Χρήση δορυφορικών, γεωφυσικών και υπερφασματικών. τεχνολογιών για παρακολούθηση διαρροών νερού σε δίκτυα. ύδρευσης για μη αστικές περιοχές

Transcript

1 Upgrade of the hydraulics laboratory for the modeling of water supply networks & design and operation optimization study , Curio Palace, Limassol Χρήση δορυφορικών, γεωφυσικών και υπερφασματικών τεχνολογιών για παρακολούθηση διαρροών νερού σε δίκτυα ύδρευσης για μη αστικές περιοχές Δρ Άθως Αγαπίου Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου

2 Περίγραμμα Λίγα λόγια για το πρόγραμμα Waterleaks Μεθοδολογία του έργου Δεδομένα κ Τεχνικές Αποτελέσματα Συμπέρασματα

3 Πρόγραμμα Waterleaks Το ερευνητικό πρόγραμμα Ολοκληρωμένη χρήση δορυφορικών, γεωφυσικών και υπερφασματικών τεχνολογιών για παρακολούθηση διαρροών νερού σε δίκτυα ύδρευσης στην Κύπρο, είχε ως στόχο τη χαρτογράφηση απωλειών νερού σε δίκτυα ύδρευσης τα οποία βρίσκονται σε μη αστικές περιοχές με τη συνδυασμένη χρήση νέων τεχνολογιών τηλεπισκόπησης και Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΕΥΡΩΠΑΙΚΗ ΕΝΩΣΗ

4 Εταίροι 1. Τεχνολογικό Πανεπιστήμιου Κύπρου 2. Τμήμα Αναπτύξεως Υδάτων 3. Εργαστήριο Γεωφυσικής - Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης και Αρχαιοπεριβάλλοντος, ΙΜΣ 4. Frederick research centre 5. Southampton university

5 Πρόγραμμα Waterleaks Η διαχείριση νερού αποτελεί ένα σημαντικό πεδίο έρευνας τα τελευταία χρόνια σε ευρωπαϊκό επίπεδο. Οι απώλειες νερού σε συστήματα άρδευσης / ύδρευσης αποτελούν ένα τομέα ο οποίος έχει κεντρίσει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνολογίες.

6 Βαθμονόμηση αγωγός Λακατάμειας

7 Remote Sensing Laboratory Limassol, CYPRUS Σύστημα ανύψωσης φασματοραδιόμετρου (μπαλόνι): Πρόγραμμα «ΙΚΑΡΟΣ»

8 Water pipe UAV system deployed over the leakage in the Lakatameia waterpipe

9 Βαθμονόμηση Φασματοραδιομετρικές μετρήσεις Problematic spot of the pipeline

10 Βαθμονόμηση Φασματοραδιομετρικές μετρήσεις

11 reflectacne (%) reflectance (%) reflectance (%) Βαθμονόμηση Φασματοραδιομετρικές μετρήσεις no water Target: Soil Target: Target: Vegetation Asphalt no no water 0,3 mm / cm2 0,3 0,3 mm mm / / cm2 0,6 mm / cm mm 0,6 0,6 / mm mm cm2 / / cm mm / cm2mm mm / cm2 / cm2 2 2 mm mm / cm2 / cm wavelength (nm) wavelength wavelenth (nm) (nm)

12 EVI Green_NDVI NDVI SR MSR MTVI2 RDVI IRG PVI RVI TSAVI MSAVI GEMI ARVI SARVI OSAVI DVI SRxNDVI RDVI Difference of Vegetation Index compared to dry target (%) Βαθμονόμηση Δείκτες Βλάστησης 25,00 0,3 mm / cm2 0,6 mm / cm2 20,00 15,00 1 mm / cm mm / cm2 2 mm / cm2 10,00 5,00 0,00 Vegetation Index

13 Βαθμονόμηση Γεωφυσικές Διασκοπήσεις

14 3-D Ηλεκτρική Τομογραφία Κατακόρυφες τομές Παράμετροι μετρήσεων Πολυκάνναλο όργανο Syscal Pro Διάταξη Διπόλου-Διπόλου 8 Παράλληλες Τομές μήκους 27m Απόσταση ηλεκτροδίων 1m Απόσταση τομών 2m Βάθος ~5.5-6m

15 3-D Ηλεκτρική Τομογραφία 3-D γεωηλεκτρικό μοντέλο

16 Πείραμα Διαχρονικής Παρακολούθησης Τομή L2 Γεωηλεκτρικά Μοντέλα σε διαφορετικές φάσεις Τ1 Τ2 Τ3 Τ4 Τ5 Τ6 Τ8 Τ9

17 Πείραμα Διαχρονικής Παρακολούθησης Τομή L2 Εικόνες διαφορών της αντίστασης μεταξύ χρονικών φάσεων (Τ1-Τ4)/Τ1 (Τ1-Τ3)/Τ1 (Τ1-Τ8)/Τ1 (Τ1-Τ6)/Τ1 (Τ1-Τ2)/Τ1 (Τ1-Τ9)/Τ1 Τ5)/Τ1

18 Πείραμα Διαχρονικής Παρακολούθησης Διεύθυνση Ροής Υδάτων στο Υπέδαφος προς Ανατολικά

19 Εφαρμογή σε περιοχή με Περιπτώσεις διαρροών διαρροή Στον αγωγό «Χοιροκοιτία Φρέναρος» είχαν καταγραφεί το διάστημα , τρία συμβάντα απωλειών νερού

20 Μεθοδολογία

21 Δείκτης Βλάστησης NDVI Αγωγός (ενδεικτική θέση) Πιθανή απώλεια

22 Ψευδέγχρωμο σύνθετο NIR-R-B

23 Ανάλυση εικόνας PCA (PCA1-PCA2-PCA3)

24

25 Χρήση διαχρονικών δεδομένων: μεθοδολογία Βήμα 1: Ραδιομετρική και γεωμετρική διόρθωση Βήμα 2: Δημιουργία «περιοχών μελέτης μεταξύ των ενώσεων» Βήμα 3: Αποκοπή εικόνας στις υπο-περιοχές μελέτης Βήμα 4: Υπολογισμός δείκτη βλάστησης και στις δύο εικόνες (πρίν και μετά) Βήμα 5: υπολογισμός της διαφοράς του δείκτη βλάστησης Βήμα 6: Καθορισμός ορίου (threshold) με βάση επίγεια αληθή δεδομένα Βήμα 7: Εντοπισμός «ύποπτων περιοχών»

26

27 Δορυφορική εικόνα SPOT 5 αγωγός 10 m ζώνη περιμετρικά των ενώσεων

28 Vegetation Index Value Βαθμονόμηση NDVI thresholds 0,4 leakage grasses starts to grow 0,3 grasses prior to leakage (dry soil) 0,2 0,1 0,0 10 days 20 days 30 days 40 days

29 Detection of possible leakages (grey values) around the joints (indicated in circle). The rest of the joints not shown here were with no mark of possible leakage. The detection in the 1st row, 1st column is related with the real leakage observed in this area in February Throughout the 25 km length of the pipeline, the in-situ observations were minimized to only 0.4%

30 Αυτοματοποίηση διαδικασίας

31

32 Συμπεράσματα Η μεθοδολογία έχει επιβεβαιωθεί και σε μια άλλη περίπτωση στην Πάφο (Αχέλεια) Η χρήση συνδυασμένων τεχνικών τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ δείχνει αρκετά πλεονεκτήματα και αρκετή αξιοπιστία.

33 Upgrade of the hydraulics laboratory for the modeling of water supply networks & design and operation optimization study , Curio Palace, Limassol Χρήση δορυφορικών, γεωφυσικών και υπερφασματικών τεχνολογιών για παρακολούθηση διαρροών νερού σε δίκτυα ύδρευσης για μη αστικές περιοχές Δρ Άθως Αγαπίου Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου