محمد طاوسی؛ مهدی وفاخواه؛ وحید موسوی
چکیده
با توجه به اهمیت داده‌های هواشناسی و وجود محدودیت داده‌برداری در ایستگاه‌های زمینی، فنّ سنجش از دور می‌تواند نقش مهمی در تهیة این داده‌ها ایفا کند. هدف از این پژوهش ارزیابی کمّی دمای سطح زمین (LST) حاصل از تصاویر سنجندة مادیس، برای تخمین دمای هوای بیشینه و کمینة روزانه در حوضة آبخیز طالقان است. برای این منظور، داده‌های دمای هوای ...
بیشتر
با توجه به اهمیت داده‌های هواشناسی و وجود محدودیت داده‌برداری در ایستگاه‌های زمینی، فنّ سنجش از دور می‌تواند نقش مهمی در تهیة این داده‌ها ایفا کند. هدف از این پژوهش ارزیابی کمّی دمای سطح زمین (LST) حاصل از تصاویر سنجندة مادیس، برای تخمین دمای هوای بیشینه و کمینة روزانه در حوضة آبخیز طالقان است. برای این منظور، داده‌های دمای هوای بیشینه و کمینة روزانة سه ایستگاه هواشناسی زمینی و مقادیر LST روز و شب و NDVI سنجندة مادیس، متعلق به دورة زمانی 2009 تا 2015، دریافت و تهیه شد. سپس با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه، بین هریک از متغیرهای مؤثر و دمای هوای بیشینه و کمینة روزانه در ایستگاه‌های زمینی، ارتباط برقرار شد. نتایج نشان داد که بین دمای هوای بیشینه و کمینة روزانه در ایستگاه‌های زمینی، با LST روز و شب و NDVI حاصل از سنجندة مادیس، همبستگی معنی‌داری وجود دارد؛ بنابراین از این متغیر‌ها در روابط رگرسیونی استفاده شد. نتایج حاصل از اعتبارسنجی نشان داد روابطی که با همة متغیرهای مؤثر ایجاد شده است بیشترین صحت را دارد؛ به‌طوری‌که بهترین مدل در تخمین بیشینة دمای هوای روزانه، دارای مقادیر ، NSE و RMSE، به‌ترتیب 75/0، 75/0 وC ˚ 7/4+ و درمورد کمینة دمای هوای روزانه، به‌ترتیب 71/0، 71/0 و C˚ 9/2+ است؛ ازاین‌رو می‌توان با تبدیل دمای سطح زمین حاصل از تصاویر سنجندة مادیس، دمای هوا را با دقت بالا در مقیاس روزانه و ماهیانه، برای استفاده در پژوهش‌های گوناگون، تخمین زد.
زهره هاشمی؛ حمید سودائی زاده؛ محمدحسین مختاری
چکیده
دمای سطح زمین یکی از پارامترهای مؤثر و مهم در فرایندهای فیزیک سطح زمین در تمامی مقیاس‌ها، از محلی تا جهانی، محسوب می‌شود. در این مطالعه، رابطة بین دمای سطح زمین با پوشش‌گیاهی و رطوبت سطحی خاک، در کاربری‌های اراضی منطقة زهک دشت سیستان، بررسی شد. بدین‌منظور تصاویر ماهواره‌ای لندست TM (1987)، TM (2001) و OLI(2018) به‌کار رفت. پس از مراحل پیش‌‌پردازش ...
