بخشی از مقاله
چکیده
امروزه داده هاي ماهواره اي به عنوان بهترین و کارآمدترین منبع اطلاعاتی براي مطالعات آشکارسازي تغییرات به شمار می روند. با توجه به پیشرفت هاي سریع سنجش از دور در بخش هاي مختلف آن از جمله روش هاي پردازش داده هاي ماهواره اي، بررسی روش هاي مختلف آشکارسازي تغییرات براي اهداف خاص و آگاهی از نقاط ضعف و قوت هر کدامیک از این روش ها از ضروریات به شمار می رود.
در تحقیق حاضر به بررسی کاربرد تفسیر بصري داده هاي ماهواره اي سنجندههاي MSS، TM، ETM+ و LISS III در آشکارسازي تغییرات دورهاي 30 - ساله - و فصلی 72 - روزه - خط ساحلی بخش شرقی دریاچه ي ارومیه پرداخته شده است. براي انجام این تحقیق ابتدا در مرحلهي پیشپردازش، تصحیحات هندسی و رادیومتریک بر روي همهي تصاویر اعمال شد.
در مرحلهي بعد اقدام به بررسی تغییرات خط ساحلی براي محدوده ي مورد مطالعه بر روي تصاویر رنگی حاصل از ترکیب باندهاي اصلی هر کدام از تصاویر به طور مجزا و تصاویر رنگی حاصل از ترکیب باندهاي تصاویر مختلف با یکدیگر شد و در نهایت نقشه هاي تغییرات حاصل از هر دو روش تهیه و به کمک عناصر اصلی تفسیر بصري مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند. نتایج تحقیق قابلیت بسیار بالاي روش تفسیر بصري به ویژه تفسیر تصاویر رنگی حاصل از ترکیب باندهاي طیفی تصاویر مربوط به زمانهاي مختلف را براي بررسیهاي تغییرات خط ساحلی نشان میدهد.
-1 مقدمه
یکی از فاکتورهاي اساسی در مدیریت پایدار1 منابع طبیعی، پایش2 یا نظارت پیوسته ي خصوصیات مختلف این منابع در مقیاس هاي زمانی کوتاه مدت تا بلند مدت میباشد. زیرا پایش پیوستهي این منابع، ضمن این که باعث آگاهی دائمی از ویژگی هاي مختلف آن ها می شود، منجر به آشکار شدن روند تغییرات آن ها نیز خواهد شد و در نتیجهي این آگاهی و شناخت نیز میتوان اقداماتی ارزشمند در جهت حفظ و استفادهي بهینه از این منابع نمود.
روش هاي فراوانی جهت پایش تغییرات خط ساحلی وجود دارند که با توجه به محدودیت هاي زمانی، اقتصادي و غیره و همچنین نیاز به نقشهها و اطلاعاتی با میزان دقت مطلوب، علم و تکنولوژي سنجش از دور پیشنهاد می شود.
طی سال هاي گذشته، محققین مختلف در سرتاسر دنیا با استفاده از روشهاي مختلف پردازش دادههاي ماهوارهاي به بررسی تغییرات خطوط ساحلی پرداختهاند که در ادامه به برخی از مهمترین آنها اشاره میشود.
- 2001 - Zhu، به کمک داده هاي سنجنده هاي MSS و TM مربوط به یک دوره ي زمانی 25 ساله -1998 - - 1973، و با استفاده از الگوریتم طبقه بندي شبکه هاي عصبی، نوسانات خط ساحلی دلتاي رودخانه ي Pearl در کشور چین را بررسی نمود. Makota و همکاران - 2004 - ، با استفاده از عکس هاي هوایی مربوط به سال هاي 1981، 1992 و 2002، و با کمک قابلیت هاي تحلیلی GIS، به ترسیم خطوط ساحلیِ ساحل Kunduchi پرداخته و سپس نقشه هاي مختلف تغییر را تولید نموده و به تفسیر آن ها پرداختند.
Bohme و همکاران - 2006 - ، طی تحقیقی به برّرسی ژئومورفولوژي، هیدرولوژي و اکولوژي دریاچه Urema پرداختند، در این تحقیق ایشان جهت برّرسی نوسانات فصلی و دوره اي دریاچه براي یک دوره ي آماري 25 ساله - 1979-2004 - ، از تصاویر چند زمانه ي سنجنده هاي MSS، TM، ETM+ و Aster استفاده کرده و به کمک روش طبقه بندي به روش حداکثر احتمال، شاخص NDVI، روشهاي تبدیل PCA و Tasseled cap به ترسیم نقشهي تغییرات خط ساحلی این دریاچه پرداختند و در نهایت با استفاده از مدل رقومی ارتفاع3 مربوط به SRTM و سایر دادههاي میدانی به تفسیر و تحلیل این نوسانات و عوامل مهم دخیل در آن ها پرداختند.
Chalabi و همکاران - 2006 - ، با استفاده از عکس هاي هوایی و تصاویر IKONOS، و به کمک روش سگمنت سازي، به استخراج خط ساحلی و نقشه ي تغییرات آن براي یک دوره ي 38 ساله -2004 - - 1996، براي منطقهي Kuala terengganu در کشور مالزي اقدام نموده و در نهایت به تفسیر و تحلیل این تغییرات پرداختند.
شایان و همکاران - 1384 - ، در تحقیق خود جهت شناسایی نوسانات مرز پیرامونی و ترسیم نقشه پراکنش مواد معلّق آب دریاچه ارومیه، از تصاویر سنجنده هاي LISS III، TM و ETM+ استفاده کرده و به روش رقومیسازي دستی، به ترسیم مرز ساحلی دریاچه بر روي تصاویر ماهواره اي ذکر شده که مربوط به سال هاي 1987، 1998، 2001 و 2002 بودند، اقدام نمودند. سپس به انطباق نتایج حاصل از آن ها با داده هاي بارش و تبخیر ایستگاه هاي سینوپتیک موجود در منطقه پرداخته و به این نتیجه رسیدند که در این بازه ي زمانی 15 ساله - 2002-1987 - حداکثر پوشش آب دریاچه مربوط به سال 1998 و حداقل آن نیز مربوط به سال 2002 میباشد.
از جمع بندي مطالعات انجام شده تاکنون این نتیجه حاصل می شود که به دلایلی همچون اختلاف در هدف مطالعه، نوع دادههاي ماهواره اي استفاده شده و حتی منطقه ي مورد مطالعه، غالباً اتفاق نظري در مورد روش هاي استفاده شده براي آشکارسازي تغییرات خط ساحلی وجود ندارد. بنابراین با بررسی روش هاي گوناگون در مناطق مختلف می توان ضمن این که نقشه هاي تغییرات مربوطه را تهیه نمود، به میزان کارآیی آن روش ها نیز براي مطالعات آینده پی برد. در راستاي این هدف در تحقیق حاضر به بررسی و مطالعه ي روش هاي مختلف پایش تغییرات خط ساحلی که بر پایهي تفسیر بصري داده هاي ماهوارهاي استوارند پرداخته شده است.
-2 معرفی محدودهي مورد مطالعه
منطقه ي مورد مطالعه در تحقیق حاضر، مربوط به بخشی از ساحل شرقی دریاچه ي ارومیه است. این منطقه از نظر جغرا فیا یی ، واقع در طول جغرافیایی بین 45 درجه و 22 دقیقه تا 45 درجه و 51 دقیقهي شرقی، و عرض جغرافیایی بین 37 درجه و 36 دقیقه تا 38 درجه و 11 دقیقهي شمالی میباشد. شکل - 1 - موقعیت جغرافیایی دقیق منطقه مورد مطالعه را در سطح کشور و حوزهي آبریز دریاچهي ارومیه نشان میدهد.
شکل .1 موقعیت جغرافیایی منطقهي مورد مطالعه
-3 مواد و روشها
در این تحقیق دو دسته داده شامل: -1 دادههاي ماهوارهاي مشتمل بر تصاویر سنجندههاي MSS
- 1976/8/28 - ، - 1998/8/18 - TM، - 2000/8/31 - ETM+ و 2006/6/15 - LISS III و - 2006/8/26 و -2نقشههاي توپوگرافی به مقیاس 1:50000 سازمان جغرافیایی مورد استفاده قرار گرفتند. براي آشکارسازي تغییرات خط ساحلی براي مدت زمان مورد مطالعه - دورهي 30 ساله و تغییرات فصلی - عملیات پردازش بر روي دادههاي ماهوارهاي به ترتیب زیر انجام گرفتند.
-1-3 مرحلهي پیشپردازش تصاویر ماهوارهاي در مرحله ي پیش پردازش داده ها - قبل از هر گونه پردازش بصري و یا رقومی - باید اقدام به شناسایی و حذف انواع خطاهاي موجود در آنها نمود که نوع و نحوهي انجام این عملیات بسته به عوامل مختلفی چون هدف مطالعه و نوع داده هاي مورد استفاده متغیر می باشد.
