23550

اعتبارسنجي بازيابي باد به وسيله سنجش از دور در آب كم عمق (مطالعه ي موردي: درياچه اروميه)

مهندسي عمران

30دي ماه 1399

دكتر سيد مصطفي سيادت موسوي ،دكتر برات مجردي

مهندسي عمران

اندازهگيري باد در بسياري از تحقيقات درباره پديدههاي هواشناسي، امواج اقيانوسها و... امري ضروري است. روشهاي مختلفي براي تامين اطلاعات باد در مناطق دريايي در دهههاي گذشته مورد استفاده قرار گرفته است مانند اندازهگيري در محل توسط دستگاههاي اندازهگيري باد، يا استفاده از مدلهاي عددي. تصاوير ماهوارهاي با پوشش گسترده مكاني، ميتوانند به ابزاري مناسب و ارزان براي در اختيار قرار دادن دادههاي باد تبديل شوند. تصاوير راداري با استفاده ازيك تابع مدل ژئوفيزيكي ميتوانند سرعت باد را با استفاده از بازگشت سيگنال ارسالي تخمين بزنند. الگوريتمهاي مختلفي براي اين موضوع توسعه داده شده است، ليكن به دليل ماهيت تجربي تابع ژئوفيزيكي، لازم است تا براي مناطق خاص، بار ديگر اين الگوريتمها كاليبره شوند. در اين تحقيق با استفاده از دادههاي اندازهگيري شده باد در مدت حدود 3 سال در درياچه اروميه در دو نقطه، و نيز دادههاي پايگاه اروپايي پيشبيني دادههاي هواشناسي ECMWF كه با نام Era5 معروف است، ارزيابي از ميزان دقت الگوريتمهاي موجود براي بازيابي سرعت باد از تصاوير SENTINEL-1 انجام شد. الگوريتم موجود CMOD5 براي درياچه اروميه بهينهسازي شده و ضرايب جديدي براي الگوريتم موجود به دست آمد. همچنين ورودي جهت باد در الگوريتم هم با استفاده از جهت اندازهگيري و هم با استفاده از جهت مدلسازي مورد استفاده قرار گرفت. توانايي مدلها در بازسازي سرعت باد اندازهگيري شده و نيز مدلسازي شده بررسي شد. نتايج اين تحقيق نشاندهندهي كاهش شاخص RMSE براي بازيابي سرعت باد به وسيله مدل بهينهسازي شده براي هردو نقطهي اندازهگيري در مقايسه با الگوريتمهاي موجوددر نتيجه افزايش دقت بازيابي سرعت باد بود؛ همچنين اريبي منفي به وسيله مدل بهينه شده CMOD5u در مقايسه با مدلهاي ديگركاهش يافته است. بررسيها نشان داد كه دقت مدل تابعي از جهت وزش باد نيست. دادههاي اندازهگيري شده هم دورهي كمآبي و هم پرآبي را پوشش داده است، و نتايج نشان داد كه دقت مدل چندان به تراز آب حساسيت نيست؛ اگرچه اندكي دقت الگوريتم در زمان كمآبي كاهش داشته است.

1399/12/21

(Validation of wind retrieval by remote sensing in shallow waters (case study: Lake Urmia

1/20/2022 12:00:00 AM

Wind measurement is necessary for many studies on meteorological phenomena, ocean waves, and etc. Various methods have been used to provide wind information in marine areas in recent decades Such as on-site measurements by wind gauges, or the use of numerical models. satellite image with wide spatial coverage can be a convenient and inexpensive tool for providing wind data Become. Radar images using a geophysical model function can return wind speeds using the return Estimate the transmitted signal. Different algorithms have been developed for this, but because The experimental nature of the geophysical function requires that these algorithms be re-calibrated for specific regions. In this research, using measured wind data for about 3 years in Lake Urmia at two points, as well as data from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF database known as Era5 The accuracy of the existing algorithms for retrieval wind speed was determined from SENTINEL-1 images. Algorithm Existing CMOD5 optimized for Lake Urmia and new coefficients were obtained for the existing algorithm. Also the wind direction input in the algorithm using both the measuring direction and using the direction Modeling was used. The ability of models to reconstruct measured wind speeds as well as modeling Checked. The results of this study show a decrease in the RMSE index for wind speed retrieval by the optimization model for both measurement points compared to the existing algorithms resulting in increased wind Negative bias is also reduced by the optimized CMOD5u model compared to other models. Studies have shown that the accuracy of the model is not a function of wind direction. Measured data of the same period Covered both Low water level and High water level, and the results showed that the accuracy of the model was not very sensitive to water level; However, the accuracy of the algorithm is slightly reduced during Low water level.

زبربي سطح

SENTINEL-1 , Era5 , CMOD5