Μεθοδολογική προσέγγιση χρήσης νέων τεχνολογιών (drone) για τον υπολογισμό πλημμυρικών παροχών

Μωραΐτης, Γεώργιος Ι.; Moraitis, Georgios I.

dc.contributor.author	Μωραΐτης, Γεώργιος Ι.	el
dc.contributor.author	Moraitis, Georgios I.	en
dc.date.accessioned	2018-01-24T10:01:18Z
dc.date.issued	2018-01-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46278
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7572
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Υδρομετρήσεις	el
dc.subject	Τηλεπισκόπηση	el
dc.subject	Επιφανειακή ταχύτητα	el
dc.subject	Πλημμύρες	el
dc.subject	Πλημμυρικές παροχές	el
dc.subject	Οπτική ταχυμετρία	el
dc.subject	Hydrometry	en
dc.subject	Remote sensing	el
dc.subject	Surface velocity	el
dc.subject	Flood flows	el
dc.subject	Drone	el
dc.subject	LSPIV	el
dc.subject	Image velocimetry	el
dc.title	Μεθοδολογική προσέγγιση χρήσης νέων τεχνολογιών (drone) για τον υπολογισμό πλημμυρικών παροχών	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υδρολογία πλημμυρών	el
heal.classification	Flood hydrology	el
heal.dateAvailable	2019-01-23T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-11-03
heal.abstract	Αντικείμενο της εργασίας είναι η ανάλυση και βιβλιογραφική επισκόπηση των κυριότερων μεθόδων και οργάνων υδρομετρήσεων και η διερεύνηση της απόδοσης μίας νέας μεθοδολογικής προσέγγισης, με σκοπό τη βελτίωση από μεριάς ευελιξίας μίας υπάρχουσας μεθόδου. Αρχικά, ένας άπειρος αναγνώστης μπορεί να εισαχθεί στην επιστήμη της Υδρολογίας, τη σημασία των μετρήσεων, ειδικά κατά τη διάρκεια πλημμυρικών φαινομένων, και την ποιότητα δεδομένων. Τα παραπάνω αποδίδουν, θεωρητικά, την αξία και τα απαιτούμενα ποιοτικά χαρακτηριστικά των δεδομένων που προέρχονται από τις υδρομετρήσεις. Η απόκτηση υδρομετρικών δεδομένων μπορεί να επιτευχθεί με άμεσες και έμμεσες μεθόδους ή μέσω καμπυλών στάθμης-παροχής. Για τις κυριότερες και πλέον διαδεδομένες μεθόδους υδρομετρήσεων γίνεται επισκόπηση επίκαιρων αναφορών στα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα καθώς και τους πιθανούς περιορισμούς κατά την εφαρμογή τους σε πλημμυρικές ροές. Στην προσπάθεια αντιμετώπισης των περιορισμών, έχουν γίνει διεθνώς προσπάθειες για την εξεύρεση μεθόδου που να δίνει τη δυνατότητα μέτρησης, στις περιπτώσεις που άλλες μέθοδοι αδυνατούν. Η λιγότερο επεμβατική και ταυτόχρονα ποιοτική και ασφαλής, για το προσωπικό, προσέγγιση, φαίνεται να είναι αυτή του συνδυασμού οπτικών μεθόδων καταγραφής επιφανειακής ταχύτητας με τη μέθοδο πεδίου ταχυτήτων. Με την εκμετάλλευση δορυφορικών λήψεων ακόμα σε πρωτόλειο στάδιο, όλα δείχνουν προς την χρήση της μεθόδου LSPIV με την καταγραφή της ροής μέσω κάμερας. Ακόμη όμως και αυτή, αντιμετωπίζει περιορισμούς ως προς την εκτεταμένη χρήση της στο πεδίο και η αντιμετώπιση αυτών αποτελεί ένα από τα κυριότερα ζητήματα στις σύγχρονες μεθόδους υδρομέτρησης. Η συμβολή της παρούσας εργασίας έρχεται με την πρόταση χρήσης drone για την καταγραφή της ροής και κατάλληλων αλγορίθμων, για την αποδέσμευση της μεθόδου από κατασκευές στο πεδίο και τη δυνατότητα μέτρησης σε οποιαδήποτε τομή. Για την καλύτερη κατανόηση της μεθόδου αλλά και αναγνώριση πιθανών πηγών σφαλμάτων στα τελικά δεδομένα, αναλύονται βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά του εξοπλισμού καταγραφής και η σχέση εικόνας και πραγματικού χώρου. Η εργαστηριακή μελέτη και τα σενάρια που εξετάζονται δίνουν πολύ θετικά αποτελέσματα, ώστε να γίνει το επόμενο βήμα και η μεθοδολογική προσέγγιση να δοκιμαστεί στο πεδίο. Και στις δύο θέσεις πεδίου, η μέθοδος έδειξε να έχει καλή ακρίβεια και μεγάλη σταθερότητα και επαναληψιμότητα. Τα σφάλματα μέτρησης επιφανειακής ταχύτητας δεν ξεπερνούν τα 0.1 m/sec, η τεχνική δισδιάστατης βαθμονόμησης είναι εφαρμόσιμη στο πεδίο ενώ ο προτεινόμενος αλγόριθμος αφαίρεσης σφαλμάτων σχετικής κίνησης της κάμερας σταθεροποιεί τα διαγράμματα ταχυτήτων και μειώνει τα τελικά σφάλματα.	el
heal.abstract	The aim of the thesis is the analysis and bibliographic overview of the main methods and instruments of water measurement and the investigation of the performance of a new methodological approach, in order to improve the flexibility of an existing method. Initially, an inexperienced reader can be introduced to the science of Hydrology, the importance of measurements, especially during flood events, and data quality. The above attributes, theoretically, set the value and the required qualitative characteristics of the data acquired from hydrometry. The acquisition of hydrometric data can be achieved by direct and indirect methods or by stage discharge rating curves. For the most common and most widely used methods of hydrometry, a review of latest references to the pros and cons and the possible limitations, when applied to flood flows, is made. In an effort to address the limitations, efforts have been made internationally to find a method that allows for measurement where other methods fail. The less intrusive and at the same time safe, for the staff, and with high quality, seems to be that of the combination of optical, surface velocity recording methods with the velocity-area method. Since exploiting satellite imaging is still in a primary stage, it all points to the use of the LSPIV method by recording the flow through a camera. Still, however, it faces restrictions on extensive use in field conditions, and dealing with them is one of the main goals in modern hydrometry methods. The contribution of this thesis comes with the proposition of the use of drones to record flow and suitable algorithms, for the method to be independent from constructions in the field and the possibility of measuring in any section. In order to better understand the method and to identify possible sources of errors in the final data, basic technical characteristics of the recording equipment and the relation between image and real space are analyzed. The laboratory study and the scenarios taken under consideration give very positive results for the next step, so that the proposed methodological approach can be tested in the field. In both field areas tested, the method produces good accuracy and great stability and repeatability. Surface velocity estimation errors do not exceed 0.1 m/sec, the 2D calibration technique is applicable in field conditions, while the proposed, camera’s relative motion error removal algorithm stabilizes the velocity patterns and reduces the final errors.	en
heal.advisorName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καρπούζος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true