به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "modis" در نشریات گروه "عمران"

تکرار جستجوی کلیدواژه «modis» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مجتبی گلدانی، حسین اعتمادفرد*، علی رضایی
    صنعتی شدن و افزایش مصرف سوخت های فسیلی گرمایش زمین را در پی داشته و موجب تغییر در طبیعت، اقلیم و زیست انسان شده است. مطالعه و پایش بلندمدت پارامترهای مرتبط با گرمایش زمین به خصوص دمای سطح زمین با استفاده از تکنولوژی هایی مانند سنجش ازدور می تواند به درک درست و بهتر این پدیده کمک کند. انرژی خورشید در طول روز به سطح زمین رسیده و دمای آن را افزایش می دهد، اما در طول شب رفته رفته از آن خارج شده و دمای آن کاهش می‎یابد. در این تحقیق، به کمک سنجنده آکوا از ماموریت مودیس، تصاویر مربوط به شاخص LST در یک دوره 20ساله از سال 2003 الی 2023 از استان خراسان رضوی واقع در شمال شرق ایران جمع آوری و به صورت هفتگی میانگین گیری گردیدند. سپس به کمک رگرسیون خطی روند دمای سطح در منطقه در تمامی اقلیم ها محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که به طورکلی شاخص LST در روز و شب افزایشی بوده؛ ولی در روز هنگام دمای سطح زمین افزایش بیش تری نسبت به مقدار آن در طول شب داشته است. دو اقلیم خشک و نیمه خشک در استان غالب هستند و میانگین افزایش دمای سطح برای آن ها در روز هنگام به ترتیب 80/0 و 07/1 سانتی گراد بر دهه و شب هنگام 55/0 و 59/ سانتی گراد بر دهه بود. علاوه بر این، مشاهده شد ارتباط محسوسی بین اقلیم ها و روند دمای سطح وجود ندارد و روند LST روز هنگام در مناطقی که دارای کاربری کشاورزی هستند کاهشی بوده اما روند LST شب هنگام ارتباطی به کاربری کشاورزی یا پوشش گیاهی نداشته است.
    کلید واژگان: آکوا, اقلیم, خراسان رضوی, دمای سطح زمین, مودیس
    Mojtaba Goldani, Hossein Etemadfard *, Ali Rezaee
    Industrialization and the escalated consumption of fossil fuels have resulted in global warming, which has caused alterations to nature, climate, and human life. The long-term monitoring and examination of parameters associated with global warming, particularly land surface temperature (LST), using advanced technologies like remote sensing, can contribute to a more comprehensive and precise understanding of this phenomenon. Solar energy during the daytime, raising its temperature, while dissipation of energy gradually occurs during the night, leading to a decrease in temperature. Here, a collection of images related to the LST was amassed over 20 years, from 2003 to 2023, for Khorasan Razavi Province in northeastern Iran, utilizing the MODIS data. These images were averaged weekly. Subsequently, the surface temperature trend encompassing all climates in the region was determined through linear regression. The findings demonstrate a general increase in the LST index during both daytime and nighttime; however, the rise in surface temperature during the daytime exhibits a more substantial increase compared to nighttime. The province is predominantly characterized by arid and semi-arid climates, with an average rise in surface temperature during the day of 0.80°C and 1.07°C per decade, respectively, and during the night of 0.55°C and 0.59°C per decade. Moreover, it was observed that there is no significant correlation between climate and surface temperature trends. The daytime LST trend in areas with agricultural land use displays a decreasing pattern, whereas the nighttime LST trend does not seem to be influenced by agricultural land use or vegetation cover.
    Keywords: Aqua, Climate, Khorasan Razavi, LST, MODIS
  • Amin Khoramian, Alireza B Dariane

    The snow budget in mountainous river basins reacts sensitively to temperature fluctuations. Therefore, the desired temperature increase due to climate change could significantly affect the snow budget in the future. These effects could lead to significant changes in the hydrological regime of river basins such as the Central Alborz basins. The aim of this study is to investigate the application of MODIS land surface temperature (LST) data in studying snow climatology. The analysis included several important snow parameters derived from the snow depletion curves (SDCs). These curves were extracted from cloud-reduced MODIS products of daily snowpack for each river basin studied. Correlations between these snow parameters and the MODIS LST data were then investigated. The results show that several snow parameters variations are significantly correlated with MODIS LST data over past 20 years (2002-2022). Specifically, Maximum Snow Cover (MSC), Maximum Snow Cover Day (MSCD), Snow Melt Ending Day, and Accumulation-Ablation Period (AAP) exhibited substantial correlations with LST, as indicated by the Tau correlation coefficients of -0.74, -0.31, -0.51, and -0.35, respectively, at a confidence level of 90%.The SMED was found to be the most sensitive snow parameter to MODIS LST variations. Strong correlations were observed between SMED and LST across all studied subbasins, with an overall Pearson correlation coefficient of -0.79 and a Tau correlation coefficient of -0.51 for the whole study area. The results of this study show that MODIS LST data successfully explain the dependencies between snow budget and temperature in the Central Alborz basins.

    Keywords: Snow cover, MODIS, Land surface temperature, Central Alborz basins
  • آرزو قادری، زهرا عزیزی*، خدایار عبدالهی

    دریاچه های مصنوعی پشت سدها، سطح تبخیر بزرگی را ایجاد و تاثیرات معناداری بر میکرواقلیم اطراف سد دارند. تبخیر و تعرق با استفاده از اندازه گیری های میدانی قابل تعیین است اما با استفاده از داده های سنجش از دور جهت ارزیابی تبخیر و تعرق در نواحی وسیع این محدودیت را برطرف می نماید. لذا در این تحقیق با استفاده از تصاویر Modis و مدل Wetspass مقدار تبخیر و تعرق برای حوضه کارون شمالی در سال های 2000 تا 2014 به صورت ماهانه برآورد گردید. ضریب همبستگی برای تبخیرهای به دست آمده 72/0 شد. این مدل برای مناطق مختلف با پارامترهای مختلفی واسنجی و صحت سنجی شد. داده های  2000 تا 2009 برای واسنجی و 2010 تا 2014 برای صحت سنجی استفاده شد. ضریب نش مرحله اول  56/0 و مرحله دوم 54/0 بود. پارامترهای اقلیمی دما، بارش، تبخیر در دوره قبل از احداث سد و بعد از آن اثرات وارده بر میکرواقلیم منطقه مورد بررسی قرار گرفت و بررسی تغییرات تبخیر و تعرق با استفاده از تصاویر Modis در طی دوره آماری مورد مطالعه با طبقه بندی تصاویر ماهواره ای انجام شد. نتایج نشان داد که میزان تبخیر و تعرق بعد از احداث افزایش و تغییرات آن با فاصله از سد در برخی از ماه نیز افزایش چشمگیری داشته است.

    کلید واژگان: تبخیر تعرق, سد, میکرواقلیم, Modis, Wetspass
    Arezoo Ghaderi, Zahra Azizi*, Khodayar Abdollahi

    In this study, using Modis images and wets pass model, the value of evapotranspiration for the northern Karun basin was estimated monthly from 2000 to 2014. The value of correlation coefficient for the obtained evaporations was R2 = 0.72. This model was calibrated and verified for different regions with different parameters. Data from 2000 to 2009 were used for calibration and data from 2010 to 2014 were used for validation of the model. The value calculated 0.54. In this study, with a review of climatic parameters of temperature, precipitation, evaporation during the period before the dam construction and after that, the effects on the microclimate of the area is investigated. Finally, to study the changes caused arising from the creation of a dam on the amount of evapotranspiration using the monthly images of Modis during the studied statistical period, the classification of images was done and the amount of changes were calculated. The results showed that the amount of evapotranspiration in the basin after the construction increased and its changes with distance from the dam in some months also has been increased.

