ASAR

شرایط اقلیمی و جوی گرم و مرطوب در مناطق زیر کشت برنج در جنوب شرق آسیا منجر به عدم تطابق زمانی در مراحل کاشت، داشت و برداشت در مناطق مختلف از یک ناحیه زراعی و حتی در مزارع مجاور گردیده است. علاوه بر تفاوت های ناشی از دوره های زمانی کشت، که ضرورت استفاده از داده های ماهواره ای چندزمانه را دوچندان کرده است، مناطق زیر کشت برنج در جنوب شرق آسیا غالباً مناطقی ابری هستند که ضرورت استفاده از فناوری تصویربرداری ماهواره ای فعال، نظیر رادار (RADAR) و سار (SAR)، را در این مناطق کاملاً آشکار می سازند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی قابلیت داده های ماهواره ای چندزمانه ENVISAT-ASAR به منظور پایش و تفکیک مکانی و زمانی مزارع برنج است. دره پالولو، سولاوزی مرکزی، در اندونزی به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب گردیده است. تصاویر مورد بررسی در مُد چند ـ پلاریمتریک به وسیله ماهواره ENVISAT در یک بازه زمانی از چهارم فوریه تا بیست وهشتم ژوئیه سال 2004 میلادی گرفته شده اند. داده های مورد بررسی شامل دو مجموعه داده ایِ اولیه و پنج مجموعه داده ای ثانویه (داده های حاصل از عملیات جبری بر روی داده های اولیه) است. داده های اولیه یا خام شامل اینهاست: 1) Co-Polarized HH، VV و 2) Cross-Polarized HV، VH و داده های مشتقی یا ثانویه شامل: 1) میانگین بافت داده های Co-Polarized ، 2) میانگین بافت داده های Cross-Polarized، 3) تفریق زمانی داده ها، 4) تفریق Polarization و 5) تفریق Polarization نرمال شده. در پژوهش حاضر، رابطه مشاهده شده بین تغییرات ناشی از رشد گیاه و میزان بازخوردی ثبت شده سنجنده به عنوان اطلاعاتی مفید برای تفکیک مزارع برنج با استفاده از تصاویر چندزمانه مورد بهره برداری قرار گرفته اند. به منظور بررسی دقت نتایج به دست آمده، تصاویر ماهواره ای Quickbird چندطیفی با قدرت تفکیک فضایی بالا (4/2 متر) که تقریباً همزمان با داده های ENVISAT-ASAR برداشت گردیده است، در کنار اطلاعات حاصل از کار میدانی، مورد استفاده قرار گرفت. بررسی نتایج به دست آمده از تفکیک مکانی مزارع برنج حاکی از بالاترین میزان دقت کلی (88 درصد) برای مجموعه داده اولیه Co-Polarized بوده در حالی که مجموعه داده ثانویه Co-Polarized نرمال شده کمترین میزان دقت کلی (80 درصد) را ارائه کرده است.

علی رغم مزایای استفاده از داده هایSAR نسبت به سایر داده های دورسنجی، می توان از اتمسفر و علی الخصوص بخار آب ستونی جو به عنوان اصلی ترین عامل محدود کننده در دقت محاسبات تداخل سنجی راداری نام برد. بخار آب می تواند با اثر بر روی فاز امواج راداری دقت محاسبات را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. در این پژوهش با استفاده از داده های همزمان بخار آب سنجنده MERIS و داده های راداری سنجنده ASAR، رابطه بین تغییرات مقدار ستونی بخار آب موجود در جو و خطای ناشی از آن در محاسبات جابجایی سطح زمین در 16 ایستگاه مختلف در ایران مورد بررسی قرار گرفت. با مشاهده وضعیت تغییرات بخار آب اتمسفری و مقایسه مقادیر جابجایی ثبت شده توسط GPS و روش DInSAR مشخص گردید که اولاً در روش تفاضل تداخل سنجی دو گذره افزایش مجموع میزان بخار آب در زمانهایاصلی و فرعی در یکتداخل نگار به 4 گرم بر سانتیمتر مربع می تواند خطایی تا 6 سانتی متر در برآورد میزان جابجایی عمودی سطح زمین ایجاد کند. ثانیاً مشخص گردید که با افزایش میزان بخار آب، خطای ناشی از آن بر روی محاسبات تداخل سنجی جابجایی به صورت یک تابع تواندار افزایش پیدا می کند. در انتها جهت تصحیح مقادیر جابجایی بدست آمده از سنجنده ASAR در حالت بدون تصحیح اتمسفری در سایر مطالعات، رابطه ای ارائه گردید.

