فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش معدن
دانشگاه ها و اساتيد معدن
آموزش علوم رشته معدن
آموزش نرم افزارهاي معدني
معرفي معادن سراسر دنيا
مراکز تحقيقاتي بخش معدن
آشنايي با تجهيزات معدني
بانک مقالات رشته معدن

معرفي متخصصين معدني

پروژه هاي تحقيقاتي معدن

رده بندي سايتهاي معدني
پايان نامه هاي دانشجويي
نشريات و کتابهاي معدني
معرفي شرکتهاي معدني
گالري عکسهاي معدني
 
 

عنوان: تعيين سطح پوشش برف در مقياس Subpixel با استفاده از تصاوير MODIS
نويسنده: علي اکبر متکان، فيروزآبادي، عاشورلو، داداشي خانقاه              ايميل: gis1387@gmail.com

منبع اطلاعاتي: mehdigis.blogfa.com  post-192            تاريخ نگارش: 09/04/1390

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - -

   
 
 

◄   چکيده:
تعيين سطح پوشش برف در حوضه هاي آبريز به عنوان يکي از پارامترهاي مهم برفسنجي، نقش مهمي در مطالعات هيدرولوژي و اقليمي دارد. تصاوير ماهواره اي با توان بسيار بالايي قدرت تعيين اين سطوح برفگير را با کمترين هزينه و در کوتاه ترين زمان دارند. در طي 4 دهه گذشته تکنيک ها و الگوريتم هاي مختلفي براي بررسي هرچه دقيق تر سطح پوشش برف مورد ارزيابي قرار گرفته است که در اين بين تکنيک Subpixel به دليل توانايي تعيين ميزان درصد برف در هر پيکسل يک رويکرد جديد بشمار مي رود.
در اين تحقيق تصاوير سنجنده MODIS به دليل قابليت بالا در مطالعات برفسنجي مورد استفاده قرار گرفت. در ابتدا اين تصاوير که به صورت خام مي باشند تا سطح L1B تصحيح گرديد. سپس ميزان انعکاس طيفي و انعکاس تابشي باندها تعيين و جداسازي طيفي خطي صورت پذيرفت که براي اين منظور باندهاي مناسب انتخاب و با استفاده از الگوريتم MNF، ميزان نويز در باندها کاهش يافت. سپس به تعيين EM پرداخته شد که در اين مرحله علاوه بر آنکه از تصوير MODIS استفاده گرديد، تعيين EM با استفاده از تصوير IRS-P6 نيز انجام پذيرفت. سپس بر اساس منحني طيفي پديده هاي موجود در منطقه، کتابخانه طيفي تهيه و در نهايت با بکارگيري الگوريتم Linear Spectral Unmixing به جداسازي طيفي پرداخته شد. به اين ترتيب دقت نقشه پوشش برف در مقياس Subpixel پس از ارزيابي با تصوير IRS-P6، 86% بدست آمد و ميزان سطح پوشش برف در منطقه، 1008.793 کيلومتر مربع تخمين زده شد در حالي که روش Pixelbase که تنها قادر به شناسايي پيکسل هايي با بيش از 50% برف مي باشد، ميزان برف را در همين زمان 1323 کيلومتر مربع تخمين زد.

کلمات کليدي : سطح پوشش برف، حوضه سد کرج و لتيان ، MODIS،IRS ، Subpixel، Linear spectral unmixing

