سطوح نفوذناپذیر چیست؟ اثرات و روشهای اندازه گیری آن.
سطوح نفوذناپذیر
رشد جمعیت و مهاجرت به مناطق شهری در سال‌های اخیر، موجب افزایش شهرنشینی و تغییرات شدید کاربری اراضی شده است و پیش بینی ها نشان می دهند تا سال 2050 بیش از 70 درصد جمعیت جهان در مناطق شهری سکونت داشته باشند.
این تحولات و ایجاد مناطق شهری جدید تاثیرات بسیار زیادی را به وجود آورده است. یکی از سطوحی که در سال های اخیر افزایش چشم گیری داشته است سطوح نفوذناپذیر میباشد.
سطوح نفوذناپذیر سطوحی انسان ساخت یا مصنوعی است که مانع از نفوذ آب به داخل شده و موجب تولید رواناب زیاد و سیلاب میشود.
به عبارت دیگر، سطوح غیرقابل نفوذ مناطقی است که با جاده ها ، پارکینگ ها ، سقف ها و سایر سطوح پوشانده شده است و اجازه نمی دهد آب در زمین نفوذ پیدا کند. البته این سطوح تاثیرات بسزای دیگر دارد که در جای خود راجب آن صحبت خواهیم کرد.
به طور کلی میتوان گفت در مناطق شهری دو نوع سطوح داریم:
سطوح نفوذ پذیر (Pervious surface)
سطوح نفوذناپذیر (Impervious surface)
خود سطوح نفوذناپذیر به دو دسته کلی تقسیم میشود:
- سطوح موثر یعنی سطوحی که مستقیم به سیستم زه کش وصل است.
- سطوح کلی یعنی تمامی سطوح نفوذناپذیر
بر اساس این درصد سطوح نفوذناپذیر مفمومی به نام آبخیز داری شهری نیز مطرح شده است. به طور کلی هر حوضه ای که بالای 20 درصد سطوح نفوذناپذیر داشته باشد حوضه آبخیز شهری است و برای مدیریت و برنامه ریزی آن از مفهوم آبخیزداری شهری استفاده میکنند.
تاثیرات افزایش سطوح نفوذناپذیر
- افزایش میزان فرسایش
- افزایش میزان تولید رواناب
- افزایش دبی پیک سیلاب
- کاهش زمان تمرکز حوضه آبخیز (مدت زمانی است که آب از دورترین نقطه هیدرولوژیکی به خروجی حوضه می رسد)
- آلودگی آبهای سطحی
- آلودگی آبهای زیرزمینی
- تاثیرات بر گیاهان و جاندارن
- تاثیر بر آبزیان
- تاثیر بر جزایر حرارتی
- اتقال مواد مانند روغن بنزین و فلزات سنگین به داخل آب و ایجاد اثرات زیست محیطی
- تاثیر بر درختان سطح شهری
حالا گفتیم که سطوح نفوذناپذیر چیست! و تاثیرات آن را نیز توضیح دادیم، اما چگونه میشه آن را اندازه گیری و آشکار سازی کرد.
روش های استخراج سطوح نفوذناپذیر
روش های مختلفی برای استخراج این سطوح وجود دارد. با پیشرفت سنجش از دور، کارایی این علم در استخراج این سطوح بسیار نمایان شد. اما حقیقت این است که خود روش های سنجش از دوری یک چالیش بزرگ محسوب می شود.
به طور کلی روش های آشکار سازی سطوح نفوذ شامل 3 روش است:
- روش های میدانی
- روش های عکس هوایی و پهپاد
- روش های سنجش از دور (تاکید بر تصاویر ماهواره ای)
روش های میدانی
روش های میدانی همواره یکی ازروش های با دقت بالا برای استخراج عوارض مختلف است. اما رو شهای میدانی هزینه بردار، زمان بر است و با توجه به پیوسته بودن و گسترش بالای مناطق شهری امکان برداشت وجود ندارد.
عکس های هوایی و تصاویر لایدار
یکی دیگر از روش های به نسبت خوب استفاده از عکس های هوایی است. اما با توجه به تغییرات زیاد در این سطوح در مناطق شهری و عدم امکان پرواز زیاد بالگرد ها مقرون به صرفه نیست.
روش های سنجش از دوری
یکی از بهترین روشهایی که در زمینه استخراج سطوح نفوذناپذیر وجود دارد، استفاده از تصاویر ماهواره ای و تکنیک های سنجش از دور می باشد.
اما همیشه کار به این سادگی نیست. در مناطق شهری تعداد کلاس ها بشدت افزایش یافته است و از لحاظ طیفی، پیکسل مخلوط زیادی داریم.
با ظهور با تصاویر با رزولوشن بالا خیلی ها اعتقاد داشتند که میتوانند به سادگی عوارض مناطق شهری را استخراج کنند. اما کار به این سادگی نیست. منابع مختلفی وجود دارد که صراحتا عنوان کردند که تصاویر لندست نتایج بهتری از IKONOS ارایه کرده است.
به نظر شما چرا تصاویر با رزولوشن در مناطق شهری همیشه نتایج بهتری ارایه نمیدهد؟
در مناطق شهری عوارض بسیار زیادی وجود دارد که شناسایی آنها با تصاویر ماهواره ای با رزولوشن متوسط مانند لندست و سنتینل امکان پذیر نیست. لذا از تصاویر با رزولوشن مثلا یک متری استفاده میکنند.
در مناطق شهری با رزولوشن بالا ما چندین خطا داریم:
- تعداد کلاس ها خیلی زیاده و هر کلاس در شرایط مختلف رفتار طیفی متفاوت لذا پیکسل های مخلوط زیادی داریم.
- وجود خطایهای هندسی در تصاویر با رزولوشن در مناطق شهری
- وجود سایه در مناطق شهری
- وجود آنومالی شدید در مناطق شهری
همه این موارد عاملی شده که شناسایی سطوح نفوذناپذیر کار بسیار سختی باشد. حتی برای تصاویر راداری نیز مشکلات زیادی وجود دارد.
راهکارهای کاهش یا تقلیل اثرات سطوح نفوذناپذیر
- افزایش فضای سبز شهری
- افزایش دیوار سبز یا پشت بام های سبز
- استفاده از سوح نفوذپذیر
اگه هدف شما این بود که سطوح نفوذ ناپذیر را استخراج کنید. ما در مدرسه سنجش از دور و جی ای اس محصول آموزشی استخراج سطوح نفوذناپذیر در سامانه گوگل ارث انجین را منتشر کرده ایم.
