بارورترین اکوسیستم های دریایی معمولاً در محیط های ساحلی یافت می شوند و محیط های ساحلی از تنوع زیستی بیشتری نسبت به مناطق باز اقیانوسی برخوردار می باشند. روشهای سنتی پایش کیفیت آب ساحلی شامل ارزیابی شاخصهای زیستی یا اندازه گیری های مستقیم کیفیت آب می باشند که بر مبنای جمع آوری داده ها در محل می باشند و از این رو اغلب از نظر مکانی یا زمانی محدود می باشند. تصاویر سنجش از دور به صورت فزاینده ای به عنوان منبع غنی از اطلاعات مکانی و ارایه پوشش دقیقتر نسبت به روش های دیگر در پایش کیفیت آب استفاده میشوند. پایش ماهواره ای کیفیت آب ساحلی متأثر از 3 نوع مولفه فعال نوری (کلروفیل a، جامدات معلق و مواد آلی محلول رنگی (cdom)) می باشد. از سویی، تغیرپذیری زیاد زمانی و مکانی خصوصیات آبهای ساحلی، به کارگیری یک الگوریتم تکی و جهانی با کارآیی یکسان در همه نواحی ساحلی را غیر ممکن می سازد. تحقیق حاضر، با هدف پایش ماهواره ای کیفیت آب ساحلی با اندازه گیری همزمان 3 نوع مولفه فعال نوری در سواحل استان مازندران انجام شد. نمونه برداری مولفه های فعال نوری به صورت همزمان با گذر ماهواره modis aqua به مدت 37 روز در سالهای 90 و 91 انجام شد. نتایج نمونه برداری میدانی نشان می دهد که در ایستگاه هایی که کلروفیل a مقادیر بالایی دارد، کدورت نیز افزایش یافته است. ضریب جذب مواد آلی محلول رنگی acdom(375) در نزدیکی ساحل بیشتر از دور از ساحل است. همچنین cdom در منطقه مورد مطالعه منشأ ترکیبی دارد و فقط توسط رودخانه ها به آبهای ساحلی حمل نمی شود یعنی بخشی از طریق رودخانه ها وارد می شود و بخشی به صورت محلی از محصول تجزیه فیتوپلانکتون تولید می شود یا از رسوبات بستر تراوش می شود. نتایج مدلسازی انتقال تشعشع نشان می دهد که توزیع عمودی فیتوپلانکتون بر طیف انعکاس سنجش از دور تأثیر دارد لیکن، تفاوت بین انعکاس محاسبه شده برای ستون آب یکنواخت و انعکاس محاسبه شده برای پروفیل عمودی، کم است و شاید سنجنده سنجش از دور نتواند این تفاوت را تشخیص دهد. در تحقیق حاضر، پس از تشکیل کتابخانه طیفی بر اساس غلظت های معین مولفه های فعال نوری و iops با استفاده از مدلسازی عددی hydrolight، الگوریتمی تحت عنوان sigmatch برای بازیابی همزمان پارامترهای کیفیت آب کلروفیل a، spm و cdom از تصاویر ماهواره ای modis در محیط های r و python توسعه داده شد. مبنای الگوریتم sigmatch، جایگزینی تکنیک نسبت باندی تکی با برازش کامل طیف و کمینه سازی (بهینه سازی) اختلاف بین طیف انعکاس مشاهده شده از modis و طیف انعکاس محاسبه شده از معادله انتقال تشعشع (hydrolight) می باشد. نتایج مقایسه الگوریتم تحلیلی با الگوریتم های تجربی نشان داد که الگوریتم تحلیلی sigmatch، الگوریتم بهینه پایش ماهواره ای کیفیت آب دریای خزر می باشد. الگوریتم تحلیلی sigmatch، قابلیت بازیابی مولفه های فعال نوری به صورت همزمان با صحت بالاتری را دارد، محدودیت الگوریتم های تجربی در زمان و مکان داده های ورودی را ندارد و مبنای تئوری آن بر اساس معادله انتقال تشعشع، الگوریتم sigmatch را به عنوان رویکرد قوی علمی در مقایسه با الگوریتم های تجربی برای پایش ماهواره ای آبهای case ii پیشنهاد می نماید.

این تحقیق با هدف برآورد میانگین غلظت، مدل سازی الگوی توزیع مکانی و تعیین منشأ احتمالی پنج فلز سرب، مس، روی، جیوه و کادمیوم در رسوبات سطحی جنگل های مانگرو شمال جزیره قشم- خلیج فارس به وسعت 9026 هکتار انجام شد. در مجموع 42 نمونه رسوب سطحی (0-5 سانتی متری) از سه بخش بندر خمیر با 7 ایستگاه، بخش میانی با 17 ایستگاه و جزیره قشم با 18 ایستگاه به روش تصادفی جمع آوری شد. غلظت کلی فلزات سرب، مس، روی و کادمیوم در نمونه-های رسوب پس از مراحل آماده سازی و هضم اسیدی توسط دستگاه اسپکترومتر جذب اتمی تعیین گردید. همچنین غلظت فلز جیوه نیز پس از طی مراحل آماده سازی توسط دستگاه advanced mercury analyzer قرائت گردید. میانگین غلظت فلزات سمی سرب، کادمیوم، مس و روی در رسوبات سطحی جنگل های مانگرو به ترتیب 89/1، 17/0، 60/10 و 47/55 میکروگرم بر گرم و برای فلز جیوه، 01/8 نانوگرم بر گرم به دست آمد. به منظور درک و بررسی میزان آلودگی رسوبات سطحی جنگل های مانگرو به این فلزات، مقادیر غلظت به دست آمده با استانداردهای sqgs و noaa مقایسه شد و نتایج نشان داد که مقادیر غلظت تمامی فلزات مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه در مقایسه با این استانداردها اختلاف معنی داری دارند ( 05/0 > p) و پایین تر از حد استانداردها هستند. ساختار مکانی این پنج فلز نیز مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان داد که فلزات سمی جیوه و مس از الگوی توزیع مکانی مدل گوسین و فلزات کادمیوم، سرب و روی به ترتیب از مدل های دایره ای، نمایی و کروی تبعیت می کنند. در نهایت مدل سازی و تخمین میزان پراکنش فلزات مورد بررسی با سه روش کریجینگ معمولی، کریجینگ بلوکی و کریجینگ جامع انجام گردید. نتایج به دست آمده، الگوی توزیع مکانی مشابهی برای دو فلز سرب و کادمیوم نشان داد. همچنین مس و روی نیز از الگوی توزیع مکانی مشابهی تبعیت می کردند اما جیوه الگوی توزیع مکانی متفاوتی را نسبت به سایر فلزات نشان داد. نتایج تحلیل چندمتغیره و آنالیز مولفه های اصلی نیز با نتایج نقشه های حاصل از مدل سازی تطبیق می نمود و سه عامل اصلی، فلزات مورد بررسی را گروه بندی می نمود که عامل اول به طور مثبت و معنی داری با فلزات مس و روی و عامل دوم با فلزات کادمیوم و سرب ارتباط داشت و عامل سوم نیز به صورت مثبت و معنی داری با فلز جیوه مرتبط بود. درنهایت با توجه به نقشه های سطوح روند تهیه شده برای فلزات، نقشه های الگوی توزیع مکانی تهیه شده با کریجینگ، نتایج آنالیز مولفه های اصلی و پس زمینه ای که از جنگل های مانگرو براساس نتایج مطالعات قبلی موجود بود، منشأ فلزات مس و روی در این منطقه طبیعی تشخیص داده شد. کادمیوم و سرب در حوالی جزیره قشم و شرق بخش میانی منشأ طبیعی از خود نشان دادند، در حالی که منشأ این فلزات در بندر خمیر، انسانی (به خصوص ناشی از آلودگی های نفتی) تشخیص داده شد. منشأ جیوه نیز که الگوی توزیع مکانی نقطه ای و پراکنش بسیار ناموزون در منطقه از خود نشان می داد، تشخیص داده شد که با احتمال زیاد می تواند توسط ریزش های نفتی کنترل گردد.

