دانلود پایان نامه درمورد سنجش ازدور، ماهواره لندست، سنجش از دور

دانلود پایان نامه ارشد

بروز)
۳- پوشش منطقهاي گسترده
۴- قدرت تفكيك راديومتريك و مكاني مناسب
۵- رقومي بودن ذاتي دادهها كه منجر به سهولت تغيير و تركيب آنها با منابع ديگر دادههاي رقومي ميشود.
۶- ارزان و مقرون به صرفه بودن دادههاي ماهواره اي نسبت به دادههاي تهيه شده با روشهاي ديگر تهيه اطلاعات مكاني.
۷- تشكيل آرشيو بزرگي از تصاوير ماهوارهاي ثبت شده در مقاطع زماني مختلف، مناسب براي مطالعات زماني و تهيه نقشه تغييرات[48].

2-3-منابع داده هاي سنجش از دور
مشخصات ماهوارۀ Landsat 7 و تصاوير سنجنده ETM+
ماهوارهي Landsat 7 در15 آوريل سال 1999 توسط موشک دلتاي 11 سازمان ملي فضايي وهوانوردي آمريکا (ناسا2) به فضاپرتاب شد. اين ماهواره مجهز به سنجندهاي به نام نقشه بردار موضوعي بهبود يافته يا 3ETM+ است. ماموريت اصلي اين ماهواره، همانند ماهوارههاي قبلي خانوادهي Landsat اخذ دادههاي مورد نياز ازسطح زمين براي پايش منابع طبيعي و امورسنجش ازدور بوده است. اين ماهواره در مدار قطبي وخورشيدآهنگ4 در ارتفاع 705 کيلومتر از سطح زمين قراردارد و در يک دوره 16روزه، پوشش کامل از دادههاي تصويري از کرهي زمين توسط تنها سنجنده ي خود با نام Enhanced Thematic Mapper برداشت مينمايد.
سنجندهي ETM+ از نوع اسکنرهاي خطي Wiskbroomبوده و قادر است در هرگذر برفراز زمين، نواري با عرض 185 کيلومتر را برداشت نمايد. ماهواره لندست طيف مختلفي از الکترومغناطيس را دريافت ميکند که اين شامل تصاوير با تفکيک مکاني و زماني متفاوت است. اين سنسورها عمدتاً در دو حالت است حالت اول مربوط به باند هاي چند طيفي است و حالت دوم مربوط به باند پانکروماتيک ميشود. که اين سنجنده را قادرميسازد بطور همزمان يک باند تصويري پانکروماتيک5و هفت باند چند طيفي را برداشت نمايد. تصاوير هريک از باندها به صورت 8 بيتي و قدرت تفکيک زميني آنها از 15 تا 60 متر متفاوت است.در مقايسه با ساير سنجندههاي پيشين ماهواره لندست قدرت تفکيک مکاني باند حرارتي از 120 به 60 متر بهبود يافته است. باند پانکروماتيک(يا باند سياه و سفيد) با محدوده طيفي 9/0-52/0 ميکرومتر و قدرت تفکيک مکاني 15*15 متر اضافه شده است،که دريافت اطلاعات طيفي درتفكيك زميني آن نيز به طور همزمان با ساير باندها برداشت مي¬شود. اين قابليت سنجنده با اتكا به روشهاي جديد پردازش تصوير مانند ادغام دادهها ميتواند امكانات بيشتري در راستاي رسيدن به هدف ياد شده فراهم آورد. باند پانکروماتيک يک باند مفيد است که با استفاده از الگوريتمهاي خاص با ديگر باندها ترکيب شده و يک تصوير جديد را تشکيل ميدهد.
از ديگر اولويت هاي اين سنجنده نسبت به سنجندههاي پيشين، وجود تنظيم کننده6اي است که تنظيم وتبديل انرژي راديومتري دادههاي سنجنده را بهبود ميبخشند. طراحي باندهاي چندطيفي به نحوي انجام شده که پاسخگوي بيشترين نياز کاربران سنجش ازدور باشد .[22،34،73].
مشخصات کليه باندها و موارد کاربرد هر باند تصاوير سنجنده ETM+ در جدول(2-1) و شکل (2-1) به اختصار شرح داده شد.
جدول 2-1- مشخصات و ويژگي هاي باندهاي طيفي سنجنده ETM+ [15]
باند
طول موج (ميکرومتر )
قدرت تفکيک زميني
ويژگيها
باند 1 (B)
515/0-45/0
30 متر
نفوذ خوب در آب، جذب گياهي قوي
باند 2 (G)
605/0-525/0
30متر
بازتاب گياهي قوي
باند 3 (R)
69/0-63/0
30 متر
جذب گياهي بسيار قوي
باند 4 (NIR)
9/0-75/0
30 متر
بازتابندگي گياهي قوي،تباين زياد زمين و آب
باند 5 (SWIR)
75/1-55/1
30 متر
حساسيت شديد به رطوبت
باند 6-2 و 6-1 ( TIR)
5/12-4/10
60 متر
حساسيت زياد به رطوبت گياه و خاک
باند 7 ( SWIR)
35/2-08/2
30 متر
تبيين زمين شناسي خوب
باند 8 (پانکروماتيک)
9/0-52/0
15 متر
افزايش قدرت تفکيک

شکل 2-1- موقعيت هر باند سنجندۀ ETM+در طول طيف الکترومغناطيس [15].

2-4- ويژگيهاي پوشش گياهي
اساس سنجش از دور با استفاده از تصاوير ماهواره اي، بر پايه تفاوت بازتاب پديده ها و عوارض مختلف سطوح زمين است. ويژگيهاي ذاتي و پديده هاي مختلف باعث ميشود هرکدام داراي بازتاب طيفي خاصي از طول موج دريافتي باشند. باتوجه به اين تفاوت ها امکان شناسايي هرکدام از پديده ها در طول موج هاي مختلف وجود دارد. گياه، آب و خاک داراي منحنيهاي بازتاب استاندارد در طول موج هاي مختلف هستند که متأثر از ويژگيهاي ذاتي هر کدام در جذب، عبور يا بازتابش طول موج دريافتي ميباشد. در مورد گياهان عوامل مختلفي در ميزان بازتاب يا جذب اشعه دريافتي تأثير گذار هستند. حضور رنگدانههاي گياهي مثل کلرفيل و گزانتوفيل در برگ باعث جذب شديد طول موجهاي آب و قرمز و کاهش بازتاب در اين دو طول موج ميگردد. همچنين برگ گياه با داشتن بافت اسفنجي طول موج مادون قرمز را شديدا بازتاب ميدهد. از طرف ديگر طول موجهاي مادون قرمز نزديک از سلولهاي به هم فشرده بافت نردباني عبور کرده و در بخش هوا و فضاي خالي بافتها شديدا بازتاب ميشود. منحني بازتاب گياه و عوامل مؤثر در ميزان بازتاب را شکل (2-2) نشان ميدهد [8].

شکل 2-2- منحني بازتاب طيفي تعميم يافته پوشش گياه در طول موج هاي مختلف[60]

2-5- روش انجام مطالعات صحرايي
2-5-1- جمع آوري داده هاي صحرايي جهت تهيه نقشه خطر آتش
در بررسيهاي ماهواره اي و مطالعات سنجش ازدور، بررسي صحرايي جهت جمع آوري دادههاي زميني امري ضروري است. محققين براي برداشت داده هاي صحرايي بايد شناخت خوبي از پاسخ طيفي پوشش گياهي، از جمله تغييرات پاسخ طيفي در طول فصل رويش و ميزان تغييرات رطوبت داشته باشند. شناخت اين تغييرات در انتخاب زمان مناسب براي کار ميداني و همچنين در انتخاب سيما هاي زيست فيزيکي براي اندازه گيري کمک ميکند.

روشهاي نمونه برداري7
روشهاي نمونه برداري به اختصار در زير بيان ميشود:
1- تصادفي8
2- نمونه برداري تصادفي طبقهبندي شده 9
3- سيستماتيک10
4- خوشهاي11
از روشهاي نمونهبرداري صحرايي ميتوان به روش نمونه برداري تصادفي اشاره کرد. اين روش تأثير محيط اطراف پيکسل را افزايش ميدهد. درصورتي که با روش نمونهبرداري سيستماتيک که به اندازه پيکسل تنظيم شده باشد و به قدري از يکديگر فاصله داشته باشد، ميتوان مشکل تأثير محيط اطراف پيکسل را کاهش داد. از طرفي نمونه يرداري سيستماتيک موجب ميشود که اطلاعات مفيد از جمعيتهاي کوچک از دست برود. روش ديگري که علاوه بر کاهش اشتباهات باعث افزايش دقت ميگردد، روش نمونهبرداري طبقه بندي شده است.

جدول2-2- معايب و مزاياي روشهاي نمونه برداری [1].
روش نمونه برداري
مزايا
معايب
تصادفي
انتخاب بدون اريب نمونه ها
ويژگي هاي آماري بسيار خوب
پرهزينه
نمونه ها به خوبي در هر کلاس و سيماي سرزمين پخش نمي شوند.
طبقه بندي شده ي تصادفي
انتخاب بدون اريب نمونه ها
به اندازه کافي در هر کلاس نمونه برداشت ميشود به طوري که در هر کلاس حداقل تعدادي نمونه برداشت خواهد شد.
پيدا کردن نمونه هاي کافي در کلاس هاي کوچک نقشه اغلب، مشکل است.
به دانش قبلي در مورد توزيع کلاس هاي نقشه نيازمند است.
سيستماتيک
اجراي آسان
نسبت به نمونه برداري تصادفي هزينه کمتر است.
نمونه ها در سيماي سرزمين توزيع خوبي دارند.
از لحاظ آماري ضعيف تر است چون هر واحد نمونه احتمال مساوي براي انتخاب شدن ندارد.
خوشه اي
کمترين هزينه را دارد
زمان جابجايي در عرصه و يا تنظيم نقشه ها در لابراتور کاهش مي يابد
نمونه ها بسيار به هم نزديک اند
عدم استقلال نمونه ها