    Keywords: Evapotranspiration, Dam, Modis, Microclimate, Wets pass
  • وحید نورانی*، امین افخمی نیا، صغری اندریانی

    منابع آبی موجود و توانایی دسترسی به آن ها روز به روز محدودتر می شود. به همین دلیل، اهمیت برنامه ریزی و مدیریت منابع آب بیش ازپیش مشخص می گردد. پوشش برف در نواحی کوهستانی نقش بسیار مهمی در حفظ تعادل بین ورودی و خروجی آب دارد. امروزه با توجه به مشکل کمبود آب و پیشرفت های صورت گرفته در زمینه هیدرولوژی و مدیریت منابع آب در جهت مدیریت بهتر منابع برای آیندگان باید از مدل های شبیه سازی و پیش بینی موجود استفاده کرد و توسعه داد. یکی از مهم ترین متغیر ها برای تخمین ذوب برف، مساحت پوشش برف می باشد که به منظور محاسبه آن می توان از فناوری های جدید سنجش از راه دور بهره برد. در این پژوهش سعی بر آن شد که با استفاده از مدل SRM (Snowmelt Runoff Model) درصد تاثیرگذاری ذوب برف بر روی جریان خروجی حوضه آجی چای برآورد شود. به این منظور با استفاده از پارامترهای ضرایب رواناب برف و باران که عدم قطعیت بالاتری نسبت به پارمترهای دیگر دارند، دو روش واسنجی چند ایستگاهه و تک ایستگاهه مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و جهت تخمین مساحت پوشش برف از تصاویر سنجده MODIS هشت روزه (MOD10A2) استفاده گردید. عملکرد مدل SRM بین سال های 1387 تا 1391 ارزیابی شد. نتایج شاخص R2 نشان دهنده بهبود عملکرد مدل در حالت واسنجی چندایستگاهه نسبت به روش تک ایستگاهه به طور میانگین 15% در طول دوره پنج ساله شبیه سازی می باشد و همچنین سهم ذوب برف در منطقه مورد مطالعه در ماه های فرودین و اردیبهشت به اوج خود می رسد و با افزایش دما سهم مذکور به تدریج کم تر می شود.

    کلید واژگان: شبیه سازی رواناب ذوب برف, شبیه سازی چندایستگاهه, سنجش از دور, MODIS, SRM
    Vahid Nourani *, Amin Afkhaminia, Soghra Andaryani

    Global warming and climate change affect the depletion of available water resources and limited access to new resources in recent years. Due to these issues, the essential of managing water resources feels more than ever. Water resources have been one of the most important topics in recent years, and many types of researches have been done so far (Rulin et al., 2008). Snow is one of the essential factors in maintaining and sustaining people's livelihood. The snowmelt runoff model (SRM) is a degree-day based method. The SRM was presented to calculate the snowmelt impact on watershed daily runoff (Martinec, 1975). The SRM was successfully applied in some basins to simulate melt season runoff (Zhang et al., 2014; Tekeli et al., 2005). Multi-station calibration has been used in this study that is a useful way to overcome the limitations of Single-site calibration strategy (e.g. large scale basins with much spatial variability).

    Keywords: Snowmelt runoff simulation, multi-station simulation, MODIS, SRM, RS
  • F. Ebrahimi, A. Sam-Khaniani*, F. Ghaderi

    One of the key parameters in climate change is Precipitable Water Vapor (PWV) which plays an important role in identifying precipitation distribution, hydrological cycles and important meteorological and climatic phenomena. Therefore, it is important to study the long-term changes in PWV time series in an area. MODIS near-infrared PWV product (MOD-NIR-PWV) provides a suitable spatial coverage of PWV with a resolution of 1 km and temporal resolution of 1 day. This study compares statistically the time series of MODIS PWV from 2000 to 2018 with radiosonde values. MODIS data under cloudless conditions at a maximum distance of 1 km from the position of the radiosonde station were used for statistical analysis. The results show that the consistency between two sets of water vapor data in terms of correlation coefficient was obtained at 0.81, 0.78 and 0.67 in Tehran, Isfahan and Mashhad stations, respectively. Also, the linear trend of PWV time series in the study areas was investigated using Mann-Kendall (MK) statistical test. PWV values in both datasets have undergone similar trends, according to time series analysis of radiosonde and MODIS. Therefore, free remote sensing methods such as MODIS products along with local data can be used for long-term studies of PWV to study the trends of the PWV parameter. Furthermore, a decrease in precipitation and an increase in surface temperature along with an increase in the PWV value of MODIS data was observed in studies with synoptic data in the studied stations, which may in some way reflect the effects of global warming in the studied stations.

    Keywords: Precipitable Water Vapor (PWV), MODIS, Time series trend, Bias
  • مهدی غلام نیا*، مهرنوش قدیمی، معصومه مقبل، رضا خندان

    دمای سطح زمین به عنوان پارامتر کلیدی در تعاملات محیطی توسط محققین مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است. وضعیت حرارت شهری به نوع جنس زمین که از مواد مختلف با خصوصیات حرارتی متفاوت تشکیل شده است وابسته است. در این مطالعه دمای روزانه گیاه، سنگ، آب، سیمان، آسفالت و خاک که به  عنوان مولفه های اصلی ساختار شهری می باشند مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه از روش چرخه روزانه دما جهت مدلسازی رفتار دمایی مواد مختلف استفاده شده است که داده های آن از اندازه گیری سنسورهای دقیق در ایستگاه هواشناسی شهر تهران اندازه گیری شده است. همچنین مقایسه بین دمای بیشینه پوشش های مختلف سطح زمین با دمای سطح اندازه گیری شده روزانه و شبانه مادیس مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بیانگر اختلاف زیاد دمای خاک و اسفالت و سیمان با سنگ و گیاه و آب در دماهای بالا می باشد. همچنین رفتار دمایی آب بیانگر نوسانات کمتری می باشد و مقداری تاخیر فاز در رسیدن به بیشترین مقدار بیشینه دمایی نسبت به مواد دیگر دارد. همچنین سری زمانی دمای سطح مادیس در منطقه مورد مطالعه استخراج گردید و با دمای بیشینه مواد مختلف مورد مقایسه قرار گرفت که بیشترین همبستگی بین دمای روزانه مادیس سکوی ترآ و دمای بیشینه خاک و سیمان با مقادیر  برابر  0.948  و مقادیر RMSE به ترتیب برابر 2.98 و 4.2 درجه سانتی گراد بود.

    کلید واژگان: بیشینه دما, ناحیه شهری, مادیس, دمای سطح زمین
    M. Gholamnia*, M. Ghadimi, M. Moghbel, R. Khandan

    Land Surface Temperature (LST), as a key parameter in environmental interaction, has been studied in several researches. Urban thermal condition depends on land cover types that composed of different materials with various thermal properties. In this study we analyzed diurnal temperature of vegetation, stone, water, cement, asphalt, and soil land cover types (LCT), as main components of urban structure. The Diurnal Temperature Cycle (DTC) method used to model daily behavior of different material temperature’s by implementation of precise sensors at a weather station in Tehran, of Iran. Then, comparisons between maximum diurnal temperatures of different LCT with LST at the day and night time of MODIS were conducted. Result showed that in warm days the discrepancies between materials were larger and soil, asphalt, and cement had higher temperatures than stone, vegetation, and water. Also, water had little fluctuations and some phase shift to reach maximum amplitude. Also, time series of MODIS LST in the study area were extracted and compared with maximum diurnal temperature of different LCT. Maximum correlation was estimated between Terra daytime LST and T_max of soil and cement material with 0.948 values for "R^2"  and 2.89 and 4.2^C"  for RMSE.

    Keywords: Maximum Temperature, Urban, MODIS, LST, Diurnal, Land Cover
  • اسلام جوادنیا*، نسرین بیگی، سعید عباسی

    بخار آب یکی از مهمترین گازهای گلخانه ای جو است که مقدار آن با زمان و مکان تغییر پیدا می کند. بنابراین بررسی تغییرات بخارآب در پیش بینی آب و هوا و مطالعات اقلیمی بسیار موثر می باشد. هدف اصلی در این تحقیق بررسی دقت داده های بخار آب سنجنده مادیس و سانفتومتر آیرونت با استفاده از مقادیر برآورد شده از مشاهدات GPS در شهر زنجان می باشد. بدین ترتیب در این مقاله، محصول استاندارد سطح دو بخار آب مادیس (MOD05_L2) به همراه داده های بخارآب سانفتومتر سایت آیرونت دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان (IASBS) استخراج شدند و با مقادیر برآورد شده توسط ایستگاه GPS مستقر در همان سایت در بازه زمانی 2011 تا 2013 مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان داد که GPS و آیرونت مطابقت خوبی با هم دارند، بطوریکه ضریب تعیین (R2) حدود 95 درصد، خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) 2/3 میلیمتر و میانگین خطای بایاس حدود 2/2 میلیمتر بدست آمد. ارزیابی محصول بخارآب مادیس با استفاده از داده های زمینی GPS و آیرونت نشان داد که بین محصول مادیس و GPS همبستگی نسبتا بالاتری (92/0R2 =) در مقایسه با محصول مادیس و آیرونت (90/0R2 =) وجود دارد. خطای RMSE و بایاس حاصل از ارزیابی داده های مادیس با GPS حدود 2 تا 5/2 برابر کمتر از آیرونت بدست آمد بطوریکه RMSE و بایاس بین داده های مادیس و GPS بترتیب 76/2 میلیمتر و 2 میلیمتر می باشد. به طور کلی نتایج ارزیابی نشان داد که داده های بخارآب محصول استاندارد مادیس از دقت و صحت مناسبی در منطقه مورد مطالعه برخوردار هستند.

