سطوح نفوذناپذیر شهری

تفکیک سطوح نفوذناپذیر در مناطق شهری و بررسی روند تغییرات آن، اهمیت بسیاری دارد؛ زیرا امروزه این مقوله شاخصی از گسترش شهر به شمار می آید. سطوح نفوذناپذیر در مناطق شهری، شامل مناطق مسکونی، مناطق تجاری و صنعتی، پارکینگ ها و سطح معابر و شبکه خیابان هاست. انواع سطوح نفوذناپذیر و تنوع بسیار آن ها از نظر شکل، اندازه و مواد تشکیل دهنده سبب پیچیدگی تفکیک این سطوح در مناطق شهری می شود. در این پژوهش از تصویر سار تمام پولاریمتریک سنجنده آلوس/ پالسار برای تشخیص سطوح نفوذناپذیر در سطح شهر تهران استفاده شده است. کارایی شاخص های راداری مختلف و ترکیب دوگانه باندهای پولاریمتریک در تفکیک سطوح نفوذناپذیر از سایر کلاس های متفاوت پوشش زمین، ارزیابی شده است. برای شناسایی کلاس های پوشش زمین از الگوریتم طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. براساس نتایج پژوهش، استفاده از شاخص های راداری همراه با تمام باندهای پولاریمتریک، سبب استخراج انواع سطوح نفوذناپذیر با صحت 95 درصد می شود. همچنین در صورت استفاده از دو باند پولاریمتریک با قطب عمودی اش به همراه شاخص های راداری، صحت طبقه بندی 90 درصد است. براساس یافته های این پژوهش، تصاویر سار جایگزین مناسبی برای تصاویر نوری در تفکیک سطوح نفوذناپذیر شهری هستند. همچنین در صورت دسترسی نداشتن به تصاویر تمام پولاریمتریک، استفاده از دو باند پولاریمتریک به همراه شاخص های راداری، برای استخراج سطوح نفوذناپذیر در مناطق پیچیده شهری مناسب است.

باتوجه به تأثیر قابل توجه گسترش سطوح نفوذناپذیر بر اکوسیستم شهری، تهیه اطلاعات دقیق و به روز این سطوح عامل مهمی در برنامه ریزی و مدیریت پایدار شهری محسوب می شود. داده های سنجش ازدور و به ویژه تصاویر هوابرد  پتانسیل بالایی در ارائه اطلاعات مذکور داشته و در سال های گذشته با موفقیت بالایی، در این راستا مورداستفاده قرار گرفته اند. علیرغم کاربرد وسیع این داده ها در تهیه اطلاعات سطوح نفوذناپذیر شهری، قابلیت اطمینان و صحت خروجی این فرایند همچنان به بررسی بیشتر نیاز دارد؛  صحت نهایی نقشه های تولید شده از عوامل متعددی تاثیر می پذیرد که در این تحقیق با بکارگیری الگوی طبقه بندی دقیق و جزئی و استفاده از داده های پهپاد و ماهواره سنتینل، تأثیر پارامترهای داده، ساختار شهری و پوشش گیاهی بر صحت نقشه های خروجی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که هر سه عامل می توانند باعث ایجاد عدم اطمینان قابل توجهی در نقشه های خروجی گردند. پوشش گیاهی به عنوان یکی از مهمترین موانع ثبت عکس العمل واقعی عوارض توسط سنجنده ها، می تواند تا 10 درصد کاهش در مساحت سطوح نفوذناپذیر برآورد شده نسبت به مساحت واقعی را سبب شود که این مقدار تحت تاثیر تراکم پوشش گیاهی می باشد. همچنین تغییر ساختار شهری در مناطق مختلف و تغییر داده مورداستفاده نیز می تواند باعث تغییر 20 درصدی در شاخص صحت کلی گردد. نتایج این تحقیق می تواند در ارائه بینش صحیح نسبت به قابلیت اطمینان نقشه سطوح نفوذناپذیر و توسعه روشهای بهبود آن مورداستفاده قرار گیرد.