پروژه نقش سازنده ای زمین شناسی در وضعیت هیدروژئولوژیکی دشت یزد اردکان با استفاده از دور سنجی

مقدمه :

این پروژه نقش سازنده ای زمین شناسی در وضعیت هیدروژئولوژیکی دشت  یزد – اردکان با استفاده از دور سنجی را مورد بررسی قرار داده است . با توجه به کمبود آب منطقه چه از لحاظ شرب و چه از لحاظ کشاورزی و نیز پائین بودن کیفیت آب در اکثر نقاط منطقه ، اهمیت انجام این پروژه به وضوح مشخص می باشد . لذا امید است انجام این تحقیق ، در حل مسائل آبی منطقه کمکی هر چند ناچیز بکند .

در انجام این پروژه شرکت آب منطقه ای یزد در مورد مطالعه زمین شناسی منطقه و مطالعه آبهای زیر زمینی منطقه و همچنین موسسه سنجش از دور بصیر در مورد کارهای دورسنجی همکاریهای لازم را داشته اند .

این گزارش مشتمل بر پنج فصل است .

فصل اول در مورد تکنولوژی سنجش از دور و کاربرد آن در هیدروژئولوژی توضیح

می دهد .

فصل دوم انواع سازند های زمین شناسی از نظر هیدروژئولوژی را مورد بررسی قرار

می دهد .

در فصل سوم به هیدروژئولوژی دشت یزد – اردکان اشاره شده است .

فصل چهارم در مورد کاربرد سنجش از راه دور در بررسی نقش سازنده های زمین شناسی و اثر آن بر منابع آب زیر زمینی منطقه از نقطه نظر کمی و کیفی توضیح می دهد و در پایان فصل نیز به شرح و تفسیر عکسهای تهیه شده از Google Earth می پردازد و در نهایت فصل پنجم مربوط به نتیجه گیری و پیشنهادات می باشد .

فصل اول :

تکنولوژی سنجش از دور و کاربرد آن در هیدروژئولوژی

1-1- جایگاه سنجش از دور

سنجش از دور یکی از فراگیرترین ، مهیجترین و نیرومندترین تکنیکهای موجود در دست دانشمندانی است که با مسائل زیست محیطی در زمینه های گوناگون از نظیر زمین شناسی ، جغرافیا ، کشاورزی ، منابع طبیعی ، زیست شناسی ، جنگلداری ، اقیانوس شناسی ، هوا شناسی ، باستان شناسی و برنامه ریزی و استراتژی نظامی سر و کار دارند .

چگونگی رشد سنجش از دور را مانند هر انتظام علمی دیگر می توان با یک منحنی که در شکل 1 دیده می شود نشان داد در این منحنی مرحله اول رشد اولیه با افزایش اندک متون سنجش از دور است بی آنکه شاهد ایجاد سازمان اجتماعی بر آن باشیم مرحله دوم دوره رشد چشمگیر است که در آن تعداد نشریه های ادواری دو برابر شده و واحدهای پژوهشی تخصصی تأسیس می گردند مرحله سوم دوره ای است که در آن آهنگ رشد رو به کاهش می گذارد و هر چند آهنگ رشد سالیانه ثابت می ماند اما تخصص گرایی و بحث در این زمینه افزایش می یابد مرحله چهارم ، دوره نهائی است که در آن آهنگ رشد به صفر

می رسد و واحدهای پژوهشی تخصصی و سازمان اجتماعی رو به رکود می گذارد و موضوع به حد تکامل می رسد .

موقعیت سنجش از دور در این چهارچوب در هر کشور متفاوت است در اکثر کشورهای در حال توسعه سنجش از دور در مرحله اول قرار دارد در اغلب کشورهای اروپایی در مرحله دوم و در ایالتهای متحده آمریکا به مرحله سوم وارد شده است .

هدف نهایی سنجش از دور رسیدن به مرحله چهارم تکامل است یعنی هنگامی که بتوانیم اطلاعات قابل اطمینان سنجش از دور را به صورت روزمره برای مدیریت سیاره آسیب پذیر و شکننده خود تولید کنیم .