    کلید واژگان: بخار آب, مادیس, آئرونت, GPS
    E. Javadnia*, N. Beygi, S. Abbasy

    Water vapor is the most important atmospheric greenhouse variable gas, both spatially and temporally. It involves a positive feedback loop in climate change. In addition, the atmospheric water vapor content is not only an important parameter to forecast precipitation and severe weather but also a central factor for studying the global water cycle. Therefore, in order to weather forecast and climate monitoring applications, study of spatio-temporal distribution of water vapor is valuable. Today, satellite sensors, due to their wide spectrum range, high -spatial resolution, and almost daily global coverage, have enabled them to observe the Earthchr('39')s atmosphere and constantly monitor its changes. One of the atmospheric parameters measured by satellite sensors is water vapor. Among the various sensors that measure water vapor, the MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) is one of the most famous. MODIS offers water vapor in the form of two separate products, one is the near-infrared product and the other is the infrared product. In addition to satellite sensors, water vapor can also be accessed through observations of ground-based devices such as Global Position System (GPS) and Sunphotometer. In this research, among the MODIS water products, the near-infrared product was used and the data measured at the Aerosol RObotic NETwork (AERONET) site along with the computed values from GPS observations were used to validate the satellite water vapor data. In this research, the method of Point Precise Positioning (PPP) has been used to process GPS observations. The main goal of this research is the investigation of MODIS and AERONET water vapor data quality using GPS observations at Zanjan city. In this study, standard MODIS near-infrared level-2 Integrated Water Vapor (IWV) data product and AERONET IWW retrievals from sunhpotometer at Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS) site, were evaluated using estimated data from GPS permanent station of IASBS from 2011 to 2013. Intercomparison results showed that AERONET-IWV and GPS-IWV had high correlation (R2=0.95). The mean values of an Root Mean Square (RMSE) and Bias between AERONET-IWV and GPS-IWV (AERONET-GPS) were about 3.2 mm and 2.2 mm, respectively. The MODIS IWV product showed slightly higher correlation coefficient (R2 =0.92) with GPS-IWV compared with AERONET –IWV (R2 =0.90). In addition, MODIS-NIR IWV showed approximately 2 times larger RMSE and 2.5 times larger Bias from AERONET -IWV (RMSE =5.48 mm, Bias =4.88 mm) compared with GPS IWV (RMSE =2.76 mm, Bias =2 mm). Finally, the results of the presented study provide good information about the overall quality of the MODIS and AERONET IWV data for the areas of atmospheric researches. The results of this study were comparable to previous studies conducted in Kanpur India and Beijing, China. The results obtained in this research provide valuable information to researchers in the fields of meteorology, climate, hydrology.

    Keywords: Water Vapor, MODIS, AERONET, GPS
  • Fariba Golreyhan, Khalil Valizadeh Kamran *, Davood Mokhtari, AliAkbar Rasouli

    Urmia Lake is one of the largest saline lakes in the world, which has greatly decreased in recent years. It has created many dangers and concerns especially concerning salt dust in its arid areas. Therefore, this research aimed to investigate the relationship between vegetation and dust in the cities around Lake Urmia. For this purpose, first, using MODIS images and NDVI index, changes in the vegetation of the region in 2010 to 2020 were determined, and then, using the MERRA-2 database, the dust concentration was extracted for the mentioned years. The results showed that the mean NDVI in the study area follows a steady trend with a total mean of 0.2957 and sometimes increases or decreases due to the influence of external factors such as dust. Accordingly, the highest rate (0.3495) of the average NDVI is related to 2018 and the lowest rate (0.2579) is related to 2013. Furthermore, to investigate the relationship between vegetation and dust, two methods of linear and logarithmic regression were used. Based on linear regression (0.7703) and logarithmic (0.7153), the findings showed that the highest determination coefficient between the two indicators was in May.

    Keywords: Salt Dust, Vegetation, Modis, MERRA-2, Lake Urmia
  • M. Khosravian, A. R. Entezari, M. Baaghideh, R .Zandi *

    Given the recent droughts, it has become increasingly valuable to plan for water resources management and conservation as well as the protection of local communities. Investigating the trend of water resource changes, especially those that are restricted and have undergone transformations over a short period of time, is applicable for optimal resource management. The present study aims to evaluate physical changes in Fars province's aquatic zones, i.e. Bakhtegan, Tashk, Maharloo, and Parishan lakes, using the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) service and its relationship with precipitation over the period 2001-2017. Due to land-use and precipitation changes, the areas of these aquatic zones have decreased dramatically. As the results show, the area of the province's water surface along with the wetland class was 1346.31 km2 in 2001, comprising 1.09% of the total land use of the province, while the amount of water in the province (wetland and aquatic land-use classes) was 99.59 km2 (about 0.75%) in 2017. This indicates a decline of more than 25%. Then, using precipitation data, the relationship between the area of aquatic zones and the precipitation rate was measured. The results indicated a direct and positive correlation between these two factors as 0.76. The highest precipitation concentration was observed in the studied aquatic zones. The reverse was also true in the years when the lakes reached their minimum areas.

    Keywords: Water Resources, Land-use, Precipitation, MODIS, Fars Province
  • S. A. Hashemi Monfared *, K. Zoraghi, M. Azhdary Moghaddam, M. Dehghani Darmian, A. Abdollahi

    Every year, significant amounts of freshwater are disappeared from watersheds by evaporation. Many regions of the world have been struggling with arid and semi-arid climates in recent decades. The problem of water shortage that is induced by water evaporation from lakes and water reservoirs or water use for irrigation and domestic consumption has turned into a grave challenge, especially in summer. The present experimental study focuses on the accurate measurement of evaporation and presents a novel approach to decreasing this phenomenon in the south-east of Iran (Zahedan). For this purpose, four ponds with dimensions of 120x95x70 (length, width, and depth) were constructed in Zahedan’s Meteorological Organization field in order to be compared with the results of induced class-A evaporation pan. Two daily time periods (30 days) were selected to measure hydrologic parameters with respect to the spring and summer conditions as well. After the experimental results were evaluated, six relations were extracted for the accurate estimation of evaporation in arid zones. Finally, a composition type of glass physical covers was fabricated and used to decrease evaporation. The cover was made of waste glass, rubber and some glue for the buoyancy. Solar radiation and air free oxygen were allowed to be in contact with the water surface. The results showed that the rate of evaporation decreased by up to 40 percent using these covers just for the 50 percent of the surface covering.

    Keywords: Evaporation, Physical coverage, Arid zone, LST, MODIS, Class-A evaporation pan
  • R. Zandi *, A. Entezari, M. Khosravian

    It is crucial for environmental planning, land management, and sustainable development to be aware of the quantitative and qualitative characteristics of land changes. The use of vegetation maps is one of the important pillars of generating information for macro and micro planning. The present study employed the time and place of vegetation in Fars province. The data were derived from Landsat satellite data of OLI and ETM sensors for a 30-year period from 1986 to 2017, and the NDVI index was calculated. Moreover, quantitative values were classified for qualitative changes in vegetation. The index was classified into three groups: rich, poor, and vegetation-free. Temperature changes at the ground level were calculated using MODIS imagery for the studied period. The results revealed that quantitative and qualitative changes of vegetation over the studied 30 years was significant so that the vegetation-free areas were increased by 107.49, the areas with poor vegetation were decreased by 366.56 hectares, and the rich vegetation cover was decreased by 455.55 ha. The largest reduction in the area was related to the lands with rich vegetation. Investigating the surface temperature of the province with MODIS imagery demonstrated the rise in the surface temperature. The temperature difference was more than 3° (from -2.8°C to 0.96°C), and the highest temperature drop was observed in the eastern and central areas of the province. Finally, to investigate the relationship between vegetation and LST, the annual contamination lines were plotted along with the difference in NDVI over the studied period. The results revealed that in most areas with lower temperatures, the vegetation cover was denser. The statistical analysis between drought and vegetation indicated a significant relationship between these two factors.

