تجزیه و تحلیل ویژگیهای طیفی- فضایی آتش و اهداف زمینه برای شناسایی و تفکیک در داده های سنجش از دور

پدیده آتش سوزی در جنگلها و مراتع از جمله حوادث غیر مترقبه ای است که عوامل طبیعی و انسانی مختلفی در ایجاد آن نقش دارند. تجزیه و تحلیل ویژگیهای طیفی و فضایی آتش و همچنین اهداف زمینه به منظور شناسایی و تفکیک در داده های سنجش از دور، موضوع بحث این رساله می باشد. به منظور آشکار سازی، تجزیه و تحلیل، پایش و تفکیک آتش سوزی های ایران از فناوری سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی بهره گرفته شده است. یکی از مواردی که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته، استفاده از خصوصیت و ویژگی طیفی آتش و تابش حاصل از نوع مواد سوختی در محدوده های طیفی غیر حرارتی است. برای دستیابی به چنین هدفی یکسری تست های آزمایشگاهی بر روی تعدادی از پدیده ها انجام شد و سپس بازتاب طیفی آنها در محدوده مادون قرمز نزدیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که پوشش هایی مثل درختان، چمنزارها و بطور کلی پوشش های گیاهی در موقع سوختن تابش شدیدی را در محدوده 8/766 و 780 نانومتر از خود نشان می دهند که این ویژگی می تواند منجر به شناسایی آنها در موقع آتش سوزی در باند غیر حرارتی گردد. استفاده از چنین ویژگی منحصر بفرد گیاهان این امکان را فراهم می سازد تا بتوان آتشهای گیاهی را از آتش های غیر گیاهی تفکیک نمود. در این تحقیق ضمن انجام تستهای آزمایشگاهی نسبت به جداسازی آتش پدیده های مختلف اقدام گردید. و یک شاخص کشف آتش بر اساس محدوده های طیفی حساس به انتشار پتاسیم ارائه شد. در این نوشتار روشهای مختلف آشکار سازی آتش سوزی با استفاده از داده های سنجش از دور مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سپس مروری بر الگوریتمها و روشهای فعلی کشف آتش انجام خواهد شد و ضمن بیان مزایا و معایب آنها، روش پیشنهادی برای دستیابی به اهداف تحقیق مورد بررسی قرار گرفت و نسبت به پیاده سازی و تست آن بر روی دو نمونه آتش سوزی در محیط آزمایشگاه اقدام گردید، که منجر به تولید شاخص کشف آتش با استفاده از باند انتشار پتاسیم شد. سپس مدل پیشنهادی به محدوده های طیفی سنجنده hyperion تعمیم داده و نتایج مشابه حاصل گردید. برای انجام آزمایش واقعی در صحنه طبیعت برروی دو منطقه آتش سوزی یکی منطقه جنگلی و دیگری آتش با سوخت فسیلی آزمایش و نتایج مورد انتظار مشاهده گردید. همچنین به منظور تحلیل فضایی و زمانی آتش سوزی های اتفاق افتاده در ایران از آتش های کشف شده بوسیله سنجنده modis طی سالهای 2001 الی 2009 میلادی استفاده گردید این تصاویر مربوط به ماهواره های aqua و terra می باشد. ابتدا دقت هندسی این تصاویر با استفاده از نقاط آتش ثابت، مثل چاههای نفت مورد ارزیابی قرار گرفت. برای جدا سازی آتش های دائمی از آتش های غیر دائمی از شاخص ndvi وتعداد دفعات تکرار آتش سوزی در یک منطقه استفاده شد. از این تصاویر همچنین برای بررسی رابطه بین پوشش گیاهی و فراوانی وقوع آتش سوزی استفاده گردید. به منظور بررسی تاثیر پارامتر های اقلیمی و همچنین عوامل انسانی بر روی وقوع آتش سوزی، این پارامترها در دو مقیاس کشوری و منطقه ای مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای اقلیمی شامل دما، بارش، رطوبت نسبی، سرعت باد، و همچنین pnpi و عوامل انسانی شامل سکونتگاههای انسانی و جاده های ارتباطی می باشد. بررسی تاثیر ارتفاع و نوع پوشش اراضی بر روی وقوع آتش سوزی از دیگر مواردی است که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور تحلیل الگوهای مکانی پراکنش و توزیع آتش سوزی های رخ داده در سالهای اخیر از مدل خود همبستگی مکانی بهره گرفته شد.