SRTM

در این بررسی با بهره گیری از SRTM مورفوتکتونیک ناحیه دهشیر تفسیر و تبیین شده است. جهت دستیابی به این امر، تجزیه و تحلیل شبکه زهکشی رقومی، ژئومورفومتری رقومی، پردازشِ تصویر رادار، استخراجِ خطواره ها و تجزیه و تحلیل آنها، تجزیه و تحلیل فضایی و آماری داده ها صورت پذیرفته است. مدل برجسته سایه دار، نیمرخ ها، مدل سه بعدی، همچنین مدل ها و اشکال توپوگرافی، از جمله مدل های رقومی خاصی می باشند که با بکارگیری الگوریتم های خاص از SRTM استخراج و مورد استفاده قرار گرفته اند. داده های ساختمانی از منابع دیگر مانند؛ نقشه های زمین شناسی و توپوگرافی، تصاویر ماهواره ای و مشاهدات میدانی همراه با تکنیک GIS مکملِ روش ها و تکنیک های فوق بوده اند. نتایج این بررسی نشان می دهند که؛ روش های تجزیه و تحلیل عوارض بصورت رقومی بر روی SRTM که روش پیشنهادی و کاربردی در این مطالعه می باشند، توانسته اند، با استخراجِ اشکال و مدل های توپوگرافی، شیب و الگوی جهات دامنه (نمودار گلبرگی آنها، ارتفاع و طبقات ارتفاعی (نحوه پراکنش آنها)، الگوی شبکه زهکشی و تجزیه و تحلیل ارتباط بین آنها و همچنین انجامِ محاسبات آماری یک متغیره، چند متغیره، سطح واریوگرامِ و سمی واریوگرام ساختارِ مورفوتکتونیکی پیرامون گسل دهشیر را شناسایی و شواهد مورفوتکتونیک موجود در لندفرم های آن را از دیدگاه تکتونیکی تفسیر نماید. براساس شواهد نوزمین ساخت استخراج شده از SRTM ناحیه پیرامون گسل دهشیر، از قبیل؛ پرتگاه و اثر گسل، شبکه زهکشی منحرف و جابجاشده، الگوی مئاندری شبکه آب، سطوح فرسایشی ارتفاع یافته و فرسایش قهقرایی شبکه زهکشی، بدلیل موقعیت استقرار آنها (در لندفرم های کواترنری)همگی از جمله شواهد نوزمین ساخت گسل دهشیرند که دلالت بر فعالیت این گسل در طی کواترنری می باشند.

هدف اصلی این پژوهش بررسی دقت و صحت ویرایش اول و دوم مدل های رقومی ارتفاعی استخراجی از ماهواره آستر (GDME1, 2009; GDEM2, 2011) با دقت تفکیک مکانی 30 متر و مقایسه آن با مدل رقومی SRTM (تفکیک مکانی 90 متر) و مدل رقومی تهیه شده به وسیله سازمان نقشه برداری کشور (تفکیک مکانی 10 متر) است. به این منظور سه نوار مطالعاتی که دربرگیرنده نواحی ای از کشور با خصوصیات ژئومورفولوژی مختلف اند انتخاب شدند و مدل های مذکور در این سه نوار مورد بررسی قرار گرفتند. پس از حذف محدوده دریاچه ها، هر سه لایه به روش موسوم به کوبیک به مدل های رقومی با دقت مکانی یک آرک ثانیه تبدیل شده اند. همچنین لایه های تفاضلی بین مدل های رقومی مختلف محاسبه گردید و توزیع خطا در گستره محدوده های مطالعاتی در مدل های مختلف به صورت دو به دو بررسی شد. با استفاده از دیاگرام پراکندگی بین مدل های رقومی مختلف و بررسی ابر پراکنش آنها، به مطالعه نوع و میزان خطاهای مختلف پرداخته شد. برای مقایسه بصری بهتر، مدل سایه روشن ارتفاعی سه بعدی و نیمرخ های توپوگرافی در امتداد خطاهای شناسایی شده برای هر سه مدل رقومی ترسیم گردید. نتایج این تحقیق نشان داده است که مدل 1GDEM دارای خطاهای عمده ای در مقایسه با مدل SRTM است که بیشتر از ماهیت و نحوه تهیه این مدل ناشی می شود. نتایج حاکی از انواع ناهنجاری ها همچون خطای پله ای، ناهنجاری های حفره ای، برامدگی و برآمدگی های حفره دار است که در مرز بین زون های دو استاک مختلف ایجاد شده اند. دامنه خطای این ناهنجاری ها از چند ده متر تا بیش از 300 متر مشاهده می شود. نتایج این پژوهش در عین حال نشان داد که میانگین خطای مدل 1GDEM در حدود 8/4 متر با انحراف استاندارد 8/13 متر، و در سطح اطمینان 95 درصد دامنه تغییرات آن بین 9/31 و 3/22- متر است. بررسی مدل رقومی 2GDEM نشان از بهبود جدّی کیفیت این مدل در قیاس با ویرایش قبلی دارد. در مدل 2GDEM بسیاری از خطاهای ویرایش نخست حذف شده و میانگین خطای آن کمتر از 3 متر با انحراف استاندارد 1/9 متر است که در سطح اطمینان 95 درصد دامنه تغییرات آن بین 8/14 و 8/20- متر خواهد بود. بررسی مدل رقومی SRTM نشان داده است که میانگین خطای آن کمتر از 2 متر با انحراف استاندارد 7/8 متر، و در سطح اطمینان 95 درصد دامنه تغییرات میانگین بین 1/19 و 1/15- متر است. نتایج نشان می دهد مدل 1GDEM به رغم آنکه با تفکیک مکانی 30 متر منتشر شده است، عملاً فاقد جزئیات مدل رقومی ارتفاعی 30 متری است و کاربرد آن محدودیت های عمده ای دارد. همچنین مدل 2GDEM با توجه به رفع بسیاری از مشکلات ویرایش نخست دقت مناسبی در مقایسه با SRTM و NIDEM دارد و صرف نظر از خطاهای با دامنه کوتاه (نویز) این مدل در صورت اطمینان از نبود خطاهای محلی می تواند به عنوان مدل رقومی ارتفاعی سی متری به کار رود.

