روش جمع آوری اطلاعات نقشه برداری و نقشه برداری پهپاد بر اساس اینترنت اشیا (IOT)

UAV surveying and mapping information collection method based on Internet of Things

چکیده

1 مقدمه

2 مطالعات مرتبط

3 روش شناسی

4 نتایج و بحث

5 نتیجه گیری

منابع

چکیده

     هواپیماهای بدون سرنشین (UAV) از سودمندترین عناصر ارتباطی در پلتفرم فن آوری کنونی محسوب می شوند. برنامه های نوظهور برقراری ارتباط مانند IoT ، ابر و داده کاوی از شناخته شده ترین برنامه ها در امر نظارت هستند. این مطالعه پژوهشی، طراحی UAV را با تکیه بر IoT (اینترنت اشیاء) و بر اساس روش جمع آوری اطلاعات مورد توجه قرار داده است. وسایل نقلیه پرنده خودران می توانند با اتصال IoT از برنامه های سلامت و ایمنی سایت اطمینان حاصل کنند. همچنین محدودیتها و نقایص مهم راه حلهای پیشرفته کنونی برای یک هدف مشابه مانند چالش‌ های بهینه ‌سازی برنامه ‌ریزی مسیر، الگوریتمهای یادگیری ماشین سبک وزن (ML) و نگرش ماشینی، هماهنگی در ارتباطات IoT ، و مقیاس گذاری شبکه IoT را پشت سر می گذارند. در نتیجه، این مقاله در واکاوی عمیقتر انواع سوالات تحقیقاتی باز به خواننده کمک می کند.

مطالعات مرتبط
     IoT و UAV را می توان از هر دو دیدگاه خرد و کلان برای نظارت بر انواع آفات و بیماریهای کشاورزی مورد استفاده قرار داد. جمع آوری اطلاعات مربوط به آب و هوا و رشد کشاورزی در زمان واقعی، با استفاده از گره های حسگر ارزان قیمت در IoT میسر شده است. یک مرکز داده ابری، پس از دریافت و آنالیز تصاویر گرفته شده توسط UAV ها، می تواند میزان خسارت ناشی از بیماریها و آفات را با استفاده از فن آوریهای تحلیل طیف مشخص کند (1). بهبود شهرهای هوشمند با Alsamhi ، S.H و همکاران (2)، مرور کلی روشها و برنامه های جدید پیشنهادی برای پهپادها و IoT مشارکتی در این مقاله ارائه شده است. این شهرهای هوشمند می توانند با استفاده از فن آوری مشارکتی پهپادها به کمک IoT و اینترنت اشیا (IoT)، داده ها را جمع آوری کنند، از امنیت و حریم خصوصی شهروندان حفاظت کنند، به فجایع و بالایا رسیدگی کنند، مصرف برق را کاهش دهند و موجب بهبود کیفیت شهر شوند. در اکثر موارد، این امر به تعیین میزان هوشمندی شهرها در خصوص مواردی مانند کیفیت زندگی، همراهی محیط زیست، و امنیت عمومی مربوط می شود. در این مقاله،. فن آوریهای IoT و UAV در کشاورزی بررسی شده اند که شامل مروری بر جدید ترین مطالعات می باشد. می توان از سیستمهای UA در محیطهای مختلف کشاورزی، از جمله مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است، استفاده کرد. از نظر ما IoTو UAVاز ضروری ترین و تحول آمیز ترین فن آوریها در زمینه کشاورزی دقیق هستند (3). ممکن است آتش سوزیها در مکانهای مختلفی مانند مناطق باز، جنگلها، زمینهای کشاورزی، ساختمانهای اداری و مسکونی رخ دهند. در این مقاله از UAVها و شبکه های حسگر بی سیم برای تشخیص آتش سوزی در همان مراحل اولیه و جلوگیری از خرابی و خسارت ناشی از آن استفاده شده است. طیق نتایج شبیه سازی، نرخ تشخیص حریق در سیستم پیشنهادی حدود 98 % نسبت به روشهای قبل بهتر است (4). تلفیق IoT با UAVها می تواند یک سیستم UIoT هوابرد را حاصل کند که می تواند خدمات ارزش افزوده مختلفی را در بالا و پایین سطح زمین ارائه دهد. بنابراین، این پروژه تحقیقاتی، پروتکلهای کنونی MAC برای IoT را مورد بررسی قرار داده است. در ابتدا، نگاهی به معماری ارتباطی پروتکل UIoT MAC و دغدغه های طراحی آن مورد بحث و گفتگو قرار می گیرد (5). بررسیهای اخیر نشان داده اند که اینترنت اشیا (IoT) می تواند در بخشهای متعددی از جمله کشاورزی تحولاتی را ایجاد کند. ICT مدرن (فن آوری اطلاعات و ارتباطات) در کشاورزی هم کاربرد دارد.

