heal.abstract |
Η εδαφική υγρασία αποτελεί έναν ιδιαίτερα σημαντικό παράγοντα επιφανειακής ενέργειας,
επηρεάζοντας πληθώρα φυσικών φαινομένων. Παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη
γεωργία, στην υδρολογία και αποτελεί παράγοντα «κλειδί» για τον χαρακτηρισμό του
παγκόσμιου κλίματος.
Οι επιτόπιες μετρήσεις εδαφικής υγρασίας, αν και ακριβείς, είναι ιδιαίτερα χρονοβόρες και
κοστοβόρες, ενώ παρέχουν δεδομένα σε σημειακή κλίμακα. Συνεπώς, η επιστημονική
κοινότητα στράφηκε σε τηλεπισκοπικές μεθόδους με χρήση δορυφορικών δεδομένων, για
την εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας.
Για την παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό MULESME (MUltitemporal Least
Square Moisture Estimator), το οποίο σχεδιάστηκε για τη συστηματική χαρτογράφηση της
επιφανειακής εδαφικής υγρασίας, χρησιμοποιώντας δεδομένα SAR των δορυφόρων
Sentinel-1. Αν και σχεδιάστηκε για την εφαρμογή του στην Ιταλική επικράτεια (εθνική
κλίμακα), δύναται να χρησιμοποιηθεί και σε περιοχές εκτός της Ιταλικής επικράτειας.
Υλοποιεί έναν πολυ-χρονικό (multi-temporal) αλγόριθμο, ο οποίος χρησιμοποιεί χρονικές
σειρές δεδομένων Sentinel-1 και βοηθητικά δεδομένα σαν είσοδο, όπως ο χάρτης κάλυψης
γης και ο χάρτης περιεκτικότητας των φυτών σε νερό, ο οποίος κατασκευάζεται από την
αξιοποίηση δεδομένων πολυφασματικών δεκτών.
To λογισμικό εφαρμόστηκε, με κάποιες τροποποιήσεις, στην ευρύτερη περιοχή της
Κομοτηνής (Ελλάδα), για την οποία υπήρχαν διαθέσιμα δεδομένα επίγειων μετρήσεων
εδαφικής υγρασίας. Τα δεδομένα αφορούσαν 8 επίγειους σταθμούς μετρήσεων, οι οποίοι
τοποθετήθηκαν σε βαμβακοκαλλιέργειες. Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 13 εικόνες των
δορυφόρων Sentinel-1A και Sentinel-1Β, για την απόκτηση εκτιμήσεων εδαφικής
υγρασίας, για το σύνολο της περιόδου των επίγειων δεδομένων (από Ιούλιο έως
Σεπτέμβριο 2018).
Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων του MULESMΕ, η περίοδος των διαθέσιμων
δεδομένων επίγειων μετρήσεων, χωρίστηκε σε τρεις υπο-περιόδους, ανάλογα με το στάδιο
ανάπτυξης των φυτών, καθώς η φυτοκάλυψη είναι ένας από τους παράγοντες που
επηρεάζει την ακρίβεια των αποτελεσμάτων του λογισμικού. Κατασκευάστηκαν
διαγράμματα διασποράς και υπολογίστηκε η ρίζα του Μέσου Τετραγωνικού Σφάλματος
(ΜΤΣ), μεταξύ εκτιμήσεων εδαφικής υγρασίας (εκτιμήσεις MULESME) και επίγειων
μετρήσεων. Χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο αριθμό εικόνων SAR προηγούμενων
χρονικών στιγμών, για κάθε περίοδο ανάπτυξης των φυτών, επιτεύχθηκε ρίζα ΜΤΣ της
τάξης των 0.14 m3/m3. |
el |