Μελέτη και ανάπτυξη μεθόδων εκτίμησης της εδαφικής υγρασίας από τηλεπισκοπικά δεδομένα - Χλωροκώστας, Σταύρος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας., 2014)
Η εκπόνηση εργασιών μεγάλης κλίμακας με δειγματοληψίες επί του πεδίου έχει αποδειχτεί υπερβολικά δαπανηρή, γεγονός που έχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στην αναζήτηση μεθόδων μέσω της επιστήμης της Τηλεπισκόπησης. Η επιστήμη της Τηλεπισκόπησης προσφέρει μεθόδους παρακολούθησης εδαφικών χαρακτηριστικών για εργασίες μεγάλης κλίμακας. Μέσω της φασματοσκοπίας εδάφους, δηλαδή της μελέτης της αλληλεπίδρασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με το έδαφος, είναι δυνατή η εκτίμηση της φυσικής και χημικής σύστασης του εδάφους. Ωστόσο, η εκτίμηση της εδαφικής υγρασίας έχει αποδειχτεί δύσκολη υπόθεση, και αποτελεί αντικείμενο μελέτης μέχρι και σήμερα. Εξελίξεις στην χρήση μικροκυματικών δεδομένων, και ιδιαίτερα δεκτών Ρανταρ Συνθετικού Ανοίγματος (Synthetic Aperture Radar - SAR), έχουν αποφέρει αρκετά καλά αποτελέσματα υψηλής ακρίβειας και χωρικής ανάλυσης, μέσω της χρήσης μοντέλων οπισθοσκέδασης. Όμως η προσβασιμότητα των υπερφασματικών και πολυφασματικών δεδομένων, έχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στην αναζήτηση μεθόδων εκτίμησης της υγρασίας, που χρησιμοποιούν ακτινοβολίες του εγγύς και μέσου υπέρυθρου. Οι μέθοδοι που έχουν μέχρι τώρα αναπτυχθεί δεν φέρουν ικανοποιητικά αποτελέσματα κυρίως λόγω της επίδρασης της ατμόσφαιρας στις ακτινοβολίες αυτού του τμήματος του φάσματος. Τα σφάλματα που προκαλώνται από την σκέδαση και την απορρόφηση της ατμόσφαιρας στα υπερφασματικά δεδομένα, καθιστούν την εκτίμηση της υγρασίας δύσκολη έως και αδύνατη. Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας μελετήθηκε η δυνατότητα εκτίμησης της υγρασίας ακάλυπτων εδαφών, με χρήση α) μικροκυματικών, και β) υπερφασματικών/πολυφασματικών δεδομένων. Η έλλειψη μετρήσεων εδαφικής τραχύτητας δεν επέτρεψε την εφαρμογή μοντέλων οπισθοσκέδασης, κάτι που μας περιόρισε στην απευθείας συσχέτιση της υγρασίας με τις τιμές οπισθοσκέδασης της μικροκυματικής απεικόνισης. Όσον αφορά τις υπερφασματικές μεθόδους, αναπτύχθηκαν εμπειρικά μοντέλα συσχέτισης υγρασίας με υπερφασματικά δεδομένα ανακλαστικότητας πεδίου, με τη μέθοδο παλινδρόμησης ελαχίστων τετραγώνων. Επίσης έγινε η εφαρμογή των μοντέλων αυτών σε υπερφασματικές απεικονίσεις αερομεταφερόμενου δέκτη CASI-550, οι οποίες έχουν διορθωθεί από τις ατμοσφαιρικές επιπτώσεις. Τέλος, μελετήθηκε το επίπεδο συσχέτισης της υγρασίας εδαφικών δειγμάτων με την τιμή του δείκτη SMI (Soil Moisture Index), όπως αυτός υπολογίστηκε από δεδομένα LandSAT 7.0. Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων στο πλαίσιο της εργασίας αυτής πρώτον αναδεικνύει την σημαντικότητα των μετρήσεων εδαφικής τραχύτητας για την εκτίμηση εδαφικής υγρασίας από δεδομένα SAR. Δεύτερον αναδεικνύεται η καταλληλότητα των επίγειων φασματικών δεδομένων στην εκτίμηση της υγρασίας. Τρίτον αναδεικνύεται η αδυναμία της μεταφερσιμότητας των μοντέλων εκτίμησης υγρασίας με χρήση επίγειων φασματικών δεδομένων σε υπερφασματικές απεικονίσεις λόγω της επίδρασης της ατμόσφαιρας. Τέλος αναδεικνύεται η ικανότητα του δείκτη υγρασία SMI στην εκτίμησηεδαφικής υγρασίας με χρήση πολυφασματικών δεδομένων Landsat. Από τη μελέτη αυτή, δεν μπόρεσαν να εξαχθούν συμπεράσματα για τη συμβολή των υπερφασματικών δεδομένων στην εκτίμηση της υγρασίας, λόγω έλλειψης κατάλληλων επίγειων μετρήσεων για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων.