تحصیلات تکمیلی و ماهواره لندست

دانلود پایان نامه

شکل 2-20- برخی از انواع نمونه سنگ‌های موجود در گنبد سیاه‌تاق در مقیاس دستی (سمت راست) و میکروسکوپی (سمت چپ). الف) ماسه‌سنگ، ب) دولومیت، ج) آندزیت پورفیری، د) آهک لامینه‌ای، ه) برش آتشفشانی، ی) آهک. (تمام مقاطع میکروسکوپی به جز گزینه د، در نور XPL گرفته شده‌اند).
فصل سوم
تحلیل طیفی نمونه سنگ‌های گنبد نمکی سیاه‌تاق
3-1-مقدمه
سنجش از دور چند طیفی شامل اکتساب تصاویر مرئی، فروسرخ نزدیک و فروسرخ کوتاه‌موج در چندین باند پهن است. مواد مختلف در طول موجهای مختلف به طور متفاوتی بازتاب و جذب می‌کنند؛ لذا این امکان وجود دارد که میان آنها به واسطه سیماهای طیفی بازتابیشان به صورتی که در تصاویر دیده می‌شود، فرق گذاشت. زمینههایی که کاربردهای علمی سنجش از دور برای آنها به خوبی توسعه یافته شامل این موارد می‌شود: زمین‌شناسی و اکتشاف کانسار، جنگلداری، دریانوردی، زون ساحلی، آبهای درون مرزی و زمینهای مرطوب، کشاورزی، بوم شناسی، محیطهای شهری، برف و یخ و اتمسفر.
فضاپیمای ترا محصول مشترک ناسا و وزارت صنعت و بازرگانی ژاپن (METI) می‌باشد که در دسامبر 1999 به فضا پرتاب شد. ترا اولین ماهواره از سری ماهوارههای سیستم مشاهده زمینی ناسا است که در یک مدار دایرهای خورشید آهنگ با انحراف تقریبی 2/98 درجه، در ارتفاع 705 کیلومتری و دوره چرخش تکراری 16 روزه حرکت می‌کند. سنجنده استر (ASTER) یکی از 5 سنجندهای می‌باشد که در ماهواره ترا قرار دارد. استر یا به عبارتی طیف‌سنج گسیلشی گرمایی و بازتابی فضابرد پیشرفته، یک سیستم تصویری چند طیفی است که اطلاعات طیفی منابع زمینی را در 14 باند مجزا دریافت می‌کند. محدوده بازتابی مرئی-فروسرخ نزدیک (VNIR) را در سه باند طیفی (محدوده 86/0-52/0 میکرومتر با توان تفکیک مکانی 15 متر)، و تابش بازتابی فروسرخ کوتاه‌موج (SWIR) را در 6 باند طیفی (بین 6/1 و 43/2 میکرومتر و توان تفکیک مکانی 30 متر) اندازه می‌گیرد. علاوه بر این استر داده‌ها را در باند 3 ( محدوده 86/0-76/0 میکرومتر) با یک دید عقب بین نیز ثبت می‌کند که قابلیت دید سه بعدی را فراهم می‌کند و قادر به محاسبه مدل ارتفاع رقومی است. استر همچنین تابش گسیلشی فروسرخ گرمایی (TIR) را در 5 باند طیفی دریافت می‌کند (محدوده بین 125/8 و 65/11 میکرومتر با توان تفکیک مکانی 90 متر) (فوجیسادا، 1995). در شکل (3-1) محدوده طیفی 14 باند سنجنده استر را ملاحظه می‌کنید. هدف پروژه استر توسعه شناخت عوارض محلی و ناحیهای در سطح زمین و اتمسفر است. ناحیه طول موج مرئی-فروسرخ نزدیک اطلاعاتی در مورد حضور پوشش گیاهی (نیپلینگ، 1970)، اکسیدهای آهن (هماتیت، گوتیت، ژاروسیت) و REEها (هانت، 1977) فراهم می‌کند. محدوده فروسرخ کوتاه‌موج کانی‌های جهت دار (رس ها، فیلوسیلیکاتها و…) (هانت، 1979) را ارزیابی کرده و محدوده فروسرخ گرمایی هم سیلیکات ها و کربنات ها را شناسایی می‌کند (سالیسبوری و همکاران، 1987).
شکل 3-1- محدوده طیفی باندهای سنجنده استر در
مقایسه با سنجنده TM ماهواره لندست 7.
داده‌های سنجنده استر برای محدوده وسیعی از تحقیقات استفاده می‌شود، از جمله مطالعات کاربری زمین، نقشه‌برداری، منابع آب، منابع ساحلی، دیدهبانی محیطی، ایجاد مدلهای ارتفاع رقومی (DEMs) و نقشه‌برداری الگوهای دگرسانی یا گردهمایی کانیایی خاصی که با سیستمهای کانهزایی همراهند. در پشتیبانی از تحقیقات استر، یک کتابخانه از مواد طبیعی و ساخته بشر به صورت کتابخانه طیفی استر (نسخه 2/1) گردآوری شده و از سایت ناسا قابل دسترس می‌باشد. کتابخانه مزبور مجموعهای است از همکاریها در قالب استاندارد با کمک داده‌های آزمایشگاه پیشران جت (JPL)، دانشگاه جانز هاپکینز (JHU) و سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS). کتابخانه استر یک مجموعه جامع از طیف بیش از 2300 نوع موادی را فراهم می‌کند که محدوده طول موج 4/15-4/0 میکرومتر را پوشش می‌دهد. این طیف‌ها شامل طیف سنگها، کانیها، خاکهای ماه، خاکهای زمینی، مواد مصنوعی، سنگهای آسمانی یا شخانهها، پوشش گیاهی، برف و یخ می‌شود که از طریق ناحیه طول موج فروسرخ حرارتی قابل مشاهده می‌باشند (بالدریج، 2009).
در راستای این تحقیق یک کتابخانه طیفی از مجموع کانی‌های موجود در گنبدنمکی سیاه‌تاق، با توجه به کتابخانه طیفی USGS موجود در نرم افزار ENVI، تهیه گردید. طیف این کانی‌ها که در 2 گروه رسوبی و آذرین جای گرفتند، به صورت توان تفکیک بالا و بازنویسی شده به 9 باند استر در شکل (3-2) آورده شده‌است.
شکل 3-2- الف) کتابخانه طیفی کانی‌های رسوبی-
تبخیری گنبدنمکی سیاه‌تاق.
ب) کتابخانه طیفی کانی‌های سیلیکاتی گنبدنمکی سیاه‌تاق.
3-2-مراحل جمعآوری و طیف‌سنجی نمونه‌ها
تعداد 82 نمونه سنگ و خاک از رخنمون‌های مختلف و آبراهه‌های مربوط به گنبد، طی3 مرحله بازدید صحرائی که در تاریخ 23/11/91، 15/2/92 و 26/9/92 برگزار شد، جمعآوری گردید. نمونهبرداری به صورت تصادفی و بر اساس تنوع سنگ‌شناختی و رنگی رخنمون‌های موجود در گنبد صورت گرفت. به منظور شناسایی رفتار طیفی سنگ‌ها و کانی‌های موجود در این گنبد، تعداد 40 نمونه با استفاده از دستگاه آنالیز طیفی (ASD) در دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فنآوری پیشرفته کرمان، طیف‌سنجی شدند. این دستگاه 2151 کانال را بین ناحیه طول موج 35/0 تا 5/2 میکرومتر (350 تا 2500 نانومتر) ثبت می‌کند. روش کار این طیف‌سنج به این صورت بود که قبل از شروع کار بایستی دستگاه را با استفاده از یک صفحه مربع سفید رنگ به عنوان مرجع سفید تصحیح کرد (شکل 3-3). سپس از هر نمونه دو طیف بازتابی، از سطح تازه و هوازده ثبت شد. طیف‌های حاصل بعد از اجرای NSUM (به منظور از بین بردن نویزهای ناشی از خطای دستگاهی و یا لرزش دست به هنگام طیف‌سنجی)، در قالب طیف‌های با توان تفکیک بالا تصحیح شدند. به منظور شبیهسازی با باندهای استر، این طیف‌ها به 9 باند بازتابی ((VNIR-SWIR استر نیز بازنویسی و در نهایت با استفاده از نرم افزار ENVI 4.5 بررسی شدند.
الف
الف
ب
ب
شکل 3-3- الف) دستگاه طیف‌سنج ASD و کامپیوتر متصل به آن
. ب) کالیبراسیون دستگاه با استفاده از صفحه مرجع سفید و طیف‌سنجی نمونه‌ها.
برای شناسایی دقیقتر کانی‌های موجود در نمونه‌های خاک، تعداد 9 نمونه خاک به آزمایشگاه XRD بخش فیزیک دانشگاه شیراز ارسال شد. نتایج این آنالیز به صورت داده خام با فرمت RAW بود که با نرم افزار Xpert. High Score مورد بررسی قرار گرفتند؛ در نهایت کانی‌های مورد نظر شناسایی شدند. نتایج این آنالیز در پیوست 1 آمده است.
به منظور مطالعات دقیق سنگ‌شناختی و شناسایی نوع کانی‌ها و دگرسانیهای موجود، از 36 نمونه سنگی مقطع نازک تهیه شد و در آزمایشگاه کانیشناسی بخش علوم زمین مطالعه و بررسی شدند.
ردهبندی زمین همواره یکی از مهمترین اهداف سنجش از دور بوده و هست. از این رو با درک رفتار طیفی پدیده‌های مختلف زمینی در طول موج های مختلف، می‌توان به شناسایی و تفکیک واحدهای سنگ‌شناختی پرداخت.