شناسايي منشاء و مناطق تحت تاثير طوفان‌هاي گرد و غبار در جنوب غرب ايران با استفاده از تصاوير ماديس

Identification on dust storm sources and their affecting areas in south-west provinces of Iran, using MODIS image

بسياري از طوفان­‌ها، با استفاده از تصاوير و داده­‌هاي اقليمي و محيطي بررسي مي‌شوند. بيشتر تحليل­‌ها به روش توليد دماي درخشايي، شاخص­‌ها و تصاوير رنگي كاذب محدود مي‌شود. در موارد زيادي نيز براي منشاء­يابي طوفان­‌ها از تفسير چشمي استفاده مي­‌شود. با توجه كارايي متفاوت شاخص­‌ها و روش­‌ها، در اين تحقيق، پهنه­‌هاي گرد و غباري با استفاده از روش طبقه‌بندي مكاني تهيه و مرز پلي‌گون­هاي مربوطه به روش تصوير چشمي تدقيق شدند. منشاء­هاي توليد گرد و غبار نيز به روش تفسير چشمي بر اساس معيارها شناخته شده، به نقشه در آمده­‌اند. براي شناخت طوفان‌هاي گرد و غبار سال­هاي 1384 الي 1387، تصاوير رنگي مركب سنجنده MODIS منطقه تهيه و به نوارهاي اوليه تشكيل دهنده آن­ها تجزيه شده و با استفاده از روش‌هاي مختلف پردازش و تفسير آن­ها مورد پردازش و تفسير قرار گرفتند. مقايسه پراكنش مكاني مناطقي كه قبلا به­‌عنوان منشاء طوفان‌ها معرفي شده‌اند و آنچه كه بر اساس نتايج اين تحقيق به‌عمل آمده است، نشان از افزايش چشمگير منشاءها و بحراني بودن شرايط در منطقه دارد. تهيه نقشه‌­هاي روزانه مناطق تحت تاثير گرد و غبار در طول سال و وضعيت سالانه اسقرار طوفان‌هاي شديد و بسيار شديد حامل گرد و غبار در دوره بررسي و معرفي مناطق اصلي توليد گرد و غبار ها در بين‌النحرين و تاثيرگذاري آن­ها بر طوفان‌هايي كه به سمت جنوب و جنوب ‌غرب ايران وارد مي‌شوند از ديگر نتايج اين تحقيق به شمار مي‌روند. بررسي­‌ها نشان مي‌دهد كه نتايج به‌دست آمده از به كارگيري روش طبقه‌بندي، با نتايج حاصل از مدل‌سازي به روش محاسبه اختلاف دماي درخشايي هم‌خواني دارد. بنابراين، اين روش ساده را مي‌توان در مواقعي كه به داده‌­هاي اصلي دسترسي وجود ندارد، براي تشخيص منشاء، كشند و مناطق تحت تاثير طوفان‌هاي گرد و غبار پيشنهاد نمود.

Generally, satellite images and climatological and environmental data are used simultaneously in dust storm studies. Most of the processing techniques are limited to a few indices such as brightness temperature differences, normalized dust density index, aerosol optical depth, false color composite and visual image interpretation. Since the reliability of the above-mentioned methods are varied, so an attempt was made to increase the reliability of automatic spatial image clustering by contributing the expert knowledge via visual image interpretation. Therefore, the required satellite images were collected for a period of 2005 to 2008, in Mesopotamian, Syria and south-western provinces of Iran. For doing this, the MODIS color composite images were decomposed into their ordinary bands and then used for further analysis. In this research, spatial image clustering followed by visual image interpretation (hybrid classification) was applied for accurate mapping of geographical extents of dust storm with different intensities. The sources of dust storms were also identified through visual image interpretation by considering the interpretation criteria such as shapes and patterns. Comparison of the previous results and obtained by this research, indicated critical conditions in terms of dust storm occurrence in the region. Image clustering and hybrid classification led to daily dust persistence over the region and then those images compiled in order to prepare annual total heavy dust persistence map. The result of using brightness temperature difference method verified similarity and reliability of obtained results. Therefore, this simple method could be proposed for identification of dust sources, related plumes and their affecting areas, when raw image data are not available.