    Keywords: Vegetation changes, Landsat, NDVI, LST, MODIS, Fars Province
  • معصومه ندری، مهدی آخوندزاده هنزائی*

    زلزله یکی از مخرب‎ترین بلایای طبیعی است که به طور جامع پیش بینی آن تاکنون محقق نگشته است. تحقیقات پیشین نشان داده‎اند به کمک داده‎های سنجش از دور می‎توان به اطلاعاتی دسترسی پیدا کرد که نشان‎دهنده رابطه‎ای معنادار بین وقوع نابهنجاری در تغییرات برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی با وقوع زلزله هستند. این پارامترهای فیزیکی و شیمیایی همان پیش نشانگرهای زلزله هستند. یکی از پیش نشانگرهایی که ارتباط آن با زلزله‎های ساحلی در سال‎های اخیر مورد مطالعه برخی از پژوهشگران واقع شده، میزان کلروفیل موجود در سطح آب است. پارامتر کلروفیل-‎‎آ از طریق روش‎های مختلفی از جمله روش‎های آزمایشگاهی طیف سنجی، اندازه‎گیری فلورسانس کلروفیل و یا از طریق داده‎های ماهواره‎ای و با بکارگیری الگوریتم‎های شاخص رنگ (CI) و نسبت باند‎ریلی (OCX) و غیره بدست می‎آید. با بررسی سری‎های زمانی کلروفیل پنج زلزله بزرگ حاصل از محصولات سنجنده مودیس  (MODIS) بر روی سکوهای آکوا (Aqua) و ترا (Terra) و با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی مشاهده شد که  انتشار انرژی حرارتی و گازهای متصاعد زمین بر اثر فعالیت‎های صفحات تکتونیکی و یا دیگر فعالیت‎های فیزیکی و شیمیایی پوسته زمین قبل، هنگام و بعد از وقوع زلزله‎های ساحلی و نزدیک به ساحل می‎تواند به تغییر در میزان کلروفیل سطح آب منجر شود و این پارامتر می‎تواند به عنوان یک پیش نشانگر زلزله در تحقیقات بعدی مورد بررسی قرار گیرد.

    کلید واژگان: زلزله, کلروفیل, جنگل تصادفی, مودیس, ناهنجاری
    M. Nadri, M. Akhoondzadeh Hanzaei*

    Earthquake is one of the most devastating natural hazards which efforts to predict the time, location and magnitude of it have not been yet completely successful. Remote Sensing data is proved to be an effective source of information about lithospheric and atmospheric activities around the impending earthquakes which are referred to as earthquake precursors. The issue of detecting anomalies in these precursors has been interesting to many researchers. One of the precursors that has been taken into consideration by the researchers, is the chlorophyll-a (chl-a) concentration on the sea surface. Since, over %70 of the Earthchr('39')s surface is covered by water and many seismic active faults are located in coastal belts of the continents, the behavior of oceanic earthquake-related parameters such as Sea Surface Temperature (SST), surface latent heat flux, upwelling index and chl-a, is of particular importance. Elastic strain in rocks, formation of micro-cracks, gas release and other chemical or physical activities in the Earthchr('39')s crust before and during earthquakes has been reported to cause changes in oceanic parameters. Chl-a parameter is obtained through various methods including laboratory methods of spectroscopy, chlorophyll fluorescence measurement or through satellite data using Color Index (CI) and Raily band ratio (OCX) algorithms etc. Changes from time to time in plankton population in ocean surface and chl-which is the indicator of the primary productivity of phytoplankton biomass in the ocean, can be continuously monitored from space by Ocean Color sensors. In this study, MODIS on Aqua and Terra products were used to examine the pattern of variations of chl-a. By examining the chlorophyll time series of five large earthquakes produced by MODIS sensor products on Aqua and Terra platforms and using a random forest algorithm, it was observed that the release of thermal energy and ground gases due to the activity of Tectonic plates or other physical and chemical activities of the earthchr('39')s crust before, during and after coastal and near-coastal earthquakes can lead to changes in the amount of chlorophyll in the water surface and this parameter can be used and investigated as an earthquake precursor in future research. The results showed that chlorophyll-a levels exceeded the permissible limits 51, 48, 46 and 28 days before the Gujarat earthquake by 85, 45, 15 and 35%, respectively. In the 2004 Sumatra earthquake in the 20 days before and 18 days after the earthquake, the percentage of chlorophyll-a parameter crossing the upper limit was 110 and 190, respectively. In the 2006 Java earthquake, 42 days before, 15 and 16 days after the earthquake, the amount of chlorophyll-a suddenly changed to 136.84, 52.63 and 107.89% of the allowable threshold. In two other studies, this amount is equal to 199.87, 25, 150 and 190% more than allowable limit, respectively, on the 44th and 34th days before, on the day of the earthquake and 13 days after the Chile earthquake, and 321.42, 50 and 160.71% more than allowable limit 7 and 4 days before and 17 days after the earthquake in Mexico.  In addition, the clear superiority of the Random Forest (RF) algorithm in correct detection of anomalies showed that RF algorithm can be introduced as an effective tool in anomaly detection in time series.

    Keywords: Earthquakes, Chlorophyll-a, Random Forests, MODIS, Anomaly
  • سارا نخعی نژادفرد، حمید غلامی، داود اکبری *

    در پژوهش حاضر، به منظور تهیه نقشه فرسایش خاک در استان خراسان جنوبی از تکنیک ادغام تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 و مادیس و الگوریتم طبقه‌‌بندی ماشین بردار پشتیبان (SVM) استفاده گردید. برای این منظور از سه لایه اطلاعاتی نقشه کاربری اراضی، شیب و پوشش گیاهی استفاده شد. در روش پیشنهادی جهت تهیه نقشه کاربری اراضی، چهار الگوریتم طبقه‌بندی نظارت‌شده بیشینه احتمال، فاصله ماهالانوبی، حداقل فاصله و شبکه عصبی مصنوعی با رویکرد باند مادون قرمز حرارتی به کار گرفته شد. جهت تهیه نقشه پوشش گیاهی، شش الگوریتم ادغام، NNDiffuse، HPF، Brovey، Gram-Schmidt، PC و CN، استفاده شد. از نقشه DEM ماهواره ASTER، جهت تهیه نقشه شیب منطقه استفاده گردید. نتایج آزمایشات صورت گرفته نشان می‌‌دهد که الگوریتم بیشینه احتمال به همراه باند حرارتی بیشترین دقت را در تهیه نقشه کاربری اراضی دارد. همچنین الگوریتم NNDiffuse از دقت مطلوب‌تری جهت ادغام باندهای قرمز و مادون قرمز نزدیک لندست 8 و مادیس برخوردار است. پس از تهیه نقشه کاربری اراضی، شیب و سه نقشه پوشش گیاهی حاصل از تصاویر لندست 8، مودیس و ادغام لندست 8 و مودیس، سه نقشه فرسایش با کاربرد الگوریتم SVM تهیه گردید. نتایج نشان می‌‌دهد که بیش‌ترین مقدار ضریب کاپا، (1/69)، مربوط به نقشه فرسایش حاصل از تصویر لندست 8 و کم‌ترین مقدار، (1/57)، مربوط به تصویر مودیس است. ادغام تصویر لندست 8 و مودیس، مقدار ضریب کاپا را به 3/67 درصد افزایش داد.

    کلید واژگان: ادغام تصاویر ماهواره ای, لندست 8, مودیس, طبقه بندی SVM, نقشه فرسایش
    Sara Nakhaei Nejadfard, Hamid Gholami, Davood Akbari

    Landsat 8, Modis and Support Vector Machine (SVM) classification algorithm are used to map soil erosion in South Khorasan province in the present study. For this purpose, three information layers of land use map, slope and vegetation are used. In the proposed method to prepare the land use map, four supervised classification algorithms of maximum likelihood, Mahalobani distance, minimum distance and artificial neural network with thermal infrared band are used. Six integration algorithms of NNDiffuse, HPF, Brovey, Gram-Schmidt, PC and CN are used to prepare the vegetation map. The ASTER satellite DEM map is used to prepare the slope map of the area. The results of the experiments show that the maximum likelihood algorithm with thermal band is the most accurate in land use mapping. The NNDiffuse algorithm is also more accurate for integrating the red and infrared bands near Landsat 8 and Modis. After preparing the land use, slope and three vegetation maps derived from Landsat 8, Modis and Landsat 8 and Modis integrated images, three erosion maps are prepared using SVM algorithm. The results show that the highest value of Kappa coefficient (69.1) is related to the erosion map obtained from Landsat 8 and the lowest value (57.1) is related to Modis image. The integration of Landsat 8 and Modis increases the kappa coefficient to 67.3 %.

    Keywords: Satellite Images Integration, Landsat 8, Modis, SVM Classification, Erosion Map
  • علی شمس الدینی*، فاطمه مددی

    آب و هوا، عامل اصلی تغییرات دمای سطح زمین است و دمای سطح زمین یک متغیر مهم در مطالعات اقلیمی و زیست محیطی محسوب می شود و محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از داده های سنجش از دور نیازمند محاسبه دقیق ضریب گسیلمندی می باشد. در بحث مطالعات حرارتی نیاز به تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا می باشد چون در مناطق شهری به دلیل تراکم انواع کاربری ها استخراج اطلاعات در پیکسل های مختلط کار دشواری خواهد بود. در این تحقیق از تصاویر ماهواره ترا، محصولات سنجنده مادیس (MOD021KM,MOD11A1,MOD05) مربوط به سال 2012 - 2013 و تصاویر لندست TM5- مربوط به سال 2010 و داده های ساعتی هواشناسی استفاده گردید. در این پژوهش به منظور محاسبه دمای سطح زمین از روش پنجره مجزا و قانون پلانک استفاده گردید و همچنین روش های مختلف استخراج گسیلمندی شامل روش طبقه بندی، روش شاخص تفاضل گیاهی نرمال شده، روش ضریب گسیلمندی نرمال به منظور استخراج گسیلمندی بکارگرفته شد تا  در کنار محصولات گسیلمندی مادیس (MOD11A1) به منظور تهیه نقشه دمای سطح زمین مورد مقایسه قرارگیرند. در این راستا امکان ادغام داده های گسیلمندی مستخرج از روش های مختلف نیز مورد بررسی قرارگرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد روش شاخص تفاضل گیاهی نرمال شده و روش ترکیب با استفاده از میانه گیری داده های گسیلمندی مناسبی را برای محاسبه دمای سطح زمین فراهم می آورند. همچنین در محاسبه دمای سطح زمین، روش پلانک در باند 31 و 32 دقت  بالاتری را  نسبت به روش پنجره مجزا ایجاد می نماید.

    کلید واژگان: دمای سطح زمین, پنجره مجزا, ادغام گسیلمندی ها, مادیس
    A. Shamsoddini*, F. Madadi

    Land surface temperature (LST) is one of the most important variables required in environmental and climatological studies. In order to calculate LST, accurate emissivity is needed. Recently, several methods have been developed to calculate LAST and emissivity. Some of these methods estimate LST based on a pre-known emissivity, while the others calculate LST and emissivity, simultaneously. LST mapping in urban areas can be difficult due to the high variation of the land cover and the formation of mixed pixels. Accordingly, the LST calculation based on the emissivity derived from a single method can be erroneous, especially using a low spatial resolution image in the urban areas. Integration of the emissivity values derived from different methods seems to be an effective solution in this situations. In this study, LST was calculated using Split Window and Planck Law methods for Tehran city. Three different methods including classification, normalized difference vegetation index (NDVI)-based method, and normalization emissivity method were applied to derive emissivity from MODIS images. NDVI-based method is a common method used NDVI thresholding to determine the emissivity of different pixels. In classification method, each pixel is classified into one of 14 classes for which the emissivity is known. Normalization emissivity method assumes a constant value as emissivity for a pixel in different bands to calculate temperature for these bands and then the maximum temperature derived through, is used for calculation of emissivity coefficients which are used for actual LST calculation using Planck function. In addition, MODIS emissivity product (MOD11A1) was used to compare with the emissivity derived from the other methods. In order to implement this study, the remotely sensed data including Landsat-TM data acquired in 2010, and MODIS products (MOD021KM, MOD05, MOD11A1) acquired in 2012 to 2013 were downloaded. Temperature data measured by three meteorological stations around Tehran were provided to validate the results. In order to integrate the emissivity values, averaging and median methods were used to fuse the emissivity values derived from three methods and MODIS emissivity product. The results showed that NDVI-based method produces more accurate emissivity as the LST calculated based on this emissivity was more accurate than that derived from other emissivity values. Fusing the emissivity values through mean and median methods, the fused emissivity values were used for calculating LST using Planck’s equation and Split Window methods. It was shown that the fused emissivity derived from averaging method can improve the accuracy of the LST maps derived from each emissivity method. Moreover, Planck Law performed better for calculating LST using MODIS bands 31 and 32 with error of 1.6 and 1.63 Kelvin degrees, respectively, compared to that derived from Split Window method.

    Keywords: Land Surface Temperature Mapping, Split Window, Emissivity Fusion, MODIS
  • نبی الله غلامی *، محمدرضا مباشری

    کمیت رطوبت خاک یکی از پارامترهای کلیدی در  ارزیابی خشکسالی و تغییرات اقلیمی محسوب می شود. پایش بهنگام و دقیق این کمیت در مقیاس های منطقه ای و جهانی به کمک سنجش از دور یک راهکار سودمند محسوب می گردد. تا کنون روش های مختلفی برای برآورد رطوبت سطح خاک از داده های ماهواره ای ارائه شده است. استفاده از روش های مبتنی بر محدوده کوچکی از طیف الکترومغناطیسی در قالب شاخص های منفرد، نمی تواند راه حل مناسبی برای برآورد رطوبت سطح خاک در حوزه سنجش از دور مرئی و حرارتی باشد. استفاده منفرد از یک شاخص محدودیت های خاص خود را به همراه دارد. این محدودیت ها می تواند شامل میزان تاثیر پذیری از شرایط جوی، هندسه تصویربرداری، توپوگرافی و ویژگی های خاک باشد. بنابراین استفاده از تمامی پتانسیل محدوده طیف الکترومغناطیسی (باندهای مرئی، مادون قرمز نزدیک و طول موج کوتاه و حرارتی) در قالب ترکیبی رگرسیونی از شاخص های طیفی، می تواند در بهبود دقت برآورد رطوبت سطح خاک موثر باشد. در این تحقیق ابتدا میزان همبستگی تعداد 20 شاخص ارائه شده در حوزه تخمین رطوبت سطح خاک با مقادیر رطوبت اندازه گیری شده زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه شاخص ها به ترتیب اولویت قدر مطلق ضریب همبستگی خطی و نمایی و به تدریج به یک مدل خطی افزوده شدند و  عملکرد این روند از نقطه نظر دقت برآورد رطوبت سطح خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل بهینه تخمین رطوبت سطح خاک رگرسیونی خطی از شاخص های LST-VSDI-NDWI-SASI به دست آمد که با بهبود دقتی به میزان (RMSE=0.048) همراه بود. از طرف دیگر، با توجه به این که خاک ها سطح اشباع شدگی متفاوتی دارند، منطقی خواهد بود که مدلسازی آن ها هم براساس دسته بندی نوع بافت خاک صورت پذیرد. بنابراین مدل خطی رطوبت سطح خاک برای سه مجموعه داده با کلاس های خاک متوسط بافت، نسبتا درشت بافت و درشت بافت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که، مدل تخمین رطوبت برای خاک های متوسط بافت در مقایسه با خاک های درشت بافت خوانش نسبتا خوبی با مقادیر رطوبت اندازه گیری شده را دارد (RRMSE=29%..., RRMSE=0.032). به عبارت دیگر مدل برآورد رطوبت به همه انواع خاک ها تعمیم پذیر نمی باشد و خاک های درشت دانه به واسطه ی خاصیت گرانروی بالا توان حفظ مقادیر محسوسی از رطوبت را نداشته و در تعامل با امواج الکترومغناطس رفتار کم معناتری را از خود نشان می دهند. در نقطه ی مقابل، خاک های با بافت نرم و ریزدانه به واسطه کاهش محسوس رفتار مویینگی در آن ها، تعامل معنادارتری را در هنگام برهمکنش با امواج الکترومغناطیس نشان می دهند.

