logo
logo
ArEn
عنوان :

ارزیابی تغییرات دمای سطحی در شهرستان ایلام با رویکردی ترکیبی به مدل های زمین آماری و سامانه های اطلاعات مکانی

ناشر :

پژوهش های سنجش از دور و اطلاعات مکانی - Journal of Remote Sensing and Geoinformation Research

سال :

1403/2024

چکیده

پیشینه و اهداف: بررسی و ارزیابی تغییرات دمای سطحی، به عنوان یکی از شاخص های کلیدی تغییرات آب وهوایی، نقشی حیاتی در سلامت انسان، کشاورزی، منابع آب و تنوع زیستی ایفا می کند. بررسی و ارزیابی این تغییرات، درک عمیقی از روند گرمایش زمین و پیامدهای آن به ارمغان می آورد و به اتخاذ اقدامات پیشگیرانه و سازگارانه در برابر این پدیده شتابان، کمک می کند. برای دستیابی به تغییرات دمای سطحی، وجود داده های سنجش از دور به دلیل قابلیت نمایش خصوصیات پدیده های زمینی و توزیع مکانی آن ها در مقیاس های گوناگون، ضروری است. بررسی توزیع و همبستگی مکانی داده­ها، بررسی مدل­های زمین آماری مرتبط، انتخاب مدل بهینه و در نهایت، صحت­سنجی نتایج از مواردی است که باید در نظر گرفته شود. با توجه به موارد یاد شده، هدف از این مطالعه، تعیین الگوی تغییرات دمای سطحی در شهرستان ایلام و ارائه مدل ریاضی مناسب برای درون یابی داده های ایستگاه های هواشناسی در منطقه است.
روش ها: در این پژوهش، از باند حرارتی ماهواره لندست 7 به عنوان ابزاری کارآمد برای مطالعه تغییرات دمای سطحی در شهرستان ایلام استفاده شده است. اطلاعات موجود در این باند، که به صورت تابش حرارتی ساطع شده از زمین ثبت می شود، امکان محاسبه دمای سطح را با دقت قابل قبولی فراهم می کند. مزیت کلیدی استفاده از تصاویر ماهواره ای، پوشش مکانی وسیع و تناوب زمانی مناسب آن ها است که امکان بررسی تغییرات دمای سطحی را در مقیاس منطقه ای و در طول زمان فراهم می کند. این امر دیدگاهی جامع فراهم می کند تا توزیع فضایی تغییرات دما در شهرستان ایلام به خوبی تجزیه وتحلیل شود و عوامل مؤثر بر این تغییرات  در مقیاس های مختلف مکانی شناسایی شود. بدین منظور، یک شبکه منظم شامل 291 نقطه بر روی تصاویر ماهواره ای نمونه گیری شده و سپس با استفاده از روش زمین آمار، نقاط واریوگرام تجربی محاسبه شده است و مدل های مختلف فضایی مانند گوسی، نمایی، دایره ای و کروی بر آن ها برازش شده است. در نهایت، با استفاده از روش درون یابی کریجینگ معمولی و به کارگیری هر کدام از این مدل ها، نقشه های جداگانه ای از دمای سطحی ایجاد و دقت هر یک با استفاده از شاخص های آماری مانند ضریب تعیین و جذر میانگین مربعات خطا محاسبه شده است.
یافته ها: نتایج پژوهش، نشان می دهد که اطلاعات باند حرارتی ماهواره لندست 7 دارای الگوی فضایی گوسی می باشد و تغییرات مکانی دمای سطحی با این مدل به خوبی قابل توجیه است. نتایج نشان می دهد که مدل فضایی گوسی بهترین برازش را برای واریوگرام تجربی دمای سطحی در منطقه مورد مطالعه دارد. این موضوع، نشان دهنده آن است که تغییرات دمای سطحی در این منطقه به صورت فضایی خود همبسته هستند و با افزایش فاصله، همبستگی بین نقاط کاهش می یابد. نقشه های درون یابی شده با استفاده از مدل گوسی در روش کریجینگ معمولی از دقت بالایی برخوردار هستند. ضریب تعیین این نقشه ها برابر با 94/0 به دست آمد که نشان دهنده تطابق بالای بین مقادیر برآورد شده و مقادیر واقعی دمای سطحی است. همچنین جذر میانگین مربعات خطای این نقشه ها 2/1 درجه سانتی گراد می باشد که نشان دهنده دقت بالای آن ها در برآورد دمای سطحی در نقاط مختلف منطقه است.
نتیجه گیری: ترکیب داده های سنجش از دور و روش های زمین آمار، ابزاری قدرتمند برای بررسی تغییرات مکانی و درون یابی داده های محیطی از جمله تغییرات دمای سطحی به شمار می رود. در این مطالعه، الگوی تغییرات دمای سطحی در شهرستان ایلام با استفاده از داده های ماهواره ای سنجش از دور تعیین شده و مدل گوسی به عنوان مدل فضایی بهینه جهت درون یابی دمای سطحی ایستگاه های هواشناسی معرفی شده است. تجزیه وتحلیل داده ها نشان داد که دمای سطحی در این منطقه در طول چند دهه گذشته به طور قابل توجهی افزایش یافته است.