Deck Title

Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών - Τελική Εργασία

Αυγέρης Τσιρώνης: Α.Μ. 00909

Ιωάννης Ψωμαδάκης: Α.Μ. 00905

Δ.Π.Μ.Σ Πληροφορική και Υπολογιστική Βιοϊατρική

Μελέτη Κλιματολογίας: Ποσοστό Υγρασίας στην Εσθονία (1979 - 2020)

https://github.com/atsironis/meleti_klimatologias

Χώρα: Εσθονία

Μεταβλητή: Σχετική Υγρασία (relative humidity) για την περίοδο 1979 - 2020

Υγρασία:

συγκέντρωση του εξατμιζόμενου νερού στον αέρα
εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία και την ατμοσφαιρική πίεση
αναλογία του νερού που βρίσκεται σε μία δεδομένη ποσότητα αέρα προς μία

δεδομένη θερμοκρασία στο μέγιστο εξατμισμένο νερό που μπορεί να υπάρξει στον αέρα (%)

Α: Περιγραφή Μεταβλητής

Β: Πηγή και Μορφή Δεδομένων

European Climate Assessment & Dataset(ECAD)

Blended δεδομένα

Διαθέσιμοι 25 σταθμοί

μεταδεδομένα (metadata)
στοιχεία (elements)
πηγές (sources)
τοποθεσία του κάθε σταθμού (stations)

Προς μελέτη 17 από τους 35 σταθμούς

Γ. Επεξεργασία και εξαγωγή πινάκων και διαγραμμάτων για την επιλεγμένη χώρα.

1. Επεξεργασία ληφθέντων αρχείων

Γ. Επεξεργασία και εξαγωγή πινάκων και διαγραμμάτων για την επιλεγμένη χώρα.

2. Χρονοσειρές μέσων μηνιαίων τιμών (mm)

# Είσοδος Βιβλιοθηκών
library(spam)
library(fields)
library(clim.pact)
#Δημιουργία Πίνακα και αποθήκευση στη μεταβλητή prec1.
prec1<-read.table('C:/Users/atsironis/Documents/University/Master/Geography/
Final_Project/Estonia_Hu_Excel/prec1.txt', header=T)
#Επιστροφή των διαστάσεων του Πίνακα
dim(prec1)
#Συγκεντρωτικά Αποτελέσματα
summary(prec1)
#Δημιουργία Πίνακα μέσων τιμών κάθε μήνα για όλα τα μελετώμενα έτη
HU1mm<-aggregate(prec1,list(prec1$mm,prec1$yy),mean,na.rm=T)
#Δημιουργία Αρχείου του Πίνακα
write.table(HU1mm,'C:/Users/atsironis/Documents/University/Master/Geography/
Final_Project/HUmm/HU1mm.txt')

prec2<-read.table('C:/Users/atsironis/Documents/University/Master/Geography/
Final_Project/Estonia_Hu_Excel/prec2.txt', header=T)
dim(prec2)
summary(prec2)
HU2mm<-aggregate(prec2,list(prec2$mm,prec2$yy),mean,na.rm=T)
write.table(HU2mm,'C:/Users/atsironis/Documents/University/Master/Geography/
Final_Project/HUmm/HU2mm.txt')

Γ. Επεξεργασία και εξαγωγή πινάκων και διαγραμμάτων για την επιλεγμένη χώρα.

3. Χρονοσειρές μέσου εποχικού κύκλου (ολικών μέσων μηνιαίων τιμών-ovmm)

υπολογισμός του μέσου εποχικού κύκλου:

HU1ovmm <- aggregate (prec1,list(prec1$mm),mean,na.rm=T)

Γ. Επεξεργασία και εξαγωγή πινάκων και διαγραμμάτων για την επιλεγμένη χώρα.

3. Χρονοσειρές αποεποχοποιημένων μέσων μηνιαίων τιμών (desmm)

διαφορά ολικών μέσων μηνιαίων τιμών από τις μέσες μηνιαίες τιμές

αντιγραφή και επικόλληση των 12 τιμών του ovmm ώστε να καταστεί εφικτή η αφαίρεση

εισαγωγή συνάρτησης “=ISNUMBER”

έλεγχος ύπαρξης τιμής ή έλλειψη δεδομένων

“FALSE” απαλοιφή του συγκεκριμένου κελιού

απλή γραμμική παλινδρόμηση

δημιουργία και εξαγωγή διαγραμμάτων

Αποεποχοποιημένες μέσες μηνιαίες τιμες (desmm)

Jogeva

Δ: Σύνταξη Συγκεντρωτικού Πίνακα

Ε. Απεικόνιση χωρικής κατανομής σημειακών παρατηρήσεων και παρεμβολής kriging (με
ισοπληθείς) του μέγιστου ή του πλάτους του μέσου εποχικού κύκλου με r-project.
Σχολιασμός διαγραμμάτων πεδίου Kriging και GCV και παραμέτρων σ, ρ και λ.

Kriging:

γεωστατιστική μέθοδος
πρόβλεψη τιμών υγρασίας δεδομένων των μετρήσεων που ήδη έχουν συλλεχθεί

Προετοιμασία:

Σημειακή απεικόνιση σταθμών με όρια Ευρώπης και πλέγμα

Διαδικασία του Kriging

Παρεμβολή Kriging

Πρόβλεψη Παρεμβολής Kriging

παρεμβολή kriging του εύρους του μέσου εποχικού κύκλου με

εμφάνιση ισοπληθών καμπυλών.

ΣΤ. Λογισμικό QGIS

1. Δημιουργία Δορυφορικής φωτογραφίας

εύρεση και λήψη αρχείων χώρας ASTER GDEM

αρχεία DEM (digital elevation model

εισαγωγή αρχείων χάρτη Ευρώπης, ποταμών και μεγάλων λιμνών

συγχώνευση φωτογραφιών

αποκοπή στα όρια της χώρας

Συγχώνευση αρχείων

Αποκομμένο απεικονιστικό

2. Υψομετρική κατανομή κατά DIKAU(εμφάνιση ισοϋψών)

3. Απεικόνιση χωρικής κατανομής σημειακών παρατηρήσεων

εισαγωγή αρχείου “Ampitude.txt”

4. Παρεμβολή ordinary kriging (με εμφάνιση ισοπληθών)

Ζ. Ημιβαριογράμματα (R 4.1.0)

α. Νέφος πειραματικών ζευγών μετρήσεων

εμπειρικές τιμές ημιβαριογράμματος και συνδιακύμανσης για όλα τα ζεύγη τοποθεσιών

σε ένα σύνολο δεδομένων σχεδιάζονται ως συνάρτηση της απόστασης που διαχωρίζει
τις δύο τοποθεσίες.

Εκτέλεση κώδικα μέχρι την εντολή:

var=gstat::variogram(object=x~1, locations=p_spdf)
plot(var)

β. Φαινόμενο πυρήνα- ενδογενούς σφάλματος nugget

σε απόσταση μηδενικού διαχωρισμού (lag = 0), η τιμή του ημιβαριογράμματος είναι 0.

Ωστόσο, σε μια άπειρα μικρή απόσταση διαχωρισμού, το ημιβαριόγραμμα συχνά εμφανίζει
ένα φαινόμενο nugget, το οποίο είναι κάποια τιμή μεγαλύτερη από 0

Το φαινόμενο nugget μπορεί να αποδοθεί:

σε σφάλματα μέτρησης
σε χωρικές πηγές παραλλαγής σε αποστάσεις μικρότερες από το διάστημα δειγματοληψίας
και τα δύο.

γ. Κατώφλι (sill)

Η τιμή που επιτυγχάνει το ημιβαριογράφημα στο εύρος (η τιμή στον άξονα y) ονομάζεται sill.
Το psill (partial sill) είναι το sill μείον το nugget.

δ. Απόσταση επιρροής συσχέτισης (range)

Η απόσταση από την οποία το μοντέλο αρχίζει να ισοπεδώνεται είναι γνωστή ως range.

ε. Μοντέλο

psill= 15, nugget= 5, range= 15
σύστημα συντεταγμένων: epsg:4326

Συμπεράσματα

ποσοστό μέγιστης υγρασίας: χειμερινούς μήνες(Δεκέμβριο)

ποσοστό ελάχιστης υγρασίας: ανοιξιάτικους μήνες(Μάιο)

εύρος του μέσου εποχικού κύκλου (amplitude): 20 μονάδες

ελάχιστες μεταβολές των ποσοστών υγρασίας σε κάθε σταθμό

ποσοστιαίες αυξομειώσεις < 0,1%

δεν προσβλέπεται κάποια ιδιαίτερη μεταβολή στην διαβάθμιση και διακύμανση του

ποσοστού της υγρασίας τα επόμενα χρόνια

Τέλος Παρουσίασης

Ευχαριστούμε για την προσοχή σας