ارزيابي کمي منابع آب
به کمک سنجش از دورمي توان تغييرات عمق را در آبهاي کم عمق مانند درياچه ها , استخرها , سواحل درياها و ... اندازه گيري نمود. همانطوريکه ذکر گرديد سنجش از دور متکي بر انرژي بازتابي از پديده هاست بنابراين علت اينکه نمي توان در آبهاي عميق ژرفاسنجي را به کمک سنجش از دور انجام داد اين است که هيچ کدام از طول موجها قادر نيستند تا بيش از 30 متر در آب نفوذ کنند بنابراين بازتاب آبهاي خيلي عميق عملا ناچيز و صفر مي باشد.
انرژي با طول موجهاي بلندتر از 0.7 ميکرومتر به ندرت در آب نفوذ مي کنند و تنها انرژي هاي کمتر از اين مقدار مي تواند در آب نفوذ نمايند;
به طور کلي مي توان اين طور بيان نمود که در اعماق کمترآب طول موجهاي مرئي ميتوانند در آب نفوذ کنند و به ته آب برسند و بازتاب نمايد. مثلا طول موج آبي ( 0.5-0.4 ميکرومتر ) در عمق کمتر از 30 متر به ته آب مي رسد و مقداري بازتاب مي نمايد , اين بازتاب با کاهش عمق بيشتر خواهد شد. در آبهاي با عمق دو يا سه متر يا کمتر , نور قرمز نيز ( 0.7-0.6 ميکرومتر ) به کف آب مي رسد و ميزان بازتاب نور قرمز نيز افزايش مي يابد.
همانطوريکه ذکر گرديد اگر عمق آب زياد باشد انرژي قبل از رسيدن به کف آب جذب مي شود ولي در آبهاي کم عمق قسمتي از انرژي مرئي به کف آب رسيده و باز مي تابد که قسمتي از آن قادر است بدون جذب شدن به سطح آب برسد. نور آبي وسبز براي نفوذ در آب بهتر از نور قرمز عمل مي کنند و مادون قرمز به سختي مي تواند در آب نفوذ کند. بنابر اين با مقايسه بازتاب اين باندها مي توان عمق آب را تعيين کرد. استفاده از داده هاي سنجنده TM وETM+ ماهواره لندست بدين منظور مي توانند مفيد باشند, اگر چه اندازه تفکيک زميني اين سنجنده ها 30 متر است با اين حال به دليل اينکه در طيف گسترده از آبي تا مادون قرمز تصويربرداري را انجام مي دهند جهت انجام ژرفاسنجي آب مي توان از آنها استفاده کرد . بنابراين ژرفاسنجي را مي توان با استفاده از تصوير ترکيب رنگي کاذب بصورت رقومي و تفسير آن و يا با ساختن مدل انتقال نور در آب و بااستفاده از ارزشهاي بازتابي کف دريا انجام داد.
ارزيابي کيفي منابع آب از جمله سنجنده هايي که مي توان در مطالعات آبشناسي وبررسي کيفيت آب مورد استفاده قرار گيرد سنجنده CZCS ماهواره نيمباس 7 است. اين سنجنده مجهز به باندهايي است که مخصوصا براي بررسي سبزينه طراحي شده است. توان تفکيک فضايي باندهاي اين سنجنده نسبتا کم و توان تفکيک طيفي آن بالا مي باشد و ابن بدان دليل است که بتوان رنگ و درجه حرارت آبهاي ساحلي و اقيانوسها را اندازه گيري کرد.منظور از اصطلاح رنگ اقيانوسها خصوصيات انعکاس طيفي آب اقيانوسهاست. اين خصوصيات بسته به مقدار مواد معلق و محلول آلي و غير آلي متفاوت است.
مطالبي که در بخش قبل در مورد ژرفاسنجي ارائه گرديد فقط وقتي امکان دارد که آب دريا شفاف و ذلال باشد . در آبهاي گل آلود که آب حاوي مقدار زيادي ماسه ريز و گل مي باشد نور توسط مواد معلق در آب بازتاب پيدا مي کند. بنابراين خصوصيات طيفي آب با حضور مواد معلق در آب تغيير ميکند. وجود مواد معلق در آب باعث پراکنش انرژي نفوذ يافته به آب مي شود و بازتاب را در نزديکي سطح زياد مي کند بنابراين تعيين عمق آب را غير ممکن مي سازند.