    کلید واژگان: رطوبت خاک, بافت خاک, شاخص طیفی خاک, سنجش از دور, MODIS
    M. R. Mobasheri, N. Gholami *

    Soil moisture content (SMC) is one of the most significant variables in drought assessment and climate change. Near-real time and accurate monitoring of this quantity by means of remote sensing (RS) is a useful strategy at regional scales. So far, various methods for the SMC estimation using a RS data have been developed. The use of spectral information based on a small range of electromagnetic spectrum in the form of a single index cannot be a suitable way to estimate the moisture content in the optical and thermal RS. Single use of each index has its own limitations. These limitations can include the effect of atmospheric conditions, solar illumination geometry, topographic conditions and soil characteristics. Therefore, the use of all potential of the electromagnetic spectrum (visible to short-wave infrared bands) in the form of regression combinations of spectral indices might be useful in improving the accuracy of SMC estimation. In this study, at first, the correlation of 20 indices commonly used in soil moisture estimation studies with in situ soil moisture measurements were evaluated. In the next step, based on the correlation results, the indices gradually were added into the soil moisture linear regression and the accuracy of each stage was evaluated. The best SMC estimation model was included the linear regression made of LST, VSDI, NDWI and SASI indices. This ended up with and improvement accuracy (RMSE = 0.048). Soil texture is one of the most important factors in the estimation of SMC by means of RS data especially in optical and thermal regions of spectrum. On the other hand, due to the fact that the soils have different levels of porosities, it seems that the SMC modelling should be based on soil texture. Therefore, the SMC model was evaluated for three dataset, medium textured, moderately coarse texture and coarse texture soils. The results showed that the medium texture soils have a profound relationship with in situ measured compared to coarse texture soils (RRMSE=29%…, RRMSE=0.032). On the other words, the SMC model is not generalizable for all soil types. The results showed an inverse relationship between the accuracy in the SMC estimation and the soil particle size. In other words, the accuracy of the SMC model decreased by the increase in soil particle size. In the case of medium texture soils, better response to the SMC estimation have been seen in optical bands. Coarse texture soils such as sandy soil, because of porosity, water penetrates rapidly and freely inside the soil due to the force of gravity and show a lower water content capacity. On the contrary, medium texture soils have the ability to retain more water in their textures and the length of capillary rise in these soils is greater than those of coarse texture soils. Thus, moisture variations in this type of soils have a greater effect on the soil spectral responses compared to the coarse texture soils where the results of the SMC modelling for loamy medium texture soils approves this.

    Keywords: Soil Moisture Content, Soil Texture, Soil Spectral Index, Remote Sensing, MODIS
  • ارسلان قربانیان*، علی محمدزاده
    بدست آوردن اطلاعات مکانی دقیق در مورد میزان غلظت و نحوه پراکندگی آلاینده ها در سطح شهر از اهمیت بالایی برخوردار است. ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون از جمله آلاینده های موجود در شهرها می باشد که به دلیل داشتن اثرات مخرب جدی بر روی سلامت افراد جامعه و محیط زیست بسیار مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته اند. بدین منظور ایستگاه های آلودگی سنجی که توانایی اندازه گیری مقادیر آلاینده های متفاوت را دارند در سطح شهر قرار داده شده اند. اگرچه این ایستگاه ها مقادیر آلاینده ها را با دقت بالایی اندازه گیری می کنند لیکن از نظر مکانی دارای پیوستگی نبوده و تنها مشاهدات نقطه ای را در اختیار می گذارند. برای بر طرف کردن این مشکل می توان از تصاویر و یا محصولات سنجش از دوری در کنار اندازه گیری های زمینی جهت تخمین مقدار آلاینده ها با پیوستگی مکانی و تولید نقشه آلودگی استفاده نمود. در این تحقیق از اطلاعات ثبت شده توسط 13 ایستگاه اندازه گیری در کنار تصاویر سنجنده مادیس برای تخمین مقدار آلاینده ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون و تولید نقشه های آلودگی شهرستان تهران استفاده شده است. در این تحقیق به جای استفاده از تصاویر عمق نوری هواویز که غالبا در زمینه آلودگی مورد استفاده قرار گرفته اند از تصاویر بازتاباندگی ظاهری سهم هواویز استفاده شده است. در این زمینه تحقیقات محدودی بر روی عملکرد تصاویر بازتابندگی ظاهری سهم هواویز صورت گرفته است که این مسئله لزوم انجام تحقیقات بیشتر برای بررسی کارایی تصاویر بازتابندگی ظاهری سهم هواویز را نشان می دهد. در این تحقیق هدف بررسی عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی برای مدل سازی و برقراری ارتباط بین مقادیر بازتابندگی ظاهری سهم هواویز و مقادیر اندازه گیری شده زمینی می باشد. نتایج تحقیق بر روی 12 روز با بالاترین میزان همبستگی 9805/0 نشان دهنده کاربرد و توانایی بالای شبکه عصبی مصنوعی در این حوزه می باشد. علاوه بر مدل سازی روزانه یک شبکه عصبی مصنوعی با بالاترین میزان همبستگی 503/0 برای تمام روزهای مورد بررسی به صورت کلی آموزش داده شده است.
    کلید واژگان: بازتابندگی ظاهری سهم هواویز, ذرات معلق با قطر کمتر از 10 میکرون, شبکه عصبی, نقشه پراکندگی آلودگی, سنجنده مادیس
    A. Ghorbanian*, A. Mohammadzadeh
    Obtaining reliable estimation and information about particulate matters (PM) with aerodynamic diameter less than 10 micron is crucial. This is due to the PM10 serious negative impact on human health and environment. Therefore, studying the concentration and spatial pattern of the PM10 in urban cities, especially populated and industrial cities, has become a popular an important subject for researchers. For this purpose, several pollution stations have been established in different part of cities. These stations have the capability of measuring and recording the concentration amount of various pollutant including PM10, PM2.5, and etc. however, pollution stations can measure the concentration amount of various stations precisely, their measurements are not spatially connected and only spars point observations are provided. One of mostly used and efficient methods to solve this problem is to use remote sensing data. Aerosol optical depth (AOD) and aerosol contribution to apparent reflectance (ACR) are two mostly used remote sensing data which have been used to study the concentration and spatial pattern of PM10. In this study, we have adopted to use ACR images instead of AOD based on three reasons including their higher spatial resolution, spatially connected (without any gap), and at last the absence of aerosol robotic network (AERONET) for AOD retrieved values evaluation in our study area. ACR images can be generated though a relation using red and SWIR (2.1 µm) bands. In particular, we can estimate the surface reflectance (SR) of the Red band from top of atmosphere reflectance (TOAR) of the SWIR (2.1 µm) band. This is possible based on an assumption that the aerosol’s effect on SWIR band is negligible because of its higher wavelength. After the estimation of Red band SR, the difference between Red band SR and TOAR can be an illustration of the amount of atmospheric reflectance. In this study, moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS) level-1B images identified as MOD02HKM with 500 m spatial resolution for 12 days over Tehran, Iran have been utilized. Their corresponding ground measurements of PM10 concentration from 13 pollution stations spread have been used. We have used artificial neural networks to develop the model to estimate the PM10 concentration from ACR data. This has been done in two different approaches including daily modeling (each day separately) and overall modeling (using 12 days data together). Artificial neural networks with one, two, and three hidden layers and sigmoid transfer function using the levenberg-marquardt algorithm are employed to model the relation between ACR values and corresponding PM10 concentration. Also, pollution maps are generated to investigate the spatial pattern of the PM10. In daily modeling artificial neural networks with one, two, and three layer(s) achieved 0.769, 0.806, and 0.848 R2 values respectively, representing the higher capabilities of artificial neural networks with more hidden layer. However, it should be noted that the increase in the number of hidden layer will result in overfitting of the model to the training part of data. Finally, the overall modeling using artificial neural networks with one, two, and three hidden layer(s) obtained 0.412, 0.499, 0.503 R2 values.
    Keywords: ACR, PM10, Neural Network, Spatial Distribution, MODIS
  • سبا قطبی، سعید ستوده یان، محمد ارحامی *

    تعیین غلظت ذرات معلق (آلاینده یی تاثیرگذار) در کلان شهرها، نیازمند استفاده از ایستگاه های متعدد پایش است. استفاده از پارامترهای ماهواره یی با پوشش مکانی و زمانی کامل، جایگزین روش غیراقتصادی افزایش تعداد ایستگاه ها شده است. هدف از مطالعه ی حاضر یافتن مدلی جهت دست یابی رابطه ی موجود بین غلظت ذرات معلق با سایز کمتر از 10 میکرومتر و پارامتر عمق اپتیکی ذرات معلق به دست آمده از سنجنده های ماهواره یی است. مدل آثار اختلاط خطی جهت بیان رابطه ی استفاده شده و به منظور بهبود عملکرد مدل از پارامترهای هواشناسی استفاده شده است. پارامتر عمق اپتیکی ذرات معلق از سنجنده ی مودیس (2009) استخراج شده است. مدل پیشنهادی، 77\٪ از تغییرات غلظت ذرات معلق سطح را توصیف می کند $ (R=0. 88) $. ضریب تعیین غلظت اندازه گیری و پیش بینی شده در اعتبارسنجی متقاطع 0٫61 است $ (R=0. 78) $. بهترین عملکرد مدل در فصل پاییز)$R M S E=15. 4$ (و ضعیف ترین عملکرد در فصل تابستان با ($R M S E=19. 3$) بوده است. علی رغم کاهش دقت در پیش بینی غلظت ذرات معلق در تابستان، عملکرد کلی آن همچنان قابل اطمینان است.

    کلید واژگان: سنجش از دور, $-R M{P M-{10}}$, مدل آثار اختلاط, AOD, MODIS
    S. Ghotbi, S. Stodian, M. Arhami *

    Determination of particulate matter (PM) levels, as one of the most important pollutants, requires dense monitoring stations network in megacities. Extending monitoring network, especially in regions with sparse monitoring sites, needs a signi cant economic source and may be rejected due to feasibility considerations. During the last decade, remotely sensed atmospheric data are known as a cost- e ective way with appropriate and comprehensive spatial and temporal coverage to estimate ground-based PM concentrations. In this regard, aerosol optical depth (AOD), which represents the amount of aerosol in the column of atmosphere, was used as an independent satellite derived product to predict PM values in monitoring stations. Also, meteorological variables can be used as auxiliary parameters to improve model performance during validation period. In this study, a statistical model was developed using AOD along with e ective meteorological parameters to estimate ground level of PM10 (particulate matters with aerodynamic diameter less than 10m). AOD was extracted from 6 collections 6 of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) by 3 km spatial resolution over Tehran during Marchof 2009. Meteorological variables can specify vertical distributions in atmospheric November column and optical properties of PM, and they are capable to improve AOD and PMs relationship. So, to improve the model performance, model it is developed by meteorological parameters. The meteorological parameters were collected from synoptic stations in Tehran, every 3 hours, during the study period. The linear mixed e ect model was tted into all independent variables to examine their in uence on PM10 concentrations. The results showed that the proposed model could explain concentration accurately with relative high correlation coecient of the variation of daily PM10 ( R2 = 0.77 ). Statistical model performance was acceptable during cross validation with 0.88 (R2 = 0.61 ). The model had the best performance during correlation coe cient of 0.78 autumn with root mean square error (RMSE) of 15:4g/m3, while the worst one occurred in summer with RMSE of 19:3g/m3.

    Keywords: Remote Sensing, PM10, AOD, Mixed E Ectmodel, MODIS
  • ارسلان قربانیان*، علی محمدزاده

