχή όση ο δορυφόρος στο ίδιο χρονικό διάστημα. Τέλος, η επίγεια τηλεπισκόπηση μπορεί να ανακτήσει δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση mm), αλλά απαιτεί μακρά και δύσκολη προσπάθεια. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν η i) χαρτογράφηση της χρήσης διαφόρων τηλεσκοπικών τεχνολογιών σε σχέση με τις πληροφορίες που παρέχουν σε διάφορες περιοχές ελαιοκαλλιέργειας (π.χ. κατάσταση καλλιέργειας, οριοθέτηση των ζωνών διαχείρισης και της εφαρμογής μεταβλητού ποσοστού εισροών καλλιεργειών) και ii) να εντοπίσει τα κενά στη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης .<br /> <br /> <br /> '''2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Αναζήτηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Η ιστοσελίδα Scopus και η Web of Science είναι Μηχανές αναζήτησης που χρησιμοποιήθηκαν για το αντικείμενο αυτής της μελέτης. Χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη μιας συστηματικής στρατηγικής αναζήτησης. <br /> <br /> [[2.2. Φιλτράρισμα αποτελεσμάτων]]<br /> Για να επικεντρωθούμε στις σύγχρονες ερευνητικές δημοσιεύσεις, τα ερευνητικά άρθρα για την παρούσα μελέτη συλλέχθηκαν από την περίοδο από τον Ιανουάριο του 2001 έως το Δεκέμβριο του 2021. Τα πρώτα αποτελέσματα φιλτραρίστηκαν για να αποκλειστούν οι δημοσιεύσεις που δεν σχετίζονταν με τον στόχο της μελέτης με βάση τον τίτλο και την περίληψη, ήταν διπλότυπα ή είχαν δημοσιευτεί σε γλώσσα διαφορετική από την αγγλική. Συνολικά, 52 από αυτά τα άρθρα πληρούσαν τα προαναφερθέντα κριτήρια και έτσι αποκλείστηκαν. Τελικά, για την μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 56 ερευνητικές μελέτες (άρθρα και έγγραφα συνεδρίων).<br /> <br /> [[2.3. Ταξινόμηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Οι επιλεγμένες εργασίες κατηγοριοποιήθηκαν σε τέσσερις κατηγορίες που σχετίζονταν με τον στόχο της ανασκόπησης. Το αρχικό θέμα ήταν η κατηγοριοποίηση των αισθητήρων ανάλογα με τον τύπο τους. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε μια δεύτερη κατηγοριοποίηση σύμφωνα με τη γεωπονική περιοχή εστίασης της μελέτης, ενώ μια τρίτη διαδικασία ήταν η κατηγοριοποίηση των ερευνητικών μελετών με βάση τον τύπο της χρησιμοποιούμενης πλατφόρμας. Το τέταρτο θέμα επικεντρώθηκε στην ταξινόμηση των άρθρων ως έρευνες, μεθοδολογικές παρουσιάσεις, καθώς και στην εισαγωγή ενός νέου συστήματος ή λογισμικού για χρήση σε ελαιώνες. <br /> <br /> [[2.4. Στατιστική ανάλυση]]<br /> Η στατιστική ανάλυση των δηµοσιεύσεων περιλάµβανε τον αριθµό των ερευνητικών άρθρων που παράγονται ετησίως και ανά τύπο. Επιπλέον, οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν ανά τύπο πλατφόρμας, τύπο αισθητήρα και γεωπονική περιοχή για κάθε έτος κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών. Η συμβολή κάθε τύπου πλατφόρμας και του τύπου αισθητήρα αξιολογήθηκε επίσης σε κάθε αγρονομικό τομέα. <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.2. Αθροιστικός αριθμός ερευνητικών άρθρων]]<br /> Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι πρώτες μελέτες με τη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια πραγματοποιήθηκαν το 2006. Επιπλέον, η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η χρήση των τηλεπισκοπικών τεχνολογιών έχει επεκταθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων ετών. Είναι ενδεικτικό ότι οι μισές από τις ερευνητικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Κατά συνέπεια, μπορεί να υποτεθεί ότι το ποσοστό υιοθέτησης των τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στις μελέτες ελαιοκαλλιέργειας συνεχώς αυξάνεται. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι ο αριθμός των μελετών μειώθηκε το 2021 σε σύγκριση με το 2019 και το 2020. Αυτό μπορεί ενδεχομένως να εξηγείται από τον αντίκτυπο της πανδημίας COVID-19 στις ερευνητικές μελέτες που δεν σχετίζονται με το COVID-19, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση στον αριθμό δημοσιεύσεων σε σύγκριση με τις μελέτες που σχετίζονται με το COVID-19. <br /> <br /> <br /> [[3.3. Χρήση αισθητήρων στην καλλιέργεια της ελιάς]]<br /> Σύμφωνα με την ανάλυση των αποτελεσμάτων, οι περισσότερες μελέτες (42%) χρησιμοποίησαν πολυφασματικούς αισθητήρες στην ελαιοκαλλιέργεια, με τους θερμικούς αισθητήρες να έρχονται στη δεύτερη θέση (23%). Οι υπερφασματικοί αισθητήρες ήταν ο τρίτος πιο δημοφιλής τύπος αισθητήρα, καθώς χρησιμοποιήθηκαν στο 13 % του συνολικού αριθμού των μελετών. Όσον αφορά τους άλλους τύπους αισθητήρων, το RGB χρησιμοποιήθηκε στο 11% των ερευνών, ενώ οι τύποι αισθητήρων LIDAR, RADAR και EMI ήταν οι λιγότερο χρησιμοποιούμενοι τύποι αισθητήρων (5%, 5% και 1% του συνόλου των ερευνητικών μελετών, αντίστοιχα). Η χρονική ανάλυση της χρήσης των αισθητήρων δείχνει ότι οι πολυφασματικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες σε ερευνητικές μελέτες μόνο για δύο έτη (2007 και 2018), ενώ οι οι θερμικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες για τέσσερα έτη (2015, 2014, 2012, 2011 και 2010). <br /> Αναλυτικότερα, ενώ τόσο οι πολυφασματικοί όσο και οι υπερφασματικοί αισθητήρες μπορούν να παρέχουν τον ίδιο τύπο πληροφοριών, η κύρια διαφορά τους είναι ο αριθμός των καναλιών που χρησιμοποιούν. Οι πολυφασματικοί αισθητήρες διαθέτουν περιορισμένο αριθμό καναλιών και, ως εκ τούτου, παράγουν περιορισμένο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης. Αντίθετα, οι υπερφασματικοί αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα από εκατοντάδες ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και, κατά συνέπεια, μπορούν να παράγουν μεγαλύτερο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης και ακόμη και να παράγουν μια φασματική υπογραφή ενός αντικειμένου. Εξαιτίας των προαναφερθέντων, η υπερφασματική ανίχνευση έχει υψηλό κόστος επεξεργασίας δεδομένων, γεγονός που αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την υιοθέτησή της σε γεωργικές μελέτες σε σύγκριση με την πολυφασματική ανίχνευση. <br /> Όσον αφορά τη θερμική ανίχνευση, μετράει την ικανότητα εκπομπής του αντικειμένου αντί της ανακλαστικότητας, όπως γίνεται στην πολυφασματική και στην υπερφασματική ανίχνευση. Η θερμική ανίχνευση χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των δομικών στοιχείων των φύλλων (π.χ, κυτταρικό τοίχωμα) και την περιεκτικότητα των φύλλων σε νερό, τα οποία εμφανίζονται στο θερμικό υπέρυθρο και παρέχουν έμμεσα πληροφορίες σχετικά με την άρδευση, τις ασθένειες και την προσβολή από παράσιτα, την απόδοση και άλλους παράγοντες. Συνεπώς, η χρήση των θερμικών αισθητήρων μπορεί να παράσχει πρόσθετες πληροφορίες στους ερευνητές, και κατ' αυτόν τον τρόπο, δικαιολογείται το υψηλό ποσοστό υιοθέτησης αυτού του τύπου αισθητήρων σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια, δεδομένου ότι το νερό και οι ασθένειες των καλλιεργειών είναι περιοριστικοί παράγοντες στην απόδοση της ελιάς. Η περιορισμένη χρήση των υπόλοιπων αισθητήρων (RGB, RADAR, LIDAR και EMI) μπορεί να εξηγηθεί από τις περιορισμένες πληροφορίες που προσφέρουν σε σύγκριση με τους πολυφασματικούς, θερμικούς και υπερφασματικούς αισθητήρες. <br /> <br /> [[3.5. Τομείς γεωπονικής εστίασης της έρευνας σχετικά με την ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Η εκτίμηση της ευρωστίας της ελιάς είναι ο συχνότερος αγρονομικός τομέας εστίασης που παρακολουθείται με τη χρήση τηλεπισκοπικών τεχνολογιών (30%). Ακολουθεί η αξιολόγηση της ζωηρότητας και η άρδευση (19%),η αναγνώριση των δένδρων (16%) και η παρακολούθηση των διαρθρωτικών παραμέτρων (11%). Οι υπόλοιποι αγρονομικοί τομείς εστίασης, δηλαδή οι ασθένειες (7%), ποικιλία/φαινολογία (5%), έδαφος (4%), φύτευση (3%), απόδοση (2%), λίπανση (2%), βιομάζα (2%) και καθορισμός ζωνών διαχείρισης (1%), έχουν διεξαχθεί στο 26% του συνολικού αριθμού των μελετών. <br /> Μελέτες που σχετίζονται με την ευρωστία υπάρχουν σε όλα τα έτη εκτός από τρία (2007, 2010 και 2012),ενώ οι μελέτες που σχετίζονται με την άρδευση δεν δημοσιεύθηκαν τα έτη 2010, 2011, 2012 και 2018. Κατά συνέπεια, ο λιγότερο δημοσιευμένος γεωπονικός τομέας ενδιαφέροντος σχετίζεται με τις ζώνες διαχείρισης (δημοσιεύθηκε μόνο το 2018). Μόνο οι ψεκασμοί, το κλάδεμα και το βοτάνισμα δεν έχουν ακόμη καλυφθεί, καθώς και τα παράσιτα και οι μελέτες ανίχνευσης ζιζανίων. <br /> <br /> [[3.6. Χρήση πλατφορμών στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Τα UAV (43%) και οι δορυφόροι (39%) αντιπροσώπευαν τη μεγαλύτερη και τη δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα πλατφορμών, αντίστοιχα, που χρησιμοποιήθηκαν σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια. Οι μετρήσεις με επανδρωμένες πτήσεις (20%) ήταν η τρίτη μεγαλύτερη ομάδα, ενώ οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις ήταν η τέταρτη μεγαλύτερη ομάδα (13%). Οι μελέτες με UGV αντιπροσώπευαν το μικρότερο ποσοστό των ερευνητικών δημοσιεύσεων σχετικά με τις πλατφόρμες (4%). Εκτός από το 2010, όλες οι μελέτες χρησιμοποίησαν εναέριες (μετρήσεις με UAV ή επανδρωμένη πτήση) ή δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπησης. Με βάση τα προαναφερθέντα αποτελέσματα, είναι προφανές ότι το UAV είναι η πιο γνωστή πλατφόρμα στην έρευνα που σχετίζεται με την ελαιοκαλλιέργεια, με τους δορυφόρους στη δεύτερη θέση. Πολλοί επιστήμονες έχουν αποδείξει τα πλεονεκτήματα των UAV, τα οποία προσφέρουν γρήγορη σάρωση της περιοχής και πολύ υψηλή ανάλυση των συλλεγόμενων δεδομένων. Οι δορυφόροι έχουν το κύριο πλεονέκτημα της κάλυψης μεγάλων περιοχών, αν και μερικές φορές η παρουσία σύννεφων μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα των πληροφοριών που συλλέγονται.Στη συνέχεια, οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις (με τα πόδια ή όχημα) αποτελούν το τρίτο μεγαλύτερο είδος πλατφόρμας που χρησιμοποιείται στις μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στις ελαιοκαλλιέργειες. Αυτό δικαιολογείται από τα δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης που μπορούν να συλλέξουν αυτά τα είδη πλατφορμών σε σύγκριση με τις εναέριες και δορυφορικές πλατφόρμες.Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για έναν εξαιρετικά χρονοβόρο και κουραστικό τρόπο κάλυψης μεγάλων γεωργικών εκτάσεων.<br /> <br /> <br /> [[3.7. Τύπος μελετών που σχετίζονται με την RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται συχνότερα σε μεθοδολογικές ερευνητικές δημοσιεύσεις (51%). Οι έρευνες πεδίου ήταν η δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα μελετών που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση (45%), που είχε ως θέμα την εξέταση της ευρωστίας της ελιάς, των ασθενειών, της άρδευσης, των διαρθρωτικών παραγόντων και της βιομάζας. Τέλος, οι μελέτες τηλεπισκόπησης που παρουσίασαν τη δημιουργία συστημάτων και/ή υποσυστημάτων για μη καταστροφικά μέτρα στην ελαιοκαλλιέργεια, αντιπροσώπευαν τον μικρότερο αριθμό ερευνητικών εργασιών, αντιπροσωπεύοντας μόνο το 9% του συνόλου των ερευνητικών άρθρων. Ο αυξημένος αριθμός μεθόδων μπορεί να δικαιολογηθεί από την πρόοδο των δεδομένων που επέτρεψαν την εισαγωγή νέων μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων (π.χ. τεχνητή νοημοσύνη, μηχανική μάθηση, συγχώνευση δεδομένων, γεωστατιστική).<br /> <br /> [[3.8. Αισθητήρες ανά αγρονομική περιοχή εστίασης σε μελέτες RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όσον αφορά τις αγρονομικές περιοχές εστίασης, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των αισθητήρων (RGB, πολυφασματικοί, υπερφασματικοί και θερμικοί αισθητήρες) που χρησιμοποιήθηκαν στην αναγνώριση δεντροκαλλιεργειών, στην ποικιλία/φαινολογία, λίπανση, άρδευση, ανίχνευση ασθενειών και εκτίμηση της απόδοσης. Η ομοιότητα μεταξύ των πολυφασματικών και υπερφασματικών αισθητήρων μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι οι προαναφερόμενοι αισθητήρες μοιράζονται την ίδια αρχή. Συγκεκριμένα, μετρούν την ανάκλαση σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία στη συνέχεια επεξεργάζεται σε φασματικούς δείκτες βλάστησης που συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με πολύτιμες παραμέτρους που αφορούν στις καλλιέργειες (π.χ. δείκτης φυλλικής επιφάνειας, χλωροφύλλη, κ.λπ.) και έμμεσα με την κατανάλωση θρεπτικών ουσιών και νερού, τις ασθένειες και την απόδοση. <br /> Οι θερμικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του συντελεστή θερμικής εκπομπής των φυτών, ο οποίος συνδέεται με τις δονήσεις διαφόρων ενώσεων που υπάρχουν στα φύλλα των φυτών και ως εκ τούτου βοηθούν έμμεσα στην απόκτηση πληροφοριών σχετικά με την άρδευση, τη ζωηρότητα, την ταυτοποίηση των γραμμών/δένδρων, τις ασθένειες των καλλιεργειών και την απόδοση.<br /> Οι αισθητήρες τύπου RADAR παρουσίασαν ισχυρές ομοιότητες για αξιολόγηση παραμέτρων του εδάφους. Αυτό μπορεί να δικαιολογηθεί από το γεγονός ότι αυτοί οι τύποι αισθητήρων μπορούν να διεισδύσουν στο έδαφος και να αξιολογήσουν σημαντικές παραμέτρους όπως η εδαφική υγρασία και η περιεκτικότητα σε άργιλο. Οι άλλοι τύποι αισθητήρων δεν παρουσίασαν καμία ομοιότητα με τις υπόλοιπες γεωπονικές περιοχές εστίασης. Ο περιορισμένος αριθμός μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν οι LIDAR και EMI, δεν επέτρεψε την ισχυρή ομοιότητα αυτών των αισθητήρων με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης.<br /> <br /> [[3.9. Πλατφόρμες ανά αγρονομικό τομέα εστίασης σε μελέτες ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όπως φάνηκε στην παρούσα εργασία, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των διαρθρωτικών παραμέτρων, της ταυτοποίησης των δένδρων της καλλιέργειας, της κατάστασης της καλλιέργειας, της άρδευσης, της ανίχνευσης των ασθενειών και της εκτίμησης της απόδοσης, με μετρήσεις από το UAV, από δορυφόρο και από επανδρωμένες πτήσεις. Η προαναφερθείσα διαπίστωση υποδεικνύει την ανάγκη κάλυψης συνεχών εκτάσεων προκειμένου να ληφθούν αξιόπιστα δεδομένα για την αξιολόγηση των σχετικών γεωπονικών τομέων εστίασης στις ελαιοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι η χρήση αραιών σημείων δεδομένων μέσω μεθόδων παρεμβολής μπορεί να παρουσιάσει αναξιόπιστα αποτελέσματα. <br /> οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις παρουσίασαν ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία και τις παραμέτρους του εδάφους. Η ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία εξηγείται από την ανάγκη για αραιά δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης λόγω μη ομογενοποιημένων παραμέτρων καλλιέργειας], ενώ η ομοιότητα με τις εδαφικές παραμέτρους μπορεί να εξηγηθεί από τη χρήση ορισμένων αισθητήρων, οι οποίοι πραγματοποιούν μετρήσεις με μεγάλη εγγύτητα στο έδαφος. <br /> Τέλος, το UGV δεν παρουσίασε σημαντική ομοιότητα με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης λόγω του περιορισμένου αριθμού ερευνητικών μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκε αυτή η πλατφόρμα. <br /> <br /> '''4. Συμπέρασμα'''<br /> Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης έχουν χρησιμοποιηθεί σε ερευνητικές μελέτες για την ελαιοκαλλιέργεια τα τελευταία 16 χρόνια. Οι τεχνολογικές εξελίξεις, καθώς και οι νέοι κανονισμοί και πρωτοβουλίες, κατέστησαν δυνατή τη χρήση αυτού του τύπου εξοπλισμού και την υιοθέτησή του γρήγορα σε μελέτες που σχετίζονται με την ελαιοκαλλιέργεια. <br /> Λόγω των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν στους ερευνητές, τα UAV και οι δορυφόροι, είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες πλατφόρμες στην έρευνα για την ελιά. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότερες μελέτες πρέπει να καλύπτουν μια ευρεία περιοχή σε σύντομο χρονικό διάστημα. <br /> Οι επίγειες μετρήσεις είναι πιθανό να πραγματοποιούνται λόγω των πλεονεκτημάτων της πολύ υψηλής ανάλυσης, η οποία επιτρέπει ακριβέστερα δεδομένα, καθώς και την επικύρωση επίγειων δεδομένων που συλλέγονται από εναέριες ή δορυφορικές πλατφόρμες. Κατά συνέπεια, λόγω των πλεονεκτημάτων που παρέχουν τα UGV, όπως οι αυτοματοποιημένες έρευνες πεδίου, η χρήση των UGV στην έρευνα πεδίου αναμένεται να αυξηθεί τα επόμενα χρόνια.<br /> Στις μελέτες για την ελιά, οι πολυφασματικοί αισθητήρες ήταν ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος αισθητήρα. Άλλοι τύποι καμερών (π.χ. RGB, υπερφασματικές, και θερμικές) χρησιμοποιούνται ευρέως, γεγονός που δείχνει ότι τα δεδομένα αυτά μπορούν εύκολα να ερμηνεύονται σε σύγκριση με άλλα είδη αισθητήρων, και ως εκ τούτου προτιμώνται.<br /> Οι μελέτες σχετικά με τις ελαιοκομικές εργασίες αναμένεται να επεκταθούν και να καλύψουν ελλείποντες αγρονομικούς τομείς εστίασης, όπως εφαρμογή ψεκασμών, κλάδεμα και ανίχνευση παρασίτων. Συγκεκριμένα, μελέτες σχετικά με την ελαιοκομία αναμένεται να μελετήσουν περαιτέρω την εφαρμογή ακριβείας των γεωργικών εισροών μέσω της χρήσης τεχνολογίας τηλεπισκόπησης. Επιπλέον, σημαντική έμφαση θα δοθεί στην επεξεργασία δεδομένων από διάφορους αισθητήρες για την παροχή ακριβέστερων πληροφοριών. Τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη και η συγχώνευση δεδομένων αναμένεται να λειτουργήσουν καταλυτικά για το λόγο αυτό</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A4%CE%AC%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AF%CE%B5%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BB%CE%B1%CE%B9%CE%BF%CE%BA%CE%B1%CE%BB%CE%BB%CE%B9%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T21:43:03Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Γεωργία]]<br /> <br /> '''Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' « Trends in Remote Sensing Technologies in Olive Cultivation»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Evangelos Anastasiou, Athanasios T., BalafoutisSpyros Fountas.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772375522000685<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Τηλεπισκόπηση, Γεωργία ακριβείας, Καλλιέργεια ελιάς, Έξυπνη γεωργία, Αισθητήρες, Πλατφόρμες.<br /> <br /> <br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper5-1.png | thumb | right | Εικόνα 1:Χρήση αισθητήρων στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο και έτος]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper5-2.png | thumb | right | Εικόνα 2: Γεωπονικοί τομείς εστίασης των μελετών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο<br /> και έτος]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''Εισαγωγή'''<br /> Η ελιά είναι μια από τις παλαιότερες καλλιέργειες στον κόσμο και καλλιεργείται κυρίως στις μεσογειακές χώρες. Ωστόσο, το μέλλον αυτής της καλλιέργειας βρίσκεται σε κίνδυνο λόγω της κλιματικής αλλαγής ή λόγω ασθενειών των ελαιοκαλλιεργειών. Έτσι, προκύπτει η ανάγκη απόκτησης και επεξεργασίας μεγάλου όγκου και ποσότητας πληροφοριών σχετικά με την ελαιοκαλλιέργεια για λήψη άμεσων ενεργειών που θα επιτρέψει τη βιώσιμη και διαρκή παραγωγή υψηλής απόδοσης και ποιότητας. Η συλλογή των επιθυμητών πληροφοριών γίνεται μέσω της Τηλεπισκόπησης. Η Τηλεπισκόπηση. Επί του παρόντος, ένας σημαντικός αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιείται στη γεωργία για να χαρτογραφήσει τη χωρική και χρονική μεταβλητότητα διαφόρων παραμέτρων, βοηθώντας τους παραγωγούς να λαμβάνουν αποφάσεις για τη διαχείριση των καλλιεργειών. Οι RGB, πολυφασματικές κάμερες, οι υπερφασματικές και θερμικές κάμερες, καθώς και άλλοι αισθητήρες όπως ο LiDAR, είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται μόνα τους ή σε συνδυασμό, για την εκτίμηση των κρίσιμων γεωργικών χαρακτηριστικών όπως η ευρωστία των καλλιεργειών, η υδατική καταπόνηση, η σοβαρότητα παρασίτων και ασθενειών και οι εδαφικές συνθήκες. Αφού αναλυθούν κατάλληλα (π.χ., χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης στην περίπτωση οπτικών αισθητήρων), αυτές οι πληροφορίες μπορούν να οδηγήσουν στον προσδιορισμό των ζωνών διαχείρισης και στη διαχείριση εισροών των λιπασμάτων, του νερού και των φυτικών προϊόντων προστασίας. Επιπλέον, οι πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται με τους αισθητήρες είναι εξίσου ουσιαστικές. Σύμφωνα με την πλατφόρμα στην οποία βρίσκονται οι αισθητήρες εγκατεστημένοι, η τηλεπισκόπηση μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως δορυφορική, εναέρια ή επίγεια. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να καλύψει μεγάλες περιοχές γρήγορα, αλλά το κύριο μειονέκτημά της είναι η συλλογή δεδομένων μέτριας ανάλυσης. Τα εναέρια οχήματα (UAV) ή οι επανδρωμένες πτήσεις μπορούν να παρέχουν δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση cm), αλλά δεν μπορούν να καλύψουν τόσο μεγάλη περιοχή όση ο δορυφόρος στο ίδιο χρονικό διάστημα. Τέλος, η επίγεια τηλεπισκόπηση μπορεί να ανακτήσει δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση mm), αλλά απαιτεί μακρά και δύσκολη προσπάθεια. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν η i) χαρτογράφηση της χρήσης διαφόρων τηλεσκοπικών τεχνολογιών σε σχέση με τις πληροφορίες που παρέχουν σε διάφορες περιοχές ελαιοκαλλιέργειας (π.χ. κατάσταση καλλιέργειας, οριοθέτηση των ζωνών διαχείρισης και της εφαρμογής μεταβλητού ποσοστού εισροών καλλιεργειών) και ii) να εντοπίσει τα κενά στη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης .<br /> <br /> <br /> '''2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Αναζήτηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Η ιστοσελίδα Scopus και η Web of Science είναι Μηχανές αναζήτησης που χρησιμοποιήθηκαν για το αντικείμενο αυτής της μελέτης. Χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη μιας συστηματικής στρατηγικής αναζήτησης. <br /> <br /> [[2.2. Φιλτράρισμα αποτελεσμάτων]]<br /> Για να επικεντρωθούμε στις σύγχρονες ερευνητικές δημοσιεύσεις, τα ερευνητικά άρθρα για την παρούσα μελέτη συλλέχθηκαν από την περίοδο από τον Ιανουάριο του 2001 έως το Δεκέμβριο του 2021. Τα πρώτα αποτελέσματα φιλτραρίστηκαν για να αποκλειστούν οι δημοσιεύσεις που δεν σχετίζονταν με τον στόχο της μελέτης με βάση τον τίτλο και την περίληψη, ήταν διπλότυπα ή είχαν δημοσιευτεί σε γλώσσα διαφορετική από την αγγλική. Συνολικά, 52 από αυτά τα άρθρα πληρούσαν τα προαναφερθέντα κριτήρια και έτσι αποκλείστηκαν. Τελικά, για την μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 56 ερευνητικές μελέτες (άρθρα και έγγραφα συνεδρίων).<br /> <br /> [[2.3. Ταξινόμηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Οι επιλεγμένες εργασίες κατηγοριοποιήθηκαν σε τέσσερις κατηγορίες που σχετίζονταν με τον στόχο της ανασκόπησης. Το αρχικό θέμα ήταν η κατηγοριοποίηση των αισθητήρων ανάλογα με τον τύπο τους. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε μια δεύτερη κατηγοριοποίηση σύμφωνα με τη γεωπονική περιοχή εστίασης της μελέτης, ενώ μια τρίτη διαδικασία ήταν η κατηγοριοποίηση των ερευνητικών μελετών με βάση τον τύπο της χρησιμοποιούμενης πλατφόρμας. Το τέταρτο θέμα επικεντρώθηκε στην ταξινόμηση των άρθρων ως έρευνες, μεθοδολογικές παρουσιάσεις, καθώς και στην εισαγωγή ενός νέου συστήματος ή λογισμικού για χρήση σε ελαιώνες. <br /> <br /> [[2.4. Στατιστική ανάλυση]]<br /> Η στατιστική ανάλυση των δηµοσιεύσεων περιλάµβανε τον αριθµό των ερευνητικών άρθρων που παράγονται ετησίως και ανά τύπο. Επιπλέον, οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν ανά τύπο πλατφόρμας, τύπο αισθητήρα και γεωπονική περιοχή για κάθε έτος κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών. Η συμβολή κάθε τύπου πλατφόρμας και του τύπου αισθητήρα αξιολογήθηκε επίσης σε κάθε αγρονομικό τομέα. <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.2. Αθροιστικός αριθμός ερευνητικών άρθρων]]<br /> Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι πρώτες μελέτες με τη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια πραγματοποιήθηκαν το 2006. Επιπλέον, η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η χρήση των τηλεπισκοπικών τεχνολογιών έχει επεκταθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων ετών. Είναι ενδεικτικό ότι οι μισές από τις ερευνητικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Κατά συνέπεια, μπορεί να υποτεθεί ότι το ποσοστό υιοθέτησης των τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στις μελέτες ελαιοκαλλιέργειας συνεχώς αυξάνεται. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι ο αριθμός των μελετών μειώθηκε το 2021 σε σύγκριση με το 2019 και το 2020. Αυτό μπορεί ενδεχομένως να εξηγείται από τον αντίκτυπο της πανδημίας COVID-19 στις ερευνητικές μελέτες που δεν σχετίζονται με το COVID-19, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση στον αριθμό δημοσιεύσεων σε σύγκριση με τις μελέτες που σχετίζονται με το COVID-19. <br /> <br /> <br /> [[3.3. Χρήση αισθητήρων στην καλλιέργεια της ελιάς]]<br /> Σύμφωνα με την ανάλυση των αποτελεσμάτων, οι περισσότερες μελέτες (42%) χρησιμοποίησαν πολυφασματικούς αισθητήρες στην ελαιοκαλλιέργεια, με τους θερμικούς αισθητήρες να έρχονται στη δεύτερη θέση (23%). Οι υπερφασματικοί αισθητήρες ήταν ο τρίτος πιο δημοφιλής τύπος αισθητήρα, καθώς χρησιμοποιήθηκαν στο 13 % του συνολικού αριθμού των μελετών. Όσον αφορά τους άλλους τύπους αισθητήρων, το RGB χρησιμοποιήθηκε στο 11% των ερευνών, ενώ οι τύποι αισθητήρων LIDAR, RADAR και EMI ήταν οι λιγότερο χρησιμοποιούμενοι τύποι αισθητήρων (5%, 5% και 1% του συνόλου των ερευνητικών μελετών, αντίστοιχα). Η χρονική ανάλυση της χρήσης των αισθητήρων δείχνει ότι οι πολυφασματικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες σε ερευνητικές μελέτες μόνο για δύο έτη (2007 και 2018), ενώ οι οι θερμικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες για τέσσερα έτη (2015, 2014, 2012, 2011 και 2010). <br /> Αναλυτικότερα, ενώ τόσο οι πολυφασματικοί όσο και οι υπερφασματικοί αισθητήρες μπορούν να παρέχουν τον ίδιο τύπο πληροφοριών, η κύρια διαφορά τους είναι ο αριθμός των καναλιών που χρησιμοποιούν. Οι πολυφασματικοί αισθητήρες διαθέτουν περιορισμένο αριθμό καναλιών και, ως εκ τούτου, παράγουν περιορισμένο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης. Αντίθετα, οι υπερφασματικοί αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα από εκατοντάδες ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και, κατά συνέπεια, μπορούν να παράγουν μεγαλύτερο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης και ακόμη και να παράγουν μια φασματική υπογραφή ενός αντικειμένου. Εξαιτίας των προαναφερθέντων, η υπερφασματική ανίχνευση έχει υψηλό κόστος επεξεργασίας δεδομένων, γεγονός που αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την υιοθέτησή της σε γεωργικές μελέτες σε σύγκριση με την πολυφασματική ανίχνευση. <br /> Όσον αφορά τη θερμική ανίχνευση, μετράει την ικανότητα εκπομπής του αντικειμένου αντί της ανακλαστικότητας, όπως γίνεται στην πολυφασματική και στην υπερφασματική ανίχνευση. Η θερμική ανίχνευση χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των δομικών στοιχείων των φύλλων (π.χ, κυτταρικό τοίχωμα) και την περιεκτικότητα των φύλλων σε νερό, τα οποία εμφανίζονται στο θερμικό υπέρυθρο και παρέχουν έμμεσα πληροφορίες σχετικά με την άρδευση, τις ασθένειες και την προσβολή από παράσιτα, την απόδοση και άλλους παράγοντες. Συνεπώς, η χρήση των θερμικών αισθητήρων μπορεί να παράσχει πρόσθετες πληροφορίες στους ερευνητές, και κατ' αυτόν τον τρόπο, δικαιολογείται το υψηλό ποσοστό υιοθέτησης αυτού του τύπου αισθητήρων σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια, δεδομένου ότι το νερό και οι ασθένειες των καλλιεργειών είναι περιοριστικοί παράγοντες στην απόδοση της ελιάς. Η περιορισμένη χρήση των υπόλοιπων αισθητήρων (RGB, RADAR, LIDAR και EMI) μπορεί να εξηγηθεί από τις περιορισμένες πληροφορίες που προσφέρουν σε σύγκριση με τους πολυφασματικούς, θερμικούς και υπερφασματικούς αισθητήρες. <br /> <br /> [[3.5. Τομείς γεωπονικής εστίασης της έρευνας σχετικά με την ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Η εκτίμηση της ευρωστίας της ελιάς είναι ο συχνότερος αγρονομικός τομέας εστίασης που παρακολουθείται με τη χρήση τηλεπισκοπικών τεχνολογιών (30%). Ακολουθεί η αξιολόγηση της ζωηρότητας και η άρδευση (19%),η αναγνώριση των δένδρων (16%) και η παρακολούθηση των διαρθρωτικών παραμέτρων (11%). Οι υπόλοιποι αγρονομικοί τομείς εστίασης, δηλαδή οι ασθένειες (7%), ποικιλία/φαινολογία (5%), έδαφος (4%), φύτευση (3%), απόδοση (2%), λίπανση (2%), βιομάζα (2%) και καθορισμός ζωνών διαχείρισης (1%), έχουν διεξαχθεί στο 26% του συνολικού αριθμού των μελετών. <br /> Μελέτες που σχετίζονται με την ευρωστία υπάρχουν σε όλα τα έτη εκτός από τρία (2007, 2010 και 2012),ενώ οι μελέτες που σχετίζονται με την άρδευση δεν δημοσιεύθηκαν τα έτη 2010, 2011, 2012 και 2018. Κατά συνέπεια, ο λιγότερο δημοσιευμένος γεωπονικός τομέας ενδιαφέροντος σχετίζεται με τις ζώνες διαχείρισης (δημοσιεύθηκε μόνο το 2018). Μόνο οι ψεκασμοί, το κλάδεμα και το βοτάνισμα δεν έχουν ακόμη καλυφθεί, καθώς και τα παράσιτα και οι μελέτες ανίχνευσης ζιζανίων. <br /> <br /> [[3.6. Χρήση πλατφορμών στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Τα UAV (43%) και οι δορυφόροι (39%) αντιπροσώπευαν τη μεγαλύτερη και τη δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα πλατφορμών, αντίστοιχα, που χρησιμοποιήθηκαν σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια. Οι μετρήσεις με επανδρωμένες πτήσεις (20%) ήταν η τρίτη μεγαλύτερη ομάδα, ενώ οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις ήταν η τέταρτη μεγαλύτερη ομάδα (13%). Οι μελέτες με UGV αντιπροσώπευαν το μικρότερο ποσοστό των ερευνητικών δημοσιεύσεων σχετικά με τις πλατφόρμες (4%). Εκτός από το 2010, όλες οι μελέτες χρησιμοποίησαν εναέριες (μετρήσεις με UAV ή επανδρωμένη πτήση) ή δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπησης. Με βάση τα προαναφερθέντα αποτελέσματα, είναι προφανές ότι το UAV είναι η πιο γνωστή πλατφόρμα στην έρευνα που σχετίζεται με την ελαιοκαλλιέργεια, με τους δορυφόρους στη δεύτερη θέση. Πολλοί επιστήμονες έχουν αποδείξει τα πλεονεκτήματα των UAV, τα οποία προσφέρουν γρήγορη σάρωση της περιοχής και πολύ υψηλή ανάλυση των συλλεγόμενων δεδομένων. Οι δορυφόροι έχουν το κύριο πλεονέκτημα της κάλυψης μεγάλων περιοχών, αν και μερικές φορές η παρουσία σύννεφων μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα των πληροφοριών που συλλέγονται.Στη συνέχεια, οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις (με τα πόδια ή όχημα) αποτελούν το τρίτο μεγαλύτερο είδος πλατφόρμας που χρησιμοποιείται στις μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στις ελαιοκαλλιέργειες. Αυτό δικαιολογείται από τα δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης που μπορούν να συλλέξουν αυτά τα είδη πλατφορμών σε σύγκριση με τις εναέριες και δορυφορικές πλατφόρμες.Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για έναν εξαιρετικά χρονοβόρο και κουραστικό τρόπο κάλυψης μεγάλων γεωργικών εκτάσεων.<br /> <br /> <br /> [[3.7. Τύπος μελετών που σχετίζονται με την RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται συχνότερα σε μεθοδολογικές ερευνητικές δημοσιεύσεις (51%). Οι έρευνες πεδίου ήταν η δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα μελετών που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση (45%), που είχε ως θέμα την εξέταση της ευρωστίας της ελιάς, των ασθενειών, της άρδευσης, των διαρθρωτικών παραγόντων και της βιομάζας. Τέλος, οι μελέτες τηλεπισκόπησης που παρουσίασαν τη δημιουργία συστημάτων και/ή υποσυστημάτων για μη καταστροφικά μέτρα στην ελαιοκαλλιέργεια, αντιπροσώπευαν τον μικρότερο αριθμό ερευνητικών εργασιών, αντιπροσωπεύοντας μόνο το 9% του συνόλου των ερευνητικών άρθρων. Ο αυξημένος αριθμός μεθόδων μπορεί να δικαιολογηθεί από την πρόοδο των δεδομένων που επέτρεψαν την εισαγωγή νέων μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων (π.χ. τεχνητή νοημοσύνη, μηχανική μάθηση, συγχώνευση δεδομένων, γεωστατιστική).<br /> <br /> [[3.8. Αισθητήρες ανά αγρονομική περιοχή εστίασης σε μελέτες RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όσον αφορά τις αγρονομικές περιοχές εστίασης, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των αισθητήρων (RGB, πολυφασματικοί, υπερφασματικοί και θερμικοί αισθητήρες) που χρησιμοποιήθηκαν στην αναγνώριση δεντροκαλλιεργειών, στην ποικιλία/φαινολογία, λίπανση, άρδευση, ανίχνευση ασθενειών και εκτίμηση της απόδοσης. Η ομοιότητα μεταξύ των πολυφασματικών και υπερφασματικών αισθητήρων μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι οι προαναφερόμενοι αισθητήρες μοιράζονται την ίδια αρχή. Συγκεκριμένα, μετρούν την ανάκλαση σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία στη συνέχεια επεξεργάζεται σε φασματικούς δείκτες βλάστησης που συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με πολύτιμες παραμέτρους που αφορούν στις καλλιέργειες (π.χ. δείκτης φυλλικής επιφάνειας, χλωροφύλλη, κ.λπ.) και έμμεσα με την κατανάλωση θρεπτικών ουσιών και νερού, τις ασθένειες και την απόδοση. <br /> Οι θερμικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του συντελεστή θερμικής εκπομπής των φυτών, ο οποίος συνδέεται με τις δονήσεις διαφόρων ενώσεων που υπάρχουν στα φύλλα των φυτών και ως εκ τούτου βοηθούν έμμεσα στην απόκτηση πληροφοριών σχετικά με την άρδευση, τη ζωηρότητα, την ταυτοποίηση των γραμμών/δένδρων, τις ασθένειες των καλλιεργειών και την απόδοση.<br /> Οι αισθητήρες τύπου RADAR παρουσίασαν ισχυρές ομοιότητες για αξιολόγηση παραμέτρων του εδάφους. Αυτό μπορεί να δικαιολογηθεί από το γεγονός ότι αυτοί οι τύποι αισθητήρων μπορούν να διεισδύσουν στο έδαφος και να αξιολογήσουν σημαντικές παραμέτρους όπως η εδαφική υγρασία και η περιεκτικότητα σε άργιλο. Οι άλλοι τύποι αισθητήρων δεν παρουσίασαν καμία ομοιότητα με τις υπόλοιπες γεωπονικές περιοχές εστίασης. Ο περιορισμένος αριθμός μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν οι LIDAR και EMI, δεν επέτρεψε την ισχυρή ομοιότητα αυτών των αισθητήρων με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης.<br /> <br /> [[3.9. Πλατφόρμες ανά αγρονομικό τομέα εστίασης σε μελέτες ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όπως φάνηκε στην παρούσα εργασία, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των διαρθρωτικών παραμέτρων, της ταυτοποίησης των δένδρων της καλλιέργειας, της κατάστασης της καλλιέργειας, της άρδευσης, της ανίχνευσης των ασθενειών και της εκτίμησης της απόδοσης, με μετρήσεις από το UAV, από δορυφόρο και από επανδρωμένες πτήσεις. Η προαναφερθείσα διαπίστωση υποδεικνύει την ανάγκη κάλυψης συνεχών εκτάσεων προκειμένου να ληφθούν αξιόπιστα δεδομένα για την αξιολόγηση των σχετικών γεωπονικών τομέων εστίασης στις ελαιοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι η χρήση αραιών σημείων δεδομένων μέσω μεθόδων παρεμβολής μπορεί να παρουσιάσει αναξιόπιστα αποτελέσματα. <br /> οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις παρουσίασαν ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία και τις παραμέτρους του εδάφους. Η ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία εξηγείται από την ανάγκη για αραιά δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης λόγω μη ομογενοποιημένων παραμέτρων καλλιέργειας], ενώ η ομοιότητα με τις εδαφικές παραμέτρους μπορεί να εξηγηθεί από τη χρήση ορισμένων αισθητήρων, οι οποίοι πραγματοποιούν μετρήσεις με μεγάλη εγγύτητα στο έδαφος. <br /> Τέλος, το UGV δεν παρουσίασε σημαντική ομοιότητα με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης λόγω του περιορισμένου αριθμού ερευνητικών μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκε αυτή η πλατφόρμα. <br /> <br /> '''4. Συμπέρασμα'''<br /> Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης έχουν χρησιμοποιηθεί σε ερευνητικές μελέτες για την ελαιοκαλλιέργεια τα τελευταία 16 χρόνια. Οι τεχνολογικές εξελίξεις, καθώς και οι νέοι κανονισμοί και πρωτοβουλίες, κατέστησαν δυνατή τη χρήση αυτού του τύπου εξοπλισμού και την υιοθέτησή του γρήγορα σε μελέτες που σχετίζονται με την ελαιοκαλλιέργεια. <br /> Λόγω των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν στους ερευνητές, τα UAV και οι δορυφόροι, είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες πλατφόρμες στην έρευνα για την ελιά. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότερες μελέτες πρέπει να καλύπτουν μια ευρεία περιοχή σε σύντομο χρονικό διάστημα. <br /> Οι επίγειες μετρήσεις είναι πιθανό να πραγματοποιούνται λόγω των πλεονεκτημάτων της πολύ υψηλής ανάλυσης, η οποία επιτρέπει ακριβέστερα δεδομένα, καθώς και την επικύρωση επίγειων δεδομένων που συλλέγονται από εναέριες ή δορυφορικές πλατφόρμες. Κατά συνέπεια, λόγω των πλεονεκτημάτων που παρέχουν τα UGV, όπως οι αυτοματοποιημένες έρευνες πεδίου, η χρήση των UGV στην έρευνα πεδίου αναμένεται να αυξηθεί τα επόμενα χρόνια.<br /> Στις μελέτες για την ελιά, οι πολυφασματικοί αισθητήρες ήταν ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος αισθητήρα. Άλλοι τύποι καμερών (π.χ. RGB, υπερφασματικές, και θερμικές) χρησιμοποιούνται ευρέως, γεγονός που δείχνει ότι τα δεδομένα αυτά μπορούν εύκολα να ερμηνεύονται σε σύγκριση με άλλα είδη αισθητήρων, και ως εκ τούτου προτιμώνται.<br /> Οι μελέτες σχετικά με τις ελαιοκομικές εργασίες αναμένεται να επεκταθούν και να καλύψουν ελλείποντες αγρονομικούς τομείς εστίασης, όπως εφαρμογή ψεκασμών, κλάδεμα και ανίχνευση παρασίτων. Συγκεκριμένα, μελέτες σχετικά με την ελαιοκομία αναμένεται να μελετήσουν περαιτέρω την εφαρμογή ακριβείας των γεωργικών εισροών μέσω της χρήσης τεχνολογίας τηλεπισκόπησης. Επιπλέον, σημαντική έμφαση θα δοθεί στην επεξεργασία δεδομένων από διάφορους αισθητήρες για την παροχή ακριβέστερων πληροφοριών. Τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη και η συγχώνευση δεδομένων αναμένεται να λειτουργήσουν καταλυτικά για το λόγο αυτό</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A4%CE%AC%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AF%CE%B5%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BB%CE%B1%CE%B9%CE%BF%CE%BA%CE%B1%CE%BB%CE%BB%CE%B9%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T21:41:58Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Γεωργία]]<br /> <br /> '''Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' « Trends in Remote Sensing Technologies in Olive Cultivation»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Evangelos Anastasiou, Athanasios T., BalafoutisSpyros Fountas.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772375522000685<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Τηλεπισκόπηση, Γεωργία ακριβείας, Καλλιέργεια ελιάς, Έξυπνη γεωργία, Αισθητήρες, Πλατφόρμες.<br /> <br /> <br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper5-1.png | thumb | right | Εικόνα 1:Χρήση αισθητήρων στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο και έτος]]<br /> <br /> [[ Εικόνα: Eltog-paper5-2.png | thumb | right | Εικόνα 2: Γεωπονικοί τομείς εστίασης των μελετών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο<br /> και έτος]]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''Εισαγωγή'''<br /> Η ελιά είναι μια από τις παλαιότερες καλλιέργειες στον κόσμο και καλλιεργείται κυρίως στις μεσογειακές χώρες. Ωστόσο, το μέλλον αυτής της καλλιέργειας βρίσκεται σε κίνδυνο λόγω της κλιματικής αλλαγής ή λόγω ασθενειών των ελαιοκαλλιεργειών. Έτσι, προκύπτει η ανάγκη απόκτησης και επεξεργασίας μεγάλου όγκου και ποσότητας πληροφοριών σχετικά με την ελαιοκαλλιέργεια για λήψη άμεσων ενεργειών που θα επιτρέψει τη βιώσιμη και διαρκή παραγωγή υψηλής απόδοσης και ποιότητας. Η συλλογή των επιθυμητών πληροφοριών γίνεται μέσω της Τηλεπισκόπησης. Η Τηλεπισκόπηση. Επί του παρόντος, ένας σημαντικός αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιείται στη γεωργία για να χαρτογραφήσει τη χωρική και χρονική μεταβλητότητα διαφόρων παραμέτρων, βοηθώντας τους παραγωγούς να λαμβάνουν αποφάσεις για τη διαχείριση των καλλιεργειών. Οι RGB, πολυφασματικές κάμερες, οι υπερφασματικές και θερμικές κάμερες, καθώς και άλλοι αισθητήρες όπως ο LiDAR, είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται μόνα τους ή σε συνδυασμό, για την εκτίμηση των κρίσιμων γεωργικών χαρακτηριστικών όπως η ευρωστία των καλλιεργειών, η υδατική καταπόνηση, η σοβαρότητα παρασίτων και ασθενειών και οι εδαφικές συνθήκες. Αφού αναλυθούν κατάλληλα (π.χ., χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης στην περίπτωση οπτικών αισθητήρων), αυτές οι πληροφορίες μπορούν να οδηγήσουν στον προσδιορισμό των ζωνών διαχείρισης και στη διαχείριση εισροών των λιπασμάτων, του νερού και των φυτικών προϊόντων προστασίας. Επιπλέον, οι πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται με τους αισθητήρες είναι εξίσου ουσιαστικές. Σύμφωνα με την πλατφόρμα στην οποία βρίσκονται οι αισθητήρες εγκατεστημένοι, η τηλεπισκόπηση μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως δορυφορική, εναέρια ή επίγεια. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να καλύψει μεγάλες περιοχές γρήγορα, αλλά το κύριο μειονέκτημά της είναι η συλλογή δεδομένων μέτριας ανάλυσης. Τα εναέρια οχήματα (UAV) ή οι επανδρωμένες πτήσεις μπορούν να παρέχουν δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση cm), αλλά δεν μπορούν να καλύψουν τόσο μεγάλη περιοχή όση ο δορυφόρος στο ίδιο χρονικό διάστημα. Τέλος, η επίγεια τηλεπισκόπηση μπορεί να ανακτήσει δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση mm), αλλά απαιτεί μακρά και δύσκολη προσπάθεια. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν η i) χαρτογράφηση της χρήσης διαφόρων τηλεσκοπικών τεχνολογιών σε σχέση με τις πληροφορίες που παρέχουν σε διάφορες περιοχές ελαιοκαλλιέργειας (π.χ. κατάσταση καλλιέργειας, οριοθέτηση των ζωνών διαχείρισης και της εφαρμογής μεταβλητού ποσοστού εισροών καλλιεργειών) και ii) να εντοπίσει τα κενά στη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης .<br /> '''<br /> 2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Αναζήτηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Η ιστοσελίδα Scopus και η Web of Science είναι Μηχανές αναζήτησης που χρησιμοποιήθηκαν για το αντικείμενο αυτής της μελέτης. Χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη μιας συστηματικής στρατηγικής αναζήτησης. <br /> <br /> [[2.2. Φιλτράρισμα αποτελεσμάτων]]<br /> Για να επικεντρωθούμε στις σύγχρονες ερευνητικές δημοσιεύσεις, τα ερευνητικά άρθρα για την παρούσα μελέτη συλλέχθηκαν από την περίοδο από τον Ιανουάριο του 2001 έως το Δεκέμβριο του 2021. Τα πρώτα αποτελέσματα φιλτραρίστηκαν για να αποκλειστούν οι δημοσιεύσεις που δεν σχετίζονταν με τον στόχο της μελέτης με βάση τον τίτλο και την περίληψη, ήταν διπλότυπα ή είχαν δημοσιευτεί σε γλώσσα διαφορετική από την αγγλική. Συνολικά, 52 από αυτά τα άρθρα πληρούσαν τα προαναφερθέντα κριτήρια και έτσι αποκλείστηκαν. Τελικά, για την μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 56 ερευνητικές μελέτες (άρθρα και έγγραφα συνεδρίων).<br /> <br /> [[2.3. Ταξινόμηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Οι επιλεγμένες εργασίες κατηγοριοποιήθηκαν σε τέσσερις κατηγορίες που σχετίζονταν με τον στόχο της ανασκόπησης. Το αρχικό θέμα ήταν η κατηγοριοποίηση των αισθητήρων ανάλογα με τον τύπο τους. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε μια δεύτερη κατηγοριοποίηση σύμφωνα με τη γεωπονική περιοχή εστίασης της μελέτης, ενώ μια τρίτη διαδικασία ήταν η κατηγοριοποίηση των ερευνητικών μελετών με βάση τον τύπο της χρησιμοποιούμενης πλατφόρμας. Το τέταρτο θέμα επικεντρώθηκε στην ταξινόμηση των άρθρων ως έρευνες, μεθοδολογικές παρουσιάσεις, καθώς και στην εισαγωγή ενός νέου συστήματος ή λογισμικού για χρήση σε ελαιώνες. <br /> <br /> [[2.4. Στατιστική ανάλυση]]<br /> Η στατιστική ανάλυση των δηµοσιεύσεων περιλάµβανε τον αριθµό των ερευνητικών άρθρων που παράγονται ετησίως και ανά τύπο. Επιπλέον, οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν ανά τύπο πλατφόρμας, τύπο αισθητήρα και γεωπονική περιοχή για κάθε έτος κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών. Η συμβολή κάθε τύπου πλατφόρμας και του τύπου αισθητήρα αξιολογήθηκε επίσης σε κάθε αγρονομικό τομέα. <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.2. Αθροιστικός αριθμός ερευνητικών άρθρων]]<br /> Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι πρώτες μελέτες με τη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια πραγματοποιήθηκαν το 2006. Επιπλέον, η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η χρήση των τηλεπισκοπικών τεχνολογιών έχει επεκταθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων ετών. Είναι ενδεικτικό ότι οι μισές από τις ερευνητικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Κατά συνέπεια, μπορεί να υποτεθεί ότι το ποσοστό υιοθέτησης των τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στις μελέτες ελαιοκαλλιέργειας συνεχώς αυξάνεται. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι ο αριθμός των μελετών μειώθηκε το 2021 σε σύγκριση με το 2019 και το 2020. Αυτό μπορεί ενδεχομένως να εξηγείται από τον αντίκτυπο της πανδημίας COVID-19 στις ερευνητικές μελέτες που δεν σχετίζονται με το COVID-19, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση στον αριθμό δημοσιεύσεων σε σύγκριση με τις μελέτες που σχετίζονται με το COVID-19. <br /> <br /> <br /> [[3.3. Χρήση αισθητήρων στην καλλιέργεια της ελιάς]]<br /> Σύμφωνα με την ανάλυση των αποτελεσμάτων, οι περισσότερες μελέτες (42%) χρησιμοποίησαν πολυφασματικούς αισθητήρες στην ελαιοκαλλιέργεια, με τους θερμικούς αισθητήρες να έρχονται στη δεύτερη θέση (23%). Οι υπερφασματικοί αισθητήρες ήταν ο τρίτος πιο δημοφιλής τύπος αισθητήρα, καθώς χρησιμοποιήθηκαν στο 13 % του συνολικού αριθμού των μελετών. Όσον αφορά τους άλλους τύπους αισθητήρων, το RGB χρησιμοποιήθηκε στο 11% των ερευνών, ενώ οι τύποι αισθητήρων LIDAR, RADAR και EMI ήταν οι λιγότερο χρησιμοποιούμενοι τύποι αισθητήρων (5%, 5% και 1% του συνόλου των ερευνητικών μελετών, αντίστοιχα). Η χρονική ανάλυση της χρήσης των αισθητήρων δείχνει ότι οι πολυφασματικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες σε ερευνητικές μελέτες μόνο για δύο έτη (2007 και 2018), ενώ οι οι θερμικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες για τέσσερα έτη (2015, 2014, 2012, 2011 και 2010). <br /> Αναλυτικότερα, ενώ τόσο οι πολυφασματικοί όσο και οι υπερφασματικοί αισθητήρες μπορούν να παρέχουν τον ίδιο τύπο πληροφοριών, η κύρια διαφορά τους είναι ο αριθμός των καναλιών που χρησιμοποιούν. Οι πολυφασματικοί αισθητήρες διαθέτουν περιορισμένο αριθμό καναλιών και, ως εκ τούτου, παράγουν περιορισμένο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης. Αντίθετα, οι υπερφασματικοί αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα από εκατοντάδες ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και, κατά συνέπεια, μπορούν να παράγουν μεγαλύτερο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης και ακόμη και να παράγουν μια φασματική υπογραφή ενός αντικειμένου. Εξαιτίας των προαναφερθέντων, η υπερφασματική ανίχνευση έχει υψηλό κόστος επεξεργασίας δεδομένων, γεγονός που αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την υιοθέτησή της σε γεωργικές μελέτες σε σύγκριση με την πολυφασματική ανίχνευση. <br /> Όσον αφορά τη θερμική ανίχνευση, μετράει την ικανότητα εκπομπής του αντικειμένου αντί της ανακλαστικότητας, όπως γίνεται στην πολυφασματική και στην υπερφασματική ανίχνευση. Η θερμική ανίχνευση χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των δομικών στοιχείων των φύλλων (π.χ, κυτταρικό τοίχωμα) και την περιεκτικότητα των φύλλων σε νερό, τα οποία εμφανίζονται στο θερμικό υπέρυθρο και παρέχουν έμμεσα πληροφορίες σχετικά με την άρδευση, τις ασθένειες και την προσβολή από παράσιτα, την απόδοση και άλλους παράγοντες. Συνεπώς, η χρήση των θερμικών αισθητήρων μπορεί να παράσχει πρόσθετες πληροφορίες στους ερευνητές, και κατ' αυτόν τον τρόπο, δικαιολογείται το υψηλό ποσοστό υιοθέτησης αυτού του τύπου αισθητήρων σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια, δεδομένου ότι το νερό και οι ασθένειες των καλλιεργειών είναι περιοριστικοί παράγοντες στην απόδοση της ελιάς. Η περιορισμένη χρήση των υπόλοιπων αισθητήρων (RGB, RADAR, LIDAR και EMI) μπορεί να εξηγηθεί από τις περιορισμένες πληροφορίες που προσφέρουν σε σύγκριση με τους πολυφασματικούς, θερμικούς και υπερφασματικούς αισθητήρες. <br /> <br /> [[3.5. Τομείς γεωπονικής εστίασης της έρευνας σχετικά με την ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Η εκτίμηση της ευρωστίας της ελιάς είναι ο συχνότερος αγρονομικός τομέας εστίασης που παρακολουθείται με τη χρήση τηλεπισκοπικών τεχνολογιών (30%). Ακολουθεί η αξιολόγηση της ζωηρότητας και η άρδευση (19%),η αναγνώριση των δένδρων (16%) και η παρακολούθηση των διαρθρωτικών παραμέτρων (11%). Οι υπόλοιποι αγρονομικοί τομείς εστίασης, δηλαδή οι ασθένειες (7%), ποικιλία/φαινολογία (5%), έδαφος (4%), φύτευση (3%), απόδοση (2%), λίπανση (2%), βιομάζα (2%) και καθορισμός ζωνών διαχείρισης (1%), έχουν διεξαχθεί στο 26% του συνολικού αριθμού των μελετών. <br /> Μελέτες που σχετίζονται με την ευρωστία υπάρχουν σε όλα τα έτη εκτός από τρία (2007, 2010 και 2012),ενώ οι μελέτες που σχετίζονται με την άρδευση δεν δημοσιεύθηκαν τα έτη 2010, 2011, 2012 και 2018. Κατά συνέπεια, ο λιγότερο δημοσιευμένος γεωπονικός τομέας ενδιαφέροντος σχετίζεται με τις ζώνες διαχείρισης (δημοσιεύθηκε μόνο το 2018). Μόνο οι ψεκασμοί, το κλάδεμα και το βοτάνισμα δεν έχουν ακόμη καλυφθεί, καθώς και τα παράσιτα και οι μελέτες ανίχνευσης ζιζανίων. <br /> <br /> [[3.6. Χρήση πλατφορμών στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Τα UAV (43%) και οι δορυφόροι (39%) αντιπροσώπευαν τη μεγαλύτερη και τη δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα πλατφορμών, αντίστοιχα, που χρησιμοποιήθηκαν σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια. Οι μετρήσεις με επανδρωμένες πτήσεις (20%) ήταν η τρίτη μεγαλύτερη ομάδα, ενώ οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις ήταν η τέταρτη μεγαλύτερη ομάδα (13%). Οι μελέτες με UGV αντιπροσώπευαν το μικρότερο ποσοστό των ερευνητικών δημοσιεύσεων σχετικά με τις πλατφόρμες (4%). Εκτός από το 2010, όλες οι μελέτες χρησιμοποίησαν εναέριες (μετρήσεις με UAV ή επανδρωμένη πτήση) ή δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπησης. Με βάση τα προαναφερθέντα αποτελέσματα, είναι προφανές ότι το UAV είναι η πιο γνωστή πλατφόρμα στην έρευνα που σχετίζεται με την ελαιοκαλλιέργεια, με τους δορυφόρους στη δεύτερη θέση. Πολλοί επιστήμονες έχουν αποδείξει τα πλεονεκτήματα των UAV, τα οποία προσφέρουν γρήγορη σάρωση της περιοχής και πολύ υψηλή ανάλυση των συλλεγόμενων δεδομένων. Οι δορυφόροι έχουν το κύριο πλεονέκτημα της κάλυψης μεγάλων περιοχών, αν και μερικές φορές η παρουσία σύννεφων μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα των πληροφοριών που συλλέγονται.<br /> Στη συνέχεια, οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις (με τα πόδια ή όχημα) αποτελούν το τρίτο μεγαλύτερο είδος πλατφόρμας που χρησιμοποιείται στις μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στις ελαιοκαλλιέργειες. Αυτό δικαιολογείται από τα δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης που μπορούν να συλλέξουν αυτά τα είδη πλατφορμών σε σύγκριση με τις εναέριες και δορυφορικές πλατφόρμες. Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για έναν εξαιρετικά χρονοβόρο και κουραστικό τρόπο κάλυψης μεγάλων γεωργικών εκτάσεων. <br /> <br /> [[3.7. Τύπος μελετών που σχετίζονται με την RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται συχνότερα σε μεθοδολογικές ερευνητικές δημοσιεύσεις (51%). Οι έρευνες πεδίου ήταν η δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα μελετών που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση (45%), που είχε ως θέμα την εξέταση της ευρωστίας της ελιάς, των ασθενειών, της άρδευσης, των διαρθρωτικών παραγόντων και της βιομάζας. Τέλος, οι μελέτες τηλεπισκόπησης που παρουσίασαν τη δημιουργία συστημάτων και/ή υποσυστημάτων για μη καταστροφικά μέτρα στην ελαιοκαλλιέργεια, αντιπροσώπευαν τον μικρότερο αριθμό ερευνητικών εργασιών, αντιπροσωπεύοντας μόνο το 9% του συνόλου των ερευνητικών άρθρων. Ο αυξημένος αριθμός μεθόδων μπορεί να δικαιολογηθεί από την πρόοδο των δεδομένων που επέτρεψαν την εισαγωγή νέων μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων (π.χ. τεχνητή νοημοσύνη, μηχανική μάθηση, συγχώνευση δεδομένων, γεωστατιστική).<br /> <br /> [[3.8. Αισθητήρες ανά αγρονομική περιοχή εστίασης σε μελέτες RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όσον αφορά τις αγρονομικές περιοχές εστίασης, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των αισθητήρων (RGB, πολυφασματικοί, υπερφασματικοί και θερμικοί αισθητήρες) που χρησιμοποιήθηκαν στην αναγνώριση δεντροκαλλιεργειών, στην ποικιλία/φαινολογία, λίπανση, άρδευση, ανίχνευση ασθενειών και εκτίμηση της απόδοσης. Η ομοιότητα μεταξύ των πολυφασματικών και υπερφασματικών αισθητήρων μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι οι προαναφερόμενοι αισθητήρες μοιράζονται την ίδια αρχή. Συγκεκριμένα, μετρούν την ανάκλαση σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία στη συνέχεια επεξεργάζεται σε φασματικούς δείκτες βλάστησης που συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με πολύτιμες παραμέτρους που αφορούν στις καλλιέργειες (π.χ. δείκτης φυλλικής επιφάνειας, χλωροφύλλη, κ.λπ.) και έμμεσα με την κατανάλωση θρεπτικών ουσιών και νερού, τις ασθένειες και την απόδοση. <br /> Οι θερμικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του συντελεστή θερμικής εκπομπής των φυτών, ο οποίος συνδέεται με τις δονήσεις διαφόρων ενώσεων που υπάρχουν στα φύλλα των φυτών και ως εκ τούτου βοηθούν έμμεσα στην απόκτηση πληροφοριών σχετικά με την άρδευση, τη ζωηρότητα, την ταυτοποίηση των γραμμών/δένδρων, τις ασθένειες των καλλιεργειών και την απόδοση.<br /> Οι αισθητήρες τύπου RADAR παρουσίασαν ισχυρές ομοιότητες για αξιολόγηση παραμέτρων του εδάφους. Αυτό μπορεί να δικαιολογηθεί από το γεγονός ότι αυτοί οι τύποι αισθητήρων μπορούν να διεισδύσουν στο έδαφος και να αξιολογήσουν σημαντικές παραμέτρους όπως η εδαφική υγρασία και η περιεκτικότητα σε άργιλο. Οι άλλοι τύποι αισθητήρων δεν παρουσίασαν καμία ομοιότητα με τις υπόλοιπες γεωπονικές περιοχές εστίασης. Ο περιορισμένος αριθμός μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν οι LIDAR και EMI, δεν επέτρεψε την ισχυρή ομοιότητα αυτών των αισθητήρων με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης.<br /> <br /> [[3.9. Πλατφόρμες ανά αγρονομικό τομέα εστίασης σε μελέτες ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όπως φάνηκε στην παρούσα εργασία, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των διαρθρωτικών παραμέτρων, της ταυτοποίησης των δένδρων της καλλιέργειας, της κατάστασης της καλλιέργειας, της άρδευσης, της ανίχνευσης των ασθενειών και της εκτίμησης της απόδοσης, με μετρήσεις από το UAV, από δορυφόρο και από επανδρωμένες πτήσεις. Η προαναφερθείσα διαπίστωση υποδεικνύει την ανάγκη κάλυψης συνεχών εκτάσεων προκειμένου να ληφθούν αξιόπιστα δεδομένα για την αξιολόγηση των σχετικών γεωπονικών τομέων εστίασης στις ελαιοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι η χρήση αραιών σημείων δεδομένων μέσω μεθόδων παρεμβολής μπορεί να παρουσιάσει αναξιόπιστα αποτελέσματα. <br /> οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις παρουσίασαν ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία και τις παραμέτρους του εδάφους. Η ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία εξηγείται από την ανάγκη για αραιά δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης λόγω μη ομογενοποιημένων παραμέτρων καλλιέργειας], ενώ η ομοιότητα με τις εδαφικές παραμέτρους μπορεί να εξηγηθεί από τη χρήση ορισμένων αισθητήρων, οι οποίοι πραγματοποιούν μετρήσεις με μεγάλη εγγύτητα στο έδαφος. <br /> Τέλος, το UGV δεν παρουσίασε σημαντική ομοιότητα με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης λόγω του περιορισμένου αριθμού ερευνητικών μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκε αυτή η πλατφόρμα. <br /> <br /> '''4. Συμπέρασμα'''<br /> Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης έχουν χρησιμοποιηθεί σε ερευνητικές μελέτες για την ελαιοκαλλιέργεια τα τελευταία 16 χρόνια. Οι τεχνολογικές εξελίξεις, καθώς και οι νέοι κανονισμοί και πρωτοβουλίες, κατέστησαν δυνατή τη χρήση αυτού του τύπου εξοπλισμού και την υιοθέτησή του γρήγορα σε μελέτες που σχετίζονται με την ελαιοκαλλιέργεια. <br /> Λόγω των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν στους ερευνητές, τα UAV και οι δορυφόροι, είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες πλατφόρμες στην έρευνα για την ελιά. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότερες μελέτες πρέπει να καλύπτουν μια ευρεία περιοχή σε σύντομο χρονικό διάστημα. <br /> Οι επίγειες μετρήσεις είναι πιθανό να πραγματοποιούνται λόγω των πλεονεκτημάτων της πολύ υψηλής ανάλυσης, η οποία επιτρέπει ακριβέστερα δεδομένα, καθώς και την επικύρωση επίγειων δεδομένων που συλλέγονται από εναέριες ή δορυφορικές πλατφόρμες. Κατά συνέπεια, λόγω των πλεονεκτημάτων που παρέχουν τα UGV, όπως οι αυτοματοποιημένες έρευνες πεδίου, η χρήση των UGV στην έρευνα πεδίου αναμένεται να αυξηθεί τα επόμενα χρόνια.<br /> Στις μελέτες για την ελιά, οι πολυφασματικοί αισθητήρες ήταν ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος αισθητήρα. Άλλοι τύποι καμερών (π.χ. RGB, υπερφασματικές, και θερμικές) χρησιμοποιούνται ευρέως, γεγονός που δείχνει ότι τα δεδομένα αυτά μπορούν εύκολα να ερμηνεύονται σε σύγκριση με άλλα είδη αισθητήρων, και ως εκ τούτου προτιμώνται.<br /> Οι μελέτες σχετικά με τις ελαιοκομικές εργασίες αναμένεται να επεκταθούν και να καλύψουν ελλείποντες αγρονομικούς τομείς εστίασης, όπως εφαρμογή ψεκασμών, κλάδεμα και ανίχνευση παρασίτων. Συγκεκριμένα, μελέτες σχετικά με την ελαιοκομία αναμένεται να μελετήσουν περαιτέρω την εφαρμογή ακριβείας των γεωργικών εισροών μέσω της χρήσης τεχνολογίας τηλεπισκόπησης. Επιπλέον, σημαντική έμφαση θα δοθεί στην επεξεργασία δεδομένων από διάφορους αισθητήρες για την παροχή ακριβέστερων πληροφοριών. Τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη και η συγχώνευση δεδομένων αναμένεται να λειτουργήσουν καταλυτικά για το λόγο αυτό</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%A4%CE%AC%CF%83%CE%B5%CE%B9%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B9%CF%82_%CF%84%CE%B5%CF%87%CE%BD%CE%BF%CE%BB%CE%BF%CE%B3%CE%AF%CE%B5%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BB%CE%B1%CE%B9%CE%BF%CE%BA%CE%B1%CE%BB%CE%BB%CE%B9%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T21:39:20Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με ' category:Γεωργία '''Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.''' '''Πρωτότ...'</p> <hr /> <div><br /> [[category:Γεωργία]]<br /> <br /> '''Τάσεις στις τεχνολογίες τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' « Trends in Remote Sensing Technologies in Olive Cultivation»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Evangelos Anastasiou, Athanasios T., BalafoutisSpyros Fountas.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772375522000685<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Τηλεπισκόπηση, Γεωργία ακριβείας, Καλλιέργεια ελιάς, Έξυπνη γεωργία, Αισθητήρες, Πλατφόρμες.