مدل سازی PM10 و شاخص NDVI با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست -8 و تعیین نقشه غلظت این آلاینده بر مبنای کاهش پوشش گیاهی در شهرستان عسلویه

آلودگی مقوله ای مهم در حوزه سلامت انسان و سایر موجودات و محیط زیست است. آلودگی صنعتی نوعی از آلودگی است که در دهه های اخیر در کشور ایران افزایش یافته است. از ساده ترین روش ها کنترل بیولوژیکی با افزایش پوشش گیاهی است. سوالی در این رابطه مطرح است، که افزایش پوشش گیاهی کدام مناطق نتایج بهتری در کاهش آلودگی خواهد داشت در این پژوهش، به تاثیر آلودگی های صنعتی و روش نظارت با استفاده از تصاویر ماهواره ای پرداخته شده است. بررسی آلودگی هوا با تصاویر سنجنده مادیس صورت گرفته و ضخامت نوری هواویزها (AOD) با این تصاویر تعیین شده و با محاسبه رگرسیون رابطه خطی بین ضخامت نوری هواویزها و میزان PM10 ایستگاه های زمینی استخراج شده است. در این روش میانگین مربعی خطاها RMSE به میزان 0.1776 برآورد شده است و میزان ضریب تعیین R2 به میزان 0.4736 محاسبه شد. بر همین اساس روش دیگری مد نظر قرار گرفت در این روش بررسی آلودگی با تصاویر ماهواره لندست 8 و تعیین غلظت آلاینده انجام شد و در نهایت یک رگرسیون خطی بین غلظت آلاینده اندازه گیری شده از تصاویر و غلظت آلاینده اندازه گیری شده از ایستگاه های زمینی تشکیل شد. در این روش میانگین مربعی خطا RMSE به میزان 10.134 برآورد شده است و میزان ضریب تعیین R2 به میزان 0.736 محاسبه شده و با روش اول مقایسه شد. روش دوم به منظور تعیین آلاینده و مدل سازی نهایی انتخاب شد. در این راستا، تصاویر لندست 8 به عنوان تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا برای تعیین شاخص ها به کار گرفته شده است. شاخص های مختلف گیاهی و شهری قابل استخراج از تصویر فوق با داده های آلاینده اخذ شده از ایستگاه آلودگی هوا و مدل سازی شده، به عنوان بخشی از این مطالعه، بررسی شده است و مدل سازی با روش نوروفازی ثورت پذیرفت. جهت آموزش مدل در این تحقیق از روش FCM که نوعی از روش C-Means است، استفاده شده است. در این تحقیق میانگین مربعی خطا RMSE مربوط به شاخص NDVI در روش FCM به میزان 9.243 برآورد شده است. در نهایت از تلفیق داده ها و روش های فوق ( با تعیین میزان آلاینده از مدل سازی با AOD و داده های ایستگاه های زمینی و شاخص های گیاهی و زمینی تعیین شده) مدل سازی نهایی صورت گرفت و نقشه های غلظت آلاینده تعیین شد. در نهایت با ترکیب شاخص ها و نتایج به دست آمده در زمینه آلاینده موردنظر نقشه پیش بینی غلظت آلاینده موردنظر استخراج شده است و مکان های مناسب و مستعد برای توسعه پوشش گیاهی پیشنهاد شده است.

Keywords:

آلاینده PM10 , پوشش گیاهی , رگرسیون خطی , ضخامت نوری ذرات هواویز , روش نوروفازی