بخشی از مقاله
چکیده
معمولا در مطالعات دورسنجی مربوط به شوری خاک بدون در نظر گرفتن نوع شوری به استخراج شاخصهای طیفی پرداخته میشود. در این حالت به دلیل اینکه شوریهای مختلف، بازتابهای متفاوتی نسبت به یکدیگر دارند ممکن است دقت شاخص خروجی چندان دقیق نباشد. مواد مختلفی بر هدایت الکتریکی یا شوری خاک تاثیر گذار هستند که شامل Nacl - سدیم کلرید - ، - Mgso4منیزیم سولفات - و Na2 so4 - سدیم سولفات - میباشند. در این تحقیق فراوانی هر کدام از این مواد را درون هر پیکس با روش - Matched Filtering - MF بدست آوریم. که از تصاویر سنجنده hyperion ماهوارهی EO-1 استفاده گردید. تصویر مورد نظر مربوط به تاریخ 2005/8/24 میباشد، و از نرم افزار ENVI برای تجزیه و تحلیل دادهها استفاده گردیده است.
کلمات کلیدی: شوری خاک، تکنیک MF، hyperion، دریاچه نمک
1. مقدمه
بررسی تغییرات شوری خاک به ویژه در مناطقی با وسعت زیاد، گران و زما ن بر است. از این رو نیاز به روش هایی احساس میشود که بتواند به راحتی سطح وسیعی از مناطق را پایش کرده و روند تغییرات شوری را مورد بررسی قرار دهد. امروزه با پیشرفت علوم، استفاده از فناوری های جدید مانند دریافت و پردازش دادهها از طریق ماهواره و به کارگیری نرم افزارها و سیستمهای پردازش اطلاعات مانند زمین آمار، نقش مهمی درمدیریت منابع آب و خاک دارد. این فن آوری ها اغلب موجب کاهش هزینه و افزایش دقت و سرعت در انجام پروژهها میگردد، - Alavipanah, S.K. . - 1997سنجش از دور عبارت است از شناسایی، جمع آوری و تفسیر دادهها از راه دور به وسیله سنجنده ها، سنجنده ها بازتاب امواج الکترومغناطیسی سطح زمین را اندازه گیری میکنند، . - Khaier, 2003 -
تا کنون از شاخصهای مختلف مانند شاخص شوری - Salinity Index - ، NDVI و NDSI - Normalized Difference Salinity Index - نیز به منظور تهیه نقشه شوری خاک استفاده شده است - Eldeiry et al., 2005, Garcia . - & Elhaddad, 2005, Khaier , 2003 and Khan et al., 2001 - 2003,Metternicht & Zinck - با استفاده از عکسهای هوایی، تصاویر سنجنده های چند طیفی فضایی، تصاویر سنجنده های امواج کوتاه، تصاویر ویدیویی و ژئوفیزیک هوایی را برای نمایش تغییرات شوری خاک مورد بررسی قرار دادند.پژوهشهای بسیاری برای تهیه نقشه شوری خاک با استفاده از تصاویر ماهواره ای، عکسهای هوایی، شیوه های زمینی رادیومتری و شاخص های شوری و سدیمی انجام شده است. مسعودی - 1380 - قابلیت تصاویر ماهواره ای را در طبقه بندی خاکهای شور و سدیمیدر جنوب شهرستان مه ولات مورد تحلیل قرارداد. امواج رادیویی، مادون قرمز، ماورای بنفش، ایکس و نور مرئی از شکلهای مختلف طیف الکترومغناطیسی هستند.
خاک پدیده ای است که با پیچیدگیهای زیاد فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی همراه است، بنابراین انتظار پیچیدگیهای طیفی خاک نیز منطقی است، - علوی پناه، . - 1382 بهترین برآورد شوری خاک اندازه گیری هدایت الکتریکی است، چرا که از طرفی در محدوده رطوبتی مزرعه که برای گیاهان حائز اهمیت میباشد اندازه گیری میشود و دوم اینکه اختلاف اثرات یونهای مختلف املاح در هدایت الکتریکی منعکس میشود، - کلسیو، . - 1374 هدف اصلی از انجام این مطالعه، بررسی روشهای موجود و یافتن روشی مناسب جهت تعیین شوری خاک در مناطق بیابانی است. از دیگر اهداف آن، میتوان کمک به مسئولین جهت استفاده از روش اجرایی یاد شده برای پایش اراضی را نام برد.
2.محدوده مورد مطالعه
دریاچه نمک به نام های دیگری چون دریاچه نمک کاشان، دریاچه نمک قم، دریاچه قم، دریاچه آران و دریاچه مسیله، یاد میشود و نام دریاچه نمک بیشتر به کار میرود انتخاب این نام به دلیل شوری بسیار زیاد دریاچه است به طوری که در فصل تابستان قطعات نمک روی آن شناور میشود. این دریاچه، با طول 80 و پهنای 30 کیلومتر، یک فرونشست زمین ساختی است که در ارتفاع حدود 795 متر از سطح دریای آزاد تشکیل شده و فاصله آن تا قم حدود 30 کیلومتر است. وسعت و شکل این دریاچه، متناسب با آبهای تغذیه کننده و میزان بارندگی، تغییرات زیاد دارد - شکل . - 1 منطقه مورد مطالعه ، حد فاصل بین عرض جغرافیایی 34 01 22 تا 34 50 10 و طول جغرافیایی 51 04 09 تا 52 27 52 میباشد.
3. روش تحقیق
در این تحقیق از تصاویر سنجنده hyperion ماهوارهی EO-1 استفاده گردید. تصویر مورد نظر مربوط به تاریخ 2005/8/24 میباشد. از نرم افزار ENVI برای تجزیه و تحلیل دادهها استفاده گردید.
4. نتایج بحث
مرحله پیش پردازش:
تصاویر hyperion مورد استفاده دارای سطح پردازش 1 بود. در این تصاویر باندهای 1-7 و 225-242 به دلیل عدم ثبت انرژی و باندهای 58-78 نیز به دلیل هم پوشانی از تصویرمان حذف کردیم؛ و خطای جابجایی مکانی که در محدوده SWIR از ستون 128 تا 256 اتفاق میافتد نیز تصحیح گردید. جهت حذف خطای نواری نیز از الگوریتم vertical stripe removal استفاده گردید.جهت تصحیح اتمسفری ابتدا عدد پیکسل رو به رادیانس بالای اتمسفر تبدیل کردیم سپس الگوریتم FLASH را روی تصویر اعمال کرده و بازتاب زمینی را بدست آوردیم.
پردازش:
جهت پردازش تصویرمان از تکنیک MF استفاده کردیم. جهت اجرای این تکنیک نیاز به طیف خالص هر کدام از مواد داریم. با استفاده از کتابخانه طیفی موجود در نرم افزار ENVI طیف مربوط به این سه ماده را، مناسب با باندهای طیفی hyperion استخراج کردیم. در تصاویر ماهواره ای فرض بر این است که مواد مختلف موجود در پیکسل به صورت خطی با هم ترکیب شدهاند - شکل . - 2 تکنیک MF از این فرض استفاده کرده و با برقراری معادلات مختلف فراوانی هر کدام از مواد داخل پیکسل رو بدست میآورد - شکل . - 3
نمودارهای زیر نیز فراونی هر کدام از مواد را در نقاط مختلف دریاچه نسبت به یکدیگر نشان میدهد. که هرچه به حاشیهی جنوبی نزدیکتر میشویم فراوانی منیزیم سولفات کاهش یافته و بر فراوانی دو مادهی دیگر افزوده میگردد. در نمودارها باند یک معرف منیزیم سولفات، باند دوم سدیم کلرید و باند سوم سدیم سولفات میباشد - شکل . - 4
