مدل های رقومی ارتفاع

این تحقیق به ارزیابی کیفیت و دقت DEMهای نوع ASTER و الگوریتم های رایانه ای نرم افزار ArcGIS در تحلیل های مورفومتری رودخانه ای می پردازد. برای آزمون DEM و همچنین الگوریتم های مذکور، ابتدا نقشه شبکه زه کشی منطقه مورد مطالعه از طریق عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای استخراج و به عنوان نقشه پایه یا زمین واقعی مورد استفاده قرار گرفت. سپس به کمک ابزار هیدرولوژی در نرم افزار ArcGIS، شبکه زه کشی رسترسی منطقه در دامنه های سلولی 500 تا 25 سلول برای کل حوضه آبریز و سپس واحدهای ژئومورفولوژی مختلف استخراج و خصوصیات هیدروگرافی حوضه بر مبنای نقشه های به دست آمده مقایسه شدند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که همDEM ها و هم الگوریتم های رایانه ای در تحلیل های هیدرولوژی دارای نقایص اساسی اند. بدین معنا که نتایج مربوط به مورفومتری آبراهه ها گر چه در تحلیل های رسترسی برای کل حوضه آبریز تشابه نسبتا خوبی را با لایه مستخرج از عکس ها و تصاویر ماهواره ای ارایه می نماید، اما در تحلیل های برداری که لازمه برخی تحلیل های مورفومتری است، نتایج به دست آمده با خطاهای بسیار بزرگی روبرو می شود. الگوریتم های رایانه ای استخراج آبراهه ازDEM ها در مناطق کم شیب برای تجزیه و تحلیل های طول رود ناتوان و در مناطق پرشیب با خطاهایی همراه است. بهترین آستانه سلولی در استخراج شبکه زه کشی برای DEMهای 30 متری در مناطق کوهستانی 25، در مناطق دشت سر ناهموار 50 تا 100، در دشت سر هموار و مخروط افکنه ها 100 تا 250 و در دشت تراکمی 500 سلول به دست آمده است.

امروزه اعتبار سنجی نتایج حاصل از تحلیل های مکانی GIS، تبدیل به یک چالش بزرگ در دنیای GIS شده است. تحلیل عدم قطعیت در زمینه های مختلف توجه به کیفیت داده و موضوعات مرتبط با آن از قبیل خطا، مدل های عدم قطعیت، انتشار خطا، حذف خطا و عدم قطعیت در داده ها، بیش از هر زمان دیگر احساس می شود. مدل های ارتفاع رقومی از مهمترین داده های جغرافیایی می باشند که مبنای تحلیل های مکانی مختلفی را تشکیل می دهند. این پژوهش با هدف بررسی میزان خطا و عدم قطعیت، داده های ارتفاعی حاصل از ماهواره های SRTM و ASTER را مد نظر قرار داده است.در این راستا، ابتدا با استفاده از شاخص های آماری ME، STD و RMSE مقدار خطای داده های مدل های ارتفاع رقومی شناسایی محاسبه شد. در ادامه عدم قطعیت خطای داده ها با روش مونت کارلو شبیه سازی و الگوی انتشار خطا با روش درونیابی نتایج استخراج شد. نتایج  این مرحله نشان می دهد که مدل رقومی استخراج شده از روج استریویی ASTER با وجود داشتن تفکیک مکانی بهتر، مقادیر بالاتری از خطا را شامل می شود و عملاً فاقد جزییات مدل رقومی ارتفاع معادل 30متر است. سپس با حذف الگوی انتشار خطا از مدل های رقومی، DEM ثانویه تولید گردید. با محاسبه مجدد شاخص های توصیف کننده خطا و مقایسه این مقادیر با مقادیر اولیه، نتایج حاکی از آن است که هر دو مدل ارتفاع رقومی بعد از حذف الگوی انتشار خطا دقت بالاتری را از خود نشان می دهند.از شاخص TPI جهت تعیین موقعیت توپوگرافی حوضه استفاده شد و حوضه به 6 طبقه تقسیم و میزان خطا در هر یک از طبقات قبل و بعد از شبیه سازی محاسبه گردید. نتایج حاکی از کاهش میزان خطا در تمامی طبقات قبل و بعد از شبیه سازی در هر دو مدل ارتفاع رقومی است.  نتایج حاصل از این تحقیق در خصوص مدلسازی عدم قطعیت داده های مدل های رقومی ارتفاع به عنوان یکی از داده های پایه در مطالعات علوم زمین بسیار کاربردی بوده  و می تواند راهگشای مطالعات آتی برای کاهش عدم قطعیت و افزایش صحت نتایج  تحقیقات آتی باشد.