عنوان پایان‌نامه
ارائه یک روش جهت حذف نو یز داده های پتا نسیلی ما هواره GRACE
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران- نقشه برداری- ژئودزی(هیدروگرافی)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2249;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55929
- تاریخ دفاع
- ۰۵ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- حمیدرضا باقری
- استاد راهنما
- عبدالرضا صفری, محمدعلی شریفی
- چکیده
- با پرتاب جفت¬ماهواره GRACE در سال 2002، این امکان بوجود آمد که تغییرات میدان ثقل را به صورت ماهیانه با دقت بالا و در مقیاس جهانی بدست آورد. یکی از کاربردهای این مدل‌های ماهیان? تغییرات میدان ثقل در بدست آوردن تغییرات جرم سطحی می¬باشد. از طرفی تغییرات جرم سطحی ناشی از پدیده‌های هیدرولوژیکی از جمله تغییرات در آب¬های زیرزمینی، رطوبت خاک و آب حاصل از ذوب برف¬ها هستند. بنابراین با داشتن مدل¬های ماهیانه می¬توان به اطلاعاتی در مورد پدیده¬های هیدرولوژیکی دست یافت. در این راستا در سال 1998 وار و مولنار مدلی برای تغییرات جرم سطحی ارائه نموده¬اند که در آن فاصله شعاعی تمام نقاط سطح زمین از مرکز آن با شعاع متوسط زمین تقریب زده شده است. یکی از اهداف این تحقیق اصلاح این تقریب در مدل مذکور از طریق قضیه مقدار میانگین و بررسی میزان اثر آن است. نتایج نشان می¬دهد که اثر این تقریب با اثر بارگذاری ناشی از تغییر جرم سطحی تقریباً به یک اندازه بوده و تفاوت آنها تنها در شکل و مکان اثرشان می¬باشد. به¬علاوه داده‌های پتانسیلی جفت¬ماهواره GRACE دارای نویزی می‌باشند که با افزایش درجه ضرایب ژئوپتانسیل افزایش می‌یابد و باعث ایجاد نوارهای شمالی-جنوبی در مدل¬های تغییرات جرم سطحی می¬گردد. برای به‌دست آوردن مدل‌های تغییرات میدان ثقل (جرم سطحی) با استفاده از این داده‌ها، باید این نویز را حذف کرد. در این تحقیق از دیدگاه مسائل معکوس مسئله کاهش نویز بررسی شده و از ایده پایدارسازی تیخونوف تعمیم‌یافته در زیرفضای سوبولف برای کاهش نویز استفاده شده است. برای ارزیابی ایده معرفی¬شده، در حوزه آبی می‌سی‌سی‌پی از مشاهدات چاه‌های پیزومتری و مدل هیدرولوژی GLDAS و در حوزه‌های آبی آمازون، آلبانی، سومالی ، دانوب و چین شمالی از مشاهدات در محلِ تخلیه و داده‌های واگرایی شار رطوبت مشاهداتی توسط ابزاری مانند رادیوسوند و یا مدل‌های آب-هواشناسی، استفاده شده است. ارزیابی نتایج نشان‌دهند? عملکرد مناسب روش ارائه شده بوده و نتیجه به‌دست آمده از طریق راهبرد پایدارسازی "تیخونوف تعمیم‌یافته در زیرفضای سوبولف" نتایج بهتری نسبت به سایر روش‌های معمول از جمله گوسی ایزوتروپیک، گوسی غیرایزوتروپیک، وینر و آنالیز توابع متعامد تجربی به‌دست می‌دهد.
- Abstract
- Since GRACE twin satellite launch in 2002, the change in gravity field could be determined in high temporal resolution (i.e. monthly) and in global scale. Obtaining the surface mass (density) change is one of the applications of these monthly gravity field solutions. On the other hand, most of the surface mass change is caused by hydrological phenomena like change in ground water, soil moisture and snow water equivalent. In 1998 Wahr and Molenaar obtained a mathematical model for surface mass change within which all the points on the Earth are supposed to be at a constant distance from the coordinate origin, i.e. the mean radius of the Earth. In this thesis we will modify this approximation by means of the mean value theorem for integrals. Results show that this approximation and the indirect effect of mass change have nearly the same effect on model, with just a difference in shape. The GRACE level-2 potential data has a kind of noise which increases by the degree of Legendre coefficients and causes north-south stripes in global surface mass change models. In this thesis, firstly, we have solved the Newton Integral equation for the change in potential caused by surface density change as an inverse problem by means of Singular Value Expansion (SVE) method. Then, we have checked the Hadamard conditions for the Integral operator. After that, we have used the Regularization methods to denoise the models. The main proposed method is the “Generalized Tikhonov in Sobolev subspace”. The validation has been done for: 1) the surface mass change functional in Mississippi river basin by the piezometric wells ground water data and the GLDAS hydrological model for soil moisture and snow water equivalent, 2) the rate of surface mass change or the derivative of the mass change functional with respect to time in Amazon, Albany, Somalia, Danube and North China regions by in-situ data and Vertically Integrated Moisture Flux Divergence (VIMFD) observed by radiosond or obtained by hydro-meteorological models.
