چشم‌اندازی نوین برای پایش سلامت دریای وادن با فناوری ماهواره‌ای

فناوری سنجش از دور، به عنوان ابزاری قدرتمند، به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا به طور دقیق و مداوم تغییرات محیط زیست را رصد کنند. در یک مطالعه مشترک بین‌المللی، محققان ایرانی و هلندی با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای، به بررسی کیفیت آب‌های دریای وادن پرداخته‌اند. این مطالعه، گامی مهم در جهت پایش مستمر سلامت این اکوسیستم ارزشمند و اتخاذ تصمیمات مدیریتی بهتر است.

طرحی جامع برای ارزیابی کیفیت آب‌های ساحلی دریای وادن با استفاده از فناوری پیشرفته سنجش از دور

در یک همکاری بین‌المللی برجسته، پژوهشگاه ملی اقیانوس‌شناسی و علوم جوی ایران، مؤسسه سلطنتی تحقیقات دریایی هلند و دانشکده بیولوژی شیمی و علوم زمین دانشگاه بایروث آلمان، به مطالعه جامع و دقیق کیفیت آب‌های ساحلی دریای وادن (Duch Wadden Sea) واقع در شمال هلند پرداخته‌اند. این تحقیق پیشگامانه با بهره‌گیری از فناوری نوین سنجش از دور، رویکردی نوین برای پایش و ارزیابی وضعیت اکولوژیکی این منطقه آبی حساس ارائه می‌دهد.

داده‌های گسترده و تحلیل‌های دقیق

در این مطالعه، محققان حجم عظیمی از داده‌های ابرطیفی را که به مدت 18 سال و با فاصله زمانی هر 10 دقیقه از آب‌های ساحلی منطقه برداشت شده بود، مورد تحلیل و بررسی قرار دادند. این داده‌های ارزشمند در ابتدا برای ارزیابی کیفیت و اطمینان از صحت آن‌ها مورد پردازش قرار گرفتند و سپس به عنوان پایه‌ای مستحکم برای صحت‌سنجی اطلاعات ماهواره‌ای مورد استفاده قرار گرفتند.

فازهای مختلف تحقیق و نتایج چشمگیر

این پژوهش در چندین فاز مجزا و مرتبط به هم انجام شد. در فاز اول، محققان به کنترل کیفیت داده‌های ابرطیفی پرداخته و دستورالعمل جامعی برای پایش کیفیت آب در مناطق ساحلی تدوین کردند. سپس با استفاده از مدل‌های پیشرفته، مؤلفه‌های مختلف کیفیت آب استخراج و خصوصیات زیست‌نوری آب‌های ساحلی به دقت تعیین شد. در نهایت، با تلفیق کلیه داده‌ها و نتایج حاصل از مراحل قبلی، یک سیستم جامع برای پایش ماهواره‌ای آب‌های ساحلی ایجاد شد.

نتایج این تحقیق در یکی از معتبرترین مجلات بین‌المللی حوزه سنجش از دور با عنوان "ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing" به چاپ رسیده است. این دستاورد مهم نشان‌دهنده کیفیت بالای تحقیق و اهمیت آن در سطح جهانی است.

سنجش طیف‌های سطح آب: ابزاری قدرتمند برای پایش کیفیت آب

یکی از روش‌های نوین و کارآمد برای پایش کیفیت آب در مناطق ساحلی، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و سدها، سنجش طیف‌های سطح آب در محدوده طول موج‌های مرئی تا فروسرخ است. این روش به محققان امکان می‌دهد تا با تحلیل دقیق طیف‌های بازتابی نور از سطح آب، اطلاعات ارزشمندی در مورد پارامترهای مختلف کیفیت آب مانند شفافیت، میزان مواد معلق و کلروفیل-a به دست آورند.

علاوه بر این، نتایج حاصل از سنجش طیف‌های سطح آب می‌تواند برای تصحیح خطاهای موجود در داده‌های ماهواره‌ای نیز مورد استفاده قرار گیرد. از آنجایی که سطح انرژی بازتابی ثبت شده توسط ماهواره‌ها از محیط‌های آبی پایین است، استفاده از حسگرهای ماهواره‌ای برای پایش محیط‌های آبی همواره با چالش‌هایی همراه است. سنجش‌های ابرطیفی سطح آب با ارائه داده‌های دقیق و باکیفیت، به بهبود دقت و قابلیت اطمینان نتایج حاصل از تصاویر ماهواره‌ای کمک شایانی می‌کند.

سیستم سنجش طیف‌های سطح آب: طراحی و کاربرد

یک سیستم کامل سنجش طیف‌های سطح آب معمولاً شامل حداقل پنج حسگر است که قادر به ثبت بازتابش‌های ابرطیفی تابش خورشیدی، تابش مایل آسمان و بازتابش سطح آب هستند. این حسگرها به صورت زوج‌های متصل در جهت غرب و شرق و با زاویه 90 درجه نسبت به هم نصب می‌شوند تا بتوانند داده‌های دقیق و کاملی را از محیط اطراف جمع‌آوری کنند.

ثبت داده‌های ابرطیفی به صورت خودکار و پیوسته انجام می‌شود. با این حال، شرایط محیطی و آب و هوایی تأثیر قابل توجهی بر روی کیفیت داده‌های ثبت شده دارند. بنابراین، قبل از استفاده از این داده‌ها برای تحلیل و مدل‌سازی، لازم است که مراحل کنترل کیفیت به دقت انجام شود تا داده‌های نامعتبر و غیرقابل اعتماد حذف شوند.

نتیجه‌گیری

تحقیق مشترک انجام شده توسط این سه نهاد علمی، یک گام مهم در جهت توسعه روش‌های نوین برای پایش و ارزیابی کیفیت آب‌های ساحلی محسوب می‌شود. نتایج این تحقیق نه تنها به درک بهتر وضعیت اکولوژیکی دریای وادن کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به عنوان الگویی برای مطالعات مشابه در سایر مناطق آبی جهان مورد استفاده قرار گیرد.