تصحیح اتمسفری

یکی از موضوعات مهم در محاسبة شاخص های گیاهی کمیتی است که شاخص براساس آن محاسبه می شود. نوع کمیت انتخابی می تواند مقدار پیکسل، بازتابش و بازتابندگی باشد. بررسی تفاوت مقادیر شاخص های گیاهی محاسبه شده از این کمیت ها چه بسا راهگشای ساده ترکردن محاسبات مربوط به شاخص ها و نیز وضوح بخشیدن به نتایج حاصل از انتخاب هریک از کمیت ها شود. در تحقیقات گذشته، معمولاً یک شاخص گیاهی خاص بررسی شده است و اثر پوشش زمین در محاسبة مقدار آن شاخص براساس سه کمیت مقدار پیکسل، بازتابش و بازتابندگی در نظر گرفته نشده است. در تحقیق حاضر، شاخص های گیاهی تولیدشده از سه دادة یادشده مقایسه می شوند. برای این منظور، 10 شاخص PD43، GVI، RVI، SAVI، EVI، NDVI، DVI، NDWI، GRVI و VARI از روی تصویر LANDSAT 8تولید شد. این شاخص ها برای کل تصویر و همچنین برای پوشش های گوناگون آب، خاک، گیاه و منطقة شهری به طور جداگانه محاسبه شده اند. پس از محاسبة شاخص های گیاهی مورد نظر براساس سه کمیت تابشی، ضریب همبستگی خطی میان این مقادیر برای هر شاخص گیاهی محاسبه شد. مقایسه ها براساس پارامتر همبستگی انجام شده است که نتایج حاصل همبستگیِ بالا بین شاخص های هر سه کمیت تابشی را نشان می دهد. بیشترین ضریب همبستگی به دست آمده برابر با 1 است که در همة کلاس های پوششی برای بسیاری از شاخص ها تکرار شده است. کمترین میزان همبستگی برای کلاس منطقة مسکونی برابر با 0.8339 مربوط به شاخص PD43، برای کلاس گیاه برابر با 0.9489 مربوط به شاخص NDWI، برای کلاس آب برابر با 0.8696 مربوط به شاخص DVI، برای کلاس خاک برابر با 0.916 مربوط به شاخص GVI و برای کل تصویر برابر با 0.9257 مربوط به شاخص DVI است. با توجه به نتایج، در جایی که مقدار دقیق این شاخص ها مهم نباشد این شاخص ها را می توان با کنارگذاردن چند استثنای معدود، بدون نیاز به محاسبة مقدار شاخص براساس کمیته ای رادیانس و بازتابندگی فقط با استفاده از مقادیر پیکسل محاسبه کرد

اعمال تصحیحات اتمسفری به منظور کاهش اثرات مخرب اتمسفری بر کیفیت و صحت داده های ثبت شده، نیازمند دانش جامعی از شرایط، ویژگی ها و رفتار اتمسفر به هنگام گذر سنجنده در مختصات هدف است. امروزه تجهیزات، مدل ها و الگوریتم های بسیاری جهت مطالعه و بررسی مؤلفه های اتمسفری استفاده می شود. بدین منظور در این تحقیق به طراحی و ساخت سامانه بومی تابش سنج خورشیدی جهت محاسبه عمق اپتیکی هواویز ها اقدام گردید. به منظور شبیه سازی و بررسی اثرات ناشی از تغییرات هر مؤلفه اتمسفری از مدل MODTRAN در محیط PCModWin استفاده شد. در این سامانه الکترواپتیکی در دو طول موج 450 و 550 نانومتر، به دلیل محدوده جذبی هواویزها، در دو روز متفاوت ازنظر میزان آلاینده موجود در اتمسفر، داده های شدتی ثبت گردید. به منظور اطمینان از یکنواختی و خطی بودن پاسخ دهی سامانه الکترواپتیک طراحی شده در اندازه گیری تغییرات شدت نور خورشید، به کالیبراسیون رادیومتریک این سامانه اقدام گردید. با استفاده از مدل های اتمسفری، از داده های شدتی ثبت شده، عمق اپتیکی هواویز و میزان نمایانی افقی اتمسفر محاسبه شد. به منظور صحت سنجی و ارزیابی عملکرد سامانه طراحی شده، از داده های عمق اپتیکی به دست آمده از سنجنده MODIS(Aqua) و داده های نمایانی افقی ایستگاه هواشناسی فرودگاه مهرآباد تهران استفاده گردید. نتایج ارزیابی صحت، نشان داد که محاسبه عمق اپتیکی توسط سامانه طراحی شده و سنجنده MODIS(Aqua) هردو در ساعت گذر ماهواره عدد 0.5 را نشان می دهد. همچنین نتایج نشان دهنده همبستگی خوب نمایانی افقی محاسبه شده در این تحقیق با داده های به دست آمده از ایستگاه هواشناسی مرجع می باشد.