بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به منظور نشان دادن کاربرد روش عمق یابی تصاویر لندست1 و استفاده از نتایج آن در بررسی و نمایش تغییرات مورفودینامیکی در نواحی نزدیک به ساحل و سازه های دریایی منطقه بندر بریس مورد مطالعه قرار گرفته شده است. با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست به تغییرات مورفودینامیکی بوجود آمده در قسمت کناری موج شکن بندر بریس و نحوه رسوب گذاری در دهانه بندر و تغییرات هندسه بستر از دهانه بندر تا ساحل مجاور و همچنین حوضچه بندر پرداخته شده است.
برای این منظور تصاویر لندست از سال 1986 تا 2016 تهیه شده است و با استفاده از نرم افزارهای ENVI و ARC GIS بارز سازی و پردازش تصاویر صورت گرفته است. عمق یابی تصاویر لندست و کالیبره کردن تصاویر با اطلاعات هیدروگرافی منطقه، تغییرات عمق و نحوه رسوب گذاری در بندر بریس بررسی شده است و با مقایسه تصاویر به بررسی تغییرات خط ساحلی مربوط به ساحل کناری موج شکن بندر بریس پرداخته شده است.
مقدمه
بررسی تغییرات مورفودینامیکی و هندسه بستر دریا در نواحی نزدیک به ساحل و اطراف سازه های دریایی از موضوعات مورد توجه در مهندسی سواحل و سازه های دریایی میباشد. بدین منظور با توجه به شرایط و مشکلات مختلف در مناطق مختلف ساحلی برای کنترل تغییرات و بدست آوردن الگو ی تغییرات، در زمان های متفاوت اقدام به انجام هیدروگرافی می نمایند که با توجه به طولانی بودن زمان بین این هیدروگرافی های صورت گرفته و بالا بودن هزینه عملیات هیدروگرافی، نمیتوان به نتایج مطلوبی دست پیدا کرد.
با توجه به پیشرفت سنجش از دور و در دسترس بودن تصاو یر ماهواره ای با وضوح تصویر بالا میتوان پایش و بدست آوردن الگوی تغییرات را در مناطق ساحلی در فواصل کوتاه مدت با صرف هزینه های بسیار کم انجام داد. با استفاده از تصاویر لندست در مناطق با شرایط مناسب و انجام عمق یابی بر روی تصاویر با فواصل کم و مقایسه نتایج بدست آمده میتوان به اهداف مورد نظر در رابطه با نوع رسوب گذاری در منطقه و الگوی تغییرات منطقه دست پیدا کرد.
منطقه مورد مطالعه و شرایط محیطی منطقه
بندر بریس واقع در سواحل شمالی دریای عمان در طول جغرافیایی 61o 10' 40" شرقی و عرض جغرافیایی 25o 08 ' 49" شرقی, بزرگترین و پرکاربردترین بندر صیادی ایران در شرق خلیج چابهار می باشد مراحل ساخت این بندر در سال 1370 به پایان رسید. بندر بریس از سمت شرق به خلیج گواتر و از سمت غرب به خلیج چابهار منتهی می شود.
امواج درناحیه بریس تحت تاثیر سه مکانیزم جداگانه قرار دارند :امواج نادر ناشی از عبور سیکلون های استوایی، امواج مهاجر اقیانوس هند و دریای عرب در فصل تابستان ناشی از مونسون جنوب غرب و امواج ناشی از بادهای محلی دریای عمان. این بندر دارای سابقه پیش روی ساحل مجاور موج شکن فرعی به سمت دهانه و همچنین آورد رسوب از سمت موج شکن اصلی و نشست در دهانه بندر می باشد. بندر بریس دارای سه مکانیزم رسوب گذاری متفاوت می باشد:
· آورد رسوب ساحلی شرق به غرب از ساحل بالادست و رسوبگذاری در دهانه بندر
· پیشروی ساحل مجاور موج شکن فرعی به سمت دهانه بندر بخاطر تفرق موج در هد موج شکن اصلی و تاثیر آن بر جابجایی رسوب [1]
· ته نشینی تدریجی رسوبات نسبتا ریز در داخل حوضچه ناشی از آرامش آن و جزرومد
از سال 1380 رسوب گذاری در دهانه بندر و ساحل پشت موج شکن فرعی موجب کاهش عمق در این نواحی شده و مشکلاتی را جهت عبور و مرور لنج ها به بندر ایجاد کرده است. در طی این سال ها چند نوبت لایروبی در دهانه بندر بریس صورت پذیرفته است و باز هم به لایروبی های بیشتر نیاز است. کارفرما مایل است به نوعی هزینههای لایروبی دوره بهره برداری را کاهش دهد. بعلاوه موضوع امکان پیشروی بیشتر ساحل مجاور موج شکن فرعی و تهدید دهانه بندر توسط آن هم در سالهای گذشته مطرح بوده است.
داده های مورد نیاز
در این مقاله متناسب با ویژگی های یاد شده از عکس های ماهواره ای و هیدروگرافی های برداشت شده در مناطق مورد مطالعه, استفاده شده است. ماهواره ها ی زیادی جهت استفاده از تصاویر تولید شده آنها در مقاله موجود می باشد اما در دسترس بودن منابع و کم هزینه بودن از اولویت های منابع پژوهش می باشد. در این بین تصاویر ماهواره ای لندست بیش از سایر تصاویر ماهواره ای دیگر در دسترس می باشد و بصورت رایگان می توان از تصاویر آن استفاده نمود. در این پژوهش از تصاویر لندست 1، 2، 7 ,5 , 4 و8 در محدوده زمانی 1986 تا 2016 استفاده شده است. عکس های ماهواره های لندست را می توان بصورت رایگان از سایت سازمان زمین شناسی آمریکا [2]، دریافت نمود.
روش انجام کار
جهت انجام عمق یابی ابتدا 4 باند از بین عکس های دانلود شده انتخاب می گردد. در این پژوهش ابتدا مقدار DN value هر پیکسل به عدد رفلکت شده از سطح زمین تبدیل شده و سپس همنوایی هر باند با نتایج هیدروگرافی بصورت جداگانه بررسی شده است. یرای این منظور بین هرباند و نتایج هیدروگرافی، محاسبه رگرسیون انجام گرفته و مناسب ترین باندها انتخاب شده است - در این مطالعه ضرایب رگرسیون باندهای 1، 2، 3 و 4 از لندست 7 مناسب تر تشخیص داده شده اند - .[7][6][5][4][3]
برای انجام عمق یابی ابتدا خشکی از دریا جدا شده و پس از جدا کردن دریا منطقه ای که هیدروگرافی آن در اختیار می باشد را از عکس جدا کرده ایم - برای بدست آوردن دقت بهتر - .[9][8] سپس از روش لایزینگا - نسبت لگاریتیمی باندهای آبی و سبز - استفاده کرده و با استفاده از رگرسیون عمق یابی را متناظر با هر پیکسل بدست آورده ایم. برای حصول نتایج بهتر نتایج رگرسیون را دو تکه کرده و مقادیر را برای هر یک جداگانه محاسبه کرده ایم.
نتایج و بحث
با دیدن نقشه های ارتفاعی بدست آمده می توان تغییرات بوجود آمده در منطقه، نحوه رسوب گذاری در حوضچه بندر و همچنین در دهانه اصلی بندر را با گذشت زمان مورد مطالعه قرار داد و الگوی تغییرات را به تصویر کشید. عکس های زیر مربوط به عمق یابی های انجام شده در منطقه و نتایج حاصل از آن می باشد.
