سنجش از دور و كاربرد هاي مهم آن.
مقدمه:
اقلیم شناسی دانشی دیرینه، با توانایی ها و قابلیت های بی شمار در مدیریت و برنامه ریزی انسانی – محیطی است. فهم و بالطبع کاربرد این دانش متکی به شناخت و دریافت علوم و تکنیک های متعدد از شاخه های دانش بشری است. یکی از تکنیک هایی که به ویژه در اقلیم شناسی نوین مورد توجه می باشد، دانش آمار و احتمالات است. در نوشته های برخی دوستان معرفی برخی روش ها و آزمون های آماری را دیدم. تشویق شدم که برخی کاربردهای آمار را در اقلیم شناسی از کتاب مبانی اقلیم شناسی آماری نقل کنم.
علم در تمامی شاخه ها و از جمله در اقلیم شناسی سعی دارد پس از كشف حقیقت، نظم و قانون، جهان آفرینش را به ساده ترین شكل ممكن بیان كند. مثلاً در بیان مقدار بارندگی دامنه جنوبی البرز به صورت تك ارتفاعی عملی نیست. به همین دلیل محققان پس از مطالعه زیاد مدلی ساده طراحی کرده اند كه با گذاشتن اندازه ارتفاع هر نقطه در آن، برآورد مقدار بارش درآن ارتفاع ممکن می شود. همچنین در کاربرد دانش آمار باید به این نکته توجه داشت که روش های پرشماری برای ارزیابی آماری پدیده های اقلیمی وجود دارد . دانش آمار به ما می آموزد که کدام روش برای چه نوع ارزیابی مناسب تر است. تمامی این ویژگی ها زمینه های ظهور و تکوین دانش اقلیم شناسی آماری را مهیا کرده است. بنابراین شناخت رفتار اقلیم از منظر دانش آمار، به اقلیم شناسی آماری موسوم است. به طورکلی مهم ترین رویكردهای اقلیم شناسی آماری در هفت گروه قابل طبقه بندی است. این گروه ها شامل کنترل کیفی و بازسازی داده ها، توصیف كمی داده ها، شناسایی الگوهای پراكندگی، شناسایی نواحی مشابه، آزمون تمایز، شناسایی و آزمون روابط زمانی ـ مكانی، برآورد، بازآفرینی و پیش بینی مقادیر و در نهایت تحلیل احتمالاتی پدیده هاست. در زیر این رویکردها به ایجاز بیان می شود:
1- کنترل کیفی وبازسازی داده ها: گاهی یک یا چند مشاهده بسیار بزرگ تر یا بسیار کوچک تر از بقیه داده هاست. این داده ها را داده های پرت گویند. گاهی نیز تعدادی از نقاط دریک محدوده، و به طورمتوالی و جدای از نقاط متوالی دیگر قرار می گیرند. این وضعیت به جهش موسوم و با طول های مختلف رخ می دهند. تعداد نقاط در هر جهش را طول جهش گویند. این نوع داده ها در بعضی موارد حاصل خطای موجود در مشاهدات است. ابزار و مقیاس های سنجش، جابجایی و تغییرات فیزیکی ایستگاه ها، مسایل مربوط به دیده بانی و... عواملی مهم اند که موجب بروز خطا در داده های حاصل از اندازه گیری می شوند. برای انجام تحلیل مناسب، متقن و منتج تنها باید به توجه کرد كه از درجات بالای صحت برخوردار باشند. دانش آمار می تواند براساس روش های معقول و منطقی داده ها را آزمایش، رفع نقص یا خطا و بازسازی و تحلیل وتفسیر آن ها را با قید احتیاط و با ضریب خطای مشخص، امکان پذیر کند.
2- توصیف کمی داده ها: در این زمینه پردازش، نمایش و طبقه بندی داده های اقلیمی انجام می گیرد و ضمن آن مشخصات عمومی داده ها (نمایه های تمركز، پراكندگی، توزیع فراوانی ها و . . . ) برای شناسایی محدوده و عناصر مورد مطالعه بررسی می گردد. درواقع داده های مربوط به رخداد، فراوانی و عملكرد پدیده ها براساس روش های رایج ومعمول انجام می شود. گاهی با استفاده از فنون آماری – ترسیمی به تحلیل اکتشافی داده ها مبادرت می شود. دراین رویه برای کشف داده ها ونه تأیید نتایج نهایی آن ها هیچ پیش فرضی در نظر گرفته نمی شود و توصیف با استفاده از نمودارهای ساده صورت می پذیرد.
3- شناسایی الگوهای پراكندگی: از اولین و مهم ترین مراحل مطالعه اقلیمی، بررسی پراكنش و شناسایی الگوهای آن هاست. مثلاً برای ارائه پراكندگی عناصر اقلیمی (مثل پراكندگی مكانی بارش ایران) به صورت نقشه های هم ارزش، از روش های ریاضی - آماری می توان بهره گرفت. همچنین می توان به محاسبه تغییرات بارش با تغییر فاصله، تعمیم بارش یك نقطه برمساحت اطراف و . . . اشاره نمود كه عمدتاً به صورت عددی بیان می شود. ضمن اینکه آزمون و مقایسه میانگین و پراش ( تغییرات) از مباحث بنیادی در آمار استنباطی است که در اقلیم شناسی برای تحلیل پراکندگی ها به کار گرفته می رود.
