مقایسه ترکیبات باندی بهینه به منظور برآورد پارامتر کدورت آب در دریاچهها با استفاده از تصاویر ماهوارهای سنتینل-2 و لندست-8 (مطالعه موردی: مخازن چاهنیمه)
نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.
2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه امام خمینی قزوین، قزوین، ایران
3 دانشآموخته دوره کارشناسی ارشد مهندسی عمران آب و سازه هیدرولیکی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.
4 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
doi
چکیده
با توجه به اهمیت و جایگاهِ پایش وضعیت خصوصیات کیفیِ منابعِ آب، استفاده از فناوریهایی همچون سنجش از دور که موجب افزایش سرعت و دقت اطلاعات پایش وضعیت کیفی آب میشوند، ضروری بهنظر میرسد. یکی از کلیدیترین خصوصیات کیفی آبها؛ کدورت میباشد، که از منابع اصلی رسوب در پهنههای آبی است که به طور مستقیم بر موضوعاتی همچون؛ انتقال رسوب، زندگی آبزیان، مدیریت دریاچهها و مخازن اثر میگذارد؛ درنتیجه پایش کدورت آبها از بحثهای مهم در زمینه مدیریت منابع آبی میباشد. پایش به روش سنتی و آزمایشگاهی دقیق؛ اما زمانبر و پرهزینه است، درنتیجه استفاده از قابلیتهای علومی همچون سنجش از دور در این زمینه میتواند مفید باشد. رویکرد انجامشده در این پژوهش برای برآورد نقشههای پهنهبندی پارامتر کدورت مبتنی بر روشهای تجربی و مدلهای توسعه دادهشده براساس الگوریتمهای شبکه عصبی بوده است. هدف اصلی در مطالعه حاضر، بررسی و مقایسه ترکیبات باندی مختلف جهت برآورد پارامتر کدورت با استفاده از دادههای طیفی تصاویر ماهوارهای سنتینل-2 و لندست-8 است. با توجه اهمیت پارامتر کدورت آب و محدودیتهای موجود در اندازهگیریهای زمینی و همچنین موقعیت منطقه مطالعاتی مدنظر که همواره در معرض چالشهای گوناگون محیطی و جغرافیایی است؛ استفاده همزمان از قابلیتهای مدلهای شبکه عصبی برای مدلسازی و همچنین سنجش از دور به منظور برآورد پارامترهای کیفی آب لازم و کاربردی است. با توجه به بررسیهای انجامشده در این مطالعه؛ میتوان نتیجه گرفت که به واسطه دادههای طیفی تصاویر ماهوارهای سنتینل-2 و لندست-8 میتوان نقشههای پهنهبندی پارامتر کدورت آب را با دقت مطلوبی برآورد کرد. در این پژوهش از چهار فرم ترکیب باندی مختلف (باندهای تکی، نسبت باندی، نسبت مشتق طیفی و شاخص اختلاف نرمال) استفاده شده است که به ترتیب نتایج مرتبط با مقدار ضریب تشخیص و معادل 0/86، 0/83، 0/83 و 0/89 و RMSE برابر با 3/26، 3/52، 3/43 و 2/79 هستند، به نحوی که در فرآیند مدلسازی هر کدام از ترکیبات به صورت مستقل به عنوان ورودی مدل درنظر گرفته شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشاندهنده آن است که ترکیب باندی شاخص اختلاف نرمال، نتایج به مراتب بهتری را برآورد میکند؛ اما با توجه به این موضوع که نتایج ترکیبات باند تکی نیز نتایج خوبی را دارا بود و اختلاف اندکی با مدل مشتق شده از ترکیبات شاخص اختلاف نرمال داشت و همچنین ذکر این موضوع که انتخاب باند تکی موجب کاهش محاسبات میشود؛ میتوان از ترکیبات باندهای تکی به عنوان ترکیبات بهنیه باندی جهت برآورد پارامتر کدورت آب در این منطقه مطالعاتی استفاده نمود.