تنوع فلورستیک یکی از خصوصیات جوامع گیاهی می باشد که در بررسی اکوسیستمها و مطالعه جوامع بیولوژیک و در بررسی سیستم انتقال انرژی اکوسیستمها مورد استفاده قرار می گیرد. برای اندازه گیری تنوع در طبیعت شاخصهای زیادی توسط محققین مختلف ارائه شده است. محاسبه این شاخصها نیاز به کار میدانی و روشهای نمونه برداری خاص دارند.در این تحقیق، قابلیت داده های ‏‎tm‎‏ ماهواره لندست و سیستم های اطلاعات جغرافیایی ‏‎(gis)‎‏ در تحلیل، مدلسازی و نقشه بندی تنوع فلورستیک مورد بررسی قرار گرفت.در این بررسی بر اساس این مفهوم که تنوع تحت تاثیر عوامل محیطی موثر قرار دارد، با بررسی روابط بین عوامل محیطی و تنوع فلورستیک و با تحلیل اهمیت هر یک از عوامل در میزان تنوع، مدلی جهت تحلیل تنوع فلورستیک طراحی و نقشه تنوع فلورستیک منطقه در محیط ‏‎gis‎‏ حاصل شد.پس از نمونه برداری، شاخصهای تعداد گونه، سیمپسون، شانون و ویتاکو مربوط به ارزیابی تنوع فلورستیک بر اساس داده های نمونه محاسبه شد. سپس شاخصهای پوشش گیاهی و رطوبت تصویر ماهواره ای محاسبه شد و ارتباط آن با تنوع فلورستیک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین لایه های اطلاعاتی مربوط به پارامترهای ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله از جاده و واحدهای اراضی در محیط ‏‎gis‎‏ تهیه و روابط آنها با تنوع فلورستیک مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت بر اساس روابط بررسی شده بین عوامل مختلف محیطی و تصویری با تنوع فلورستیک، مدلی جهت تحلیل تنوع فلورستیک در محیط ‏‎gis‎‏، حاصل شد.بر اساس تنوع محاسبه شده در پلاتهای نمونه برداری، از روش درون یابی کریگینگ نقشه درون یابی تنوع حاصل شد و به عنوان اطلاعات کمکی در اصلاح نقشه حاصل شده از مدل بکار گرفته شد.نتایج نشان داد که داده های ماهواره ای قابلیت نمایش مستقیم تنوع فلورستیک را دارا نمی باشند. بلکه بسیاری از فاکتورهای محیطی موثر در آن به وسیله تکنولوژی سنجش از دور و ‏‎gis‎‏ قابل دستیابی است که می تواند در مطالعه خصوصیات اکولوژیک بسیار سودمند باشد.در مدل طراحی شده، شاخص پوشش گیاهی به عنوان مهمترین عامل در تحلیل تنوع فلورستیک، بیشترین وزن را گرفت. به طورکلی، بررسی تنوع منطقه نشان داد که رطوبت عامل مهمی در میزان تنوع فلورستیک منطقه می باشد. شاخصهای پوشش گیاهی به تنوع فلورستیک دارای رابطه می باشند و در مجموع شاخصهای مبتنی بر فاصله از رابطه قویتری با تنوع فلورستیک برخوردار هستند. شاخص پوشش گیاهی ‏‎pvi2‎‏ از شاخصهای مبتنی بر فاصله بالاترین همبستگی را با تنوع فلورستیک نشان داد.