پاکسازی خطای برف‌ پنداری داده‌های مودیس در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استاد گروه جغرافیا طبیعی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

زندگی در ایران و تمدن ایرانی وابسته به برف­خوان‌های کوهستانی است. آگاهی از وضعیت و تغییرات این برف­خوان‌ها نیازی است که نیازمند گفتگو نیست. با گرمایش جهانی و تباه­شدن این برفخوان‌ها، تمدن ایرانی هم رو به خاموشی می‌گذارد. دورسنجی راهی کم­هزینه و سریع برای دستیابی به این آگاهی است. با این­حال سنجنده‌ها، پدیده‌هایی که ویژگی‌های طیفی نزدیکی با برف دارند (مانند کفه‌های نمکی) را به خطا برف گزارش می‌کنند (خطای گمارش یا خطای برفپنداری). در ایران به­دلیل فراوانی رویه‌های درخشان(کفه‌های نمکی، آبگیرها، بستر دریاچه‌های باستانی و مانند آن) خطای برف‌پنداری فراوان است. در این پژوهش حدود 21 سال داده‌های نمایه تفاضل هنجاری برف (نتهب) مودیس آکوا و تررا برای پاکسازی خطای برف‌پنداری به­کار گرفته شد. یک واکاوی مؤلفة اصلی بر روی آرایه میانگین بلندمدت روزانة مقادیر نتهب 23960 یاخته از برف­خوان‌ها و رویه‌های برف‌نما به ابعاد 365×23960 انجام شد. این بررسی نشان­داد که فصل‌بندی برف­پوش در ایران در مقابل درخشش رویه‌های برف‌نما در سراسر سال می‌تواند اساس تمیز برف­خوان‌ها از رویه‌های برف‌نما قرارگیرد. بر روی برف­خوانها مقدار نتهب تنها در دورة برفگیری؛ یعنی دورة سرد سال بزرگ است اما بر روی پهنههای برف‌نما نتهب در سراسر سال بزرگ است. این ویژگی چنان برجسته است که اولین مؤلفة اصلی این دو پهنه را از یکدیگر متمایز ساخت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Removal of Commission Error from MCD10A1 in Iran

نویسنده [English]

  • Seyed Abolfazl Masoodian
Professor of Climatology, Faculty of Geographical Sciences, Isfahan University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

Life in Iran and Iranian civilization depend on mountain snow reservoirs. Knowing about the status and changes of these snow reservoirs is a need that does not require a conversation. With the global warming and the destruction of these snow reservoirs, the Iranian civilization is going to shut down. Remote sensing is a cheap and fast way to achieve this knowledge. However, snow detection algorithms erroneously report snow-like features that have similar spectral characteristics to snow (such as salt pans) as snow (commission error). In Iran, due to the abundance of bright surfaces (salt flats, reservoirs, the bed of ancient lakes, etc.), frequency of commission error is very high. In this research, about 21 years of data of the Normalized Difference Snow Index (NDSI) of MODIS Aqua and Terra were used in order to remove the commission error. A principal component analysis was performed on the array of daily long-term mean NDSI ​​of 23,960 pixels from snow reservoirs and snow-like surfaces with dimensions of 23,960 x 365. This study showed that the seasonality of snow cover in Iran, in contrast to the continuous brightness of snow-like surfaces throughout the year, can make a basis for removing commission error. On the snow reservoirs, the NDSI is great only during the snow season, i.e. the cold period of the year, but on the snow-like areas, NDSI is great throughout the year. This feature is so prominent that the first principal component distinguished these two areas from each other.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Commission error
  • Omission error
  • Snow cover
  • MODIS
  • Iran
احمدی، محمود؛ زهراسادات سیدمیرزایی (1401). پایش تغییرات پوشش برف طی دورة سرد سال در ایران بر اساس داده‌های سنجندة مادیس، نشریه سنجش از دور و جی آی اس ایران. دوره 14. شماره 1. صفحات 72-59.
عبادی، یوسف؛ اکرم افتخاری؛ حکمت‌الله محمدخانلو؛ مجید فخری (1400). ارائه شاخص طیفی جدید به منظور استخراج سطوح برفی با استفاده از تصاویر اپتیکی سنجش ازدور، فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی «سپهر». دوره 30. شماره 117. صفحات 94-79.‎‎
عفیفی، محمدابراهیم (1400). بررسی تغییرات سطح پوشش برف و تعیین خط ذوب برف در مناطق کوهستانی با استفاده از تصاویر مودیس و شاخص ان دی اس آی (مطالعه موردی یخچال‌های زاگرس)، جغرافیا و مطالعات محیطی. دوره 10. شماره 38. صفحات 36-25.‎‎
فیاض، نیما؛ مجید وظیفه‌دوست؛ شهاب عراقی‌نژاد (1394). بررسی امکان کاربرد تولیدات سطح برف مودیس در شرایط ابری با استفاده از ترکیب آن با تصاویر مایکرویو، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی.. شماره 37. صفحات 89-71.
کیخسروی‌کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (a1395). فصل‌بندی روزهای برفپوشان ایران‌زمین به کمک داده‌های دورسنجی، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. دوره 27. شماره 3. صفحات 33-48.
کیخسروی کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (b1395). واکاوی پیوند روزهای برفپوشان با ارتفاع، شیب و وجه شیب در ایران زمین، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی (پژوهش‌های جغرافیایی). دوره 48. شماره 1. صفحات 14-1.
کیخسروی‌کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (c1395). شناسایی وردش‌های مکانی روزهای برف‌پوشان در ایران زمین به کمک داده‌های دورسنجی، جغرافیا و مخاطرات محیطی. دوره 5. شماره 17. صفحات 85-69.
SID. https://sid.ir/paper/356994/fa
کیخسروی‌کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (a1396). شناسایی برفخوان‌های ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. دوره 49. شماره 3. صفحات 408-395.
 SID. https://sid.ir/paper/360032/fa
کیخسروی کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (b1396). واکاوی نقش دمای رویۀ زمین در پراکنش پوشش برف در ایران به کمک داده‌های ماهواره‌ای، نشریه جغرافیا و توسعه. دوره 15. شماره 49. صفحات 204-189.
کیخسروی کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (c1396). واکاوی روند تغییرات روزهای برفپوشان در ایران بر پایه داده‌های دورسنجی. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. دوره 28. شماره 65. صفحات 59-49.
 SID. https://sid.ir/paper/509080/fa
کیخسروی‌کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (1399). واکاوی روند تغییرات آغاز فصل انباشت پوشش برف در ایران با بهره‌گیری از داده‌های سنجش از دور، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. دوره 31. شماره 1. صفحات 14-1. ‎
کیخسروی کیانی، محمدصادق؛ سیدابوالفضل مسعودیان (1400). آب و هواشناسی انباشت و گدازش پوشش برف در ایران با بهره‌گیری از داده‌های سنجنده مودیس، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. دوره 53. شماره 1. صفحات 121-109.
مسعودیان، سیدابوالفضل (1384). بررسی روند دمای ایران در نیم سده گذشته، پژوهش‌های جغرافیایی. دوره 37. شماره 54. صفحات 45-29.
مسعودیان، ‌سید‌ابوالفضل (1402). بررسی آب و هواشناختی بارش‌های سیل‌زای بهار 1398 در غرب ایران، مخاطرات محیط طبیعی. دوره 37. شماره 12. صفحات 116-101.
میریعقوب‌زاده، میرحسن؛ محمدرضا قنبرپور (1388). بررسی دقت تفکیک رقومی پارامترهای ابر، برف و زمین در تصاویر ماهواره‌ ای مودیس. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. دوره 3. شماره 9. صفحات 54-51.
یغمایی، لیلا، رضا جعفری؛ سعید سلطانی؛ حسن جهانبازی (1400). اثر تغییرات سطح و ماندگاری پوشش برف بر پوشش گیاهی در استان چهارمحال و بختیاری، منابع طبیعی ایران. دوره 74. شماره 4. صفحات 938-917.
Brubaker, K. L., Pinker, R. T., & Deviatova, E. (2005). Evaluation and comparison of MODIS and IMS snow-cover estimates for the continental United States using station data. Journal of Hydrometeorology, 6(6), 1002-1017.
Deng, G., Tang, Z., Dong, C., Shao, D., & Wang, X. (2024). Development and Evaluation of a Cloud-Gap-Filled MODIS Normalized Difference Snow Index Product over High Mountain Asia. Remote Sensing, 16(1), 192.
Hall, D. K. & Riggs, G. A. (2021). MODIS/Terra Snow Cover Daily L3 Global 500m SIN Grid. (MOD10A1, Version 61). [Data Set]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center.
https://doi.org/10.5067/MODIS/MOD10A1.061. Date Accessed 11-04-2024.
Harvey, L. D. (2018). Global warming. Routledge.
Keikhosravi Kiany, M. S., Masoodian, S. A., Balling Jr, R. C., & Svoma, B. M. (2017). Spatial and temporal variations of snow cover in the Karoon River Basin, Iran, 2003-2015. Water, 9(12), 965.
Kiany, M. S. K., Masoodian, S. A., & Balling Jr, R. C. (2021). Climatology and variability of the start, end, and length of the frost-free season across Iran. Climate Research, 84, 59-73.  
Riggs, G. A., Hall, D. K., & Román, M. O. (2019). MODIS snow products collection 6 user guide. National Snow and Ice Data Center: Boulder, CO, USA, 66, 545.
Rittger, K., Raleigh, M. S., Dozier, J., Hill, A. F., Lutz, J. A., & Painter, T. H. (2020). Canopy adjustment and improved cloud detection for remotely sensed snow cover mapping. Water Resources Research, 56(6), e2019WR024914.