محمدامین قنادی

یکی از مهم ترین چالش های امروز در دنیا و ایران افزایش آلودگی هوا ناشی از افزایش جمعیت، توسعه صنعتی و تغییرات اقلیمی است. از این رو پایش کیفیت هوای شهرها به صورت مستمر امری ضروری به نظر می رسد. از اصلی ترین تجهیزات پایش آلودگی هوا، ایستگاه های زمینی پایش کیفیت هوا می باشند. مشاهدات پایش کیفیت هوا با استفاده از ایستگاه های زمینی به علت تراکم پایین، توزیع مکانی غیریکنواخت، لزوم نگهداری و کالیبراسیون منظم و دوره ای و نیاز مبرم به مکان یابی بهینه برای نصب، گاهی اوقات دچار اختلال می شود و اینگونه به نظر می رسد که صحت برخی مشاهدات مبهم می باشند. در کنار ایستگاه های زمینی، تصاویر ماهواره ای نیز به منظور پایش کیفیت هوا قابل استفاده می باشند. این تصاویر هیچکدام از نقاط ضعف ایستگاه های زمینی پایش را ندارند و نتایج صحیحی ارائه می دهند، اگرچه قدرت تفکیک زمانی و دقت اندازه گیری پایین تری دارند. در این مطالعه هدف مقایسه مشاهدات صورت گرفته توسط ایستگاه های پایش کیفیت هوا با مشاهدات ماهواره سنتینل-5 و آنالیز آن ها می باشد. از این رو روشی مبتنی بر ترکیب و رأی گیری از مشاهدات ارائه می شود. روش پیشنهادی بر روی چهار آلاینده دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، مونوکسید کربن و ازن پایش شده از چهار ایستگاه مخابرات، محیط زیست، شریعتی و استانداری شهرستان اراک در بازه زمانی 19 ماهه از مهر ماه 1398 الی فروردین 1400 (بجز ماه هایی که ایستگاه های زمینی مشاهداتی ثبت نکرده اند) پیاده سازی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که در صحت برخی از مشاهدات زمینی تردید وجود دارد که می تواند ناشی از عدم سلامت و یا کالیبراسیون منظم این دستگاه ها و یا  عدم مکان یابی ایده آل آن ها باشد. با حذف مشاهدات ناصحیح از مجموعه مشاهدات زمینی، خطای جذر میانگین مربعات از 2 % تا 47 % بهبود حاصل می یابد.

تولید مدل رقومی زمین با قدرت تفکیک و دقت ارتفاعی بالا همیشه یکی از مهم ترین اهداف سنجش از دور ماهواره ای بوده است.  یکی از ارکان اصلی سنجش از دور ماهواره ای، سنجش از دور راداری می باشد.  تولید مدل ارتفاعی رقومی از سطح زمین با استفاده از تداخل سنجی راداری به علت ویژگی های منحصر به فرد این تصاویر برای محققین جذاب است.  در سال های اخیر پروژه های فضایی بسیاری آغاز به اخذ اطلاعات از سطح کره زمین کرده اند که یکی از آخرین آنها پروژه سنتینل می باشد.  سنتینل-1 بخش راداری پروژه سنتینل است.  مدل های رقومی حاصل از تداخل سنجی راداری به علت وجود خطاهای متنوع از جمله خطا در اطلاعات فازاینترفروگرام دارای خطا و گاهی اوقات اشتباه بزرگ در نقاط ارتفاعی می باشند.  از اینرو مدل های رقومی حاصل از فرآیند تداخل سنجی راداری پس از تولید نیاز به بهبود دارند. در این مقاله روشی برای بهبود مدل رقومی ارتفاعی به دست آمده از تصاوی رسنتینل-1 با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی موجود SRTM.(Shuttle Radar Topography Mission)و روشی بر اساس تبدیل موجک دو بعدی، پیشنهاد می شود.  تصاویر مورد استفاده در این مقاله بخشی از شمال شهر تهران است.  مدل ارتفاعی رقومی تولید شده با استفاده از روش پیشنهادی با مدل ارتفاعی رقومی مرجع یک متر با دقت ارتفاعی بالا مورد ارزیابی قرار می گیرد.  نتایج مقاله نشان می دهند که روش پیشنهادی به شکل مؤثری در بهبود دقت مدل رقومی حاصل از تصاویر سنتینل-1 عمل می کند. با استفاده از این روش خطای مدل رقومی ارتفاعی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد (30% الی 82%) و این بدین معنی می باشد که با حفظ قدرت تفکیک مدل رقومی حاصل از تصاویر سنتینل-1 می توان دقت ارتفاعی آن را به شکل محسوسی بهبود داد.  

امروزه با پیشرفت تکنولوژی و اهمیت بحث تولید مدل ارتفاعی رقومی زمین از تمام نقاط کشور، می توان به لزوم استفاده هرچه بیشتر از سنجش از دور ماهواره ای پی برد. یکی از ارکان اصلی سنجش از دور ماهواره ای، سنجش از دور راداری می باشد. در سال های اخیر پروژه های فضایی بسیاری، اخذ اطلاعات از سطح کره زمین را آغاز کرده اند که آخرین آنها پروژه سنتینل می باشد. سنتینل-1 بخش راداری پروژه سنتینل است که با دوره زمانی 12 روز از سطح زمین تصاویر با توان تفکیک مکانی متوسط اخذ می کند. در این مقاله دقت و قابلیت تولید مدل ارتفاعی رقومی زمین با استفاده از این تصاویر مورد بررسی قرار می گیرد. تصاویر مورد استفاده در پژوهش حاضر، از شهر تهران و حومه آن می باشد. جهت انجام آزمایش ها هم از بخش کوهستانی (شمال تهران) و هم بخش هموار (جنوب تهران) استفاده شده است. تکنیک تولید مدل ارتفاعی رقومی، روش تداخل سنجی راداری با دو عبور تکراری می باشد. مدل ارتفاعی رقومی تولید شده با استفاده از تصاویر سنتینل-1 و تکنیک تداخل سنجی راداری با مدل ارتفاعی رقومی مرجع با دقت یک متر مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج تحقیق نشان می دهند که در منطقه هموار، دقت ارتفاعی (انحراف معیار) مدل ارتفاعی رقومی 26/1 متر و دقت ارتفاعی در منطقه کوهستانی 32/10 متر می باشد. با در نظر گرفتن این نکته که می توان با استفاده از تصاویر سنتنل-1 که تصاویری با توان تفکیک مکانی متوسط محسوب می شوند به دقت نسبتاً مناسبی خصوصاً در مناطق غیر کوهستانی سخت دست یافت، لزوم مطالعه عمیق تر و استفاده بیشتر از این تصاویر بر محققان مشخص می شود.