    وجود ذرات معلق کوچکتر از 10 میکرون تاثیرات مخرب جدی بر روی سلامت افراد جامعه خواهد داشت. بنابراین داشتن اطلاعات در مورد میزان غلظت و نحوه پراکندگی آنها در شهر از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد. امروزه از ایستگاه های آلودگی سنجی در محدوده شهر برای اندازه گیری غلطت آلاینده ها استفاده می شود. اگرچه این ایستگاه ها مقادیر آلودگی را با دقت بالایی اندازه گیری می کنند اما به دلیل محدودیت تعداد آنها از لحاظ مکانی پیوستگی ندارند. برای حل این مشکل می توان از تصاویر سنجش از دوری برای برآورد میزان غلظت ذرات و تولید نقشه های پراکندگی آلودگی استفاده نمود. در این تحقیق به جای استفاده از داده های عمق اپتیکی که به طور غالب در بررسی و مطالعه آلودگی توسط محققان مورد استفاده قرار می گیرد، از تصاویر بازتابندگی ظاهری سهم هواویز بدست آمده از تصاویر سنجنده مادیس استفاده می کنیم. مزیت استفاده از تصاویر بازتابندگی ظاهری سهم هواویز نسبت به داده های عمق اپتیکی پیوستگی مکانی و قدرت تفکیک مکانی بهتر آنها می باشد. تولید نقشه روزانه آلودگی برای 8 روز در سال 1396 در شهر تهران با استفاده از برقراری رگرسیون بین مقادیر بازتابندگی ظاهری سهم هواویز و مقادیر اندازه گیری شده غلظت ذرات معلق کوچکتر از 10 میکرون انجام شده است. بررسی عملکرد رگرسوین های خطی، نمایی، لگاریتمی و نمایی از جمله اهداف این تحقیق می باشد. میانگین مجذور همبستگی رگرسیون های خطی، نمایی، لگاریتمی و توانی به ترتیب برابر با 5912/0، 5826/0، 5808/0، 5782/0 بدست آمده است. براساس نتایج بدست آمده رگرسیون نمایی بهترین عملکرد را برای تولید نقشه پراکندگی آلودگی داشته است.
    کلید واژگان: بازتابندگی ظاهری سهم هواویز, PM10, رگرسیون غیرخطی, نقشه پراکندگی آلودگی, سنجنده مادیس
    A. Ghorbanian*, A. Mohammadzadeh
    Particulate matters (PM) with an aerodynamic diameter less than 10 microns will cause serious damages to human health. Moreover, their presence can have a critical impact on climate change, global warming, and earth radiance budget. Therefore, obtaining precise information about their concentration and spatial distribution is crucial for public health and environmental studies. High concentration of PM10 can be named as a major environmental and public health problems especially for industrial and populated cities around the world. Thus, policymakers and environmental organizations have decided to establish pollution station to measure various pollutants including PM10. Obviously, it is not possible to establish many pollution stations based on economic justifications so, an only limited number of these instruments are located in every city. However these instruments can measure and record the PM10 concentration with high precision, they only provide sparse point observations. In this case, remote sensing data can be utilized to fill this gap and solve the existing discontinuity problem. Generally, two kinds of remote sensing data which have a good representation of existing pollutant in the atmosphere can be used for this purpose. Aerosol optical depth (AOD) and aerosol contributions to apparent reflectance (ACR) are two of these data. ACR images can be simply calculated from each satellite image consisting of Red and SWIR (2.1 µm) bands. This could be achieved by estimating the surface reflectance (SR) of the Red band from the top of atmosphere reflectance (TOAR) of the SWIR band. Then, the difference of SR and TOAR of the Red band can be a representation of the amount of atmosphere reflectance related to existing pollutants. In this study, we have used ACR images instead of AOD data to estimate PM10 concentrations and produce PM10 pollution maps for Tehran city in Iran based on three reasons. First, they have better spatial resolution and second, they are spatially continuous in contrast to AOD data which include much gaps in the study area due to dark target limitations for AOD value retrieval. Lastly, an aerosol robotic network (AERONET) station is not located in this area which is required to evaluate the precision of retrieved AOD values. MODIS level-1B images named MOD02HKM for 8 days in 2017 with corresponding ground measurements of PM10 concentrations from 14 pollution stations have been utilized in this area. Four different regression model including linear, exponential, logarithmic, and power regressions are employed to estimate PM10 concentrations and produce pollution map. Three criteria of R square, the correlation between estimated and observed (measured) PM10 concentrations, and root mean square error (RMSE) are employed to investigate the performance of four regression models. Based on the R square criterion, the linear regression model with 0.5912 performs better than exponential, logarithmic and power regressions with 0.5826, 0.5808, and 0.5782 R square values respectively. Since we have observed different performance from four regression model based on three evaluation criterion, we have applied a ranking method based on the evaluation criterion to determine the best regression model. Based on the ranking, we recognize that the exponential regression model performs better than linear, logarithmic and power regressions.
    Keywords: ACR, PM10, Non-Linear Regression, Spatial Distribution, MODIS
  • اسلام جوادنیا، علی اکبر آبکار
    گرد و غبار از طریق کاهش انرژی خورشیدی رسیده به سطح زمین، اقلیم و چرخه هیرولوژیکی را تحت تاثیر قراد داده و پیامدهای زیست محیطی نامطلوبی بر جا می گذارد. خاورمیانه از جمله مناطقی در جهان است که بیشترین گزارش طوفان های گرد و غباری را داشته است. در این تحقیق طوفان گردوغباری رخ داده در جولای 2009، با استفاده از عمق اپتیکی هواویز (AOD) بدست آمده توسط الگوریتم ساده شده بازیابی هواویز (SARA) و داده های زمینی اندازه گیری شده در ایستگاه آئرونت، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. بیشینه AOD بدست آمده در منطقه در روز 4 جولای بود، بطوریکه AOD در این روز در کویت، اهواز، خلیج فارس، بغداد و ریاض بترتیب به 44/1، 56/2، 07/1، 3 و 99/1 رسید. توزیع اندازه حجمی هواویز (VSD) اندازه گیری شده در ایستگاه آئرونت در روزهای گردوغباری به بیشینه مقدار و در روزهای غیر گردوغباری به کمترین مقدار رسید. خصوصیات اپتیکی استخراج شده از ایستگاه آئرونت از قبیل VSD، آلبیدوی پراکنش منفرد، پارامتر تقارن و شاخص ضریب شکست، بیانگر این بود که هواویزهای گردوغباری ناشی از طوفان در مقایسه با هواویزهای انسانی (آلودگی های صنعتی و وسایل نقلیه) سهم زیادی در منطقه دارد. تابش فرودی موج کوتاه خورشیدی در سطح (DSSR) و تابش خالص موج کوتاه خورشیدی در سطح (NSSR) با استفاده از مدل اقبال و محصولات جو و زمین مادیس (از قبیل بخار آب، ازن، موقعیت جغرافیایی وآلبیدوی سطح)، SARA AOD و اندازه گیری های زمینی (آلبیدوی پراکنش منفرد و پارامتر تقارن) بدست آمدند. اثرات تابشی هواویزهای گردوغباری بر روی تابش موج کوتاه فرودی (ARFDSSR) در روزهای مورد مطالعه (گردوغباری و غیرگردوغباری) بین 51- و 160- وات بر مترمربع و اثرات تابشی هواویزهای گردوغباری بر روی تابش خالص موج کوتاه (ARFNSSR) بین 39- تا 122- وات بر مترمربع بود. طوفان گردوغباری موجب کاهش 15 تا 20 درصدی DSSR در روزهای گردوغباری شد و این کاهش باعث افزایش 66 درصدی واداشت تابشی هواویز (ARF) در منطقه گردید. چنین شرایطی می تواند منجر به کاهش دما در بخش زیرین جو و سرمایش سامانه زمین گردد.
    کلید واژگان: طوفان گردوخاکی, AOD, آلبیدوی پراکنش منفرد, ARF
    Eslam Javadnia, A. A. Abkar
    The Middle East is one of the hot-spot regions that has reported the highest occurrence of dust storms. In this study changes in aerosol optical and radiative properties during dust storm over the Middle East on July 2009, was analyzed using retrieved Aerosol Optical Depth (AOD) from Simplified Aerosol Retrieval Algorithm (SARA) algorithm over study regions and ground-based observations from CIMEL Sunphotometer measurements at AERONET (AEronet RObotic NETwork AERONET) site at Kuwait University. Dust plumes captured well with the SARA AOD during dusty days. Maximum AOD values occurred on the 4 July in Kuwait, Ahvaz, Iran, the Persian Gulf, Baghdad and Riyadh where values of 1.44, 2.56, 1.07, 3.0, and 1.99 were recorded, respectively. The maximum aerosol volume size distributions (VSDs) at AERONET site occurred on dusty days and minimum VSDs on non-dusty days. The single scattering albedo (SSA) obtained higher values on dusty days compared to non-dusty days, for all wavelengths (440, 675, 870, and 1020 nm) at the AERONET site. The maximum SSA value of 0.99 occurred at a wavelength of 1020 nm, which is an indication of the dust aerosol. The asymmetry parameter (AP) obtained higher values at shorter wavelengths over the study period. The AP (AP-T) for both modes (fine and coarse) values were higher in the near infrared region than in the visible spectral region on both dusty and non-dusty days. The coarse AP (AP-C) values were higher in the visible spectral region than in the near infrared region on dusty days with the reverse being true on non-dusty days. The VSD, SSA, AP, and refractive index values on dusty days suggested that dust aerosols were predominant over anthropogenic aerosols in the study area. Effect of aerosol on Downward Surface Shortwave Radiation (ARFDSSR) on both dusty and non-dusty days ranged between -51 and -160 Wm−2 (average: -90 Wm−2) at the earth's surface. Effect of aerosol on Net Surface Shortwave Radiation (ARFNSSR) on both dusty and non-dusty days ranged between -39 and -122 Wm−2 (average: -69 Wm−2) at the earth's surface. Dust-induced turbid conditions caused significant extinction of 15–20%, in DSSR, resulting in an increase of 66% in aerosol radiative forcing (ARF) at the AERONET site at Kuwait University. The HYSPLIT back-trajectory analysis revealed that the air masses reached Kuwait from the western part of the Sahara Desert in northwest Africa and Saudi Arabia over the Middle East. Aerosol vertical profiles retrieved by the space-borne Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) reveal a well-mixed dust layer occurred over the study area. The aerosol types identified by CALIPSO in the near of the study regions include both dust and polluted dust, but dust aerosols were dominant over the anthropogenic (polluted) aerosols. The CALIPSO aerosol profile indicated a layer of thick dust extending from the surface to an altitude of about 6 km. The results of radiative forcing of dust storm in the Middle East show that mineral dust cause decrease of shortwave radiation and net radiation at the surface. Additionally the presence of mineral dust cause decrease of temperature at earth’s surface. So, dust directly influence the earth’s radiative budget and cause surface cooling.
    Keywords: Dust Storm, AOD, MODIS, AERONET, ARF
  • امید آذری *، علی محمدزاده
    جنگل ها 31 درصد از سطح خشکی ها را پوشش داده اند و نقش مهمی را برای بشر و طبیعت به همراه دارند. سالانه صدها مورد آتش سوزی در سطح کشور ایران رخ می دهد و هزاران هکتار از درختان و گیاهان را طعمه خود می سازد. به دلیل قرار گرفتن کشور ایران در کمربند خشک کره زمین و ناحیه پرفشار جنب حاره ای، شرایط جوی لازم جهت وقوع آتش سوزی جنگل ها و مراتع فراهم می باشد.
    آتش سوزی اثرات زیان باری نظیر تخریب چرخه طبیعت و محیط زیست، گرم شدن زمین، از بین رفتن پوشش گیاهی سطح خاک، خشک شدن خاک منطقه و... را در پی دارد. در نتیجه پیش بینی و جلوگیری از بروز گسترش آتش سوزی در این مناطق از اهمیت زیادی برخوردار می باشد، که به این منظور نیاز به شناسایی آتش در این مناطق و مطالعه روی نتایج است. در این تحقیق هدف بررسی روش های مختلف شناسایی آتش سوزی از دیدگاه سنجنده های مختلف در سنجش ازدور می باشد. همانطور که می دانید در حوزه سنجش ازدور به دلیل گسترش پرتاب ماهواره، انواع ماهواره و سنجنده های سنجش ازدوری وجود دارد که امکان شناسایی آتش سوزی را برای ما فراهم می سازد.
    در این تحقیق به بررسی شناسایی آتش سوزی توسط سنجنده های مختلف از جمله MODIS، AVHRR، HJ-IRS و Landsat پرداخته شده است. از بین سنجنده های مطالعه شده در این تحقیق نمی توان قطع به یقین گفت که کدام سنجنده بطور مطلق برای مطالعات شناسایی آتش سوزی مناسب است، بلکه بسته به روش و الگوریتمی که برای شناسایی آتش سوزی روی داده های سنجنده های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و با توجه به محدودیت های منطقه نتایج مختلفی بدست می آید. در کل می توان از تمامی سنجنده های دارای باند حرارتی و انعکاسی در شناسایی آتش استفاده کرد.
    کلید واژگان: شناسایی آتش, MODIS, AVHRR, HJ, IRS, Landsat
    O. Azari*, A. Mohammadzadeh
    Forests have covered 31 percent of the land surface and have an important role for mankind and nature. Hundreds of fires occur annually in Iran and thousands of hectares of trees and plants make their prey. Due to the country's arid belt of the Earth and subtropical high pressure zone, climatic conditions for the occurrence of forest and ranges fires are provided. Fire has harmful effects such as destruction of the cycles of nature and the environment, global warming, loss of vegetation, soil, dry soil and leads. As a result, predict and prevent the spread of fire in these areas is more important, that in order to detect fires in these areas and study the results. This study aimed to investigate various methods of fire detection sensors in remote sensing point of view. As you know, due to the expansion in the field of remote sensing satellite, a variety of remote sensing satellites and sensors that detect possible fires provides for us. In this study, the identification of fire by sensors such as MODIS, AVHRR, HJ-IRS and Landsat has been done. The sensors in this research study cannot be cut to an absolute certainty that one sensor is suitable for fire detection studies, but depending on the method and algorithm to detect fires on various sensor data is used and due to the limitations of the region and achieved mixed results. In general, we can use all of sensors with thermal and reflective bands to detect fire.
    Keywords: Fire Detection, MODIS, AVHRR, HJ, IRS, Landsat
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال