نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• امیر هادیان ¹
• مینا مرادی زاده ²

¹ دانشجو

² استادیار سنجش از دور، گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده عمران و حمل و نقل، دانشگاه اصفهان

چکیده

آلودگی هوا یکی از مهم‌ترین بحران‌هایی است که امروزه اکثر کشور‌ها با توجه به پیشرفت صنعت و فناوری با آن رو‌به‌رو می‌باشند‌. کشور ایران و به‌ویژه شهر تهران نیز از این پدیده مستثنی نیست. ایستگاه‌های سنجش آلودگی هوا در سطح شهر علیرغم صحت بالا در اندازه‌گیری آلاینده‌ها، به دلیل محدودیت های زمانی و مکانی و اندازه-گیری نقطه‌ای قابلیت تعمیم‌پذیری ندارند. راهکار مکمل و بعضا جایگزین استفاده از سنجش‌ازدور و داده‌های ماهواره‌ای است که با توجه به هزینه بهینه و پوشش وسیع روشی مناسب جهت پایش آلودگی هوا به شمار می‌رود. آلاینده‌های دی‌اکسید نیتروژن (NO2) و ازن (O3) از مهم‌ترین شاخص‌‌های آلودگی هوا می‌باشند که در این پژوهش برای مدل‌سازی توزیع غلظت آن‌ها در سطح شهر تهران با توان تفکیک مکانی برابر (تقریبا یک کیلومتر) و صحتی بالاتر از داده‌های ماهواره‌ای تلاش خواهد شد. بدین منظور توزیع غلظت این دو آلاینده با به‌کارگیری یک روش نوآورانه مبتنی بر روش درون‌یابی کریجینگ و بهره‌گیری همزمان از داده‌های ایستگاهی سنجش آلودگی و توان تفکیک مکانی بالای داده‌های ماهواره‌ی سنتینل5P مدل‌سازی شده است. به‌منظور ارزیابی نتایج نیز از داده‌های ایستگاهی سنجش آلودگی هوا استفاده شده که میانگین خطای ماهانه این مدل نسبت به داده‌های ماهواره ستینل5P از 16.8 به 1.73 درصد برای آلاینده NO2 و از 21.9 به 2.53 درصد برای آلاینده O3 کاهش یافته است. همچنین خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) این مدل برای آلاینده‌های NO2 و O3به ترتیب برابر با ppb 2.79 و ppb‌ 0.86 می‌باشد که نشان از عملکرد مناسب این مدل در مدل‌سازی توزیع غلظت آلاینده‌ها دارد.

کلیدواژه‌ها

• آلودگی هوا
• آلاینده‌های ترافیکی
• درون‌یابی کریجینک
• ماهواره Sentinel-5P
• آلاینده NO2
• آلاینده O3

عنوان مقاله [English]

Modeling the concentration distribution of NO2 and O3 pollutants with an appropriate spatial resolution by combining ground and satellite data.

نویسندگان [English]

• Amir Hadian ¹
• Mina Moradizadeh ²

¹ دانشجو

² Department of Geomatics, Faculty of Civil and Transportation Engineering, University of Isfahan, Isfahan, Iran

چکیده [English]

Air pollution is one of the most important crises that most countries are facing today due to the progress of industry and technology. The country of Iran and especially the city of Tehran is not exempt from this phenomenon. Air pollution measurement stations at city level, in spite of the high accuracy of the measurement of pollutants, are not generalizable due to time and place limits and point measurement. A complementary and sometimes alternative solution is the use of remote sensing and satellite data, which is a suitable method for monitoring air pollution due to the optimal cost and wide coverage. Nitrogen dioxide (NO2) and ozone (O3) pollutants are among the most important indicators of air pollution. In this research, an effort will be made to model the distribution of their concentration in the city of Tehran with the same spatial resolution (almost one kilometer) and higher accuracy than satellite data. For this purpose, the concentration distribution of these two pollutants has been modeled by using an innovative method based on the kriging interpolation method and simultaneous use of pollution measurement station data and high spatial resolution of Sentinel 5P satellite data. In order to evaluate the results, air pollution measurement station data were used, and the average monthly error of this model has decreased from 16.8 to 1.73% for NO2 pollutants and from 21.9 to 2.53% for O3 pollutants compared to the data of the Sentinel 5P satellite. Also, the root mean square error (RMSE) of this model for NO2 and O3 pollutants is equal to 2.79 ppb and 0.86 ppb, respectively, which shows the proper performance of this model in modeling the concentration distribution of pollutants.

کلیدواژه‌ها [English]

• Air pollution
• Traffic pollutants
• Kriging interpolation
• Sentinel5P satellite
• NO2 pollutant
• O3 pollutant