بیشتر
دمای سطح زمین یکی از پارامترهای مؤثر و مهم در فرایندهای فیزیک سطح زمین در تمامی مقیاس‌ها، از محلی تا جهانی، محسوب می‌شود. در این مطالعه، رابطة بین دمای سطح زمین با پوشش‌گیاهی و رطوبت سطحی خاک، در کاربری‌های اراضی منطقة زهک دشت سیستان، بررسی شد. بدین‌منظور تصاویر ماهواره‌ای لندست TM (1987)، TM (2001) و OLI(2018) به‌کار رفت. پس از مراحل پیش‌‌پردازش و پردازش تصاویر، نقشه‌های کاربری اراضی براساس روش طبقه‌بندی نظارت‌شده و از طریق الگوریتم حداکثر احتمال در دورة سی‌ساله استخراج شد. همچنین دمای سطح زمین با روش پنجرة مجزا بهدست آمد و ارتباط بین آن با پوشش گیاهی و رطوبت خاک، با روش آماری، ارزیابی شد. طبق نتایج، دقت طبقه‌بندی به‌روش حداکثر احتمال با بررسی از طریق داده‌های حقایق زمینی، تصاویر TM و OLI، برحسب ضریب آماری کاپا، به‌ترتیب 89/0، 95/0 و 84/0 و براساس صحت کلی 8/91، 45/96 و 89/87% بهدست آمد. طی سال‌های 1987، 2001 و 2018 میانگین شاخص‌های دمای سطح زمین 13/38، 73/45 و 14/41 درجة سانتی‌گراد، شاخص تفاضلی نرمال‌شدة پوشش گیاهی 11/0-، 13/0- و 16/0- و شاخص تفاضلی نرمال‌شدة رطوبت 64/0، 63/0 و 58/0 برآورد شد. ارتباط دمای سطح زمین و شاخص تفاضلی نرمال‌شدة پوشش گیاهی فاقد همبستگی بود. همبستگی بین دمای سطح زمین و شاخص تفاضلی نرمال‌شدة رطوبت نیز معکوس و منفی شد. بر اثر عوامل پدیدآورندة خشکسالی هیدرولوژیکی و شرایط اقلیمی ناشی از کاهش بارندگی، افزایش دمای هوا و وزش طوفان‌های گردوغبار، زادآوری و رشد گیاهان کاهش یافته است؛ بنابراین، به‌دنبال فقدان پوشش گیاهی مناسب، پوشش گیاهی در کاهش دمای سطح زمین منطقة مورد مطالعه تأثیری ندارد.
علیرضا بذرگر بجستانی؛ مرتضی طیبی
چکیده
پایش دمای سطح زمین (LST)، که یکی از پارامترهای مهم زیست‌محیطی محسوب می‌شود، تا کنون با استفاده از سنجنده‌های سنجش از دوری دارای توان تفکیک زمانی بالا، همچون سنجندة مادیس (توان تفکیک زمانی روزانه و توان تفکیک مکانی یک کیلومتر)، به‌طور گسترده‌ای صورت گرفته است. یکی از مهم‌ترین مشکلات این سنجنده‌ها پایین‌بودن توان تفکیک مکانی آنهاست ...
بیشتر
پایش دمای سطح زمین (LST)، که یکی از پارامترهای مهم زیست‌محیطی محسوب می‌شود، تا کنون با استفاده از سنجنده‌های سنجش از دوری دارای توان تفکیک زمانی بالا، همچون سنجندة مادیس (توان تفکیک زمانی روزانه و توان تفکیک مکانی یک کیلومتر)، به‌طور گسترده‌ای صورت گرفته است. یکی از مهم‌ترین مشکلات این سنجنده‌ها پایین‌بودن توان تفکیک مکانی آنهاست که کارآیی‌شان را، در مواردی همچون شناخت آتش در مناطق جنگلی و مطالعة جزایر گرمایی شهری، محدود کرده است. در مقابل، سنجنده‌هایی با توان تفکیک مکانی بالا، همچون سنجندة ASTER (توان تفکیک مکانی 90 متر و توان تفکیک زمانی شانزده روز در محصول دمای سطح زمین)، توان تفکیک زمانی پایینی دارند که این منجر به ضعف آنها در پایش تغییرات سریع می‌شود. درواقع، به‌دلیل محدودیت‌های فنی، تا کنون سنجنده‌ای وجود نداشته است که، در دو بعد مکانی و زمانی، توان تفکیک بالا داشته باشد. برای حل این مشکل، روش‌های کم‌هزینه و کارآمد ادغام مکانی‌ـ زمانی مطرح