تخمین مکانی – زمانی آلاینده‌های منواکسید کربن و دی‌اکسید نیتروژن شهر تهران مبتنی بر داده‌های حاصل از سنجش‌ازدور و داده‌های کمکی

سال انتشار: 1399
محل انتشار: مجله جغرافیا و پایداری محیط، دوره: 10، شماره: 3
کد COI اختصاصی: JR_GERAZ-10-3_007
زبان مقاله: فارسی
تعداد مشاهده: 417

نویسندگان

گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

آلودگی هوا یکی از پیامدهای ناهنجار فعّالیتهای بشر است که نه‌تنها سلامت انسان را تهدید می‌کند؛ بلکه بر همة عوامل محیط‌زیست ازجمله گیاهان و جانوران تأثیر نامطلوب می‌گذارد. تهران به‌عنوان مرکز اداری، سیاسی و اقتصادی کشور و پرجمعیّتترین شهر ایران، یکی از آلوده‌ترین شهرهای دنیا بهشمار میرود. از مدل‌های خطّی و غیر خطّی متعدّدی تاکنون به‌منظور مدلسازی آلودگی هوا استفاده شده است. در نوشتار پیش رو از ویژگیهای مکانی و زمانی مستخرج از تصاویر سنجش‌ازدور و دادههای محیطی ایستگاههای پایش آلودگی هوا سازمان محیط‌زیست واقع در سطح شهر تهران پس از پیش‌پردازش‌های لازم بهمثابة ورودی مدل استفاده شد. ازمیان ایستگاههای آلایندهسنج موجود در سطح شهر تهران، با درنظرگرفتن پوشش سری زمانی مشترک دادههای ثبت‌شده، تعداد هشت ایستگاه انتخاب شد. بهمنظور انجام فرایند مدل‌سازی از روش شبکة عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه با الگوریتم آموزش لونبرگ – مارکوارت و تابع فعّال‌سازی سیگموئیدی استفاده شد. در پژوهش حاضر از دادههای هواشناسی، داده‌های مربوط به غلظت آلاینده‌ها در روزهای قبل، کاربری اراضی و نیز داده‌های مستخرج از تصاویر ماهواره‌ای شامل داده‌های مربوط به پوشش گیاهی و جزایر حرارتی به‌منظور مدل‌سازی غلظت آلاینده‌ها استفاده شد. از روش تبدیل موجک بر روی مقادیر غلظت آلاینده ها در روزهای قبل استفاده گردید و سپس روش انتخاب ویژگی جنگل تصادفی بر روی ویژگیهای ورودی مدل اعمال شد؛ همچنین با توجّه به تغییرات مکانی آلودگی هوا سعی بر آن شد که با استفاده از اطّلاعات هفت ایستگاه، مقادیر غلظت آلایندة یک ایستگاه برآورد شود. نتایج حاصل از ارزیابی مدل بیانگر کارابودن مدل ارائه‌شده در تخمین مقادیر بیشینة روزانه غلظت آلاینده بود. منواکسید کربن و دی‌اکسید نیتروژن بهترتیب با خطای 13% و 5/11% به‌صورت زمانی پیش‌بینی شدند؛ همچنین این دو آلاینده به‌صورت مکانی با خطای تخمین کمتر از 17% پیش‌بینی شدند.

کلیدواژه ها

یادگیری ماشین, شبکة عصبی مصنوعی, مدل‌سازی مکانی - زمانی, منواکسید کربن, دی‌اکسید نیتروژن

اطلاعات بیشتر در مورد COI

COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.

کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.