التسلسل |
العنوان |
الصفحة |
|
المستخلص |
أ |
|
قائمة
المحتويات |
ب |
|
قائمة الأشكال |
د |
|
قائمة الجداول |
ز |
|
قائمة الرموز |
ح |
الفصل الاول (مقدمة عن البحث ) |
||
1-1 |
منطقة الدراسة |
1 |
1-2 |
أهمية دراسة
ظاهرة العواصف الغبارية |
1 |
1-3 |
هدف البحث |
2 |
1-4 |
منهجية البحث |
2 |
1-5 |
البيانات
المستخدمة |
4 |
1-6 |
الدراسات
السابقة |
6 |
1-7 |
هيكلية البحث |
8 |
الفصل الثاني (العواصف الغبارية والأقمار الصناعية ) |
||
2-1 |
مقدمة عامة |
9 |
2-2 |
مكونات الغبار |
10 |
2-3 |
العواصف
الغبارية |
11 |
2-4 |
ظاهرة العواصف
الغبارية في العراق |
12 |
2-5 |
العواصف
الغبارية في صور الأقمار الصناعية |
13 |
2-6 |
الطيف
الكهرومغناطيسي |
15 |
2-7 |
حركة الأقمار
الصناعية |
19 |
2-8 |
الأقمار
الصناعية الأنوائية |
21 |
2-9 |
القمر الصناعي Terra |
23 |
الفصل الثالث (معالجة الصور الرقمية ) |
||
3-1 |
الصورة الرقمية |
26 |
3-2 |
بعض العلاقات
الأساسية بين عناصر الصورة |
27 |
3-3 |
قدرة تمييز
الصورة |
29 |
3-4 |
أنواع الصور
الرقمية |
30 |
3-5 |
التفسير البصري
للصور الفضائية |
31 |
3-6 |
تحسين الصور |
32 |
3-7 |
التصنيف الرقمي
|
37 |
الفصل الرابع (التطبيقات العملية) |
||
4-1 |
أدوات البرمجة
والصور المستخدمة |
39 |
4-2 |
تفسير الصور
قبل معالجتها |
42 |
4-3 |
التصحيح
الهندسي |
45 |
4-4 |
تطبيق تقنيات
التحسين على الصور الفضائية |
50 |
4-5 |
تطبيق التصنيف
الرقمي على الصور الفضائية |
68 |
4-6 |
تقدير سرعة
العواصف الغبارية من خلال صور الأقمار
الصناعية |
76 |
الفصل
الخامس (الاستنتاجات والتوصيات ) |
||
5-1 |
الاستنتاجات |
82 |
5-2 |
التوصيات |
84 |
|
المصادر |
85 |
|
الملاحق |
A |
المستخلص
يتعلق موضوع البحث
بظاهرة العواصف الغبارية (Dust
Storms) التي تحدث
فوق العراق ، ومما لاشك فيه أن
هذا الموضوع يكتسب أهمية
كبيرة نظراً لتأثيراته في البيئة وعلى العديد من الظواهر الأخرى ذات العلاقة
.
وقد تم دراسة هذا الموضوع باستخدم الصور الفضائية ومعالجاتها الرقمية ، إذ استخدمت الصور الفضائية الملتقطة بوساطة المتحسس (MODIS) المحمول على متن القمر الصناعي (Terra) .
في البدء تم إجراء عمليات التصحيح الهندسي على الصور؛ وذلك
ليتسنى تحويلها إلى خرائط تصويرية يمكن من
خلالها إجراء القياسات المتعلقة بتحديد الموقع ، وتحديد المسافات و المساحات للظواهر المختلفة.
وتضمن العمل أيضاً استخدام معالجات رقمية مختلفة على الصور الفضائية فبالاعتماد على القواعد الأساسية العامة في التفسير البصري ( الشدة اللونية Tone , النمط Pattern
,النسيج Texture,الشكل Shape ) فقد أمكن بشكل أولي تمييز الأنماط الرئيسة
في العواصف الغبارية.
