معرفی و بررسی کارایی الگوریتم های مختلف پردازش تصویر در تعیین زبری هیدرولیکی به کمک منحنی دانه بندی در رودخانه های بستر شنی

اهمیت و نقش زبری بستر در مدل های شبیه سازی رودخانه بر هیچ یک از متخصصان این حوزه پوشیده نیست. براین اساس، محققان برای تعیین اندازه زبری ذرات بستر، از روش های ساده ای چون اندازه گیری مستقیم با خط کش یا کولیس یا دانه بندی با الک تا سالیان متمادی استفاده می کردند. در سالیان اخیر با پیشرفت تکنولوژی و ترویج دوربینهای عکاسی دیجیتال، الگوریتم ها و نرم افزارهای مختلفی برای تجزیه و تحلیل خودکار اطلاعات بستر با استفاده از تصاویر دیجیتالی اخذ شده از بستر آبراهه ها ارائه شده اند، لکن تاکنون در خصوص مقایسه نتایج روش های مختلف و صحت سنجی آنها به صورت تطبیقی مطالعه ای صورت نگرفته و صرفا محققان مختلف بر روی شکل ظاهری منحنی دانهبندی و نیز قطرهای شاخص ذرات ارزیابی و اظهارنظر کرده اند. در این مطالعه، به منظور بررسی قابلیت روش فتوگرامتری در تعیین منحنی دانه بندی و زبری بستر، تصویربرداری از بازه ای یک کیلومتری از بستر رودخانه کردان استان البرز صورت گرفت و منحنی دانه بندی به کمک روش پردازش تصویر با 3 الگوریتم پردازش تصویر مختلف استخراج گردید. در ادامه منحنی دانه بندی حاصله، با منحنی دانه بندی حاصل از آزمایش الک مصالح جمع آوری شده از محل بازدید و منحنی دانه بندی حاصله از ذرات جمع آوری شده از بستر در داخل آزمایشگاه مقایسه گردیده شد. بر اساس نتایج حاصله می توان گفت که ارائه منحنی دانه بندی قابل قبول، به معنی دقت خوب روش های تصویری نیست و این روش ها بعضا در شمارش ذرات دارای خطای فاحشی هستند که با کوچک شدن میدان تصویر یا افزایش تعداد ذرات ریزدانه داخل تصویر یا وجود ذرات دارای کشیدگی طولی، این خطا محسوس و غیرقابل اغماض خواهد بود. همچنین آنالیز حساسیت روی ضریب زبری، نشان داد که خطا در برآورد منحنی دانه بندی می تواند موجب خطای غیرقابل اغماض روی ضریب زبری گردد. لذا استفاده از این روش ها در تخمین زبری هیدرولیکی بایستی با دقت کافی صورت گیرد.

Keywords:

زبری بستر , رودخانه شنی , منحنی دانه بندی , آنالیز خطا , نرم افزارهای پردازش تصویر