>
Fa   |   Ar   |   En
   تولید نقشه‌های رطوبت خاک ایران از محصولات Bec Global Level 3 ماهواره اسموس  
   
نویسنده اسعدی اسکویی ابراهیم ,جامعی مژده
منبع پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز - 1400 - دوره : 12 - شماره : 24 - صفحه:65 -76
چکیده    مقدمه و هدف: رطوبت خاک سطحی یکی از مولفه‌های اساسی سامانه اقلیمی زمین و چرخه هیدرولوژیکی است که نقش مهمی در کاربری های علمی و عملی مختلف نظیر پیش بینی عددی هواشناسی، پایش وقایع فرین، مدل سازی هیدرولوژیکی، مطالعات تغییراقلیم و مدیریت منابع آب دارد. سنجش ‌از دور مایکروویو قابلیت منحصربه‌فردی برای برآورد جهانی رطوبت خاک در سطوح گسترده دارد، در این خصوص ماهواره اسموس آژانس فضایی اروپا اولین ماموریت اختصاصی برای پایش جهانی رطوبت خاک است که از سال 2009 فعالیت دارد. هدف این تحقیق استخراج داده های رطوبت خاک از محصولات ماهواره اسموس (bec _l3_sm_smos) و تولید نقشه های رطوبت خاک در مقیاس های زمانی مختلف برای ایران و نیز ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی این داده ها (دوره آماری 2010 تا 2019) برای کشور است. مواد و روش‌ها: در راستای هدف تحقیق، یک مدل با استفاده از قابلیت های model builder نرم‌افزار arc map به منظور خواندن و استخراج باند رطوبت خاک از محصولات bec _l3_sm_smos ماهواره اسموس و تولید نقشه های میانگین رطوبت خاک برای ایران توسعه داده شد. به منظور بررسی منابع تداخل فرکانس رادیویی (rfi) محصولات اسموس، نقشه های احتمال رخداد rfi اسموس در ایران در دوره آماری مطالعاتی مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که داده های مدار صعودی اسموس در ایران کمترین درصد rfi را دارند. براین اساس از محصولات (asc) bec _l3_sm_smos برای تولید نقشه های رطوبت خاک کشور استفاده گردید.یافته‌ها: نتایج حاصل از اجرای مدل توسعه داده شده در تحقیق، دستیابی به نقشه های میانگین ماهانه، فصلی و سالانه رطوبت خاک از محصولات ماهواره ی اسموس طی 10 سال برای ایران است. ارزیابی تغییرات زمانی نقشه های میانگین ماهانه رطوبت خاک اسموس بیانگر آن است که بالاترین مقدار بیشینه ماهانه رطوبت خاک ( m3m3854/0) در ماه می رخ داده است. همچنین بیشترین میانگین ماهانه رطوبت خاک مربوط به ماه های فوریه (m3m3 0/087)، مارس (m3m3 0/086) و آوریل (m3m3 0/086) بوده و کمترین میانگین ماهانه رطوبت خاک در ماه های اوت (m3m3 0/034) و سپتامبر (m3m3 0/037) رخ می دهد. ارزیابی نقشه میانگین سالانه (10 سال) رطوبت خاک کشور، حاصل از داده های ماهواره اسموس، نشان داد که رطوبت خاک بین مقادیر کمینه 0/002 و بیشینه m3m30/78 در سطح کشور متغیر بوده و متوسط میانگین 10 ساله رطوبت سطحی خاک برای کل ایران بر اساس داده های ماهواره اسموس برابر m3m3 0/063 است.نتیجه گیری: باتوجه به کمبود داده های رطوبت خاک در ایران و توانایی ماهواره اسموس در تولید داده های رطوبت خاک با کیفیت مطلوب، می توان از محصولات این ماهواره برای کاربردهای مختلف در ایران استفاده نمود. از نقشه های میانگین رطوبت خاک ماهانه، فصلی و سالانه حاصل از این تحقیق می توان در مطالعات منطقه ای مدل های هیدرولوژی، بهبود و افزایش دقت مدل های پیش بینی هواشناسی، مدیریت منابع آب، مطالعات تغییر اقلیم، برنامه ریزی آبیاری در کشاورزی و هوشمندسازی آبیاری دارند.
کلیدواژه رادیومتری باند-L، رطوبت خاک ماهواره­ای، ماهواره اسموس، مایکروویو غیرفعال، نقشه رطوبت خاک
آدرس پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو, ایران, سازمان آب و برق خوزستان, ایران
پست الکترونیکی mozhdeh.jamei@gmail.com
 
   Production of Soil Moisture Maps in Iran from BEC Global Level 3 Products of SMOS Satellite  
   
Authors Asadi Oskouei Ebrahim ,Jamei Mozhdeh
Abstract    Extended AbstractIntroduction and Objective: Surface soil moisture is an essential variable in the Earth #39;s climate system and hydrological cycle that plays a crucial role in scientific and practical applications such as numerical weather forecasting, extreme event monitoring, hydrological modeling, climate models study, and water resources management. Microwave remote sensing has a unique capability to retrieve global soil moisture over a wide range; in this context, The European Space Agency #39;s (ESA) Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) satellite is the first specific mission to monitor global soil moisture, which has been operating since 2009. This study aimed to extract soil moisture data from SMOS satellite products (BEC _L3_SM_SMOS), generate soil moisture maps at different time scales for Iran, and evaluate the spatial and temporal variations of soil moisture data (from 2010 to 2019).Material and Methods: In line with the research objectives, we developed a model by Model Builder in ArcGIS that read and derived soil moisture values from the BEC _L3_SM_SMOS products and produced average soil moisture maps over Iran. This study evaluated the sources of Radio Frequency Interference (RFI) in the SMOS products by evaluating RFI probability maps. The results found that the SMOS ascending orbit products have the lowest RFI in Iran. This study evaluated the sources of Radio Frequency Interference (RFI) in the SMOS products by evaluating RFI probability maps. The results found that the SMOS ascending orbit products have the lowest RFI percentage in Iran. Therefore, we used the BEC _L3_SM_SMOS (ASC) products to generate the soil moisture maps in Iran.Results: In this study, the outcomes of the developed model are the preparation of monthly, seasonal, and annual maps of the average soil moisture for Iran. Evaluation of temporal variations of the soil moisture monthly average maps shows that the highest maximum monthly value (0.854 m3m3) occurred in May. The highest monthly average of soil moisture values was related to February (0.087 m3m3), March (0.086 m3m3), and April (0.086 m3m3), and the lowest monthly average of soil moisture values were occurred in August (0.034 m3m3) and September (0.037 m3m3). Evaluation of the annual average map (10 years) obtained from SMOS data shows that soil moisture varies between the lowest value of 0.002 and the highest value of 0.78 m3m3 in Iran. The annual average value of soil moisture is 0.063 m3m3 based on SMOS data over IranConclusion: Due to the scarce soil moisture data over Iran and the ability of SMOS to produce soil moisture data with desirable quality, SMOS products can be used for various applications. The monthly, seasonal, and annual maps of the average soil moisture obtained in this study can be used in regional studies of hydrological models, improving weather forecasting models, water resources management, climate change studies, irrigation schedule, and smart irrigation.
Keywords L-band radiometry ,Passive microwave ,Satellite soil moisture ,Soil moisture map ,SMOS satellite
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved