بخشی از مقاله
چکیده
شاخصهای کمی آشکارسازی گرد و غبار بر روی تصاویر ماهوارهای مودیس شامل شاخصهای NDDI4، BTD5، BTDI6 و LRDI7، شاخص های بصری آشکارسازی گردوغبار شامل ترکیب رنگی کاذب و حقیقی و الگوهای ترکیب رنگی کاذب میباشد . نتایج حاصل از اعمال شاخص-های کمی آشکارسازی گردوغبار بر روی تصاویر مودیس نشان داد که ترکیب شاخصهای گرد و غبار و ایجاد تصویر رنگی کاذب به نحوی که بتواند مستقیما مناطق تحت پوشش گردوغبار را بارزسازی کند برای آشکارسازی گرد و غبار ایران بر روی تصاویر مودیس دارای قابلیت کافی و مناسبی میباشد.
طوفانهای گرد و غبار از پدیدههای هواشناسی هستند که معمولا در مناطق خشک و نیمه خشک با بارش سالانه کمتر از 200 تا 250 میلیمتر در مواقع وزش تند بادهایی با سرعت بیش از حد آستانه رخ میدهند - جعفری و همکاران، . - 1393 سازمان هواشناسی جهانی - - 8WMO، مک تینش و پیت بلیدو - 1987 - 9 و گودی و میدلتون - 2006 - 10 توفانهای گرد و غباری را چنین تعریف میکنند: توفانهای گرد و غبار به عنوان نوعی از رویداد غباری، در بیشتر موارد نتیجه بادهای متلاطم شامل بادهای قوی همرفتی هستند که ذرات زیادی از گرد و غبار را از سطوح بیابانی بالا برده و با گسترش آنها در نواحی وسیع، قدرت دید را به کمتر از یک کیلومتر کاهش میدهند.
شدت طوفان گرد و خاک با میزان ماندگاری، فراگیری مکانی و میزان کاهش دید تعیین میشود و بر حسب تداوم زمانی، به دو نوع طوفان گرد و خاک کوتاه مدت - تا نیم ساعت - و طولانی مدت - چند ساعت و گاهی یک شبانه روز - تقسیم میشود - شمسیپور و صفر راد، . - 1391 از آنجا که مدلهای عددی هواشناسی به تنهایی قادر به ردیابی و بارزسازی این توفانهای گرد و غبار نیستند و در بسیاری از موارد خطاهای قابل توجهی دارند لزوم استفاده از دادههای سنجش از دور در کنار مشاهدات زمینی و مدلهای عددی بیش از پیش احساس میشود - تقوی و همکاران، . - 1392
مشاهدات سالهای اخیر نشان دهندهی افزایش فراوانی وقوع پدیدهی گرد و غبار در استانهای غربی کشور مانند ایلام، خوزستان، کرمانشاه و کردستان است - طاهری شهرآئینی،. - 1390 اگرچه مطالعات بسیاری برای شناسایی گرد و غبار انجام شده است، اما هنوز مشکلاتی برای بارزسازی گرد و غبار روی تصاویر ماهوارهای وجود دارد. ردیابی گرد و غبار با استفاده از باندهای انعکاسی تصاویر ماهوارهای، بهویژه روی سطوح درخشان مانند صحراها، به علت انعکاس بالا، کاری دشوار است.
به کار گرفتن دادههای چند طیفی تصاویر و ترکیب باندها و ایجاد تصویر رنگی کاذب به نحوی که بتواند مستقیما مناطق تحت پوشش گرد و غبار را بارزسازی کند، در شناسایی ذرات غبار و موقعیت آنها بسیار مفید خواهد بود. بدین منظور در مقاله حاضر، سه الگوی ترکیب رنگی کاذب - - 11FCC کاذب - - 11FCC به صورت RGB به کار گرفته شدند تا بهترین تصویری که میتواند مناطق غباری را بارزسازی نماید تعیین شود. مطالعه حاضر در دو بخش جداگانه انجام شده است. ابتدا با کمک تصاویر ماهوارهای مودیس و روشهای سنجش از دور که اساس پژوهش حاضر را تشکیل میدهد، گرد و غبار در منطقهی مورد مطالعه آشکارسازی شد.
-2 مواد و روشها
در پژوهش حاضر به منظور آشکارسازی پدیده گرد و غبار منطقه مورد مطالعه بر روی تصاویر ماهوارهای، از 10 تصویر ماهوارهای دریافت شده از وبگاه سازمان ناسا در سطح اول12 از ماهوارهی ترا - که دادههای روز هنگام برداشت میکند - مربوط به روزهای گرد و غباری انتخابی از سال 2008 استفاده گردیده است.. این تصاویر از سایت http://ladsweb.nascom.nasa.gov اخذ شد.
سپس تصویر روز 2008/07/01 در ساعت 7:20 صبح به وقت گرینویچ برای محدوده غرب و جنوب غرب ایران برای آشکارسازی گرد و غبار انتخاب گردید. که بعد از تصحیحات هندسی و اتمسفر بر روی تصاویر، شاخصهای شناسایی گرد و غبار بر روی آنها اعمال گردید. در این مطالعه برای تشخیص توفانهای گرد و غباری - محلی و فرامحلی - ، از فاکتور قدرت دید افقی 1000 متر استفاده شده است. بدین ترتیب پس از استخراج روزهای گرد و غباری سال 2008، روز اول ژوئیه 2008 بخاطر داشتن قدرت دید افقی کمتر از 1000 متر - معیار تشخیص توفانهای گرد و غباری در این مطالعه - در اکثر ایستگاهها در نیمهی غربی ایران برای آشکارسازی گرد و غبار بر روی تصاویر ماهوارهای مودیس انتخاب گردید.
-1-2 دلایل استفاده از سنجندهی مودیس
مودیس یک ابزار اصلی بر روی ماهوارههای EOS جهت هدایت و انجام تحقیقات مربوط به تغییرات جهانی میباشد. سنجنده MODIS با داشتن باندهای چند طیفی، تفکیک مکانی و زمانی مناسب، دادههای با کیفیت بالایی را جهت پایش توفانهای گرد و غبار فراهم میکند. در تحقیق حاضر سنجنده MODIS به علت داشتن چندین ویژگی انتخاب گردید: -1 قابلیت دید وسیع آن، -2 محدوده طیفی و تعداد باندهای آن، -3 قدرت تفکیک مکانی13 و زمانی14 مناسب آن و -4 در دسترس بودن دادههای این سنسور در ایران.
-2-2 مدلها و شاخصهای مطالعه شده برای آشکارسازی گرد و غبار
-1-2-2 ترکیب رنگی RGB الف - ترکیب رنگی کاذب - - 15FCC
یکی از سادهترین و در عین حال کاربردیترین راههای شناسایی پدیدههای مختلف موجود در تصاویر ماهوارهای، استفاده از ترکیبات رنگی کاذب است. در این روش نحوه شناسایی پدیدهها بر اساس نسبت بازتابندگی آنها در باندهای مختلف طیفی است. در واقع در تصاویر ماهوارهای بسته به نحوه ترکیب باندهای مختلف طیفی در پالتهای قرمز، سبز و آبی، هر پدیدهای با توجه به درجه روشنایی - بازتابندگی - آن در هر کدام از پالتهای نام برده شده رنگ خاصی به خود میگیرد که بر اساس آن میتوان آن پدیده را از سایر عوارض موجود در تصویر تشخیص داد. نحوه شناسایی گرد و غبارها بر اساس روش حاضر بدین ترتیب است که در داخل پالت قرمز باند 20، پالت سبز باند 1 و پالت آبی باند 29 قرار میگیرد
