Please use this identifier to cite or link to this item:
https://hdl.handle.net/20.500.14279/18663| Title: | Επαύξηση χωρικής διακριτότητας προγνωστικών μοντέλων ανέμου χρησιμοποιώντας γεωστατιστικές μεθόδους υποκλιμάκωσης (Downscaling) και δορυφορικά δεδομένα Sentinel-1: εφαρμογή στον Παράκτιο θαλάσσιο χώρο της Κύπρου | Authors: | Φαγιάτ, Φίλιππος | Keywords: | Υποκλιμάκωση;Kriging;Χωρική ανάλυση;Χωρική παρεμβολή | Advisor: | Κυριακίδης, Φαίδων | Issue Date: | Nov-2019 | Department: | Department of Civil Engineering and Geomatics | Faculty: | Faculty of Engineering and Technology | Abstract: | Η διαδικασία της χωρικής υποκλιμάκωσης (downscaling) εφαρμόζεται σε προγνωστικά μετεωρολογικά ή άλλα δεδομένα χαμηλής χωρικής διακριτότητας (διακριτικής ικανότητας), τα οποία είναι συνήθως συχνά διαθέσιμα (υψηλή χρονική συχνότητα), με κύριο σκοπό την παρακολούθηση της ατμόσφαιρας και του περιβάλλοντος σε λεπτομερέστερη χωρικά κλίμακα. Η παρούσα εργασία εμπίπτει στο παραπάνω πλαίσιο, διερευνώντας την εφαρμογή μιας πρόσφατα αναπτυχθείσας γεωστατιστικής μεθοδολογίας υποκλιμάκωσης δεδομένων (χωρικής παρεμβολής υπό περιορισμούς διακριτότητας) για την περίπτωση ανεμολογικών δεδομένων. Πιο συγκεκριμένα, συγχωνεύοντας δύο πηγές δεδομένων, ανεμολογικά δεδομένα από το Μοντέλο Αριθμητικής Πρόβλεψης Καιρού SKIRON (χωρικής διακριτότητας 11km) και από εικόνες ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (Synthetic Aperture Radar - SAR) (χωρικής διακριτότητας 1km) των δορυφόρων Sentinel-1, επιχειρείται η εκτίμηση της ταχύτητας ανέμου για επιλεγμένες χρονικές στιγμές σε παράκτιες εκτάσεις περιμετρικά της Κύπρου στην υψηλότερη διακριτότητα (1km). Για τον σκοπό αυτό, εφαρμόζεται η μέθοδος γεωστατιστικής υποκλιμάκωσης Area-to-Point Regression Kriging (ATPRK), η οποία συνδυάζει παλινδρόμηση και υπολειμματική διόρθωση μέσω της μεθόδου Area-to-Point (ATP) Kriging. Για τη διαχείριση και επεξεργασία των παραπάνω χωρικών δεδομένων χρησιμοποιήθηκαν τα λογισμικά SNAP 6.0, ArcMap 10.6 και QGIS 3.6.0, ενώ για την εφαρμογή του αλγορίθμου χωρικής υποκλιμάκωσης και την στατιστική ανάλυση χρησιμοποιήθηκε το περιβάλλον Matlab και R/Rstudio. Από τα αποτελέσματα της μελέτης προκύπτουν τα ακόλουθα συμπεράσματα: (α) η μεθοδολογία ATPRK μπορεί να εφαρμοστεί για την υποκλιμάκωση δεδομένων ταχύτητας ανέμου, (β) τα αποτελέσματα εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη συσχέτιση μεταξύ των δύο συνόλων δεδομένων (SKRION και Sentinel-1) κατά τις διάφορες χρονικές στιγμές, και (γ) η ακρίβεια των αποτελεσμάτων πρέπει να διερευνηθεί περεταίρω μέσω της χρήσης επίγειων μετρήσεων από παραλιακούς μετεωρολογικούς σταθμούς. | Description: | Spatial downscaling is a process applied to coarse-scale meteorological forecasts or to any other data with low spatial but high temporal resolution. The primary purpose is the monitoring of the atmosphere and the environment resulting to a more detailed spatial scale (finer-scale product). This paper investigates the application of a newly developed geostatistical methodology for spatial downscaling (spatial interpolation with discretization constraints) of wind data. In particular, by merging two data sources and using wind data from the Numerical Weather Forecast Model SKIRON (at 11km of spatial resolution) and Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) satellite images (at 1km of spatial resolution), the estimation of wind speed (at the highest resolution of 1km) is attempted for selected times in the coastal areas around Cyprus. For this purpose, an area-to-point regression kriging (ATPRK) algorithm, which combines regression modelling and residual correction with Area-To-Point (ATP) Kriging, is applied. SNAP 6.0, ArcMap 10.6 and QGIS 3.6.0 were used to manage and process the data, while the MATLAB and the R/RStudio environment were utilized for the statistical analysis and the implementation of the spatial downscaling algorithm. The results of this study provide the following conclusions: (a) the ATPRK methodology can be applied to wind speed data, (b) the results highly dependent on the correlation between the two datasets (SKRION and Sentinel-1) and (c) the accuracy of the results must be further investigated through the use of ground-based measurements from coastal meteorological stations. | URI: | https://hdl.handle.net/20.500.14279/18663 | Rights: | Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κάτοχου των πνευματικών δικαιωμάτων. Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International |
Type: | MSc Thesis | Affiliation: | Cyprus University of Technology |
| Appears in Collections: | Μεταπτυχιακές Εργασίες/ Master's thesis |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Φίλιππος Φαγιάτ_2019_Abstract.pdf | Abstract | 240.41 kB | Adobe PDF | View/Open |
CORE Recommender
Page view(s) 50
204
Last Week
3
3
Last month
6
6
checked on Nov 21, 2024
Download(s) 50
75
checked on Nov 21, 2024
Google ScholarTM
Check
This item is licensed under a Creative Commons License