مدل های رقومی ارتفاعی پژوهشگران را قادر می سازند تا تحقیقات جغرافیایی در مقیاس جهانی و منطقه ای از قبیل تغییرات جهانی، مخاطرات محیطی، پایش محیط و ... را انجام دهند. بنابراین مدل های رقومی ارتفاعی نقشی کلیدی در تحقیقات علمی ایفا می کنند. SRTM و ASTER GDEM دو مجموعه از داده های ارتفاعی هستند که بصورت پوشش جهانی(تقریباً 80 درصد سطح کره زمین) در دسترس می باشند. بنابراین لازم است قبل از استفاده از آنها، صحت ارتفاعی هر کدام مورد ارزیابی قرار گرفته و داده مناسب با توجه به هدف تحقیق انتخاب گردد. مدل رقومی ارتفاعی حاصل از تصاویر ASTER دارای قدرت تفکیک مکانی 30 متری می باشد. بنابراین به نظر می رسد داده های ارتفاعی دقیق تری از SRTM که دارای قدرت تفکیک مکانی 90 متر می باشد، ارائه دهد. مطالعات مختلفی جهت مقایسه صحت ارتفاعی هر کدام از این دو مدل رقومی ارتفاعی در کشورهای مختلف انجام گرفته است که نتایج آن بیانگر مزایا و محدودیت های هر کدام نسبت به دیگری می باشد. در این تحقیق صحت ارتفاعی این دو مدل در سه منطقه از ایران شامل آذربایجان شرقی، سیستان و بلوچستان و بوشهر که دارای ویژگی های توپوگرافی متفاوت می باشند، با استفاده از نقاط کنترل ارتفاعی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که RMSE بعنوان شاخص خطا برای مناطق مورد مطالعه در آذربایجان شرقی، سیستان و بلوچستان و بوشهر در مدل SRTM به ترتیب 6/1، 7/4 و 2/9 و در ASTER GDEM به ترتیب 8/7، 8/3 و 7/2 متر می باشد. بنابراین صحت ارتفاعی SRTM در هر سه منطقه از ASTER GDEM بالاتر می باشد. در این تحقیق رابطه بین خطای ارتفاعی و خصوصیات زمین از جمله شیب و جهت شیب نیز مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن ارائه گردیده است. یافته های نهایی تحقیق حاکی از صحت ارتفاعی بالای SRTM در مقایسه با ASTER GDEM در ایران می باشد. بنابراین جهت کاربردهای متعدد، SRTM گزینه مناسب تری می باشد.

