سامانه گوگل ارث انجین

استفاده از روش های مناسب و تصاویر ماهواره ای به روز در مطالعات مختلف، به ویژه مطالعات شهری می تواند در تولید نقشه های شهری تأثیر بسیاری داشته باشد. یکی از این داده های مهم، نقشه مربوط به حدود اراضی شهری است که با استفاده از روش های مختلف قابل استخراج است. هدف پژوهش حاضر استخراج اراضی شهری تعدادی از شهرهای ایران به کمک تصاویر ماهواره ای سنتینل 1 (SAR) و سنتینل 2 بر پایه سامانه گوگل ارث انجین (GEE) است؛ بدین منظور تصاویر راداری سنتینل 1 و اپتیکی سنتینل 2 به صورت سری زمانی از اول ژانویه 2017 تا اول ژانویه 2020 برای 20 شهر ایران انتخاب و وارد محیط گوگل ارث انجین شدند. سپس در محیط این سامانه، ابتدا میانگین و انحراف از معیار تصاویر سری زمانی راداری تهیه و با اعمال آستانه، اراضی بالقوه شهری استخراج شد. پوشش گیاهی حداکثر، پهنه های آبی و مناطق پرشیب و کوهستانی نیز به کمک تصاویر سنتینل 2 و مدل های رقومی ارتفاعی استخراج شدند. با اعمال آستانه نیز تصاویر ماسک ایجاد شدند. درنهایت با اعمال این تصاویر روی نقشه اراضی بالقوه شهری، نقشه اراضی هدف ایجاد و با اعمال فیلتر 3×3 برای حذف پیکسل های منفرد و اشتباه، نقشه نهایی اراضی شهری استخراج شد. به منظور بررسی صحت نقشه ها از ضریب کاپا، صحت کلی، صحت کاربر و صحت تولیدکننده استفاده شد. نتایج نشان می دهد، میانگین ضریب کاپا برای 20 شهر، 16/86 درصد است که بیشترین آن به شهر رشت و کمترین آن به کرمان مربوط است. همچنین شهرهای واقع در مناطق خشک و نیمه خشک، صحت کمتری دارند. همچنین مشخص شد سامانه GEE قادر است حجم زیادی از داده ها را در زمان بسیار اندک با دقت بالا پردازش کند.

در این پژوهش آلودگی هوای ایجاد شده توسط کارخانه ذوب مس خاتون آباد و تعیین شعاع تأثیر آن با استفاده از داده های سنتینل 5 پی (Sentinel-5P) در سامانه گوگل ارث انجین مورد بررسی قرار گرفته است. داده های مربوط به میانگین گازهای دی اکسید سولفور و دی اکسید نیتروژن با استفاده از سامانه گوگل ارث انجین در محدوده 50 کیلومتری از کارخانه و در بازه ی زمانی یک روزه، هفت روزه، چهارده روزه، یک ماهه، دوماهه، سه ماهه، شش ماهه، دوازده ماهه و سی ماهه از ماه دسامبر2020 برای ارزیابی غلظت آلودگی در روزهای سرد سال و در بازه های زمانی مشابه از ماه ژوئن 2021 به منظور ارزیابی غلظت آلودگی در روزهای گرم سال به دست آمد. تحلیل این داده ها برای تعیین بازه های زمانی مؤثر و میزان غلظت تجمعی آن ها با استفاده از روش آماری - مکانی تحلیل لکه داغ صورت گرفته است. نتایج حاصل از تحلیل لکه داغ تصاویر مربوط به گاز دی اکسید نیتروژن نشان می دهد که در بازه های زمانی دو هفته تا دو ماهه در ماه های سرد سال لکه داغ نشانگر وجود گاز دی اکسید نیتروژن در جو مستقر در بالای کارخانه است. اما در بازه های سه ماهه، شش ماهه، یک ساله و سی ماهه در ماه های سرد لکه داغ به سمت شمال غرب و در فاصله دورتر از کارخانه مشاهده می شود. همچنین تصاویر مربوط به ماه ژوئن در اطراف کارخانه مورد مطالعه روند مشابهی را نمایان می سازد. نتایج حاصل از تحلیل لکه داغ تصاویر مربوط به گاز دی اکسید سولفور نشانگر مقدار زیاد غلظت این گاز در اطراف کارخانه است و تصاویر با بازه های زمانی یک ماهه و طولانی تر قادر به ارائه اطلاعات دقیق تر و منطقی تر در مورد میزان غلظت گاز دی اکسید سولفور هستند. باتوجه به نتایج به دست آمده فعالیت این کارخانه می تواند دلیلی بر افزایش میزان غلظت گاز دی اکسید سولفور باشد که شعاع حدود 4 تا 6 کیلومتری و مساحت حدود 10700 هکتار در اطراف کارخانه را تحت تأثیر قرار داده است. نتایج این تحقیق می تواند کارشناسان محیط زیست و محققین را در استفاده و تفسیر بهتر از داده های ماهواره سنتینل 5 پی در ارزیابی آلودگی هوا در مناطق صنعتی در بازه های زمانی متفاوت با درک بهتری از میزان پراکنش هر گاز در فصول گرم و سرد سال و در هر بازه زمانی یاری رساند.