ارزيابي و بهينه‌سازي روش سالومونسون و همكاران در برآورد سطح پوشش برف حوزه‌هاي كرج و لتيان

Assessment and Optimization of Salomonson Etal Method for Snow Cover Estimation in Karaj and Latyan Basins

هدف از اين مقاله تعيين سهم پوشش برف حوزه‌هاي كرج و لتيان با استفاده از تصاوير MODIS، به‌روش سالومونسون و همكاران و شناسايي منابع خطاي اين روش است. اهميت سطح پوشش برف ـ به‌دليل تاثيرگذاري بر بيلان تابش، بيلان آب و مدل‌سازي ـ انجام تحقيقات گوناگون را ضروري ساخته است. در اين تحقيق براي بررسي سطح برف از داده‌هاي MODIS و براي ارزيابي دقت، از تصاوير LISIII-IRS استفاده‌شده است. تا كنون روش‌هاي متفاوتي براي استخراج سهم برف پيكسل‌ها به‌كار گرفته شده كه در تحقيق حاضر از روش سالومونسون و همكاران به‌دليل دقت مناسب و نياز‌نداشتن به اطلاعات اوليه از منطقه استفاده‌شده و عوامل ايجاد خطا در آن شناسايي شده است. افزون بر اين، ضرايب معادله سالومونسون و همكاران با استفاده از داده‌هاي منطقه‌اي ايران بهينه‌سازي شده و دقت حاصل از مدل با ضرايب بهينه، در منطقه‌اي جديد ارزيابي شده است. نتايج ارزيابي دقت نشان داده‌اند كه روش سالومونسون و همكاران مي‌تواند سهم برف پيكسل‌هاي MODIS را با خطاي RMS 20/0 پيكسل برآورد كند. ضرايب كاپا و دقت كلي اين روش به ترتيب 84/0، 12/92 است، كه دقت مناسب آن را نشان مي‌دهد. نتايج تحقيق نشان مي‌دهند كه به‌دليل خطاي بالاتر روش سالومونسون و همكاران، بايد در نواحي حاشيه رودهاي ايران كه عموماً داراي پوشش درختي كم‌تراكم و باغ‌هاي پراكنده‌اند، از اين روش صرف‌نظر شود. لازم است براي حذف مناطق آبي از ماسك‌هاي مناسب استفاده شود. بهينه‌سازي ضرايب مدل توانسته است دقت برآورد مدل را بهبود بخشد، به‌طوري‌كه مقدار خطاي RMS مدل با ضرايب اصلاح‌شده در منطقه‌اي جديد 258/0 پيكسل به‌دست آمده، درحالي‌كه معادله سالومونسون و همكاران در همين منطقه خطاي RMS عدد 266/0 پيكسل را نشان داده است.

The purpose of presenting this paper is to determine the snow covered area on Karaj and Latyan basins using MODIS Images, and evaluating Salomonson et al method which is applied in this study. The importance of snow cover_ Such as its impact on radiation budget, water balance and modeling_ has led to several researches. In this research, MODIS data for snow cover mapping and LISSIII_IRS image for accuracy assessment have been used. Up to now, various methods have been applied to compute pixels’ snow fraction. We have used Salomonson et al. method. The method has showed proper accuracy in global scale and doesn’t need priori knowledge of surface characteristics. Also, to increase accuracy, the coefficients of the Salomonson et al. model were modified using regional data. And the results were evaluated in a new region.Accuracy assessment results showed that Salomonson et al. method can calculate snow fraction of MODIS pixels with RMSE of 0.20 pixels. Furthermore, Kappa coefficients and overall accuracy of Salomonson et al. method were 0.84 and 92.12 respectively suggesting proper accuracy of the method. Local accuracy assessment showed that in Iran, river margins with low density tree cover and sparsely scattered orchards, this method has got more errors; therefore, it is important to exclude this area. Moreover, it is recommended to use proper masks which allow the narrow rivers to be removed. RMSE of the modified model was 0.258 while, RMSE of Salomonson et al. model was 0.266 at the same area. So, the results showed that modifying the coefficient could improve the result slightly.