تهران، در برابر پدیده ای همچون استخراج بی رویه از منابع آب زیرزمینی، با مسئلة فرونشست بالای زمین روبه روست. استخراج آب های زیرزمینی در دشت تهران، بر اثر فعالیت های کشاورزی و یا صنعتی، موجب شده است تهران همواره در معرض خطر فرونشست و خسارات آن قرار بگیرد. در پایش فرونشست مناطقی که دچار تغییرات ظاهری سریع شده اند و تصاویر دردسترس نیز دارای همبستگی زمانی و مکانی مناسب نیستند، روش تداخل سنجی معمول روش مناسبی نخواهد بود. ازاین رو، در این مطالعه، از تکنیک تداخل سنجی مبتنی بر پراکنشگرهای دائمی برای آنالیز تداخل سنجی استفاده شده است. ازآنجاکه عوامل فرونشست در منطقة شهری تهران نیز به چشم می خورد، در این مقاله، به پایش تغییرات در بخش جنوبی شهر تهران، با هدف محاسبة میانگین نرخ تغییرات سالیانة فرونشست، در مجموعة زمانی بلندمدتی، با استفاده از مجموعه داده های سنجنده های Sentinel-1A (S-1A)، برای اولین بار، و ENVISAT-ASAR پرداخته شده است. پیکسل های پراکنشگر دائم در فواصل زمانی و مکانی بلند همدوس باقی می مانند و از عدم همبستگی تصاویر راداری کمتر تأثیر می پذیرند. با وجود این، توزیع زمانی نامناسب داده ها در این تکنیک نیز، به منزلة عامل محدودیت، پارامتر ابهام را به فاز وارد می کند. از این بابت، استفاده از داده های S-1A، با فاصلة زمانی کوتاه دریافت تصویر، دستیابی به توزیع مناسب داده ها در زمان را برای حل ابهام فاز فراهم می آورد. نتایج بیانگر فرونشست چشمگیری، در بخش جنوبی منطقة مورد مطالعه، برای همة آنالیزهای سری زمانی است و این نشان می دهد که فرونشست دشت تهران به مناطق شهری اطراف آن نیز رسیده است. درنهایت، اعتبارسنجی صحت نتایج، با تحلیل داده های مسیرهای متفاوت و نیز داده های میدانی ترازیابی و GPS، به انجام رسید.

تغییرات ارتفاعی رخداده در سطح زمین که غالباً به صورت فرونشست و گاهی بالاآمدگی ظاهر می شود، به عنوان یک مخاطره خاموش ولی جدی در محدوده شهر ها به حساب می آید، که می تواند به مرورزمان صدمات جدی به تأسیسات شهری وارد سازد. به دلیل تغییرات رخداده در سطح آب های زیرزمینی شهر کرمان، پدیده فرونشست و بالاآمدگی با شدت زیادی در این محدوده وجود دارد که می تواند خسارات جبران ناپذیری به شهر وارد نماید و هدف تحقیق پایش این تغییرات است. در این تحقیق سعی شده است که با استفاده از تکنیک تداخل سنجی تصاویر راداری میزان تغییرات ارتفاعی رخداده در محدوده شهر کرمان بررسی و نحوه تغییرات مکانی آن در طول 14 سال اخیر مورد پایش قرار گیرد. در این راستا از 6 تصویر از سنجنده ASAR و 2 تصویر از سنجنده SENTINEL1 مربوط به چهار دوره زمانی، استفاده شد و با انجام تکنیک تداخل سنجی، چهار تداخل نگاشت از محدوده مورد مطالعه تهیه گردید. با مطالعه تداخل نگاشت ها، نرخ و دامنه فرونشست و بالاآمدگی استخراج گردید. بر این اساس حداکثر نرخ فرونشست و بالاآمدگی در چهار دوره زمانی مربوط به سال های 1386 - 1383، 1389- 1386، 1391-1389و 1396-1393، به ترتیب 3/7، 6/7، 9 و 6/10 سانتیمتر در سال فرونشست و 6، 6/6، 5 و 6/4 سانتیمتر در سال بالاآمدگی بوده است. استخراج عرصه در معرض مخاطره نشان داد از مجموع مساحت محدوده در حدود 43 درصد در پهنه های پرخطر تا نسبتاً پرخطر قرار دارد. شواهد میدانی نشان می دهد که علاوه بر محدوده های فرونشستی، در مناطق با نرخ تورم و بالاآمدگی زیاد نیز آثار و شواهد خسارات به ساختمان ها به وضوح دیده می شود. نقشه های جابجایی ایجاد شده نشان می دهد که سطح زمین در شهر کرمان از سال 1383 تاکنون دچار یک روند فرونشست فزاینده ای شده است به طوری که علاوه بر افزایش نرخ فرونشست، محدوده های بیشتری از شهر درگیر آن شده است.