ترکیب روش‌های درون یابی و محصولات بارش ماهواره ای TRMM به منظور افزایش دقت نقشه‌های همبارش در استان مازندران

Autor: علیرضا یوسفی کبریا, مهدی نادی, مژده جامعی
Jazyk: perština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, Vol 28, Iss 3, Pp 49-70 (2021)
Druh dokumentu: article
ISSN: 2322-2069
2322-2794
DOI: 10.22069/jwsc.2022.19286.3477
Popis: سابقه و هدف: تخمین مکانی و تشخیص پاراکندگی بارش، عمدتا توسط روشهای زمین آمار و تصاویر ماهواره ای انجام می شود. امروزه اقبال زیادی از محصولات بارش ماهواره ای در تهیه نقشه های همبارش شده است. این محصولات با استفاده از تصاویر ماهواره ای به تخمین بارش در نقاط فاقد داده می‌پردازد و معمولا با خطای زیادی همراه بوده و نیاز به واسنجی دارند. روش‌های درون‌یابی نیز با استفاده از داده‌های واقعی ثبت شده به تخمین بارش می‌پردازند. بنظر می‌رسد ترکیب روش‌های درون‌یابی و تصاویر ماهواره‌ای می‌تواند در افزایش دقت نقشه‌های همبارش بخصوص در مناطق با توپوگرافی پیچیده مانند استان مازندران موثر باشد. مواد و روش‌ها: در این پژوهش در راستای ارزیابی روش‌های مختلف تخمین بارش استان مازندران و ترکیب تصاویر ماهواره ای با روش‌های درونیابی از داده‌های 21 ایستگاه سینوپتیک و باران‌سنجی و از 24 تصویر ماهانه و 2 تصویر سالانه ماهواره‌ی TRMM در سال‌های 2012 و 2015 استفاده شد، که تفکیک مکانی این ماهواره 25/0*25/0 درجه می‌باشد. روش‌های درون یابی مورد بررسی شامل کریجینگ، وزنی عکس فاصله بوده و همچنین دقت محصولات بارش ماهواره TRMM نیز بررسی شد. به علاوه برای افزایش دقت نقشه های همبارش از رابطه رگرسیون خطی چندگانه برای ترکیب تصاویر ماهواره‌ای با متغیرهای کمکی طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع استفاده شد. ارزیابی روش‌ها با استفاده از شاخص‌های میانگین مربعات خطا و میانگین خطای اریب و تحلیل رگرسیونی صورت گرفت. همچنین نقشه‌های هم بارش سالانه استان نیز برای دو سال 2012 و 2015 ترسیم و تحلیل شد. یافته‌ها: در این پژوهش 5 مدل تئوری نیم تغییرنما بر داده‌ها برازش داده شد که مدل‌های نمایی و کروی به عنوان مناسب ترین مدل نیم تغییرنما انتخاب شدند. همچنین ضریب تعیین مدل نیم تغییرنمای منتخب و نسبت تغییرات ساختار‌دار به تغییرات کل وضعیت نسبتا مناسب ساختار مکانی داده های بارش را نشان داد و دامنه تاثیر داده‌های بارش در حدود 80 کیلومتر بدست آمد. ضرایب همبستگی پارامترهای کمکی و بارش در اکثر ماه‌ها نتایج قابل قبولی ارائه داد و تقریبا در بیش از 50 درصد ماه های مورد بررسی معنادار بود که در نتیجه ضرایب تعیین معادله رگرسیونی گرادیان چهار بعدی نیز مقادیر راضی کننده را نشان داد بطوریکه متغیرهای کمکی مورد استفاده بین 10 تا بیش از 70 درصد از تغییرات بارش را توجیه نمودند. بررسی شاخص ارزیابی خطا نشان داد که روش‌های درون‌یابی و داده‌های شبکه ماهواره‌ای TRMM تخمین مناسبی از بارش استان نداشته و استفاده از متغییرهای کمکی در روش گرادیان خطی چهار بعدی توانسته باعث کاهش خطای تخمین گردد به طوری که خطای تخمین بارش را 20 تا 40 درصد کاهش داد. بررسی شاخص اریبی نشان داد که داده‌های شبکه بارش TRMM برخلاف همبستگی خوب با داده‌های مشاهده‌ای تا حدود 5 برابر بیشتر از سایر روش‌های درونیابی دارای خطای کم برآوردی است اما ترکیب داده‌های شبکه TRMM با سایر متغیرهای کمکی در روش گرادیان 4 بعدی خطای اریبی را به صفر رساند. تحلیل رگرسیونی روش‌های مختلف درونیابی نیز حاکی از برتری چشمگیر روش گرادیان 4 بعدی بود که شیب خط روش گرادیان 4 بعدی بیش از 3 برابر روش‌های زمین آماری بوده که نشان دهنده درک دقیقتر روش گرادیانی در تشخیص حلقه‌های کم بارش و پربارش منطقه است. نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده حاکی از برتری روش گرادیان 4 بعدی در تخمین مکانی بارش در استان مازندران بوده و نقش متغیرهای کمکی در افزایش دقت نقشه‌های همبارش را نشان داد به طوری که استفاده از روش منتخب سبب کاهش 30 درصدی خطای تخمین روش‌های زمین آماری و کاهش 40 درصدی خطای شبکه TRMM شد. نتایج این پژوهش نشان داد که ترکیب محصولات بارش ماهواره‌ای با روش‌های درون‌یابی منجر به تخمین دقیقتر بارش ارتفاعات و نقاط فاقد داده ثبت شده بارش خواهد شد.
Databáze: Directory of Open Access Journals
Externí odkaz: