سیلاب از جمله مهم‌ترین بلایای طبیعی است که هرساله خسارات زیادی را به بخش‌های مختلف دنیا وارد خواهد کرد. همانند سایر بلایای طبیعی دیگر انسان به دنبال راهکارهایی برای کاهش میزان خسارات آن است. کشور ایران نیز از این امر مستثنی نبوده و در سال‌های اخیر شاهد این بوده‌ایم که خسارات زیادی را به بار آورده است. باتوجه‌به اهمیت این موضوع ما مقاله کاربردی کاربرد سنجش از دور در سیل را منتشر کردیم که علاقه‌مندان به علوم مختلف به توانایی بالای سنجش از دور در این علوم آشنا شوند.
سیل یا سیلاب چیست و چگونه به وجود می‌آید؟
تعاریف مختلفی از سیلاب در منابع مختلف ارائه شده است. اما برای آنکه درک درستی از سیلاب داشته باشیم ما ابتدا فرایند شکل‌گیری آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم. برای این بررسی این اجازه دهید که وارد مباحث علوم هیدرولوژی شویم. در علوم هیدرولوژی یک مبحث داریم به اسم چرخه هیدرولوژی و این مبحث حتماً باید به‌خوبی درک شود تا بتوانیم در مورد سیلاب صحبت کنیم.
چرخه آب یا چرخه هیدرولوژی اشاره به گردش آب در سطح زمین از تشکیل ابر تا باز تشکیل ابر دارد. در مقیاس جهانی چرخه آب بسته است یعنی نه آب تولید و نه از بین می‌رود. اما در مقیاس‌های محلی یا ناحیه‌ای چرخه‌ای بسته است و می‌تواند تغییرات زیادی داشته باشد. ازاین‌رو متخصصین علوم هیدرولوژی این سیکل را تحت عنوان بیلان آب مورد بررسی قرار می‌دهند.
چرخه آب یا بیلان آب به این صورت است که از بارش شروع می‌شود (منظور از بارش می‌تواند هم برف هم قطرات باران یا تگرگ باشد) بعد از بارندگی آب به‌طرف زمین می‌آید در فاصله زمین تا رسیدن قطرات باران با آن اتفاقات مهم زیادی می‌افتد. مهم‌ترین آنها برگاب و تبخیر است. بر اساس منابع مختلف در کشور ایران حدود 70 درصد از بارش مستقیماً تبخیر می‌شود. برگاب اشاره به آن قطرات بارش دارد که روش تاج پوشش گیاهی باقی می‌ماند و مستقیم به سطح زمین برخورد نمی‌کند.
بعد از اینکه قطرات باران با سطح زمین برخورد کردند آب در زمین نفوذ می‌کند. دو حالت اتفاق می‌افتد بعد از اینکه آب در داخل زمین نفوذ پیدا کرد بعد از مدتی شدت نفوذ به مقدار پایین و ثابت رسیده و رواناب‌های شکل می‌گیرد. در حالت دوم شدت بارش از شدت نفوذ بیشتر است که باز رواناب شکل می‌گیرد. از به‌هم‌پیوسته شدن این رواناب‌ها سیلاب شکل می‌گیرد.
پس سیلاب حجم آب ناگهانی و زیادی است که بیشتر در اثر بارش‌های با حجم بالا یعنی شدت زیادی روی می‌دهد. این پدیده خسارات ای زیادی را نیز در بر می‌گیرد. البته سیلاب‌های ناشی از ذوب برف نیز دارم که مقدار آن کم است. تا اینجا در مورد شکل‌گیری آن صحبت کردیم حالا نوبت آن است که در مورد کاربرد سنجش از دور در سیل صحبت کنیم.
کاربرد سنجش از دور در سیل
حال در این بخش می‌خواهیم در مورد کاربرد سنجش از دور در سیلاب با همدیگر موارد مختلفی را مورد قرار دهیم. اما قبل از اینکه در مورد سنجش از دور بخواهیم حرف بزنیم این نکته را در نظر داشته باشید که ما علاوه بر سنجش از دور می‌توانیم از مدل‌های تجربی و ریاضیاتی مختلفی برای مباحث سیلاب استفاده کنیم. اگر بخواهیم یکی از این روش‌های مرسوم را نام ببریم می‌توانیم به روش شماره منحنی اشاره کنیم. برای شروع بحث سنجش از دور ابتدا با یک سؤال مطرح می‌کنم چرا سنجش از دور اصلاً مهمه آن‌قدر؟ آیا در مبحث بلایای طبیعی کارایی دارد؟ برای پاسخ به این سؤالات حتماً ادامه متن مطالعه کنید.
سنجش از دور چرا در بلایای طبیعی مهم است؟
یکی از ویژگی‌های بلایای طبیعی سخت پیش‌بینی‌کردن و پیچیده بودن آنها است به گونه که حتی سامانه‌های قدرتمند دنیا در پیش‌بینی آن کارآمدی بسیار کمی داشته‌اند. سیلاب در شرایطی اتفاق می‌افتد که دسترسی به منطقه دشوار است. شاید روش‌های می‌دانی کارآمدی لازم را نداشته باشد. اجازه دهید که نگاهی به تعریف سنجش از دور داشته باشیم. علم و هنر کسب و اطلاعات در مورد پدیده‌ها و عوارض سطح زمین بدون تماس مستقیم با آن که این اجازه را می‌دهد که در شرایط مختلف از منطقه ما تصویر داشته باشیم.
مهم‌ترین ویژگی سنجش از دور که باعث محبوبیت آن شده است تکرارپذیری، جامعیت و دسترسی به داده‌های گذشته است. مثلاً یک سیلابی اتفاق افتادی که دسترسی به منطقه برای تیم امداد و نجات میسر نیست. با یک عکس ماهواره‌ای می‌توان مناطق سیلابی را مشخص کرد و مسیرهای باز برای تیم نجات مشخص کرد. در ادامه به‌صورت مفصل در مورد کاربردهای سنجش از دور در سیلاب مطالبی ارائه شده است.
کاربرد سنجش از دور در سیل و مدیریت سیلاب
پایش سیلاب
شاید این می‌توان به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین کاربردهای سنجش ازدور در سیلاب اسم برد. در این حالت ما مناطق که زیر سیلاب هستند را می‌توانیم شناسایی کنیم. باتوجه‌به اینکه هم رادار و هم اپتیک به مناطق آبی خیلی حساس است لذا در مباحث پایش و شناسایی مناطق آبی سنجش از دور می‌تواند کاربردهای زیادی داشته باشد. در ادامه ما در مورد سیلاب شیراز با سنجش از دور اپتیک مناطق سیلابی را شناسایی کرده و نتایج را ارائه خواهیم داد.
تولید لایه ارتفاعی
یکی از نیازهای اصلی برای شبیه‌سازی سیلاب و پهنه‌بندی سیلاب با کمک مدل‌های مختلف در زمین علوم طبیعی لایه‌های ارتفاعی است. لایه‌های ارتفاعی از این اصل پیروی می‌کند که تصاویری که هم‌پوشانی عرضی دارند ارتفاع مناطق می‌توان از آن استخراج کرد. برای نمونه از تصاویر ماهواره Aster لایه‌های ارتفاعی تولید می‌شود. البته لایه‌های ارتفاعی دیگر نیز مانند SRTM و DSM ALOS PALSAR نیز وجود دارد که در مقاله دانلود لایه DSM و DEM در گوگل ارث انجین روش‌های دانلود آن ارائه شده است.