نگاشت منابع در فاجعه طبیعی: مطالعه موردی ارزیابی زلزله نپال در سال 2015

Resource mapping during a natural disaster: A case study on the 2015 Nepal earthquake

چکیده

1- مقدمه

2- پژوهش های مرتبط

3- روش انجام کار

3-1- فازهای(مراحل) زمانی فاجعه

4- الزام فاز-معقول و در دسترس بودن(دسترس پذیری) منابع

4-1- منابع پزشکی

4-2- منابع انسانی

4-3- منابع زیربنایی

4-4- تاخیر در بسیج(تجهيز کردن) منابع در طول مراحل مختلف تسکین (ترمیم)

5- مشکلات دیده شده و تجربه شده توسط کارگران امداد

5-1-مشکلات بالینی و فن آوری

5-2- مشکلات طبیعی

5-3-مشکلات اداری

5-4-مشکل کاهش سیاست

6- نتیجه گیری

مقدمه

پژوهش های مرتبط

روش انجام کار

فازهای(مراحل) زمانی فاجعه

محدودیت های مطالعه

الزام فاز-معقول و در دسترس بودن(دسترس پذیری) منابع

منابع پزشکی

منابع انسانی

منابع زیربنایی

تاخیر در بسیج(تجهيز کردن) منابع در طول مراحل مختلف تسکین (ترمیم)

مشکلات دیده شده و تجربه شده توسط کارگران امداد

مشکلات بالینی و فن آوری

مشکلات طبیعی

مشکلات اداری

مشکل کاهش سیاست

نتیجه گیری

چکیده

هر فاجعه طبیعی بزرگی مانند زمین لرزه که رخ می دهد نیاز فوری به انواع مختلف منابع دارد یعنی منطقه ای که به طور عمده دارای منابع پزشکی، منابع انسانی و منابع زیربنایی باشد. اینکه به چه سرعت نیاز به منابع را می توان تامین نمود تعیین کننده میزان آسیب و تلفات انسانی در آن فاجعه است. از این رو، آگاهی داشتن درباره اینکه چه نوع منابعی معمولا پس از یک فاجعه مورد نیاز است، باعث می شود تا سازمانها بهتر بتوانند برای راه حل های مهم برنامه ریزی نمایند و هم چنین بتواند برای کاهش هر گونه فاجعه آتی نیز آماده تر باشد. هدف از این مطالعه این است که نیازهای منابع را در طول یک فاجعه بزرگ مثل زمین لرزه رخ داده در نپال و بخش هایی از هند در آوریل سال 2015 – ارزیابی شوند. این پژوهش با همکاری پزشکان برای شما (DFY) که یک سازمان بشردوستانه از متخصصان پزشکی است، انجام گرفت و این سازمان نیز در فاجعه های مختلف کار می کنند. مجموعه ای از پیام های واتس اپ در میان اعضای DFY که در این فاجعه مشغول به کار بودند، مبادله می شد؛ این پیام ها از مناطقی واقع در نپال تحت تاثیر گرفته شده بودند جمع آوری و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند تا نیازهای متنوع منابع و تاخیر مربوط به بسیج چنین منابع را شناسایی کنند. این مطالعه نشان داد که در مورد انواع مختلف منابع ، نیازهای فزاینده ای وجود دارد و همچنین آشکار می کند که برای منابع مختلف، بین نیاز و دسترسی واقعی منابع تاخیرهای قابل توجهی وجود دارد. اکتشافات این مطالعه نه تنها به مدیریت ریسک فاجعه در نپال کمک می کند بلکه به برنامه ریزی به منظور آمادگی بیشتر در سایر مناطق آسیب زا در جهان نیز کمک می کند.

