عمق سنجی

تصاویر سنجش از دور ابزاری مناسب جهت برآورد عمق در مناطق ساحلی است. در این پژوهش، به منظور مطالعه مناطق کم عمق ساحلی، از تصاویر لندست-8 و داده های هیدروگرافی که با روش اکوساندر جمع آوری شده استفاده شده است. هدف از این پژوهش، عمق سنجی از نواحی جنوب شرقی ساحل دریای خزر از طریق آموزش شبکه عصبی است. تصحیح اتمسفری Dark Object Subtract (DOS) ، تصحیح رادیومتریکی (تبدیل درجات روشنایی به بازتاب)، تصحیح درخشندگی خورشید و در نهایت ماسک کردن مناطق آبی از مناطق خشکی، از جمله پیش پردازش های لازم است که بر روی باندهای آبی ساحلی، آبی، سبز و قرمز تصویر لندست-8 اعمال شده است. در این پژوهش برآورد عمق از طریق شبکه عصبی در دو حالت بررسی گردد. در حالت اول، هر یک از چهار باند به عنوان داده های ورودی و داده های عمق متناظر با هر یک از این پیکسل ها به عنوان هدف به شبکه عصبی معرفی گردید. و در حالت دوم، داده های عمق به روش میانگین فازی، به شش کلاس تقسیم بندی شدند و اطلاعات هر کلاس بصورت جداگانه به شبکه ارائه شد. در هر دو حالت مورد بررسی، سهم داده های آموزشی، داده های اعتبارسنجی و داده های آزمون از داده های ورودی به ترتیب 60 درصد، 10 درصد و 30 درصد می باشد. نتایج حاصل از شبکه عصبی نشان می دهد که دقت عمق برآورد شده در کلاسه های مختلف، متفاوت است و بیشترین دقت ( RMSE =0.11 و 0.90   R2 = ) و کمترین دقت ( RMSE =0.11 و 0.67   R2 = ) به ترتیب به محدوده عمق های 97/3- تا 1/3- و 48/4- تا 4- اختصاص دارد. در حالیکه عمق برآورد شده از داده های کل (کلاسه بندی نشده) معادل    R2 = 0.94 و  RMSE =0.16 متر بدست آمد. از این رو، با آموزش شبکه عصبی می توان به برآورد عمق از نواحی کم عمق ساحلی با دقت بالا پرداخت.  

عمق سنجی به منظور مدیریت و پایش جزایر، مناطق ساحلی و همچنین تهیه نقشه ها و اطلاعات دقیقی از این مناطق کم عمق، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این راستا، عمق سنجی با استفاده از تصاویر ماهواره ای به دلیل کارایی بالا و هزینه کم، چشم انداز گسترده ای را در مناطق کم عمق ساحلی فراهم کرده است. بنابراین در مطالعه حاضر، به مطالعه عمق سنجی تجربی جزیره بوموسی با هدف کسب اطلاعات بیشتر از پدیده ها و عوارض مناطق کم عمق آب با استفاده از تصاویر سنتیل 2 و سامانه تحت وب گوگل ارث انجین ( GEE ) پرداخته شد. همچنین پیش پردازش هایی جهت حذف اثرات بازتاب سطحی برای تخمین دقیق عمق سنجی در دو بازه زمانی جزر و مد و خارج از جزر در مقایسه با داده های طرح ICZM نیز صورت گرفت. همان طور که نتایج نشان داد، در جزیره بوموسی طبقه بندی نقاط عمق سنجی در زمان جزر و مد دارای ضرایب همبستگی و خطای 0/96= R2 و 1/11= RMSE و در خارج از زمان جزر و مد 0/74= R2 و 2/3= RMSE می باشد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که میزان دقت عمق سنجی به دلیل اثرات جزر و مد در این جزیره کاهش یافته است. این بدین معنا است که به دلیل وجود ستون آب کم عمق در مناطق جزر و مدی، نمی توان به درستی رابطه بین نسبت لگاریتم و عمق آب را ارزیابی کرد، زیرا همبستگی کافی در بین داده های مورد استفاده برای تعریف رابطه لگاریتم/عمق وجود ندارد که نتیجه آن کاهش ضریب هبستگی بین نسبت نوار سبز/آبی و عمق آب در ناحیه جزر و مدی (طی کالیبراسیون تکنیک عمق سنجی تجربی) است. علاوه براین، نتایج اعتبارسنجی نقاط عمق اندازه گیری شده و نقاط عمق برآورد شده، نشان داد که همبستگی بالایی بین این نقاط وجود دارد. این نتایج حاکی از دقت بالای تصاویر ماهواره ای سنتینل2 و مجموعه پیش پردازش های صورت گرفته در فرایند عمق سنجی تجربی در مناطق کم عمق ساحلی است. از این رو، این تکنیک به عنوان روشی کارآمد می تواند در فرایند عمق سنجی در سایر جزایر و مناطق کم عمق ساحلی هدف نیز مورد استفاده قرار گیرد.