• شنبه ۲۳ آذر ۱۳۹۸
  • |

آمار سایت

  • تمام بازديد‌ها: 1693700 بازدید
  • بازديد 24 ساعت قبل: 2237 بازدید
  • مهمانان حاضر در زیرپورتال: 26 کاربر
  • کاربران حاضر در زیرپورتال:0 کاربر

ورود به سایت

کاربرد سنجش از دور در دریاها و اقیانوس ها

مقدمه
بخش گسترده ای از سیستم های سنجش از دور در پروژه های عملیاتی و تحقیقاتی برای برنامه های علمی، تجاری و دولتی استفاده می شوند. این برنامه ها شامل تحقیقات هواشناسی و اقیانوس شناسی، برای درک بهتر تعامل هوا و دریا است که حاکی از تبادل شار گرما، جرم و حرکت است که فرآیند های فیزیکی مورد نیاز برای مدل سازی اقیانوسی و جوی هستند. برنامه های کاربردی  زیادی در بخش آب کره (دریاها و اقیانوس ها) بوسیله علم سنجش از دور قابل انجام است بعنوان مثال: پیش بینی هوای جهانی، هشدار طوفان، پیش بینی موج، افزایش طوفان ساحلی، مسیریابی کشتی، ماهیگیری تجاری، نظارت بر جریان موج، پایش دمای سطح آبها، عمق سنجی، تغییرات خطوط ساحلی، آلودگی آبها، تغییرات آب و هوا و ... است. برای این برنامه های اقیانوسی و دریایی، سنجنده ها و سنسورهای مرئی،  مادون قرمز و مایکروویو ها واکنش های متفاوت و منحصر به فرد در مورد پارامترهای ژئوفیزیکی اقیانوسی ارائه می دهند. در ادامه برخی از این کاربردها معرفی شده است.

دمای سطح دریا و اقیانوس ها
دمای سطح دریاها (SST) یکی از مهم‌ترین پارامترها در اقیانوس‌شناسی و اندازه‌گیری‌های دریایی است. این پارامتر اقیانوسی برای نظارت بر پدیده‌های مختلف علمی از جمله افزایش سطح دریاها، شوری، بالاآمدگی، مناطق بالقوه ماهیگیری، پیچک‌ها و پیش‌بینی طوفان‌ها نیاز است. فن آوری سنجش ازدور یک منبع اطلاعاتی مناسب، برای برآورد این پارامتر اقیانوسی در مقیاس جهانی و منطقه‌ای است.
 
شکل 1: دمای سطح دریا، از رنگ بنفش به سمت رنگ قرمز دمای آب در حال افزایش است
شناسایی خطوط ساحلی
سواحل، بیانگر منطقه ی انتقال بین زمین و دریا هستند، که یک منبع طبیعی و اقتصادی با ارزش فوق العاده ای بحساب می آید، اما در معرض تحول مداوم قرار دارد. محیط ساحلی در حقیقت یک سیستم بسیار پویا است که در آن فرسایش (پیشروی یا پس رفت خط ساحلی) تحت تأثیر عوامل مختلفی از نظر هواشناسی، زمین شناسی، بیولوژیکی و انسان شناسی  مانند شهرنشینی رو به رشد در مرز سواحل، توسعه اجتماعی و اقتصادی، تکامل مداوم فعالیتهای صنعتی، تجاری وگردشگری-تفریحی می باشد. تشخیص خط ساحلی  به دلیل نوسانات سطح آب (جزر و مد ) یک مسئله پیچیده است. در حال حاضر به لطف بسیاری از مزایای فن آوری سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای (توانایی پوشش های وسیع در یک تصویر، وضوح هندسی بالای سنسورهای ماهواره ها،  باندهای چند طیفی و ...) ، یکی از مهمترین روش ها برای مطالعات خطوط ساحلی است.
 
شکل 2: شناسایی خطوط ساحلی با استفاده از تصاویر ماهواره ای
کیفیت آب
تعیین مقدار رسوب و مواد معلق در آب از نظر کارهای مهندسی اهمیت فراوانی دارد، مواد معلق به شدت به جریان آب وابسته است و نشان دهنده مقدار حرکت رسوب در رودخانه ها می باشد. مواد معلق معمولا در طول بارندگی و بلافاصله بعد از وقوع بارندگی افزایش می یابد و ته نشین شدن آن سبب تخریب محل زندگی گیاهان آبزی می گردد. همچنین می توان از مواد معلق رسوبی به عنوان رد پایی برای تشخیص آلوده کننده ها نیز استفاده کرد. رنگ آب نیز بیان کننده اطلاعات کیفی آب مانند تولیدات بیولوژیک می باشد. این پارامتر کیفی نشان دهنده زندگی یا عدم زندگی موجودات در آب می باشد. رنگ آب در جاهایی که  جلبک موجود باشد بصورت سبز تیره به نمایش در می آید. مطالعه فراوانی فیتوپلانگتونها از این نظر مهم است که این جلبکها زنجیره اصلی مواد غذایی در اقیانوسها هستند، بنابراین بررسی رنگ آب به عنوان یک پارامتر کیفی آب بسیار مهم می باشد.
 
شکل 3: بررسی کیفیت آب از نظر کدر بودن و وارد شدن مواد آلی در آب
شوری
پایش تغییرات شوری آب یکی از پارامترهای کلیدی در مطالعه ی جریان های دریایی و بیلان حرارتی آب دریا است. با وجود اهمیت ارزیابی کمی و کیفی شوری آب در دریاها و اقیانوس ها، محدودیت های زیادی برای مطالعه ی این پارامتر از طریق نمونه های مشاهده ای جمع آوری شده توسط بویه ها و یگان های شناور وجود دارد. این محدودیت ها و از طرفی قابلیت های بسیار زیاد استفاده از تصاویر ماهواره ای و علم سنجش از دور باعث شده که امروزه سنجش از دور یکی از مهمترین ابزارها برای مطالعه شوری دریاها باشد.
 
شکل 4: نقشه میزان شوری آب بدست آمده از تصاویر ماهواره ای
کلرفیل آب
سنجش از دور یک ابزار بسیار کارآمد جهت تخمین کلرفیل موجود در آب است. خصوصیات طیفی کلروفیل به این صورت است که در محدوده طول موج های آبی و قرمز عمل جذب و در محدوده طول موج سبز عمل انعکاس را انجام می دهد. هنگام افزایش غلظت کلرفیل در آب رنگ آبی آب به رنگ سبز متمایل می شود.
 
شکل 5: نمودار طیفی 4 کلاس آب  در طیف های الکترومغناطیسی مختلف
 
شکل 6: کلروفیل- a
عمق سنجی
عمق سنجی، پایه و اساس علم هیدروگرافی است که ویژگی های فیزیکی سطح و عمق آب را اندازه گیری می کند. اطلاع از اجزای زیر آب به منظور انجام فعالیت هایی نظیر کشتیرانی، لایروبی، قراردهی خطوط لوله و کابل، تعیین نقاط پر خطر ساحلی، مطالعات هیدرولوژیکی، تهیه نقشه های جنس بستر، اطلاع از زیستگاه های دریایی جهت کاربرد در امور محیط زیست، نظامی و مهندسی و نظایر آن ضرورت دارد. بدین منظور بایستی روشهایی به وجود می آمد تا با استفاده از آن به این هدف دسترسی پیدا کرد. یکی از این روشها، استفاده مستقیم آبنگاری (عمق سنجی با اکوساندر) است که عیوب مهم آن هزینه و صرف زمان بسیار است. بعد از استقرار ماهواره های سنجش از دوری بر مدارهایی مبتنی بر زمین و قابلیت گرفتن تصاویر ماهواره ای، روش استفاده از فن آوری سنجش از دور تا حدود زیادی جایگزین روش های سنتی شده است. ویژگی های مهم این روش توانایی بالا در جمع آوری اطلاعات طیفی در زمان کوتاه در محدوده ی  وسیعی است. اساس روش عمق سنجی سنجش از دور برمبنای وابستگی طیفی تصاویر با عمق آّب می باشد. هرچه آب عمیق تر باشد تصویر تیره تر می باشد که علت اصلی آن جذب و پراکندگی انرژی نور در آب است.
 
شکل  7: عمق سنجی با استفاده از تصاویر ماهواره ای
شناسایی لکه های نفتی
آلودگی نفتی دریاها عموماً به دلیل تخلیه هیدروکربن‌هایی است که توسط کشتی‌ها در محیط‌های دریایی رها می‌شوند. در سال‌های اخیر نظارت هوایی و دریایی برای مهار فعالیت‌های ترافیک دریایی و آلودگی‌های اقیانوسی در محیط‌های دریایی رایج شده‌اند ولی این روش‌ها به تنهایی نمی‌توانند پایش سریع و منظمی را به دلیل محدودیت‌های شرایط آب و هوا، زمان و مکان فراهم آورند. سنجش از دور ماهواره‌ای می‌تواند نقش حمایتی مهمی را در تشخیص اولیه و نظارت مداوم نشت نفتی در دریا ایفا کند.
 
شکل 8: شناسایی لکه های نفتی با تصاویر ماهواره ای
شیلات
دریا ها و اقیانوسها دو سوم سطح زمین را در بر می گیرند. ،از طرفی انسان ها تا حد زیادی به گونه های غذایی وابسته به دریاها (ماهی، صدف، پستانداران دریایی، لاک پشت ها، گیاهان آبزی، جلبک ها و ... ) وابسته هستند. برای بهره برداری بیشتر از این منابع، ماهیگیران باید بیشترین میزان ممکن از تعداد ماهی ها (در محدودیت های بیولوژیکی) را بدست آورند و در عین حال، هزینه ها را به حداقل برسانند و برنامه ریزی عملیات خود را بهینه کنند. برای این منظور، اطلاعات محیطی قابل اطمینان از جامعه علمی لازم است. مشاهدات سنجش از دوری از سطح دریاها می تواند بخش قابل توجهی از اطلاعات مورد نیاز برای ارزیابی و بهبود عملکرد بالقوه مناطق ماهیگیری را فراهم کند. در گذشته، سنجش از دور عمدتاً برای کمک به برداشت کارآمد منابع طبیعی مورد استفاده قرار می گرفت. امروزه از آن برای مدیریت منابع، حفاظت و بهره برداری استفاده می شود. با استفاده از پارامترهای فیزیکی و شیمیایی آب حاصل از تصاویر ماهواره ای و داده های زیست محیطی و شیلات ( دمای آب، شوری، کلرفیل، جریانات دریایی، الگوهای گردش آب و ...) می توان صنعت شیلات را بسیار رونق بخشید.
 
شکل9 : استفاده از داده های از راه دور، محیط زیست و شیلات برای نقشه برداری از زیستگاه های ماهی زرد فین در اقیانوس آرام اقیانوس آرام

کلیدواژه ها: عمق دریا | کدری دریا | کلروفیل آب دریا | شوری آب دریا | سنجش از دور | سازمان فضایی ایران | دمای سطح دریا | تصاویر ماهواره ای |



CAPTCHA

دفعات مشاهده: 187 بار   |   دفعات چاپ: 8 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر