محصولات دانلودی

تولید نمودار سری زمانی تغییرات مساحت سطحی دریاچه ها – در سامانه Google Earth Engine

امیرحسین احراری
نوشته شده توسط امیرحسین احراری

محصول آموزشی تولید نمودار سری زمانی تغییرات مساحت سطحی دریاچه ها در گوگل ارث انجین منتشر شد! آموزشی کاربردی برای آشکارسازی تغییرات پهنه های آبی بصورت خودکار، در کوتاهترین زمان، بالاترین سرعت و بهترین دقت، با استفاده از گوگل ارث انجین. در این محصول از داده های تصحیح شده ماهواره لندست و سنجنده مادیس برای پایش پهنه های آبی استفاده شده است. 


مشخصات محصول 

  • قیمت: ۲۹۹۰۰ تومان
  • مدرس: امیرحسین احراری، نویسنده کتاب گوگل ارث انجین
  • تخصص: کارشناس سنجش از دور
  • موضوع: سنجش از دور آب
  • نرم افزار: سامانه گوگل ارث انجین
  • کد تمرینی: ضمیمه شده است. 

توضیحات محصول 

در این محصول آموزشی، امیرحسین احراری به آموزش پایش تغییرات پهنه های آبی در سامانه گوگل ارث انجین پرداخته است. در همین راستا از تصاویر ماهواره ای لندست و مادیس برای پایش تغییرات دریاچه ها بصورت نمودار مبنا استفاده شده است. در این محصول کدی آموزش داده شده که به راحتی مجموعه ای از تصاویر تصحیح شده فراخوانی و سپس مساحت آن برای تمامی زمان ها محاسبه و نمایش داده می شود. 


عناوین آموزش

نکات آموزش داده شده در گوگل ارث انجین و تصاویر لندست و مادیس عبارت اند از:

  1. فراخوانی تصاویر سری زمانی
  2. تعیین فیلتر زمانی و مکانی 
  3. تعیین فیلتر فریم 
  4. تعیین فیلتر ابر
  5. برش تصاویر
  6. تصحیح اتمسفری
  7. محاسبه شاخص طیفی آب
  8. تعیین حدآستانه
  9. ماسک تصویر 
  10. محاسبه مساحت 
  11. تولید نمودار تغیرات مساحتی

ماهواره Landsat

ماهواره لندست ۸ در سال ۲۰۱۳ میلادی ماموریت خود را آغاز کرد. این ماهواره که به عنوان نسل چهارم ماهواره های سری لندست شناخته شده از دو سنجنده OLI و TIRS برای تصویر برداری در محدوده بازتابی و حرارتی طراحی شده است. ماهواره لندست ۸ از ۱۱ باند طیفی و توان تفکیک مکانی ۱۵ تا ۱۰۰ متری برخوردار است. توان تفکیک رادیومتریکی ۱۶ بیتی لندست ۸ امکان ثبت انرژی های منتشر شده به سمت سنجنده با دقت بالاتر را فراهم آورده است. 


سنجنده MODIS

سنجنده مادیس یکی از مهم ترین سنجنده های سنجش از دور برای مطالعه پیوسته زمین، اتمسفر و پهنه های آبی است. سنجنده مادیس از بیشترین تعداد باند در میان سنجنده های چند طیفی و توان تفکیک زمانی روزانه برخوردار است. با استفاده از داده های آن امکان مطالعه پوشش های سطح زمین در مقیاس مکانی وسیع و زمانی کوتاه فراهم است. سنجنده مادیس بر روی دو ماهواره آکوا و ترا سوار شده و در هر روز بصورت ترکیبی ۴ تصویر از زمین تولید می کند.


کاربردهای سنجش از دور

تصاویر ماهواره ای و سنجش از دور از کاربردهای متنوعی در مطالعات منابع آبی برخوردار است. محاسبه مساحت پهنه آبی، آشکارسازی تغییرات پهنه آبی، پایش پهنه های آبی، کیفیت و آلودگی آب، برآورد رواناب ها، شناسایی مناطق سیل زده، برآورد تبخیر و تعرق و غیره از مهم ترین نمونه های کاربرد سنجش از دور در منابع آبی است. 

افزایش و کاهش مساحت سطحی، از همبستگی بالایی با افزایش و کاهش سطح تراز پهنه های آبی برخوردار است. بارش های جوی و تبخیر و تعرق مهم ترین عوامل اثرکذار در افزایش و کاهش میزان آب موجود در پهنه های ابی هستند. بارش های جوی در فصول زمستان و بهار عموما منجر به افزایش مساحت سطحی و بالا آمدن تراز آب شده و در مقابل کاهش بارش و افزایش تبخیر و تعرق نیز باعث کاهش مساحت سطحی و پایین آمدن تراز آب می شود. 

تصاویر ماهواره ای لندست با فاصله زمانی ۱۶ روز یکبار تصاویر مفیدی را در طول ۴۰ سال اخیر برای پایش تغییرات پهنه های آبی در اختیار کاربران قرار میدهد. از سوی دیگر توان تفکیک مکانی مناسب این ماهواره، امکان دست یابی به دقت مناسب در برآورد مساحت را فراهم کرده است. درصورتی که کاربران نیاز به افزایش دقت زمانی در مطالعه تغییرات پوشش آبی را داشته باشند،‌ سنجنده مادیس بصورت مناسبی در این زمینه استفاده می شود. 


منطقه مورد مطالعه

در این آموزش، دریاچه ارومیه به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. دریاچه ارومیه یکی از پهنه های آبی است که در ده های اخیر دست خوش تغییرات بسیار زیادی شده، بصورتی که روند نزولی کاهش آب آن در تصاویر ماهواره ای اپتیکی و راداری به راحتی قابل تشخیص است. در همین راستا از تصاویر لندست و مادیس برای آشکارسازی تغییرات مساحت سطحی این دریاچه در سال های اخیر، استفاده شده است. بر اساس پردازش های صورت گرفته، در فصول پر بارش میزان تراز دریاچه روند صعودی و فصول کم بارش از روند نزولی برخوردار بوده است. 



خرید محصول

به منظور خرید محصول آموزشی بر روی گزینه زیر کلیک کنید. سپس از خرید نسبت به دانلود محصول آموزشی اقدام کنید.


لینک های مفید


 

   

۱۵ دیدگاه

  • با سلام خدمت آقای احراری عزیز
    موردی که برای من در تحلیل سری زمانی پیش اومده اینکه بعد از اینکه نمودار تهیه شده در گوشه بالا سمت راست علامت فلش ظاهر نمیشه تا من بتونم از اون در فرمت های اکسل تا عکس خروجی بگیرم.
    در این زمینه راهنمایی کنید ممنون میشم.

  • با سلام و احترام
    آیا محاسبه مساحت تنها برای پهنه آبی امکان پذیر است؟
    آیا می توان با اعمال حد آستانه بر روی شاخص های دیگر بطور مثال پوشش گیاهی و تشکل پهنه های با تراکم های متفاوت تغییرات آنها در طول سری های زمانی بررسی کرد؟
    ممنونم

  • سلام وقت بخیر جناب احراری، با داشتن کتابتون میشه همه این کارارو انجام داد یا خیر بحثی در این مورد تو کتاب نشده ، اگه شده تا چه مرحله ای شده ممنون میشم پاسخ بدین

  • سلام جناب احراری وقت بخیر
    ایا با تهیه کتاب و فیلمایی ک گفتین ب همراه کتاب هست، نیازی ب این اموزش برای براورد تغیرات سطح دریاچه هست یا نه ، اگه نیاز نیست ، تا چه مراحلی از این اموزش تو کتاب و اون فیلما اورده شده ، ممنونم

    • با سلام و احترام

      این آموزش نمودار سری زمانی مساحت سطحی دریاچه ها در کتاب نیست چون جدیدا یاد گرفته بودم و زمانی که منتشر کردیم کتاب چاپ شده بود. بقیه آموزش ها تا پیش از این در کتاب آورده شده است.

      موفق باشید

  • با سلام وسپاس از زحمات شما
    در خصوص این اموزش اینکه باندهای استفاده شده برای براورد شاخص NDWI باندهای سبز و مادون قرمز می باشد که در فیلم از باند آبی استفاده شده! به رفرنس S. K. McFEETERS 1996 مراجعه کنید : https://doi.org/10.1080/01431169608948714 یا مقالات بسیاری که در این زمینه چاپ شده.
    سوال دوم : اینکه همین روش را اگر برای داده های مشابه لندست ۷ یا ۵ به کار ببریم تقریبا نتایج با تفاوت دوبرابری نسبت به نتایج خروجی حاصل از سنجنده مادیس به دست میاید؟ شما دلیل ان را می دانید؟
    البته مطابق فیلم چنانچه داده های لندست ۸ در نظر گرفته شود تقریبا تغییرات مشابه همان چیزی است که با مادیس گرفته شده ولی برای لندست ۷ و۵ اینطور نیست. حتی نتایج انالیز سالهای بعد از ۲۰۱۳ حاصل از لندست ۸ با نتایج حاصل از همین دوره با لندست ۷ مشابه نیست و تفاوت دوبرابری در براورد مساحت پهنه ها دیده می شود. لطفا بررسی بفرمایید که مشکل از کجاست؟ سپاسگذارم

  • با سلام وسپاس از زحمات شما
    در خصوص این اموزش اینکه باندهای استفاده شده برای براورد شاخص NDWI باندهای سبز و مادون قرمز می باشد که در فیلم از باند آبی استفاده شده! به رفرنس S. K. McFEETERS 1996 مراجعه کنید : https://doi.org/10.1080/01431169608948714 یا مقالات بسیاری که در این زمینه چاپ شده.
    سوال دوم : اینکه همین روش را اگر برای داده های مشابه لندست ۷ یا ۵ به کار ببریم تقریبا نتایج با تفاوت دوبرابری نسبت به نتایج خروجی حاصل از لندست ۸ یا مادیس به دست میاید؟ شما دلیل ان را می دانید؟
    البته مطابق فیلم چنانچه داده های لندست ۸ در نظر گرفته شود تقریبا تغییرات مشابه همان چیزی است که با مادیس گرفته شده ولی برای لندست ۷ و۵ اینطور نیست. حتی نتایج انالیز سالهای بعد از ۲۰۱۳ حاصل از لندست ۸، با نتایج حاصل از همین دوره با لندست ۷ مشابه نیست و تفاوت دوبرابری در براورد مساحت پهنه ها دیده می شود. لطفا بررسی بفرمایید که مشکل از کجاست؟ سپاسگذارم

  • ا سلام وسپاس از زحمات شما
    در خصوص این اموزش اینکه باندهای استفاده شده برای براورد شاخص NDWI باندهای سبز و مادون قرمز می باشد که در فیلم از باند آبی استفاده شده! به رفرنس S. K. McFEETERS 1996 مراجعه کنید : https://doi.org/10.1080/01431169608948714 یا مقالات بسیاری که در این زمینه چاپ شده.
    سوال دوم : اینکه همین روش را اگر برای داده های مشابه لندست ۷ یا ۵ به کار ببریم تقریبا نتایج با تفاوت دوبرابری نسبت به نتایج خروجی حاصل از لندست ۸ یا مادیس به دست می آید؟ شما دلیل ان را می دانید؟
    البته مطابق فیلم چنانچه داده های لندست ۸ در نظر گرفته شود تقریبا تغییرات مشابه همان چیزی است که با مادیس گرفته شده ولی برای لندست ۷ و۵ اینطور نیست. حتی نتایج انالیز سالهای بعد از ۲۰۱۳ حاصل از لندست ۸ با نتایج حاصل از همین دوره با لندست ۷ مشابه نیست و تفاوت دوبرابری در براورد مساحت پهنه ها دیده می شود. لطفا بررسی بفرمایید که مشکل از کجاست؟ سپاسگذار

    • با سلام و احترام

      حدودا ۲۴ شاخص طیفی با نام NDWI هستند که در آن ها از باندهای مختلقی استفاده شده است مدتی پیش بصورت جامع در این زمینه تخقیق کرده بودم. بنده با استفاده از همین فرمول سری زمانی رو محاسبه کردم در یک پروژه در دانشگاه شریف و با استفاده از داده های زمینی هم آن را اعتبارسنجی کردم. مقدار همبستگی آن با داده های زمینی بالای ۹۰ درصد بود.

      بنده اصراری ندارم که حتما روش های بنده رو انجام بدید چون بنده که رفرنس عملی نیستم. فقط نکاتی که از کتب و برخی مقالات یاد گرفتم و در پروژه ها استفاده کردم و نتیجه مثبت بدست آوردم رو منتشر میکنم. شما متناسب با رفرنس های معتبری که دارید عمل کنید. چون در کارهای پژوهشی باید رفرنس به مقالات داد تا اعتبار کار اثبات شود. شما می توانید با تغییر باندها متناسب با رفرنس هایی که در اختیار دارید نتیجه مطلوب را محاسبه کنید.

      از طرفی هم علاقه ای ندارم روش های نامعتبر رو منتشر کنم چون به اعتبار کارمون ضربه میزنه و حاضر نیستم به هر طریقی آموزش تولید کنم. فقط آموزش هایی رو منتشر میکنم که نتیجه مثبتی از آن گرفته باشم.

      برای لندست ۷ و ۵ هم قبلا در نرم افزار انوی تست کردم نتیجه خوب بوده اما در گوگل ارث انجین بررسی نکردم. بررسی هایی که بنده در گذشته روی این موضوع انجام دادم نشان داده که زمان مهم تر از سنجنده است. در زمانی که تصاویر لندست ۷ و ۵ گرفته شده (سال های قبل تر از لندست ۸) مساحت سطحی دریاچه بیشتر بوده. حتی داده های تراز سنجی راداری هم این موضوع را اثبات کرده است. به عنوان مثال مساحت سطحی در سال ۲۰۱۰ با هر ماهواره ای که اندازه گیری کنید از مساحت بدست آمده در سال ۲۰۱۸ بیشتر است. چون وضعیت دریاچه در آن زمان بهتر بوده و به مرور زمان میزان مساحت سطحی افت محسوسی داشته است.

      موفق باشید

      • باسلام و تشکر از پاسخ شما
        در خصوص پاراگراف آخر، سوال بنده این بود که با استفاده از روش بالا در یک زمان مشابه، مثلا سالهای پس از ۲۰۱۳، نتایج خروجی حاصل از تصاویر لندست ۷ و ۸ اختلاف زیادی را در نمودار خروجی نشان می دهد؟ با سپاس دوباره

دیدگاهتان را بنویسید