ژئومرفومتری

شناخت لندفرم ها و نحوة پراکنش فضایی به منظور درک و ارزیابی تحول لندفرم ها، مطالعات پایداری دامنه ای و برنامه ریزی منطقه ای آن ها از نیازهای اساسی در علم ژئومورفولوژی کاربردی و سایر علوم محیطی است. لندفرم ها دست کم دو ویژگی اساسی دارند: حاصل عملکرد فرایندهای ژئومورفولوژیک و زمین شناختی گذشته هستند؛ مرزهایی مشخص برای تعیین قلمرو حاکمیت فرایندهای ژئومورفولوژیک حاکم کنونی هستند. در این تحقیق، کارایی روش وود در شناسایی و طبقه بندی لندفرم های منطقة خشک کویر مرنجاب ارزیابی شده و پس از استخراج پارامترهای مرفومتریک شیب زمین، انحنای عرضی و انحناهای حداقل و حداکثر از مدل رقومی ارتفاع ترکیب این شاخص ها، با نوسان شیب 1 و نوسان انحنا 0.01 انجام شده است. نتایج طبقه بندی عوارض مرفومتریک منطقة کویر مرنجاب نشان می دهد سطوح دشتی و صاف با 8/49 درصد بیشترین سطح را به خود اختصاص داده و خط الرأس و دره ها در ردة بعدی قرار دارند. با توجه به اینکه این تحقیق بر رویکرد اتوماسیون در استخراج عناصر مرفومتریک سطح زمین با استفاده از روش وود تأکید دارد، نتایج تحقیق نشان می دهد روش وود در زمینة ژئومرفومتری عمومی کارایی لازم را در استخراج طبقات اصلی مرفومرمتریک منطقة کویر مرنجاب داشته و کلاس های اصلی را در یک سطح پیوسته با استفاده از مدل رقومی ارتفاع SRTM استخراج کرده است. ولی در زمینة ژئومرفومتری خاص و استخراج لندفرم های مجزا، نیازمند توسعه و بهبود کارایی است.

مدل سازی مکانی رخداد چشمه های آب زیرزمینی امکان شناسایی چشمه های جدید را، برای مصارف شرب و کشاورزی و صنعت، فراهم می آورد. هدف از این تحقیق مدل سازیِ مکانی رخداد چشمه های آب زیرزمینی، با استفاده از نمایه های ژئومرفومتری مؤثر در رخداد آنها و مدل احتمالی وزنی شاهد و بررسی کارآیی این مدل در منطقة البرز میانی است. به طورکلی، 584 چشمه در منطقة مورد مطالعه مشخص شدند که 409 (70%) چشمه ها برای آموزش و 175 (30%) چشمه ها برای اعتبارسنجی مدل وزنی شاهد به کار رفتند. چهارده شاخص مهم ژئومرفومتری مؤثر در رخداد چشمه ها، در قالب رویکرد مدل وزنی شاهد برای مدل سازی مکانی رخداد چشمه ها، برگزیده شدند. این عوامل شامل ارتفاع، درجة شیب، جهت، انحنای صفحه ای، انحنای پروفیل، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص قدرت جریان، طول شیب، شاخص موقعیت توپوگرافی، سنگ شناسی، فاصله از گسل ها، تراکم گسل ها، فاصله از آبراهه ها و تراکم زهکشی می شوند. در این تحقیق، براساس مدل وزنی شاهد، عامل های جهت شیب و شاخص رطوبت توپوگرافی، به ترتیب، دارای کمترین و بیشترین تأثیر در رخداد چشمه های آب زیرزمینی اند. نقشة به دست آمده از مدل سازی مکانی رخداد چشمه ها، در چهار طبقه، با پتانسیل رخداد کم، متوسط، زیاد و بسیار زیاد قرار گرفت. صحت پیش بینی مدل مورد استفاده با استفاده از روش ROC بررسی شد. سطح زیرین منحنی 866/0 به دست آمد که نشان می دهد مدل وزنی شاهد، در برآورد رخداد مکانی چشمه های آب زیرزمینی در منطقة مورد مطالعه، دقت بسیار خوبی دارد.

منظور از مدل سازی نمایش سطوح ناهموارزمین، آنالیزکمّی ویژگی های فرم شناسی سطح زمین است تا بتوان جنبه های مختلفی از ویژگی های ناهمواری های سطح زمین که منظور و مقصود محققین است بارزنمود و بخش هایی که کمتر مد نظر است را کمرنگ نمود تا درک ماهیت ناهمواری زمین برای کاربران و محققین آسان تر شود. بر حسب کاربرد و نوع تفسیری که از سطوح ناهموار زمین انجام می گیرد، تکنیک های نمایش سطوح ناهموار زمین می تواند تمرکز بیشتری بر سوژه مفسر، گذاشته و به تفسیر و درک بهترمحققین در زمینه مطالعاتشان کمک نماید. در این پژوهش، بااستفاده ازمدل رقومی ارتفاعی وبه کمک برنامه نویسی پایتون، مدل های مختلفی در نمایش سطوح ناهموار زمین معرفی گردید. در بخش مدل سازی برداری، به مدل سازی هاشورزنی ناهمواری های زمین مبادرت گردید که نتایج حاصل ازآن هاشورزنی خطی سطوح ناهموار با استفاده از مدل های MCM ، MM ، RPM و MSA می باشد. در بخش هاشور نقطه ای دو مدل نقطه ای تصادفی با وزن شیب و وزن انحنای زمین، طراحی و اجرا گردید و در بخش مدل سازی رستری نیز در رویکرد اول، سایه زنی ترکیبی شامل: ترکیب مدل سایه روشن استاندارد با انحنای زمین، مدل های تابشی و مدل های اثر خط الرأس مدنظر قرارگرفت. در این رویکرد 14 نوع انحنای زمین، با نتایج سایه زنی استاندارد تلفیق و مدل های جدیدی ارائه گردید. دررویکرد دوم مدل های تابشی شامل: تابش کل، مستقیم، پراکنده و مدت زمان تابش مستقیم، با سایه-زنی استاندارد ترکیب و مدل های جدیدی ایجاد شد. در رویکرد های دیگر، طبقات هیپسومتریک،ماکت منحنی میزان وماکت رنگی منحنی میزان، مدنظر قرار گرفت. مدل های فوق الذکر که درنمایش سطوح توپوگرافیک زمین کاربرددارد ازنتایج این پژوهش محسوب می شود.

ارتقاء اطلاعات کمی به بهبود پیش بینی پارامتر های برف کمک می کند. تاکنون تعاملات بین اندازه ی پیکسل به صورت محدود بررسی شده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر قدرت تفکیک مکانی بر روی پیش بینی عمق برف از طریق آزمون تجربی روابط بین مدل های رقومی ارتفاع و پارامترهای مؤثر در مدل سازی عمق معادل برف با قدرت تفکیک مختلف و با استفاده از مدل رگرسیون چندمتغیره می باشد. به همین منظور ابتدا با استفاده از روش هایپرکیوب محل 100 نقطه مشخص و طی یک عملیات صحرایی داده های عمق برف در نقاط مورد نظر و همچنین در 195 نقطه دیگر به صورت سیستماتیک و با نمونه بردار مدل فدرال برداشت گردید.. سپس یک مدل رقومی ارتفاع 10 متری به عنوان مبنا انتخاب گردید و از مدل رقومی ارتفاع مبنا تعداد 25 پارامتر مرفومتری استخراج و به عنوان ورودی شبکه ی عصبی ان تخاب و با استفاده از آنالیز حساسیت مهم ترین پارامترهای تأث یرگذار در مدل سازی ع مق برف مشخص شد. در مرحله ی بعد با استفاده از مدل رقومی ارتفاع مبنا 9 مدل رقومی ارتفاعی با اندازه ی پیکسل متفاوت استخراج گردید. سپس در ادامه پارامترهای مؤثر در عمق برف با استفاده از 10 مدل رقومی ارتفاع استخراج و بین آن ها و عمق برف نمونه برداری شده یک رابطه ی رگرسیونی ایجاد و عمق برف محاسبه گردید. جهت ارزیابی دقت مدل ها از پارامترهای RMSE، NMSE، MSE و MAE استفاده و در نهایت مدل رقومی ارتفاع 150 متر با مقادیر به ترتیب 75/24، 350/0، 975/612 و 97/18 بهترین مدل رقومی ارتفاع جهت مدل سازی عمق برف انتخاب گردید. این مسأله می تواند در کاهش هزینه ها و افزایش دقت برآورد عمق برف کمک بسیاری نماید.