<br /> <br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper5-1.png | thumb | right | Εικόνα 1:Χρήση αισθητήρων στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο και έτος] ]<br /> <br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper5-2.png | thumb | right | Εικόνα 2: Γεωπονικοί τομείς εστίασης των μελετών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια ανά τύπο<br /> και έτος] ]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''Εισαγωγή'''<br /> Η ελιά είναι μια από τις παλαιότερες καλλιέργειες στον κόσμο και καλλιεργείται κυρίως στις μεσογειακές χώρες. Ωστόσο, το μέλλον αυτής της καλλιέργειας βρίσκεται σε κίνδυνο λόγω της κλιματικής αλλαγής ή λόγω ασθενειών των ελαιοκαλλιεργειών. Έτσι, προκύπτει η ανάγκη απόκτησης και επεξεργασίας μεγάλου όγκου και ποσότητας πληροφοριών σχετικά με την ελαιοκαλλιέργεια για λήψη άμεσων ενεργειών που θα επιτρέψει τη βιώσιμη και διαρκή παραγωγή υψηλής απόδοσης και ποιότητας. Η συλλογή των επιθυμητών πληροφοριών γίνεται μέσω της Τηλεπισκόπησης. Η Τηλεπισκόπηση. Επί του παρόντος, ένας σημαντικός αριθμός αισθητήρων χρησιμοποιείται στη γεωργία για να χαρτογραφήσει τη χωρική και χρονική μεταβλητότητα διαφόρων παραμέτρων, βοηθώντας τους παραγωγούς να λαμβάνουν αποφάσεις για τη διαχείριση των καλλιεργειών. Οι RGB, πολυφασματικές κάμερες, οι υπερφασματικές και θερμικές κάμερες, καθώς και άλλοι αισθητήρες όπως ο LiDAR, είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται μόνα τους ή σε συνδυασμό, για την εκτίμηση των κρίσιμων γεωργικών χαρακτηριστικών όπως η ευρωστία των καλλιεργειών, η υδατική καταπόνηση, η σοβαρότητα παρασίτων και ασθενειών και οι εδαφικές συνθήκες. Αφού αναλυθούν κατάλληλα (π.χ., χρησιμοποιώντας φασματικούς δείκτες βλάστησης στην περίπτωση οπτικών αισθητήρων), αυτές οι πληροφορίες μπορούν να οδηγήσουν στον προσδιορισμό των ζωνών διαχείρισης και στη διαχείριση εισροών των λιπασμάτων, του νερού και των φυτικών προϊόντων προστασίας. Επιπλέον, οι πλατφόρμες που χρησιμοποιούνται με τους αισθητήρες είναι εξίσου ουσιαστικές. Σύμφωνα με την πλατφόρμα στην οποία βρίσκονται οι αισθητήρες εγκατεστημένοι, η τηλεπισκόπηση μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως δορυφορική, εναέρια ή επίγεια. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να καλύψει μεγάλες περιοχές γρήγορα, αλλά το κύριο μειονέκτημά της είναι η συλλογή δεδομένων μέτριας ανάλυσης. Τα εναέρια οχήματα (UAV) ή οι επανδρωμένες πτήσεις μπορούν να παρέχουν δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση cm), αλλά δεν μπορούν να καλύψουν τόσο μεγάλη περιοχή όση ο δορυφόρος στο ίδιο χρονικό διάστημα. Τέλος, η επίγεια τηλεπισκόπηση μπορεί να ανακτήσει δεδομένα υψηλής ανάλυσης (ανάλυση mm), αλλά απαιτεί μακρά και δύσκολη προσπάθεια. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν η i) χαρτογράφηση της χρήσης διαφόρων τηλεσκοπικών τεχνολογιών σε σχέση με τις πληροφορίες που παρέχουν σε διάφορες περιοχές ελαιοκαλλιέργειας (π.χ. κατάσταση καλλιέργειας, οριοθέτηση των ζωνών διαχείρισης και της εφαρμογής μεταβλητού ποσοστού εισροών καλλιεργειών) και ii) να εντοπίσει τα κενά στη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης .<br /> '''<br /> 2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Αναζήτηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Η ιστοσελίδα Scopus και η Web of Science είναι Μηχανές αναζήτησης που χρησιμοποιήθηκαν για το αντικείμενο αυτής της μελέτης. Χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη μιας συστηματικής στρατηγικής αναζήτησης. <br /> <br /> [[2.2. Φιλτράρισμα αποτελεσμάτων]]<br /> Για να επικεντρωθούμε στις σύγχρονες ερευνητικές δημοσιεύσεις, τα ερευνητικά άρθρα για την παρούσα μελέτη συλλέχθηκαν από την περίοδο από τον Ιανουάριο του 2001 έως το Δεκέμβριο του 2021. Τα πρώτα αποτελέσματα φιλτραρίστηκαν για να αποκλειστούν οι δημοσιεύσεις που δεν σχετίζονταν με τον στόχο της μελέτης με βάση τον τίτλο και την περίληψη, ήταν διπλότυπα ή είχαν δημοσιευτεί σε γλώσσα διαφορετική από την αγγλική. Συνολικά, 52 από αυτά τα άρθρα πληρούσαν τα προαναφερθέντα κριτήρια και έτσι αποκλείστηκαν. Τελικά, για την μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν 56 ερευνητικές μελέτες (άρθρα και έγγραφα συνεδρίων).<br /> <br /> [[2.3. Ταξινόμηση επιστημονικών μελετών]]<br /> Οι επιλεγμένες εργασίες κατηγοριοποιήθηκαν σε τέσσερις κατηγορίες που σχετίζονταν με τον στόχο της ανασκόπησης. Το αρχικό θέμα ήταν η κατηγοριοποίηση των αισθητήρων ανάλογα με τον τύπο τους. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε μια δεύτερη κατηγοριοποίηση σύμφωνα με τη γεωπονική περιοχή εστίασης της μελέτης, ενώ μια τρίτη διαδικασία ήταν η κατηγοριοποίηση των ερευνητικών μελετών με βάση τον τύπο της χρησιμοποιούμενης πλατφόρμας. Το τέταρτο θέμα επικεντρώθηκε στην ταξινόμηση των άρθρων ως έρευνες, μεθοδολογικές παρουσιάσεις, καθώς και στην εισαγωγή ενός νέου συστήματος ή λογισμικού για χρήση σε ελαιώνες. <br /> <br /> [[2.4. Στατιστική ανάλυση]]<br /> Η στατιστική ανάλυση των δηµοσιεύσεων περιλάµβανε τον αριθµό των ερευνητικών άρθρων που παράγονται ετησίως και ανά τύπο. Επιπλέον, οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν ανά τύπο πλατφόρμας, τύπο αισθητήρα και γεωπονική περιοχή για κάθε έτος κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών. Η συμβολή κάθε τύπου πλατφόρμας και του τύπου αισθητήρα αξιολογήθηκε επίσης σε κάθε αγρονομικό τομέα. <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.2. Αθροιστικός αριθμός ερευνητικών άρθρων]]<br /> Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι πρώτες μελέτες με τη χρήση τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στην ελαιοκαλλιέργεια πραγματοποιήθηκαν το 2006. Επιπλέον, η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η χρήση των τηλεπισκοπικών τεχνολογιών έχει επεκταθεί σημαντικά κατά τη διάρκεια των τριών τελευταίων ετών. Είναι ενδεικτικό ότι οι μισές από τις ερευνητικές μελέτες πραγματοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Κατά συνέπεια, μπορεί να υποτεθεί ότι το ποσοστό υιοθέτησης των τεχνολογιών τηλεπισκόπησης στις μελέτες ελαιοκαλλιέργειας συνεχώς αυξάνεται. Επίσης, αξίζει να σημειωθεί ότι ο αριθμός των μελετών μειώθηκε το 2021 σε σύγκριση με το 2019 και το 2020. Αυτό μπορεί ενδεχομένως να εξηγείται από τον αντίκτυπο της πανδημίας COVID-19 στις ερευνητικές μελέτες που δεν σχετίζονται με το COVID-19, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση στον αριθμό δημοσιεύσεων σε σύγκριση με τις μελέτες που σχετίζονται με το COVID-19. <br /> <br /> <br /> [[3.3. Χρήση αισθητήρων στην καλλιέργεια της ελιάς]]<br /> Σύμφωνα με την ανάλυση των αποτελεσμάτων, οι περισσότερες μελέτες (42%) χρησιμοποίησαν πολυφασματικούς αισθητήρες στην ελαιοκαλλιέργεια, με τους θερμικούς αισθητήρες να έρχονται στη δεύτερη θέση (23%). Οι υπερφασματικοί αισθητήρες ήταν ο τρίτος πιο δημοφιλής τύπος αισθητήρα, καθώς χρησιμοποιήθηκαν στο 13 % του συνολικού αριθμού των μελετών. Όσον αφορά τους άλλους τύπους αισθητήρων, το RGB χρησιμοποιήθηκε στο 11% των ερευνών, ενώ οι τύποι αισθητήρων LIDAR, RADAR και EMI ήταν οι λιγότερο χρησιμοποιούμενοι τύποι αισθητήρων (5%, 5% και 1% του συνόλου των ερευνητικών μελετών, αντίστοιχα). Η χρονική ανάλυση της χρήσης των αισθητήρων δείχνει ότι οι πολυφασματικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες σε ερευνητικές μελέτες μόνο για δύο έτη (2007 και 2018), ενώ οι οι θερμικοί αισθητήρες δεν ήταν παρόντες για τέσσερα έτη (2015, 2014, 2012, 2011 και 2010). <br /> Αναλυτικότερα, ενώ τόσο οι πολυφασματικοί όσο και οι υπερφασματικοί αισθητήρες μπορούν να παρέχουν τον ίδιο τύπο πληροφοριών, η κύρια διαφορά τους είναι ο αριθμός των καναλιών που χρησιμοποιούν. Οι πολυφασματικοί αισθητήρες διαθέτουν περιορισμένο αριθμό καναλιών και, ως εκ τούτου, παράγουν περιορισμένο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης. Αντίθετα, οι υπερφασματικοί αισθητήρες συλλέγουν δεδομένα από εκατοντάδες ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος και, κατά συνέπεια, μπορούν να παράγουν μεγαλύτερο αριθμό φασματικών δεικτών βλάστησης και ακόμη και να παράγουν μια φασματική υπογραφή ενός αντικειμένου. Εξαιτίας των προαναφερθέντων, η υπερφασματική ανίχνευση έχει υψηλό κόστος επεξεργασίας δεδομένων, γεγονός που αποτελεί σημαντικό εμπόδιο για την υιοθέτησή της σε γεωργικές μελέτες σε σύγκριση με την πολυφασματική ανίχνευση. <br /> Όσον αφορά τη θερμική ανίχνευση, μετράει την ικανότητα εκπομπής του αντικειμένου αντί της ανακλαστικότητας, όπως γίνεται στην πολυφασματική και στην υπερφασματική ανίχνευση. Η θερμική ανίχνευση χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των δομικών στοιχείων των φύλλων (π.χ, κυτταρικό τοίχωμα) και την περιεκτικότητα των φύλλων σε νερό, τα οποία εμφανίζονται στο θερμικό υπέρυθρο και παρέχουν έμμεσα πληροφορίες σχετικά με την άρδευση, τις ασθένειες και την προσβολή από παράσιτα, την απόδοση και άλλους παράγοντες. Συνεπώς, η χρήση των θερμικών αισθητήρων μπορεί να παράσχει πρόσθετες πληροφορίες στους ερευνητές, και κατ' αυτόν τον τρόπο, δικαιολογείται το υψηλό ποσοστό υιοθέτησης αυτού του τύπου αισθητήρων σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια, δεδομένου ότι το νερό και οι ασθένειες των καλλιεργειών είναι περιοριστικοί παράγοντες στην απόδοση της ελιάς. Η περιορισμένη χρήση των υπόλοιπων αισθητήρων (RGB, RADAR, LIDAR και EMI) μπορεί να εξηγηθεί από τις περιορισμένες πληροφορίες που προσφέρουν σε σύγκριση με τους πολυφασματικούς, θερμικούς και υπερφασματικούς αισθητήρες. <br /> <br /> [[3.5. Τομείς γεωπονικής εστίασης της έρευνας σχετικά με την ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Η εκτίμηση της ευρωστίας της ελιάς είναι ο συχνότερος αγρονομικός τομέας εστίασης που παρακολουθείται με τη χρήση τηλεπισκοπικών τεχνολογιών (30%). Ακολουθεί η αξιολόγηση της ζωηρότητας και η άρδευση (19%),η αναγνώριση των δένδρων (16%) και η παρακολούθηση των διαρθρωτικών παραμέτρων (11%). Οι υπόλοιποι αγρονομικοί τομείς εστίασης, δηλαδή οι ασθένειες (7%), ποικιλία/φαινολογία (5%), έδαφος (4%), φύτευση (3%), απόδοση (2%), λίπανση (2%), βιομάζα (2%) και καθορισμός ζωνών διαχείρισης (1%), έχουν διεξαχθεί στο 26% του συνολικού αριθμού των μελετών. <br /> Μελέτες που σχετίζονται με την ευρωστία υπάρχουν σε όλα τα έτη εκτός από τρία (2007, 2010 και 2012),ενώ οι μελέτες που σχετίζονται με την άρδευση δεν δημοσιεύθηκαν τα έτη 2010, 2011, 2012 και 2018. Κατά συνέπεια, ο λιγότερο δημοσιευμένος γεωπονικός τομέας ενδιαφέροντος σχετίζεται με τις ζώνες διαχείρισης (δημοσιεύθηκε μόνο το 2018). Μόνο οι ψεκασμοί, το κλάδεμα και το βοτάνισμα δεν έχουν ακόμη καλυφθεί, καθώς και τα παράσιτα και οι μελέτες ανίχνευσης ζιζανίων. <br /> <br /> [[3.6. Χρήση πλατφορμών στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Τα UAV (43%) και οι δορυφόροι (39%) αντιπροσώπευαν τη μεγαλύτερη και τη δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα πλατφορμών, αντίστοιχα, που χρησιμοποιήθηκαν σε μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στην ελαιοκαλλιέργεια. Οι μετρήσεις με επανδρωμένες πτήσεις (20%) ήταν η τρίτη μεγαλύτερη ομάδα, ενώ οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις ήταν η τέταρτη μεγαλύτερη ομάδα (13%). Οι μελέτες με UGV αντιπροσώπευαν το μικρότερο ποσοστό των ερευνητικών δημοσιεύσεων σχετικά με τις πλατφόρμες (4%). Εκτός από το 2010, όλες οι μελέτες χρησιμοποίησαν εναέριες (μετρήσεις με UAV ή επανδρωμένη πτήση) ή δορυφορικά δεδομένα τηλεπισκόπησης. Με βάση τα προαναφερθέντα αποτελέσματα, είναι προφανές ότι το UAV είναι η πιο γνωστή πλατφόρμα στην έρευνα που σχετίζεται με την ελαιοκαλλιέργεια, με τους δορυφόρους στη δεύτερη θέση. Πολλοί επιστήμονες έχουν αποδείξει τα πλεονεκτήματα των UAV, τα οποία προσφέρουν γρήγορη σάρωση της περιοχής και πολύ υψηλή ανάλυση των συλλεγόμενων δεδομένων. Οι δορυφόροι έχουν το κύριο πλεονέκτημα της κάλυψης μεγάλων περιοχών, αν και μερικές φορές η παρουσία σύννεφων μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα των πληροφοριών που συλλέγονται.<br /> Στη συνέχεια, οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις (με τα πόδια ή όχημα) αποτελούν το τρίτο μεγαλύτερο είδος πλατφόρμας που χρησιμοποιείται στις μελέτες που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση στις ελαιοκαλλιέργειες. Αυτό δικαιολογείται από τα δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης που μπορούν να συλλέξουν αυτά τα είδη πλατφορμών σε σύγκριση με τις εναέριες και δορυφορικές πλατφόρμες. Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για έναν εξαιρετικά χρονοβόρο και κουραστικό τρόπο κάλυψης μεγάλων γεωργικών εκτάσεων. <br /> <br /> [[3.7. Τύπος μελετών που σχετίζονται με την RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Σύμφωνα με τα ευρήματα, οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται συχνότερα σε μεθοδολογικές ερευνητικές δημοσιεύσεις (51%). Οι έρευνες πεδίου ήταν η δεύτερη μεγαλύτερη ομάδα μελετών που σχετίζονται με την τηλεπισκόπηση (45%), που είχε ως θέμα την εξέταση της ευρωστίας της ελιάς, των ασθενειών, της άρδευσης, των διαρθρωτικών παραγόντων και της βιομάζας. Τέλος, οι μελέτες τηλεπισκόπησης που παρουσίασαν τη δημιουργία συστημάτων και/ή υποσυστημάτων για μη καταστροφικά μέτρα στην ελαιοκαλλιέργεια, αντιπροσώπευαν τον μικρότερο αριθμό ερευνητικών εργασιών, αντιπροσωπεύοντας μόνο το 9% του συνόλου των ερευνητικών άρθρων. Ο αυξημένος αριθμός μεθόδων μπορεί να δικαιολογηθεί από την πρόοδο των δεδομένων που επέτρεψαν την εισαγωγή νέων μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων (π.χ. τεχνητή νοημοσύνη, μηχανική μάθηση, συγχώνευση δεδομένων, γεωστατιστική).<br /> <br /> [[3.8. Αισθητήρες ανά αγρονομική περιοχή εστίασης σε μελέτες RS στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όσον αφορά τις αγρονομικές περιοχές εστίασης, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των αισθητήρων (RGB, πολυφασματικοί, υπερφασματικοί και θερμικοί αισθητήρες) που χρησιμοποιήθηκαν στην αναγνώριση δεντροκαλλιεργειών, στην ποικιλία/φαινολογία, λίπανση, άρδευση, ανίχνευση ασθενειών και εκτίμηση της απόδοσης. Η ομοιότητα μεταξύ των πολυφασματικών και υπερφασματικών αισθητήρων μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι οι προαναφερόμενοι αισθητήρες μοιράζονται την ίδια αρχή. Συγκεκριμένα, μετρούν την ανάκλαση σε διαφορετικές ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, η οποία στη συνέχεια επεξεργάζεται σε φασματικούς δείκτες βλάστησης που συσχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με πολύτιμες παραμέτρους που αφορούν στις καλλιέργειες (π.χ. δείκτης φυλλικής επιφάνειας, χλωροφύλλη, κ.λπ.) και έμμεσα με την κατανάλωση θρεπτικών ουσιών και νερού, τις ασθένειες και την απόδοση. <br /> Οι θερμικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του συντελεστή θερμικής εκπομπής των φυτών, ο οποίος συνδέεται με τις δονήσεις διαφόρων ενώσεων που υπάρχουν στα φύλλα των φυτών και ως εκ τούτου βοηθούν έμμεσα στην απόκτηση πληροφοριών σχετικά με την άρδευση, τη ζωηρότητα, την ταυτοποίηση των γραμμών/δένδρων, τις ασθένειες των καλλιεργειών και την απόδοση.<br /> Οι αισθητήρες τύπου RADAR παρουσίασαν ισχυρές ομοιότητες για αξιολόγηση παραμέτρων του εδάφους. Αυτό μπορεί να δικαιολογηθεί από το γεγονός ότι αυτοί οι τύποι αισθητήρων μπορούν να διεισδύσουν στο έδαφος και να αξιολογήσουν σημαντικές παραμέτρους όπως η εδαφική υγρασία και η περιεκτικότητα σε άργιλο. Οι άλλοι τύποι αισθητήρων δεν παρουσίασαν καμία ομοιότητα με τις υπόλοιπες γεωπονικές περιοχές εστίασης. Ο περιορισμένος αριθμός μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν οι LIDAR και EMI, δεν επέτρεψε την ισχυρή ομοιότητα αυτών των αισθητήρων με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης.<br /> <br /> [[3.9. Πλατφόρμες ανά αγρονομικό τομέα εστίασης σε μελέτες ΕΔ στην ελαιοκαλλιέργεια]]<br /> Όπως φάνηκε στην παρούσα εργασία, υπάρχει ομοιότητα μεταξύ των διαρθρωτικών παραμέτρων, της ταυτοποίησης των δένδρων της καλλιέργειας, της κατάστασης της καλλιέργειας, της άρδευσης, της ανίχνευσης των ασθενειών και της εκτίμησης της απόδοσης, με μετρήσεις από το UAV, από δορυφόρο και από επανδρωμένες πτήσεις. Η προαναφερθείσα διαπίστωση υποδεικνύει την ανάγκη κάλυψης συνεχών εκτάσεων προκειμένου να ληφθούν αξιόπιστα δεδομένα για την αξιολόγηση των σχετικών γεωπονικών τομέων εστίασης στις ελαιοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι η χρήση αραιών σημείων δεδομένων μέσω μεθόδων παρεμβολής μπορεί να παρουσιάσει αναξιόπιστα αποτελέσματα. <br /> οι επανδρωμένες επίγειες μετρήσεις παρουσίασαν ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία και τις παραμέτρους του εδάφους. Η ομοιότητα με την ποικιλία/φαινολογία εξηγείται από την ανάγκη για αραιά δεδομένα πολύ υψηλής ανάλυσης λόγω μη ομογενοποιημένων παραμέτρων καλλιέργειας], ενώ η ομοιότητα με τις εδαφικές παραμέτρους μπορεί να εξηγηθεί από τη χρήση ορισμένων αισθητήρων, οι οποίοι πραγματοποιούν μετρήσεις με μεγάλη εγγύτητα στο έδαφος. <br /> Τέλος, το UGV δεν παρουσίασε σημαντική ομοιότητα με τις αγρονομικές περιοχές εστίασης λόγω του περιορισμένου αριθμού ερευνητικών μελετών στις οποίες χρησιμοποιήθηκε αυτή η πλατφόρμα. <br /> <br /> '''4. Συμπέρασμα'''<br /> Οι τεχνολογίες τηλεπισκόπησης έχουν χρησιμοποιηθεί σε ερευνητικές μελέτες για την ελαιοκαλλιέργεια τα τελευταία 16 χρόνια. Οι τεχνολογικές εξελίξεις, καθώς και οι νέοι κανονισμοί και πρωτοβουλίες, κατέστησαν δυνατή τη χρήση αυτού του τύπου εξοπλισμού και την υιοθέτησή του γρήγορα σε μελέτες που σχετίζονται με την ελαιοκαλλιέργεια. <br /> Λόγω των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν στους ερευνητές, τα UAV και οι δορυφόροι, είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες πλατφόρμες στην έρευνα για την ελιά. Αυτό σημαίνει ότι οι περισσότερες μελέτες πρέπει να καλύπτουν μια ευρεία περιοχή σε σύντομο χρονικό διάστημα. <br /> Οι επίγειες μετρήσεις είναι πιθανό να πραγματοποιούνται λόγω των πλεονεκτημάτων της πολύ υψηλής ανάλυσης, η οποία επιτρέπει ακριβέστερα δεδομένα, καθώς και την επικύρωση επίγειων δεδομένων που συλλέγονται από εναέριες ή δορυφορικές πλατφόρμες. Κατά συνέπεια, λόγω των πλεονεκτημάτων που παρέχουν τα UGV, όπως οι αυτοματοποιημένες έρευνες πεδίου, η χρήση των UGV στην έρευνα πεδίου αναμένεται να αυξηθεί τα επόμενα χρόνια.<br /> Στις μελέτες για την ελιά, οι πολυφασματικοί αισθητήρες ήταν ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος αισθητήρα. Άλλοι τύποι καμερών (π.χ. RGB, υπερφασματικές, και θερμικές) χρησιμοποιούνται ευρέως, γεγονός που δείχνει ότι τα δεδομένα αυτά μπορούν εύκολα να ερμηνεύονται σε σύγκριση με άλλα είδη αισθητήρων, και ως εκ τούτου προτιμώνται.<br /> Οι μελέτες σχετικά με τις ελαιοκομικές εργασίες αναμένεται να επεκταθούν και να καλύψουν ελλείποντες αγρονομικούς τομείς εστίασης, όπως εφαρμογή ψεκασμών, κλάδεμα και ανίχνευση παρασίτων. Συγκεκριμένα, μελέτες σχετικά με την ελαιοκομία αναμένεται να μελετήσουν περαιτέρω την εφαρμογή ακριβείας των γεωργικών εισροών μέσω της χρήσης τεχνολογίας τηλεπισκόπησης. Επιπλέον, σημαντική έμφαση θα δοθεί στην επεξεργασία δεδομένων από διάφορους αισθητήρες για την παροχή ακριβέστερων πληροφοριών. Τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη και η συγχώνευση δεδομένων αναμένεται να λειτουργήσουν καταλυτικά για το λόγο αυτό</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:13:45Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:13:16Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-1.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-2.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-3.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-4.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:11:26Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-1.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-2.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-3.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-4.png | thumb | right | Εικόνα 1: ] ]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:09:59Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-1.png | thumb | right | Εικόνα 1 :Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II ] ]<br /> <br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-2.png | thumb | right | Εικόνα 2 :Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ] ]<br /> <br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-3.png | thumb | right | Εικόνα 3 : Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018] ]<br /> <br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-4.png | thumb | right | Εικόνα 4 : Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET] ]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:09:38Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-1.png | thumb | right | Εικόνα 1 :Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II ] ]<br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-2.png | thumb | right | Εικόνα 2 :Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ] ]<br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-3.png | thumb | right | Εικόνα 3 : Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018] ]<br /> [ [ Αρχείο: Eltog-paper4-4.png | thumb | right | Εικόνα 4 : Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET] ]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:08:14Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-1.png | thumb | right | Εικόνα 1 :Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-2.png | thumb | right | Εικόνα 2 :Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-3.png | thumb | right | Εικόνα 3 : Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-4.png | thumb | right | Εικόνα 4 : Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET] ]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:05:28Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Εικόνα:Eltog-paper4-1.png| thumb | right | Εικόνα 1 :Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II ] ]<br /> [ [ Εικόνα:Eltog-paper4-2.png| thumb | right | Εικόνα 2 :Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ] ]<br /> [ [ Εικόνα:Eltog-paper4-3.png| thumb | right | Εικόνα 3 : Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018] ]<br /> [ [ Εικόνα:Eltog-paper4-4.png| thumb | right | Εικόνα 4 : Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET] ]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%97_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CF%80%CF%84%CF%85%CE%BE%CE%B7_%CE%BA%CE%B1%CE%B9_%CE%B7_%CE%B5%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CF%84%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B1_%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%BF%CF%83%CF%86%CE%B1%CE%B9%CF%81%CE%B9%CE%BA%CE%AC_%CE%B1%CE%B9%CF%89%CF%81%CE%AE%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B1_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%AF%CE%BD%CE%B1. 2023-02-09T21:04:28Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με ' category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για ...'</p> <hr /> <div><br /> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> '''Η ανάπτυξη και η εφαρμογή της δορυφορικής τηλεπισκόπησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα στην Κίνα.'''<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «The development and application of satellite remote sensing for atmospheric compositions in China»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:'''Xingying Zhang, Fu Wang, Weihe Wang, Fuxiang Huang, Binglong Chen, Ling Gao, Shupeng Wang, Huanhuan Yan, Hanhan Ye, Fuqi Si, Jin Hong, Xiaoying Li, Qiong Cao, Huizheng Che, Zhengqiang Li.<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105056]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Ατμοσφαιρική σύνθεση, Κινεζικές δορυφορικές αποστολές, Τηλεπισκόπηση, Αέρια θερμοκηπίου, Αεροζόλ.<br /> <br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-1.png | thumb | right | Εικόνα 1 :Παγκόσμια κατανομή του οπτικού βάθους του χερσαίου αερολύματος τον Ιανουάριο του 2018 από το FY-3D/MERSI-II ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-2.png | thumb | right | Εικόνα 2 :Πλήρης κατανομή του οπτικού βάθους του γήινου αερολύματος που προκύπτει από<br /> FY-4A/AGRI στις 0400 UTC στις 6 Απριλίου 2020<br /> ] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-3.png | thumb | right | Εικόνα 3 : Παγκόσμιος μηνιαίος μέσος όρος της κατανομής της συνολικής στήλης όζοντος που αποκτήθηκε από τοv EMI τον Οκτώβριο του 2018] ]<br /> [ [ Εικόνα: Eltog-paper4-4.png | thumb | right | Εικόνα 4 : Εθνική διανομή του δικτύου τηλεπισκόπησης αερολυμάτων της Κίνας (CARSNET). Οι κίτρινες κουκκίδες υποδηλώνουν τη θέση των 80 θέσεων του CARSNET] ]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Οι διακυμάνσεις των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων (atmospheric compositions- ACs) μπορούν να αλλάξουν τις ατμοσφαιρικές αλληλεπιδράσεις με άλλα μέρη του οικοσυστηματος , και επηρεάζει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο της Γης. Η δορυφορική τηλεπισκόπηση διαδραματίζει καίριο ρόλο στην παρακολούθηση της σύνθεσης της ατμόσφαιρας. Αν και η Κίνα ξεκίνησε αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος στις αρχές της δεκαετίας του 1970, υπήρχε έλλειψη επιχειρησιακών δορυφορικών αποστολών για μελέτη των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέχρι την έναρξη του 2008 με την εκτόξευση του FY-3A. Στην επόμενη δεκαετία, περισσότεροι κινέζικοι δορυφόροι τέθηκαν σε λειτουργία, και στη συνέχεια να οδηγήσαν σε άνθηση των σχετικών ερευνών για την ποιότητα του αέρα, και σε μετρήσεις αερίων θερμοκηπίου. Πιο συγκεκριμένα, εικόνες μέτριας ανάλυσης δορυφόρων πολικής τροχιάς από την αποστολή FY-3 χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, και πιο πρόσφατες συγκρίσιμες εικόνες γεωστατικής τροχιάς από την αποστολή FY-4A θα μπορούσαν να παρέχουν παρόμοια δεδομένα παρατήρησης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με υψηλότερη χρονική ανάλυση έως και πέντε λεπτά. Οι κινεζικές δορυφορικές αποστολές εξακολουθούν να αυξάνονται, παρόλου που έχουν περάσει μόνο μερικά χρόνια από την πρώτη εκτόξευσή τους. Απεικονίζονται επίσης νέες προγραμματισμένες αποστολές για την παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων μέσω οργάνων τηλεπισκόπησης, όπως ο lidar, που θα είναι σε θέση να βελτιώσουν την ακρίβεια των διαστημικών παρατηρήσεων.<br /> <br /> <br /> '''ΕΙΣΑΓΩΓΗ'''<br /> Τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα παίζουν σημαντικό ρόλο στα οικοσυστήματα, δεδομένου ότι εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις της ατμόσφαιρας. Εκπομπές από ανθρώπινες δραστηριότητες έχουν αλλάξει την ατμοσφαιρική σύνθεση. Ειδικότερα, οι εκπομπές αλογονανθράκων που εμπλέκονται σε χημικές αντιδράσεις έχουν οδηγήσει σε μια περιοχή με έλλειμμα όζοντος στη νότια πολική περιοχή, γνωστή ως «τρύπα του όζοντος». Οι εκπομπές οξειδίων του αζώτου θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε φωτο-καταλυτικές αντιδράσεις και να δημιουργήσουν όζον και φωτοχημική αιθαλομίχλη στην τροπόσφαιρα. Εκπομπές όξινων αερίων, όπως διοξειδίου του θείου (SO2), το διοξείδιο του αζώτου (NO2) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) μπορούν να οδηγήσουν στην καταστροφή της βιόσφαιρας και στο σχηματισμό όξινης βροχής. Διάφοροι τύποι αερολυμάτων που εκπέμπονται από τα αυτοκίνητα και το μαγείρεμα των τροφίμων οδηγούν σε αλλαγές τόσο στην ποιότητα του αέρα όσο και στο ισοζύγιο της γήινης ακτινοβολίας. Η ταχεία αύξηση των αερίων, συμπεριλαμβανομένου του CO2 και του μεθανίου, προκαλεί την ισχυρή απορρόφηση της επιφανειακής υπέρυθρης ακτινοβολίας και οδηγεί σε μια σειρά σχετικών περιβαλλοντικών θεμάτων, όπως το λιώσιμο των παγετώνων και άνοδος της στάθμης της θάλασσας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η εκτόξευση των μετεωρολογικών δορυφόρων σήμανε την αρχή μιας νέας εποχής για την παρατήρηση των παγκόσμιων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Προηγμένα ραδιόμετρα πολύ υψηλής ανάλυσης (AVHRR) και η ατμοσφαιρική πολική δορυφορική σειρά (NOAA) για ανίχνευση ατμοσφαιρικών αερολυμάτων, ακολουθήθηκαν από πιο προηγμένα όργανα σε μεταγενέστερες αμερικανικές και ευρωπαϊκές αποστολές, όπως το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS), το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης πολλαπλών γωνιών (MISR). Τέτοια όργανα αναπτύχθηκαν για να παρέχουν βαθιά γνώση ατμοσφαιρικής χημείας, ιδίως για το όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου, ακόμη και τη φορμαλδεΰδη (CH2O). Σήμερα, προηγμένοι πολυφασματικοί δέκτες σε γεωστατικούς δορυφόρους, όπως οι AHI/H8 και ABI/GOES-R, είναι ήδη σε θέση να παρέχουν λεπτομερή παρατήρηση της ποιότητας του αερολύματος για τον αέρα. Η πρώτη γενιά των κινεζικών μετεωρολογικών δορυφόρων κρίθηκαν ανεπαρκείς στην ανίχνευση ατμοσφαιρικών συνθηκών. Ωστόσο, ο πολικός δορυφόρος 2ης γενιάς FY-3A, που ξεκίνησε το 2008, αποτέλεσε ορόσημο στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων για το κινεζικό μετεωρολογικό δορυφορικό πρόγραμμα. Στις επόμενες δεκαετίες σημειώθηκε σημαντική πρόοδος στους αλγορίθμους ανάκτησης και στην επικύρωση της δορυφορικής παρατήρησης με τη χρήση επιτόπιων μετρήσεων.