بررسی دقت داده‌های LIDAR و رادار در استخراج زیرحوزه‌های آبخیز و مشخصات آن‌ها در مقایسه با روش‌های معمول به‌وسیله مدل رقومی ارتفاع

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، گروه منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد جنگلداری، اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان گلستان

3 استادیار، گروه منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

تعیین موقعیت دقیق زیرحوزه‌های آبخیز در تولید سیل­خیزی بسیار حائز اهمیت است. در برخی موارد، این امر با انجام مطالعات میدانی و ترسیم نقشه‌­های توپوگرافی، بسیار وقت­‌گیر و پرهزینه است. امروزه فناوری جدید و رو به رشد داده سنجنده فعال LIDAR، برای جمع‌­آوری اطلاعات از سطح زمین وجود دارد که بر مبنای اندازه‌­گیری فاصله لیزر عمل می‌کند. در این پژوهش، حوضه جنگلی شصت­کلاته گرگان به‌­دلیل داشتن داده‌­های متنوع انتخاب شد. به­‌منظور تهیه زیرحوزه­­‌های آبخیز و مشخصات آن‌ها، نیاز به مدل رقومی ارتفاعی زمین است. در مدل فوق از داده‌­های LIDAR و رادار و سنجنده­‌های دیگر به­ترتیب با قدرت تفکیک مکانی یک، 5/12 و 30 متر به­منظور کنترل داده­های زمینی استفاده شد. آبراهه­ها با استفاده از مدل مناسب در هر یک از روش‌­های فوق استخراج و انواع مشخصات حوزه آبخیز مورد نظر از طریق نرم‌­افزار Arc-Hydro و IDRISI به‌­دست آمد. شاخص میزان فاصله هر یک از آبراهه‌­ها از یکدیگر و واقعیت زمینی مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه تحلیل‌­ها در نرم‌­افزار SPSS انجام شد. مقدارsig-value  برای مقایسه ارتفاعات در راستای آبراهه‌­ها برای LIDAR با آزمون t جفتی برابر 0.13 به­‌دست آمد که نشان می­‌دهد، تفاوت معنی‌داری وجود ندارد. در مقایسه آبراهه‌­های ناشی از مدل­‌های رقومی مختلف بین مدل رقومی 12.5 و 30 متری زمین و LIDAR، مقدار 0.002 حاصل از آزمون ویلکاکسون تفاوت معنی‌داری را نشان می­‌دهد. همچنین، بر اساس نتیجه­‌گیری کلی، مشاهده شد که بین روش­‌های مورد استفاده، اختلاف معنی‌­داری در سطح احتمال 95 درصد وجود دارد. در نهایت داده‌­های LIDAR بیشترین دقت حاصله را با واقعیت زمین دارا بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the LIDAR and radar data accuracy in the Sub-watersheds and their characteristics extraction in comparison with common methods by digital elevation model

نویسندگان [English]

  • Behrooz Mohseni 1
  • Benyamin Matinnia 2
  • Hadi Razzaghian 3
1 Scientific Board, Payam Noor University, Tehran, Iran
2 MSc
3 Assistant Professor, Payam Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Determining the precise location of sub-watersheds in flood production is very important. In some cases, it is time consuming and costly to do this by conducting field studies and mapping topographic maps. Today, the new and growing technology of LIDAR active sensor data is used to collect data from the ground surface, which operate based on measuring the distance of the laser. In this research, Gorgan Shast-Kalateh forest basin was selected due to various data. In order to prepare sub-watersheds and their characteristics, it is necessary to have a digital elevation model. In the above model, LIDAR and radar data and other sensors were used with spatial resolutions of 1, 12.5 and 30 m, respectively to control the ground data. The streams were extracted using the appropriate model in each method and all types of watershed characteristics were obtained through Arc-Hydro and IDRISI software. The distance index of each  stream from others and ground reality were investigated. Comparison of analyses was done in SPSS software. The sig-value for comparing altitudes along the streams for LIDAR with a pairwise t test was 0.13, which shows no significant difference. Comparison of the streams of different digital models between the land 12.5th m and 30th m and LIDAR, the sig-value of 0.002 in Wilcoxon test, shows significant difference. Also, based on the overall conclusion, it was observed that there is a significant difference at 95% probability level, between the methods used. Eventually, LIDAR data had the highest accuracy with ground reality.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arc- hydro
  • IDRISI
  • Laser
  • Shast-Kalateh
  • Wilcoxon test