مدل های رقومی ارتفاعی برای بسیاری از اهداف، مهم بوده و در بسیاری از کاربردها و مطالعات جزء الزامات اولیه می باشند. هدف این مقاله بررسی میزان دقت و صحت مدل های رقومی ارتفاعی حاصل از تصاویر ماهواره ASTER و داده های SRTM با ابعاد پیکسل 30 و 90 متر و همچنین مدل رقومی ارتفاعی به دست آمده از نقشه های توپوگرافی 1:25000 با مشاهدات دقیق زمینی ( DGPS ) در لندفرم های مختلف شامل دشت، تپه ماهور و کوهستان می باشد. میزان انطباق این داده ها با استفاده از تحلیل همبستگی پیرسون آزمون شد. دقت و صحت مدل های رقومی ارتفاعی مختلف مورد بررسی با استفاده از RMSE ، خطای میانگین و انحراف استاندارد بررسی شد. براساس نتایج ضریب تعیین رابطه داده های زمینی با مدل های رقومی ارتفاعی بین 97 تا 99 بود. بیشترین انطباق مربوط به مدل رقومی مستخرج از داده های توپوگرافی 1:25000 و مدل رقومی ASTER30 متر و کمترین انطباق مربوط به داده های SRTM90 متر بود. در مجموع با دشوارتر شدن شرایط عرصه یعنی از دشت به کوهستان، انطباق مدل های رقومی ارتفاعی با داده های زمینی برداشت شده کاهش می یافت. نتایج بررسی صحت و دقت مدل های رقومی نشان داد که کمترین خطا در وهله اول مربوط به مدل رقومی ارتفاعی استخراج شده از خطوط میزان نقشه 1:25000 (6/27=RMSE ) و پس از آن مدل رقومی ارتفاعی ASTER30 متر (7/43=RMSE ) است. همواره اندازه پیکسل 30 متر نتایج بهتری نسبت به پیکسل 90 متر داشته است. بر اساس معیار خطای میانگین، کمترین اریبی مربوط به ASTER30 متر (2 متر اریبی) و پس از آن مربوط به مدل رقومی 1:25000 (17/2) است. بیشترین اریبی مربوط به مدل های 30 و 90 متری استخراج شده از داده های SRTM بود. نتایج خطای انحراف استاندارد منطبق بر نتایج RMSE بود که تأیید کننده بهتر بودن مدل های رقومی ارتفاعی مستخرج از داده های توپوگرافی 1:25000 و ASTER30  متر بود.

در حال حاضر بالاترین قدرت تفکیک مکانی مدل های ژئوپتانسیلی جهانی حدود 5 دقیقه می باشد، در حالی که مدل های توپوگرافی با قدرت تفکیک مکانی حدود 3 ثانیه و بالاتر در دسترس است. یکی از روش هایی که برای افزایش دقت مدل های ژئوپتانسیلی جهانی در تولید تابعک های مختلف میدان ثقل مورد استفاده قرار می گیرد، تلفیق این مدل ها با مدل های توپوگرافی با قدرت تفکیک مکانی بالاتر از مدل ژئوپتانسیلی است. در این مقاله هدف ارزیابی مؤلفه های زاویه انحراف قائم حاصل از تلفیق مدل ژئوپتانسیلی جهانی و مدل توپوگرافی با قدرت تفکیک مکانی بالا در ایران می باشد. تحقیق حاضر، از مدل EGM2008 با قدرت تقکیک مکانی حدود 5 دقیقه به عنوان مدل ژئوپتانسیلی جهانی، از مدل SRTM با قدرت تفکیک مکانی 3 ثانیه به عنوان مدل توپوگرافی و از مدل DTM2006 برحسب هارمونیک های کروی تا درجه 2190 به عنوان سطح هموار مرجع برای تولید مدل توپوگرافی باقیمانده (RTM) استفاده نموده است. روش تحقیق به این صورت است که ابتدا با استفاده از مدل جهانی، مؤلفه های زاویه انحراف قائم در 10 ایستگاه لاپلاس ایران محاسبه شده و سپس با استفاده از مدل توپوگرافی باقیمانده تصحیحی برای این مؤلفه ها بدست می آید. در پایان مؤلفه های زاویه انحراف قائم محاسبه شده توسط مدل جهانی به تنهایی و تلفیق مدل جهانی و مدل توپوگرافی باقیمانده با مؤلفه های زاویه انحراف قائم حاصل از مشاهدات نجومی و ژئودتیکی در 10 ایستگاه لاپلاس مقایسه می شوند. نتایج این مقایسه ها حاکی از آن است که تلفیق مدل جهانی EGM2008 و RTM باعث بهبود حدود 15% در مؤلفه شمالی-جنوبی(