<br /> <br /> '''2. Καθεστώς της κινεζικής δορυφορικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση'''<br /> <br /> [[2.1. Κινεζικές δορυφορικές αποστολές που σχετίζονται με την ατμοσφαιρική σύνθεση]]<br /> <br /> Τα κινεζικά διαστημικά προγράμματα ξεκίνησαν τη δεκαετία του 1960. Μεταξύ αυτών, μετεωρολογικοί δορυφόροι ήταν οι πρώτοι που έλαβαν την έγκριση της κινεζικής κυβέρνησης. Μετά από δεκαετίες αναπτύχθηκε η πρώτη σειρά δορυφόρων Fengyun . Ειδικότερα, οι πολικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, δηλαδή η σειρά Fengyun 1 (FY-1), εκτοξεύτηκαν στη δεκαετία του 1980, ενώ οι γεωστατικοί μετεωρολογικοί δορυφόροι, γνωστοί ως Fengyun 2 (FY-2), τέθηκαν σε λειτουργία στα τέλη του 20ού αιώνα. Άλλες δορυφορικές αποστολές, όπως οι δορυφορικές σειρές που προορίζονται για τις εφαρμογές των χερσαίων πόρων, των ωκεανών, και προστασίας του περιβάλλοντος, έχουν τεθεί σε εφαρμογή κατά την ίδια περίοδο. Μετά από χρόνια προσπάθειας, η δεύτερη γενιά της κινεζικής πολικής τροχιάς μετεωρολογικοί δορυφόροι, Fengyun 3 (FY-3), εκτοξεύθηκαν με επιτυχία από το 2008. Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς FY-3, γνωστός ως FY3A, έχει γυρίσει ένα νέο κεφάλαιο στην ιστορία των κινεζικών διαστημικών αποστολών για τον εντοπισμό ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Ένας από του κύριους δέκτες, δηλαδή το Spectral Imager (MERSI), είναι ένας ραδιομετρικός δέκτης 20 καναλιών, για πολύ μικρά μέχρι και πολύ μεγάλα μήκη κύματος . Ο MERSI είναι επίσης ο πρώτος κινεζικός δορυφόρος τηλεπισκόπησης, ικανός να παρακολουθεί τόσο τα παγκόσμια ατμοσφαιρικά αερολύματα σε ημερήσια βάση, όσο και το προϊόν τους για την ανίχνευση σκόνης. Επιπλέον, άλλα δύο φασματοφωτόμετρα υπεριώδους ακτινοβολίας, το Total Ozone Unit (TOU) και Solar Backscatter Uv Sounder (SBUS), μπορούν να μετρήσουν τη συνολική ποσότητα του όζοντος και το προφίλ του όζοντος, αντίστοιχα. Οι MERSI, TOU και SBUS εξοπλίζουν το δορυφόρο FY-3B/C, ενώ το FY-3D που ξεκίνησε το Νοέμβριο του 2017 έχει αναβαθμισμένο και βελτιωμένο MERSI-II , γνωστό ως Φασματοσκόπιο απορρόφησης αερίων του θερμοκηπίου (GAS) με σκοπό την παρακολούθηση των εκπομπών CO2, CH4, CO και N2O. Αργότερα, το 2016, η δεύτερη γενιά των κινεζικών γεωστατικών μετεωρολογικών δορυφόρων, Fengyun-4A (FY-4A), ξεκίνησε με επιτυχία. Το προηγμένο πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης επί του σκάφους FY-4A, γνωστό ως Advanced Geosynchronous Radiation ImagImager (AGRI), διαθέτει όργανα, όπως το MODIS και το MERSI, έτσι τα δεδομένα του μπορούν να εφαρμόσουν τους παρόμοιους αλγόριθμους της ανάκτησης οπτικού βάθους αερολύματος. Επιπλέον, πιο πρόσφατοι δορυφόροι είναι οι Gaofen-5 (GF-5) και China High-resolution Earth Observation System (CHEOS) που ξεκίνησαν τον Μάιο του 2018.<br /> <br /> <br /> [[2.2. Όργανα ανίχνευσης αερολυμάτων και οι εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Η ανίχνευση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές των δεδομένων δορυφορικής τηλεπισκόπησης. Εικόνες με ορατά κανάλια μπορούν όλα να εφαρμοστούν σε αλγόριθμους ανάκτησης του οπτικού βάθους αερολύματος. Το . Charge Coupled Device (CCD) είναι μια κάμερα που περιλαμβάνει τέσσερα κανάλια (430-520 nm, 520-600 nm, 630-690 nm και 760-900 nm) με χωρική ανάλυση 30 m. Δεδομένου ότι το κεντρικό μήκος κύματος της πρώτης ζώνης CCD είναι κοντά στην τρίτη ζώνη του MODIS και υπάρχει μια γραμμική σχέση μεταξύ αυτών των δύο, επομένως καθιερώθηκε και επικυρώθηκε η ανάκτηση του οπτικού βάθους των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων(AOD), που βασίζεται στα δεδομένα CCD και MODIS . Επιπλέον, η σειρά ΟΕ-3 της MERSI είναι το πρώτο κινεζικό όργανο που εφαρμόζεται για ανάκτηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Το MERSI έχει 19 κανάλια σε VIS/NIR/SWIR (ορατό/εγγύς υπέρυθρο/μέσο υπέρυθρο κ.α.) και μία σε θερμική ζώνη IR στα 10.0-12.5 μm για FY-3A/FY3B, ενώ η αναβαθμισμένη έκδοση MERSI-II/FY-3D έχει 25 κανάλια. Το πρόσφατα χρησιμοποιημένο όργανο, το DPC επί του GF-5 είναι ένας αισθητήρας πολλαπλών γωνιών με τρεις πολωμένες ζώνες (490 nm, 670 nm και 865 nm), πέντε μη πολωμένες ζώνες (443 nm, 565 nm, 763 nm, 765 nm και 910 nm) και μια σκούρα ζώνη που εγκαθίσταται σε έναν γρήγορα περιστρεφόμενο τροχό. Δεδομένου ότι τα πολωσιμετρικά κανάλια έχουν τρεις κατευθύνσεις πόλωσης (0°, 60° και 120°), ο DPC μπορεί να αποκτήσει συνεχείς εικόνες για πάνω από εννέα γωνίες θέασης. <br /> <br /> [[2.3. Όργανα παρακολούθησης των αερίων θερμοκηπίου και εφαρμογές τους]]<br /> <br /> Το ACGS επί του TanSat, είναι το πρώτο διαστημικό πρόγραμμα χαρτογράφησης της παγκόσμιας διανομής CO2, που στην πορεία ακολουθήθηκε από το GAS επί του FY-3D και GMI επί του GF-5. Και τα τρία αυτά όργανα είναι υπερφασματόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της SWIR διασκορπισμένης ηλιακής ακτινοβολίας. Όλα καλύπτουν τις ασθενείς και ισχυρές ζώνες απορρόφησης CO2 (1,61 μm και 2,04 μm). Οι πιο πρόσφατοι παγκόσμιοι χάρτες κατανομής CO2 και CH4 προέρχονται από το GMI.<br /> <br /> [[2.4. Επίγεια συστήματα παρατήρησης για την επικύρωση της ατμοσφαιρικής τηλεπισκόπησης]]<br /> <br /> Το China Radiation Calibration Site (CRCS) είναι η πρώτη εγκατάσταση εδάφους για τη βαθμονόμηση και την επικύρωση των δεδομένων τηλεπισκόπησης στην Κίνα ξεκίνησε στα τέλη του 20ου αιώνα και στόχευε στην απόκτηση δεδομένων για την ατμοσφαιρική σύνθεση και την ανακλαστικότητα του εδάφους . Στη συνέχεια, τις επόμενες δύο δεκαετίες, αρκετά δίκτυα παρακολούθησης για τα ατμοσφαιρικά αιωρήματα αναπτύχθηκαν. Τα δίκτυα αυτά συνέβαλαν σημαντικά στην επικύρωση των δορυφορικών δεδομένων. Το NETwork (SONET) δημιουργήθηκε για την παρακολούθηση των ιδιοτήτων των αερολυμάτων, ενώ πολλές θέσεις είναι εξοπλισμένες με φασματοσκόπια οπτικής απορρόφησης πολλαπλών αξόνων (MAX-DOAS). Επιπλέον, υπήρχαν μερικοί Κινέζοι in-situ σταθμοί με Φασματογράφους μετασχηματισμού Fourier (FTS), οι οποίοι έχουν γίνει μέρος του δικτύου παρατήρησης του άνθρακα και παρέχουν ακριβείς μετρήσεις του κλάσματος του ατμοσφαιρικού XCO2. Το εθνικό επίγειο δίκτυο παρατήρησης υπό την καθοδήγηση του China Meteorological Administration (CMA), ήτοι CARSNET, μπορεί να ανακτήσει δεδομένα για τις ιδιότητες των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων με υψηλή χρονική ανάλυση. Το δίκτυο αυτό ξεκίνησε το 2002 για παρακολούθηση αερολυμάτων σκόνης και περιλαμβάνονται 20 τοποθεσίες που βρίσκονται στη βόρεια και στη βορειοδυτική Κίνα. Μέχρισήμερα, έχει αναπτυχθεί το μεγαλύτερο επίγειο δίκτυο παρακολούθησης οπτικών ιδιοτήτων αερολύματος στην Κίνα, που αποτελείται από 80 τοποθεσίες σε όλη την Κίνα. Τα όργανα μέτρησης εδάφους που είναι εξοπλισμένα στις θέσεις CARSNET βαθμονομούνται τουλάχιστον μία φορά τον χρόνο για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια της μέτρησης. Το MAX-DOAS ανακτά δεδομένα για τα τροποσφαιρικά αέρια, χρησιμοποιώντας τη διασκορπισμένη UV-vis ηλιακή ακτινοβολία. Το δίκτυο περιέχει 27 όργανα MAX-DOAS τα οποία εφαρμόζονται για την επικύρωση των δορυφορικών προϊόντων L2. Το δίκτυο αυτό παρακολουθεί κυρίως τα NO2, SO2 και CH2O. Αν και η αραιότητα της επίγειας παρατήρησης οδηγεί σε σημαντικούς περιορισμούς στην ανίχνευση του CO2 στην ατμόσφαιρα, η επίγεια παρατήρηση εξακολουθεί να αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου συστήματος παρακολούθησης CO2. Το Δίκτυο Παρατήρησης Της Συνολικής Στήλης Άνθρακα (TCCON) είναι ένα δίκτυο επίγειων FTS που καταγράφουν την άμεση ηλιακή ακτινοβολία και ο κύριος στόχος του είναι παρέχουν ακριβείς και ακριβείς μετρήσεις του μέσου όρου της στήλης κλάσμα ξηρού αέρα γραμμομόριο ατμοσφαιρικού XCO2, καθώς και άλλων GHG (CH4),(CO) και ιχνοαερίων (N2O, H2O, HDO και HF). <br /> <br /> '''3. Κινεζικά μελλοντικά σχέδια των ατμοσφαιρικών δορυφορικών αποστολών'''<br /> <br /> Η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρύθμισης, Το Υπουργείο Υπουργείο Οικονομικών και η Κινεζική Εθνική Διαστημική Διοίκηση έχουν από κοινού καθιερώσει ένα στρατηγικό σχέδιο ανάπτυξης των μελλοντικών δορυφόρων και ιδίως την καλύτερη αξιολόγηση των επιπτώσεων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, καθώς και των επιπτώσεων των αερολυμάτων και της συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν ήδη όργανα που θα περιλαμβάνονται στις επόμενες δορυφορικές αποστολές, για την παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, όπως το δορυφορικό σύστημα παρακολούθησης (AEMS) και το δορυφόρο παρακολούθησης αερίων θερμοκηπίου υψηλής ακρίβειας (HGMS). Το όργανο GMI θα είναι ενσωματωμένο στο FY-3F και θα παρατείνει τη λειτουργία του για παρακολούθηση των θερμοκηπικών αερίων. Εκτός αυτού, ο GF-5(02) με επτά όργανα επί του σκάφους προβλέπεται να ξεκινήσει το 2020. Τόσο το AEMS όσο και το HGMS είναι νέοι ανιχνευτές για την παρατήρηση της ατμοσφαιρικής σύνθεσης, οι οποίοι προγραμματίζεται να εκτοξευτούν το 2021 και το 2023 αντιστοίχως. Επιπλέον, το AEMS θα είναι εξοπλισμένο με ενεργητικά και παθητικά όργανα, με στόχο τη μέτρηση σωματιδίων και της ποιότητας του αέρα με υψηλή ακρίβεια. Το AEMS είναι βασισμένο στην ίδια πλατφόρμα με το GF5, και διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar, δύο πολωσίμετρα, ένα φασματογράφο και ένα land imager. Το HGMS θα σχεδιαστεί για να μεταφέρει έναν υπερφασματικό ήχο υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι διαμορφωμένο με πέντε όργανα, ένα ενεργό lidar κι ένα πολωσίμετρο. <br /> <br /> '''4. Περίληψη και συμπεράσματα<br /> '''<br /> Ο κινεζικός πολικός μετεωρολογικός δορυφόρος δεύτερης γενιάς, ΟΕ-3, ξεκίνησε την εποχή της διαστημικής παρατήρησης για την ατμοσφαιρική σύνθεση. Έκτοτε, τόσο η ικανότητα των οργάνων παρατήρησης όσο και οι σχετικές τεχνικές βαθμονόμησης και επικύρωσης έχουν βελτιωθεί. Ωστόσο, πριν από το ΟΕ-3Α, λίγες διαστημικές αποστολές ήταν αφιερωμένες στην παρακολούθηση των ατμοσφαιρικών αιωρημάτων. Παρ'όλα αυτά, για την ανάκτηση του οπτικού βάθους των αιωρημάτων μπορούν να εφαρμοστούν κάμερες επί των CBERS-1 και HJ-1.Το όργανο MERSI που είναι ενσωματωμένο στον FY-3 μπορεί να επιτύχει την παγκόσμια κάλυψη του οπτικού βάθους των αιωρημάτων σε μία ημέρα, ενώ το γεωστατικό μέσο AGRI επί του FY-4 θα μπορούσε να παρέχει παρατηρήσεις με υψηλή χωροχρονική ανάλυση. Η πρώτη πολωμένη κάμερα πολλαπλών γωνιών DPC εξοπλισμένη στο GF-5 έχει επιτρέψει την ανάκτηση δεδομένων για τις ιδιότητες των αιωρημάτων, συμπεριλαμβανομένων των τύπων και των μεγεθών τους. Επιπλέον, το TOU και το SBUS επί του δορυφόρου FY-3 ήταν τα πρώτα όργανα που στόχευαν στην παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος, ακολουθούμενα από το EMI και το AIUS επί του δορυφόρου GF-5. Εκτός από το διαστημικό κομμάτι, σημαντική πρόοδος έχει σημειωθεί και στις επίγειες μετρήσεις, ιδίως στα δίκτυα για τη βαθμονόμηση που έχουν συμβάλει σημαντικά στη διόρθωση της διαστημικής παρατήρησης σε σχέση με την ηπειρωτική Κίνα. Οι πληροφορίες που παρέχονται από αυτές τις παρατηρήσεις και ανακτήσεις είναι είναι πολύτιμες για την κατανόηση των κλιματικών αλλαγών και τον εντοπισμό των αιτίων τους. Όσον αφορά στις μελλοντικές εξελίξεις, η αξία των κινεζικών δορυφόρων τηλεπισκόπησης για<br /> παρακολούθηση του ατμοσφαιρικού αιωρήματος, μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω μέσω βαθμονόμησης από διαφορετικά όργανα για την ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης καταγραφής δεδομένων. Τα μακροπρόθεσμα στοιχεία των παρατηρήσεων θα βοηθήσουν στην παρακολούθηση της σημερινής και της προηγούμενης παγκόσμιας μεταβολής του οικοσυστήματος της γης.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%83%CF%84%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%B5%CE%B4%CE%BF%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CF%89%CE%BD_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%80%CE%AD%CE%B4%CF%89%CE%BD_PM2,5_%CE%BA%CE%B1%CF%84%CE%AC_%CF%84%CE%B7_%CE%B4%CE%B9%CE%AC%CF%81%CE%BA%CE%B5%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%B5%CF%80%CE%B5%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%AF%CE%BF%CF%85_Camp_Fire_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%B1%CE%BB%CE%B9%CF%86%CF%8C%CF%81%CE%BD%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T20:49:20Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> <br /> '''Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων και μετεωρολογικών δεδομένων υψηλής ευκρίνειας στην εκτίμηση των ωριαίων επιπέδων PM2,5 κατά τη διάρκεια του επεισοδίου Camp Fire στην Καλιφόρνια.'''<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Application of geostationary satellite and high-resolution meteorology data in estimating hourly PM2.5 levels during the Camp Fire episode in California»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Bryan N. Vu, Jianzhao Bi, Wenhao Wang, Amy Huff, Shobha Kondragunta, Yang Liu<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.112890 ]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' PM2.5, GOES16, Πυρκαγιά στην άγρια φύση, Τηλεπισκόπηση, AOD, SMOTE, Weighted Random Forest.<br /> <br /> '''Στόχος'''<br /> Στόχος μας είναι να εκτιμήσουμε τη συνολική συγκέντρωση PM2.5 κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς Camp Fire, της φονικότερης πυρκαγιάς στην ιστορία της Καλιφόρνιας, με μετρήσεις επίγειων οργάνων παρακολούθησης και δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπησης.<br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-1.png| thumb | right | Εικόνα 1:Τομέας μελέτης της Καλιφόρνια. Οι αισθητήρες EPA AQS απεικονίζονται με κόκκινο χρώμα, οι αισθητήρες PurpleAir με μπλε]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-2.png| thumb | right | Εικόνα 2:Προβλέψεις και από τα τρία μοντέλα (AQS-only, AQS + PurpleAir, AQS + PurpleAir + SMOTE) στις 12:00 μ.μ. στις 16 Νοεμβρίου 2018.Τα επίπεδα PM2.5 αυξάνονται καθώς προστίθενται τα PurpleAir και SMOTE]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-3.png| thumb | right | Εικόνα 3:Σύγκριση ωριαίων χαρτών πρόβλεψης PM2,5 σε μg/m3 με τις πραγματικές έγχρωμες σύνθετες εικόνες από το MODIS το μεσημέρι στις 8 Νοεμβρίου και 16 Νοεμβρίου, την ημέρα που ξεκίνησε η πυρκαγιά του Camp και την ημέρα με τις υψηλότερες καταγεγραμμένες μετρήσεις εδάφους, αντίστοιχα]]<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Ο καπνός από πυρκαγιές σε μία άγρια περιοχή μπορεί να διανύσει δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, μεταφέροντας μακριά επιβλαβείς ρύπους. Το μέγεθος των σωματιδίων από τον καπνό που εκπέμπεται απευθείας από πυρκαγιές παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ωστόσο, τα μεγαλύτερα σωματίδια είναι πιθανό να εναποτίθενται στο κοντινό πεδίο, ενώ τα μικρότερα σωματίδια μπορεί να παραμείνουν στην ατμόσφαιρα για ημέρες. Τα σωματίδια, ιδίως τα PM2.5 (σωματιδιακή μάζα σωματιδίων διαμέτρου 2,5 μm ή μικρότερης), αποτελούν το 90% των συνολικών αιωρημάτων που εκπέμπονται από τις πυρκαγιές και τόσο η παρατεταμένη όσο και η οξεία έκθεση σε PM2.5 έχουν συνδεθεί με πολλαπλές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία. <br /> <br /> '''2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τομέας μελέτης]]<br /> Δημιουργήσαμε ένα πλέγμα μοντελοποίησης σε χωρική κλίμακα ανάλυσης 3 × 5 km2 για τη χωρική ευθυγράμμιση όλων των παραμέτρων του μοντέλου. <br /> <br /> [[2.2. Δεδομένα PM2.5 εδάφους]]<br /> Οι ωριαίες μετρήσεις των επίγειων PM2.5 ελήφθησαν από το δίκτυο AQS και τους αισθητήρες PurpleAir από την 1η Οκτωβρίου έως τις 30 Νοεμβρίου, 2018. Το AQS είναι μια βάση δεδομένων με μετρήσεις επίγειας παρακολούθησης με 157 σταθμούς, που παρέχουν καθημερινές μετρήσεις στην Καλιφόρνια. Το PurpleAir είναι ένα δίκτυο αισθητήρων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων PM με περισσότερους από 8000 αισθητήρες παγκοσμίως.Από τη σύγκριση των μη βαθμονομημένων μετρήσεων του PurpleAir με τις μετρήσεις της AQS, διαπιστώθηκε ότι κατά μέσο όρο οι μετρήσεις του PurpleAir ήταν κατά 1,9 μg/m3 υψηλότερες από τις μετρήσεις της AQS, γεγονός που υποδηλώνονει την ανάγκη βαθμονόμησης των μετρήσεων PurpleAir μέσω μιας γεωγραφικά σταθμισμένης παλινδρόμησης (GWR). <br /> <br /> [[2.3. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ο GOES-16 είναι ένας γεωστατικός μετεωρολογικός δορυφόρος που λειτουργεί στην ανατολική θέση στις 75,2◦W και παρέχει υψηλής χωρικής και χρονικής ανάλυσης εικόνες, μέσω 16 φασματικών ζωνών στο ορατό και υπέρυθρο μήκος κύματος, χρησιμοποιώντας την προηγμένη βασική απεικόνιση (Advanced Baseline Imager - ABI) .Ο GOES-16 παρέχει πολλές διαφορετικές πληροφορίες σε ανάλυση 2 km κοντά στο τελικό γεωγραφικό μήκος του GOES-16, και έως και 5 km στις δυτικές ΗΠΑ. Στην παρούσα εργασία συλλέχθηκαν μεταβλητές AOD, μεταβλητές ανίχνευσης αερολυμάτων και μεταβλητές ανίχνευσης σημείων πυρκαγιάς κατά τη διάρκεια του Οκτωβρίου και του Νοεμβρίου του 2018. Τα δεδομένα πυρκαγιάς (χαρακτηρισμός θερμού σημείου- hot spot characterization) περιλαμβάνουν τέσσερις τιμές: την περιοχή φωτιάς, τη θερμοκρασία σε kelvin, την έκταση σε τετραγωνικά χιλιόμετρα και την ισχύ ακτινοβολίας σε Μεγαβάτ. <br /> <br /> [[2.4. Μετεωρολογικές μεταβλητές]]<br /> Το High-Resolution Rapid Refresh (HRRR) είναι ένα ατμοσφαιρικό μοντέλο που λαμβάνει δεδομένα από ραντάρ κάθε 15 λεπτά.Στην παρούσα μελέτη, λάβαμε ωριαίες μετεωρολογικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας 2 μέτρων, της επιφανειακής πίεσης, το ύψος του πλανητικού οριακού στρώματος και της σχετικής υγρασίαςνσε χωρική ανάλυση 3 km από το HRRR. Τα δεδομένα του HRRR ενώθηκαν με αυτά του GOES-16 μέσω μιας αντιστοίχισης των πλησιέστερων τιμών.<br /> <br /> '''3. Χρήση Μοντέλων και Αποτελέσματα'''<br /> <br /> Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα:<br /> • Το μοντέλο που έχει λάβει μετρήσεις μέσω ρυθμιστικών οργάνων παρακολούθησης (Air Quality System, AQS). <br /> • Το μοντέλο random forest (RF) που συνδυάζει βαθμονομημένα δεδομένα αισθητήρων χαμηλού κόστους (PurpleAir) με μετρήσεις του AQS και δεδομένα υψηλής χρονικής ανάλυση του γεωστατικού επιχειρησιακού περιβαλλοντικού δορυφόρου GOES-16 για την ενίσχυση των επίγειων παρατηρήσεων.<br /> • Το μοντέλο που συνδυάζει τα δεδομένα αισθητήρων PurpleAir με μετρήσεις του AQS και τεχνικές υπερδειγματοληψίας (Synthetic Minority Oversampling Technique, SMOTE). Το SMOTE είναι μια στατιστική τεχνική που παράγει συνθετικά δείγματα χρησιμοποιώντας πληροφορίες σχετικά με τη σημαντικότητα ή μη της κλάσης τους.<br /> <br /> [[3.1. Μοντέλο AQS-only]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 40.399 ωριαίες παρατηρήσεις AQS κατά μέσο όρο δικτύου που κάλυψαν την περίοδο μοντελοποίησης, μεταξύ 1ης Οκτωβρίου και 30ης Νοεμβρίου, 2018 με PM2.5 που κυμαίνονταν από 0,1 έως 657 μg/m3. <br /> <br /> [[3.2. AQS + μοντέλο PurpleAir]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 246.181 ωριαίες συνδυασμένες μετρήσεις με το AQS και το PurpleAir.Κατά τη διάρκεια της περιόδου μελέτης τα επίπεδα των PM2.5 κυμαίνονταν από 0 έως 707 μg/m3<br /> <br /> [[3.3. Μοντέλο AQS + PurpleAir + SMOTE]]<br /> Από τις 246.181 ωριαίες συνδυασμένες παρατηρήσεις με το AQS και PurpleAir παρατηρήθηκσν τιμές PM2.5 στα 100 μg/m3 ή πάνω από αυτή την τιμή. <br /> <br /> Η σύγκριση των ωριαίων χαρτών πρόβλεψης και από τα τρία μοντέλα με τις σύνθετες εικόνες πραγματικού χρώματος από τον MODIS,,υποδηλώνει ότι οι προβλέψεις από το μοντέλο RF σε συνδιασμό με την τεχνική SMOTE σε μεγάλο βαθμό ευθυγραμμίζονται με τις δορυφορικές εικόνες πραγματικού χρώματος. Το συγκεκριμένο μοντέλο ήταν αυτό που κατέγραψε τις καλύτερες επιδόσεις, με τα δύο προηγούμενα να υποεκτιμούν τις τιμές των PM2.5.<br /> <br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που ενσωματώνει υψηλή χρονική ανάλυση γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων με αισθητήρες χαμηλού κόστους για τη μοντελοποίηση πυρκαγιών και εκπομπής τμοσφαιρικών αιωρημάτων PM2.5. Διαπιστώσαμε ότι η χρήση μόνο επίγειων παρατηρήσεων από το AQS δεν ήταν επαρκής για τη μοντελοποίηση των ωριαίων PM2.5, και ότι η προσθήκη αισθητήρων χαμηλού κόστους PurpleAir αλλά και η εφαρμογή της τεχνικής SMOTE, ενίσχυσαν περαιτέρω την απόδοση του μοντέλου και την ικανότητά του μοντέλου να εκτιμά υψηλές τιμές PM2.5. Οι προβλέψεις από το μοντέλο μας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επιδημιολογικές μελέτες που διερευνούν τόσο τη μακροχρόνια σωρευτική έκθεση σε PM2.5 από πυρκαγιές σε άγρια περιοχή όσο και την οξεία ή βραχυπρόθεσμη έκθεση.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%83%CF%84%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%B5%CE%B4%CE%BF%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CF%89%CE%BD_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%80%CE%AD%CE%B4%CF%89%CE%BD_PM2,5_%CE%BA%CE%B1%CF%84%CE%AC_%CF%84%CE%B7_%CE%B4%CE%B9%CE%AC%CF%81%CE%BA%CE%B5%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%B5%CF%80%CE%B5%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%AF%CE%BF%CF%85_Camp_Fire_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%B1%CE%BB%CE%B9%CF%86%CF%8C%CF%81%CE%BD%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T20:39:49Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> <br /> '''Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων και μετεωρολογικών δεδομένων υψηλής ευκρίνειας στην εκτίμηση των ωριαίων επιπέδων PM2,5 κατά τη διάρκεια του επεισοδίου Camp Fire στην Καλιφόρνια.'''<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Application of geostationary satellite and high-resolution meteorology data in estimating hourly PM2.5 levels during the Camp Fire episode in California»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Bryan N. Vu, Jianzhao Bi, Wenhao Wang, Amy Huff, Shobha Kondragunta, Yang Liu<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.112890 ]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' PM2.5, GOES16, Πυρκαγιά στην άγρια φύση, Απομακρυσμένη ανίχνευση, AOD, SMOTE, Weighted Random Forest.<br /> <br /> '''Στόχος'''<br /> Στόχος μας είναι να εκτιμήσουμε τη συνολική συγκέντρωση PM2.5 κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς Camp Fire, της φονικότερης πυρκαγιάς στην ιστορία της Καλιφόρνιας, με μετρήσεις επίγειων οργάνων παρακολούθησης και δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπησης.<br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-1.png| thumb | right | Εικόνα 1:Τομέας μελέτης της Καλιφόρνια. Οι αισθητήρες EPA AQS απεικονίζονται με κόκκινο χρώμα, οι αισθητήρες PurpleAir με μπλε]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-2.png| thumb | right | Εικόνα 2:Προβλέψεις και από τα τρία μοντέλα (AQS-only, AQS + PurpleAir, AQS + PurpleAir + SMOTE) στις 12:00 μ.μ. στις 16 Νοεμβρίου 2018.Τα επίπεδα PM2.5 αυξάνονται καθώς προστίθενται τα PurpleAir και SMOTE]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-3.png| thumb | right | Εικόνα 3:Σύγκριση ωριαίων χαρτών πρόβλεψης PM2,5 σε μg/m3 με τις πραγματικές έγχρωμες σύνθετες εικόνες από το MODIS το μεσημέρι στις 8 Νοεμβρίου και 16 Νοεμβρίου, την ημέρα που ξεκίνησε η πυρκαγιά του Camp και την ημέρα με τις υψηλότερες καταγεγραμμένες μετρήσεις εδάφους, αντίστοιχα]]<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Ο καπνός από πυρκαγιές σε μία άγρια περιοχή μπορεί να διανύσει δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, μεταφέροντας μακριά επιβλαβείς ρύπους. Το μέγεθος των σωματιδίων από τον καπνό που εκπέμπεται απευθείας από πυρκαγιές παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ωστόσο, τα μεγαλύτερα σωματίδια είναι πιθανό να εναποτίθενται στο κοντινό πεδίο, ενώ τα μικρότερα σωματίδια μπορεί να παραμείνουν στην ατμόσφαιρα για ημέρες. Τα σωματίδια, ιδίως τα PM2.5 (σωματιδιακή μάζα σωματιδίων διαμέτρου 2,5 μm ή μικρότερης), αποτελούν το 90% των συνολικών αιωρημάτων που εκπέμπονται από τις πυρκαγιές και τόσο η παρατεταμένη όσο και η οξεία έκθεση σε PM2.5 έχουν συνδεθεί με πολλαπλές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία. <br /> <br /> '''2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τομέας μελέτης]]<br /> Δημιουργήσαμε ένα πλέγμα μοντελοποίησης σε χωρική κλίμακα ανάλυσης 3 × 5 km2 για τη χωρική ευθυγράμμιση όλων των παραμέτρων του μοντέλου. <br /> <br /> [[2.2. Δεδομένα PM2.5 εδάφους]]<br /> Οι ωριαίες μετρήσεις των επίγειων PM2.5 ελήφθησαν από το δίκτυο AQS και τους αισθητήρες PurpleAir από την 1η Οκτωβρίου έως τις 30 Νοεμβρίου, 2018. Το AQS είναι μια βάση δεδομένων με μετρήσεις επίγειας παρακολούθησης με 157 σταθμούς, που παρέχουν καθημερινές μετρήσεις στην Καλιφόρνια. Το PurpleAir είναι ένα δίκτυο αισθητήρων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων PM με περισσότερους από 8000 αισθητήρες παγκοσμίως.Από τη σύγκριση των μη βαθμονομημένων μετρήσεων του PurpleAir με τις μετρήσεις της AQS, διαπιστώθηκε ότι κατά μέσο όρο οι μετρήσεις του PurpleAir ήταν κατά 1,9 μg/m3 υψηλότερες από τις μετρήσεις της AQS, γεγονός που υποδηλώνονει την ανάγκη βαθμονόμησης των μετρήσεων PurpleAir μέσω μιας γεωγραφικά σταθμισμένης παλινδρόμησης (GWR). <br /> <br /> [[2.3. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ο GOES-16 είναι ένας γεωστατικός μετεωρολογικός δορυφόρος που λειτουργεί στην ανατολική θέση στις 75,2◦W και παρέχει υψηλής χωρικής και χρονικής ανάλυσης εικόνες, μέσω 16 φασματικών ζωνών στο ορατό και υπέρυθρο μήκος κύματος, χρησιμοποιώντας την προηγμένη βασική απεικόνιση (Advanced Baseline Imager - ABI) .Ο GOES-16 παρέχει πολλές διαφορετικές πληροφορίες σε ανάλυση 2 km κοντά στο τελικό γεωγραφικό μήκος του GOES-16, και έως και 5 km στις δυτικές ΗΠΑ. Στην παρούσα εργασία συλλέχθηκαν μεταβλητές AOD, μεταβλητές ανίχνευσης αερολυμάτων και μεταβλητές ανίχνευσης σημείων πυρκαγιάς κατά τη διάρκεια του Οκτωβρίου και του Νοεμβρίου του 2018. Τα δεδομένα πυρκαγιάς (χαρακτηρισμός θερμού σημείου- hot spot characterization) περιλαμβάνουν τέσσερις τιμές: την περιοχή φωτιάς, τη θερμοκρασία σε kelvin, την έκταση σε τετραγωνικά χιλιόμετρα και την ισχύ ακτινοβολίας σε Μεγαβάτ. <br /> <br /> [[2.4. Μετεωρολογικές μεταβλητές]]<br /> Το High-Resolution Rapid Refresh (HRRR) είναι ένα ατμοσφαιρικό μοντέλο που λαμβάνει δεδομένα από ραντάρ κάθε 15 λεπτά.Στην παρούσα μελέτη, λάβαμε ωριαίες μετεωρολογικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας 2 μέτρων, της επιφανειακής πίεσης, το ύψος του πλανητικού οριακού στρώματος και της σχετικής υγρασίαςνσε χωρική ανάλυση 3 km από το HRRR. Τα δεδομένα του HRRR ενώθηκαν με αυτά του GOES-16 μέσω μιας αντιστοίχισης των πλησιέστερων τιμών.<br /> <br /> '''3. Χρήση Μοντέλων και Αποτελέσματα'''<br /> <br /> Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα:<br /> • Το μοντέλο που έχει λάβει μετρήσεις μέσω ρυθμιστικών οργάνων παρακολούθησης (Air Quality System, AQS). <br /> • Το μοντέλο random forest (RF) που συνδυάζει βαθμονομημένα δεδομένα αισθητήρων χαμηλού κόστους (PurpleAir) με μετρήσεις του AQS και δεδομένα υψηλής χρονικής ανάλυση του γεωστατικού επιχειρησιακού περιβαλλοντικού δορυφόρου GOES-16 για την ενίσχυση των επίγειων παρατηρήσεων.<br /> • Το μοντέλο που συνδυάζει τα δεδομένα αισθητήρων PurpleAir με μετρήσεις του AQS και τεχνικές υπερδειγματοληψίας (Synthetic Minority Oversampling Technique, SMOTE). Το SMOTE είναι μια στατιστική τεχνική που παράγει συνθετικά δείγματα χρησιμοποιώντας πληροφορίες σχετικά με τη σημαντικότητα ή μη της κλάσης τους.<br /> <br /> [[3.1. Μοντέλο AQS-only]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 40.399 ωριαίες παρατηρήσεις AQS κατά μέσο όρο δικτύου που κάλυψαν την περίοδο μοντελοποίησης, μεταξύ 1ης Οκτωβρίου και 30ης Νοεμβρίου, 2018 με PM2.5 που κυμαίνονταν από 0,1 έως 657 μg/m3. <br /> <br /> [[3.2. AQS + μοντέλο PurpleAir]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 246.181 ωριαίες συνδυασμένες μετρήσεις με το AQS και το PurpleAir.Κατά τη διάρκεια της περιόδου μελέτης τα επίπεδα των PM2.5 κυμαίνονταν από 0 έως 707 μg/m3<br /> <br /> [[3.3. Μοντέλο AQS + PurpleAir + SMOTE]]<br /> Από τις 246.181 ωριαίες συνδυασμένες παρατηρήσεις με το AQS και PurpleAir παρατηρήθηκσν τιμές PM2.5 στα 100 μg/m3 ή πάνω από αυτή την τιμή. <br /> <br /> Η σύγκριση των ωριαίων χαρτών πρόβλεψης και από τα τρία μοντέλα με τις σύνθετες εικόνες πραγματικού χρώματος από τον MODIS,,υποδηλώνει ότι οι προβλέψεις από το μοντέλο RF σε συνδιασμό με την τεχνική SMOTE σε μεγάλο βαθμό ευθυγραμμίζονται με τις δορυφορικές εικόνες πραγματικού χρώματος. Το συγκεκριμένο μοντέλο ήταν αυτό που κατέγραψε τις καλύτερες επιδόσεις, με τα δύο προηγούμενα να υποεκτιμούν τις τιμές των PM2.5.<br /> <br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που ενσωματώνει υψηλή χρονική ανάλυση γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων με αισθητήρες χαμηλού κόστους για τη μοντελοποίηση πυρκαγιών και εκπομπής τμοσφαιρικών αιωρημάτων PM2.5. Διαπιστώσαμε ότι η χρήση μόνο επίγειων παρατηρήσεων από το AQS δεν ήταν επαρκής για τη μοντελοποίηση των ωριαίων PM2.5, και ότι η προσθήκη αισθητήρων χαμηλού κόστους PurpleAir αλλά και η εφαρμογή της τεχνικής SMOTE, ενίσχυσαν περαιτέρω την απόδοση του μοντέλου και την ικανότητά του μοντέλου να εκτιμά υψηλές τιμές PM2.5. Οι προβλέψεις από το μοντέλο μας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επιδημιολογικές μελέτες που διερευνούν τόσο τη μακροχρόνια σωρευτική έκθεση σε PM2.5 από πυρκαγιές σε άγρια περιοχή όσο και την οξεία ή βραχυπρόθεσμη έκθεση.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%83%CF%84%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%B5%CE%B4%CE%BF%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CF%89%CE%BD_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%80%CE%AD%CE%B4%CF%89%CE%BD_PM2,5_%CE%BA%CE%B1%CF%84%CE%AC_%CF%84%CE%B7_%CE%B4%CE%B9%CE%AC%CF%81%CE%BA%CE%B5%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%B5%CF%80%CE%B5%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%AF%CE%BF%CF%85_Camp_Fire_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%B1%CE%BB%CE%B9%CF%86%CF%8C%CF%81%CE%BD%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T20:38:29Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> <br /> '''Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων και μετεωρολογικών δεδομένων υψηλής ευκρίνειας στην εκτίμηση των ωριαίων επιπέδων PM2,5 κατά τη διάρκεια του επεισοδίου Camp Fire στην Καλιφόρνια.'''<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Application of geostationary satellite and high-resolution meteorology data in estimating hourly PM2.5 levels during the Camp Fire episode in California»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Bryan N. Vu, Jianzhao Bi, Wenhao Wang, Amy Huff, Shobha Kondragunta, Yang Liu<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.112890 ]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' PM2.5, GOES16, Πυρκαγιά στην άγρια φύση, Απομακρυσμένη ανίχνευση, AOD, SMOTE, Weighted Random Forest.<br /> <br /> '''Στόχος'''<br /> Στόχος μας είναι να εκτιμήσουμε τη συνολική συγκέντρωση PM2.5 κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς Camp Fire, της φονικότερης πυρκαγιάς στην ιστορία της Καλιφόρνιας, με μετρήσεις επίγειων οργάνων παρακολούθησης και δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπησης.<br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-1.png| thumb | right | Εικόνα 1: Τομέας μελέτης της Καλιφόρνια. Οι αισθητήρες EPA AQS απεικονίζονται με κόκκινο χρώμα, οι αισθητήρες PurpleAir με μπλε] ] <br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-2.png| thumb | right | Εικόνα 2:Προβλέψεις και από τα τρία μοντέλα (AQS-only, AQS + PurpleAir, AQS + PurpleAir + SMOTE) στις 12:00 μ.μ. στις 16 Νοεμβρίου 2018.Τα επίπεδα PM2.5 αυξάνονται καθώς προστίθενται τα PurpleAir και SMOTE]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-3.png| thumb | right | Εικόνα 3:Σύγκριση ωριαίων χαρτών πρόβλεψης PM2,5 σε μg/m3 με τις πραγματικές έγχρωμες σύνθετες εικόνες από το MODIS το μεσημέρι στις 8 Νοεμβρίου και 16 Νοεμβρίου, την ημέρα που ξεκίνησε η πυρκαγιά του Camp και την ημέρα με τις υψηλότερες καταγεγραμμένες μετρήσεις εδάφους, αντίστοιχα]]<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Ο καπνός από πυρκαγιές σε μία άγρια περιοχή μπορεί να διανύσει δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, μεταφέροντας μακριά επιβλαβείς ρύπους. Το μέγεθος των σωματιδίων από τον καπνό που εκπέμπεται απευθείας από πυρκαγιές παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ωστόσο, τα μεγαλύτερα σωματίδια είναι πιθανό να εναποτίθενται στο κοντινό πεδίο, ενώ τα μικρότερα σωματίδια μπορεί να παραμείνουν στην ατμόσφαιρα για ημέρες. Τα σωματίδια, ιδίως τα PM2.5 (σωματιδιακή μάζα σωματιδίων διαμέτρου 2,5 μm ή μικρότερης), αποτελούν το 90% των συνολικών αιωρημάτων που εκπέμπονται από τις πυρκαγιές και τόσο η παρατεταμένη όσο και η οξεία έκθεση σε PM2.5 έχουν συνδεθεί με πολλαπλές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία. <br /> <br /> '''2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Τομέας μελέτης]]<br /> Δημιουργήσαμε ένα πλέγμα μοντελοποίησης σε χωρική κλίμακα ανάλυσης 3 × 5 km2 για τη χωρική ευθυγράμμιση όλων των παραμέτρων του μοντέλου. <br /> <br /> [[2.2. Δεδομένα PM2.5 εδάφους]]<br /> Οι ωριαίες μετρήσεις των επίγειων PM2.5 ελήφθησαν από το δίκτυο AQS και τους αισθητήρες PurpleAir από την 1η Οκτωβρίου έως τις 30 Νοεμβρίου, 2018. Το AQS είναι μια βάση δεδομένων με μετρήσεις επίγειας παρακολούθησης με 157 σταθμούς, που παρέχουν καθημερινές μετρήσεις στην Καλιφόρνια. Το PurpleAir είναι ένα δίκτυο αισθητήρων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων PM με περισσότερους από 8000 αισθητήρες παγκοσμίως.Από τη σύγκριση των μη βαθμονομημένων μετρήσεων του PurpleAir με τις μετρήσεις της AQS, διαπιστώθηκε ότι κατά μέσο όρο οι μετρήσεις του PurpleAir ήταν κατά 1,9 μg/m3 υψηλότερες από τις μετρήσεις της AQS, γεγονός που υποδηλώνονει την ανάγκη βαθμονόμησης των μετρήσεων PurpleAir μέσω μιας γεωγραφικά σταθμισμένης παλινδρόμησης (GWR). <br /> <br /> [[2.3. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ο GOES-16 είναι ένας γεωστατικός μετεωρολογικός δορυφόρος που λειτουργεί στην ανατολική θέση στις 75,2◦W και παρέχει υψηλής χωρικής και χρονικής ανάλυσης εικόνες, μέσω 16 φασματικών ζωνών στο ορατό και υπέρυθρο μήκος κύματος, χρησιμοποιώντας την προηγμένη βασική απεικόνιση (Advanced Baseline Imager - ABI) .Ο GOES-16 παρέχει πολλές διαφορετικές πληροφορίες σε ανάλυση 2 km κοντά στο τελικό γεωγραφικό μήκος του GOES-16, και έως και 5 km στις δυτικές ΗΠΑ. Στην παρούσα εργασία συλλέχθηκαν μεταβλητές AOD, μεταβλητές ανίχνευσης αερολυμάτων και μεταβλητές ανίχνευσης σημείων πυρκαγιάς κατά τη διάρκεια του Οκτωβρίου και του Νοεμβρίου του 2018. Τα δεδομένα πυρκαγιάς (χαρακτηρισμός θερμού σημείου- hot spot characterization) περιλαμβάνουν τέσσερις τιμές: την περιοχή φωτιάς, τη θερμοκρασία σε kelvin, την έκταση σε τετραγωνικά χιλιόμετρα και την ισχύ ακτινοβολίας σε Μεγαβάτ. <br /> <br /> [[2.4. Μετεωρολογικές μεταβλητές]]<br /> Το High-Resolution Rapid Refresh (HRRR) είναι ένα ατμοσφαιρικό μοντέλο που λαμβάνει δεδομένα από ραντάρ κάθε 15 λεπτά.Στην παρούσα μελέτη, λάβαμε ωριαίες μετεωρολογικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας 2 μέτρων, της επιφανειακής πίεσης, το ύψος του πλανητικού οριακού στρώματος και της σχετικής υγρασίαςνσε χωρική ανάλυση 3 km από το HRRR. Τα δεδομένα του HRRR ενώθηκαν με αυτά του GOES-16 μέσω μιας αντιστοίχισης των πλησιέστερων τιμών.<br /> <br /> '''3. Χρήση Μοντέλων και Αποτελέσματα'''<br /> <br /> Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα:<br /> • Το μοντέλο που έχει λάβει μετρήσεις μέσω ρυθμιστικών οργάνων παρακολούθησης (Air Quality System, AQS). <br /> • Το μοντέλο random forest (RF) που συνδυάζει βαθμονομημένα δεδομένα αισθητήρων χαμηλού κόστους (PurpleAir) με μετρήσεις του AQS και δεδομένα υψηλής χρονικής ανάλυση του γεωστατικού επιχειρησιακού περιβαλλοντικού δορυφόρου GOES-16 για την ενίσχυση των επίγειων παρατηρήσεων.<br /> • Το μοντέλο που συνδυάζει τα δεδομένα αισθητήρων PurpleAir με μετρήσεις του AQS και τεχνικές υπερδειγματοληψίας (Synthetic Minority Oversampling Technique, SMOTE). Το SMOTE είναι μια στατιστική τεχνική που παράγει συνθετικά δείγματα χρησιμοποιώντας πληροφορίες σχετικά με τη σημαντικότητα ή μη της κλάσης τους.<br /> <br /> [[3.1. Μοντέλο AQS-only]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 40.399 ωριαίες παρατηρήσεις AQS κατά μέσο όρο δικτύου που κάλυψαν την περίοδο μοντελοποίησης, μεταξύ 1ης Οκτωβρίου και 30ης Νοεμβρίου, 2018 με PM2.5 που κυμαίνονταν από 0,1 έως 657 μg/m3. <br /> <br /> [[3.2. AQS + μοντέλο PurpleAir]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 246.181 ωριαίες συνδυασμένες μετρήσεις με το AQS και το PurpleAir.Κατά τη διάρκεια της περιόδου μελέτης τα επίπεδα των PM2.5 κυμαίνονταν από 0 έως 707 μg/m3<br /> <br /> [[3.3. Μοντέλο AQS + PurpleAir + SMOTE]]<br /> Από τις 246.181 ωριαίες συνδυασμένες παρατηρήσεις με το AQS και PurpleAir παρατηρήθηκσν τιμές PM2.5 στα 100 μg/m3 ή πάνω από αυτή την τιμή. <br /> <br /> Η σύγκριση των ωριαίων χαρτών πρόβλεψης και από τα τρία μοντέλα με τις σύνθετες εικόνες πραγματικού χρώματος από τον MODIS,,υποδηλώνει ότι οι προβλέψεις από το μοντέλο RF σε συνδιασμό με την τεχνική SMOTE σε μεγάλο βαθμό ευθυγραμμίζονται με τις δορυφορικές εικόνες πραγματικού χρώματος. Το συγκεκριμένο μοντέλο ήταν αυτό που κατέγραψε τις καλύτερες επιδόσεις, με τα δύο προηγούμενα να υποεκτιμούν τις τιμές των PM2.5.<br /> <br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που ενσωματώνει υψηλή χρονική ανάλυση γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων με αισθητήρες χαμηλού κόστους για τη μοντελοποίηση πυρκαγιών και εκπομπής τμοσφαιρικών αιωρημάτων PM2.5. Διαπιστώσαμε ότι η χρήση μόνο επίγειων παρατηρήσεων από το AQS δεν ήταν επαρκής για τη μοντελοποίηση των ωριαίων PM2.5, και ότι η προσθήκη αισθητήρων χαμηλού κόστους PurpleAir αλλά και η εφαρμογή της τεχνικής SMOTE, ενίσχυσαν περαιτέρω την απόδοση του μοντέλου και την ικανότητά του μοντέλου να εκτιμά υψηλές τιμές PM2.5. Οι προβλέψεις από το μοντέλο μας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επιδημιολογικές μελέτες που διερευνούν τόσο τη μακροχρόνια σωρευτική έκθεση σε PM2.5 από πυρκαγιές σε άγρια περιοχή όσο και την οξεία ή βραχυπρόθεσμη έκθεση.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CF%86%CE%B1%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%B3%CE%AE_%CE%B3%CE%B5%CF%89%CF%83%CF%84%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%BF%CF%81%CF%85%CF%86%CE%BF%CF%81%CE%B9%CE%BA%CF%8E%CE%BD_%CE%B4%CE%B5%CE%B4%CE%BF%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CF%89%CE%BD_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%B5%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CF%89%CE%BD_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%80%CE%AD%CE%B4%CF%89%CE%BD_PM2,5_%CE%BA%CE%B1%CF%84%CE%AC_%CF%84%CE%B7_%CE%B4%CE%B9%CE%AC%CF%81%CE%BA%CE%B5%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%B5%CF%80%CE%B5%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%AF%CE%BF%CF%85_Camp_Fire_%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%9A%CE%B1%CE%BB%CE%B9%CF%86%CF%8C%CF%81%CE%BD%CE%B9%CE%B1. 2023-02-09T20:36:36Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με ' category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση == Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων και μετεωρολογι...'</p> <hr /> <div><br /> [[category:Ατμοσφαιρική Ρύπανση]]<br /> <br /> == Εφαρμογή γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων και μετεωρολογικών δεδομένων υψηλής ευκρίνειας στην εκτίμηση των ωριαίων επιπέδων PM2,5 κατά τη διάρκεια του επεισοδίου Camp Fire στην Καλιφόρνια.<br /> ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Application of geostationary satellite and high-resolution meteorology data in estimating hourly PM2.5 levels during the Camp Fire episode in California»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Bryan N. Vu, Jianzhao Bi, Wenhao Wang, Amy Huff, Shobha Kondragunta, Yang Liu<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.112890 ]<br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' PM2.5, GOES16, Πυρκαγιά στην άγρια φύση, Απομακρυσμένη ανίχνευση, AOD, SMOTE, Weighted Random Forest.<br /> <br /> '''Στόχος'''<br /> Στόχος μας είναι να εκτιμήσουμε τη συνολική συγκέντρωση PM2.5 κατά τη διάρκεια της πυρκαγιάς Camp Fire, της φονικότερης πυρκαγιάς στην ιστορία της Καλιφόρνιας, με μετρήσεις επίγειων οργάνων παρακολούθησης και δορυφορικών δεδομένων τηλεπισκόπησης.<br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-1.png| thumb | right | Εικόνα 1: Τομέας μελέτης της Καλιφόρνια. Οι αισθητήρες EPA AQS απεικονίζονται με κόκκινο χρώμα, οι αισθητήρες PurpleAir με μπλε] ] <br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-2.png| thumb | right | Εικόνα 2:Προβλέψεις και από τα τρία μοντέλα (AQS-only, AQS + PurpleAir, AQS + PurpleAir + SMOTE) στις 12:00 μ.μ. στις 16 Νοεμβρίου 2018.Τα επίπεδα PM2.5 αυξάνονται καθώς προστίθενται τα PurpleAir και SMOTE]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper3-3.png| thumb | right | Εικόνα 3:Σύγκριση ωριαίων χαρτών πρόβλεψης PM2,5 σε μg/m3 με τις πραγματικές έγχρωμες σύνθετες εικόνες από το MODIS το μεσημέρι στις 8 Νοεμβρίου και 16 Νοεμβρίου, την ημέρα που ξεκίνησε η πυρκαγιά του Camp και την ημέρα με τις υψηλότερες καταγεγραμμένες μετρήσεις εδάφους, αντίστοιχα]]<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Ο καπνός από πυρκαγιές σε μία άγρια περιοχή μπορεί να διανύσει δεκάδες έως εκατοντάδες χιλιόμετρα, μεταφέροντας μακριά επιβλαβείς ρύπους. Το μέγεθος των σωματιδίων από τον καπνό που εκπέμπεται απευθείας από πυρκαγιές παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ωστόσο, τα μεγαλύτερα σωματίδια είναι πιθανό να εναποτίθενται στο κοντινό πεδίο, ενώ τα μικρότερα σωματίδια μπορεί να παραμείνουν στην ατμόσφαιρα για ημέρες. Τα σωματίδια, ιδίως τα PM2.5 (σωματιδιακή μάζα σωματιδίων διαμέτρου 2,5 μm ή μικρότερης), αποτελούν το 90% των συνολικών αιωρημάτων που εκπέμπονται από τις πυρκαγιές και τόσο η παρατεταμένη όσο και η οξεία έκθεση σε PM2.5 έχουν συνδεθεί με πολλαπλές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία. <br /> <br /> '''2. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> [[2.1. Τομέας μελέτης]]<br /> Δημιουργήσαμε ένα πλέγμα μοντελοποίησης σε χωρική κλίμακα ανάλυσης 3 × 5 km2 για τη χωρική ευθυγράμμιση όλων των παραμέτρων του μοντέλου. <br /> <br /> [[2.2. Δεδομένα PM2.5 εδάφους]]<br /> Οι ωριαίες μετρήσεις των επίγειων PM2.5 ελήφθησαν από το δίκτυο AQS και τους αισθητήρες PurpleAir από την 1η Οκτωβρίου έως τις 30 Νοεμβρίου, 2018. Το AQS είναι μια βάση δεδομένων με μετρήσεις επίγειας παρακολούθησης με 157 σταθμούς, που παρέχουν καθημερινές μετρήσεις στην Καλιφόρνια. Το PurpleAir είναι ένα δίκτυο αισθητήρων ατμοσφαιρικών αιωρημάτων PM με περισσότερους από 8000 αισθητήρες παγκοσμίως.Από τη σύγκριση των μη βαθμονομημένων μετρήσεων του PurpleAir με τις μετρήσεις της AQS, διαπιστώθηκε ότι κατά μέσο όρο οι μετρήσεις του PurpleAir ήταν κατά 1,9 μg/m3 υψηλότερες από τις μετρήσεις της AQS, γεγονός που υποδηλώνονει την ανάγκη βαθμονόμησης των μετρήσεων PurpleAir μέσω μιας γεωγραφικά σταθμισμένης παλινδρόμησης (GWR). <br /> <br /> [[2.3. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ο GOES-16 είναι ένας γεωστατικός μετεωρολογικός δορυφόρος που λειτουργεί στην ανατολική θέση στις 75,2◦W και παρέχει υψηλής χωρικής και χρονικής ανάλυσης εικόνες, μέσω 16 φασματικών ζωνών στο ορατό και υπέρυθρο μήκος κύματος, χρησιμοποιώντας την προηγμένη βασική απεικόνιση (Advanced Baseline Imager - ABI) .Ο GOES-16 παρέχει πολλές διαφορετικές πληροφορίες σε ανάλυση 2 km κοντά στο τελικό γεωγραφικό μήκος του GOES-16, και έως και 5 km στις δυτικές ΗΠΑ. Στην παρούσα εργασία συλλέχθηκαν μεταβλητές AOD, μεταβλητές ανίχνευσης αερολυμάτων και μεταβλητές ανίχνευσης σημείων πυρκαγιάς κατά τη διάρκεια του Οκτωβρίου και του Νοεμβρίου του 2018. Τα δεδομένα πυρκαγιάς (χαρακτηρισμός θερμού σημείου- hot spot characterization) περιλαμβάνουν τέσσερις τιμές: την περιοχή φωτιάς, τη θερμοκρασία σε kelvin, την έκταση σε τετραγωνικά χιλιόμετρα και την ισχύ ακτινοβολίας σε Μεγαβάτ. <br /> <br /> [[2.4. Μετεωρολογικές μεταβλητές]]<br /> Το High-Resolution Rapid Refresh (HRRR) είναι ένα ατμοσφαιρικό μοντέλο που λαμβάνει δεδομένα από ραντάρ κάθε 15 λεπτά.Στην παρούσα μελέτη, λάβαμε ωριαίες μετεωρολογικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας 2 μέτρων, της επιφανειακής πίεσης, το ύψος του πλανητικού οριακού στρώματος και της σχετικής υγρασίαςνσε χωρική ανάλυση 3 km από το HRRR. Τα δεδομένα του HRRR ενώθηκαν με αυτά του GOES-16 μέσω μιας αντιστοίχισης των πλησιέστερων τιμών.<br /> <br /> '''3. Χρήση Μοντέλων και Αποτελέσματα'''<br /> Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν τρία μοντέλα:<br /> • Το μοντέλο που έχει λάβει μετρήσεις μέσω ρυθμιστικών οργάνων παρακολούθησης (Air Quality System, AQS). <br /> • Το μοντέλο random forest (RF) που συνδυάζει βαθμονομημένα δεδομένα αισθητήρων χαμηλού κόστους (PurpleAir) με μετρήσεις του AQS και δεδομένα υψηλής χρονικής ανάλυση του γεωστατικού επιχειρησιακού περιβαλλοντικού δορυφόρου GOES-16 για την ενίσχυση των επίγειων παρατηρήσεων.<br /> • Το μοντέλο που συνδυάζει τα δεδομένα αισθητήρων PurpleAir με μετρήσεις του AQS και τεχνικές υπερδειγματοληψίας (Synthetic Minority Oversampling Technique, SMOTE). Το SMOTE είναι μια στατιστική τεχνική που παράγει συνθετικά δείγματα χρησιμοποιώντας πληροφορίες σχετικά με τη σημαντικότητα ή μη της κλάσης τους.<br /> <br /> [[3.1. Μοντέλο AQS-only]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 40.399 ωριαίες παρατηρήσεις AQS κατά μέσο όρο δικτύου που κάλυψαν την περίοδο μοντελοποίησης, μεταξύ 1ης Οκτωβρίου και 30ης Νοεμβρίου, 2018 με PM2.5 που κυμαίνονταν από 0,1 έως 657 μg/m3. <br /> <br /> [[3.2. AQS + μοντέλο PurpleAir]]<br /> Συνολικά, υπήρχαν 246.181 ωριαίες συνδυασμένες μετρήσεις με το AQS και το PurpleAir.Κατά τη διάρκεια της περιόδου μελέτης τα επίπεδα των PM2.5 κυμαίνονταν από 0 έως 707 μg/m3<br /> <br /> [[3.3. Μοντέλο AQS + PurpleAir + SMOTE]]<br /> Από τις 246.181 ωριαίες συνδυασμένες παρατηρήσεις με το AQS και PurpleAir παρατηρήθηκσν τιμές PM2.5 στα 100 μg/m3 ή πάνω από αυτή την τιμή. <br /> <br /> Η σύγκριση των ωριαίων χαρτών πρόβλεψης και από τα τρία μοντέλα με τις σύνθετες εικόνες πραγματικού χρώματος από τον MODIS,,υποδηλώνει ότι οι προβλέψεις από το μοντέλο RF σε συνδιασμό με την τεχνική SMOTE σε μεγάλο βαθμό ευθυγραμμίζονται με τις δορυφορικές εικόνες πραγματικού χρώματος. Το συγκεκριμένο μοντέλο ήταν αυτό που κατέγραψε τις καλύτερες επιδόσεις, με τα δύο προηγούμενα να υποεκτιμούν τις τιμές των PM2.5.<br /> <br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που ενσωματώνει υψηλή χρονική ανάλυση γεωστατικών δορυφορικών δεδομένων με αισθητήρες χαμηλού κόστους για τη μοντελοποίηση πυρκαγιών και εκπομπής τμοσφαιρικών αιωρημάτων PM2.5. Διαπιστώσαμε ότι η χρήση μόνο επίγειων παρατηρήσεων από το AQS δεν ήταν επαρκής για τη μοντελοποίηση των ωριαίων PM2.5, και ότι η προσθήκη αισθητήρων χαμηλού κόστους PurpleAir αλλά και η εφαρμογή της τεχνικής SMOTE, ενίσχυσαν περαιτέρω την απόδοση του μοντέλου και την ικανότητά του μοντέλου να εκτιμά υψηλές τιμές PM2.5. Οι προβλέψεις από το μοντέλο μας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για επιδημιολογικές μελέτες που διερευνούν τόσο τη μακροχρόνια σωρευτική έκθεση σε PM2.5 από πυρκαγιές σε άγρια περιοχή όσο και την οξεία ή βραχυπρόθεσμη έκθεση.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%80%CF%81%CE%B1%CE%B3%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CE%B5%CE%BE%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%80%CE%BD%CE%BF%CE%AE%CF%82_%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89_%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%A0%CE%B5%CE%BB%CE%BF%CF%80%CF%8C%CE%BD%CE%BD%CE%B7%CF%83%CE%BF 2023-02-09T13:26:09Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Οικολογία]]<br /> <br /> <br /> '''Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπειρικών Μεθόδων που Χρησιμοποιούν Δεδομένα Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο, και Σύγκριση με Ετήσιες Μετρήσεις Εξάτμισης από τον MODIS και Εξατμισιμετρικών λεκανών.<br /> ''' <br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Annual Actual Evapotranspiration Estimation via GIS Models of Three Empirical Methods Employing Remotely Sensed Data for the Peloponnese, Greece, and Comparison with Annual MODIS ET and Pan Evaporation Measurements»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Stavroula Dimitriadou and Konstantinos G. Nikolakopoulos<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.3390/ijgi10080522]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Turc, τροποποιημένη Turc, Coutagne, MODIS ET, ArcMap, Πελοπόννησος.<br /> <br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2_1.PNG| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Turc] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-2.PNG| thumb | right | Εικόνα 2: Μέθοδος Coutagne] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 3: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) με εμπειρικές μεθόδους για τα έτη 2018-2019.] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-3.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) 8 ημερών από τον MODIS για τα έτη 2016-2019] ]]]<br /> <br /> <br /> '''Περίληψη:''' <br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa) δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς στην Ελλάδα. Η μελέτη αυτή εκτίμησε με εμπειρικές μεθόδους (Turc, Modified Turc και Coutagne) την ετήσια εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου, μεταξύ των ετών 2016-2019, τέσσερα από τα θερμότερα χρόνια από την προ-βιομηχανική εποχή, και τα δεδομένα συγκρίθηκαν με εκείνα του MODIS ET. Επιπλέον, οι ετήσιες μετρήσεις εξάτμισης (Epan) πραγματοποιήθηκαν για δύο εξατμισιμετρικές λεκάνες, στην Πελοπόννησο με διαφορετικό ανάγλυφο και συνθήκες. Οι εμπειρικές μέθοδοι και οι στατιστικοί τύποι (RMSD, MB, και NMB) αναπτύχθηκαν ως μοντέλα στο ArcMap. Τα αποτελέσματα της μεθόδου Turc προσομοιάζουν με εκείνα του MODIS ET για όλα τα έτη. Οι εκτιμήσεις με την τροποποιημένη μέθοδο Turc ήταν σχεδόν πανομοιότυπες με το MODIS ET. Συνεπώς, η τροποποιημένη μέθοδος Turc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο MODIS ET (και αντιστρόφως) για την Πελοπόννησο για την περίοδο 2016-2019. Επιπλέον, ο σταθμός εξατμισοδιαπνοής στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας παρουσίασε ανοδική τάση που μοιάζει με τις τάσεις των εμπειρικών μεθόδων κατά τα έτη μελέτης, ενώ ο σταθμός στην εξατμισιμετρική λεκάνη του Λάδωνα απαιτούσα έρευνα σε μηνιαία χρονική κλίμακα. <br /> <br /> <br /> Εισαγωγή<br /> H Εξατμισοδιαπνοή, παράμετρος μείζονος σημασίας για τον υδρολογικό κύκλο, καθορίζει τη διαθεσιμότητα του νερού και, στη συνέχεια, τη διαχείριση του νερού και την άρδευση. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι μια παράμετρος που επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή και αλλαγή χρήσης γης/κάλυψης γης, και έχει εξεταστεί μαζί με τις πυρκαγιές. Η δυσκολία στην άμεση μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής έχει οδηγήσει στην εφαρμογή εμπειρικών μεθόδων, αλγορίθμων και μοντέλων με διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, ενσωματώνοντας δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία καθορίζει τις διαδικασίες εξατμισοδιαπνοής, καθώς εκφράζει την κατάσταση της ενέργειας του συστήματος. Το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) είναι κατάλληλο για εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά περιορίζεται από την χονδροειδή του ανάλυση (1 km). Οι κατακρημνίσεις είναι ένας περιοριστικός παράγοντας που επηρεάζει το εύρος τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την περιοχή της νότιας Μεσογείου, όπου αναμένεται ότι οι βροχοπτώσεις θα αυξηθούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο εγγύς μέλλον. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων για την εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, από απλούς τύπους έως σύνθετους αλγόριθμους. Στην περίπτωση της Ελλάδας, η πραγματική εξατμισοδιαπνοή δεν έχει διερευνηθεί σε περιφερειακή κλίμακα. Σε μελέτες όπου τα επίπεδα εξατμισοδιαπνοής έχουν εκτιμηθεί για την Ελλάδα, χρησιμοποιήθηκαν αραιά κατανεμημένοι σταθμοί ή δορυφορικά δεδομένα για μερικές βολικές ημέρες είτε για σύντομα χρονικά διαστήματα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η πραγματική εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου για την περίοδο 2016-2019 με τη χρήση καθιερωμένων εμπειρικών μεθόδων που εφαρμόστηκαν ικανοποιητικά στο παρελθόν στην Ελλάδα (Turc, modified Turc, and Coutagne), με μηνιαία δεδομένα θερμοκρασιών για την επιφάνεια της γης, δεδομένα από τον MODIS Terra και δεδομένα υετού από 62 μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην περιοχή ενδιαφέροντος ή κοντά σε αυτήν. Επιπλέον υπολογίστηκαν ετήσιες εκτιμήσεις μέσω του ArcMap 10.6 για σύγκριση με τις ετήσιες εμπειρικές εκτιμήσεις. Χρησιμοποιήθηκαν αξιόπιστοι στατιστικοί δείκτες για την αξιολόγηση της μεθόδου με τα δεδομένα του MODIS. Δεδομένου ότι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου, υπάρχει μεγάλο διεπιστημονικό ενδιαφέρον, τόσο για τις μεθόδους όσο και για τους δείκτες που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο. Οι χάρτες για την ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2016-2019 μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ερευνητές, για τη διαχείρηση και τις πολιτικές χρήσεις νερού.<br /> <br /> <br /> '''2. Περιοχή μελέτης'''<br /> <br /> Η Πελοπόννησος είναι μια χερσόνησος της νοτιοδυτικής Ελλάδας που καταλαμβάνει περίπου το ένα έκτο του ελληνικού εδάφους (21.439 km2), με πληθυσμό 1086.935 κατοίκων (απογραφή 2011). Ένα μεγάλο μέρος της καλύπτεται από ψηλούς λόφους και βουνά, το υψηλότερο εκ των οποίων ο Ταϋγετος (2407 m). Η μεγαλύτερη πόλη είναι η Πάτρα, που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της χερσονήσου. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο που περιλαμβάνει ορισμένους μεγάλους ποταμούς (π.χ. ποταμός Αλφειού, Ευρώτα και Πηνειού). Ο Λαδωνάς είναι ο κύριος παραπόταμος του Πηνειού, σχηματίζοντας την τεχνητή λίμνη Λαδώνα στο κεντρικό τμήμα της χερσονήσου. Οι κύριοι τύποι χρήσης/κάλυψης γης είναι καλλιέργειες , δασική και αραιή βλάστηση. Ένα σημαντικό τμήμα της γης επλήγη από τις καταστροφικές πυρκαγιές του 2007. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται ως ένα μεσογειακό θερμό εύκρατο κλίμα με ξηρό καλοκαίρι. Η μέση ετήσια θερμοκρασία (όπως καταγράφηκε την περίοδο 1971-1990) κυμαίνεται μεταξύ 8 και 20 ◦C, οι κατακρημνίσεις κυμαίνονται από 400 έως πάνω από 2000 mm και επικρατεί λιακάδα 1900-3100 ώρες ετησίως .<br /> <br /> <br /> '''3. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[3.1. Εμπειρικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα MODIS που υλοποιούνται μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Χρησιμοποιήθηκαν τρεις εμπειρικές μέθοδοι για την ετήσια εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (Turc, τροποποιημένη Turc, και Coutagne). Τα αντίστοιχα μοντέλα για την εφαρμογή των μεθόδων αναπτύχθηκαν στο ModelBuilder. Οι μέθοδοι αυτές παρήγαγαν ικανοποιητικές εκτιμήσεις για την Ελλάδα σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Δεδομένα εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS.]]<br /> <br /> Τα δεδομένα MODIS για την εξατμισοδιαπνοή (MOD16A2V6, 184 εικόνες) προήλθαν από τον EarthExplorer και τα EARTHDATA. Ο στόχος ήταν να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των εκτιμήσεων MODIS και των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα (καθίζηση) και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στην εξίσωση Penman-Monteith χρησιμοποιήθηκε για την λήψη εικόνων MOD16A2V6 . Ο αλγόριθμος αυτός ενσωματώνει εισόδους βλάστησης με τηλεπισκόπηση και επανανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων (θερμοκρασία αέρα, ακτινοβολία, υγρασία) από τη Global Modeling της NASA. Οι 184 εικόνες αποτελούν μια σύνθεση 8 ημερών που περιλαμβάνει, μαζί με άλλα στρώματα, την εξατμισοδιαπνοή στα 500 m. Μετά την κατάλληλη προεπεξεργασία και την επανπροβολή στο ArcMap, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 υπολογίστηκαν με τη χρήση στατιστικών στοιχείων και παράβλεψη pixel που δεν περιέχουν δεδομένα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Μετρήσεις Εξάτμισης Της Λεκάνης]]<br /> <br /> Μία εξατμισιμετρική λεκάνη τοποθετήθηκε λειτούργησε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Φυσικής στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για μια ημιαστική τοποθεσία στο βορειότερο τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 24,8 εκ. Οι ωριαίες μετρήσεις της εξατμισιμετρικής λεκάνης ελήφθησαν σε διάστημα 4 ετών (2016-2019). Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο ποτενσιόμετρο, το οποίο μετέτρεψε τις τιμές βάθους του νερού σε τιμές τάσης μετά από σωστή βαθμονόμηση Τα σημάδια τάσης του ποτενσιόμετρου ήταν συχνά σε σύγκριση με τα σήματα τάσης ενός φορητού βολτόμετρου. Τα παραγόμενα βάθη συγκρίθηκαν επίσης με τα βάθη του νερού που μετρήθηκαν από έναν χάρακα. <br /> Μία δεύτερη εξατμισιμετρική λεκάνη κατηγορίας Α τοποθετήθηκε κοντά στην τεχνητή λίμνη του Λαδώνα (σταθμός Λαδώνα) στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 420 m. Ελήφθησαν οι ημερήσιες μετρήσεις εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 και ψηφιοποιήθηκαν. Οι μετρήσεις (από το Πανεπιστήμιο Πατρών και τον σταθμό του Λάδονα) παρουσιάζονται και σχεδιάζονται μαζί με τις τιμές εξατμισοδιαπνοής από το MODIS και τις εκτιμήσεις πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τις εμπειρικές μεθόδους για την ίδια (ετήσια) χρονική κλίμακα.<br /> <br /> [[3.4. Στατιστικοί δείκτες υπολογιζόμενοι μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Υπολογίστηκαν περιγραφικά στατιστικά στοιχεία (max, min, μέση τιμή, std) για κάθε αρχείο ράστερ στο ArcMap 10.6 (μέσω στατιστικών υπολογισμών). Προκειμένου να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των τιμών από τις διαφορετικές εμπειρικές μεθόδους, η μέση τετραγωνική απόκλιση των στατιστικών δεικτών (RMSD), η μέση μεροληψία (MB) και η ομαλοποιημένη μέση μεροληψία (NMB) αναπτύχθηκαν στο μοντέλο ModelBuilder. Οι δείκτες αυτοί θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι για τη στατιστική ανάλυση των υδρολογικών παραμέτρων. <br /> <br /> <br /> '''4. Εμπειρικές μέθοδοι'''<br /> <br /> [[4.1. Μέθοδος Turc]]<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίστηκε μέσω μοντέλου που χρησιμοποίησε εικόνες θερμοκρασίας επιφάνειας γης από τονTerra. Οι εικόνες που ελήφθησαν ημέρα και νύχτα ενώ ακόμη χρησιμποιήθηκαν και μετεωρολογικά δεδομένα για την εφαρμογή της. <br /> <br /> <br /> [[4.2. Μέθοδος της Coutagne]]<br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή προέκυψε μέσω ενός μοντέλου που εφαρμόζει τη μέθοδο Coutagne. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης Terra και Thiessen πολύγωνα (δεδομένα καθίζησης).<br /> <br /> [[4.3. Τροποποιημένη μέθοδος Turc]]<br /> Η διαφορά μεταξύ της μεθόδου Turc και της τροποποιημένης μεθόδου Turc είναι ο τρόπος που η υπολογίζεται Tmean. Το Pi σημαίνει μηνιαία κατακρήμνιση που υπολογίζεται μέσω επαναληπτικού μοντέλου με βάσητα πολύγωνα, με δεδομένα υετού, και Ti αντιπροσωπεύει τη μηνιαία μέση θερμοκρασία αέρα που προέρχεται από τρία υπομοντέλα που χρησιμοποιούν εικόνες LST Terra ημέρας και νύχτας. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίζεται στη συνέχεια μέσω τελικού μοντέλου, που αποτελείται απόδύο υπομοντέλα που υπολογίζουν Tmean, mod και τη συνάρτηση L.<br /> <br /> '''5. Αποτελέσματα'''<br /> <br /> [[5.1. Στατιστικά στοιχεία για τις ετήσιες εκτιμήσεις]]<br /> Η μέθοδος Turc οδήγησε σε υψηλότερες εκτιμήσεις της ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής από ό, τι οι άλλες μέθοδοι. Η τροποποιημένη μέθοδος Turc έδειξε μέσες ετήσια τιμές πιο κοντά στις τιμές εξατμισοδιαπνοής του MODIS.<br /> <br /> [[5.2. Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές μεθόδους]]<br /> Οι ελάχιστες τιμές της ετήσιας εξατμισοδιαπνοής ήταν παρόμοιες για την περίοδο 2016-2018. Υπήρχαν ομοιότητες στη χωρική κατανομή μεταξύ των τριών μεθόδων για κάθε έτος. Οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, γεγονός αναμενόμενο αφού σε μια περιοχή της Μεσογείου, υψηλότερες τιμές κατακρημνίσεων θα εμφανίσουν και υψηλότερες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.<br /> <br /> <br /> [[5.3 . Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής καταγεγραμμένες από τον MODIS]] <br /> Από τη σύγκριση των χαρτών των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS με εκείνους του εμπειρικού μοντέλου, είναι προφανές ότι η μέθοδος Turc μας έδωσε μεγαλύτερο εύρος τιμών από τις άλλες εμπειρικές μεθόδους, πλησιέστερα σε εκείνη του MODIS.<br /> <br /> <br /> [[5.5.Εξατμισιμετρικές λεκάνες στους σταθμούς του Πανεπιστημίου Πατρών και Λαδόνα]]<br /> Τα σύνολα δεδομένων των καθημερινών μετρήσεων αποκτήθηκαν για την περίοδο 2016-2019 από τους δύο σταθμούς (Πανεπιστήμιο Πατρών και Λαδώνας). Οι μέγιστες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εμφανίζονται το 2017, ακολουθούμενες από εκείνες του 2019, οι οποίες ήταν κοντά στις αντίστοιχες τιμές του 2016.<br /> <br /> <br /> '''6. Συμπεράσματα'''<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2019 έδειξε τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ όλων των συγκρινόμενων ζευγών εμπειρικών μεθόδων. Αυτό ήταν το δεύτερο θερμότερο έτος από την προ-βιομηχανική εποχή και το τρίτο διαδοχικό έτος μεταξύ 2016 και 2018. Οι εμπειρικές μέθοδοι έδωσαν τις υψηλότερες μέγιστες εκτιμήσεις για το 2016, τη θερμότερη καταγεγραμμένη χρονιά και τις χαμηλότερες μέγιστες τιμές για το 2017, υποδηλώνοντας ότι η ζήτηση εξάτμισης δεν μπορούσε να ικανοποιηθεί από τη διαθεσιμότητα του νερού.<br /> Σε σύγκριση των εκτιμήσεων στην ετήσια κλίμακα, διαπιστώθηκε ότι από όλες τις εμπειρικές μεθόδους λαμβάνεται μικρότερο εύρος τιμών από ό, τι από τον MODIS, ενώ το εύρος τιμών της μεθόδου Turc ήταν η πλησιέστερο στου MODIS. Οι στατιστικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η τροποποιημένη Turc θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στις μετρήσεις του MODIS για την Πελοπόννησο για τα έτη 2016-2019. Η γραμμή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για το σταθμό του Πανεπιστημίου Πατρών έδειξε μόνο ελάχιστες αποκλίσεις σε σύγκριση με τις τιμές των εμπειρικών μεθόδων. <br /> Για τον σταθμό Λάδωνα, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής υπολογισμένες με εμπειρικές μεθόδους φαίνεται να συμφωνούν μεταξύ τους, αλλά έδειξαν αποκλίσεις από τις τιμέςπου ελήφθησαν από την εξατμισιμετρική λεκάνη. Η μέγιστη ετήσια τιμή της εξατμισιμετρικής λεκάνης για το 2017, η οποία ήταν η χαμηλότερη ετήσια τιμή για την Πελοπόννησο στο σύνολό της, οφείλεται πιθανώς στο γεγονός ότι το 2016 ήταν η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε ποτέ για την Πελοπόννησο. Οι ετήσιες για το 2019 βρίσκονταν στα ίδια επίπεδα με το 2017, γεγονός που δείχνει ότι ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά και η τελευταία σε μια σειρά από πολύ ζεστά συναπτά χρόνια. Μια άλλη παρατήρηση από τον σταθμό του Λαδώνα ήταν η σημαντική αλλαγή στην παγοκάλυψη μεταξύ των ετών, η οποία μπορεί να συνεπάγεται μείωση της κατακράτησης χιονοστοιβάδων στα ορεινά της Πελοποννήσου (και αύξηση των απορροών, με συνέπειες όσον αφορά και τις πλημμύρες των υδροφόρων οριζόντων).</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%80%CF%81%CE%B1%CE%B3%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CE%B5%CE%BE%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%80%CE%BD%CE%BF%CE%AE%CF%82_%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89_%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%A0%CE%B5%CE%BB%CE%BF%CF%80%CF%8C%CE%BD%CE%BD%CE%B7%CF%83%CE%BF 2023-02-09T13:24:41Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Οικολογία]]<br /> <br /> <br /> '''Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπειρικών Μεθόδων που Χρησιμοποιούν Δεδομένα Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο, και Σύγκριση με Ετήσιες Μετρήσεις Εξάτμισης από τον MODIS και Εξατμισιμετρικών λεκανών.<br /> ''' <br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Annual Actual Evapotranspiration Estimation via GIS Models of Three Empirical Methods Employing Remotely Sensed Data for the Peloponnese, Greece, and Comparison with Annual MODIS ET and Pan Evaporation Measurements»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Stavroula Dimitriadou and Konstantinos G. Nikolakopoulos<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.3390/ijgi10080522]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Turc, τροποποιημένη Turc, Coutagne, MODIS ET, ArcMap, Πελοπόννησος.<br /> <br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2_1.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Turc] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 2: Μέθοδος Coutagne] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 3: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) με εμπειρικές μεθόδους για τα έτη 2018-2019.] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-3.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) 8 ημερών από τον MODIS για τα έτη 2016-2019] ]]]<br /> <br /> <br /> '''Περίληψη:''' <br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa) δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς στην Ελλάδα. Η μελέτη αυτή εκτίμησε με εμπειρικές μεθόδους (Turc, Modified Turc και Coutagne) την ετήσια εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου, μεταξύ των ετών 2016-2019, τέσσερα από τα θερμότερα χρόνια από την προ-βιομηχανική εποχή, και τα δεδομένα συγκρίθηκαν με εκείνα του MODIS ET. Επιπλέον, οι ετήσιες μετρήσεις εξάτμισης (Epan) πραγματοποιήθηκαν για δύο εξατμισιμετρικές λεκάνες, στην Πελοπόννησο με διαφορετικό ανάγλυφο και συνθήκες. Οι εμπειρικές μέθοδοι και οι στατιστικοί τύποι (RMSD, MB, και NMB) αναπτύχθηκαν ως μοντέλα στο ArcMap. Τα αποτελέσματα της μεθόδου Turc προσομοιάζουν με εκείνα του MODIS ET για όλα τα έτη. Οι εκτιμήσεις με την τροποποιημένη μέθοδο Turc ήταν σχεδόν πανομοιότυπες με το MODIS ET. Συνεπώς, η τροποποιημένη μέθοδος Turc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο MODIS ET (και αντιστρόφως) για την Πελοπόννησο για την περίοδο 2016-2019. Επιπλέον, ο σταθμός εξατμισοδιαπνοής στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας παρουσίασε ανοδική τάση που μοιάζει με τις τάσεις των εμπειρικών μεθόδων κατά τα έτη μελέτης, ενώ ο σταθμός στην εξατμισιμετρική λεκάνη του Λάδωνα απαιτούσα έρευνα σε μηνιαία χρονική κλίμακα. <br /> <br /> <br /> Εισαγωγή<br /> H Εξατμισοδιαπνοή, παράμετρος μείζονος σημασίας για τον υδρολογικό κύκλο, καθορίζει τη διαθεσιμότητα του νερού και, στη συνέχεια, τη διαχείριση του νερού και την άρδευση. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι μια παράμετρος που επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή και αλλαγή χρήσης γης/κάλυψης γης, και έχει εξεταστεί μαζί με τις πυρκαγιές. Η δυσκολία στην άμεση μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής έχει οδηγήσει στην εφαρμογή εμπειρικών μεθόδων, αλγορίθμων και μοντέλων με διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, ενσωματώνοντας δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία καθορίζει τις διαδικασίες εξατμισοδιαπνοής, καθώς εκφράζει την κατάσταση της ενέργειας του συστήματος. Το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) είναι κατάλληλο για εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά περιορίζεται από την χονδροειδή του ανάλυση (1 km). Οι κατακρημνίσεις είναι ένας περιοριστικός παράγοντας που επηρεάζει το εύρος τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την περιοχή της νότιας Μεσογείου, όπου αναμένεται ότι οι βροχοπτώσεις θα αυξηθούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο εγγύς μέλλον. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων για την εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, από απλούς τύπους έως σύνθετους αλγόριθμους. Στην περίπτωση της Ελλάδας, η πραγματική εξατμισοδιαπνοή δεν έχει διερευνηθεί σε περιφερειακή κλίμακα. Σε μελέτες όπου τα επίπεδα εξατμισοδιαπνοής έχουν εκτιμηθεί για την Ελλάδα, χρησιμοποιήθηκαν αραιά κατανεμημένοι σταθμοί ή δορυφορικά δεδομένα για μερικές βολικές ημέρες είτε για σύντομα χρονικά διαστήματα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η πραγματική εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου για την περίοδο 2016-2019 με τη χρήση καθιερωμένων εμπειρικών μεθόδων που εφαρμόστηκαν ικανοποιητικά στο παρελθόν στην Ελλάδα (Turc, modified Turc, and Coutagne), με μηνιαία δεδομένα θερμοκρασιών για την επιφάνεια της γης, δεδομένα από τον MODIS Terra και δεδομένα υετού από 62 μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην περιοχή ενδιαφέροντος ή κοντά σε αυτήν. Επιπλέον υπολογίστηκαν ετήσιες εκτιμήσεις μέσω του ArcMap 10.6 για σύγκριση με τις ετήσιες εμπειρικές εκτιμήσεις. Χρησιμοποιήθηκαν αξιόπιστοι στατιστικοί δείκτες για την αξιολόγηση της μεθόδου με τα δεδομένα του MODIS. Δεδομένου ότι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου, υπάρχει μεγάλο διεπιστημονικό ενδιαφέρον, τόσο για τις μεθόδους όσο και για τους δείκτες που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο. Οι χάρτες για την ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2016-2019 μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ερευνητές, για τη διαχείρηση και τις πολιτικές χρήσεις νερού.<br /> <br /> <br /> '''2. Περιοχή μελέτης'''<br /> <br /> Η Πελοπόννησος είναι μια χερσόνησος της νοτιοδυτικής Ελλάδας που καταλαμβάνει περίπου το ένα έκτο του ελληνικού εδάφους (21.439 km2), με πληθυσμό 1086.935 κατοίκων (απογραφή 2011). Ένα μεγάλο μέρος της καλύπτεται από ψηλούς λόφους και βουνά, το υψηλότερο εκ των οποίων ο Ταϋγετος (2407 m). Η μεγαλύτερη πόλη είναι η Πάτρα, που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της χερσονήσου. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο που περιλαμβάνει ορισμένους μεγάλους ποταμούς (π.χ. ποταμός Αλφειού, Ευρώτα και Πηνειού). Ο Λαδωνάς είναι ο κύριος παραπόταμος του Πηνειού, σχηματίζοντας την τεχνητή λίμνη Λαδώνα στο κεντρικό τμήμα της χερσονήσου. Οι κύριοι τύποι χρήσης/κάλυψης γης είναι καλλιέργειες , δασική και αραιή βλάστηση. Ένα σημαντικό τμήμα της γης επλήγη από τις καταστροφικές πυρκαγιές του 2007. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται ως ένα μεσογειακό θερμό εύκρατο κλίμα με ξηρό καλοκαίρι. Η μέση ετήσια θερμοκρασία (όπως καταγράφηκε την περίοδο 1971-1990) κυμαίνεται μεταξύ 8 και 20 ◦C, οι κατακρημνίσεις κυμαίνονται από 400 έως πάνω από 2000 mm και επικρατεί λιακάδα 1900-3100 ώρες ετησίως .<br /> <br /> <br /> '''3. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[3.1. Εμπειρικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα MODIS που υλοποιούνται μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Χρησιμοποιήθηκαν τρεις εμπειρικές μέθοδοι για την ετήσια εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (Turc, τροποποιημένη Turc, και Coutagne). Τα αντίστοιχα μοντέλα για την εφαρμογή των μεθόδων αναπτύχθηκαν στο ModelBuilder. Οι μέθοδοι αυτές παρήγαγαν ικανοποιητικές εκτιμήσεις για την Ελλάδα σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Δεδομένα εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS.]]<br /> <br /> Τα δεδομένα MODIS για την εξατμισοδιαπνοή (MOD16A2V6, 184 εικόνες) προήλθαν από τον EarthExplorer και τα EARTHDATA. Ο στόχος ήταν να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των εκτιμήσεων MODIS και των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα (καθίζηση) και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στην εξίσωση Penman-Monteith χρησιμοποιήθηκε για την λήψη εικόνων MOD16A2V6 . Ο αλγόριθμος αυτός ενσωματώνει εισόδους βλάστησης με τηλεπισκόπηση και επανανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων (θερμοκρασία αέρα, ακτινοβολία, υγρασία) από τη Global Modeling της NASA. Οι 184 εικόνες αποτελούν μια σύνθεση 8 ημερών που περιλαμβάνει, μαζί με άλλα στρώματα, την εξατμισοδιαπνοή στα 500 m. Μετά την κατάλληλη προεπεξεργασία και την επανπροβολή στο ArcMap, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 υπολογίστηκαν με τη χρήση στατιστικών στοιχείων και παράβλεψη pixel που δεν περιέχουν δεδομένα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Μετρήσεις Εξάτμισης Της Λεκάνης]]<br /> <br /> Μία εξατμισιμετρική λεκάνη τοποθετήθηκε λειτούργησε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Φυσικής στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για μια ημιαστική τοποθεσία στο βορειότερο τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 24,8 εκ. Οι ωριαίες μετρήσεις της εξατμισιμετρικής λεκάνης ελήφθησαν σε διάστημα 4 ετών (2016-2019). Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο ποτενσιόμετρο, το οποίο μετέτρεψε τις τιμές βάθους του νερού σε τιμές τάσης μετά από σωστή βαθμονόμηση Τα σημάδια τάσης του ποτενσιόμετρου ήταν συχνά σε σύγκριση με τα σήματα τάσης ενός φορητού βολτόμετρου. Τα παραγόμενα βάθη συγκρίθηκαν επίσης με τα βάθη του νερού που μετρήθηκαν από έναν χάρακα. <br /> Μία δεύτερη εξατμισιμετρική λεκάνη κατηγορίας Α τοποθετήθηκε κοντά στην τεχνητή λίμνη του Λαδώνα (σταθμός Λαδώνα) στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 420 m. Ελήφθησαν οι ημερήσιες μετρήσεις εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 και ψηφιοποιήθηκαν. Οι μετρήσεις (από το Πανεπιστήμιο Πατρών και τον σταθμό του Λάδονα) παρουσιάζονται και σχεδιάζονται μαζί με τις τιμές εξατμισοδιαπνοής από το MODIS και τις εκτιμήσεις πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τις εμπειρικές μεθόδους για την ίδια (ετήσια) χρονική κλίμακα.<br /> <br /> [[3.4. Στατιστικοί δείκτες υπολογιζόμενοι μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Υπολογίστηκαν περιγραφικά στατιστικά στοιχεία (max, min, μέση τιμή, std) για κάθε αρχείο ράστερ στο ArcMap 10.6 (μέσω στατιστικών υπολογισμών). Προκειμένου να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των τιμών από τις διαφορετικές εμπειρικές μεθόδους, η μέση τετραγωνική απόκλιση των στατιστικών δεικτών (RMSD), η μέση μεροληψία (MB) και η ομαλοποιημένη μέση μεροληψία (NMB) αναπτύχθηκαν στο μοντέλο ModelBuilder. Οι δείκτες αυτοί θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι για τη στατιστική ανάλυση των υδρολογικών παραμέτρων. <br /> <br /> <br /> '''4. Εμπειρικές μέθοδοι'''<br /> <br /> [[4.1. Μέθοδος Turc]]<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίστηκε μέσω μοντέλου που χρησιμοποίησε εικόνες θερμοκρασίας επιφάνειας γης από τονTerra. Οι εικόνες που ελήφθησαν ημέρα και νύχτα ενώ ακόμη χρησιμποιήθηκαν και μετεωρολογικά δεδομένα για την εφαρμογή της. <br /> <br /> <br /> [[4.2. Μέθοδος της Coutagne]]<br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή προέκυψε μέσω ενός μοντέλου που εφαρμόζει τη μέθοδο Coutagne. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης Terra και Thiessen πολύγωνα (δεδομένα καθίζησης).<br /> <br /> [[4.3. Τροποποιημένη μέθοδος Turc]]<br /> Η διαφορά μεταξύ της μεθόδου Turc και της τροποποιημένης μεθόδου Turc είναι ο τρόπος που η υπολογίζεται Tmean. Το Pi σημαίνει μηνιαία κατακρήμνιση που υπολογίζεται μέσω επαναληπτικού μοντέλου με βάσητα πολύγωνα, με δεδομένα υετού, και Ti αντιπροσωπεύει τη μηνιαία μέση θερμοκρασία αέρα που προέρχεται από τρία υπομοντέλα που χρησιμοποιούν εικόνες LST Terra ημέρας και νύχτας. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίζεται στη συνέχεια μέσω τελικού μοντέλου, που αποτελείται απόδύο υπομοντέλα που υπολογίζουν Tmean, mod και τη συνάρτηση L.<br /> <br /> '''5. Αποτελέσματα'''<br /> <br /> [[5.1. Στατιστικά στοιχεία για τις ετήσιες εκτιμήσεις]]<br /> Η μέθοδος Turc οδήγησε σε υψηλότερες εκτιμήσεις της ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής από ό, τι οι άλλες μέθοδοι. Η τροποποιημένη μέθοδος Turc έδειξε μέσες ετήσια τιμές πιο κοντά στις τιμές εξατμισοδιαπνοής του MODIS.<br /> <br /> [[5.2. Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές μεθόδους]]<br /> Οι ελάχιστες τιμές της ετήσιας εξατμισοδιαπνοής ήταν παρόμοιες για την περίοδο 2016-2018. Υπήρχαν ομοιότητες στη χωρική κατανομή μεταξύ των τριών μεθόδων για κάθε έτος. Οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, γεγονός αναμενόμενο αφού σε μια περιοχή της Μεσογείου, υψηλότερες τιμές κατακρημνίσεων θα εμφανίσουν και υψηλότερες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.<br /> <br /> <br /> [[5.3 . Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής καταγεγραμμένες από τον MODIS]] <br /> Από τη σύγκριση των χαρτών των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS με εκείνους του εμπειρικού μοντέλου, είναι προφανές ότι η μέθοδος Turc μας έδωσε μεγαλύτερο εύρος τιμών από τις άλλες εμπειρικές μεθόδους, πλησιέστερα σε εκείνη του MODIS.<br /> <br /> <br /> [[5.5.Εξατμισιμετρικές λεκάνες στους σταθμούς του Πανεπιστημίου Πατρών και Λαδόνα]]<br /> Τα σύνολα δεδομένων των καθημερινών μετρήσεων αποκτήθηκαν για την περίοδο 2016-2019 από τους δύο σταθμούς (Πανεπιστήμιο Πατρών και Λαδώνας). Οι μέγιστες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εμφανίζονται το 2017, ακολουθούμενες από εκείνες του 2019, οι οποίες ήταν κοντά στις αντίστοιχες τιμές του 2016.<br /> <br /> <br /> '''6. Συμπεράσματα'''<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2019 έδειξε τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ όλων των συγκρινόμενων ζευγών εμπειρικών μεθόδων. Αυτό ήταν το δεύτερο θερμότερο έτος από την προ-βιομηχανική εποχή και το τρίτο διαδοχικό έτος μεταξύ 2016 και 2018. Οι εμπειρικές μέθοδοι έδωσαν τις υψηλότερες μέγιστες εκτιμήσεις για το 2016, τη θερμότερη καταγεγραμμένη χρονιά και τις χαμηλότερες μέγιστες τιμές για το 2017, υποδηλώνοντας ότι η ζήτηση εξάτμισης δεν μπορούσε να ικανοποιηθεί από τη διαθεσιμότητα του νερού.<br /> Σε σύγκριση των εκτιμήσεων στην ετήσια κλίμακα, διαπιστώθηκε ότι από όλες τις εμπειρικές μεθόδους λαμβάνεται μικρότερο εύρος τιμών από ό, τι από τον MODIS, ενώ το εύρος τιμών της μεθόδου Turc ήταν η πλησιέστερο στου MODIS. Οι στατιστικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η τροποποιημένη Turc θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στις μετρήσεις του MODIS για την Πελοπόννησο για τα έτη 2016-2019. Η γραμμή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για το σταθμό του Πανεπιστημίου Πατρών έδειξε μόνο ελάχιστες αποκλίσεις σε σύγκριση με τις τιμές των εμπειρικών μεθόδων. <br /> Για τον σταθμό Λάδωνα, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής υπολογισμένες με εμπειρικές μεθόδους φαίνεται να συμφωνούν μεταξύ τους, αλλά έδειξαν αποκλίσεις από τις τιμέςπου ελήφθησαν από την εξατμισιμετρική λεκάνη. Η μέγιστη ετήσια τιμή της εξατμισιμετρικής λεκάνης για το 2017, η οποία ήταν η χαμηλότερη ετήσια τιμή για την Πελοπόννησο στο σύνολό της, οφείλεται πιθανώς στο γεγονός ότι το 2016 ήταν η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε ποτέ για την Πελοπόννησο. Οι ετήσιες για το 2019 βρίσκονταν στα ίδια επίπεδα με το 2017, γεγονός που δείχνει ότι ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά και η τελευταία σε μια σειρά από πολύ ζεστά συναπτά χρόνια. Μια άλλη παρατήρηση από τον σταθμό του Λαδώνα ήταν η σημαντική αλλαγή στην παγοκάλυψη μεταξύ των ετών, η οποία μπορεί να συνεπάγεται μείωση της κατακράτησης χιονοστοιβάδων στα ορεινά της Πελοποννήσου (και αύξηση των απορροών, με συνέπειες όσον αφορά και τις πλημμύρες των υδροφόρων οριζόντων).</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%80%CF%81%CE%B1%CE%B3%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CE%B5%CE%BE%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%80%CE%BD%CE%BF%CE%AE%CF%82_%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89_%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%A0%CE%B5%CE%BB%CE%BF%CF%80%CF%8C%CE%BD%CE%BD%CE%B7%CF%83%CE%BF 2023-02-09T13:23:48Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Οικολογία]]<br /> <br /> <br /> '''Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπειρικών Μεθόδων που Χρησιμοποιούν Δεδομένα Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο, και Σύγκριση με Ετήσιες Μετρήσεις Εξάτμισης από τον MODIS και Εξατμισιμετρικών λεκανών.<br /> ''' <br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Annual Actual Evapotranspiration Estimation via GIS Models of Three Empirical Methods Employing Remotely Sensed Data for the Peloponnese, Greece, and Comparison with Annual MODIS ET and Pan Evaporation Measurements»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Stavroula Dimitriadou and Konstantinos G. Nikolakopoulos<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.3390/ijgi10080522]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Turc, τροποποιημένη Turc, Coutagne, MODIS ET, ArcMap, Πελοπόννησος.<br /> <br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2_1.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Turc] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-2.PNG| thumb | right | Εικόνα 2: Μέθοδος Coutagne] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 3: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) με εμπειρικές μεθόδους για τα έτη 2018-2019.] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-3.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) 8 ημερών από τον MODIS για τα έτη 2016-2019] ]]]<br /> <br /> <br /> '''Περίληψη:''' <br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa) δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς στην Ελλάδα. Η μελέτη αυτή εκτίμησε με εμπειρικές μεθόδους (Turc, Modified Turc και Coutagne) την ετήσια εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου, μεταξύ των ετών 2016-2019, τέσσερα από τα θερμότερα χρόνια από την προ-βιομηχανική εποχή, και τα δεδομένα συγκρίθηκαν με εκείνα του MODIS ET. Επιπλέον, οι ετήσιες μετρήσεις εξάτμισης (Epan) πραγματοποιήθηκαν για δύο εξατμισιμετρικές λεκάνες, στην Πελοπόννησο με διαφορετικό ανάγλυφο και συνθήκες. Οι εμπειρικές μέθοδοι και οι στατιστικοί τύποι (RMSD, MB, και NMB) αναπτύχθηκαν ως μοντέλα στο ArcMap. Τα αποτελέσματα της μεθόδου Turc προσομοιάζουν με εκείνα του MODIS ET για όλα τα έτη. Οι εκτιμήσεις με την τροποποιημένη μέθοδο Turc ήταν σχεδόν πανομοιότυπες με το MODIS ET. Συνεπώς, η τροποποιημένη μέθοδος Turc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο MODIS ET (και αντιστρόφως) για την Πελοπόννησο για την περίοδο 2016-2019. Επιπλέον, ο σταθμός εξατμισοδιαπνοής στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας παρουσίασε ανοδική τάση που μοιάζει με τις τάσεις των εμπειρικών μεθόδων κατά τα έτη μελέτης, ενώ ο σταθμός στην εξατμισιμετρική λεκάνη του Λάδωνα απαιτούσα έρευνα σε μηνιαία χρονική κλίμακα. <br /> <br /> <br /> Εισαγωγή<br /> H Εξατμισοδιαπνοή, παράμετρος μείζονος σημασίας για τον υδρολογικό κύκλο, καθορίζει τη διαθεσιμότητα του νερού και, στη συνέχεια, τη διαχείριση του νερού και την άρδευση. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι μια παράμετρος που επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή και αλλαγή χρήσης γης/κάλυψης γης, και έχει εξεταστεί μαζί με τις πυρκαγιές. Η δυσκολία στην άμεση μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής έχει οδηγήσει στην εφαρμογή εμπειρικών μεθόδων, αλγορίθμων και μοντέλων με διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, ενσωματώνοντας δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία καθορίζει τις διαδικασίες εξατμισοδιαπνοής, καθώς εκφράζει την κατάσταση της ενέργειας του συστήματος. Το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) είναι κατάλληλο για εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά περιορίζεται από την χονδροειδή του ανάλυση (1 km). Οι κατακρημνίσεις είναι ένας περιοριστικός παράγοντας που επηρεάζει το εύρος τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την περιοχή της νότιας Μεσογείου, όπου αναμένεται ότι οι βροχοπτώσεις θα αυξηθούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο εγγύς μέλλον. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων για την εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, από απλούς τύπους έως σύνθετους αλγόριθμους. Στην περίπτωση της Ελλάδας, η πραγματική εξατμισοδιαπνοή δεν έχει διερευνηθεί σε περιφερειακή κλίμακα. Σε μελέτες όπου τα επίπεδα εξατμισοδιαπνοής έχουν εκτιμηθεί για την Ελλάδα, χρησιμοποιήθηκαν αραιά κατανεμημένοι σταθμοί ή δορυφορικά δεδομένα για μερικές βολικές ημέρες είτε για σύντομα χρονικά διαστήματα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η πραγματική εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου για την περίοδο 2016-2019 με τη χρήση καθιερωμένων εμπειρικών μεθόδων που εφαρμόστηκαν ικανοποιητικά στο παρελθόν στην Ελλάδα (Turc, modified Turc, and Coutagne), με μηνιαία δεδομένα θερμοκρασιών για την επιφάνεια της γης, δεδομένα από τον MODIS Terra και δεδομένα υετού από 62 μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην περιοχή ενδιαφέροντος ή κοντά σε αυτήν. Επιπλέον υπολογίστηκαν ετήσιες εκτιμήσεις μέσω του ArcMap 10.6 για σύγκριση με τις ετήσιες εμπειρικές εκτιμήσεις. Χρησιμοποιήθηκαν αξιόπιστοι στατιστικοί δείκτες για την αξιολόγηση της μεθόδου με τα δεδομένα του MODIS. Δεδομένου ότι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου, υπάρχει μεγάλο διεπιστημονικό ενδιαφέρον, τόσο για τις μεθόδους όσο και για τους δείκτες που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο. Οι χάρτες για την ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2016-2019 μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ερευνητές, για τη διαχείρηση και τις πολιτικές χρήσεις νερού.<br /> <br /> <br /> '''2. Περιοχή μελέτης'''<br /> <br /> Η Πελοπόννησος είναι μια χερσόνησος της νοτιοδυτικής Ελλάδας που καταλαμβάνει περίπου το ένα έκτο του ελληνικού εδάφους (21.439 km2), με πληθυσμό 1086.935 κατοίκων (απογραφή 2011). Ένα μεγάλο μέρος της καλύπτεται από ψηλούς λόφους και βουνά, το υψηλότερο εκ των οποίων ο Ταϋγετος (2407 m). Η μεγαλύτερη πόλη είναι η Πάτρα, που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της χερσονήσου. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο που περιλαμβάνει ορισμένους μεγάλους ποταμούς (π.χ. ποταμός Αλφειού, Ευρώτα και Πηνειού). Ο Λαδωνάς είναι ο κύριος παραπόταμος του Πηνειού, σχηματίζοντας την τεχνητή λίμνη Λαδώνα στο κεντρικό τμήμα της χερσονήσου. Οι κύριοι τύποι χρήσης/κάλυψης γης είναι καλλιέργειες , δασική και αραιή βλάστηση. Ένα σημαντικό τμήμα της γης επλήγη από τις καταστροφικές πυρκαγιές του 2007. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται ως ένα μεσογειακό θερμό εύκρατο κλίμα με ξηρό καλοκαίρι. Η μέση ετήσια θερμοκρασία (όπως καταγράφηκε την περίοδο 1971-1990) κυμαίνεται μεταξύ 8 και 20 ◦C, οι κατακρημνίσεις κυμαίνονται από 400 έως πάνω από 2000 mm και επικρατεί λιακάδα 1900-3100 ώρες ετησίως .<br /> <br /> <br /> '''3. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[3.1. Εμπειρικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα MODIS που υλοποιούνται μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Χρησιμοποιήθηκαν τρεις εμπειρικές μέθοδοι για την ετήσια εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (Turc, τροποποιημένη Turc, και Coutagne). Τα αντίστοιχα μοντέλα για την εφαρμογή των μεθόδων αναπτύχθηκαν στο ModelBuilder. Οι μέθοδοι αυτές παρήγαγαν ικανοποιητικές εκτιμήσεις για την Ελλάδα σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Δεδομένα εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS.]]<br /> <br /> Τα δεδομένα MODIS για την εξατμισοδιαπνοή (MOD16A2V6, 184 εικόνες) προήλθαν από τον EarthExplorer και τα EARTHDATA. Ο στόχος ήταν να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των εκτιμήσεων MODIS και των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα (καθίζηση) και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στην εξίσωση Penman-Monteith χρησιμοποιήθηκε για την λήψη εικόνων MOD16A2V6 . Ο αλγόριθμος αυτός ενσωματώνει εισόδους βλάστησης με τηλεπισκόπηση και επανανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων (θερμοκρασία αέρα, ακτινοβολία, υγρασία) από τη Global Modeling της NASA. Οι 184 εικόνες αποτελούν μια σύνθεση 8 ημερών που περιλαμβάνει, μαζί με άλλα στρώματα, την εξατμισοδιαπνοή στα 500 m. Μετά την κατάλληλη προεπεξεργασία και την επανπροβολή στο ArcMap, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 υπολογίστηκαν με τη χρήση στατιστικών στοιχείων και παράβλεψη pixel που δεν περιέχουν δεδομένα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Μετρήσεις Εξάτμισης Της Λεκάνης]]<br /> <br /> Μία εξατμισιμετρική λεκάνη τοποθετήθηκε λειτούργησε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Φυσικής στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για μια ημιαστική τοποθεσία στο βορειότερο τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 24,8 εκ. Οι ωριαίες μετρήσεις της εξατμισιμετρικής λεκάνης ελήφθησαν σε διάστημα 4 ετών (2016-2019). Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο ποτενσιόμετρο, το οποίο μετέτρεψε τις τιμές βάθους του νερού σε τιμές τάσης μετά από σωστή βαθμονόμηση Τα σημάδια τάσης του ποτενσιόμετρου ήταν συχνά σε σύγκριση με τα σήματα τάσης ενός φορητού βολτόμετρου. Τα παραγόμενα βάθη συγκρίθηκαν επίσης με τα βάθη του νερού που μετρήθηκαν από έναν χάρακα. <br /> Μία δεύτερη εξατμισιμετρική λεκάνη κατηγορίας Α τοποθετήθηκε κοντά στην τεχνητή λίμνη του Λαδώνα (σταθμός Λαδώνα) στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 420 m. Ελήφθησαν οι ημερήσιες μετρήσεις εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 και ψηφιοποιήθηκαν. Οι μετρήσεις (από το Πανεπιστήμιο Πατρών και τον σταθμό του Λάδονα) παρουσιάζονται και σχεδιάζονται μαζί με τις τιμές εξατμισοδιαπνοής από το MODIS και τις εκτιμήσεις πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τις εμπειρικές μεθόδους για την ίδια (ετήσια) χρονική κλίμακα.<br /> <br /> [[3.4. Στατιστικοί δείκτες υπολογιζόμενοι μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Υπολογίστηκαν περιγραφικά στατιστικά στοιχεία (max, min, μέση τιμή, std) για κάθε αρχείο ράστερ στο ArcMap 10.6 (μέσω στατιστικών υπολογισμών). Προκειμένου να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των τιμών από τις διαφορετικές εμπειρικές μεθόδους, η μέση τετραγωνική απόκλιση των στατιστικών δεικτών (RMSD), η μέση μεροληψία (MB) και η ομαλοποιημένη μέση μεροληψία (NMB) αναπτύχθηκαν στο μοντέλο ModelBuilder. Οι δείκτες αυτοί θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι για τη στατιστική ανάλυση των υδρολογικών παραμέτρων. <br /> <br /> <br /> '''4. Εμπειρικές μέθοδοι'''<br /> <br /> [[4.1. Μέθοδος Turc]]<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίστηκε μέσω μοντέλου που χρησιμοποίησε εικόνες θερμοκρασίας επιφάνειας γης από τονTerra. Οι εικόνες που ελήφθησαν ημέρα και νύχτα ενώ ακόμη χρησιμποιήθηκαν και μετεωρολογικά δεδομένα για την εφαρμογή της. <br /> <br /> <br /> [[4.2. Μέθοδος της Coutagne]]<br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή προέκυψε μέσω ενός μοντέλου που εφαρμόζει τη μέθοδο Coutagne. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης Terra και Thiessen πολύγωνα (δεδομένα καθίζησης).<br /> <br /> [[4.3. Τροποποιημένη μέθοδος Turc]]<br /> Η διαφορά μεταξύ της μεθόδου Turc και της τροποποιημένης μεθόδου Turc είναι ο τρόπος που η υπολογίζεται Tmean. Το Pi σημαίνει μηνιαία κατακρήμνιση που υπολογίζεται μέσω επαναληπτικού μοντέλου με βάσητα πολύγωνα, με δεδομένα υετού, και Ti αντιπροσωπεύει τη μηνιαία μέση θερμοκρασία αέρα που προέρχεται από τρία υπομοντέλα που χρησιμοποιούν εικόνες LST Terra ημέρας και νύχτας. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίζεται στη συνέχεια μέσω τελικού μοντέλου, που αποτελείται απόδύο υπομοντέλα που υπολογίζουν Tmean, mod και τη συνάρτηση L.<br /> <br /> '''5. Αποτελέσματα'''<br /> <br /> [[5.1. Στατιστικά στοιχεία για τις ετήσιες εκτιμήσεις]]<br /> Η μέθοδος Turc οδήγησε σε υψηλότερες εκτιμήσεις της ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής από ό, τι οι άλλες μέθοδοι. Η τροποποιημένη μέθοδος Turc έδειξε μέσες ετήσια τιμές πιο κοντά στις τιμές εξατμισοδιαπνοής του MODIS.<br /> <br /> [[5.2. Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές μεθόδους]]<br /> Οι ελάχιστες τιμές της ετήσιας εξατμισοδιαπνοής ήταν παρόμοιες για την περίοδο 2016-2018. Υπήρχαν ομοιότητες στη χωρική κατανομή μεταξύ των τριών μεθόδων για κάθε έτος. Οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, γεγονός αναμενόμενο αφού σε μια περιοχή της Μεσογείου, υψηλότερες τιμές κατακρημνίσεων θα εμφανίσουν και υψηλότερες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.<br /> <br /> <br /> [[5.3 . Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής καταγεγραμμένες από τον MODIS]] <br /> Από τη σύγκριση των χαρτών των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS με εκείνους του εμπειρικού μοντέλου, είναι προφανές ότι η μέθοδος Turc μας έδωσε μεγαλύτερο εύρος τιμών από τις άλλες εμπειρικές μεθόδους, πλησιέστερα σε εκείνη του MODIS.<br /> <br /> <br /> [[5.5.Εξατμισιμετρικές λεκάνες στους σταθμούς του Πανεπιστημίου Πατρών και Λαδόνα]]<br /> Τα σύνολα δεδομένων των καθημερινών μετρήσεων αποκτήθηκαν για την περίοδο 2016-2019 από τους δύο σταθμούς (Πανεπιστήμιο Πατρών και Λαδώνας). Οι μέγιστες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εμφανίζονται το 2017, ακολουθούμενες από εκείνες του 2019, οι οποίες ήταν κοντά στις αντίστοιχες τιμές του 2016.<br /> <br /> <br /> '''6. Συμπεράσματα'''<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2019 έδειξε τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ όλων των συγκρινόμενων ζευγών εμπειρικών μεθόδων. Αυτό ήταν το δεύτερο θερμότερο έτος από την προ-βιομηχανική εποχή και το τρίτο διαδοχικό έτος μεταξύ 2016 και 2018. Οι εμπειρικές μέθοδοι έδωσαν τις υψηλότερες μέγιστες εκτιμήσεις για το 2016, τη θερμότερη καταγεγραμμένη χρονιά και τις χαμηλότερες μέγιστες τιμές για το 2017, υποδηλώνοντας ότι η ζήτηση εξάτμισης δεν μπορούσε να ικανοποιηθεί από τη διαθεσιμότητα του νερού.<br /> Σε σύγκριση των εκτιμήσεων στην ετήσια κλίμακα, διαπιστώθηκε ότι από όλες τις εμπειρικές μεθόδους λαμβάνεται μικρότερο εύρος τιμών από ό, τι από τον MODIS, ενώ το εύρος τιμών της μεθόδου Turc ήταν η πλησιέστερο στου MODIS. Οι στατιστικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η τροποποιημένη Turc θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στις μετρήσεις του MODIS για την Πελοπόννησο για τα έτη 2016-2019. Η γραμμή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για το σταθμό του Πανεπιστημίου Πατρών έδειξε μόνο ελάχιστες αποκλίσεις σε σύγκριση με τις τιμές των εμπειρικών μεθόδων. <br /> Για τον σταθμό Λάδωνα, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής υπολογισμένες με εμπειρικές μεθόδους φαίνεται να συμφωνούν μεταξύ τους, αλλά έδειξαν αποκλίσεις από τις τιμέςπου ελήφθησαν από την εξατμισιμετρική λεκάνη. Η μέγιστη ετήσια τιμή της εξατμισιμετρικής λεκάνης για το 2017, η οποία ήταν η χαμηλότερη ετήσια τιμή για την Πελοπόννησο στο σύνολό της, οφείλεται πιθανώς στο γεγονός ότι το 2016 ήταν η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε ποτέ για την Πελοπόννησο. Οι ετήσιες για το 2019 βρίσκονταν στα ίδια επίπεδα με το 2017, γεγονός που δείχνει ότι ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά και η τελευταία σε μια σειρά από πολύ ζεστά συναπτά χρόνια. Μια άλλη παρατήρηση από τον σταθμό του Λαδώνα ήταν η σημαντική αλλαγή στην παγοκάλυψη μεταξύ των ετών, η οποία μπορεί να συνεπάγεται μείωση της κατακράτησης χιονοστοιβάδων στα ορεινά της Πελοποννήσου (και αύξηση των απορροών, με συνέπειες όσον αφορά και τις πλημμύρες των υδροφόρων οριζόντων).</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%80%CF%81%CE%B1%CE%B3%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CE%B5%CE%BE%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%80%CE%BD%CE%BF%CE%AE%CF%82_%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89_%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%A0%CE%B5%CE%BB%CE%BF%CF%80%CF%8C%CE%BD%CE%BD%CE%B7%CF%83%CE%BF 2023-02-09T13:22:34Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Οικολογία]]<br /> <br /> <br /> == Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπειρικών Μεθόδων που Χρησιμοποιούν Δεδομένα Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο, και Σύγκριση με Ετήσιες Μετρήσεις Εξάτμισης από τον MODIS και Εξατμισιμετρικών λεκανών.<br /> ==<br /> <br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Annual Actual Evapotranspiration Estimation via GIS Models of Three Empirical Methods Employing Remotely Sensed Data for the Peloponnese, Greece, and Comparison with Annual MODIS ET and Pan Evaporation Measurements»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Stavroula Dimitriadou and Konstantinos G. Nikolakopoulos<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.3390/ijgi10080522]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Turc, τροποποιημένη Turc, Coutagne, MODIS ET, ArcMap, Πελοπόννησος.<br /> <br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2_1.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Turc] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-2.PNG| thumb | right | Εικόνα 2: Μέθοδος Coutagne] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 3: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) με εμπειρικές μεθόδους για τα έτη 2018-2019.] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-3.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) 8 ημερών από τον MODIS για τα έτη 2016-2019] ]]]<br /> <br /> <br /> '''Περίληψη:''' <br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa) δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς στην Ελλάδα. Η μελέτη αυτή εκτίμησε με εμπειρικές μεθόδους (Turc, Modified Turc και Coutagne) την ετήσια εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου, μεταξύ των ετών 2016-2019, τέσσερα από τα θερμότερα χρόνια από την προ-βιομηχανική εποχή, και τα δεδομένα συγκρίθηκαν με εκείνα του MODIS ET. Επιπλέον, οι ετήσιες μετρήσεις εξάτμισης (Epan) πραγματοποιήθηκαν για δύο εξατμισιμετρικές λεκάνες, στην Πελοπόννησο με διαφορετικό ανάγλυφο και συνθήκες. Οι εμπειρικές μέθοδοι και οι στατιστικοί τύποι (RMSD, MB, και NMB) αναπτύχθηκαν ως μοντέλα στο ArcMap. Τα αποτελέσματα της μεθόδου Turc προσομοιάζουν με εκείνα του MODIS ET για όλα τα έτη. Οι εκτιμήσεις με την τροποποιημένη μέθοδο Turc ήταν σχεδόν πανομοιότυπες με το MODIS ET. Συνεπώς, η τροποποιημένη μέθοδος Turc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο MODIS ET (και αντιστρόφως) για την Πελοπόννησο για την περίοδο 2016-2019. Επιπλέον, ο σταθμός εξατμισοδιαπνοής στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας παρουσίασε ανοδική τάση που μοιάζει με τις τάσεις των εμπειρικών μεθόδων κατά τα έτη μελέτης, ενώ ο σταθμός στην εξατμισιμετρική λεκάνη του Λάδωνα απαιτούσα έρευνα σε μηνιαία χρονική κλίμακα. <br /> <br /> <br /> Εισαγωγή<br /> H Εξατμισοδιαπνοή, παράμετρος μείζονος σημασίας για τον υδρολογικό κύκλο, καθορίζει τη διαθεσιμότητα του νερού και, στη συνέχεια, τη διαχείριση του νερού και την άρδευση. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι μια παράμετρος που επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή και αλλαγή χρήσης γης/κάλυψης γης, και έχει εξεταστεί μαζί με τις πυρκαγιές. Η δυσκολία στην άμεση μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής έχει οδηγήσει στην εφαρμογή εμπειρικών μεθόδων, αλγορίθμων και μοντέλων με διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, ενσωματώνοντας δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία καθορίζει τις διαδικασίες εξατμισοδιαπνοής, καθώς εκφράζει την κατάσταση της ενέργειας του συστήματος. Το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) είναι κατάλληλο για εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά περιορίζεται από την χονδροειδή του ανάλυση (1 km). Οι κατακρημνίσεις είναι ένας περιοριστικός παράγοντας που επηρεάζει το εύρος τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την περιοχή της νότιας Μεσογείου, όπου αναμένεται ότι οι βροχοπτώσεις θα αυξηθούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο εγγύς μέλλον. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων για την εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, από απλούς τύπους έως σύνθετους αλγόριθμους. Στην περίπτωση της Ελλάδας, η πραγματική εξατμισοδιαπνοή δεν έχει διερευνηθεί σε περιφερειακή κλίμακα. Σε μελέτες όπου τα επίπεδα εξατμισοδιαπνοής έχουν εκτιμηθεί για την Ελλάδα, χρησιμοποιήθηκαν αραιά κατανεμημένοι σταθμοί ή δορυφορικά δεδομένα για μερικές βολικές ημέρες είτε για σύντομα χρονικά διαστήματα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η πραγματική εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου για την περίοδο 2016-2019 με τη χρήση καθιερωμένων εμπειρικών μεθόδων που εφαρμόστηκαν ικανοποιητικά στο παρελθόν στην Ελλάδα (Turc, modified Turc, and Coutagne), με μηνιαία δεδομένα θερμοκρασιών για την επιφάνεια της γης, δεδομένα από τον MODIS Terra και δεδομένα υετού από 62 μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην περιοχή ενδιαφέροντος ή κοντά σε αυτήν. Επιπλέον υπολογίστηκαν ετήσιες εκτιμήσεις μέσω του ArcMap 10.6 για σύγκριση με τις ετήσιες εμπειρικές εκτιμήσεις. Χρησιμοποιήθηκαν αξιόπιστοι στατιστικοί δείκτες για την αξιολόγηση της μεθόδου με τα δεδομένα του MODIS. Δεδομένου ότι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου, υπάρχει μεγάλο διεπιστημονικό ενδιαφέρον, τόσο για τις μεθόδους όσο και για τους δείκτες που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο. Οι χάρτες για την ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2016-2019 μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ερευνητές, για τη διαχείρηση και τις πολιτικές χρήσεις νερού.<br /> <br /> <br /> '''2. Περιοχή μελέτης'''<br /> <br /> Η Πελοπόννησος είναι μια χερσόνησος της νοτιοδυτικής Ελλάδας που καταλαμβάνει περίπου το ένα έκτο του ελληνικού εδάφους (21.439 km2), με πληθυσμό 1086.935 κατοίκων (απογραφή 2011). Ένα μεγάλο μέρος της καλύπτεται από ψηλούς λόφους και βουνά, το υψηλότερο εκ των οποίων ο Ταϋγετος (2407 m). Η μεγαλύτερη πόλη είναι η Πάτρα, που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της χερσονήσου. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο που περιλαμβάνει ορισμένους μεγάλους ποταμούς (π.χ. ποταμός Αλφειού, Ευρώτα και Πηνειού). Ο Λαδωνάς είναι ο κύριος παραπόταμος του Πηνειού, σχηματίζοντας την τεχνητή λίμνη Λαδώνα στο κεντρικό τμήμα της χερσονήσου. Οι κύριοι τύποι χρήσης/κάλυψης γης είναι καλλιέργειες , δασική και αραιή βλάστηση. Ένα σημαντικό τμήμα της γης επλήγη από τις καταστροφικές πυρκαγιές του 2007. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται ως ένα μεσογειακό θερμό εύκρατο κλίμα με ξηρό καλοκαίρι. Η μέση ετήσια θερμοκρασία (όπως καταγράφηκε την περίοδο 1971-1990) κυμαίνεται μεταξύ 8 και 20 ◦C, οι κατακρημνίσεις κυμαίνονται από 400 έως πάνω από 2000 mm και επικρατεί λιακάδα 1900-3100 ώρες ετησίως .<br /> <br /> <br /> '''3. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[3.1. Εμπειρικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα MODIS που υλοποιούνται μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Χρησιμοποιήθηκαν τρεις εμπειρικές μέθοδοι για την ετήσια εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (Turc, τροποποιημένη Turc, και Coutagne). Τα αντίστοιχα μοντέλα για την εφαρμογή των μεθόδων αναπτύχθηκαν στο ModelBuilder. Οι μέθοδοι αυτές παρήγαγαν ικανοποιητικές εκτιμήσεις για την Ελλάδα σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Δεδομένα εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS.]]<br /> <br /> Τα δεδομένα MODIS για την εξατμισοδιαπνοή (MOD16A2V6, 184 εικόνες) προήλθαν από τον EarthExplorer και τα EARTHDATA. Ο στόχος ήταν να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των εκτιμήσεων MODIS και των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα (καθίζηση) και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στην εξίσωση Penman-Monteith χρησιμοποιήθηκε για την λήψη εικόνων MOD16A2V6 . Ο αλγόριθμος αυτός ενσωματώνει εισόδους βλάστησης με τηλεπισκόπηση και επανανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων (θερμοκρασία αέρα, ακτινοβολία, υγρασία) από τη Global Modeling της NASA. Οι 184 εικόνες αποτελούν μια σύνθεση 8 ημερών που περιλαμβάνει, μαζί με άλλα στρώματα, την εξατμισοδιαπνοή στα 500 m. Μετά την κατάλληλη προεπεξεργασία και την επανπροβολή στο ArcMap, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 υπολογίστηκαν με τη χρήση στατιστικών στοιχείων και παράβλεψη pixel που δεν περιέχουν δεδομένα.<br /> <br /> <br /> 3.3. Μετρήσεις Εξάτμισης Της Λεκάνης<br /> <br /> Μία εξατμισιμετρική λεκάνη τοποθετήθηκε λειτούργησε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Φυσικής στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για μια ημιαστική τοποθεσία στο βορειότερο τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 24,8 εκ. Οι ωριαίες μετρήσεις της εξατμισιμετρικής λεκάνης ελήφθησαν σε διάστημα 4 ετών (2016-2019). Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο ποτενσιόμετρο, το οποίο μετέτρεψε τις τιμές βάθους του νερού σε τιμές τάσης μετά από σωστή βαθμονόμηση Τα σημάδια τάσης του ποτενσιόμετρου ήταν συχνά σε σύγκριση με τα σήματα τάσης ενός φορητού βολτόμετρου. Τα παραγόμενα βάθη συγκρίθηκαν επίσης με τα βάθη του νερού που μετρήθηκαν από έναν χάρακα. <br /> Μία δεύτερη εξατμισιμετρική λεκάνη κατηγορίας Α τοποθετήθηκε κοντά στην τεχνητή λίμνη του Λαδώνα (σταθμός Λαδώνα) στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 420 m. Ελήφθησαν οι ημερήσιες μετρήσεις εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 και ψηφιοποιήθηκαν. Οι μετρήσεις (από το Πανεπιστήμιο Πατρών και τον σταθμό του Λάδονα) παρουσιάζονται και σχεδιάζονται μαζί με τις τιμές εξατμισοδιαπνοής από το MODIS και τις εκτιμήσεις πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τις εμπειρικές μεθόδους για την ίδια (ετήσια) χρονική κλίμακα.<br /> <br /> [[3.4. Στατιστικοί δείκτες υπολογιζόμενοι μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Υπολογίστηκαν περιγραφικά στατιστικά στοιχεία (max, min, μέση τιμή, std) για κάθε αρχείο ράστερ στο ArcMap 10.6 (μέσω στατιστικών υπολογισμών). Προκειμένου να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των τιμών από τις διαφορετικές εμπειρικές μεθόδους, η μέση τετραγωνική απόκλιση των στατιστικών δεικτών (RMSD), η μέση μεροληψία (MB) και η ομαλοποιημένη μέση μεροληψία (NMB) αναπτύχθηκαν στο μοντέλο ModelBuilder. Οι δείκτες αυτοί θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι για τη στατιστική ανάλυση των υδρολογικών παραμέτρων. <br /> <br /> <br /> '''4. Εμπειρικές μέθοδοι'''<br /> <br /> [[4.1. Μέθοδος Turc]]<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίστηκε μέσω μοντέλου που χρησιμοποίησε εικόνες θερμοκρασίας επιφάνειας γης από τονTerra. Οι εικόνες που ελήφθησαν ημέρα και νύχτα ενώ ακόμη χρησιμποιήθηκαν και μετεωρολογικά δεδομένα για την εφαρμογή της. <br /> <br /> <br /> [[4.2. Μέθοδος της Coutagne]]<br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή προέκυψε μέσω ενός μοντέλου που εφαρμόζει τη μέθοδο Coutagne. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης Terra και Thiessen πολύγωνα (δεδομένα καθίζησης).<br /> <br /> [[4.3. Τροποποιημένη μέθοδος Turc]]<br /> Η διαφορά μεταξύ της μεθόδου Turc και της τροποποιημένης μεθόδου Turc είναι ο τρόπος που η υπολογίζεται Tmean. Το Pi σημαίνει μηνιαία κατακρήμνιση που υπολογίζεται μέσω επαναληπτικού μοντέλου με βάσητα πολύγωνα, με δεδομένα υετού, και Ti αντιπροσωπεύει τη μηνιαία μέση θερμοκρασία αέρα που προέρχεται από τρία υπομοντέλα που χρησιμοποιούν εικόνες LST Terra ημέρας και νύχτας. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίζεται στη συνέχεια μέσω τελικού μοντέλου, που αποτελείται απόδύο υπομοντέλα που υπολογίζουν Tmean, mod και τη συνάρτηση L.<br /> <br /> '''5. Αποτελέσματα'''<br /> <br /> [[5.1. Στατιστικά στοιχεία για τις ετήσιες εκτιμήσεις]]<br /> Η μέθοδος Turc οδήγησε σε υψηλότερες εκτιμήσεις της ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής από ό, τι οι άλλες μέθοδοι. Η τροποποιημένη μέθοδος Turc έδειξε μέσες ετήσια τιμές πιο κοντά στις τιμές εξατμισοδιαπνοής του MODIS.<br /> <br /> [[5.2. Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές μεθόδους]]<br /> Οι ελάχιστες τιμές της ετήσιας εξατμισοδιαπνοής ήταν παρόμοιες για την περίοδο 2016-2018. Υπήρχαν ομοιότητες στη χωρική κατανομή μεταξύ των τριών μεθόδων για κάθε έτος. Οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, γεγονός αναμενόμενο αφού σε μια περιοχή της Μεσογείου, υψηλότερες τιμές κατακρημνίσεων θα εμφανίσουν και υψηλότερες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.<br /> <br /> <br /> [[5.3 . Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής καταγεγραμμένες από τον MODIS]] <br /> Από τη σύγκριση των χαρτών των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS με εκείνους του εμπειρικού μοντέλου, είναι προφανές ότι η μέθοδος Turc μας έδωσε μεγαλύτερο εύρος τιμών από τις άλλες εμπειρικές μεθόδους, πλησιέστερα σε εκείνη του MODIS.<br /> <br /> <br /> [[5.5.Εξατμισιμετρικές λεκάνες στους σταθμούς του Πανεπιστημίου Πατρών και Λαδόνα]]<br /> Τα σύνολα δεδομένων των καθημερινών μετρήσεων αποκτήθηκαν για την περίοδο 2016-2019 από τους δύο σταθμούς (Πανεπιστήμιο Πατρών και Λαδώνας). Οι μέγιστες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εμφανίζονται το 2017, ακολουθούμενες από εκείνες του 2019, οι οποίες ήταν κοντά στις αντίστοιχες τιμές του 2016.<br /> <br /> <br /> '''6. Συμπεράσματα'''<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2019 έδειξε τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ όλων των συγκρινόμενων ζευγών εμπειρικών μεθόδων. Αυτό ήταν το δεύτερο θερμότερο έτος από την προ-βιομηχανική εποχή και το τρίτο διαδοχικό έτος μεταξύ 2016 και 2018. Οι εμπειρικές μέθοδοι έδωσαν τις υψηλότερες μέγιστες εκτιμήσεις για το 2016, τη θερμότερη καταγεγραμμένη χρονιά και τις χαμηλότερες μέγιστες τιμές για το 2017, υποδηλώνοντας ότι η ζήτηση εξάτμισης δεν μπορούσε να ικανοποιηθεί από τη διαθεσιμότητα του νερού.<br /> Σε σύγκριση των εκτιμήσεων στην ετήσια κλίμακα, διαπιστώθηκε ότι από όλες τις εμπειρικές μεθόδους λαμβάνεται μικρότερο εύρος τιμών από ό, τι από τον MODIS, ενώ το εύρος τιμών της μεθόδου Turc ήταν η πλησιέστερο στου MODIS. Οι στατιστικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η τροποποιημένη Turc θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στις μετρήσεις του MODIS για την Πελοπόννησο για τα έτη 2016-2019. Η γραμμή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για το σταθμό του Πανεπιστημίου Πατρών έδειξε μόνο ελάχιστες αποκλίσεις σε σύγκριση με τις τιμές των εμπειρικών μεθόδων. <br /> Για τον σταθμό Λάδωνα, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής υπολογισμένες με εμπειρικές μεθόδους φαίνεται να συμφωνούν μεταξύ τους, αλλά έδειξαν αποκλίσεις από τις τιμέςπου ελήφθησαν από την εξατμισιμετρική λεκάνη. Η μέγιστη ετήσια τιμή της εξατμισιμετρικής λεκάνης για το 2017, η οποία ήταν η χαμηλότερη ετήσια τιμή για την Πελοπόννησο στο σύνολό της, οφείλεται πιθανώς στο γεγονός ότι το 2016 ήταν η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε ποτέ για την Πελοπόννησο. Οι ετήσιες για το 2019 βρίσκονταν στα ίδια επίπεδα με το 2017, γεγονός που δείχνει ότι ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά και η τελευταία σε μια σειρά από πολύ ζεστά συναπτά χρόνια. Μια άλλη παρατήρηση από τον σταθμό του Λαδώνα ήταν η σημαντική αλλαγή στην παγοκάλυψη μεταξύ των ετών, η οποία μπορεί να συνεπάγεται μείωση της κατακράτησης χιονοστοιβάδων στα ορεινά της Πελοποννήσου (και αύξηση των απορροών, με συνέπειες όσον αφορά και τις πλημμύρες των υδροφόρων οριζόντων).</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%95%CE%BA%CF%84%CE%AF%CE%BC%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%80%CF%81%CE%B1%CE%B3%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%B9%CE%BA%CE%AE%CF%82_%CE%B5%CE%BE%CE%B1%CF%84%CE%BC%CE%B9%CF%83%CE%BF%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%80%CE%BD%CE%BF%CE%AE%CF%82_%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89_%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%83%CE%BA%CF%8C%CF%80%CE%B7%CF%83%CE%B7%CF%82_%CE%B3%CE%B9%CE%B1_%CF%84%CE%B7%CE%BD_%CE%A0%CE%B5%CE%BB%CE%BF%CF%80%CF%8C%CE%BD%CE%BD%CE%B7%CF%83%CE%BF 2023-02-09T13:21:03Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με ' category:Οικολογία == Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπ...'</p> <hr /> <div><br /> [[category:Οικολογία]]<br /> <br /> == Ετήσια Εκτίμηση Πραγματικής Εξατμισοδιαπνοής μέσω GIS Μοντέλων Τριών Εμπειρικών Μεθόδων που Χρησιμοποιούν Δεδομένα Τηλεπισκόπησης για την Πελοπόννησο, και Σύγκριση με Ετήσιες Μετρήσεις Εξάτμισης από τον MODIS και Εξατμισιμετρικών λεκανών.<br /> ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Annual Actual Evapotranspiration Estimation via GIS Models of Three Empirical Methods Employing Remotely Sensed Data for the Peloponnese, Greece, and Comparison with Annual MODIS ET and Pan Evaporation Measurements»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Stavroula Dimitriadou and Konstantinos G. Nikolakopoulos<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.3390/ijgi10080522]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Turc, τροποποιημένη Turc, Coutagne, MODIS ET, ArcMap, Πελοπόννησος.<br /> <br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2_1.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Turc] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-2.PNG| thumb | right | Εικόνα 2: Μέθοδος Coutagne] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog-paper2-2.png| thumb | right | Εικόνα 3: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) με εμπειρικές μεθόδους για τα έτη 2018-2019.] ]]]<br /> [[Αρχείο:Eltog_paper2-3.png| thumb | right | Εικόνα 1: Μέθοδος Ετήσια εξατμισοδιαπνοή (σε mm) 8 ημερών από τον MODIS για τα έτη 2016-2019] ]]]<br /> <br /> <br /> '''Περίληψη:''' <br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή (ETa) δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς στην Ελλάδα. Η μελέτη αυτή εκτίμησε με εμπειρικές μεθόδους (Turc, Modified Turc και Coutagne) την ετήσια εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου, μεταξύ των ετών 2016-2019, τέσσερα από τα θερμότερα χρόνια από την προ-βιομηχανική εποχή, και τα δεδομένα συγκρίθηκαν με εκείνα του MODIS ET. Επιπλέον, οι ετήσιες μετρήσεις εξάτμισης (Epan) πραγματοποιήθηκαν για δύο εξατμισιμετρικές λεκάνες, στην Πελοπόννησο με διαφορετικό ανάγλυφο και συνθήκες. Οι εμπειρικές μέθοδοι και οι στατιστικοί τύποι (RMSD, MB, και NMB) αναπτύχθηκαν ως μοντέλα στο ArcMap. Τα αποτελέσματα της μεθόδου Turc προσομοιάζουν με εκείνα του MODIS ET για όλα τα έτη. Οι εκτιμήσεις με την τροποποιημένη μέθοδο Turc ήταν σχεδόν πανομοιότυπες με το MODIS ET. Συνεπώς, η τροποποιημένη μέθοδος Turc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση στο MODIS ET (και αντιστρόφως) για την Πελοπόννησο για την περίοδο 2016-2019. Επιπλέον, ο σταθμός εξατμισοδιαπνοής στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας παρουσίασε ανοδική τάση που μοιάζει με τις τάσεις των εμπειρικών μεθόδων κατά τα έτη μελέτης, ενώ ο σταθμός στην εξατμισιμετρική λεκάνη του Λάδωνα απαιτούσα έρευνα σε μηνιαία χρονική κλίμακα. <br /> <br /> <br /> Εισαγωγή<br /> H Εξατμισοδιαπνοή, παράμετρος μείζονος σημασίας για τον υδρολογικό κύκλο, καθορίζει τη διαθεσιμότητα του νερού και, στη συνέχεια, τη διαχείριση του νερού και την άρδευση. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή είναι μια παράμετρος που επηρεάζεται από την κλιματική αλλαγή και αλλαγή χρήσης γης/κάλυψης γης, και έχει εξεταστεί μαζί με τις πυρκαγιές. Η δυσκολία στην άμεση μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής έχει οδηγήσει στην εφαρμογή εμπειρικών μεθόδων, αλγορίθμων και μοντέλων με διαφορετικά επίπεδα πολυπλοκότητας, ενσωματώνοντας δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Είναι γνωστό ότι η θερμοκρασία καθορίζει τις διαδικασίες εξατμισοδιαπνοής, καθώς εκφράζει την κατάσταση της ενέργειας του συστήματος. Το φασματοφωτόμετρο απεικόνισης μέτριας ανάλυσης (MODIS) είναι κατάλληλο για εκτίμηση πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, αλλά περιορίζεται από την χονδροειδή του ανάλυση (1 km). Οι κατακρημνίσεις είναι ένας περιοριστικός παράγοντας που επηρεάζει το εύρος τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για την περιοχή της νότιας Μεσογείου, όπου αναμένεται ότι οι βροχοπτώσεις θα αυξηθούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στο εγγύς μέλλον. Υπάρχει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων για την εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής, από απλούς τύπους έως σύνθετους αλγόριθμους. Στην περίπτωση της Ελλάδας, η πραγματική εξατμισοδιαπνοή δεν έχει διερευνηθεί σε περιφερειακή κλίμακα. Σε μελέτες όπου τα επίπεδα εξατμισοδιαπνοής έχουν εκτιμηθεί για την Ελλάδα, χρησιμοποιήθηκαν αραιά κατανεμημένοι σταθμοί ή δορυφορικά δεδομένα για μερικές βολικές ημέρες είτε για σύντομα χρονικά διαστήματα. Ο σκοπός αυτής της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί η πραγματική εξατμισοδιαπνοή της Πελοποννήσου για την περίοδο 2016-2019 με τη χρήση καθιερωμένων εμπειρικών μεθόδων που εφαρμόστηκαν ικανοποιητικά στο παρελθόν στην Ελλάδα (Turc, modified Turc, and Coutagne), με μηνιαία δεδομένα θερμοκρασιών για την επιφάνεια της γης, δεδομένα από τον MODIS Terra και δεδομένα υετού από 62 μετεωρολογικούς σταθμούς του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών στην περιοχή ενδιαφέροντος ή κοντά σε αυτήν. Επιπλέον υπολογίστηκαν ετήσιες εκτιμήσεις μέσω του ArcMap 10.6 για σύγκριση με τις ετήσιες εμπειρικές εκτιμήσεις. Χρησιμοποιήθηκαν αξιόπιστοι στατιστικοί δείκτες για την αξιολόγηση της μεθόδου με τα δεδομένα του MODIS. Δεδομένου ότι η πραγματική εξατμισοδιαπνοή αποτελεί μέρος του υδρολογικού κύκλου, υπάρχει μεγάλο διεπιστημονικό ενδιαφέρον, τόσο για τις μεθόδους όσο και για τους δείκτες που αναπτύχθηκαν στο μοντέλο. Οι χάρτες για την ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2016-2019 μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τους ερευνητές, για τη διαχείρηση και τις πολιτικές χρήσεις νερού.<br /> <br /> <br /> '''2. Περιοχή μελέτης'''<br /> Η Πελοπόννησος είναι μια χερσόνησος της νοτιοδυτικής Ελλάδας που καταλαμβάνει περίπου το ένα έκτο του ελληνικού εδάφους (21.439 km2), με πληθυσμό 1086.935 κατοίκων (απογραφή 2011). Ένα μεγάλο μέρος της καλύπτεται από ψηλούς λόφους και βουνά, το υψηλότερο εκ των οποίων ο Ταϋγετος (2407 m). Η μεγαλύτερη πόλη είναι η Πάτρα, που βρίσκεται στο βόρειο άκρο της χερσονήσου. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται από ένα καλά αναπτυγμένο υδρογραφικό δίκτυο που περιλαμβάνει ορισμένους μεγάλους ποταμούς (π.χ. ποταμός Αλφειού, Ευρώτα και Πηνειού). Ο Λαδωνάς είναι ο κύριος παραπόταμος του Πηνειού, σχηματίζοντας την τεχνητή λίμνη Λαδώνα στο κεντρικό τμήμα της χερσονήσου. Οι κύριοι τύποι χρήσης/κάλυψης γης είναι καλλιέργειες , δασική και αραιή βλάστηση. Ένα σημαντικό τμήμα της γης επλήγη από τις καταστροφικές πυρκαγιές του 2007. Η Πελοπόννησος χαρακτηρίζεται ως ένα μεσογειακό θερμό εύκρατο κλίμα με ξηρό καλοκαίρι. Η μέση ετήσια θερμοκρασία (όπως καταγράφηκε την περίοδο 1971-1990) κυμαίνεται μεταξύ 8 και 20 ◦C, οι κατακρημνίσεις κυμαίνονται από 400 έως πάνω από 2000 mm και επικρατεί λιακάδα 1900-3100 ώρες ετησίως .<br /> <br /> <br /> '''3. Υλικά και μέθοδοι'''<br /> [[3.1. Εμπειρικές εξισώσεις που χρησιμοποιούν μετεωρολογικά δεδομένα και δεδομένα MODIS που υλοποιούνται μέσω μοντέλων GIS]]<br /> Χρησιμοποιήθηκαν τρεις εμπειρικές μέθοδοι για την ετήσια εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής (Turc, τροποποιημένη Turc, και Coutagne). Τα αντίστοιχα μοντέλα για την εφαρμογή των μεθόδων αναπτύχθηκαν στο ModelBuilder. Οι μέθοδοι αυτές παρήγαγαν ικανοποιητικές εκτιμήσεις για την Ελλάδα σύμφωνα με τη βιβλιογραφία. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Δεδομένα εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS.]]<br /> Τα δεδομένα MODIS για την εξατμισοδιαπνοή (MOD16A2V6, 184 εικόνες) προήλθαν από τον EarthExplorer και τα EARTHDATA. Ο στόχος ήταν να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των εκτιμήσεων MODIS και των τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές εξισώσεις χρησιμοποιώντας μετεωρολογικά δεδομένα (καθίζηση) και δεδομένα τηλεπισκόπησης. Ο αλγόριθμος που βασίζεται στην εξίσωση Penman-Monteith χρησιμοποιήθηκε για την λήψη εικόνων MOD16A2V6 . Ο αλγόριθμος αυτός ενσωματώνει εισόδους βλάστησης με τηλεπισκόπηση και επανανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων (θερμοκρασία αέρα, ακτινοβολία, υγρασία) από τη Global Modeling της NASA. Οι 184 εικόνες αποτελούν μια σύνθεση 8 ημερών που περιλαμβάνει, μαζί με άλλα στρώματα, την εξατμισοδιαπνοή στα 500 m. Μετά την κατάλληλη προεπεξεργασία και την επανπροβολή στο ArcMap, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 υπολογίστηκαν με τη χρήση στατιστικών στοιχείων και παράβλεψη pixel που δεν περιέχουν δεδομένα.<br /> <br /> <br /> 3.3. Μετρήσεις Εξάτμισης Της Λεκάνης<br /> Μία εξατμισιμετρική λεκάνη τοποθετήθηκε λειτούργησε στον μετεωρολογικό σταθμό του Εργαστηρίου Ατμοσφαιρικής Φυσικής στην πανεπιστημιούπολη του Πανεπιστημίου Πατρών. Πρόκειται για μια ημιαστική τοποθεσία στο βορειότερο τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 24,8 εκ. Οι ωριαίες μετρήσεις της εξατμισιμετρικής λεκάνης ελήφθησαν σε διάστημα 4 ετών (2016-2019). Χρησιμοποιήθηκε ένα αυτόματο ποτενσιόμετρο, το οποίο μετέτρεψε τις τιμές βάθους του νερού σε τιμές τάσης μετά από σωστή βαθμονόμηση Τα σημάδια τάσης του ποτενσιόμετρου ήταν συχνά σε σύγκριση με τα σήματα τάσης ενός φορητού βολτόμετρου. Τα παραγόμενα βάθη συγκρίθηκαν επίσης με τα βάθη του νερού που μετρήθηκαν από έναν χάρακα. <br /> Μία δεύτερη εξατμισιμετρική λεκάνη κατηγορίας Α τοποθετήθηκε κοντά στην τεχνητή λίμνη του Λαδώνα (σταθμός Λαδώνα) στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, σε απόλυτο ύψος 420 m. Ελήφθησαν οι ημερήσιες μετρήσεις εξατμισοδιαπνοής για την περίοδο 2016-2019 και ψηφιοποιήθηκαν. Οι μετρήσεις (από το Πανεπιστήμιο Πατρών και τον σταθμό του Λάδονα) παρουσιάζονται και σχεδιάζονται μαζί με τις τιμές εξατμισοδιαπνοής από το MODIS και τις εκτιμήσεις πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τις εμπειρικές μεθόδους για την ίδια (ετήσια) χρονική κλίμακα.<br /> <br /> [[3.4. Στατιστικοί δείκτες υπολογιζόμενοι μέσω μοντέλων GIS]]<br /> <br /> Υπολογίστηκαν περιγραφικά στατιστικά στοιχεία (max, min, μέση τιμή, std) για κάθε αρχείο ράστερ στο ArcMap 10.6 (μέσω στατιστικών υπολογισμών). Προκειμένου να αξιολογηθεί η συμφωνία μεταξύ των τιμών από τις διαφορετικές εμπειρικές μεθόδους, η μέση τετραγωνική απόκλιση των στατιστικών δεικτών (RMSD), η μέση μεροληψία (MB) και η ομαλοποιημένη μέση μεροληψία (NMB) αναπτύχθηκαν στο μοντέλο ModelBuilder. Οι δείκτες αυτοί θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι για τη στατιστική ανάλυση των υδρολογικών παραμέτρων. <br /> <br /> <br /> '''4. Εμπειρικές μέθοδοι'''<br /> [[4.1. Μέθοδος Turc]]<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίστηκε μέσω μοντέλου που χρησιμοποίησε εικόνες θερμοκρασίας επιφάνειας γης από τονTerra. Οι εικόνες που ελήφθησαν ημέρα και νύχτα ενώ ακόμη χρησιμποιήθηκαν και μετεωρολογικά δεδομένα για την εφαρμογή της. <br /> <br /> <br /> [[4.2. Μέθοδος της Coutagne]]<br /> Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή προέκυψε μέσω ενός μοντέλου που εφαρμόζει τη μέθοδο Coutagne. Το μοντέλο χρησιμοποιεί τα δεδομένα θερμοκρασίας επιφάνειας γης Terra και Thiessen πολύγωνα (δεδομένα καθίζησης).<br /> <br /> [[4.3. Τροποποιημένη μέθοδος Turc]]<br /> Η διαφορά μεταξύ της μεθόδου Turc και της τροποποιημένης μεθόδου Turc είναι ο τρόπος που η υπολογίζεται Tmean. Το Pi σημαίνει μηνιαία κατακρήμνιση που υπολογίζεται μέσω επαναληπτικού μοντέλου με βάσητα πολύγωνα, με δεδομένα υετού, και Ti αντιπροσωπεύει τη μηνιαία μέση θερμοκρασία αέρα που προέρχεται από τρία υπομοντέλα που χρησιμοποιούν εικόνες LST Terra ημέρας και νύχτας. Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή υπολογίζεται στη συνέχεια μέσω τελικού μοντέλου, που αποτελείται απόδύο υπομοντέλα που υπολογίζουν Tmean, mod και τη συνάρτηση L.<br /> <br /> '''5. Αποτελέσματα'''<br /> [[5.1. Στατιστικά στοιχεία για τις ετήσιες εκτιμήσεις]]<br /> Η μέθοδος Turc οδήγησε σε υψηλότερες εκτιμήσεις της ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής από ό, τι οι άλλες μέθοδοι. Η τροποποιημένη μέθοδος Turc έδειξε μέσες ετήσια τιμές πιο κοντά στις τιμές εξατμισοδιαπνοής του MODIS.<br /> <br /> [[5.2. Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με εμπειρικές μεθόδους]]<br /> Οι ελάχιστες τιμές της ετήσιας εξατμισοδιαπνοής ήταν παρόμοιες για την περίοδο 2016-2018. Υπήρχαν ομοιότητες στη χωρική κατανομή μεταξύ των τριών μεθόδων για κάθε έτος. Οι μέγιστες τιμές παρατηρήθηκαν στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου, γεγονός αναμενόμενο αφού σε μια περιοχή της Μεσογείου, υψηλότερες τιμές κατακρημνίσεων θα εμφανίσουν και υψηλότερες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής.<br /> <br /> <br /> [[5.3 . Χωρική κατανομή των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής καταγεγραμμένες από τον MODIS]] <br /> Από τη σύγκριση των χαρτών των ετήσιων τιμών εξατμισοδιαπνοής από τον MODIS με εκείνους του εμπειρικού μοντέλου, είναι προφανές ότι η μέθοδος Turc μας έδωσε μεγαλύτερο εύρος τιμών από τις άλλες εμπειρικές μεθόδους, πλησιέστερα σε εκείνη του MODIS.<br /> <br /> <br /> [[5.5.Εξατμισιμετρικές λεκάνες στους σταθμούς του Πανεπιστημίου Πατρών και Λαδόνα]]<br /> Τα σύνολα δεδομένων των καθημερινών μετρήσεων αποκτήθηκαν για την περίοδο 2016-2019 από τους δύο σταθμούς (Πανεπιστήμιο Πατρών και Λαδώνας). Οι μέγιστες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής εμφανίζονται το 2017, ακολουθούμενες από εκείνες του 2019, οι οποίες ήταν κοντά στις αντίστοιχες τιμές του 2016.<br /> <br /> <br /> '''6. Συμπεράσματα'''<br /> Η ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή για το 2019 έδειξε τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ όλων των συγκρινόμενων ζευγών εμπειρικών μεθόδων. Αυτό ήταν το δεύτερο θερμότερο έτος από την προ-βιομηχανική εποχή και το τρίτο διαδοχικό έτος μεταξύ 2016 και 2018. Οι εμπειρικές μέθοδοι έδωσαν τις υψηλότερες μέγιστες εκτιμήσεις για το 2016, τη θερμότερη καταγεγραμμένη χρονιά και τις χαμηλότερες μέγιστες τιμές για το 2017, υποδηλώνοντας ότι η ζήτηση εξάτμισης δεν μπορούσε να ικανοποιηθεί από τη διαθεσιμότητα του νερού.<br /> Σε σύγκριση των εκτιμήσεων στην ετήσια κλίμακα, διαπιστώθηκε ότι από όλες τις εμπειρικές μεθόδους λαμβάνεται μικρότερο εύρος τιμών από ό, τι από τον MODIS, ενώ το εύρος τιμών της μεθόδου Turc ήταν η πλησιέστερο στου MODIS. Οι στατιστικοί δείκτες υποδηλώνουν ότι η τροποποιημένη Turc θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως εναλλακτική λύση στις μετρήσεις του MODIS για την Πελοπόννησο για τα έτη 2016-2019. Η γραμμή των ετήσιων τιμών πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για το σταθμό του Πανεπιστημίου Πατρών έδειξε μόνο ελάχιστες αποκλίσεις σε σύγκριση με τις τιμές των εμπειρικών μεθόδων. <br /> Για τον σταθμό Λάδωνα, οι ετήσιες τιμές πραγματικής εξατμισοδιαπνοής υπολογισμένες με εμπειρικές μεθόδους φαίνεται να συμφωνούν μεταξύ τους, αλλά έδειξαν αποκλίσεις από τις τιμέςπου ελήφθησαν από την εξατμισιμετρική λεκάνη. Η μέγιστη ετήσια τιμή της εξατμισιμετρικής λεκάνης για το 2017, η οποία ήταν η χαμηλότερη ετήσια τιμή για την Πελοπόννησο στο σύνολό της, οφείλεται πιθανώς στο γεγονός ότι το 2016 ήταν η θερμότερη χρονιά που καταγράφηκε ποτέ για την Πελοπόννησο. Οι ετήσιες για το 2019 βρίσκονταν στα ίδια επίπεδα με το 2017, γεγονός που δείχνει ότι ήταν η δεύτερη θερμότερη χρονιά και η τελευταία σε μια σειρά από πολύ ζεστά συναπτά χρόνια. Μια άλλη παρατήρηση από τον σταθμό του Λαδώνα ήταν η σημαντική αλλαγή στην παγοκάλυψη μεταξύ των ετών, η οποία μπορεί να συνεπάγεται μείωση της κατακράτησης χιονοστοιβάδων στα ορεινά της Πελοποννήσου (και αύξηση των απορροών, με συνέπειες όσον αφορά και τις πλημμύρες των υδροφόρων οριζόντων).</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:58:27Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-1.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Υπολογισμός θερμοκρασίας]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper1-1.png| thumb| right|'''Εικόνα 2:'''Αντιστοιχίσεις για τις ανακτήσεις με χρήση του μοντέλου libRadtran και τριών πηγών ατμοσφαιρικών προφίλ]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper1-2.png| thumb| right|'''Εικόνα 3:'''Η εικόνα L8/TIRS της 26ης-02-2019 πάνω από την Βέλγικη παράκτια ζώνη με την ακτινοβολία της κορυφής της ατμόσφαιρας στο κανάλι B10]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper1-3.png| thumb| right|'''Εικόνα 4:'''Η εικόνα L8/TIRS της 26ης-02-2019 πάνω από την Βέλγικη παράκτια ζώνη με την ανάλυση της ατμοσφαιρικής ανύψωσης του πλήρους πλακιδίου στο κανάλι B10 που προέρχεται από το ERA5]]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:57:03Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-1.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Υπολογισμός θερμοκρασίας]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper1-1.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 2:'''Αντιστοιχίσεις για τις ανακτήσεις με χρήση του μοντέλου libRadtran και τριών πηγών ατμοσφαιρικών προφίλ]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper1-2.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 3:'''Η εικόνα L8/TIRS της 26ης-02-2019 πάνω από την Βέλγικη παράκτια ζώνη με την ακτινοβολία της κορυφής της ατμόσφαιρας στο κανάλι B10]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-paper1-3.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 4:'''Η εικόνα L8/TIRS της 26ης-02-2019 πάνω από την Βέλγικη παράκτια ζώνη με την ανάλυση της ατμοσφαιρικής ανύψωσης του πλήρους πλακιδίου στο κανάλι B10 που προέρχεται από το ERA5]]<br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:39:57Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-1.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Υπολογισμός θερμοκρασίας]]<br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog_paper2-2.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 2:'''Αντιστοιχίσεις για τις ανακτήσεις με χρήση του μοντέλου libRadtran και τριών πηγών ατμοσφαιρικών προφίλ]]<br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:38:08Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> [[Εικόνα:Eltog-1.PNG| thumb| right|'''Εικόνα 1:'''Υπολογισμός θερμοκρασίας]]<br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:35:10Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> [ Εικόνα: eltog_paper2_1.PNG | thumb | right | Υπολογισμός θερμοκρασίας ] ]]]<br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:32:23Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> [[Αρχείο:eltog_paper2_1]]<br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:29:30Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:29:10Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> <br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> <br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:28:32Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> <br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> <br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> <br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> <br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%85%CF%84%CE%BF%CE%BC%CE%B1%CF%84%CE%BF%CF%80%CE%BF%CE%B9%CE%B7%CE%BC%CE%AD%CE%BD%CE%B7_%CE%B1%CE%BD%CE%AC%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF%83%CE%B7_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CE%BA%CF%81%CE%B1%CF%83%CE%AF%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%B7%CF%82_%CE%B5%CF%80%CE%B9%CF%86%CE%AC%CE%BD%CE%B5%CE%B9%CE%B1%CF%82_%CF%84%CE%BF%CF%85_%CE%BD%CE%B5%CF%81%CE%BF%CF%8D_%CE%B1%CF%80%CF%8C_%CF%84%CE%BF_Landsat_8/TIRS 2023-02-09T12:27:35Z

<p>Eleni togiopoulou: Νέα σελίδα με ' category:Υδατικοί Πόροι == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερ...'</p> <hr /> <div><br /> [[category:Υδατικοί Πόροι]]<br /> <br /> == Αυτοματοποιημένη ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού από το Landsat 8/TIRS ==<br /> <br /> '''Πρωτότυπος Τίτλος:''' «Automated water surface temperature retrieval from Landsat 8/TIRS»<br /> '''Συγγραφείς:''' Quinten Vanhellemont<br /> '''Σύνδεσμος :''' [https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.111518]<br /> '''Λέξεις-Κλειδιά:''' Γη, Νερό, Επιφανειακή θερμοκρασία, Ατμοσφαιρική διόρθωση, Θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία, Landsat 8, TIRS, libRadtran.<br /> <br /> <br /> '''ΠΕΡΙΛΗΨΗ'''<br /> Η δορυφορική τηλεπισκόπηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και του νερού (Land and Water Surface Temperature- L/WST) έχει πολλές εφαρμογές σε μελέτες για τη χερσαία και υδρόβια οικολογία. Για την λήψη της L/WST απαιτείται ένα καλά βαθμονομημένο ραδιόμετρο και ακριβής ατμοσφαιρική διόρθωση. Στην παρούσα μελέτη, αξιολογείται η απόδοση του θερμικού υπέρυθρου αισθητήρα (TIRS) στον δέκτη του Landsat 8 για την ανάκτηση του L/WST. Το libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση παραμέτρων ατμοσφαιρικής διόρθωσης με βάση τα ατμοσφαιρικά προφίλ σχετικής υγρασίας και θερμοκρασίας από τρεία παγκόσμια ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση των μονοχρωματικών καναλιών συγκρίνεται με τα τυπικά αποτελέσματα του MODTRAN από το υπολογιστικό μοντέλο διόρθωσης ατμοσφαιριών παραμέτρων (Atmospheric Correction Parameter Calculator - ACPC). Χρησιμοποιήθηκαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) επί του Landsat 8 προκειμένου να ταξινομηθούν αυτόματα οι εικόνες σε τρεις κλάσσεις ανάλογα με την κάλυψη νεφών. Δύο πηγές επιτόπιων δεδομένων που καλύπτουν τη Βελγική Παράκτια Ζώνη (Belgian Coastal Zone - BCZ) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγυρότητας της μέτρησης L/WST.<br /> <br /> Οι τυπικές ανακτήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας μίας ζώνης σε σχεδόν συννεφιασμένες συνθήκες έχουν μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας (RMSD) 0,7 K και 1 K για τα κανάλια 10 και 11, ανάλογα με τη μέθοδο και ατμοσφαιρικού προφίλ της πηγής. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, οι μέσες τετραγωνικές διαφορές ρίζας αυξήθηκαν σε 1 K και 2 K, ενώ με ψυχρή πόλωση περίπου 0,5 K, που πιθανόν προκαλείται από την εγγύτητα του νέφους. Οι προσπάθειες βαθμονόμησης σε συνδυασμό με την επιτόπια μέτρηση, επιτρέπουν την ακριβή ανάκτηση απόλυτης θερμοκρασίας της επιφάνειας από τον Landsat 8/TIRS για ομοιογενείς στόχους με γνωστή εκπομπή, όπως το υγρό νερό.<br /> <br /> '''1. Εισαγωγή'''<br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας ξηράς και νερού (L/WST) είναι βασικές μεταβλητές για την κατανόηση του κλίματος και της θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης. Είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την οικολογία, τη βιοποικιλότητα και την κατανομή των ειδών. Η λήψη της θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς (LST) είναι απαραίτητη για την κατανόηση του υπολογισμού της εξάτμισης και για τη διαχείριση των πηγών γλυκών νερών, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της αλλαγής της χρήσης του νερού στις γεωργικές περιοχές. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού (WST) στην παράκτια ζώνη κατευθύνει τις βιογεωχημικές διεργασίες και η παρακολούθησή της είναι απαραίτητη, αλλά δύσκολη. Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού μπορεί να συνδεθεί με τη διαστρωμάτωση του νερού και την εμφάνιση κυανοβακτηριών. Συχνά δορυφορικά δεδομένα με ανάλυση χιλιομετρικής κλίμακας (π.χ. από MODIS και AVHRR) χρησιμοποιούνται για ανάκτηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού, η οποία μπορεί να δώσει δεδομένα κακής ποιότητας στα σύνορα ξηράς-νερού λόγω ανάμικτων εικονοστοιχείων και επίδρασης της γης.<br /> Η θερμοκρασία της επιφάνειας του νερού που προέρχεται από το Landsat χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των υδάτων κολύμβησης και χρησιμοποιήθηκε υψηλής ανάλυσης θερμική δορυφορική εικόνα για την επικύρωση υδροδυναμικών μοντέλων, π.χ. για τη μοντελοποίηση αποβλήτων από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής Είναι σαφές ότι μπορεί να γίνει χρήση των δεδομένων της Landsat για την παρακολούθηση των παράκτιων και εσωτερικών υδάτων, και ο TIRS για το Landsat 8, είναι ιδανικός υποψήφιος για ένα τόσο υψηλής ανάλυσης δεδομένο θερμοκρασίας της επιφάνειας του νερού.<br /> Στις περισσότερες μελέτες ανάκτησης θερμοκρασίας της επιφάνειας ξηράς και βαθμονόμησης θερμικών ζωνών, το μοντέλο μεταφοράς ακτινοβολίας εφαρμόζεται με τη χρήση του προγράμματος ατμοσφαιρικής ανάλυσης MODerate resolution atmospheric TRANsmission program (MODTRAN). Το MODTRAN δεν είναι ελεύθερο ή ανοικτού κώδικα, γεγονός που μπορεί να παρεμποδίσει την ευρύτερη χρήση του και την περαιτέρω ανάπτυξη δεδομένων LST.<br /> H παρούσα μελέτη αξιολογεί τις ανακτήσεις LST ενός καναλιού και από τα δύο κανάλια 10 και 11 στη συλλογή δεδομένων επιπέδου 1/TIRS Collection 1. Ο ελέυθερος κώδικας μεταφοράς ακτινοβολίας libRadtran χρησιμοποιείται για την ανάκτηση της ατμοσφαιρικής διόρθωσης ατμοσφαιρικών προφίλ από τρία διαφορετικά ατμοσφαιρικά μοντέλα. Η απόδοση ατμοσφαιρικής διόρθωσης συγκρίνεται με δύο άλλους αλγορίθμους:<br /> (1) Atmospheric Correction Parameter Calculator)<br /> (2) τον αλγόριθμο split-window.<br /> Οι ανακτήσεις WST συγκρίνονται με τις επιτόπιες μετρήσεις θερμοκρασίας από το δίκτυο μέτρησης των Flemish Banks (ναυτικό δίκτυο παρακολούθησης και πρόγνωσης καιρού) και τα στοιχεία που συλλέχθηκαν από το Ερευνητικό σκάφος Belgica στη Βελγική παράκτια ζώνη (Belgian Coastal Zone -BCZ).<br /> <br /> '''2. Δεδομένα και μέθοδοι'''<br /> <br /> [[2.1. Επιτόπιες μετρήσεις]] <br /> Μετρήσεις της θερμοκρασίας του νερού in situ ελήφθησαν από 19 κέντρα μέτρησης στο δίκτυο παράκτιας παρακολούθησης των Flemish Banks από τον Οργανισμό Θαλάσσιων Υπηρεσιών και Ακτών της Φλάνδρας. Η θερμοκρασία μετράται στα επιφανειακά ύδατα κάθε 30 λεπτά με ακρίβεια μέτρησης 0,2 °C. Μετρήσεις ελήφθησαν επίσης με το σύστημα απόκτησης δεδομένων (ODAS) από το ερευνητικό σκάφος Belgica. Η θερμοκρασία ODAS μετριέται με ένα επιστημονικό ωκεανογραφικό θερμόμετρο SBE-38 της Sea-Bird Scientific με αρχική ακρίβεια 0,001 °C σε εργαστηριακές συνθήκες. Τα δεδομένα παρέχονται κάθε 10 λεπτά, τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου 3 km απόστασης μεταξύ των σημείων των μετρήσεων για τυπικές ταχύτητες πλεύσης. Οι επιτόπιες μετρήσεις με μη ρεαλιστικές θερμοκρασίες για το BCZ φιλτραρίστηκαν, με αφαίρεση των μετρήσεων T≤0° και T &gt; 25°. Στις επιτόπιες μετρήσεις των Flemish Banks εφαρμόστηκε γραμμιή παρεμβολή στον χρόνο υπέρβασης του δορυφόρου όταν αυτές είχαν διαθέσιμες μετρήσεις εντός ενός χρονικού ορίου +- 15 λεπτών. Οι μετρήσεις από το ερευνητικό σκάφος Belgica χρησιμοποιήθηκαν ως έχουν, ανιχνέυοντας τη χρονικής διαφορά μεταξύ της επιτόπιας και της δορυφορικής μέτρησης. <br /> <br /> [[2.2. Δορυφορικά δεδομένα]]<br /> Ελήφθησαν εικόνες από το Operational Land Imager (OLI) και τον θερμικό αισθητήρα υπέρυθρης ακρινοβολίας (TIRS) επί του Landsat 8 προερχόμενες από τo Google Earth Engine (GEE). Πρόκειται για γεωδιορθωμένες εικόνες σε μορφή GeoTiFF. Το OLI είναι μια συσκευή απεικόνισης με 9 φασματικά κανάλια (B1-9) στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, με 8 κανάλια στα 30 m και 1 πανχρωματικό κανάλι σε χωρική ανάλυση 15 m. Χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα OLI για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας , κυρίως για απεικόνιση νεφών και αντικειμένων. Το TIRS διαθέτει δύο κανάλια B10 και B11 που επικεντρώνονται στα 10,9 (10,6-11,2) και 12,0 (11,5-12,5) μm και καταγράφουν δεδομένα σε χωρική ανάλυση 100 m. Συνολικά 280 εικόνες επεξεργάστηκαν για ένα υποσύνολο περίπου 42 με 66 km, καλύπτοντας τα Flemish Banks κατά την περίοδο από τα τέλη Μαρτίου του 2013 έως τα τέλη Ιουνίου του 2019.<br /> <br /> [[2.3. Ανάκτηση θερμοκρασίας επιφανείας]]<br /> Η ακτινοβολία του ανώτερου στρώματος της ατμόσφαιρας (Lt) είναι μια μέτρηση της συνδυασμένης επιφανειακής ακτινοβολίας (Ls) που έχει προκύψει από την ακτινοβολία που ανακλάται από τη γη πίσω στην ατμόσφαιρα (Lu) και την ακτινοβολία που φτάνει στην γη από την κατώτερη ατμόσφαιρα (Ld). Ως «τ» ορίζουμε το οπτικό βάθος της ατμόσφαιρας και ως «ε» τον συντελεστή εκπομπής και 1-ε την ανακλαστικότητα. <br /> <br /> [[2.4. Έλεγχος ποιότητας εικόνας]]<br /> Για τον ποιοτικό έλεγχο της εικόνας, οι επιφανειακές ανακλάσεις ( ρs) υπολογίστηκαν από το Operational Land Imager (OLI) με τη χρήση του αλγόριθμου Dark Spectrum Fit (DSF). Τα εικονοστοιχεία προσδιορίζονταν ως μη νερό όταν ρs 1609 nm &gt; 0,05 ή t 1373 nm &gt;0.01. Παράσιτα από μικρά και πυκνά σύννεφα και αντικείμενα (πλοία και υπεράκτιες κατασκευές) φιλτραρίστηκαν, χωρίς όμως να λαμβάνονται υπόψιν τα λεπτά νέφη, τα οποία μπορεί επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την απόδοση της μεθόδου. Αναπτύχθηκε μια μέθοδος κάλυψης γης, για να ανακτηθεί το κλάσμα νεφών σε εικονοστοιχεία νερού για επιπλέον έλεγχο ποιότητας των αντιστοιχίσεων. Για κάθε εικόνα, υπολογιζόταν ένα έυρος με βάση τις επιφανειακές ανακλάσεις ρs 1609 nm &gt; 0,05, και καταγράφηκε ο αριθμός των ανάλογων εικονοστοιχείων. Οι εικόνες ταξινομήθηκαν ανάλογα με το κλάσμα των εικονοστοιχείων του παραπάνω εύρους, από τα χαμηλά στα υψηλά.<br /> <br /> <br /> '''3. Αποτελέσματα και συζήτηση'''<br /> <br /> [[3.1. Κάλυψη γης]]<br /> Η αυτοματοποιημένη μέθοδος κάλυψης της γης δημιουργεί μια λογική επίγειας μάσκας, ακόμη και παρουσία νεφώσεων, που γενικά περιπλέκουν το «νερό» με την κατηγορία κάλυψης «μη νερό». <br /> Οι εικόνες στην παρούσα μελέτη ήταν ταξινομημένες σε τρεις κατηγορίες: <br /> (1) καθαρές εικόνες, με &lt; 5% του νερού μασκαρισμένο, <br /> (2) εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα, 5-50% του νερού μασκαρισμένοκαι <br /> (3) θολή εικόνα, με &gt; 50% μασκαρισμένο. <br /> <br /> <br /> [[3.2. Θερμοκρασία επιφανείας]]<br /> Αντιστοιχίες της θερμοκρασίας του νερού WST με τις μετρήσεις των Flemish Banks δίνονται για τις καθαρές εικόνες (329 αντιστοιχίες) και τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα (294 αντιστοιχίες). Συνολικά, οι μέθοδοι μονού καναλιού παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δίνοντας πολύ καλά στατιστικά γραμμικής συσχέτισης. Για τα αποτελέσματα του libRadtran, ο μέσος όρος τυπικής απόκλισης είναι 0,64 K-0,88 K και η μέση διαφορά 0,01 K-0,28 K για το κανάλι B10. Για το κανάλι Β11 οι διαφορές είναι υψηλότερες, με εύρος απόκλισης 0,95 K-1,50 K και μέση διαφορά 0,30 K-0,78 K. Για το σύνολο δεδομένων που παρουσιάζεται εδώ, καμία από τις προσεγγίσεις του Split Window δεν δίνει τόσο καλά αποτελέσματα όσο η προσέγγιση ενός καναλιού, με τυπική απόκλθση &gt; 1,7 K και μέση διαφορά &gt; 1,5 K.Για τις εικόνες με διάσπαρτα σύννεφα τα σφάλματα είναι αισθητά μεγαλύτερα, με περίπου διπλάσιο εύρος τυπικής απόκλισης. Συνδυάζοντας τις 329 λήψεις καθαρών εικόνων και τις 294 αντιστοιχίσεις εικόνων με τα διάσπαρτα σύννεφα, η τυπική απόκλιση και η μέση διαφορά είναι περίπου 0,8 K και −0,3 K αντίστοιχα.<br /> <br /> <br /> [[3.3. Προοπτικές]]<br /> Ο συνδυασμός ατμοσφαιρικών προφίλ libRadtran και ERA5 μπορεί να παρέχει δεδομένα θερμοκρασίας νερού από το L8/TIRS με υψηλή ακρίβεια και με χαμηλή πόλωση (σχεδόν μηδενική) σε συνθήκες χωρίς νέφη. Η καλή απόδοση για τα δεδομένα θερμοκρασίας νερού που παρουσιάζεται εδώ προσφέρει δυνατότητες για εφαρμογές ανάκτησης της θερμοκρασίας κοντά στην ακτή με υψηλή ευκρίνεια, π.χ. για την παρακολούθηση των ρευμάτων των ποταμών, της θερμικής ρύπανσης από τα εργοστάσια και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, την αξιολόγηση κινδύνων ανάπτυξης φυκιών και την ανάπτυξη υδροδυναμικών μοντέλων, που μπορούν να επιτευχθούν με μία μόνο ζώνη σε L8/TIRS. Επίσης δίνεται η δυνατότητα εφαρμογής της ενιαίας ζώνης επεξεργασίας σε παλαιότερους αισθητήρες Landsat, στο θεματικό χάρτη για το Landsat 5 (1984-2011) και τον Ενισχυμένο Θεματικό Χάρτη για το Landsat 7 (1999-σήμερα). Όπως καταδεικνύεται στην παρούσα μελέτη, ο συνδυασμός των δεδομένων VNIR και SWIR από το L8/OLI επιτρέπει την αυτοματοποιημένη κάλυψη γης και νέφους. Η σύγκριση και χρήση οπτικών πολυφασματικών δεδομένων θα μπορούσαν να επεκταθούν περαιτέρω από την εκτίμηση εκπομπής τους.<br /> [[Αρχείο:[[Αρχείο:paradeigma.jpg]]]]<br /> '''4. Συμπεράσματα'''<br /> Η θερμοκρασία επιφάνειας του νερού μπορεί να ανακτηθεί με ακρίβεια από ενιαίο μπάντα Landsat 8/TIRS imagery. Σε συνθήκες χωρίς νέφωση, η τυπική απόκλιση μεταξύ των επιτόπιων δεδομένων και των δορυφορικών μετρήσεων είναι 0,7 K για το κανάλι 10 και 1 K για το κανάλι 11, με χαμηλές αποκλίσεις &lt; 0,1 K και &lt; 0,3 K αντιστοίχως. Για εικόνες με διασκορπισμένα σύννεφα, το RMSD αυξάνεται στο 1 K και 2 K και η μεροληψία και για τις δύο ζώνες αυξάνεται σε −0,5 K, πιθανώς λόγω εγγύτηταςστα νέφη. Μια παρόμοια απόδοση βρέθηκε χρησιμοποιώντας μετρήσεις της θερμοκρασίας από πλοίο, καταδεικνύοντας συνολικά την ικανότητα του Landsat να παρακολουθεί μικρότερες κλίμακες διακύμανσης θερμοκρασίας. Το μοντέλο ανοικτού κώδικα libRadtran μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια ισχυρή εναλλακτική λύση στο MODTRAN για την ανάκτηση επιφανειακών θερμοκρασιών. Με τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιούνται εδώ, οι μέθοδοι μονής ζώνης υπερέβησαν μια προσέγγιση split-window, η οποία είχε περισσότερο από διπλή τις τιμές RMSD και MD σε σύγκριση με τις επιτόπιες μετρήσεις. Μια μέθοδος κάλυψης γης με τη χρήση δεδομένων OLI χρησιμοποιήθηκε προκειμένου να εκτιμηθεί το ποσοστό νέφους της εικόνας σε εικονοστοιχεία νερού. Μια συνολικά καλύτερη απόδοση δίνεται για εικόνες με χαμηλό ποσοστό νέφους πάνω από το νερό. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παραγωγή αισθητήρων κατάλληλων για άλλες εφαρμογές, όπως η χλωροφύλλη.</div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper6-3.png 2023-02-09T12:12:29Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper6-2.png 2023-02-09T12:12:13Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper6-1.png 2023-02-09T12:11:51Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper5-2.png 2023-02-09T12:11:37Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper5-1.png 2023-02-09T12:11:24Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper4-4.png 2023-02-09T12:11:06Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper4-3.png 2023-02-09T12:10:48Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper4-2.png 2023-02-09T12:10:37Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper4-1.png 2023-02-09T12:09:56Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper3-3.png 2023-02-09T12:09:41Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou http://147.102.106.44/rs/wiki/index.php/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Eltog-paper3-2.png 2023-02-09T12:09:27Z

<p>Eleni togiopoulou: </p> <hr /> <div></div>

Eleni togiopoulou