◄   مقدمه:
ميزان کل ريزش هاي جوي در ايران کمتر از 250 ميلي متر در سال مي باشد که به دليل شرايط اقليمي، اين ريزش ها در فصول مختلف سال به صورت يکنواخت نبوده و ميزان آن در فصول گرم به حداقل مي رسد. به همين دليل، بررسي ريزش هاي جامد که اکثرا در پاييز و زمستان و در ارتفاعات بالا صورت گرفته و به عنوان يک منبع ذخيره اي براي ساير فصل ها بشمار مي رود، حائز اهميت مي باشد. بارش برف به عنوان مهمترين ريزش جامد، سبب تشکيل توده هاي برف در مناطق کوهستاني مي گردد که با فرارسيدن فصل بهار، اين توده هاي برفي به تدريج ذوب شده و موجب ايجاد جريانهاي زير سطحي و سطحي مي گردد. به اين ترتيب سفرههاي آب زيرزميني، مخازن سدها و درياچه ها تغذيه مي شوند و آب جهت مصارف مختلف در کليه فصول، از جمله آب جهت مصارف کشاورزي در طي فصول گرم فراهم مي گردد. بنابراين مطالعه ميزان پوشش برف در حوضه هاي آبريز جهت مديريت منابع آب امري ضروري مي باشد.
اهميت اطلاع از ذخاير برفي که تامين کننده جريان پايه رودخانه ها و منشاء اصلي منابع آب شيرين هستند، در چند سال گذشته براي سياستگذاران آب در سطح کلان و مديران اجرايي مشخص گرديده و فعاليت هايي براي تخمين دقيق تر ميزان ذخاير برفي آغاز گشته است. به همين منظور، استفاده از فن آوري هاي جديد از جمله فن آوري سنجش از دور، بطور چشمگيري مورد توجه واقع شده است که به اين ترتيب زمينه براي ايجاد تحول منطقي و موثر در نحوه آماربرداري از پوشش هاي برفي در حوضه هاي آبريز، فراهم گشته است.
مطالعه پوشش برف با استفاده از تصاوير ماهواره اي از 4 دهه قبل آغاز شده است که در اين بين الگوريتم هاي مختلف پردازش تصاوير، جهت تعيين دقيق تر ميزان پوشش برف و نحوه پراکندگي آن مورد استفاده قرار گرفته است اما همچنان تقاضا براي افزايش دقت اين نقشه ها وجود دارد. علاوه بر تکنيک هاي مختلف، انواع گوناگون سنجنده، شامل سنجنده هاي اپتيک و مايکروويو براي بررسي خصوصيات برف از جمله بررسي سطح پوشش برف مورد ارزيابي قرار گرفته است که در اين بين سنجنده هاي اپتيک در محدوده مرئي، مادون قرمز نزديک و مياني فعاليت مي کنند و سنجنده هاي مايکروويو نيز توانايي سنجش برف را در محدوده مايکروويو و به دو صورت فعال و غيرفعال دارند.
سنجنده هاي فوق هر يک داراي مزايا و معايبي هستند. سنجنده هاي مايکروويو داراي قدرت تفکيک مکاني پايين مي باشند همچنين دسترسي به داده هاي اين سنجنده در ايران بسيار مشکل مي باشد که اين عوامل کاربرد آنرا در مطالعات برفسنجي محدود ساخته است. از طرفي سنجنده هاي اپتيک نيز معمولا از نظر قدرت تفکيک مکاني و يا زماني پايين هستند که در اين بين از بين سنجنده هاي اپتيک، سنجنده MODIS[1] به دليل قدرت تفکيک زماني و طيفي مناسب و همچنين دسترسي آسان، براي مطالعه سطح پوشش برف مورد توجه مي باشد.
يکي از معايب اين سنجنده، قدرت تفکيک مکاني آن مي باشد که 250 و 500 متر مي باشد. بطور کلي تصاويري که داراي قدرت تفکيک زماني بالا بوده و از نظر هزينه براي بررسي روزانه پوشش برف مناسب هستند، از نظر قدرت تفکيک مکاني پايين و يا متوسط مي باشند که در چنين تصاويري امکان وجود پيکسل هاي مخلوط[1] بالا مي باشد. پيکسل مخلوط پيکسلي است که شامل بازتاب طيفي پديده هاي مختلف موجود در منطقه مي باشد. استخراج اطلاعات از پيکسل هاي مخلوط، تنها با به کارگيري تکنيک هاي SubPixel امکانپذير مي باشد که به اين ترتيب امکان تهيه نقشه هاي دقيق از نحوه پراکنش پديده هاي مختلف در منطقه مورد مطالعه فراهم مي گردد. تهيه چنين نقشه هايي از نواحي برفي، براي ساخت مدل هاي هيدرولوژيکي کارا و دقيق و همچنين در پيش بيني صحيح تر ميزان رواناب جهت مطالعات منابع آب در حوضه هاي آبريز ضروري مي باشد (Poon, 2004).
عوامل مختلفي در ايجاد پيکسل مخلوط نقش دارند. در مناطق کوهستاني به دليل شرايط توپوگرافي و سطح ناهمگن منطقه، به هنگام استفاده از تصاويري با قدرت تفکيک متوسط مانند تصاوير سنجنده MODIS[2]، پديده ها در مقياسي کوچکتر از قدرت تفکيک سنجنده ها تغيير مي کنند 2005) ( Hongen et al,. در اين حالت آشکارسازهاي يک سنجنده، بطور همزمان بازتاب طيفي پديده هاي موجود، از جمله برف، سنگ، خاک و پوشش گياهي را اندازه گيري مي کنند به همين دليل روش هاي Pixelbase که پيکسل هاي تصوير را به صورت پيکسل هاي حاوي برف و فاقد برف تقسيم مي کنند، نتايج مطلوبي را در پي نخواهد داشت و نياز به تکنيک هايي در مقياس Subpixel مي باشد ( Vikhamar & Solberg,2003).
در نتيجه، پيکسل هاي مخلوط به دليل محدوديت قدرت تفکيک مکاني سنجنده و همچنين ناهمگن بودن پوشش سطح زمين به وجود مي ايند و با توجه به مشکلات زيادي که در هنگام شناسايي پديده ها در پيکسل هاي مخلوط وجود دارد لازم است با جداسازي طيفي فراواني هر پديده، در پيکسل مخلوط تعيين گردد که اين امر در مطالعات پوشش برف نيز مورد نياز مي باشد چرا که استفاده از تکنيک هاي Pixelbase، مانند روش3 NDSI، گرچه ممکن است براي کاربردهاي بزرگ مقياس مانند پايش مستمر4 پوشش برف به صورت جهاني مناسب باشند اما براي کاربرد هاي کوچک و متوسط مقياس، مانند تهيه نقشه برف حوضه ها و يا تهيه نقشه بزرگ مقياس با دقت بالا ، نياز به اطلاعات کافي در زمينه ميزان پوشش برف واقعي براي هر پيکسل مي باشد (Solberg,2000) .

◄   ناحيه مورد مطالعه:
سد کرج و لتيان که به ترتيب بر روي رودهاي کرج و جاجرود احداث شده اند درکنار سد لار، 54 % آب شرب تهران و حومه آنرا تامين مي نمايند که 46 % مابقي از آبهاي زيرزميني که منبع عمده تغذيه آن برف است، تهيه مي گردد (سازمان مديريت منابع آب ايران،1384). علاوه بر تامين آب شرب، سد کرج و لتيان در تامين آب جهت مصارف کشاورزي در محدوده دشت ورامين نيز نقش اساسي دارند. با وجود
آنکه، اين دو سد جز سدهاي برق آبي مهم کشور بشمار نمي روند، اما در تامين انرژي براي تهران و حومه نقش بسزايي دارند. اهميت آنها، بخصوص در زمان اوج کمبود انرژي مشخص مي گردد که در اين زمان، انرژي از طريق نيروگاه هاي سد کرج و لتيان، به شبکه تحويل گشته و موجب جلوگيري از نوسانات احتمالي مي گردد.

جدول 1 ميزان مصارف آب سدهاي کرج و لتيان را در سال آبي 85-86 نشان مي دهد که نشانگر اهميت اين دو سد مي باشد. ادامه......

 

( براي دريافت متن کامل اين مقاله بر روي گزينه زير کليک راست کرده و گزينه  Save Target As را انتخاب کنيد)

 

 

◄   نويسنده گان:
      +   علي اکبر متکان - استاديار گروه سنجش از دور و GIS ، دانشگاه شهيد بهشتي
      +   پرويز ضيائيان فيروزآبادي - استاديار گروه جغرافيا، دانشگاه تربيت معلم
      +   داود عاشورلو - مربي گروه سنجش از دور و GIS ، دانشگاه شهيدبهشتي
      +   سپيده داداشي خانقاه - دانشجوي کارشناسي ارشد سنجش از دور و GIS، دانشگاه شهيد بهشتي

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت