بخشی از مقاله
چکیده
دمای سطح دریا - Sea Surface Temperature - دمای جنبشی سطح دریا است. دمای جنبشی که دمای واقعی یا دمای داخلی هم گفته میشود تعیین دمای سطح دریا یکی از متغیرهای کلیدی در دانش دریا و علوم زمین می باشد. کاربرد مستقیم و غیر مستقیم دمای سطح دریا در اندازهگیری مشخصه های محیطی دیگر، تعیین این مولفه را در این دانش اهمیت میبخشد. تعیین دمای سطح دریا به کمک تصاویر ماهواره ای در سنجش از دور، یکی از مسائل اصلی در این شاخه و در علوم دریا محسوب می شود با استفاده از تفاوت دو پنجره مجزای طیفی در محدوده ی طیف مادون قرمز حرارتی و رادیانس مشاهده شده در باندهای طیفی مادون قرمز حرارتی، الگوریتم رگرسیون معمولی و سبال به تهیه نقشهی دمای سطح دریا در منطقه ی مورد مطالعه با بهره گیری از روش های طبقه بندی SVM و V-I-S و با در نظر گرفتن دادههای ایستگاه هواشناسی شهر بندرعباس به مدت دو سال که شامل پارامترهای اقلیمی و سینوپتیکی و نیز تهیه نقشه رقومی توپوگرافی و تصاویر ماهوارهای Landsat 8 و منطقه مورد مطالعه پرداخته می شود.
واژههای کلیدی: دما، خلیج فارس، پالایشگاه
-1 مقدمه
تغییرات دمایی که نوعی میکرواقلیم به شمار می رود اصطلاحی است که برای توصیف گرمتر بودن اتمسفر و سطح شهرها در مقایسه با پهنه های غیر شهری پیرامون به کار می رود، تغییرات اقلیمی ناخواسته متاثر از تغییرات دما سطح محیط و اتمسفر زمین ناشی از فرآیند شهرنشینی و فعالیت های صنعتی میباشد - هاشمی و زنگنه، . - 46:1386 درجه حرارت محیط تحت تاثیر عواملی از قبیل افزایش ورود تابش امواج بلند، کاهش هدر تابشی امواج بلند از سایبان های خیابان - شرایط هندسی معابر - ، ذخیره گرمایی بیشتر در طول روز ناشی از ظرفیت بالایی حرارتی مصالح ساختمانی و گسیل حرارت در طول شب افزوده شدن گرمای تولید شده توسط فعالیت های انسانی به مناطق شهری از طریق احتراق مواد سوختی از منابع ساکن و متحرک و کاهش تبخیر سطحی و در نتیجه جریان گرمای نهان قرار میگیرد - سانتا موریس،. - 96:2006
در حالت معمول منبع اصلی و رایج داده های اقلیمی مانند دمای هوا، ایستگاه های هواشناسی هستند و در حالی که این ایستگاه ها فقط آمار نقاط خاص با شرایط مکانی و فیزیکی تعیین شده ارائه می نمایند. با توجه به اینکه معمولا درجه حرارت پالایشگاه ها در نقاط شامل مشعل از حداکثر مقدار برخوردار است. اختلاف دمای بین نقاط مربوطه و دمای محیط به عنوان تغییرات دمایی تلقی میشود - کاویانی،. - 1380 لذا تاکنون روشهای مختلفی مانند رابطه رگرسیون با ارتفاع و روشهای مختلف درون یابی و استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی برای محاسبه و برآورد دما اطاعات مکانی در حدفاصل ایستگاه های هواشناسی ارائه شده است.
اما دمای سطح زمین وابستگی زیادی به نوع پوشش زمین و فعالیت های انسانی دارد و روشهای مذکور نمی تواند تخمین صحیحی از دما بدست آورد - دشتکیان و همکاران،. - 1386 بنابراین در این رابطه تکنولوژی سنجش از دور به عنوان وسیله ای برای آشکار سازی و ارزیابی تغییرات دما و پوشش سطح زمین شناخته شده است. از این لحاظ که این تصاویر به علت رقومی بودن ارائه اطلاعات به هنگام فرآهم آوردن دید همه جانبه، استفاده از قسمت های مختلف طیف الکترومغناطیس برای ثبت خصوصیات حرارتی پدیده ها، پوشش های تکراری، سرعت انتقال و تنوع اشکال داده ها از ارزش زیادی برای دمای انواع پوشش های سطح زمین برخوردارند - فیضی زاده و حاجی میررحمی،1380،ص. - 2
دمای سطح دریا یکی از متغیرهای کلیدی در دانش زمین می باشد. کاربرد مستقیم و غیر مستقیم دمای سطح دریا در اندازهگیری مشخصه های محیطی دیگر، تعیین این مولفه را در این دانش اهمیت میبخشد. تعیین دمای سطح زمین به کمک تصاویر مادون قرمز حرارتی در سنجش از دور، یکی از مسائل اصلی در این شاخه و در علوم زمین محسوب می شود به طور کلی سه روش برای اندازهگیری دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر باندهای حرارتی سنجش از دور ارائه شده است. روش های دسته اول، بر مبنای استفاده از تفاوت دو پنجره مجزای طیفی در محدوده ی طیف مادون قرمز حرارتی عمل می کند. روش های دسته دوم، با استفاده از رادیانس مشاهده شده در باندهای طیفی مادون قرمز حرارتی، دمای سطح را محاسبه می کنند.
روش های دسته سوم با استفاده از تلفیق دو روش فوق می باشد. در این تحقیق با استفاده از روش های دسته ی دوم که شامل الگوریتم رگرسیون معمولی و سبال به تهیه نقشهی دمای سطح زمین در منطقه ی بندرعباس با بهره گیری از روش های طبقه بندی SVM و V-I-S و با در نظر گرفتن دادههای شش ایستگاه هواشناسی بندرعباس به مدت شش سال که شامل پارامترهای بیشینه دما، کمینه دما، مجموع بارش،رطوبت ساعتی، جهت باد، حداکثر سرعت باد، حداقل دمای زمین، دمای 5 سانتی خاک و نیز تهیه نقشه رقومی توپوگرافی بندرعباس و تصاویر ماهواره ی Landsat 8، پرداخته شد.در این تحقیق از تصاویر ماهواره لندست 8 استفاده شده است که ابزار تصویر سازی عملیات زمین - - OLI در این ماهواره ، سنسورهای مورد استفاده در سری های قبلی لندست را بهتر نموده است و همچنین در سری های قبلی لندست از سنسورهای whiskbroom استفاده اما ابزار OLI از روش Pushbroom استفاده شده است.
-2 سوابق پژوهش
در سال 1393 عباس کاویانی و همکاران به تهیه نقشه ی دمای سطح دریا با استفاده از تصاویر ماهواره ای پرداختند که به روش تجمیع به نتایج قابل قبول برای تعیین دما حاصل گردید - عباس کاویانی و همکاران،. - 1393سعید جهانبخش و همکاران در سال 1390 به محاسبهی دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال و درخت تصمیمگیری در محیط GIS و RS در بخش مرکزی منطقه مراغه پرداختند که در این کار از تصاویر ماهواره ای سنجنده ETM+ و هم چنین برای انجام عملیات پیش پردازش و همچنین روش سبال را از نرم افزارهای Envi 4.5 و Arc GIS 9.3 استفاده کردند.
در این مقاله با برآورد اختلاف رضایت بخشی بین دمای سطح برآورده شده از طریق سنجش از دور و دمای برآورده شده از آمار اندازه گیری شده 12 ساله از سطح زمین - 1993 الی - 2005 در ایستگاه هواشناسی مراغه به دست آمد - سعید جهانبخش و همکاران، . - 1390محمد طالعی و همکاران در سال 1389 درجه حرارت سطح زمین در شهر تهران با استفاده از داده ETM+ محاسبه نمودند دقت طبقه بندی انواع پوشش-کاربری زمین، مورد ارزیابی قرار گرفت و معلوم گردید که دقت طبقه بندی با استفاده از الگوریتم SEBAL افزایش می یابد. مقادیر گسیلمندی و درجه حرارت سطح با بکارگیری روش MNF مؤلفه های داده های ماهواره ای تخمین زده شد.
نتایج حاصل از بررسی ها، نشاندهنده ی وابستگی شدید بین درجه حرارت برای انواع پوشش کاربری زمین است - محمد طالعی و همکاران،. - 1389محمد رضا سراجیان و همکاران در سال 1387 به تهیه نقشه ضریب گسیل ایران پرداختند که از میان الگوریتمهای ارائه شده به منظور محاسبه حرارت، الگوریتم چند باندیsplit-window کاربرد متداولتری داشت. توسعه الگوریتم های split-window بدلیل مشکلات موجود در کسب اطلاعات دقیق از اثرات اتمسفری و ضریب گسیل تهیه نقشه دمای سطح زمین به آسانی امکان پذیر نبود - محمد رضا سراجیان و همکاران،. - 1387میر حسن میریعقوب زاده در سال 1387به منظور برآورد دمای سطح دریا با استفاده از الگوریتم سبال دادههای سنجنده ETM+ در حوزه آبخیز وردین از توابع شهرستان اهراستان آذربایجان شرقی که داده های هواشناسی همزمان آن در دسترس قرار داشت مورد مطالعه قرار گرفت.
ارزیابی نتایج محاسبه دما توسط الگوریتم سبال با نتایج حاصل از ثبت دما نشان داد که اختلاف بین دمای محاسباتی و مشاهداتی اندک میباشد - میرحسن میر یعقوب زاده و همکاران،. - 1387طی تحقیقی که Anderson و همکاران در سال 2014 انجام دادند ثابت شد که استفاده از الگوریتم DisTrad برای برآورد شار گرمایی در تصاویر ETM+ تنها 10 درصد با مقادیر اندازه گیری شده انحراف ایجاد مینماید مرلین و آندرسون و همکاران، 2010 طی تحقیقی در استرالیا روش تجربی را برای افزایش توان تفکیک زمینی دمای سطح زمین در تصاویر ASTER ارائه نمودند. در این روش رابطه تجربی بین دمای سطح و جزء پوشش گیاهی در دو کشت آبی که گیاهان آن مسن بودند تولید شده است.
-3 معرفی منطقه مورد مطالعه
شهرستان بندرعباس یکی از شهرستانهای استان هرمزگان در جنوب ایران است. مرکز این شهرستان، شهر بندرعباس است. شهرستان بندر عباس در شمال تنگه هرمز قرار دارد. گستردگی آن27316 کیلومتر مربع است. شهر بندرعباس از شمال به ارتفاعات و از جنوب به دریا منتهی میشود؛ بنابراین شیب عمومی شهر در راستای شمال به جنوب میباشد. بخش وسیع و قابل توجهی از شهر از جمله محله سورو در جنوب غربی شهر و جنوب خیابان امام خمینی حد فاصل خور شیلات و خورگورسوزان و جنوب محله نخل ناخدا دارای سطحی هموار بوده و از ارتفاعی بین0/6 متر تا حداکثر 20 از سطح دریا برخوردار میباشد. این شهرستان دارای 34 مشعل پالایشگاه دائم روشن میباشد که 24 مشعل آن نزدیک سواحل است.