1-2- تعریف سنجش دور

بنا به تعریف ، سنجش از دور عبارتست از اندازه گیری خصوصیات پدیده های سطح زمین با استفاده از داده هائی که از راه دور توسط هواپیما و ماهواره کسب می شوند به طور کلی اطلاعات مورد استفاده سنجش از دور در منابع زمینی یا ماهیت تصویری دارند که شامل عکسهای هوایی و عکسهای فضایی هستند یعنی انعکاسات اشعه الکترومغناطیسی از روی اجسام بر صفحه فیلمی که در دوربین هواپیما یا فضاپیما قرار گرفته اثر گذاشته و پس از ظهور فیلم به صورت عکس یا اسلاید مورد بررسی واقع می شوند یا اینکه ماهیت رقومی دارند یعنی اینکه انعکاسات الکترومغناطیسی از پدیده های منابع زمینی به وسیله سنجیده های ماهواره ها ثبت شده و پس از ارسال به ایستگاههای زمینی و انجام تصحیحات و پردازش لازم تبدیل به تصاویر شده و مورد تفسیر قرار می گیرند و یا به کمک کامپیوتر مستقیماً تجزیه و تحلیل می شوند سیستمهای سنجش از دور به ویژه آنهائی که بر روی ماهواره ها قرار دارند کره زمین را به صورت دائم و دوره ای مورد نگرش و تصویربرداری قرار می دهند و لذا موجبات فرابینی و نظارت زمین و اثرات فعالیتهای انسان بر روی آنرا فراهم می کنند بعضی از کاربردهای مهم سنجش از دور عبارتند از :

نظارت و تعیین تغییرات جهانی نظیر کاهش لایه اوزون ، نابودی جنگل ها و گرم شدن جهان

کشاورزی ( وضعیت مزارع ، پیش بینی محصول و فرسایش خاک )

کشف منابع غیرقابل تجدید ( از معادن ، نفت و گاز و طبیعی )

نظارت منابع طبیعی تجدید شونده ( جنگلها و مراتع ، اقیانوسها و خاکها )

هواشناسی ( دینامیک اتمسفر و پیش بینی وضع هوا )

مراقبت های نظامی

1-3- مبانی رادیومتری سنجش از دور

1-3-1- سیستم سنجش از دور

هر سیستم سنجش از دور که از تابش الکترومغناطیسی استفاده می کند چهار قسمت اساسی دارد :

منبع – منبع تابش الکترو مغناطیسی می تواند طبیعی باشد مانند نور بازتابیده خورشید یا گرمای گسیل شده از زمین یا مصنوعی باشد نظیر رادار میکروموج

بر هم کنش با سطح زمین – مقدار و مشخصه های تابش گسیلی یا بازتابیده از سطح زمین به مشخصه های اشیای روی سطح زمین بستگی دارد .

بر هم کنش با جو زمین – انرژی الکترومغناطیسی که از جو زمین عبور می کند و پیچیده و پراکنده می گردد .

سنجنده – تابش الکترو مغناطیسی که با سطح زمین و جو آن بر هم کنش می کند به وسیله سنجنده ای مانند تابش سنج یا دوربین عکاسی ثبت می شود .

1-3-2 – انرژی الکترومغناطیسی

عامل ارتباط میان قسمتهای اساسی سیستم سنجش از دور ، انرژی الکترو مغناطیسی است انرژی توانائی انجام کار می باشد و با انجام کار ، معمولاً انرژی از نقطه ای به نقطه دیگر دراثر رسانش ، همرفت یا تابش منتقل می شود در سنجش از دور در وهله نخست با انتقال انرژی در اثر تابش سروکار داریم .

1-3-3- طیف الکترومغناطیسی

تابش الکترو مغناطیسی به صورت پیوستاری از طول موجها و فرکانسها از طول موج کوتاه و فرکانس بالای موجهای کیهانی تا طول موج بلند و فرکانس پایین موجهای رادیویی انجام می گیرد مهمترین امواج شناخته شده عبارتند از : گاما ، ایکس ، ماوراء بنفش ، مرئی ، مادون قرمز ، مایکروویو ، امواج رادیویی ، گاما و ایکس طول موجهای بسیار کوتاه دارند و به وسیله جو بالا جذب شده و در کارهای سنجش از دور مصرفی ندارند طول موجهائی که در سنجش از دور بیش از همه مورد توجه هستند طول موجهای مربوط به تابش مرئی و فروسرخ نزدیک در باند موج 3تا 4/0 میکرومتر ، تابش فروسرخ در باند موج 3 تا 14 میکرومتر و تابش میکروموج در باند 5 میلی متر تا 500 میلی متر می باشد طیف الکترو مغناطیسی در جدول زیر آورده شده است .

1-3-4- محدوده اپتیکی

محدوده اپتیکی طیف الکترو مغناطیسی ، حدوداً از 3/0 میکرومتر تا 1 میلی متر می باشد ولی اکثر سنجنده هائی که تنها در بخش 05/0 -3/0 میکرومتر آن فعالیت دارند ( اپتیکی نامیده می شوند ) زیرا عناصر ساده اپتیکی نظیرعدسی ، آینه و غیره بر روی آنها تأثیر

می گذارند یعنی می توانند آنها را متمرکز یا منعکس کنند .

