استخراج شوری سطحی آب دهانه رودخانه اروند با استفاده از تصاویر ماهواره و روش‌های آماری

عینعلی, عباس; صدری نسب, مسعود; اکبری نسب, محمد

استخراج شوری سطحی آب دهانه رودخانه اروند با استفاده از تصاویر ماهواره و روش‌های آماری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

عباس عینعلی ¹

مسعود صدری نسب ²

محمد اکبری نسب ³

¹ دانشجوی دکترای فیزیک دریا، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر،خرمشهر، ایران

² دانشیار،دانشکده محیط زیست دانشگاه تهران، تهران

³ استادیار دانشکده علوم دریایی، دانشگاه مازندران، بابلسر

چکیده

شوری آب برای رصد تغییرات در محیط دریا اهمیت بسیار زیادی دارد. اخیراً سنجش‌ازدور که جزء کم‌هزینه‌ترین و سریع‌ترین روش‌های مانیتورینگ و ارزیابی محیط‌ طبیعی است، برای بررسی شوری سطحی در آب‌های ساحلی استفاده می-شود. در یکی از این روش‌ها که اساس این تحقیق بر آن استوار است، با تعیین رابطه شوری سطحی و رفلکتنس سطحی تصویر ماهواره با روش‌های آماری در هر منطقه، به استخراج شوری سطحی آب دریا پرداخته می‌شود. در شمال‌غرب خلیج‌فارس به دلیل ورود آب رودخانه اروند که اصلی‌ترین منبع آب شیرین برای خلیج فارس است، گرادیان شوری قابل‌ملاحظه‌ای وجود دارد که امکان استفاده از این روش را بالا می‌برد. در این تحقیق رابطه خطی داده‌های میدانی شوری سطحی حاصل از گشت راپمی در سال 1992 و بازتابندگی سطحی باندهای ماهواره لندست TM5 با استفاده از مدل رگرسیونی استخراج شد. این مدل نشان داد که باندهای 2 و 3 ماهواره لندست ارتباط خطی با شوری سطحی آب دارند. درنهایت، با اعمال رابطه به‌دست‌آمده بین داده‌های میدانی شوری سطحی و بازتابندگی سطحی به تمام پیکسل‌های تصویر لندست، الگوی شوری سطحی دهانه رودخانه اروند در بهار سال 1992 آشکار شد. این تحقیق که با استفاده از کمترین داده‌های میدانی (با توجه به عدم وجود داده در این منطقه) انجام شد؛ نشان داد که می-توان با انجام حداقل اندازه‌گیری‌های میدانی در این منطقه خاص به درک خوبی از شرایط فیزیکی آن با استفاده از فناوری سنجش‌ازدور دست یافت و به‌این‌ترتیب فقدان داده-های میدانی را جبران نمود.

کلیدواژه‌ها

شوری سطحی

رگرسیون

لندست

اروندرود

20.1001.1.24767131.1396.3.2.4.9

موضوعات

فیزیک دریا

عنوان مقاله English

Extraction of Water Sea Surface Salinity in Arvandrud River Mouth by Using Remote Sensing and Statistical Methods.

نویسندگان English

Abbas Einali ¹

Masoud Sadrinasab Sadrinasab ²

Mohammad Akbarinasab ³

¹ Khorramshahr Marine Science and Technology,Khorramshahr,Iran

² Associate Professor, Department of Environmental Design, University of Tehran, Tehran, Iran.

³ Assistant professor, Faculty of Environmental and Marine Sciences, University of Mazandaran, Mazandaran, Iran

چکیده English

Salinity of water is important to observe changes in the sea environment. Recently, remote sensing as a one of the least expensive and fastest monitoring and evaluating technique of environmental parameter is used for sea surface salinity investigation in coastal water. One of the methods that is the basis of this study is extraction of sea surface salinity by using determination of relationship between sea surface salinity and surface reflectance by statistical ways in any region. In the northwestern of Persian Gulf there is significant salinity gradient in sea surface due to Arvandrud river discharge as a main source of fresh water for the region and enables this method to be used. In this study, a relationship between in-situ sea surface salinity that measured in 1992 ROPME cruise and surface reflectance of Landsat bands were calculated. Landsat bands 2 and 3 have a relationship to sea surface salinity. Finally, the calculated relationship applied to all Pixels of Landsat bands 2 and 3 and sea surface salinity regime was extracted on northwest of Persian Gulf (Arvandrud river's mouth) in spring of 1992. This study that uses the least measurement data (due to the lack of data in this area) show we can understand physical condition of the region by using at least measurement data and remote sensing techniques and thus compensate for the lack of field measurement data.

