مقاله برف و تشخیص آن با استفاده از تصاویر و اطلاعات ماهواره ای

اختصاصی از یارا فایل مقاله برف و تشخیص آن با استفاده از تصاویر و اطلاعات ماهواره ای دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:41

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                    صفحه
مقدمه:    1
مشخصه‌های موثر برف بر امواج الکترو مغناطیس:    3
استفاده ازتصاویرماهوارهای:    7
فرضیات مربوط به نظارت پوشش برف:    10
معرفی سنجنده MODIS:    12
برف سنجی    14
تشخیص و حذف ابر:    15
روش تعیین پوشش برف:    22
الف) جداسازی ابر:    22
1- معیار برای ابرهای ارتفاع بالا:    24
2- معیار اختلاف باندهای حرارتی:    25
3- معیار باندهای مرئی:    27
4- معیار اندیس برفی به همراه انعکاس باند 6:    28
اندیس NDSI:    29
ب) ماسک حرارتی:    30
ج) تعیین پوشش برف،    31
مراجع :    35
چکیده :    41

مقدمه:

برف یکی از اشکال بارش است که به دلیل طبیعت ایجاد تاخیر در تبدیل آن به رواناب، تفاوتی خاصی با سایر مولفه های بیلان آب دارد، پوشش برفی در یک حوزه برییلان آب و انرژی آن حوزه اثر می گذارد. بنابراین عامل مهمی در تغییرات اقلیمی یک منطقه محسوب می شود. تعیین تغییرات زمانی ذوب برف و آب معادل برف برای پیش بینی سیلاب، مخازن و کشاورزی یک منطقه بسیار حائز اهمیت است.

امکان تخمین پوشش برفی به وسیله اطلاعات سنجش از راه دور در تحقیقات اخیر مورد توجه محققین قرارگرفته است و تحقیقات زیادی خصوصا برای محاسبه پوضشش و بودجه برفی براساس تخمین های دقیق از اطلاعات ماهواره صورت گرفته است.

یکی از مهمترین مشلات تصاویر ماهواره،ای تشخیص برف از را بدر تصاویر است زیرا ضریب باز تابشی هر دو یکسان بوده و همین ابر جدا سازی ابراز برف را با مشکل مواجه می سازد. برای رفع این مشکل استفاده از سیستم های سنجش از دور پیشرفته و الگوریتمهای جداسازی دقیقتری می تواند راهگا باشد.

وجودپوشش برف براییدو،اب وهواوتشعشع زمین اثر می گذارد،اما انچه

درهیدرلوزی بیشتر اهمیت دارد اب موجوددر برف است

برف را می توان به عنوان یک مخزن ساده در نظر گرفت که مقدار آب این مخزن در مکان و زمان تغییر می یابد. پوششهای برفی در بیشتر مناطق از جمله ایران بصورت فصلی می باشند و فقط در بعضی از مناطق قطبی یا کوهستانهای خیلی بلند بطور دائم بصورت یک حفاظ روی یخچالها قرار میگیرند. اطلاع از نحوه انباشت و ذوب برف جزو اصلی ترین اطلاعات برای اهداف پیش بینی رواناب و جویان رودخانه ها می باشند. وجود یخ در مناطق مرتفع حوزه می تواند باعث بند آمدن جریان رودخانه ای و موجب بروز سیلاب گردد در بعضی از نقاط وجود قطعات یخ مشکلاتی را در طرح‌های هیدورلیک ایجاد میکند. یخ زدگی زمین نیز بر نفوذ و رواناب اثر میگذارد،متدهای سنتی برف که متکی به اندازهگیریهای صعرایی می باشدغالبابامحدودیت امکانات دسترسی وتدارکات مواجه بوده ، لذا امکان تعیین توزیع زمانی و مکانی برف و یخ بعلت عدم کفایت تعداد داده ها برای کل ناحیه تحت تاثیر در زمانهای مختلف انباشت و ذوب فراهم نمی گردد. به علت مشکلات اندازه گیری پوشش برفی در نواحی کوهستانی به علت مشکلات اندازه گیری پوشش برفی در نواحی کوهستانی از روشهای سنجش از دور برای اندازه گیری مشخصات پوشش برفی می توان استفاده نمود.

در این روش می توان بدون تماس فیزیکی با آن پدیده اطلاعات ارزشمندی (مانند میزان تشعشع الکترو مغناطیسی جذب شده یا ساطع شده) را بدست آورد.

مشخصه‌های موثر برف بر امواج الکترو مغناطیس:

بعضی از خصوصیات برف بر امواج الکترو مغناطیس ، انعکاسی تابشی یا پراکنش شده از آن اثر می گذارد که با الگوریتمهای خاصی می توان اطلاعات مفید مورد نظر برای اهداف هیدورلوژیکی را از آنها کسب نمود.

- اندازه کریستال که بر قابلیت انعکاس، تابش و پراکنش در قسمت مرئی، مادون قرمز و میکروویواتر می گذارد.

- ناخالصی: برقابلیت انعکاس درقسمت مرئی ماون قرمز تاثیر گذار است.

- زبری سطح : برقابلیت انعکاس و تفرق در محدوده مرئی و ماکروویو موثر است.

- لایه بندی: بر تابش و پراکنش در ناحهی مایکروویو موثر است.

- درجه حرارت: بر تابش در ناحیه مادون قرمز و ماکروویو- اسکن کننده ها و رادیومترها موثر است.

- آب آزاد: بر قابلیت انعکاس در ناحیه مریی و مادون قرمز، تابش و پراکنش در ناحیه مادن قرمز و هایکروویو، اسکن کننده ها رادیومترها و رادارهای تاثیر می گذارد.

- عمق: بر قابلیت انعکاس در ناحیه مرئی و مادون قرمز، تابش و پراکنش در ناحیه مایکروویو، اسکن کننده ها، رادیومترها و رادارهای موثر است.

- آب معادل: بر تابش در ناحیه مایکروویو، جذب (ضعیف کردن) اشعه گاما، رادیومترها و اسپکترومترهای اشعه گاما، تاثیر تاثیر می گذارد.

-وسعت منطقه: که بر قابلیت انعکاس در طیف مرئی، مادون قرمز، مایکروویو، تابش در ناحیه مادون قرمز و مایکروویو، دوربین ها، اسکنرها، رادیومترها و رادار ها تاثیر می گذارد.

در ناحیه مرئی و مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی ، میزان انعکاس از برف خیلی زیادتر از دیگر پدیده های طبیعی می باشد و همین امر تعیین وسعت واقعی پوشش برفی را ممکن می سازد، این خاصیت بخصوص در مناطق جنگلی مفید واقع می شود. سردتر بودن برف باعث آشکار شدن آن از درختان می گردد ولی بازتابش در ناحیه مایکروویو امکان کسی روا برای تشخیص وسعت پوشش برف فراهم می کند زیرا در این ناحیه فقط برفهای در حال ذوب شدن را می توان با دقت کافی آشکار ساخت.

آب معادل برف: تنها روشی که با آن می توان آب معادل انواع برف و یخ را اندازه گیری نمود، استفاده از طیف سنج اشعه گاما، توسط هواپیما می باشد. با این تکنیک، تابش گاما را به مقدار آب معادل نسبت می دهند، این روش را نمی توان روی زمینهایی که در زیر آنها معدن زغال سنگ وجود دارد، بکار برد، زیرا تابش گاما که از زیر معدن منشا می گیرد در حین عبور توسط آب موجود در زغال سنگ جذب می گردد. در مناطق کوهستانی میزان ذخیره آب برف را می توان براساس موقعیت خط برف برآورد نمود معمولاً همبستگی بالایی بین رقوم خط برف در اوایل بهار و حجم رواناب آن در تابستان وجود دارد.

مدلهای زیادی جهت به پیش بینی رواناب ناشی از ذوب برف بر مبنای سطح پوششی برفی، توسعه یافته و بکار گرفته شده است. این مدلها قادر به پیش بنینی روزانه جریان رودخانه در حوزه های کوهستانی که ذوب برف یک جزء مهم از بیلان آب سالانه را تشکیل می دهد، می باشند. در این مدلها عامل دما را بصورت درجه روز و رقوم محدوده پوشش شده از برف یا درصد سطح پوشیده از برف حوزه، به عنوان یک ورودی اولیه بکار می رود. این مدل که توسط هارتینگ از سال 1975 برای حوزه های کوچک اروپا توسعه یافته است بعدا در حوزه های بزرگ نیز بکار گرفته شد و کار آئی آن نیز محرز گردید. پارامتر سطح پوششی برفی هر 15 روز یکبار یا هر هفته روی تصاویر ماهواره ای تعیین می گردد و پارامترهای دیگر از جمله دما در باندهای مختلف حوزه را به راحتی می توان از داده های صحرائی ایستگاه هواشناسی داخل یا خارج حوزه با توجه به گرادیان حرارتی برآورد نمود. با اندازه گیری سطح پوشش برفی در اولین تصویر ماهواره ای در ابتدای فصل ذوب می توان یک منحنی تخلیه به حوزه نسبت داد و با تصاویر بعدی متوالیا آنرا اصلاح نمود. در شرایط اقلیمی ایران که کلیه حوزه های برفگیر، کوهستانی می باشد ر‍ژیم حرارتی سالانه از نظم بالائی برخوردار است، بکارگیری مدلهایی که بر مبنای داده های دور سنجی توسعه یافته اند می تواند روشهای پیش بینی رواناب ناشی از ذوب برف را که هم اکنون منحصر به تخمین غیر دقیق حجم آب در دسترس رودخانه بطور فصلی یا ماهانه از روی داده های صحرائی برف سنجی می باشد، بهبود کلی بخشید.