تولید لایه کاربری اراضی
یکی دیگر از مهم‌ترین پارامترهای تولیدی برای مدل‌های هیدرولوژی لایه کاربردی اراضی است. این لایه اشاره به نوع استفاده از زمین دارد که خیلی می‌تواند کاربرد داشته باشد. باتوجه‌به اینکه در مقیاس زمانی این لایه متفاوت است سنجش از دور باز می‌تواند نقش مهمی ایفا کند. البته لازم به ذکر است که ویژگی پیوستگی سنجش از دور بسیار مهم است. در این زمینه نیز می‌توانید آموزش رایگان تهیه نقشه پوشش اراضی ۱۰ متری ایران را تهیه مشاهده بفرمایید.
دسترسی به داده گذشته یا وقایع سیلاب گذشته
یکی از اطلاعات بسیار مهم برای پیش‌بینی سیلاب با استفاده از مدل‌های مختلف از جمله شبکه عصبی همواره مورد بررسی بوده است تعداد وقایع حجم آن و مکان آن است. این اطلاعات فقط با کمک سنجش از دور و دسترسی به اطلاعات گذشته دست می‌آید. نکته مهم‌تر این است که با سنجش از دور بدون محدودیت مرزی و کشوری می‌توانید در هر کشوری به تحقیق بپردازید.
برآورد حجم خسارات
همیشه بعد از سیلاب مدیران اجرایی به دنبال برآورد میزان خسارات و شناسایی مناطق گرفتار در سیلاب هستند. یکی از گزینه‌هایی بسیار می‌تواند کارآمد باشد همین سنجش از دور است. به‌عنوان یک نکته دیگر این از ما قبول کنید که شرکت‌های بیمه نیز می‌تواند مناطق خسارات دیده را شناسایی کنند. اما یک سؤال دیگر نیز برای شما پیش‌آمده است شاید؟ این است که سنجش از دور رادار یا اپتیک؟
سنجش از دور راداری یا سنجش از دور در سیلاب؟
یکی از مباحث مهم که باید به آن توجه کرد این است که بیشتر سیلاب‌ها ناشی از ابرهای جوششی است. این ابرها ضخامت زیادی داشته و عملاً شاید تصاویر اپتیک خیلی کارایی نداشته باشد. تصاویر رادار اما چون تحت‌تأثیر شرایط آب‌وهوایی و ابر خیلی کم قرار می‌گیرد کاربرد فراوانی در این زمینه دارد. پس اولویت شما همیشه تصاویر راداری باشد بعد اپتیک. در حال حاضر تصاویر سنتنیل 1 به‌صورت رایگان ارائه می‌شود. در این زمینه دو آموزش زیر را به شما توصیه میکنیم.
شناسایی مناطق آبی و سیلابی با تصاویر سنتینل ۱ در نرم افزار SNAP
شناسایی مناطق سیل زده با استفاده از تصاویر راداری (سنتینل ۱) در گوگل ارث انجین
بررسی سیلاب سال 1398 شیراز با سنجش از دور
در سال‌های اخیر شاهد سیلاب‌های زیادی در داخل کشور بوده‌ایم که یکی از مهم‌ترین آنها سیلاب شیراز در سال 1398 است. در یک تحقیق بر اساس تصاویر لندست 8 قبل و بعد از سیلاب مناطق سیلابی شناسایی شده است. این ویدئو تا انتها حتماً ببینید. اگر علاقه‌مند بودید می‌توانید 5 آموزش معرفی شده در زمینه شناسایی پهنه آبی را مشاهده کنید.
بسته‌های آموزشی که می‌تواند برای شما خیلی مفید باشد:
محاسبه سری زمانی مساحت پهنه آبی با تصاویر سنتینل ۱ در گوگل ارث انجین
پایش زمانی پهنه آبی با تصاویر لندست در گوگل ارث انجین
محاسبه سری زمانی مساحت پهنه آبی با تصاویر سنتینل ۲ در گوگل ارث انجین
محاسبه سری زمانی مساحت پهنه آبی با تصاویر MODIS در گوگل ارث انجین