أما بالنسبة لنتائج المرشحات الحيزية ، ونتائج تحسين الإضاءة والتباين ، فقد أظهرت الكثير من التفاصيل النسيجية المختلفة في أنماط العواصف الغبارية التي يتعذر كشفها بدون إجراء
هذه العمليات، وكذلك فقد اعتمدت طريقة التصنيف غير الموجه (Unsupervised Classification)؛ لغرض تحديد الأنماط المختلفة للعواصف ، ولقد قدرت سرعة تلك العواصف بالاعتماد على تقنيات الصور الفضائية ،
وقورنت مع الطرائق الأنوائية التقليدية ، وأشارت النتائج إلى دقة
هذه الطريقة .
ومن
النتائج التي توصلنا إليها
هي أن مصدر بعض العواصف الغبارية التي حدثت
فوق العراق هي مناطق في شرق سورية
، والتي تعاني من ظاهرة التصحر، واستناداً إلى نتائج
البحث فقد تم تمييز أشكال محددة
لهذه العواصف كالشكل الصفائحي
(Platy ) , الخلوي ( Cellular) ،والكتلي (Massive) ، وظهرت النتائج أيضاً أن هذه الأماط تتأثر بعوامل أنوائية كسرعة الرياح واتجاهها.
Recognition
of some dusty pattern
By
Terra MODIS Satellite Images
A thesis
Submitted to the College of Science
Al- Mustansiriyah University
In partial fulfillment of the requirement
For the Degree of Master of Science in
Atmospheric Science
Submitted By
Azhar Khdhim AL- Hmedawy
Supervised
By
Dr.
Kasim AL- Saadi
Lecturer
2009 A.D - 1430 A.H
ABSTRACT
The emphasis has been
concentrated in this study on the dust storm , which took place
above Iraq . Undoutedly, this subject has a great importance because of its efficiency on the environment as well as on other phenomenoa .
This was done by using satellite images and digital processing .
the space images taken by the sensor MODIS brone on satellite Terra.
In the
beginning Geometric Correction was done for the images , Thus , it will
be transformed
into photo maps
through to be possible
to take the measurement related
to the location , and determine the area of various phenomena
with in the dust stor .The work
includes the application
of different
digital processing. Depending on the
basic rules in
the visual interpretation (tone, pattern , texture and shape
) , it was possible to detect the
main patterns of dust storm .
For the results of spatial filtera , brightness and contrast ,
they showed different details in the patterns of dust storm, which cannot be detected with out
making these operations. In addition , the method of unsupervised
classification has been used to detect the different storm patterns. The speed of these storm were assessed using the techniques
of satellite images and then compared with the traditional meteoric methods
which indicate the accuracy of this method .
Among the many results to which the researcher has been
taken , The source of some dust storm. The source of some dust storms that take place over Iraq are region located in eastern Syria that suffers form.desertification Upon these result, certain patterns of storms such as platy, celluar and massive shapes the results also showed that these patterns are influenced by certain meteoric factors such as speed and direction of the wind.
الاستنتاجات والتوصيات
5 -1 الاستنتاجات
تم التوصل من خلال الصور الفضائية التي تمت دراستها في هذا البحث إلى :
1- إن الصور
الفضائية التي يتم الحصول عليها بواسطة
متحسس المودس (MODIS Sensor) تتميز بأنها تمتلك دقة تمييز مكانية عالية (High Sapail Resolution) أي أن هناك إمكانية كبيرة في تفسير تلك الصور
وبالتالي يمكن التعرف على المعالم التي تحتويها و تمييزها بصورة أفضل .
2- إن عملية التصحيح الهندسي (Geometric
Correction ) هي عملية مطولة ومعقدة نسبياً وقد تم تطبيقها
على الصور الفضائية لتحويل الصور الفضائية المكونة من شبكة من الوحدات الصورية (Pixels) لتتطابق مع نظام اسقاط الخريطة وقد تمت باستخدام خريطة
للعراق بمقياس .
