Διερεύνηση μεθοδολογιών για την παραγωγή προϊόντων προστιθέμενης αξίας από δεδομένα Δορυφορικής Αλτιμετρίας

Abstract

Βασικό αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μέθοδος της Δορυφορικής Αλτιμετρίας ως ένα μέσο μελέτης ωκεανογραφικών, γεωφυσικών, κλιματολογικών κ.ά. φαινομένων μέσω της αξιοποίησης των μακροχρόνιων σειρών δεδομένων και του λογισμικού ΒRAT. Μπορεί να διακριθεί σε δύο κύρια μέρη, το πρώτο εκ των οποίων αφορά την παρουσίαση και την εξοικείωση με το BRAT και το δεύτερο τη χρήση του για ορισμένες ωκεανογραφικές εφαρμογές. Ειδικότερα, η εργασία απαρτίζεται από πέντε επιμέρους κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο τίθενται οι στόχοι της παρούσας διπλωματικής εργασίας και γίνεται η περιγραφή της δομής και του περιεχομένου της. Ακολουθούν, στο δεύτερο κεφάλαιο, η αρχή και τα λοιπά θεωρητικά στοιχεία που διέπουν τη μέθοδο της Δορυφορικής Αλτιμετρίας, καθώς και ο ρόλος της στις γεωεπιστήμες, και παρουσιάζεται συνοπτικά το σύνολο των παρελθοντικών και των σύγχρονων αλτιμετρικών αποστολών. Παρέχονται, επίσης, πληροφορίες για τον συνδυασμό πολλαπλών αλτιμετρικών αποστολών, το συνδυασμό τους με βαρυτημετρικές αποστολές, καθώς και για τις μελλοντικές εξελίξεις. Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται εμβάθυνση στα αλτιμετρικά δεδομένα. Αναλύονται τα στάδια της προεπεξεργασίας τους από τους επίγειους σταθμούς, οι πηγές σφαλμάτων και οι τρόποι διόρθωσης των δεδομένων ως προς αυτά, καθώς και η κατηγοριοποίησή τους με βάση ορισμένα κριτήρια. Στη συνέχεια, το τέταρτο κεφάλαιο, αποτελεί ένα συνοπτικό εγχειρίδιο χρήσης του λογισμικού BRAT, περιγράφοντας τα δομικά του στοιχεία, τον τρόπο λειτουργίας του και τα εργαλεία του. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι εφαρμογές που πραγματοποιήθηκαν στο περιβάλλον του BRAT. Συγκεκριμένα, έγινε η εξαγωγή χαρτών των Ανωμαλιών του Επιπέδου της Θάλασσας, της Απόλυτης και της Μέσης Δυναμικής Τοπογραφίας, των Ανωμαλιών των Γεωστροφικών Ταχυτήτων και των Μέσων Γεωστροφικών Ταχυτήτων, καθώς και του Σημαντικού Ύψους Κύματος. Περιγράφεται η διαδικασία επεξεργασίας των δεδομένων και τα συμπεράσματα με βάση τα εξαγόμενα αποτελέσματα των παραπάνω χαρτών.

The main objective of this Diploma thesis is the use of Satellite Altimetry methodology as a means of research of oceanographic, geophysical, climatological etc. phenomena through the utilization of long series of multi- or mono-satellite altimetric data and the usage of the Basic Radar Altimetry Toolbox (BRAT) software. The thesis can be separated in two major parts, the first of which is related to the presentation and familiarization with BRAT and the second to its usage for various oceanographic applications. In particular, the thesis consists of five individual chapters. The first describes the scope and purposes of the Diploma thesis, as well as its structure and its content. What follows in the second chapter are the principle and the theoretical background governing the method of Satellite Altimetry, its role in geosciences and a brief presentation of all past and current altimetric missions, as well as the evolutions and perspectives for the near-future upcoming missions. Information about the combination of multiple altimetry missions are also provided as well as information about their combination with gravity field oriented missions and future improvements. The third chapter dwells on the processing of altimetric data. Specifically, it analyses the pre-processing stages in ground stations, the sources of errors and the ways to correct them so to arrive in the so-called Level-1, -2, -3 etc. data products which are eventually distributed to the users. In addition, the data is being categorized based on certain criteria. The following chapter, the fourth, constitutes a brief user manual for the BRAT software suite, describing its structure, operating mode and its tools. Finally, the fifth chapter includes the presentation of various applications that were carried out by using BRAT as the main processing platform. More accurately, it focuses on the creation of various types of maps typically required for many practical applications, including maps of Sea Level Anomalies (SLA), Absolute Dynamic Topography (ADT) and Mean Dynamic Topography (MDT), Geostrophic Velocity Anomalies and Mean Geostrophic Velocities, as well as maps of Significant Wave Height (SWH). It is described how the data were edited, followed by the conclusions of the exported map results.