ارزيابي و اندازه گيري مواد معلق در آب معمولا يکي از پارامترهايي است که در بررسي کيفيت آب مد نظر قرار مي گيرند. وجود مواد معلق در آب ميزان بازتاب را در طيف مرئي افزايش مي دهد.
تا قبل از انقلاب صنعتي مشکلي بنام مشکل کيفيت آب وجود نداشت , اما امروزه به دليل عدم مديريت شهري , صنعتي و کشاورزي اکثر منابع آب دچار تخريب کيفيت شده اند . سنجش از دور نقش مهمي را در ارزيابي کيفيت آب و مديريت آن مي تواند ايفا نمايد. منابع آلودگي اغلب به آساني مي توانند بوسيله سنجش از دور تشخيص داده شوند, بخصوص وقتي بوسيله کانالهاي روباز به داخل درياچه يا رودخانه تخليه شوند.
قسمتي از طيف الکترومگنتيک شامل مرئي و مادون قرمز براي بارزسازي شاخص هاي کيفيت مناسب مي باشند. مادون قرمز حرارتي نيز ميتواند براي اندازه گيري کيفيت آب استفاده شود. سنجش از دور حرارتي در طيف 8-14 ميکرومتر بدين منظور مورد استفاده قرار مي گيرد و به اندازه گيري مستقيم انرژي منتشر شده از سطح آب وابسته است.
امواج ميکروويو معمولا براي تعيين شاخص هاي کيفيت آب مناسب نيستند زيرا مقدار کمي از آن مي تواند به داخل آب نفوذ کنند.
به طور کلي جهت بررسي کيفيت آب , رابطه بين پارامترهاي کيفيت آب و تابش طيفي[1] پديده ها بايد ارزيابي شوند.[2]
وجود مواد معلق و رسوبات در آب خصوصيات انعکاسي آب را تغيير مي دهد. شکل 1 نشان مي دهد که چطور غلظت رسوب, انرژي منعکس شده (reflectance energy ) از آب حاوي رسوب را در مقايسه با انرژي منعکس شده از آب شفاف (clear water ) افزايش مي دهد.
شکل 1- تاثير رسوب در انرژي بازتابي از آب
همانطوريکه در اين منحني ديده مي شود منحني پيک با افزايش غلظت رسوبات به سمت طول موجهاي بلندتر مي رود.
براي پي بردن به وضعيت کيفَُُيت آب بايستي رابطه تجربي بين پارامترهاي کيفيت آب و يک يا چند باند طيفي برقرار شود. شاخص هاي کيفيت آب مانند رنگ , کلروفيل , مواد معلق وشوري معمولا به کمک سنجش از دور ارزيابي مي گردند.
سنجش از دور مي تواند در پايش و تخمين ميزان تمرکز خزه ها و جلبکها در درياچه ها و منابع آب[1] استفاده شود. به کمک سنجش از دور مي توان محل تمرکز کلرفيل (chlorophyll-a) را در منابع آب شناسائي و مشاهده نمود.کلروفيل رنگدانه اي است که اجازه مي دهد گياهان نور خورشيد را تبديل به فتوسنتز کنند. بدليل اينکه اندازه گيري بيوماس حقيقي جلبکها و خزه ها در آب بسيار مشکل است , اندازه گيري ميزان کلروفيل مي تواند نشان دهنده ميزان بيوماس جلبکها در آب قلمداد گردد. افزايش ميزان کلروفيل سبب کاهش انرژي بازتابي در طول موج آبي و افزايش آن در طول موج سبز مي گردد .
علاوه بر موارد ذکر شده به کمک سنجش از دور و تصاوير ماهواره اي مي توان نشت مواد نفتي را بر پهنه هاي درياها واقيانوسها شناسايي و به کمک ابزار GIS آنرا رديابي کرد.
...................
[1] radiance
[2] بعضي از محقيقين معتقدند که استفاده از بازتاب طيفي (reflectance ) بجاي تابش طيفي ( radiance ) يا ارزشهاي رقومي ( DN ) مي تواند در مطالعات سنجش از دور مفيد تر باشد و اطلاعات واقعي تري را از پديده ها در اختيار قرار دهد.
|