بخشی از مقاله
چکیده
این مطالعه با استفاده از تصاویر فراطیفی سنجنده Hyperion با پهنای باند 10 نانومتر و تعداد 200 باند طیفی و انجام طیف سنجی آزمایشگاهی با استفاده از دستگاه طیف سنج FieldSpec®3 به شناسایی و تخمین کمی میزان رس و آهک در خاک های آبرفتی جنوب اهواز می پردازد. در ابتدا مراحل پیش پردازش بر روی تصویر انجام پذیرفت و سپس با انتخاب محدودهی باندی 447 تا 844نانومتر که مجموعاً 40 باند را شامل میشد و جمعآوری طیف های مرجع آهک و کائولینیت و ایلیت به عنوان رس های غالب این منطقه با استفاده از الگوریتم شناسایی OSP نقشه حضور هر کدام از این اهداف به دست آمد.
در مرحله بعد با توجه به منحنی انعکاس طیفی آهک و رس و دو محدوده جذبی شاخص این دو ماده یعنی محدوده 2345 نانومتر برای آهک و 2208 نانومتر برای رس، باندهای مربوط در این محدوده یعنی از 2022 تا 2375که مجموعاً 36 باند طیفی بود انتخاب گردید و همین دو محدوده جذبی شاخص برای آنالیز و تحلیل جذبی این دو ماده در نظر گرفته شد.
منحنی های طیفی باند های جذبی این دو ماده در باندهای تصویر Hyperion مربوطه و منحنی اخذ شده با استفاده از دستگاه طیف سنج برای این منظور رفع پیوستگی - Continuum removal - گردید . سپس با ایجاد همبستگی بین مقادیر آهک و رس به عنوان اهداف مورد نظر و درصد این دو ماده در نقاط نمونه گیری، نقشه کمی نهایی این دو ماده به دست آمد.
مقدمه
فناوریهای پیشرفته در سنجش از دور به ویژه تصویربرداری فراطیفی امروزه به عنوان یکی از منابع مهم کسب اطلاعات به هنگام و کم هزینه در زمینه های مختلف تحقیقاتی به خصوص مطالعات زمین شناسی و خاکشناسی میباشد. پهنای باندی بسیار کم این نوع از تصاویر به ما کمک می کند تا بتوانیم مواد مختلف ماکروسکوپی و میکروسکوپی در روی سطح زمین را با دقت نسبتاً قابل قبول و به مراتب بالاتری نسبت به تصاویر چند طیفی شناسایی کنیم.
با ورود سیستمهای سنجش از دور فراطیفی، تصاویری در فواصل طیفی10 تا20 نانومتر به دست میآید که در این تصاویر با این فواصل طیفی کوچک، تمایز و تشخیص عوارض آسانتر صورت میگیرد. در یک سیستم تصویربرداری فراطیفی صدها کپی از تصویری یکسان در طول موجهای مختلف فراهم میشود. با توجه به اینکه تحقیقات در زمینه خاک و تعیین خصوصیات مهم خاک همچون بافت و ساختمان، وقتگیر و هزینهبر است با استفاده از اعمال روشهای رو به توسعه فناوری سنجش از دور میتوان به تعیین معیارهای خاک و نقشههای خاکشناسی اقدام نمود که هم خروجی قابل ملاحظهای در نقشههای رقومی حاصل شود و هم در وقت و هزینه صرفهجویی شود.
لذا در این تحقیق به بررسی کاربرد فناوری سنجش از دور فراطیفی به همراه طیف سنجی زمینی در شناسایی دو کانی رسی کائولینیت و ایلیت و کانی کلسیت پرداخته شد. تاکنون در زمینه کاربرد تصاویر فراطیفی مطالعات بسیار زیادی انجام شده است. سطح این مطالعات پس از بکارگیری سنجنده HYPERION که از همه مناطق جهان تصویربرداری میکند توسعه چشمگیری داشته است.
از جمله میتوان به تهیه نقشه کانی شناسی خاک های منطقه بم و بدست آوردن رابطه بین نوع کانیهای تشکیل دهندهی خاک و میزان تخریب در زلزله اخیر[5]، بدست آوردن خصوصیات سطحی خاک مانند پوشش سنگی، انباشتگی نمک سطحی، انباشتگی کربنات کلسیم و میزان گچ خاک با استفاده از تصاویر فراطیفی سنجنده هوابرد [12] 1HYMAP، شناسایی معدن عمده کائولن - رس چینی - در انگلستان با استفاده از تصاویر سنجنده فراطیفی HYMAP ، بکارگیری نتایج حاصل از پیجوییهای معدنی و استفاده از نسبتهای باندی، استفاده از الگوریتم شناسایی و طبقهبندی OSP و طیفهای مرجع میکای سفید برای شناسایی این ماده با استفاده از تصاویر سنجنده فراطیفی [9] HYPERION، بررسی آلودگی چشمههای شمال کانادا از نظر فسفر با استفاده از تصاویر فراطیفی HYPERION ، انجام طیفسنجی میدانی و انجام طبقهبندی در سطح زیرپیکسل برای بدست آوردن میزان آلودگی این چشمهها [11]اشاره کرد.
-2 منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه در جنوب اهواز بین عرض جغرافیایی 30œ 39 تا 31œ 4 شمالی و طول جغرافیایی 22 48œ تا 48œ 35 شرقی قرار دارد و دارای مساحتی در حدود 39000 هکتار میباشد که از شمال به محدودهی شهرستان اهواز و از جنوب به هور شادگان محدود میشود. مطابق با نقشههای خاکشناسی کشور با مقیاس 1:2500000که توسط سازمان فائو تهیه شده است، خاکهای منطقه مورد مطالعه جزو خاکهای شور رسوبی و قلیایی میباشند. [3 ] شکل4 تصویر رنگی باندهای 53، 30 و HYPERION 8 از منطقه مورد نظر را نشان می دهد.
-3 معرفی سنجنده و داده های فراطیفی Hyperion
اولین سیستم تصویربرداری فراطیفی فضابرد به نام Hyperion توسط ماهواره ئی او-2 - EO-1 - 1 در تاریخ 21 نوامبر سال 2000 میلادی توسط ناسا از پایگاه هوایی Vandenberg به فضا پرتاب شد. بر روی این ماهواره سه سنجنده شامل اولین سنجنده فراطیفی فضایی به نام Hyperion ، سنجنده چندطیفی ای ال آی3 و سنجنده فراطیفی ای سی4 با مشخصاتی که در جدول1 مشاهده می کنید، نصب شده است. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید به:6]، 7 و .[14 برای انجام این مطالعه تصویر فراطیفی Hyperion منطقه مورد مطالعه که در تاریخ12 ژوئن 2006، شماره مسیر 165،× شماره ردیف 39، ایستگاه دریافت کننده PF1 و سطح پردازشی تصویر L1Gst گرفته شده بودتهیه و بکار گرفته شد.
-4 معرفی دستگاه طیف سنج 5ASD با نام FieldSpec®3
دستگاه طیف سنج FieldSpec®3 دستگاهی دارای کاربرد های کلی در زمینه هایی است که نیاز به اندازه گیری انعکاس، تابش، پخش و ... انرژی الکترومغناطیسی از سطوح می باشد[1] - شکل 1 تا. - 3 این دستگاه به طور اختصاصی جهت بکارگیری در مطالعات سنجش از دور میدانی و آزمایشگاهی که منحنی طیفی را در ناحیه مرئی- مادون قرمز نزدیک - VNIR - و مادون قرمز کوتاه - SWIR - اندازهگیری می کند طراحی شده است. محدوده طیفی این دستگاه از 350 تا 2500 نانومتر است .
-5 نمونه برداری زمینی
با توجه به مطالعاتی که توسط موسسات تحقیقات خاک انجام شده بود، ده سری خاک با ویژگی های متفاوت در این منطقه مشخص کرده بودند و به نمایندگی از هر کدام از این ده سری یک پروفیل برداشت شده بود.[3]
