:: دوره 8، شماره 3 - ( 10-1399 ) ::
جلد 8 شماره 3 صفحات 101-83 برگشت به فهرست نسخه ها
ریزمقیاس نمایی آماری سطح آب های زیر زمینی حاصل از داده های ماهواره ثقل سنجی GRACE
مهدی گل محمدی*، غلامرضا جودکی
دانشگاه زنجان
چکیده:   (761 مشاهده)
با تداوم تهدید تغییرات آب و هوایی، افزایش جمعیت و در پی آن افزایش تقاضای آب، نیاز به داده­های هیدرولوژی با قدرت تفکیک مکانی بالا و پوشش زمانی کافی بیش از پیش احساس می­شود. لذا در اختیار داشتن داده­هایی مانند تغییرات ذخایر آب زمینی و تغییرات سطح آب­های زیرزمینی با قدرت تفکیک مکانی بالا به برنامه­ریزی و تصمیم­گیری بهتر و مؤثرتر برای مدیریت منابع آبی کمک شایانی می­کند. از زمان شروع مأموریت ماهواره­های ثقل­سنجی GRACE، امکان ارزیابی منابع آبی، به­ویژه تغییرات سطح آب­های زیرزمینی در مقیاس جهانی فراهم شده ­است. علی­رغم وجود پوشش وسیع مکانی، به دلیل داشتن قدرت تفکیک مکانی پایین و ابعاد پیکسل بزرگ (در حدود  km2200،000)، استفاده از داده­های GRACE برای مقیاس­های محلی و کوچکتر، امکان­پذیر نیست. از این رو هدف از این پژوهش، امکان­سنجی ریزمقیاس­نمایی داده­های GRACEبه مقیاسی کوچک و محلی می­با­شد. در این مطالعه، از روش تجربی رگرسیونی بر پایه روابط بین مشاهدات GRACE و دیگر داده­های هیدرولوژی استفاده شده است و داده­هایی از تغییرات سطح آب­های زیرزمینی با ابعاد شبکه °25/0 ایجاد شدند. در نهایت، از داده­های سطح آب­های زیرزمینی حاصل از چاه­های مشاهده­ای برای اعتبارسنجی تغییرات سطح آب­های زیرزمینی ریزمقیاس­ شده استفاده شد، که RMSE آن­ها بین 17/38 تا 4/56 میلی­متر و R2 آن­ها بین 49/0 تا 54/0 بدست آمدند. نتایج نشان داد فرایند ریزمقیاس­نمایی قابل قبول بوده و مدل­سازی انجام شده کارایی لازم را دارد. لذا این روش می­تواند بطور موثری قدرت تفکیک مکانی مشاهدات GRACE را از °1 به °25/0 بهبود بخشد.
واژه‌های کلیدی: GRACE، ریزمقیاس‌نمایی آماری، تغییرات سطح آب‌های زیرزمینی، مدیریت منابع آبی.
متن کامل [PDF 2291 kb]   (249 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: ژئودزی (عمومی)
دریافت: 1399/4/30 | پذیرش: 1399/9/30 | انتشار: 1399/10/30
فهرست منابع
1. [1] Ning, S., Ishidaira, H., & Wang, J. "Statistical downscaling of GRACE-derived terrestrial water storage using satellite and GLDAS products." Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. Vol.70, No.4, PP. 133-138, 2014. [DOI:10.2208/jscejhe.70.I_133]
2. [2] Seyoum, W. M., Kwon, D., & Milewski, A. M. "Downscaling GRACE TWSA Data into High-Resolution Groundwater Level Anomaly Using Machine Learning-Based Models in a Glacial Aquifer System." Remote Sensing. Vol.11, No.7, PP. 824, 2019. [DOI:10.3390/rs11070824]
3. [3] Sun, A. Y. "Predicting groundwater level changes using GRACE data." Water Resources Research. Vol.49, No.9, PP. 5900-5912, 2013. [DOI:10.1002/wrcr.20421]
4. [4] Miro, M., & Famiglietti, J. "Downscaling GRACE remote sensing datasets to high-resolution groundwater storage change maps of California's Central Valley." Remote Sensing. Vol.10, Np.1, PP.143, 2018. [DOI:10.3390/rs10010143]
5. [5] Alley, W. M., & Konikow, L. F. "Bringing GRACE down to earth." Groundwater. Vol.53, No.6, PP. 826-829, 2015. [DOI:10.1111/gwat.12379]
6. [6] Rajabi, A. M., & Ghorbani, E. "Land subsidence due to groundwater withdrawal in Arak plain, Markazi province, Iran." Arabian Journal of Geosciences. Vol.9, No.20, PP.738, 2016. [DOI:10.1007/s12517-016-2753-7]
7. [7] Tapley, B. D., Bettadpur, S., Watkins, M., & Reigber, C. "The gravity recovery and climate experiment: Mission overview and early results." Geophysical Research Letters. Vol.31, No.9, 2004. [DOI:10.1029/2004GL019920]
8. [8] Hofmann-Wellenhof, B., & Moritz, H. "Physical geodesy." Springer Science & Business Media, 2006.
9. [9] Landerer, F. W., & Swenson, S. C. "Accuracy of scaled GRACE terrestrial water storage estimates. Water resources research." Vol.48, No.4, 2012. [DOI:10.1029/2011WR011453]
10. [10] Yirdaw-Zeleke, S. "Implications of GRACE Satellite Gravity Measurements for Diverse Hydrological Applications." Doctoral dissertation, University of Manitoba, 2010.
11. [11] Jia, S. F., Zhu, W., Lu, A. F., & Yan, T. "A statistical spatial downscaling algorithm of TRMM precipitation based on NDVI and DEM in the Qaidam basin of China." Remote Sensing of Environment. Vol.115, No.12, PP. 3069-3079, 2011. [DOI:10.1016/j.rse.2011.06.009]
12. [12] Ghandhari, A., & Moghaddam, S. M. R. A. "Water balance principles: A review of studies on five watersheds in Iran." Journal of Environmental Science and Technology. Vol.4, No.5, PP. 465-479, 2011. [DOI:10.3923/jest.2011.465.479]
13. [13] Moriasi, D. N., Arnold, J. G., Van Liew, M. W., Bingner, R. L., Harmel, R. D., & Veith, T. L. "Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations." Transactions of the ASABE. Vol.50, No.3, PP. 885-900, 2007. [DOI:10.13031/2013.23153]
14. [14] Ahmed, M., Sultan, M., Wahr, J., Yan, E., Milewski, A., Sauck, W., Becker, R. & Welton, B. "Integration of GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) data with traditional data sets for a better understanding of the time-dependent water partitioning in African watersheds." Geology. Vol.39, No.5, PP.479-482, 2011. [DOI:10.1130/G31812.1]
15. [15] Scanlon, B.R., Longuevergne, L. & Long, D. "Ground referencing GRACE satellite estimates of groundwater storage changes in the California Central Valley, USA." Water Resources Research. Vol.48, No.4, 2012. [DOI:10.1029/2011WR011312]
16. [16] Joodaki, G., J. Wahr, & S. Swenson. "Estimating the human contribution to groundwater depletion in the Middle East, from GRACE data, land surface models, and well observations." Water Resources Research. Vol.50, No.3, PP.2679-2692, 2014. [DOI:10.1002/2013WR014633]
17. [17] Frappart, F., & Ramillien, G. "Monitoring groundwater storage changes using the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellite mission: A review." Remote Sensing. Vol.10, No.6, PP.829, 2018. [DOI:10.3390/rs10060829]
18. [18] Bryhn, A. C., & Dimberg, P. H. "An operational definition of a statistically meaningful trend." PLoS One. Vol.6, No.4, PP.e19241, 2011. [DOI:10.1371/journal.pone.0019241]
19. [19] Chai, T. and Draxler, R.R. "Root mean square error (RMSE) or mean absolute error (MAE)-Arguments against avoiding RMSE in the literature." Geoscientific model development, Vol.7, No.3, PP.1247-1250, 2014. [DOI:10.5194/gmd-7-1247-2014]



XML   English Abstract   Print



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 8، شماره 3 - ( 10-1399 ) برگشت به فهرست نسخه ها