Journal of Geospatial Information Technology

fa ارزیابی کارایی روش های اصلاح و پالایش شکل موج در حوزه آبی بسته دریای بالتیک Efficiency evaluation of waveform modification and decontamination methods in the enclosed basin of the Baltic Sea ژئودزی (عمومی) Geodesy پژوهشي Research یکی از چالشهای مهم در ارتفاع سنجی ساحلی، آلودگی شکل موجها به اثرات غیر اقیانوسی است. این اثرات که دارای رفتار پیچیدهای هستند به اشکال متفاوتی بر روی شکل موجها ظاهر میشوند. بنابراین، حذف و یا کاهش تأثیرات آنها یکی از مسائل مهم در تهیه سری های زمانی دقیق از ارتفاع سطح آب به شمار میرود. تاکنون روشهای آماری متعددی توسط متخصصان ارتفاع سنجی برای این منظور پیشنهاد شده است که تمامی آنها را میتوان در دو مقوله اصلاح و پالایش شکل موج دسته بندی کرد. تفاوت اصلی این روشها به نحوه تشخیص گیت های خطادار شکل موج بازمیگردد. در روشهای اصلاح از انحراف معیار استاندارد توانهای شکل موج باقیمانده و در پالایش از جذر میانگین مربعات خطای تمامی شکل موجهای باقیمانده اکوگرام استفاده میشود. شکل موج باقیمانده نیز از تفاضل هر شکل موج با شکل موج مرجع اکوگرام به دست می آید. در این مطالعه، مقایسه ای میان کارایی هر یک از این روش ها صورت گرفته و ایده های جدیدی نیز در رابطه با تشکیل شکل موج مرجع و روشهای ترمیم گیت های خطادار مطرح میشود. ترمیم گیت نیز به سه روش میانگین گیری وزندار معکوس فاصله، میانگین گیری وزندار دو مرحله ای و میانه توان های مجاور گیت خطادار انجام میشود. در نهایت، شکل موجهای ترمیم شده را به کمک الگوریتم اسپیلاین بازتعقیب کرده و سری زمانی به دست آمده از ارتفاع سطح آب با داده های نوسان نگار محلی مقایسه میشوند. این الگوریتم که در سه ایستگاه وینگا، آنسالا و هالمستد واقع در ساحل دریای بالتیک و بر روی داده های مأموریت های جیسون-2 و جیسون-3 از گذرهای 137، 68 و 213 مورد ارزیابی قرار میگیرد، سریهای زمانی باکیفیتی از ارتفاع سطح آب و در فاصله 15 کیلومتری از ساحل ارائه میدهد. مقایسه های انجام شده بین سریهای زمانی ارتفاع به دست آمده از شکل موجهای تصحیح شده و شکل موجهای خام با دادههای نوساننگار محلی بهبود 2/5 تا 23/5 %  در جذر میانگین مربعات خطای نااریب و افزایش حداکثر 11% ضریب همبستگی را نشان میدهند.   One of the important challenges in the coastal altimetry is the contamination of the waveforms by non-oceanic effects. These effects, which have complex behavior, appear in different forms on the waveforms. Therefore, omitting or mitigating their effects is one of the important issues in preparing the precise time series of Sea Surface Height (SSH). So far, several statistical methods have been proposed by the altimetry experts, which can be classified into two categories: waveform modification and decontamination. The main difference between these two methods is related to detecting the erroneous gates of the waveforms in which the standard deviation of the residual waveform is used for modification, and the Root-Mean-Squared-Error (RMSE) of all of the residual waveforms of the echogram is used for decontamination. The residual waveform is obtained by subtracting a waveform from the reference waveform of the echogram. In this study, a comparison is made between the efficiency of each of these methods. Some novel ideas are also presented regarding the construction of the reference waveform and the methods for trimming the gates contaminated by non-ocean effects. The gate trimming is conducted by three methods, namely, weighted averaging of inverse distance, two-step weighted averaging, and the median of the adjacent powers around the erroneous gate. In the end, the trimmed waveforms are retracked by the spline retracker, and the time series of the SSH is compared with the tide-gauge data. This algorithm, which is evaluated on the three stations of Vinga, Onsala, and Halmstad on the coast of the Baltic Sea, on Jason-2 and Jason-3 data from passes 137, 68, and 213, provides a high-quality time series of the SSH 15 km away from the coastline. The comparisons between the SSH time series derived from the trimmed and raw waveforms reveal an improvement between 2.5 to 23.5% in unbiased RMSE and a maximum increase of 11% in the correlation coefficient. شکل موج, اصلاح شکل موج, پالایش شکل موج, جیسون-2, جیسون-3, بازتعقیب شکل موج waveform, waveform modification, waveform decontamination, Jason-2, Jason-3, retracking the waveform 83 101 http://jgit.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-312-4&slc_lang=fa&sid=1 saleh mafi صالح مافی saleh.mafi@gmail.com 100319475328460010114 100319475328460010114 No University of Tehran دانشگاه تهران saeed farzaneh سعید فرزانه farzaneh@ut.ac.ir 100319475328460010115 100319475328460010115 Yes University of Tehran دانشگاه تهران Mohammad Ali Sharifi محمد علی شریفی sharifi@ut.ac.ir 100319475328460010116 100319475328460010116 No University of Tehran دانشگاه تهران Ehsan Forootan احسان فروتن efo@plan.aau.dk 100319475328460010117 100319475328460010117 No Aalborg University دانشگاه آلبرگ دانمارک