6- نتیجه گیری

این مطالعه پس از این، یک مجموعه داده ای از پیام های واتس آپ را که در میان اعضای “پزشکان برای شما” در نتیجه زمین لرزه نپال در ماه آوریل 2015 مبادله شده بود، را تحلیل می کند. در مقایسه با آثار قبلی که بر داده های جمع آوری شده از رسانه های اجتماعی آنلاین مانند توییتر / فیس بوک تکیه می کردند، داده های این تحقیق قابل اعتماد تر هستند، چرا که از متخصصین پزشکی که شناخته شده اند به دست آمده که در سایت فاجعه حضور داشته اند. سهم اصلی این مطالعه موارد زیر هستند: (i) شناسایی الزامات منابع مختلف، و (ii) مطالعه در مورد چگونگی رفع نیازهای منابع متنوع در طی مراحل مختلف فاجعه. علاوه بر این، چندین مشکل کمکی که کارگران امداد با آن مواجه می شوند نیز سرپرستی می شود. در حالی که مشاهدات در مورد تاخیر در بسیج منابع به فاجعه خاص اختصاص دارد، شناسایی منابع مورد نیاز پس از یک زلزله نسبت به سایر بلایای طبیعی مشابه (به ویژه در مناطق جغرافیایی مشابه) قابل تشخیص است.

Abstract

Any major natural disaster, such as an earthquake, is accompanied by an urgent need for various types of resources in the disaster-affected region, which primarily includes medical resources, human resources, and infrastructural resources. How quickly this need for resources can be satisfied might critically determine the extent of damage and human casualties in the aftermath of the disaster. Hence, knowledge about what type of resources are usually needed in the aftermath of a disaster is important for responding organizations for planning formative solutions, to be better prepared to mitigate any upcoming disaster. The goal of this study is to curate the resource needs during a major disaster – the earthquake in Nepal and parts of India in April 2015. This work has been carried out in association with Doctors For You (DFY), a humanitarian organization of medical professionals who work in various disasters-affected regions. A large set of WhatsApp messages exchanged among DFY members who were working in the disaster-affected areas of Nepal was collected and analyzed to identify the different resource requirements and the corresponding delay in the mobilization of such resources. The study revealed detailed phase-wise requirement of various types of resources and also suggested that for several resources, there was a significant delay between the requirement and the actual availability of the resources. The acumens from this study will not only help disaster risk management in Nepal but also help in preparedness planning in other earthquake-prone regions of the world.

6- Conclusion

This post hoc study analyzes a dataset of WhatsApp messages exchanged among members of ‘Doctors For You’ in the aftermath of the Nepal earthquake in April 2015. In contrast to prior works which rely on crowd-sourced data from online social media like Twitter / Facebook, the data in this study is more reliable since it is obtained from medical experts who are known to have been present at the disaster site. The main contributions of the study are (i) identification of the requirements of various resources, and (ii) studying how quickly the requirements of different resources could be met, during different phases of the disaster. Additionally, several auxiliary problems faced by the relief workers are also curated. While the observations regarding delays in resource mobilization are specific to the particular disaster, the identification of resources that are needed after an earthquake is generalizable to other disasters of a similar nature (especially in similar geographical regions).

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نگاشت منابع در فاجعه طبیعی: مطالعه موردی ارزیابی زلزله نپال در سال 2015

Resource mapping during a natural disaster: A case study on the 2015 Nepal earthquake

ارزیابی مبتنی بر GIS مبنی بر اثربخشی و پوشش مکانی شبکه های حمل و نقل عمومی در مقصد گردشگری

A GIS-Based Evaluation of the Effectiveness and Spatial Coverage of Public Transport Networks in Tourist Destinations

Abstract

This article develops a methodology for evaluating the effectiveness and spatial coverage of public transport in tourist cities. The proposed methodology is applied and validated in Cambrils municipality, in the central part of the Costa Daurada in Catalonia, a coastal destination characterised by the concentration of tourism flows during summer. The application of GIS spatial analysis tools allows for the development of a system of territorial indicators that spatially correlate the public transport network and the distribution of the population. The main novelty of our work is that this analysis not only includes the registered resident population, but also incorporates the population that temporarily inhabits the municipality (tourists). The results of the study firstly permit the detection of unequal spatial accessibility and coverage in terms of public transport in the municipality, with significant differences between central neighbourhoods and peripheral urban areas of lower population density. Secondly, they allow observation of how the degree of public transport coverage differs significantly in areas with a higher concentration of tourist accommodation establishments.

1 Introduction

The extensive growth of cities in recent decades, combined with the sustained increase in daily mobility, has meant a rise in the use of mechanised means of transport in urban areas, as well as the generation of high levels of traffic congestion and a severe environmental impact. At a time of growing concern for global warming, an increased use of public transport is seen as part of the solution [1], and an effective way of reducing external costs and the negative effects of motorised travel [2]. The relationship between transport and environmental, social and economic sustainability has been explored by a number of researchers [1,3–8].

In this context, one of the strategic objectives of many city governments is to promote the substitution of the use of private motorised vehicles with other systems that have a lower impact on the environment, the economy and public health, such as public transport, walking or cycling [9]. However, organising an alternative user-friendly transport system that is effective in providing services and facilities that can guarantee the shortest possible travel and waiting times [10] is not a simple process. A public user-friendly transport system requires consideration of crucial aspects such as accessibility to stops/stations, system mobility and connectivity with other transport modes [11]. The spatial equity of transport systems impacts on economic dynamics, personal opportunities and, ultimately, the quality of life of the population [12,13]. In other words, poor planning of territorial coverage can lead to situations of social disadvantage. In this regard, the contribution of GIS in the field of Transport Geography is more than a simple control of generic functionality [14]. GIS offer key possibilities in transport modelling [15], facilitating the storage, updating and processing of spatial data and allowing the planning, analysis, control and management of transport networks.

Numerous and widely varying research studies have used GIS tools to analyse and organise transport networks. Blythe et al. [16] examined the wide range of emerging technologies and techniques capable of integrating different public transport modes and services at urban and inter-city scale in order to improve the attractiveness and competitiveness of public transport networks to the detriment of the use of private vehicles. Arampatzis et al. [15] presented a GIS-based decision support system (DSS) to analyse and evaluate different transport policies with the purpose of improving environmental and energy efficiency in the supply of transport. Different characteristics of public transport, including spatial coverage, frequency, comfort or fleet adaptation for disabled persons, may require special analysis, given that they provide an understanding of the efficacy and equity of the service provided for the citizens. Along these lines, Murray [7] identified the inefficiencies of the coverage of access to public transport in the city of Brisbane using GIS-based spatial analysis techniques. Moro and Villaescusa [17] studied spatial accessibility to primary schools in Bilbao, basing their work on the hypothesis that the criteria used to assign students to schools were not the most appropriate, with some students possibly being forced to commute for longer spatial and temporal distances than necessary. Salado et al. [18] proposed a set of indicators related to measurements of the equity and efficiency of the urban public transport service of the city of Alcala de Henares (Madrid). Saghapour et al. [2], in the city of Melbourne (Australia), developed a new measure of accessibility to public transportation that integrated transport service frequencies and population density. The results show that the use of public transport is substantially higher in areas with a higher rate of accessibility. Delmelle and Casas [19] evaluated the spatial equity of the express bus transport service in the city of Cali (Colombia) by means of exploration patterns of accessibility in relation to the socioeconomic level of the city neighbourhoods. They demonstrated that transport network accessibility was higher for middle-class neighbourhoods than for those of higher and lower socioeconomic classes. Cardozo et al. [20] analysed the relationship between urban and socioeconomic variables and the demand for public transport in the subway system of Madrid.

Other interesting and particularly innovative applications have been developed by Benenson et al. [21] and Stenneth et al. [22]. The first presented an extension of ArcGIS©, Urban.Access, which allows to estimate and compare the accessibility of different modes of transport to the workplace and other places of interest. Meanwhile, the second proposed a methodology for identifying user mode of transport by means of GPS sensors in their mobile devices and knowledge of the transport network (real-time bus location; spatial information of the railway line, and spatial data about bus stops and stations).

مدیریت فناوری-محور سازمان‌ های زیست محیطی با استفاده از یک سیستم اطلاعات مدیریت زیست محیطی (EMIS): طراحی و توسعه

Technology-based management of environmental organizations using an Environmental Management Information System (EMIS): Design and development

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کاربرد EMIS در مدیریت مبتنی بر تکنولوژی سازمان‌ زیست محیطی

Technology-based management of environmental organizations using an Environmental Management Information System (EMIS): Design and development

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

ارزیابی SAR باند C دو-فصلی کاملا-پلاریمتری برای نقشه‌ برداری پوشش گیاهی در تالاب دشت سیلابی (varzea) آمازون

Dual-season and full-polarimetric C band SAR assessment for vegetation mapping in the Amazon várzea wetlands

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

ارزیابی SAR باند C دو-فصلی کاملا-پلاریمتری برای نقشه‌ برداری پوشش گیاهی در تالاب دشت سیلابی (varzea) آمازون

Dual-season and full-polarimetric C band SAR assessment for vegetation mapping in the Amazon várzea wetlands

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

نقشه‌ برداری و ارزیابی مناسب بودن زمین با استفاده از مدل بر مبنای – GIS

Mapping and evaluating land suitability using a GIS-based model

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

نقشه‌ برداری و ارزیابی تناسب اراضی با استفاده از مدل بر مبنای – GIS

Mapping and evaluating land suitability using a GIS-based model

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

محاسبه میزان تغییرات مولفه های گرادیان ثقل از روی مشاهدات GRACE و مدل تحلیلی

Computation of the changes in gravitational gradient components from GRACE observations and analytical model

Abstract

In this study the gravitational gradient changes caused by faulting on a finite rectangular plane buried in a homogenous half-space are computed using an analytical model which is a function of fault parameters. The sensitivity analysis of the analytical model with optional parameters revealed that the model is sensitive to the most of the fault parameters such as slip, depth, dip and is not sensitive to the strike. Also the results show that the model is sensitive to the length and the width of the fault. Moreover, the gravitation and gravitational gradient changes for the case of the Maule earthquake on 27 February 2010 are directly computed by GRACE observations without need to fault parameters information. Since the high-frequency contents in gravitational field variation can be amplified by deriving the gravitational gradients, the GRACE-derived coseismic gravitational gradient changes clearly delineate the fault lines and better define the extent of the coseismic deformation.

1 Introduction

Modeling of crustal deformation and exploring the physical impact of this phenomenon is one of the most popular subjects in a ground science particularly in geodesy and geophysics. Numerous studies have been undertaken by many scientists to study co-seismic deformation in a half-space Earth model, a spherical earth model, and even a 3D earth model. For a half-space earth model, Steketee (1958), Maruyama (1964) and Okada (1985), etc. presented analytical expressions for calculating the surface displacement, tilt, and strain resulting from various dislocations. Especially, Okada (1985) summarized previous studies and presented a complete set of analytical formulae for calculating these geodetic deformations. One of the analytical models of computing the gravitational changes due to deformation was presented by Okubo model (Okubo 1991). Okubo (1991) computed gravitational potential changes in a homogenous elastic half space for a point dislocation. He developed his theory to rectangular fault in a half space and computed gravitational potential and gravity changes in the form of fault parameters. Okubo (1992) proposed closed-form expressions to describe potential and gravity changes resulting from dislocations. Because of their mathematical simplicity, these formulations (e.g., Okada 1985; Okubo 1992) have been widely applied to study seismic faults. All of the mathematical models explained above were developed for a deformed earth surface because most traditional gravity measurements are performed on the earth surface. However, advances in modern geodetic techniques, such as GPS, InSAR, altimetry, and GRACE enable better detection of co-seismic deformations such as displacement, gravity change, and strain.

One of the observations resources for comparison to geodynamic models are gravity observations. Earthquake causes redistribution of mass and gravity changes. Some part of this change is due to hydrology and the main part is due to tectonic motion. Changes of gravity field can be detected by observation of the gravity field at different times. Coseismic deformations observed on the Earth surface or modeled by conventional dislocation theory can be compared directly with those observed by gravity satellite missions. Satellite measurements of time-variable gravity field are new data type, capable to modeling and detecting global mass transfers within the Earth. Such a global mass redistribution may lead to significant changes in the Earth’s gravity field that is detectable by gravimetric satellites. However, the regional mass transfer such as localized tectonic processes due to earthquake and volcano, can have an indicative influence on gravity fields that may be sensed by GRACE (Ogawa and Heki 2007; Han et al. 2010, 2013; Heki and Matsuo 2010; Linage et al. 2009).

In this study the analytical model of Okubo (1992) is used which computes the gravity changes due to a dislocation on a rectangular fault plane within an elastic, isotropic and homogenous half-space. The formulation of that model is expanded to compute the gravitational gradient changes due to a fault in an elastic and homogenous half space. Also a sensitivity analysis is applied to analytical model to show that the model is sensitive to the fault parameters and is comparable with observations. Moreover, we infer the full gravitational gradient tensor from the GRACE Stokes coefficients by taking the second derivatives of the gravitational potential in a given orthogonal coordinate system without any required information about fault parameters, and apply these quantities to compare with analytical model and discuss the coseismic deformation resulting from the Maule Chilean undersea earthquakes. With the emphasis on the high-frequency components resulting from the second derivatives of the potential, the coseismic gravitational gradient changes delineate more clearly the rupture line, and reveal refined mass redistribution features caused by the earthquakes. In addition, some of the gradient components, which are inherently less vulnerable to GRACE stripe errors, help to refine the edges of the mass anomaly.

استفاده از Lidar و GIS جهت بررسی مدیریت آب ‌و خاک در تراس های کشاورزی کاراکول، بلیز

Using Lidar and GIS to Investigate Water and Soil Management in the Agricultural Terracing at Caracol, Belize

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی مدیریت آب ‌و خاک در تراس های کشاورزی با استفاده از Lidar و سیستم اطلاعات جغرافیایی

Using Lidar and GIS to Investigate Water and Soil Management in the Agricultural Terracing at Caracol, Belize

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

نقشه برداری حساسیت چاهک با فرایند واکاوی سلسله مراتبی (AHP) و روابط فرکانس-بزرگی: یک مطالعه موردی در استان همدان

Sinkhole susceptibility mapping using the analytical hierarchy process (AHP) and magnitude–frequency relationships: A case study in Hamadan province, Iran

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نقشه برداری حساسیت چاهک با فرایند واکاوی سلسله مراتبی (AHP) و روابط فرکانس-بزرگی: یک مطالعه موردی در استان همدان

Sinkhole susceptibility mapping using the analytical hierarchy process (AHP) and magnitude–frequency relationships: A case study in Hamadan province, Iran

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

شیوه های موجی و گاوسی برای تخمین تغییرات آب زیرزمینی با استفاده از داده های GRACE

Wavelet and Gaussian Approaches for Estimation of Groundwater Variations Using GRACE Data

Abstract

In this study, a scheme is presented to estimate groundwater storage variations in Iran. The variations are estimated using 11 years of Gravity Recovery and Climate Experiments (GRACE) observations from period of 2003 to April 2014 in combination with the outputs of Global Land Data Assimilation Systems (GLDAS) model including soil moisture, snow water equivalent, and total canopy water storage. To do so, the sums of GLDAS outputs are subtracted from terrestrial water storage variations determined by GRACE observations. Because of stripping errors in the GRACE data, two methodologies based on wavelet analysis and Gaussian filtering are applied to refine the GRACE data. It is shown that the wavelet approach could better localize the desired signal and increase the signal-to-noise ratio and thus results in more accurate estimation of groundwater storage variations. To validate the results of our procedure in estimation of ground water storage variations, they are compared with the measurements of pisometric wells data near the Urmia Lake which shows favorable agreements with our results.

1 Introduction

From all of the available water in the world, about 97% is distributed in the oceans and seas where the value of salinity is very high and not suitable for specific civilian use. From the 3% of the remaining water, about 2% is frozen in the polar ice sheets, unattainable to most, and only 1% is terrestrial water storage (TWS). TWS is the most important component of the global water cycle comprising the water stored in soil, snow over land, and the so-called groundwater storage (Chen et al. 2014). TWS variations reflect the accumulation of precipitation, evaporation, canopy, and runoff in a region. The estimation of TWS variations is a powerful tool for investigation of forecast flood, natural phenomena such as drought, and the other uses of water supply. Among the aforementioned ingredients in the TWS, groundwater storage is an important parameter in water resource management, land-surface processes, and hydrological cycle.

TWS variations could be estimated using spacebased data, such as remote sensing images or satellite gravimetric measurements, as well as ground-based data such as pisometric wells observations or climatological experiments. The remote sensing images have a good spatial coverage, but their sensing regions reached down to a depth of many centimeters. The data of pisometric wells could provide useful information of groundwater down to a depth of about 100 m and more, but they suffer from drawback of point-wise measurement which does not provide a good spatial resolution. Satellite gravimetric measurements of time variable gravity field are a new data type which is capable of modeling and detecting global mass transfer within the Earth. This subject, in its present form, began with the launch of the GRACE mission (Gravity Recovery and Climate Experiments). The GRACE mission provides a useful apparatus to study the time variation of the gravity field of the Earth. GRACE is able to monitor changes in a TWS from the land surface to the base of the deepest aquifer (surface water, soil moisture, groundwater, and snow) (Tapley et al. 2004b).

Numerous studies have shown that GRACE can offer useful constraints on TWS, including ocean mass change (e.g., Chambers et al. 2004; Lombard et al. 2007), mass balance of the ice sheets (e.g., Lutchke et al. 2006; Ramillien et al. 2006; Velicogna and Wahr 2006), polar ice sheet melting (e.g., Velicogna and Wahr 2006), and groundwater variations (Moiwo et al. 2012; Jin and Feng 2013; Lenk 2013).

GRACE consists of twin satellites which provide a unique opportunity to estimate the groundwater storage and its temporal variations. Because GRACE observations are affected by all sources of TWS, extraction of the groundwater component from GRACE observations requires the estimation of other impacts from auxiliary data sets. The useful data sets that can be used for this purpose are hydrological models such as GLDAS (the Global Land Data Assimilation Systems) or WGHM (WaterGAP Global Hydrology Model) (Rodell et al. 2004). In this study, the GLDAS outputs that are soil moisture, snow water equivalent, and total canopy water storage are used.

Recent outcomes of the GRACE mark a major step forward in assessing groundwater storage variations in our study location. Forootan et al. (2014) derived an estimation of TWS in Iran using combination of GRACE, altimetry, and hydrological data and analyzed a mass decrease with an average linear rate of 15 mm/year and linear trend of groundwater storage for the drought period of 2005 to March 2011. Joodaki et al. (2014) estimated the human contribution to groundwater depletion in the Middle East using GRACE and land surface models and found that the largest groundwater depletion is occurring in Iran, with a mass loss rate of 25 gigatonne (GT)/year and showed that over half of the groundwater loss in Iran may be attributed to human withdrawals. Moreover, Voss et al. (2013) estimated approximately 91 km3 groundwater depletion in Middle East particularly in Iran using GRACE observations from 2003 to 2009.

In this study, we apply GRACE TWS changes in conjunction with GLDAS outputs to resolve groundwater storage changes in Iran during the period of January 2003 to April 2014. Two different low pass filtering schemes were applied to refine the GRACE spherical harmonic (SH) coefficients, that is, the traditional Gaussian filtering and an innovated wavelet analysis. To show the performance and accuracy of the results, the estimated groundwater changes are compared with groundwater level obtained from in situ measurements of pisometric wells data over the Urmia Lake.