ارزیابی روش بازتعقیب اولین موجک شکل موج به‌منظور بهبود صحت مشاهدات ارتفاع سنجی ماهواره‌ای در مناطق ساحلی (مطالعه موردی: منطقه ساحلی خلیج‌فارس)

ارتفاع سنجی ماهواره‌ای روشی سنجش‌ازدوری است که برای پایش ارتفاعی نواحی آبی استفاده می‌شود. در سواحل شکل موج‌های ارتفاع‌سنج راداری به سبب شرایط ژئوفیزیکی و سطوح غیرآبی در ردپای ارتفاع‌سنج، از مدل ایده آل اقیانوسی (مدل براون) فاصله می‌گیرند و اندازه‌گیری‌های تعقیب گر ماهواره که بر مبنای شکل موج‌ های منطبق بر این مدل است از اعتبار کافی برخوردار نخواهند بود. لذا بازتعقیب شکل موج‌ های بازگشتی در این نواحی ضروری است. در این پژوهش، پایش ارتفاعی سطح آب در فواصل 2 و 10 کیلومتری ساحل خلیج‌فارس در بازه زمانی 17/01/2018 الی 27/09/2019، صورت پذیرفت. بدین منظور از ارتفاع‌سنج رادار دریچه مصنوعی ماموریت سنتینل-3 با مزیت قدرت تفکیک مکانی بالا در امتداد برداشت (300 متر)، در سه گذر 25، 139 و 468 استفاده گردید. سری‌های زمانی ارتفاع سطح آب منطقه مطالعاتی با رویکرد بازتعقیب اولین موجک معنادار و کل شکل موج با استفاده از الگوریتم حد آستانه و همچنین پردازش داده‌های سطح دو حاصل شد. جهت ارزیابی سری‌های زمانی حاصل، از داده‌های نوسان نگار محلی ایستگاه‌های بندر بوشهر و کنگان و پارامتر جذر خطای مربعی متوسط (rmse) استفاده شد. نتایج نشان می‌دهند رویکرد بازتعقیب اولین موجک معنادار سبب شده است، در فاصله 2 کیلومتری از ساحل برای سه گذر 25، 139 و 468 (با درصد شکل موج‌های چند پیکی به ترتیب 71%، 27% و 27%) rmse  نسبت به بازتعقیب کل شکل موج به ترتیب 27%، 29% و 27% و نسبت به داده‌های سطح دو به ترتیب 51%، 32% و 31% بهبود یابد. همچنین در فاصله 10 کیلومتری از ساحل برای دو گذر 25 و 139 (با درصد شکل موج‌های چند پیکی به ترتیب 64%، 15%) نسبت به بازتعقیب کل شکل موج به ترتیب 31% و 8% و نسبت به داده‌های سطح دو به ترتیب 44% و 8% بهبود صحت حاصل گردد. در گذر 468 به دلیل پایین بودن درصد شکل موج‌های چند پیکی (12%) نتایج تقریباً معادل حاصل‌شده است. نتایج ضمن بیان ضرورت بازتعقیب شکل موج‌های ساحلی، عملکرد بهینه بازتعقیب اولین موجک معنادار را نیز معرفی میکنند.

evaluation of the first sub-waveform re-tracking method to improve the accuracy of satellite altimetry observations in coastal areas (case study: coastal area of the persian gulf)

radar satellite is a kind of remote sensing techniques for monitoring water bodies. in coastal areas due to the presence of non-water objects inside the footprint, the radar waveforms are deviated from the so-called ocean model, i.e. brown shape. this makes the ranges and consequently water level measurements erroneous. therefore, re-tracking the waveforms in this area is necessary to provide reliable products. in this study, water level variations at 2 and 10 km distance from the coast from 2018/01/17 to 2019/09/27 have been investigated. to this end, l2 and l1b data of sral altimeter sensor of sentinel-3 along the tracks  of 25,139 and 468 have been used. we estimated  the water level variation from re-tracking the first meaningful sub-waveform, from re-tracking the whole waveform with the threshold re-tracker and from l2 products. these water levels have been validated against in-situ gauge data from boshahr and kangan tide gauge stations. we found that at 2 km distance from the coast, the re-tracking of the first meaningful sub-waveform with an improvement of rmse of 27%, 29% and 27% with respect to the re-tracking the whole waveform shows a better performance for the three mentioned tracks (with 71%, 27% and 27% multi-peak waveforms) respectively. the rmses improvement of this scenario are about 51%, 32% and 31% with respect to the l2 products for the three tracks. at 10 km from the coast, over tracks of 25 and 139 with 64% and 15% multi-peak waveforms, the first sub-waveform scenario has an improvement of 31% and 8% with respect to the whole waveform scenario. it outperforms the l2 products with an improvement of 44% and 8% for these two tracks respectively at this distance from the cost. in the case of track 468 due to  the lower number of multi-peak waveforms (about 12%) we came up with the same result for l1b and l2 products. while the results express the necessity of re-tracking coastal waveforms,  they introduce the optimal performance of the first meaningful sub-waveform re-tracking.