4/0-3/0 میکرومتر ؛ ماوراء بنفش

7/0-4/0- میکرومتر ؛ مرئی

3/1-7/0 – میکرومتر ؛ مادون قرمز نزدیک

3-3/1 میکرومتر ؛ مادون قرمز میانی

14-3- میکرومتر ؛ ( و بیشتر ) مادون قرمز حرارتی ، دفعی یا حرارتی

محدوده اپتیکی را می توان به دو بخش انعکاسی و دفعی یا حرارتی نیز تقسیم نمود انعکاسی از آنجا که اکثر پدیده های زمین این امواج را منعکس می کنند سنجنده ها قادر به ثبت آنها هستند دفعی یا حرارتی به دلیل آنکه در اثر جذب انرژی الکترومغناطیسی دمای اجسام بالا رفته و چنین امواجی را از خود دفع می کنند سنجنده ها تشعشعات دفعی اجسام را نیز مثبت می کنند .

1-4- سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیائی GIS

سیستم اطلاعات جغرافیائی که به اختصار GIS نامیده می شود شامل اطلاعاتی اساسی درباره بسیاری از عوامل است که باید در همه برنامه ریزی ها و در تمامی نواحی جغرافیایی بررسی شود امار و اطلاعات مربوط به توپوگرافی ، آب و هوا ، وضعیت خاکها ، تراکم انسانی ، چگونگی مالکیت اراضی و ... از آن جمله است به طور کلی لازم است که برای یک ناحیه جغرافیایی با مختصات ویژه آن اطلاعاتی از این قبیل و صدها اطلاعات و آمار دیگر درباره دیگر موارد تهیه و در بانکهای اطلاعاتی نگهداری شود تا به موقع در برنامه ریزی های مختلف از آنها بهره برداری گردد GIS در حقیقت یک بانک اطلاعاتی از ویژگیهای نواحی مختلف جغرافیائی است که بر روی نوارهای قابل تغذیه با همساز با کامپیوتر ضبط و نگهداری می شود البته ممکن است که همان آمار و اطلاعات جمع آوری شده را بر روی صفحه های ویژه کامپیوترهای شخصی نیز ضبط و در مواقع لزوم استفاده کرد آمار واطلاعات موسوم به GIS صحت و کارآیی برنامه ریزی ها را بالا می برد عملیات دورسنجی توسط ماهواره های لندست می تواند بسیاری از اطلاعات مورد نظر در خصوص سیستم GIS را فراهم می آورد .

برای مثال ماهواره های لندست و نقشه های شماتیک تهیه شده از طریق دورسنجی آنها

می توان در موارد زیر اطلاعات و آمار لازم را در اختیار پژوهندگان و برنامه ریزان قرار دهد.

1-5- طریقه جمع آوری و ثبت اطلاعات جغرافیایی

سنجش از دور علم یا هنری است که از طریق آن می توان با استفاده از یکسری اندازه گیری های از فاصله دور بدون هیچگونه تماس فیزیکی درباره اشیاء مختلف اطلاعات مفید وقابل استفاده ای کسب نمود اساس کار بر اندازه گیری و ثبت خصوصیات فیزیکی و شیمیایی جو زمین و سطح آن از فاصله دور ، به وسیله ابزارهای ویژه ای به نام سنجنده که بر روی سکوهای مختف مانند هواپیما و ماهواره نصب می شوند استوار است در امر سنجش از دور سیستمهای سنجنده با ویژگیهای مختلف بهره برداری می شود که از مهمترین آنها می توان از سیستم های عکسبرداری و ماهواره ای نام برد .

ابزار سنجش از دور به طور کلی دارای دو ویژگی متمایز هستند : تصویرگر با داده های تصویری و غیر تصویرگر با داده های رقومی یا غیر تصویری .

نوع اول سنجنده ها شامل انواع دوربین های عکسبرداری اعم از زمینی یا هوائی با عدسی های مختلف است که با فیلمهای متناسب عکسبرداری در طیفهای ماوراء بنفش ، مرئی و مادون قرمز را انجام می دهند .

سنجنده های غیر تصویری شامل ماهواره ها اعم از ماهواره های منابع زمینی ، دریائی یا دیگر انواع ماهواره ها است این نوع سنجنده ها قادرند در محدوده وسیع تری از طیف الکترو مغناطیسی به سنجش و کسب اطلاعات از منابع مختلف زمینی ، دریائی و جوی و ... بپردازند .

سنجش از دور زمانی توانست به عنوان تکنولوژی جدید عصر فضا شناخته می شود که آپولو 9 در سال 1969 میلادی و در مدت مأموریت خود ، عکسهای چند طیفی از سطح زمین برداشت کرد در مطالعات منابع زمینی مورد بهره برداری قرار گرفت و نقطه آغاز عصر تکنولوژی فضائی محسوب گردید .

بزرگترین تحول و پیشرفت دانش سنجش از دور با پرتاب Erts-1  صورت گرفت این سری ماهواره ها به لندست معروف هستند و تاکنون هفت ماهواره به فضا پرتاب شده است و هر یک از آنها ضمن تکمیل نقائص ماهواره های قبلی از تکنیکهای جدیدی نیز برخوردار شده اند البته قابل توجه است که سنجنده های ماهواره ای بسیار زیاد و متنوعی از سال 1960 میلادی تاکنون به فضا پرتاب شده اند که خیلی از آنها تاکنون از رده خارج گردیده و یا بهبود یافته و یا مدرنیزه گردیده اند .

در مجموع ماهواره های لندست چهار نوع سنجنده به کار گرفته شده است که در زیر به اختصار آورده می شود :

در مجموع ماهواره های لندست ، چهار نوع سنجنده به کار گرفته شده است که در زیر به اختصار آورده می شود :

لندست اول تا پنجم تمامی ماهواره ها دارای سنجنده نظاره گر چند طیفی MSS  بوده اند سیستم سنجنده دیگری به نام RBV  در ماهواره های اول تا سوم به کار گرفته شده بود که در لندست های چهارم به بعد با به کارگیری سنجنده پر قدرت دیگری به نام TM سیستم RBV  اهمیت خود را از دست داد در زیر به شرح کار سنجنده های TM  و محدوده عمل آنها در طیف الکترو مغناطیسی می پردازیم .

سنجنده چند طیفی نقشه های موضوعی که به اختصار TM  نامیده می شود برای اولین بار در لندست چهارم به کار گرفته شد از سیستم سنجنده TM  علاوه بر سنجنده چند طیفی MSS در ماهواره های لندست اول تا چهارم نیز استفاده می شد عنوان نقشه بردار موضوعی برای سنجنده جدید به دلیل بهره برداری مورد نظر از سنجده TM است که می تواند نقشه های موضوعی و طبقه بندی شده ای را از عوارض و پوششهای زمینی تهیه کند این سنجنده دارای هفت باند است که عمدتاً برای طبقه بندی محصولات کشاورزی به کار می رود در این تحقیق از داده های  استفاده گردیده است که باندهای آن مشابه TM  می باشد با این تفاوت که یک باند حرارتی و نیز یک باند هشت به آن افزوده گردیده است طول موج باندهای  و ویژگیهای آنها در جدول 1-1 آورده شده است استفاده از تصاویر ماهواره ای  در مراحل اولیه اکتشاف معدن در نشان دادن سنگهای آلتره شده هیدروترمالی بشدت موفق می باشد .

جدول 1-1 – خصوصیات باندهای طیفی لندست  و TM

ویژگیها	محدود طول موج	باند
جهت تعیین حداکثر نفوذ آب و نقشه برداری توپوگرافی کف اقیانوس در آبهای کم عمق به کار برده می شود همچنین برای تمایز خاک از گیاهان همیشه بهار از خزان داران نیز مفید است .	52/0-45/0	1
منطبق با حداکثر انعکاس سبز گیاه است که برای ارزیابی شادابی گیاه مفید است	60/0-52/0	2
منطبق با باند جذبی کلروفیل می باشد که برای تمایز انواع گیاهان از یکدیگر به کار می رود	69/0-63/0	3
برای تعیین مقدار بیوماس و نیز تعیین و نقشه برداری خط ساحلی به کار می رود	90/0-76/0	4
جهت تعیین درصد نم خاک و گیاه به کار می رود کنتراست خوبی میان انواع گیاهان ایجاد می کند	75/1-55/1	5
در هنگام شب جهت نقشه برداری حرارتی به کار برده می شود ونیز برای تخمین نم موجود در خاک نیز استفاده می گردد	5/12-4/10	6
جذب در این باند توسط یونهای هیدروکسیل موجود در منیرالها ایجاد می شود نسبت باند 5 و 7 نیز برای نقشه برداری سنگهای آلتراسیون هیدروترمال همراه با نهشته های کانساری مفید است	35/2-08/2	7

-6- تفسیر و تجزیه تحلیل اطلاعات سنجش از دور

1-6-1- کلیات

تفسیر یا تجزیه تحلیل اطلاعات تهیه شده در سنجش از دور عبارتست از بررسی شناخت و ارزیابی پدیده های مختلف و استخراج اطلاعات لازم برای برنامه ریزی منابع زمینی یا سایر مقاصد .