Δημιουργία γεωγραφικού πληροφοριακού συστήματος για τον προσδιορισμό του κινδύνου μηχανικής διάβρωσης σε καλλιεργούμενες λοφώδεις εκτάσεις

Abstract

Αναπτύχθηκε ένα Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (ΓΣΠ), για την εκτίμηση του κινδύνου μηχανικής διάβρωσης, όπως καθορίζεται από δύο βασικούς παράγοντες (α) την κλίση του εδάφους και (β) τον προσανατολισμό των γραμμών άροσης σε σχέση με τις ισοϋψείς καμπύλες. Από το ψηφιακό μοντέλο εδάφους της περιοχής, η κλίση και η πτυχή-έκθεση υπολογίστηκαν σε κάθε σημείο του πλέγματος με μέγεθος κυψέλης 2 x 2 μ. Το συνημίτονο της γωνίας μεταξύ των γραμμών άροσης και των ισοϋψών χρησιμοποιήθηκε ως μέτρο υπολογισμού του κινδύνου μηχανικής διάβρωσης, σε μια κλίμακα από το 0 έως 1, ανάλογα με τον προσανατολισμό της άροσης. Όταν οι γραμμές άροσης είναι παράλληλες στην πτυχή-έκθεση του εδάφους (cos0 ° = 1) περιμένουμε το μέγιστο κίνδυνο μηχανικής διάβρωσης, ενώ, όταν αυτές οι γραμμές είναι κάθετες (cos90 ° = 0) αναμένουμε τον ελάχιστο κίνδυνο. Γωνίες μεταξύ 0° και 90° έχουν αντίστοιχα συνημίτονα μεταξύ 1 και 0. Οι τιμές αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καθορίσουν τις σχεσιακές συνθήκες μελών στο ασαφές σύνολο: "κίνδυνος μηχανικής διάβρωσης σε συνάρτηση με τον προσανατολισμό της άροσης σε μία καλλιέργεια". Ακολουθώντας την ίδια λογική και με την εδαφική κλίση παράγεται και ένα άλλο ασαφές σύνολο: "κίνδυνος διάβρωσης σε συνάρτηση με την εδαφική κλίση σε μία πλαγιά". Από τη στάθμιση του συγκερασμού των δύο προηγούμενων ασαφών συνόλων κατασκευάστηκε ένα νέο ασαφές σύνολο: "κίνδυνος μηχανικής διάβρωσης». Οι αντίστοιχοι συντελεστές στάθμισης για τα ασαφή σύνολα προσδιορισμού του κινδύνου διάβρωσης που εκφράζονται από τον προσανατολισμό της άροσης καθώς και τις κλίσεις των πρανών, εκτιμήθηκαν με βάση τον πειραματισμό και την υπάρχουσα βιβλιογραφία. Η αξιοποίηση καθώς και η επαλήθευση των αποτελεσμάτων του παραγόμενου μοντέλου έγινε με τη χρήση δεδομένων από την περιοχή Ερυθρές, η οποία βρίσκεται 50 χιλιόμετρα βορειοδυτικά της Αθήνας.

A Geographical information System (GIS) was developed for the assessment of the risk of the tillage erosion as determined by two main factors (a) the slope gradient of the soil and (b) the orientation of tillage lines in relation to the contours. From the Digital Elevation Model of the area the slope and the aspect were calculated at each point of a grid with cell size 2 m x 2 m. The cosine of the angle between the tillage lines and the contour lines was used as a measure of the risk of the tillage erosion, in a scale of 0 to 1, depending on the orientation of the tillage. When the tillage lines are parallel to the aspect (cos0° = 1) we expect the maximum risk of the tillage erosion, while, when these lines are vertical (cos90° = 0) we expect minimum risk. Angles between 0° and 90° have cosines between 1 and 0. These values can be used to determine memberships in a fuzzy set "risk of erosion from tillage orientation". Applying the same logic to slope another fuzzy set "risk of erosion from slope" was produced. From the weighting join of the two fuzzy sets a new fuzzy set "risk of tillage erosion'" was constructed. The respective weights for the tillage orientation and slope risk of erosion fuzzy sets were estimated from experimentation and literature. The exploitation and validation of the produced model was made using data from the Erithres area, which is located 50 km northwest of Athens.