شده‌اند. از مهم‌ترین روش‌های مطرح در ادغام مکانی‌ـ زمانی، روش‌های ESTARFM و STDFA شمرده می‌شوند. در این تحقیق، به‌منظور تلفیق داده‌های سنجنده‌های مادیس و ASTER از دمای سطح زمین در بخشی از شهر تهران، روشی جدید (SWT-STDFA) برمبنای روش STDFA مطرح و موجک دوبعدی ایستا تبدیل شد. نتایج حاصل از تلفیق نیز با نتایج دو روش ESTARFM و STDFA مقایسه شدند. همچنین، در ادامه، با توجه به وجود نقشة طبقه‌بندی تهیه‌شده براساس شاخص گیاهی تفاضلی نرمال‌شده در الگوریتم‌های STDFA و SWT-STDFA، درمورد تأثیر استفاده از شاخص‌های گیاهی تفاضلی نرمال‌شدة سبز (GNDVI) و شاخص گیاهی تعدیل‌شدة چندطیفی خاک (SAVI) در دقت تصویر مجازی خروجی بحث شده است. نتایج تحقیق نشان‌دهندة دقت بالای روش پیشنهادی با ریشة میانگین مربع خطاهای 3.03 کلوین، انحراف معیار 2.21 کلوین، میانگین قدرمطلق خطاهای 1.72 کلوین و ضریب همبستگی 0.92 بین تصویر دمای سطح واقعی منطقه و تصویر مجازی پیش‌بینی‌شده در مقایسه با دو روش دیگر است. افزایش شاخص‌های گیاهی GNDVI و SAVI در طبقه‌بندی دو روش STDFA و SWT-STDFA نیز تأثیری چندانی در دقت تصویر تلفیقی مجازی خروجی نداشته است.
مینا مرادی زاده
چکیده
یکی از مهم‌ترین پارامترها، در تمامی تعاملات بین سطح و جو، بخار آب ستونی جو است که در بسیاری از مطالعات هواشناسی، محیطی، کاربردهای اکولوژیک و کشاورزی نقش کلیدی دارد. اندازه‌گیری این پارامتر در ایستگاه‌های هواشناسی مستلزم استفاده از رادیوسوند است که، علاوه‌بر نقطه‌ای و محدودبودن مشاهدات، بسیار پر‌هزینه است. ازآنجاکه این پارامتر، ...
بیشتر
یکی از مهم‌ترین پارامترها، در تمامی تعاملات بین سطح و جو، بخار آب ستونی جو است که در بسیاری از مطالعات هواشناسی، محیطی، کاربردهای اکولوژیک و کشاورزی نقش کلیدی دارد. اندازه‌گیری این پارامتر در ایستگاه‌های هواشناسی مستلزم استفاده از رادیوسوند است که، علاوه‌بر نقطه‌ای و محدودبودن مشاهدات، بسیار پر‌هزینه است. ازآنجاکه این پارامتر، در مقایسه با سایر پارامترهای جوّی، بیشترین تأثیر را در رادیانس رسیده به سنجنده دارد، سنجش از دور راهکاری جایگزین برای برآورد این پارامتر بسیار مهم جوّی محسوب می‌شود. یکی از سنجنده‌هایی که این پارامتر را اندازه‌گیری می‌کند AIRS است که توان تفکیک پایین (حدود 40 کیلومتر) آن، در بسیاری از کاربردها، مطلوب نیست. بنابراین، هدف اصلی این تحقیق ارتقای توان تفکیک مکانی بخار آب ستونی این سنجنده، با استفاده از روشی مبتنی‌بر نسبت‌گیری باندی و تلفیق آن با داده‌های سنجندة MODIS است. در ادامه، با توجه به تأثیر مهم این پارامتر در برآورد دمای سطح خاک (LST)، نقش بخار آب ستونی ارتقایافتة جوّ در برآورد LST بررسی می‌شود. به‌منظور اعتبارسنجی و تعیین دقت برآورد پارامترها، از سری داده‌های مستقل استفاده شد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی پتانسیل بالایی در ارتقای توان تفکیک مکانی بخار آب ستونی به‌دست‌آمدة جو ازطریق سنجندة AIRS دارد؛ بدون اینکه کاهش چشمگیری در دقت آن مشاهده شود. همچنین، این نتیجه حاصل شد که بخار آب ستونی ارتقایافتة جو ممکن است دقت برآورد LST را افزایش چشمگیری دهد.
فرحناز تقوی؛ عباس احمدی؛ زهرا زرگران
دوره 8، شماره 2 ، بهمن 1395، ، صفحه 53-72
چکیده
در این مطالعه، مدلی ترکیبی از شبکه‌های عصبی ماژولار و پردازش تصاویر مادیس برای محاسبۀ دمای سطح زمین، در منطقه‌ای شامل شهر تهران، ارائه شده است. در این مدل، داده‌های تصاویر حرارتی با تکیه بر ویژگی‌های دمای درخشندگی در باندهای حرارتی 31 و 32 میکرومترسنجندۀ مادیس، به‌منزلۀ ورودی در شبکه‌های عصبی ماژولار به‌کار رفته و روش جدیدی براساس ...
بیشتر
در این مطالعه، مدلی ترکیبی از شبکه‌های عصبی ماژولار و پردازش تصاویر مادیس برای محاسبۀ دمای سطح زمین، در منطقه‌ای شامل شهر تهران، ارائه شده است. در این مدل، داده‌های تصاویر حرارتی با تکیه بر ویژگی‌های دمای درخشندگی در باندهای حرارتی 31 و 32 میکرومترسنجندۀ مادیس، به‌منزلۀ ورودی در شبکه‌های عصبی ماژولار به‌کار رفته و روش جدیدی براساس ترکیبی از شبکۀ عصبی نگاشت خودسازمانده و الگوریتم بهینهسازی تجمع ذرات پیشنهاد شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان میدهد استفاده از این الگوریتم سبب توزیع مناسب داده‌های ورودی شبکه‌های عصبی می‌شود. در آخر، نتایج نهایی با مدلهای شبکه‌های عصبی با آموزش و ساختار غیرماژولار نیز مقایسه شده است. نتایج این مقایسه نشان میدهد که زمان آموزش مدل در پیش‌بینی دمای سطح زمین کاهش، و دقت مدل افزایش یافته است. اختلاف کم بین مقادیر پیش‌بینی‌شده و مقادیر واقعی دما در منطقه نشان میدهد که دما با دقت مناسبی در این مدل پیش‌بینی شده است، به‌طوری‌که میانگین خطای مدل ترکیبی مقدار 0081/0 و درصد خطای مطلق نیز 59/10 است.
علیرضا رمضانی خوجین؛ میرمسعود خیرخواه زرکش؛ پیمان دانشکار آراسته؛ علی مریدی؛ رحیم علیمحمدی نافچی
دوره 7، شماره 3 ، بهمن 1394، ، صفحه 49-64
چکیده
امروزه محاسبۀ دمای سطوح مختلف پوشش گیاهی و خاکی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، با هدف برآورد تبخیر و تعرق واقعی با الگوریتم بیلان انرژی، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این مطالعات دقت محاسبۀ گرادیان حرارتی بین سطح زمین و هوا و میزان اختلاف دمای سطوح مختلف کاربری دارای اهمیت است. در دشت شهرکرد به منظور محاسبۀ دمای سطح زمین[1] سه چالش اصلی ...
بیشتر
امروزه محاسبۀ دمای سطوح مختلف پوشش گیاهی و خاکی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، با هدف برآورد تبخیر و تعرق واقعی با الگوریتم بیلان انرژی، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این مطالعات دقت محاسبۀ گرادیان حرارتی بین سطح زمین و هوا و میزان اختلاف دمای سطوح مختلف کاربری دارای اهمیت است. در دشت شهرکرد به منظور محاسبۀ دمای سطح زمین[1] سه چالش اصلی وجود داشت. نخست، نبود مطالعۀ مشخصی در زمینۀ محاسبۀ دمای سطح زمین با استفاده از باندهای حرارتی ماهوارۀ Landsat8، دوم، فقدان داده‌های مشاهده‌ای دمای سطح پوشش‌های مختلف گیاهی و خاکی و سوم، محدود بودن داده‌های دمای سطح زمین ایستگاه‌های کلیماتولوژی و سینوپتیک به حداقل روزانه. در این مطالعه، به منظور تبدیل دمای درخشندگی2 سطح به دمای سطح زمین، از الگوریتم دوپنجره‌ای3 موجود AVHRR-NOAA استفاده شد و برای محاسبۀ گسیلندگی سطحی4 نیز روش پیشنهادی الگوریتم سبال5 به کار رفت. با توجه به نبودِ ایستگاه‌های هواشناسی مرجع، از داده‌های ایستگاه‌های غیر‌مرجع برای محاسبۀ دمای روزانۀ سطح زمین و لحظۀ عبور ماهواره استفاده شد و در نهایت، از روش محاسبۀ خطای انحراف برای واسنجی دمای سطح زمین ماهوارۀ Landsat 8 و تهیۀ لایۀ میانگین روزانه دمای سطح زمین استفاده شد. در این مطالعه همۀ ضرایب همبستگی محاسبه‌شده بیشتر از 0.9 بود و تمامی روابط رگرسیونی، از نظر آماری، در سطح 95% و حتی 99% معنادار بودند. اختلاف مقادیر خطای انحراف محاسبه‌شده در روز-تصویرهای مختلف در بیشترین مقدار، 0.5 کلوین بود و میزان RMSE محاسبه‌شده نیز بین 1.9 تا 2.2 کلوین قرار داشت که در مقایسه با مطالعات مشابه مورد پذیرش بود.
محمود احمدی؛ داوود عاشورلو؛ مهدی نارنگی فرد
دوره 4، شماره 4 ، اسفند 1391
چکیده
الگوهای دمایی در کاربری های مختلف و میزان تأثیرگذاری آنها بر دامنه های دمایی در شناخت میکروکلیمای شهری بسیار اهمیت دارد. فعالیت های بشری و تغییر در سیمای طبیعی شهر موجب ایجاد تفاوت هایی از نظر دما بین مناطق مرکزی شهر و حومه آن می شود، که با استفاده از تصاویر ماهواره ای می توان آنها را سنجش و اندازه گیری و پایش کرد. هدف از این پژوهش مطالعه ...
بیشتر
الگوهای دمایی در کاربری های مختلف و میزان تأثیرگذاری آنها بر دامنه های دمایی در شناخت میکروکلیمای شهری بسیار اهمیت دارد. فعالیت های بشری و تغییر در سیمای طبیعی شهر موجب ایجاد تفاوت هایی از نظر دما بین مناطق مرکزی شهر و حومه آن می شود، که با استفاده از تصاویر ماهواره ای می توان آنها را سنجش و اندازه گیری و پایش کرد. هدف از این پژوهش مطالعه تغییرات زمانی و مکانی الگوهای حرارتی شهری شیراز از طریق تصاویر ماهواره ای و تعیین مکان های دارای دمای بالا و بررسی نقطه ای به منظور ترسیم نقشه و تحلیل کاربری شهری است. روش تحقیق، استفاده از تصاویر ماهواره LANDSAT سنجنده ETM+ با قدرت تفکیک 60 متر از باند 2- (High Gain) در نادیر سنجنده ETM+ و باند 6 سنجنده TM به منظور استخراج الگوی حرارتی شهر و همچنین تهیه نقشه های کاربری برای پایش تغییرات کاربری شهر شیراز در بازه زمانی 24 ساله بوده است. نتایج در این پژوهش نشان داد سطوح بایر خاکی فاقد پوشش گیاهی حاشیه شهر بیشترین میزان دما را دارند و در کاربرهای شهری نیز دمای بافت های فشرده و فرسوده شهری بیش از دیگر مناطق مسکونی است. بدین ترتیب حلقه های دمایی با مناطق آلوده و پرترافیک شهری انطباق دارند؛ و سردترین مناطق نیز با کاربری پوشش گیاهی منطبق اند. ناگفته نماند که تغییرات کاربری در دوره آماری حاکی از روندی کاهشی برای کاربری بایر به نفع کاربری شهری است.
علیرضا شکیبا؛ پرویز ضیائیان فیروز آبادی؛ داوود عاشورلو؛ سودابه نامداری
دوره 1، شماره 1 ، تیر 1388
چکیده
با توسعه شهر نشینی، مقادیر زیادی از مساحت مناطق کشاورزی و جنگلی جایخود را به خانه ها، مناطق صنعتی و و دیگر زیر ساخت ها داده اند. محدوده های شهری دارای بیلان و انرژی و آبی متفاوتی در قیاس با نواحی غیرشهری اند. این تفاوت و تغییر در این دو مفوهم باعث از بین رفتن توازن انرژی و رواناب در محیط های شهری می گردد که خود مشکلات زیست محیطی جدی را ...
بیشتر
با توسعه شهر نشینی، مقادیر زیادی از مساحت مناطق کشاورزی و جنگلی جایخود را به خانه ها، مناطق صنعتی و و دیگر زیر ساخت ها داده اند. محدوده های شهری دارای بیلان و انرژی و آبی متفاوتی در قیاس با نواحی غیرشهری اند. این تفاوت و تغییر در این دو مفوهم باعث از بین رفتن توازن انرژی و رواناب در محیط های شهری می گردد که خود مشکلات زیست محیطی جدی را (مانند سیل و آلودگی های حرارتی) برای ساکنان شهر به دنبال می آورد. علاوه بر این، در برخی از نواحی شهری تغییرات کابری ها و افزایش جمعیت و در پی آن افزایش تردد خودروها و همچنین وجود صنایع، موجب افزایش دمای برخی مناطق شهری نسبت به دیگر مناطق می شود. بنابراین درمناظق شهری، بسته به پوشش زمین، مناطقی با درحه حرارت بیشتر از سایر نوحای به وجود می آید، که این پدیده را جزیره حرارتی شهرها می نامند. در این تحقیق جزایر حرارتی شهر تهران – که مهم ترین مرکز جمعیتی و یکی از مهم ترین مراکز صنعتی ایران به شمار می آید در طول چند دهه اخیر رشد شهری سریعی داشته است – مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، استخراج جزایر حرارتی در مناطق شهری با استفاده از داده های ماهواره ای و تعیین اثر نوع پوشش و کاربری زمین بردمای سطح زمین است. برای رسیدن به این هدف، طبقه بندی پوشش اراضی شهری شهر تهران بر اساس تغییر در خصوصیات بیوفیزیکی (ویژگی های بیولوژیکی و خواص فیزیکی) آن، در سطح طبقه بندی زیر پیکسل و استخراج کسر خاک، پوشش گیاهی و سطوح نقوذناپذیر از تصاویر ETM+ انجام شد. برای محاسبه درصد هر یک از این سطوح از روش جداسازی طیفی (LSU) استفاده شد. در پایان، با تحیلیل آماری هر یک از جزایر حرارتی شهر تهران به تفکیک، نفش هر یک از پوشش های و کاربری های اراضی در ایجاد آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که سطوح نفوذ نابپذیر از طریق جذب و ذخیره انرژی خورشیدی اثر گرمایشی دارند، در حالی که پوشش گیاهی از طریق توازن گرمایی به وسیله تبخیر و تعرق و تولید سایه دارای اثر خنک کننده اند.
