Διδακτορικές Διατριβές
Μόνιμο URI για αυτήν τη συλλογήhttps://dspace.library.tuc.gr/handle/123456789/137
Νέα
23
Περιηγούμαι
Πλοήγηση Διδακτορικές Διατριβές ανά Συγγραφέα "Christopoulos Dionysios"
Τώρα δείχνει 1 - 2 από 2
- Αποτελέσματα ανά σελίδα
- Επιλογές ταξινόμησης
Δημοσίευση Predicting spatial and temporal changes in groundwater levels using artificial Neural networks and geostatistical methods(Technical University of Crete, 2015) Tapoglou Evdokia; Ταπογλου Ευδοκια; Karatzas Giorgos; Καρατζας Γιωργος; Nikolaidis Nikolaos; Νικολαιδης Νικολαος; Nikolos Ioannis; Νικολος Ιωαννης; Chrysikopoulos Constantinos; Χρυσικοπουλος Κωνσταντινος; Tsanis Giannis; Τσανης Γιαννης; Christopoulos Dionysios; Χριστοπουλος ΔιονυσιοςΣκοπός της παρούσας διατριβής είναι η δημιουργία ενός προγράμματος χωρικής και χρονικής προσομοίωσης του υδραυλικού ύψους ενός υδροφορέα, με χρήση μεθόδων υπολογιστικής νοημοσύνης και γεωστατιστικών μεθόδων. Τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα είναι η μέθοδος που επιλέχθηκε για τη χρονική προσομοίωση, καθώς έχει αποδειχθεί ήδη στην βιβλιογραφία ότι η χρήση της φέρει καλά αποτελέσματα χωρίς την απαίτηση πολύπλοκων και δυσεύρετων δεδομένων εισόδου. Η μεθοδολογία του Kriging ακολουθήθηκε για τη χωρική προσομοίωση και παρεμβολή των αποτελεσμάτων των τεχνητών νευρωνικών δικτύων στο χώρο. Για το συνδυασμό των δύο αυτών μεθοδολογιών χρησιμοποιήθηκε ένα σύστημα ασαφούς λογικής.Το πρώτο βήμα που ακολουθείται στην προτεινόμενη προσέγγιση είναι η συλλογή όλων των διαθέσιμων δεδομένων. Στην παρούσα διατριβή συλλέχθηκαν δεδομένα και έγινε προσομοίωση του υδραυλικού ύψους για δύο περιοχές μελέτης μια στην Βαυαρία της Γερμανίας και μια στο Μαϊάμι της πολιτείας Φλόριντα των ΗΠΑ. Οι δύο αυτές περιοχές έχουν πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ τους και για αυτό το λόγο η επιτυχής προσομοίωση του υδραυλικού ύψους σε αυτές μπορεί να επιβεβαιώσει την αξιοπιστία του μοντέλου. Ακολουθεί η προσομοίωση με χρήση τεχνητών νευρωνικών δικτύων και ταυτόχρονα δοκιμάστηκε και η χρήση συστήματος ασαφούς λογικής για την επιλογή των κατάλληλων γειτόνων που στην συνέχεια χρησιμοποιούνται από τον αλγόριθμο του kriging. Τέλος, εφαρμόζεται η μεθοδολογία της παρεμβολής με kriging, με χρήση τριών διαφορετικών βαριογραμμάτων σε κάθε περίπτωση. Τα αποτελέσματα αξιολογούνται μέσω μιας σειράς δεικτών σφάλματος σε δεδομένα διασταυρωμένης επικύρωσης και προσδιορίζεται το πιο κατάλληλο θεωρητικό μοντέλο βαριογράμματος για κάθε περιοχή μελέτης ξεχωριστά. Για την πρώτη περιοχή μελέτης στη Βαυαρία, καταλληλότερο βαριόγραμμα ήταν το δυναμονομικό με τιμή για τη ρίζα του μέσου