عنوان پایان‌نامه
تخمین میزان تغذیه گرایی تالاب انزلی
- رشته تحصیلی
- محیط زیست - برنامه ریزی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده محیط زیست شماره ثبت: ENV 1200;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65271
- تاریخ دفاع
- ۳۰ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- آزاده کاظمی
- استاد راهنما
- علی ترابیان, حمیدرضا جعفری
- چکیده
- سنجش از دور به ویژه سنجش از دور فراطیفی می تواند یک دانش بنیادین برای مطالعه بازتاب طیفی کلروفیل a جهت شناسایی یوتریفیکاسیون آبهای داخل خشکیها به ویژه تالاب ها باشد. استفاده از طیف سنجی میدانی به عنوان یکی ازابزارهای دور سنجی می تواند از پدیده های مختلف کتابخانه طیفی ایجاد نماید تا بتوان جهت تخمین و شناسایی پدیده ها از آنها استفاده نمود. هدف اصلی در این مطالعه، بررسی اختلاف بین منحنی بازتاب طیفی نمونه های آب تالاب انزلی با مقادیر مختلف کلروفیل a در عمق 15 و 30 سانتی متری بوده است. نمونه برداری در بهار 1391 انجام گرفت و تعداد 500 منحنی بازتاب طیفی مربوط به 80 نمونه آب با میزان کلروفیل a بین 07/2 تا 9/23 میلی گرم در لیتر در این مطالعه اندازه گیری شد. باتوجه به جدول استاندارد OECD بیش از نیمی از بخش غربی تالاب در محدوده مزوتروف قرار دارد. بخش مرکزی و نیمی از بخش غربی تالاب در محدوده یوتروف قرار گرفته است. بخش عمده سیاه کشیم خشک شده و آنچه از آن باقی مانده است در محدوده یوتروف قرار گرفته است. بخش شرقی نیز به شکل کامل خشک شده است. در خصوص آلودگی تالاب انزلی با توجه به نقشه آلودگی ایجاد شده می توان دریافت که این تالاب به لحاظ قرار گرفتن در یک منطقه پر جمعیت، انواع گوناگون مواد آلی از طریق رودخانه های منتهی به تالاب دریافت می شود. از جمله آلوده ترین رودخانه های حوزه آبریز تالاب، رودخانه های سیاهرود و گوهررود می باشند که از قسمت جنوب شهرستان رشت واقع در استان گیلان سرچشمه گرفته و پس از عبور از سطح رشت در روستای پیربازار به بخش جنوب شرقی تالاب می ریزند در اندازه گیری های انجام شده نیز این امر اثبات شده و آلوده ترین بخش تالاب به همین دلیل بخش مرکزی می باشد. دراین تحقیق اندازه گیری فسفر کل و کلروفیل a در آزمایشگاه انجام شد و در مورد منحنی بازتاب طیفی پس از حذف خطاها و بررسی کیفیت آنها منحنی بازتاب طیفی مورد استفاده در محدوده 400 تا 900 نانومتر مورد ارزیابی قرار گرفته است. دو شاخص طیفی (شاخص نسبت باندی و شاخص سه باندی)که در مطالعه آبها مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین تحلیل های آماری در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است. جهت تشخیص بهترین طول موج ها برای اندازه گیری کلروفیل a از رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) استفاده شده است. براساس نتایج بدست آمده در بررسی رابطه مقدار کلروفیل aبا شاخص سه باندی و نسبت باندی رابطه بین مقدار این شاخص ها با مقدار با کلروفیل a در دو عمق 15 و 30 سانتی متری مشاهده شد. البته این رابطه در عمق 15 سانتی متری به شکل قوی ترمی باشد. همچنین مشخص شد که در ارتباط با شاخص سه باندی این مقدار بسیار بیشتر از شاخص نسبت باندی می باشد. در این مطالعه حداکثر حساسیت به جذب ذرات کلروفیل a در طول موج 680 نانومتر و حداکثر حساسیت به انعکاس کلروفیل a در طول موج 700 نانومتر می باشد. همچنین جهت محاسبه شاخص سه باندی از باند جذبی آب در محدوده طول موج مادون قرمز نزدیک جهت نرمال نمودن استفاده شده است که در اینجا برابر با 757 نانومتر در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از رگرسیون حداقل مربعات تقریبا نتایج حاصل از شاخص های طیفی را اثبات می کند.در این مطالعه رابطه بین فسفر کل با میزان شاخص سه باندی و نسبت باندی نیز به دلیل رابطه مستقیم میزان کلروفیل a با فسفر کل بررسی گردید که همانند میزان کلرفیلa در عمق 15 سانتی متری رایطه قوی تری نسبت به عمق 30 سانتی متری نشان می دهد و این رابطه در مورد شاخص سه باندی بیش از شاخص نسبت باندی می باشد.