Μεθοδολογική προσέγγιση χρήσης νέων τεχνολογιών (drone) για τον υπολογισμό πλημμυρικών παροχών - Μωραΐτης, Γεώργιος Ι. (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2017)
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.