4- شناسایی نواحی مشابه : تمامی عناصر اقلیمی تابع الگوی های مكانی هستند، بدین جهت بعد از شناسایی این الگوها باید آن ها را به نواحی متجانس تقسیم کرد. این عمل را طبقه ( ناحیه یا پهنه ) بندی اقلیمی می نامند. در این زمینه دو مسأله مهم یعنی بررسی كلیّت ناحیه و تعیین آستانه های منطقی با استفاده از روش های آماری و به كارگیری كامپیوترها امكان پذیر است. چرا كه در آن متغیرهای متعدد را می توان دخیل نمود. پردازش این حجم از متغیرها نیاز به تخصص، وقت و هزینه دارد. به علاوه ممكن است شباهت برخی از این متغیرها مستلزم حذف آن ها باشد؛ به همین دلیل استفاده از روش های آماری و كامپیوتر لازم می نماید.
5- آزمون تمایز : روش های آماری برای تعیین نواحی یا زمان ها(روزها ، ماه ها، فصول، سال ها یا قرن ها)ی متمایز و متباین به كار می رود. اساس این روش ها بر مقایسه تجانس درونی نواحی و یا زمان ها استوار است.
6- شناسایی و آزمون روابط زمانی ـ مكانی: یكی دیگر از اهداف مطالعه آماریِ اقلیم، بررسی میزان هماهنگی بین تغییرات متغیرها در طول زمان و مكان است. الگوهای تغییر متغیرها در امتداد زمان با عنوان بررسی «سری های زمانی» مورد توجه قرار می گیرد. در حالی كه الگوسازی مكانی با استفاده از روابط متغیرهای اقلیمی با مكان ( طول ، عرض جغرافیایی ، ارتفاع و... ) در آمار مکانی بررسی می شود. امروزه هر دو نوع بررسی بوسیله روش های آماری پیشرفته صورت می گیرد. این قبیل روابط پس از شناخت پدیده ها و فرایند(های) حاكم برآن ها قابل كشف و بررسی است.
براساس نگرش سیستمی، بررسی روابط تنها با درنظر گرفتن متغیرهای متعدد و فراوان امكان پذیر است. این كار از طریق روش های رایج و معمول ( روش همبستگی، رگرسیون، تحلیل عاملی و... ) انجام می گیرد. اخیراً روش تحلیل توابع انتقال بخصوص در تحلیل سری های زمانی از توجه فراوانی برخوردار شده است. از جدیدترین شیوه هایی كه در زمینه روابط زمانی ـ مكانی می توان معرفی کرد، تكنیك های موسوم به شبكه های عصبی است. از آنجا كه بررسی های زمانی – مكانی نوعی بررسی متوالی و موازی است، مدل های مبتنی بر تکنیک شبكه های عصبی حجم زیادی از اطلاعات متفاوت و متنوع را پردازش می کنند. توضیح این كه تکنیک های مذکور، اطلاعات و داده های مختلف حاوی روابط مکانی متنوع و متفاوت را مدل سازی می کنند. فلسفة اصلی نامگذاری شبكة عصبی، مدل سازی مشخصه ها و عملكرد عمدة مغز در شناخت پدیده هاست. بنابراین شبكةعصبی به مدلی گفته می شود كه اجزاء آن مجموعه ای متصل و شبكه ای پیچیده از عناصر را تشكیل می دهد.
7- برآورد، بازآفرینی و پیش بینی مقادیر : تخمین داده ها دریک محدوده ( زمانی – مکانی) فاقد داده را برآورد گویند. دانش آمار با استفاده از روش های استاندارد وقابل قبول وبا ضریب اطمینان مشخص قادر است خلاء داده ها را پر کند. این فرایند را اگر در مقیاس زمان و برای گذشته انجام گیرد، بازآفرینی و اگر برای آینده صورت پذیرد پیش بینی می نامند.
8- تحلیل احتمالاتی پدیده ها : برخی پدیده های اقلیمی (برای مثال خشكسالی، ترسالی، وقوع سیلاب، وقوع بارش با مقدارمعین، ریزش برف در یك زمان خاص، وقوع موج گرمایی، آستانه دمای معین و. . . ) درمشاهدة پیاپی و تحت شرایط مشخص، و طبعاً درطول زمان، نتایج یكسانی را بروز نمیدهند و ممكن است هر بار چهره ای متفاوت نشان دهند. واضح است كه وقوع این رویدادها به عوامل متعددی بستگی دارد كه تغییر اندكی در هر یك از آن ها ممكن است ماهیت رویداد را به میزان زیادی تغییر دهد یا حتی از رخ دادن آن جلوگیری كند. بنابراین درمشاهده های مختلف از این رخدادها و پدیده های مشابه نتایجی متفاوت حاصل می شود كه نمی توان آن را به طور قطع معلوم كرد. هرچند این رویدادها به طور قطع قابل پیش بینی نیست ولی از مشاهده پیاپی آن ها آگاهی های مفیدی می توان به دست آورد. برای مثال می توان دریافت شانس وقوع برخی از این رویدادهابیش تر از برخی دیگر است. برای محاسبة بخت وقوع پیشامدها لازم است مدل مناسبی انتخاب شود. یكی از روش هایی كه می توان، به استناد آن نسبت به تعیین الگوی این رویدادهای مبادرت كرد، استفاده از مبنای علم احتمال و دوره های بازگشت احتمال وقوع پدیده هاست. ازاین رو به دانش احتمال نیز در بسیاری مطالعات اقلیمی توجه می شود. همچنین می بایست به این نکته مهم اشاره نمود که آمار استنباطی بر مبنای دانش احتمال بنا نهاده شده است. به همین دلیل فهم و کاربرد این شاخه از آمار وابستگی اجتناب ناپذیری با دانش احتمال دارد.
سنجش از دور و كاربرد هاي مهم آن.
سنجش از دور چيست ؟
علم و هنر كسب اطلاعات از پديده ها يا اجسام بدون تماس فيزيكي با آنها را سنجش از دور گويند.
كاربرد هاي مهم سنجش از دور :
سنجش از دور در بسياري از زمينه
هاي علمي و تحقيقاتي كاربردهاي گسترده اي دارد. از جمله كاربردهاي فن سنجش از دور
مي توان به استفاده از آن در زمين شناسي، آب شناسي، معدن، شيلات، كارتوگرافي،
جغرافيا، مطالعات زيست شناسي، مطالعات زيست محيطي، سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي،
هواشناسي، كشاورزي، جنگلداري، توسعه اراضي و به طوركلي مديريت منابع زميني و غيره
اشاره كرد.
سنجش از دورمي تواند تغييرات دوره اي پديده هاي سطح زمين را نشان دهد و در
مواردي چون بررسي تغيير مسير رودخانه ها، تغيير حد و مرز پيكره هاي آبي چون درياچه
ها، درياها و اقيانوسها، تغيير مورفولوژي سطح زمين و غيره بسيار كارساز است. افزون
بر اين يك سيستم سنجش از دور با توجه به اين كه بر اساس ثبت تغييرات واختلافهاي
بازتابش الكترومغناطيسي از پديده هاي مختلف كار مي كند، ميتواند حد و مرز پديده
هاي زميني اعم از مرز انواع خاكها، سنگها، گياهان، محصولات كشاورزي گوناگون و ...
را مشخص كند. سنجش از دور در پيش بيني وضع هوا و اندازه گيري ميزان خسارت ناشي
ازبلاياي طبيعي،كشف آلودگي آبها و لكه هاي نفتي در سطح دريا، اكتشافات معدني نيز
كاربرد دارد. بدون شك استفاده از اين فن در مطالعات اكتشافي و منابع طبيعي و ساير
موارد پيش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بيشتر مي كند،بلكه از نظر دقت و
هزينه و نيروي انساني نيز بسيار با صرفه تر است. در زمينه كاربردهاي
داده هاي ماهواره اي مي توان به طور اختصار به موارد زير اشاره كرد:
الف: مطالعه تغييرات دوره اي :
برخي از پديده ها و عوارض سطح زمين در طي دوره زماني تغيير مي يابد. علت اين تغييرات مي تواند عوامل طبيعي مانند سيل، آتشفشان، زلزله، تغييرات آب و هوايي، يا عوامل مصنوعي مانند دخالت انسان در محيط زيست باشد. براي مثال تغيير سطح آب درياي خزر در طي يك دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغيير ميزان سطح پوشش و جنگلها درشمال كشور و تغيير پوشش گياهي نخل در جنوب كشور و ميزان آسيب آنها در دوران جنگ را مي توان با استفاده از داده هاي ماهواره اي با دقت بسيار زيادي مطالعه كرد.
ب: مطالعات زمين شناسي :
با استفاده از داده هاي ماهواره اي مي توان مرزهاي بسياري از سازندهاي زمين شناسي را از يكديگر تفكيك كرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه هاي گوناگون زمين شناسي تهيه كرد. از جمله نقشه هاي زمين شناسي گوناگون كه با استفاده از داده هاي ماهواره اي مي توان تهيه كرد، نقشه گسله ها و شكستگي ها، نقشه سازندهاي سنگي مختلف، نقشه خاكشناسي و نقشه پتانسيل ذخاير تبخيري سطحي را ميتوان نام برد. افزون براين با توجه به گستره بسيار وسيع زير پوشش هر تصوير ماهواره اي، چنين تصاويري براي مطالعات كلان منطقه اي براي زمين شناسان بسيار مفيداست.
ج: مطالعات كشاورزي وجنگلي:
تشخيص وتمايزگونه هاي گياهي مختلف، محاسبه سطح زير كشت محصولات كشاورزي، مطالعه مناطق آسيب ديده كشاورزي براثركم آبي يا حمله آفتهاي مختلف به آنها از جمله مهمترين كاربردهاي داده هاي ماهواره اي است. تهيه تقشه جامع پوشش گياهي هر منطقه، تهيه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدكشت و برآورد ميزان محصول زير كشت از كاربردهاي ديگر چنين اطلاعاتي است. لازم به ذكر است كه وزارت بازرگاني و كشاورزي كشور ايالات متحده آمريكا از ابتداي تكوين تكنولوژي سنجش از دور همه ساله محصول كشاورزي كشور آمريكا وتمام كشورهاي جهان را با استفاده ازتصاوير ماهواره اي برآورد مي كند تا براي برنامه ريزي بازار و توليد اطلاعات مفيد و لازم را بدست آورد. افزون بر اين مطالعه ميزان انهدام جنگلها و يا ميزان پيشرفت جنگل كاري از كاربردهاي ديگر اين تصاوير است.
د- مطالعات منابع آب:
مطالعه آبهاي سطحي منطقه و تهيه نقشه آبراهه ها، بررسي تغيير مسير رودخانه ها بر اثر عوامل طبيعي يا مصنوعي، تخمين ميزان آب سطحي هر منطقه از جمله جالبترين كاربرد داده هاي ماهواره اي است.كشور ما از جمله كشورهايي است كه با وجود داشتن منابع آبهاي سطحي در بسياري مناطق از مشكل كم آبي رنج مي برد، كه استفاده از تكنولوژي نوين وبه دست آوردن اطلاعات دقيق مي تواند راهگشاي استفاده بهتر ازمنابع آب كشور باشد.
ح- مطالعات دريايي :
از تكنولوژي سنجش از دور بخصوص در چند زمينه مهم كاربردهاي دريايي مي توان استفاده كرد كه ازآن جمله مطالعات دوره هاي پيشروي و پسروي كرانه دريا؛ مطالعات عمومي ويژگيها و خصوصيات توده هاي آبي مثل نقشه دماي سطح و رنگ آب و نقشه تراكم ميزان كلروفيل و پلانكتون و مطالعات مربوط به تأثير ساير پديده ها بر دريا، از جمله وضعيت حركت وتندي امواج دريا و غيره هستند. تابحال سنجنده ها و ماهواره هاي مخصوصي فقط براي مطالعات درياها و اقيانوسها طراحي وساخته شده است. مهمترين اين ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره آمريكا.
مطالعه بلاياي طبيعي :
امروزه برآورد ميزان خسارت ناشي از بلاياي طبيعي از قبيل سيل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغيره با استفاده از داده هاي ماهواره اي بسيار متداول است. تعيين راهبرد مناسب براي جلوگيري وكاهش خسارت بلاياي طبيعي از جمله ديگر كاربردهاي داده هاي ماهواره اي است.
مهمترین قابلیتهای داده های سنجش ازدور
داده هاي سنجش از دور
به دليل يكپارچه و وسيع بودن،تنوع طيفي، تهيه پوشش هاي تكراري و ارزان بودن، درمقايسه با
ساير روشهاي گردآوري اطلاعات از قابليت هاي ويژه اي برخوردار است كه امروزه عامل
نخستين در مطالعه سطح زمين و عوامل تشكيل دهنده آن محسوب مي شود. امكان رقومي بودن داده ها
موجب شده است كه سيستم هاي كامپيوتري بتوانند از اين داده ها به طور مستقيم
استفاده كنند وسيستم هاي داده ها جغرافيايي و سيستم هاي پردازش داده ها ماهواره اي
با استفاده از اين قابليت طراحي و تهيه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسي
سريع به نقاط دور افتاده و دقت بالاي آنها از امتيازات خاص اين
فن محسوب مي شود.
• اولین ماهواره چه
زمانی به فضا پرتاب شد؟
اولین ماهواره پرتابی به فضا اسپوتینک بودکه توسط آمریکا،در 4اکتبر1957به فضا پرتاب شد به و از آن تاریخ تا کنون بیش از 18000شی پرنده در اطراف زمین به گردش در آمده است .
• اولین ماهواره منابع
زمینی چه نام داشت و در چه زمانی به فضا پرتاب شد؟
اولین ماهواره منابع زمینیlandsat1بود که در سال 1973 پرتاب شد و از هر نقطه زمین هر 18 روز یکبار تصویربرداری می کرد . آمریکا با پرتاب landsat1 توانست در آن سال میزان سطح کشت گندم و تولید آن را در دنیا به دست آورد و از راه فروش و تولید گندم به نقاط مورد نیاز تمام هزینه های landsatرا تأمین کندlandsatدارای سنجنده جاروبگر چند طیفی MSS_multi spectral scannerبود و در 4 باند الکترومغناطیسی در نواحی مرئی و مادون قرمز تصویربرداری می کرد . که این امر یک تحول و موفقیت بزرگ برای کارشناسان زمین شناسی و معدن به شمار می رفت
• در مورد ماهواره
ایرانی زهره چه می دانید؟
ماهواره
زهره یک ماهواره غیر نظامی و مخابراتی است که قرار داد ساخت و پرتاب آن در بهمن
ماه سال 1383 به مبلغ 132 میلیون دلار بین ایران و روسیه منعقد گردید.
مدت قرارداد سی ماه پیش بینی شده و قرار است ماهواره از پایگاه فضایی قزاقستان
پرتاب و در یکی ازنقاط مداری متعلق به ایران قرار گیرد.
طراحی و ساخت ماهواره توسط روسیه و با همکاری کشورهای آلمان و فرانسه صورت خواهد
گرفت. ساخت بیس ماهواره و مونتاژ قطعات آن بعهده روسیه می باشد.
عمر این ماهواره 15 سال و محل استقرار آن در ارتفاع 36000 کیلومتری از زمین خواهد
بود. این ماهواره قابلیت ارائه خدمات در زمینه ارتباطات تلفن، ارتباطات داده ها
(دیتا)، نمابر و پخش برنامه های رادیو و تلویزیونی در تمام نقاط ایران را دارد
ودارای 12 ترانسپوندر(8 ترانسپوندر 36 مگاهرتزی و 4 ترانسپوندر 72 مگاهرتزی) می
باشد که قابلیت پخش سیگنالهای آنالوگ و دیجیتالی تلفن، تصویر تلویزیونی، اطلاعات
ماهواره و هر اطلاعات دیگری را دارد. ماهواره زهره دارای پنج بخش غیر قابل تفکیک
می باشد.
? ماهواره
? ایستگاه تست برای ردیابی ماهواره
? ایستگاه کنترل برای تله متری و ردیابی ماهواره
? ایستگاه تست در مدار برای آزمایش سیستم ها و پارامترهای مخابراتی ماهواره
? شبیه ساز ماهواره ای برای مدل سازی مرکز کنترل ماهواره و آموزش
? ایستگاه بهره برداری و ایستگاه جایگزین
• کاربردهای سنجش از
دور در مطالعات زمین شناسی را توضیح دهید؟
با استفاده از داده های ماهواره ای می توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه های گوناگون زمین شناسی تهیه کرد. از جمله نقشه های زمین شناسی گوناگون که با استفاده از داده های ماهواره ای می توان تهیه کرد، نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاکشناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی را میتوان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسیار وسیع زیر پوشش هر تصویر ماهواره ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه ای برای زمین شناسان بسیار مفید است.
• نرم افزارهای متداول
دورسنجی چه نرم افزارهایی هستند؟
1 )ERDAS_Imaging
2 )ER_Mapper
3 )PCI_Geomatica
4 )ENVI
5)SOCE_SET
• انواع داده های معمول
مورد استفاده در مطالعات زمین شناسی چه داده هایی هستند؟
· ـ اکونوسIKONOS
· ـ اسپاتSPOT
· ـ لندستLANSAT
· ـ آی آر اسIRS
· _ان وی ستENVISAT
· ـ رادارست RADARSAT
· کوئیک برد_QUICKBIRD
· ASTER_استر
• داده های رادار چه
مزایایی دارند؟
· چون از پوشش گیاهی عبور میکند برای مناطق دارای پوشش گیاهی وسیع مثل اروپا ونواحی مشابه بسیار مناسب است
· به دلیل بلند بودن طول موج، امواج آن چند متر در زمین نفوذ میکند بنابر این برای تشخیص منابع معدنی سطحی مناسب است
· محدودیت شب وروز ندارند (کاربردهای نظامی)
• SRTMچیست؟
SRTMاختصار کلمات زیر:
Shuttle Radar Topography
Mission
به معنای : ماموریت شاتل رادار برای تهیه نقشه های توپوگرافی میباشدSRTM ، یک پروژه مشترک بین NASA وNIMA
است. هدف در نظر گرفته شده برای این پروژه ، تولید داده های توپوگرافی رقومی برای
%80 سطح زمین بوده است
• مزایای داده هایSRTMچیست؟
داده های SRTM چند مزیت مهم دارند . اول آنکه این گونه داده های DEM در مناطق وسیع که از یک منبع به دست آمده باشند ( مثلSRTM)، بسیارمورد نیاز هستند ؛ زیرا پایدار بوده و در مناطق بزرگ قابل استفاده هستند ، در حالی که دیگر DEM های با قدرت تفکیک بالا از منابع متغیری مثل زوج تصاویر ماهواره ای به دست می آیند. همچنین از آنجا که اشعه رادار از ابر عبور میکند، سنجنده های راداری محدودیتی از نظر پوشش ابر ندارند
• روش اینفرامتری در
سنجش از راه دور چیست؟
SRTM برای تهیه داده های سه بعدی از روشی برای
تداخل سنجی راداری استفاده میکند. در این روش دو تصویر راداری ازدو نقطه با اختلاف
مکانی کم گرفته میشوند . از اختلاف میان این تصاویر ، ارتفاع نقاط زمین یا تغییرات
آن قابل محاسبه است. تداخل سنجی ، مطالعه الگوهای تداخلی است که از ترکیب دو
مجموعه سیگنال راداری حاصل میشوند . اگر تا کنون یک گودال اب با لایه نازکی از
روغن روی ان دیده باشید ، احتمالا نوارهای رنگی روی سطح آن را ملاحظه نموده اید.
این نوارهای رنگی به وسیله شعاعهای نور منعکس شده از سطح صاف روغن و آب زیر آن که
الگوهای تداخلی را ایجاد کرده اند ، به وجود میایند. برای اخذ دو تصویر راداری از
دو منظر متفاوت ، سیستم SRTM ،
شامل یک آنتن رادار در داخل دستگاه و یک آنتن رادار ثانویه نصب شده در انتهای یک
دکل به طول 60 متر (195فوت) در خارج دستگاه است
SRTM از روش تداخل سنجی با باز ثابت استفاده
میکند . یعنی دو مجموعه داده راداری در یک زمان اخذ میشوندو آنتنهایی که این داده
ها را جمع آوری میکنند درفاصله ثابتی از هم قرار گرفته اند .
منابع :
وبلاگ مهندسی ابخیزداری
منابع کارشناسی ارشد سنجش از دورGIS
جغرافیای شهری:
- دیدگاههای نو در جغرافیای شهری ( حسین شکویی- سمت)
- جغرافیا و شهرشناسی ( یداله فرید- انتشارات دانشگاه تبریز)
- جغرافیای شهری ایران ( علی اصغر نظریان- پیام نور)
- جغرافیای اجتماعی شهر، اکولوژی اجتماعی شهر (حسین شکویی- جهاد دانشگاهی)
- مجموعه مباحث و روشهای شهرسازی، جغرافیا ( محمد تقی رهنمایی - وزارت مسکن)
- برنامه ریزی شهری در ایران ( غلامحسین مجتهدزاده - پیام نور)
-اصول تفسیر وکاربرد عکسهای هوایی:
- اصول سنجش از دور ( طاهرکیا- پیام نور)
- کاربرد عکسهای هوایی ( رضوانی - پیام نور)
- راهنمای تهیه نقشه ( حمید مالمیریان- سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح)
- اصول ومبانی سنجش از دور ( علیزاده ربیعی - سمت)
- نقشه ونقشه خوانی در جغرافیا ( جمشید جداری عیوضی- پیام نور)
- اصول تفسیر عکسها وکاربرد در منابع طبیعی ( محمود زبیری، احمد دالکی- دانشگاه تهران)
- آشنایی با فن سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی ( محمود زبیری، علیرضا مجد-
دانشگاه تهران)
- اصول ومبانی سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی ( لیلساند وکی فر، ترجمه حمید
مالمیریان- سازمان جغرافیایی)
- ارزیابی محیط زیست با سامانه اطلاعات جغرافیایی ( مجید مخدوم و ....- دانشگاه
تهران)
- نقشه خوانی ( عباس جعفری- سازمان جغرافیایی)
- مقدمه ای بر کارتوگرافی( مجید زاهدی- سمت)
- کارتوگرافی ( سید جعفر مقیمی، مجید همراه- گیتاشناسی)
ژئومورفولوژی و جغرافیای زیستی:
- ژئومورفولوژی ساختمانی و دینامیک ( فرج الله محمودی- پیام نور+دانشگاه تهران)
- ژئومورفولوژی اقلیمی(فرج الله محمودی- پیام نور+دانشگاه
تهران)
- ژئومورفولوژی ایران ( جداری عیوضی- پیام نور)
- جغرافیای زیستی( اصغر نیشابوری- سمت)
- جغرافیای زیستی ( شهریار خالدی پیام نور + قومس)
جغرافیای روستایی:
- مقدمه ای بر جغرافیای روستایی ایران( مسعود مهدوی- پیام نور+ سمت)
- مبانی جغرافیای روستایی( عباس سعیدی- سمت)
- جغرافیای کوچ نشینی( مشیری - سمت)
- برنامه ریزی روستایی در ایران ( حسین آسایش- پیام نور)
هیدرو اقلیم:
- اصول هیدرولوژی کاربردی( امین علیزاده- آستان قدس)
- مبانی آب وهوا شناسی( علیجانی و کاویانی- سمت)
- آب وهوای ایران( علیجانی- پیام نور)
- منابع و مسائل آب در ایران( پرویز کردوانی- قومس)
- هیدرولوژی کاربردی( محمد مهدوی- دانشگاه تهران)
موضوعات مرتبط با این مطلب :
کاربردهای gisدر آب و هواشناسی
کاربردهای GIS در آب وهوا شناسی
طی دهه اخیر، تحقیقات در زمینه کاربردهای سامانه های
اطلاعات جغرافیایی(GIS)
در شمار فراوانی از حوزه ها منجمله پردازش داده های هواشناسی و آب و هواشناسی رو
به فزونی گذاشته است. این علاقمندی فزاینده به GIS در ارتباط مستقیم با کاهش قیمت محصولات انبوه GIS در بازار توام با پیشرفت های چشمگیری در زمینه توانایی پردازش
کامپیوتری بوده است. علاوه بر آن، گسترش و فراگیری اینترنت را نیز به آن افزود که
حاصل آن راهکارها و راه حل های از پیش سفارش شده زمان واقعی و سریع برای بسیاری از
مصرف کنندگان هدف وادارات هواشناسی اغلب کشورها بوده است. مشاهدات مستقیم هواشناسی
بعنوان مثال از سنجش و اندازه گیری باران، دماسنج) یا مشاهدات غیرمستقیم (از طریق
ماهواره یا رادارهای هواشناسی) اطلاعاتی متفاوت را در اختیارمان قرار می دهند که
می توانیم از آنها بعنون پارامترهای جدید تشریح کننده حالت و وضعیت جو
استفاده نمائیم. بطور خاص، روش هایGIS
تجزیه و تحلیل جز به جز الگوهای فضایی پارامترهای متعدد جوی را میسر ساخته و
شرایطی برای تبیین دقیق بی نظمی ها و ناهماهنگی ها در آب و هوا و اقلیم در گذر
زمان و فضا را فراهم می آورند. بسیاری از پارامترهای اقلیمی و آب و هوا شناسی
وابستگی شدیدی به عوامل جغرافیایی از قبیل توپوگرافی، کاربری اراضی، ارتفاع پوشش
گیاهی دارند. به همین دلیل کاربردهای GIS
در هواشناسی و آب و هوا شناسی با موفقیت روبرو شده است و شکاف بین دانشمندانی که
تکنیک های GISرا عرضه می کنند،
جغرافیدانان و دانشمندان علوم جوی را برطرف نموده است. در اروپا و ایالات متحده
آمریکا از GIS
در آب و هواشناسی و هواشناسی استفاده شده است. در این تحقیق برخی از کاربردهای GIS در اروپا مطرح خواهد شد. مجموعه مقالات اروپایی ها که در این
زمینه مطرح گردیده اند از کنفرانس GIS
در زمینه آب و هوا شناسی و هوا شناسی گه در کنگره های EGU در سال های 2003 و 2004 برگزار گردیده اند در این مقال ارائه می
شوند.
ابتدا مقاله "کاربردهای GIS
در هواشناسی و آب و هواشناسی" به قلم دیرلس و همکاران می پردازیم. در این
مقاله اهداف اصلی برنامه 719 Cost
بطور خلاصه مطرح شده است. این اهداف عبارتند از استقرار رابطه بین GIS و داده های هواشناسی. ارزیابی قابلیت دسترسی، محتویات و دسترسی به
مجموعه داده های هواشناسی و آب و هواشناسی و سرانجام تشویق و ترویج همکاری های در
سطح اروپا همچنین در این مقال ساختار کلی کاری از طریق 3 کار گروه تبیین گردیده و
به تشریح وضعیت پروژه های در حال انجام پرداخته میشود. توقع بر آن است که برنامه
عملی 719 Cost
منجر به پیشنهاداتی برای به اشتراک گذاری بهتر داده ها و فرمت های مشترک فایلها و
تولید مقرون به صرفه تر اطلاعات هواشناسی و آب و هواشناسی شود. برنامه عملی پیاده
سازی شده تاکنون موجب بهبود همکاری های بین کشورهای اروپایی در زمینه کاربردهای GIS در حوزه هواشناسی، آب و هواشناسی و علوم زیست محیطی گردیده است.
ساختار کلی 719 Cos
چارچوب این مقاله راتشکیل داده و آن را به 3 بخش تقسیم میکن. در نخستین مجموعه
مقالات بطور استاندارد داده ها، قابلیت دسترسی و ماسئل عملیاتی و فناوری
پرداخته میشود. مجموعه بعدی به تکنیک های فضایی سازی و سرانجام نمونه هایی از
کاربردهای GIS
در هوا شناسی و آب و هواشناسی می پردازد.
در مقاله زیر ساخت داده های فضایی برای داده های هواشناسی و آب و هوا شناسی پروژه UNIDART تشریح شده است. هدف این پروژه پیوند دادن پایگاه های داده
ای گوناگون از مکان های مختلف و دسترسی به آنها از یک رابط وب و ارائه آنها به
مصرف کننده هدف در قالب یک پایگاه داده ای مجازی است. در مقاله بعدی عملیاتی
"سازی داده های استاندارد درعلوم اقلیمی" به تحولات درحوزه GIS و محاسبات توزیعی پرداخته میشود که منجر به زیر ساخت فضایی داده
ها در علوم اقلیم میشوند. با استفاده از استانداردهای ISO یک مدل انتزاعی داده ها طراحی و عرضه گردیده و برای مجموعه ای از
داده های اقلیمی به کار میرود. یک رابط سرور Web
Map ساخته شده و سرویس وب Web برای دسترسی از راه دور به داده های شبکه ای شده ترسیم شده است.
این روش دارای چالش هایی نیز است. البته، عملیاتی بودن داده ها در سطح گسترده برای
علوم اقلیمی امکان پذیر به نظر نمی رسد. در مقاله بعدی "طراحی وعرضه مدلی
برای کاربردهای GIS
در ادامه ملی آبی و هواشناسی لهستان" به بحث و بررسی پیشینه و تحولات اخیر در
زمینه کاربردهای GIS
در اداره ملی هواشناسی و آب و هواشناسی لهستان پرداخته میشود. چند نمونه از GIS در آن گنجانده شده اند. ترکیب از تحلیل هیدورلوژیکی و هیدرولیکی
با تحلیل فضایی بررسی و تعیین نواحی آسیب پذیر برای سیلابها را میسر ساخته و
اطلاعات در مورد ساختمان های در معرض خطر را مقایسه میکند. در "مقاله برنامه
های کاربردی اقلیمی: یک پایگاه داده ای جهانی از پارامترهای سطح زیمن با رزولوشن 1
کیلو متری" ابعاد توزیع داده ها در شبکه گسترده جهانی و تکنیک های فضامدرا را
به هم پیوند میدهد. پایگاه داده های ECoCLIMAP بصورت آن لاین در اختیار جامعه پژوهشی قرار می گیرد.
شیوه استفاده شده برای استخراج شاخص مساحت برگ و دیگر پارامترهای از نقشه های پوشش
اراضی، نقشه های اقلیمی و داده های NDVI
ارائه میشود. پارامترهای پوشش از داده های ماهواره برای هر ماه، اقلیم و قاره
استخراج میشون. این پایگاه داده ای از مدلهای لانه شبکه ا ی مفید بوده و سطحی
یکپارچه بین کلیه مدل ها را فراهم می آورند در مقاله بعدی، "پهنه بندی مبتنی
بر GIS برای اشعه های ساطع شده، دما و اندازه گیری
های آنها در نواحی دارای رشته کوهای کم ارتفاع" (هانش و همکاران) به تعاملات
بین کاربردی اراضی و عوارض زمین در رشته کوه های کم ارتفاع که دارای توپوگرافی
پیچیده می باشند و تاثیرات آنها بر اقلیم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از GIS جهت بررسی تراز تشعشع، دما و تبخیر از طریق تلفیق مدل تشعشع
(تابش) و مدل جوب پوشش گیاهی استفاده میشود. ساز و کار پیوند و بازخورد بین پوشش
گیاهی و جو نواحی گوناگونی مورد بررسی قرار می گیرد. این نتایج برای مدل سازی
بودجه آب، جنگل داری و تامین انرژی جایگزین و کوچک سازی حجم اطلاعات ماهواره
کاربردی هستند. در مقاله "کاربردها GIS برای توسعه و تحول نقشه های دمایی و آب و هواشناسی: لهستان"
به ترسیم نقشه های دمایی هوایی برای لهستان پرداخته شده است. چند روش ضمیمه سازی
فضایی ارائه میشوند. چند پارامتر جغرافیایی از جمله ارتفاع، عرض جغرافیایی، طول
جغرافیایی و فاصله تا سواحل بالتیک بعنوان متغیرهای پیش بینی برای دما و هوا به
کار رفته اند. نتایج با استفاده از پارامترهای دما از قبیل مدت زمان فصل رشد، مدت
زمان گرما و سرمای تابستان و زمستان نشان داده می شوند. در این مقاله نشان داده می
شود که ابزارهای GIS
محاسبه و نمایش آسان منطقه با شرایط معینی دمایی علاوه بر استفاده از نقشه های GIS برای نظارت و بررسی اقلیم را میسر می سازند.
در مقاله "کاربردهای GIS"
(مادلین و همکاران ) یک روش درون یابی فضایی جهت برآورد نمودن تاثیرات حداقل دما و
عوامل جغرافیایی و توپوگرافیکی بر تولید شامپانی ارائه می شود. نقشه های مربوط به
خطر انجماد در تاکستان از طریق داده های گرداوری شده برای 5 فصل بهای اخیر تولید و
عرضه شوند. بدین ترتیب نقشه ای برای میانگین دمای برآورده شده برای کل تاکستان
میسر گردید و در نتیجه پرورش دهندگان انگور میتوانند نواحی حساس جنگلی را شناسایی
کنند. برآوردهای مدل با آسیب مشاهده شده در اثر انجماد برای محصول در طول فصل 2003
و توافق نسبتا خوب بین انجماد مشاهده شده و پیش بینی شده مقایسه می شوند.
معرفی و عرضه GIS
فرصت های جدیدی را فراهم آورده است که ترکیب داده ها ازمنابع مختلف را ممکن می
سازند. مقاله "نظام تصمیم گیری کشاروی – اکولوژیکی مبتنی بر GIS براساس آب و هواشناسی شبکه ای
(توئیتو و همکاران) دستاوردهای اخیر در کشور نروژ در زمینه توسعه و تحول نظام
تصمیم کشاورزی آب و هواشناسی را تشریح نموده است. این سیستم اطلاعات شبکه ای آب
و هوا را با داده های خاک و زراعت تلفیق میکند . طرح واره های درون یابی از
اطلاعات عوارض زمین بهره می برند. مدل رطوبت خاک جهت برآورد محتویات آب خاک
استفاده می شود و حلالیت خاک را در جهت آبیاری و شخم زدن تعیین میکند. همچنین این
سیستم مدلی برای شناسایی روزهای مناسب جهت برداشت محصولات را دارد. این روش مزایای
بکارگیری GIS و
داد های توزیع شده زمین شناسی در رشته هایمختلف را نشان می دهد. همچنین در زمینه
ارزیابی قابلیت خاک نیز ارزشمند است مقاله "کاربردهای فناوری GIS برای نقشه کشی مرکزی اروپا جهت برآورد کردن رسوبگذاری عرضی و
طبقاتی، از طریق داده های مایکروویو ماهواره، را ارائه می کنند. نتایج حاصل از
تحلیل گران به شکل نقشه شدت رسوبگذاری و توزیع دامنه آن ارائه می شوند. لایه های
رسوبی و دمایی از طریق داده های شبکه ای مدل پیش بینی آب و هوا ایجاد میشوند.
مقاله "انتخاب مکان برای تلسکوپ بسیار بزرگ با استفاده از تکنیک هایGIS" (گراهام و همکاران) توضیح می دهدکه چگونه میتوان از تکنیک
های GIS برای انتخاب مکان ایدئال برای تلسکوپ غول
پیکر بهره برد. یک پایگاه داده ای ترکیبی که عمدتا متشکل از داده ای باز تحلیل ECMWF و NCEP – NCAR
می باشد، طراحی و ساخته شده است.
یک نسخه مقدماتی از رابطه تعاملی GIS و
یک پایگاه داده ای درشبکه گسترده جهانی (WWW) در اختیار می باشند. نویسندگان این مقاله نشان داده اند که زبان
محاسبه جاوا می تواند رابط های سازگار با کاربر را ایجاد کرده و همچنین بررسی های
ریاضیای و GIS
از پایگاه داده ای آب و هوا شناسی و ژئومورفولوژیکی را اجرا نمایند. کاربرد دبگر GISبرای
نگهداری جاده ها در زمستان در کشور لهستان مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. مدل ICeMiSerGIS برای مطالعه و بررسی خرده اقلیم جاده بین شهر کراکوف و مرکز
کوهستانی با اسلواکی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بدست امده از این تحقیق نشان
داه اند که این مدل توانسته است دمای سطح جاده را پیش بینی کند تامسر جاده ای با
دقت بالایی مورد بررسی قرار گیرد. سرانجام، این مدل دمای سطح جاده ای را با دقت
100 درصدی و با یک مبنای دمایی حدود °C15/0
پیش بینی نموده است.
علاوه بر آن، ای مدل قادر بوده است تا زمان یخبندان و حدال روزانه RST¢ (دمای سطح جاده) را پیش بینی نماید. علاوه بر آن، این مدل قادر
بوده است تا زمان یخبندان و حداقل میزان RST روزانه را به درستی و با دقت پیش بینی کند.
آخرین مقاله "کاربردهای GIS
در پردازش و استقرار همبستگی بین داده های بارش و توان پیش بینی را دارهای آب و
هوایی" (گورخوویچ و همکاران) از GIS
برای محاسبه همبستگی بین توان پیش بینی را در آب و هوای و داده ای بارش بهره می
برد که کاربردی مفید برای مدل سازی هیدرولوژیک توزیع شده و سیستم های هشدار اولیه
برای مدیریت سیلاب است. دانشمندن علوم جوی آینده ای درخشن را برای GIS متصورند اما در عین حال همکاری ها و همبستگی های بین GIS و دست اندرکاران امورجوی و اقلیمی از محدودیت زیر ساخت اطلاعاتی
رنج می برند. بعنونا، تسهیم داده ها در اثر مجموعه ای از فرمت های متفاوت فایل و
خدمات تحول با مانع و دست انداز مواجه می شود. در حالی که ممکن است همین داده ها
در فایل GeoTIFF
یا در فایل net CDF
یا از طریق سرویس OPeNDAP
یا ArcIMS در اختیار باشند، نرم افزارهای کاملا متفاوت
و API های متفاوتی برای هر مورد نیاز هستند. علاوه
بر آن، همواره ناهماهنگی هایی بین مدل های مفهومی استفاده شده در دو مجموعه وجود
دارند. شماری از تحولات اخیر در زمینه استانداردها امیدهای جدیدی برای قابلیت درون
یابی داده های جوی GIS
را فراهم می آورند.
موضوعات مرتبط با این مطلب :