خواجه الدين(1995) براي تعيين محل کوادرات گذاري از روش نمونهبرداري طبقه بندي شده استفاده کرده است. وي تيپهاي گياهي را با توجه به ترتيب فيزيونومي گونهها، نوع خاک، سنگ و سنگريزه و… تعيين کرده و سپس داخل تيپ طبقه بندي شده، محل نمونه برداري را به طور تصادفي انتخاب کرده است. در نقطه تصادفي دستگاه GPS را قرار داده و اين محل را مرکز دايره فرضي با شعاع حدود 100 متر منظور و کوادرات گذاري را انجام داده است و همچنين براي تعيين هر نوع رابطهاي بين دادههاي زميني و ماهوارهاي با توجه به طول و عرض جغرافيايي تعيين شده با دستگاه GPS، داده 9 پيکسل را براي سنجنده MSS استخراج کرده است. پيکسل مرکزي نزديک ترين طول و عرض جغرافيايي را به نقطه زميني (محل نمونه برداري) داشته است. وي ميانگين دادههاي باندهاي مختلف را براي آناليز با دادههاي زميني بکار برده است [82].
کانگلتون و برنان (1988)، مدل شبيه سازي شدهي نمونه برداري را در سه منطقه که از لحاظ مکاني بسيار متفاوت بودند با استفاده از تمام 5 طرح نمونه برداي انجام داد و نتيجه گرفت که در تمام موارد روش نمونه برداري تصادفي ساده و طبقه بندي شده تصادفي نتايج رضايت بخشي به دست ميدهند [1].
استيمن(1992)، تحقيق خود را با استفاده از نمونه برداري تصادفي ساده و نمونهبرداري سيستماتيک انجام داد، نشان داد که از اثر نمونهبرداي سيستماتيک بر روي تجزيه و تحليل کاپا ميتوان چشم پوشيد. ايشان همچنين عنوان کرد که با استفاده از روش ترکيبي (ابتدا نمونهها به صورت سيستماتيک انتخاب شوند و سپس از نمونه برداري تصادفي براي پر کردن منطقه بدون نمونه استفاده شود.) اعتبار بيشتري ميبخشد [1].
2-6- پيش پردازش تصاوير ماهواره اي12
2-6-1- تصحيح هندسي13
دادههاي حاصل از سنجندههاي ماهواره اي که به زمين مخابره ميشوند و به عنوان داده هاي خام14 معروف هستند که اين داده ها نيز داراي خطاهاي زيادي ميباشند.اين خطاها ميتوانند ناشي از تغييرات سکو مثل تغيير ارتفاع مدار و عدم تعادل؛ يا اشکال در کار سنجنده پديد آيد مانند پديده پانور اما، نابرابري ضرايب تنظيم آشکارسازها؛ و همچنين از تغييرات محيطي ناشي گردد مثل کرويت و پستي و بلندي هاي زمين، چرخش زمين و اثرات اتمسفر باشند. بسياري از اين خطاها با آگاهي از مشخصات مدار، سنجنده و کرويت زمين در ايستگاههاي گيرنده داده هاي ماهواره اي تصحيح و تصاوير تحت عنوان داده هاي استاندارد و يا تصحيح شده سامانه اي در اختيار کاربران قرار ميگيرند.اين تصحيحات عمدتاً شامل تعادل سکو، پانورامائي، تنظيم آشکارسازها، کرويت و چرخش زمين ميباشند.اکثر ماهواره هاي که امروزه در مدار هستند از سنجنده هايي از نوع پوشبروم استفاده ميکنند.کيفيت داده هاي اين نوع سنجنده ها به لحاظ هندسي و راديو متري به مراتب بهتر از داده هاي سنجنده هايي از نوع Wiskbroom ميباشند [105،2،64].
اعوجاج هاي هندسي را اغلب با تطابق تصاوير به نقشههاي با مقياس مناسب مي¬توان از بين برد. منظور از تصحيح هندسي يک تصوير، تغيير سيستم مختصات پيکسل هاي تصوير و انطباق آن با نقشه هاي نظير يا تصويري است که قبلاً مورد تصحيح هندسي قرار گرفته باشد. لذا هر نقطه از تصوير مختصات جغرافياي نظير خود را بر روي نقشه خواهد داشت. قابل توجه است که انتخاب نقاط بايد به گونه اي باشد که در نهايت تعداد کافي از نقاط کنترل زميني با پراکنش مناسب براي تصحيح هندسي استفاده شود.
روش استفاده از نقاط کنترلي15(GCP) شامل سه مرحله ميباشد:
تعيين نقاط کنترلي
تعيين معادله و حذف نقاط نامناسب
تطابق هندسي از طريق تعميم معادله و انجام نمونه گيري مجدد
حداقل تعداد نقاط کنترل 3 نقطه ميباشد. هرچند که به لحاظ رياضي اين تعداد براي تشکيل معادله چند جمله اي از نوع درجه اول کافي ميباشد، اما دقت بسيار پايين است. با افزايش تعداد نقاط ميتوان بر دقت ثبت داده افزود .به طور تجربي ميتوان بيان داشت که در کارهاي اجرايي تعداد 10 نقطه کنترل زميني در سطحي معادل يک برگ نقشه 1:250000 ميتواند مناسب باشد. اغلب استفاده از 8 تا 15 نقطه کنترل زميني جهت تصحيح هندسي کافي ميباشد. براي انجام نمونه برداري مجدد معمولاً ازيکي از روش هاي نزديک ترين همسايه16، درون يابي دوخطي17 و پيچش مکعبي18 استفاده مي شود. اما روش نزديک ترين

پایان نامه
Previous Entries دانلود پایان نامه درمورد سنجش از دور، سنجش ازدور، استان همدان Next Entries دانلود پایان نامه درمورد سنجش از دور