به طور کلی آنچه از نتایج برآمده است نشان دهنده این است که با استفاده از این دو شاخص و با استفاده از سنجنده هایی که در بر گیرنده این طول موجها باشند امکان تخمین یوتریفیکاسیون تالاب به خوبی وجود دارد بدون اینکه مشکلات و محدودیت سایر روشهای اندازه گیری کلروفیل a مانند روشهای آزمایشگاهی تجربی و مدلسازی وجود داشته باشد. با توجه به وضعیت تالاب و بررسی انواع روشهای برنامه ریزی و با توجه به مطالعات انجام شده در این زمینه به نظر می رسد که برنامه ریزی همیارانه یا مشارکتی بهترین نوع برنامه ریزی برای این تالاب می باشد. کلمات کلیدی: شاخص سه باندی، طیف سنجی، کلروفیل a، فسفر کل، شاخص نسبت باندی، رگرسیون PLS
- Abstract
- Recognizing eutriphitcaion of turbid water by remote sensing systems, especially hyperspectral remote sensing requires fundamental knowledge of spectral reflectance of chlorophyll a (chl a). Field spectrometry as a field of remote sensing, dealing with determination of these spectral characteristics tries to provide the spectral libraries for different objects. The first objective of this study was to prepare and investigate the significant differences between the spectral signature of water samples of Anzali wetland in 15 cm depth with different amount of chlorophyll a (chl a). This was carried out using a full range spectrometer during spring at 2013. The second objective of this study was to discriminate the spectral signature of water samples with different amount of chlorophyll a (chl a) of Anzali wetland in 30 cm depth. A total of 500 water sample spectral curves of illuminated and shaded samples were acquired of 80 water samples with different amount of chlorophyll between 2.07 and 23.9 (mg/lit). Following the measurements, chlorophyll and total phosphorus of the samples were extracted in laboratory. After quality control and noise remove, the spectral fingerprint of the samples was prepared along 400-900 (nm). In order to investigate the spectral reflectance differences, two important indices related to chlorophyll a of water were calculated and statistically analyzed. Also in order to investigate the water samples separately and to define the best wavelength for this aim, the partial least square (PLS) analysis was used. We conclude that three band model in 15 cm depth of water samples has the most relation (r=0.963) with chlorophyll a content in comparison with the other indices. This result has been proved by statistical results obtained by chlorophyll and total phosphorus data in lab. The results showed that the sensitivity of two indices is not similar for any range of chlorophyll and total phosphorus content. Based on the PLS result it proved that by interring total phosphorus variable the ability to discriminate samples has been increased. Based on the result obtained by using Inland water indices and PLS regression, the best wavelength region for study eutriphitcaion of turbid water is in red and near infrared. We could conclude that the best wavelength region for spectral separately of eutriphitcaion of turbid water is depend on different factors such as depth of water and amount of sediments of water. Key words: Field Spectroradiometry, chlorophyll a (chl a), Inland Water indices, Total phosphorus content, PLS regression, Model, reflectance.