τετραγωνικού σφάλματος (RMSE) ίση με 7.6·10-3 m,ενώ για την δεύτερη περιοχή μελέτης καταλληλότερο βαριόγραμμα ήταν το εκθετικό με τιμή για το δείκτη σφάλματος RMSE ίση με 0.962 m. Βασική διαφορά που οδηγεί σε αυτή την απόκλιση στις τιμές του σφάλματος ήταν ότι στην πρώτη περίπτωση προσομοιώνεται η διαφορά του υδραυλικού ύψους, ενώ στη δεύτερη περιοχή μελέτης προσομοιώνεται το υδραυλικό ύψος αυτό καθ’ αυτό, διαφορά που οφείλεται στα στατιστικά χαρακτηριστικά των χρονοσειρών. Για την επιβεβαίωση του μοντέλου και την πιστοποίηση της ακρίβειας του, πραγματοποιήθηκε ανάλυση αβεβαιότητας στα επιμέρους κομμάτια της μεθοδολογίας.Η καινοτομία της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου με βάση τα δεδομένα το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη χωρική και χρονική προσομοίωση του υδραυλικού ύψους, χωρίς την απαίτηση γεωλογικών δεδομένων. Η χρήση της ασαφούς λογικής για τον προσδιορισμό των γειτόνων του kriging αποτελεί καινοτομία της παρούσας εργασίας και μπορεί να βελτιώσει τα αποτελέσματα της μεθόδου. Η εφαρμογή του μοντέλου σε δύο διαφορετικού γεωλογικού υπόβαθρου περιοχές μελέτης, μια προσχωματική και μια καρστική, αποδεικνύει την αποτελεσματικότητα του κάτω από διάφορες συνθήκες.Δημοσίευση Μελέτη επιπτώσεων κλιματικής μεταβολής σε βασικές υδρολογικές παραμέτρους και ο ρόλος του μεροληπτικού σφάλματος(Technical University of Crete, 2014) Gryllakis Emmanouil; Γρυλλακης Εμμανουηλ; Tsanis Giannis; Τσανης Γιαννης; Christopoulos Dionysios; Χριστοπουλος Διονυσιος; Tsoutsos Theocharis; Τσουτσος Θεοχαρης; Kolokotsa Dionysia; Κολοκοτσα Διονυσια; Karatzas Giorgos; Καρατζας Γιωργος; Lazaridis Michalis; Λαζαριδης ΜιχαληςΗ μελέτη των πιθανών επιπτώσεων της κλιματικής μεταβολής στους υδατικούς πόρους στοχεύει στην ανάπτυξη της απαραίτητης πληροφορίας για την προσαρμογή στις αλλαγές αυτές. Στόχος της προσαρμογής είναι η μείωση της ευπάθειας των φυσικών και ανθρωπίνων συστημάτων στις επιπτώσεις της αλλαγής του κλίματος. Το βασικό εργαλείο στην κλιματική έρευνα είναι τα κλιματικά μοντέλα, τα οποία μπορούν να προσμοιάσουν το παρελθών κλίμα, ενώ όταν τροφοδοτηθούν με τα κατάλληλα μελλοντικά σενάρια εκπομπών μπορούν να προβλέψουν το μελλοντικό κλίμα. Ωστόσο οι κλιματικές προσομοιώσεις δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως έχουν λόγω των συστηματικών σφαλμάτων που εμπεριέχουν. Έτσι, είναι αναγκαία η διαδικασία της διόρθωσης αυτών των σφαλμάτων μεροληψίας ώστε τα κλιματικά δεδομένα να γίνονται κατάλληλα σε μοντέλα επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής που είναι βαθμονομημένα με παρατηρημένα δεδομένα. Στην διατριβή που εκπονήθηκε, ιεραρχήθηκαν τα μεγαλύτερα και πιο σύγχρονα κλιματικά πειράματα που έχουν συσταθεί και διεξαχθεί στην περιοχή της Ευρώπης και της Βορείου Αμερικής, CMIP3 και CMIP5, NARCCAP, EURO CORDEX 44, EURO CORDEX 11 και North America CORDEX, με βάσει την ικανότητά τους να αναπαριστούν το παρελθόν καθεστώς κατακρήμνισης και θερμοκρασίας. Τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για την εκτίμηση της επίδρασης της κλιματικής αλλαγής στην υδρολογία τεσσάρων λεκανών απορροής στις περιοχές αυτές. Αναπτύχθηκε μια νέα μέθοδος διόρθωσης των μεροληπτικών σφάλματων στα δεδομένα κατακρήμνισης, ώστε αυτά να καθίστανται χρήσιμα στη προβολή των επιπτώσεων της κλιματικής μεταβολής στην υδρολογία των περιοχών μελέτης. Η μεθοδολογία αξιολογήθηκε για την απόδοση της στα αποτελέσματα ενός GCM. Επίσης τα αποτελέσματα στης διόρθωσης σε τρία GCMs συγκρίθηκαν με αυτά μίας άλλης ευρέως χρησιμοποιούμενης μεθοδολογίας. Η μέθοδος που αναπτύχθηκε δίνει βελτιωμένα αποτελέσματα διόρθωσης σε σχέση με άλλες μεθόδους. Επίσης, η διόρθωση στα σφάλματα μεροληψίας στα δεδομένα κατακρήμνισης και θερμοκρασίας αύξησε στην ικανότητα της υδρολογικής προσομοίωσης, και μείωσε την αβεβαιότητα μεταξύ των αποτελεσμάτων που προέρχονται από διαφορετικές κλιματικές προσομοιώσεις. Η κλιματική πληροφορία χρησιμοποιήθηκε έπειτα για την εκτίμηση της επίδρασης της προβλεπόμενης κλιματικής αλλαγής σε τέσσερις λεκάνες απορροής, με και χωρίς διόρθωση του σφάλματος μεροληψίας στα δεδομένα της βροχόπτωσης και θερμοκρασίας. Η σύγκριση κατέδειξε ότι η διόρθωση του σφάλματος βελτίωσε την απόδοση των υδρολογικών προσομοιώσεων, κατά τα παρατηρούμενα δεδομένα παροχής, ενώ επίσης μείωσε και την διακύμανση μεταξύ των αποτελεσμάτων όπως αυτά προήλθαν από διαφορετικές κλιματικές προσομοιώσεις. Στην συνέχεια έγινε ανάλυση των τάσεων, με σκοπό να εξεταστεί ο βαθμός όπου κάθε διαδικασία διόρθωσης του σφάλματος μεροληψίας, θα μπορούσε να επηρεάσει την μακροχρόνια τάση της κατακρήμνισης και της θερμοκρασίας. Παρατηρήθηκε ότι η μέθοδος που αναπτύχθηκε για την διόρθωση του σφάλματος μεροληψίας στην κατακρήμνιση μπορεί να επηρεάσει σε περιορισμένο βαθμό την τάση της μακροπρόθεσμης αλλαγής. Παρόμοια ήταν και τα αποτελέσματα για την μακροπρόθεσμη τάση στην θερμοκρασία. Παρόλα αυτά, η συνδυασμένη αλλαγή στις τάσεις των προαναφερθέντων μεταβλητών δύναται να προκαλέσει μεγαλύτερη αλλαγή στην τάση της παροχής. Επιπλέον, εξετάστηκε η αλλαγή στην εποχικότητα, για την καλύτερη απόδοση του κλίματος σε κάθε περιοχή μελέτης. Τέλος μελετήθηκε η αλλαγή των ακραίων φαινομένων βροχόπτωσης για την επιρροή τους σε ακραία φαινόμενα απορροής υπό το πρίσμα της κλιματικής αλλαγής.