کلیدواژه‌ها English

Sea surface salinity

Regression

Landsat

Arvandrud

[1] Koblinsky CJ, Hildebrand P, LeVine D, Pellerano F, Chao Y, Wilson W, Yueh S, Lagerloef G. Sea surface salinity from space: Science goals and measurement approach. Radio Science. 2003 Aug;38(4).

[2] Klein L, Swift C. An improved model for the dielectric constant of sea water at microwave frequencies. IEEE Journal of Oceanic Engineering. 1977 Jan;2(1):104-11.

[3] Swift CT, Mcintosh RE. Considerations for microwave remote sensing of ocean-surface salinity. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1983 Oct(4):480-91.

[4] Lagerloef GS, Swift CT, Le Vine DM. Sea surface salinity: The next remote sensing challenge. Oceanography. 1995 Jan 1;8(2):44-50.

[5] Miller JL, Goodberlet MA, Zaitzeff JB. Airborne salinity mapper makes debut in coastal zone. Eos, Transactions American Geophysical Union. 1998 Apr 7;79(14):173-7.

[6] Selch D. Comparing salinity models in Whitewater Bay using remote sensing [Master of Arts Thesis]. Florida Atlantic University; 2012.

[7] Blough NV, Zafiriou OC, Bonilla J. Optical absorption spectra of waters from the Orinoco River outflow: Terrestrial input of colored organic matter to the Caribbean. Journal of Geophysical Research: Oceans. 1993 Feb 15;98(C2):2271-8.

[8] Del Castillo CE, Coble PG, Morell JM, Lopez JM, Corredor JE. Analysis of the optical properties of the Orinoco River plume by absorption and fluorescence spectroscopy. Marine Chemistry. 1999 Jul 1;66(1-2):35-51.

[9] Urquhart EA, Zaitchik BF, Hoffman MJ, Guikema SD, Geiger EF. Remotely sensed estimates of surface salinity in the Chesapeake Bay: a statistical approach. Remote Sensing of Environment. 2012 Aug 1;123:522-31.

[10] Khorram S. Remote sensing of salinity in the San Francisco Bay Delta. Remote Sensing of Environment. 1982 Mar 1;12(1):15-22.

[11] UN-ESCWA B. United Nations economic and social commission for western Asia; Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe. Beirut: Inventory of Shared Water Resources in Western Asia; 2013.

[12] Azizpour J, Chegini V, Khosravi M, Einali A. Study of the physical oceanographic properties of the persian gulf, strait of hormuz and gulf of oman based on PG-GOOS CTD measurements. Journal of the Persian Gulf. 2014 Dec 15;5(18):37-48.

[13] Sadrinasab M, Kämpf J. Three‐dimensional flushing times of the Persian Gulf. Geophysical research letters. 2004 Dec 1;31(24)

[14] Abdullah AD, Karim UF, Masih I, Popescu I, Van der Zaag P. Anthropogenic and tidal influences on salinity levels of the Shatt al-Arab River, Basra, Iraq. International journal of river basin management. 2016 Jul 2;14(3):357-66

[15] Abdullah AD, Gisen JI, Zaag PV, Savenije HH, Karim UF, Masih I, Popescu I. Predicting the salt water intrusion in the Shatt al-Arab estuary using an analytical approach. Hydrology and earth system sciences. 2016 Oct 6;20(10):4031-42.

[16] Reynolds RM. Overview of physical oceanographic measurements taken during the Mt. Mitchell Cruise to the ROPME Sea Area. United States :Brookhaven National Lab;1993 Mar 31.Report No. BNL-49194.

[17] Townend J. Practical statistics for environmental and biological scientists. John Wiley & Sons; 2013 Apr 30.