3- تم تحسين الصور الفضائية المستخدمة بعدة طرق لغرض الوصول لأفضل النتائج في تمييز الأنماط ومن أهم تقنيات التحسين Enhancement Techniques التي أعطت نتائج جيدة في
تمييز الأنماط للعواصف الغبارية هي مرشح التمرير العالي (High Pass Filter) وهذا المرشح يؤدي إلى زيادة حدة التفاصيل ويعمل على تضخيم الاختلاف بين ملامح الصور وبالتالي أدى إلى وضوح أكثر لظاهرة العواصف الغبارية . وأيضا تقنية تسوية المخطط التكراري ( Equalization Histogram ) أعطت نتائج
جيدة في تمييز الأنماط حيث إن هذه التقنية تؤدي إلى زيادة التباين في الصورة وتوزيع الإضاءة في الصورة بشكل مناسب مما يؤدي إلى وضوح أكثر لظاهرة العواصف الغبارية ونمذجة الجزيئات الغبارية فيها.
4- عامل سوبل (Sobel
Operator) وعامل برويت (Prewitt Operator) من مرشحات كشف الحافة من الدرجة الأولى التي استخدمت في تحسين الصور الفضائية وهذه المرشحات لم تعطِ النتائج المتوقعة في تمييز الأنماط ومن خلال المنحنيات التكرارية
لهذه الصور نلحظ أن هناك تكرارية مركزة في بداية المستويات الرمادية وللقنوات الطيفية جميعها مما يجعل الصور يسود فيها اللون الأسود.
5- عامل لابلاس (Laplacian
Operators) من تقنيات التحسين التي استخدمت لتحسين الصور وهو مرشح لكشف الحافة ولكن من الدرجة الثانية حيث كان
حساس بشكل كبير للضوضاء ومن خلال المنحنيات التكرارية للصور الفضائية التي تم تحسينها باستخدام هذا
المرشح وفي المنحنيات التكرارية يظهر تكرار عناصر الصور واختلافها الانعكاسي ضعيفاً جداً مما يقلل فرص اختلاف ملامح الصور أي أنه لم يعطِ نتائج جيدة في
تمييز الأنماط للعواصف الغبارية .
6- نظام التصنيف غير الموجه (Unsupervised Classification) هو نظام كفوء وفعّال فقد أعطى نتائج جيدة في تمييز أنماط جديدة للعواصف الغبارية التي تعذر تمييزها وتحديدها باستخدام تقنيات تحسين الصور.
7- العواصف الغبارية تأخذ أنماطاً Patterns مختلفة ومن أهم هذه الأنماط التي تمت ملاحظتها خلال هذه الدراسة هي (الصفائحي platy- الدوامي eddy – الخلويcellular – الكتلي Massive- الشريطي Tape – الخيطي Thread- الأصبعي Finger).
8- تم الحصول على صور متعاقبة لعاصفة عبارية حدثت فوق منطقة
الدراسة وهذا أعطى إمكانية لتتبع حركة العاصفة ومساراتها وأيضا تقدير سرعتها ومن خلال
مقارنة النتيجة التي تم التوصل إليها بواسطة هذه الطريقة مع القياسات الأنوائية تم تأكيد دقة هذه الطريقة .
2-5 التوصيات
1- دراسة سمك الطبقة الغبارية (dusty Layer thickness) من خلال صور الأقمار الصناعية الأنوائية ومعرفة العوامل المؤثرة فيها .
2- دراسة العلاقة بين ظاهرة العواصف الغبارية والعناصر الأنوائية الأخرى مثل
(الأمطار – درجة الحرارة – الضغط الجوي – الرطوبة النسبية) ومعرفة مدى تأثيرها في هذه الظاهرة
، وذلك من خلال استخدام تقنيات التحسس النائي (Remote Sensing Techniques) مثل الصور الفضائية .
3- دراسة ظواهر جوية أخرى من خلال الاعتماد على صورالقمر الصناعي (Terra MODIS)؛ وذلك لأن
هذا المتحسس (MODIS) يمتلك إمكانيات كبيرة، إذ أنه يمتلك
(36) قناة طيفية تعمل ضمن الطيف الكهرومغناطيسي بأجزائه (المرئي VIS – تحت الحمراء IR و بأصنافه الثلاثة القريب Near Infrared-والمتوسط Moderate- والحراري Thermal Infrared) .
4- استخدام القنوات الحرارية للمتحسس (MODIS) وهي (27-36) من أجل تحديد
درجات الحرارة عن طريق الإشعاع و باستخدام قوانين الفيزياء الإشعاعية ، وبالتالي تحديد أفضل التنبوءات الجوية .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق