تخمين عمق در دريا با استفاده از آنومالي جاذبي حاصل از ارتفاع سنجي ماهواره اي به روش كالوكيشن كمترين مربعات (مطالعه موردي:درياي عمان)

Bathymetry Estimation by Satellite Altimetry Observation Using Least Square Collocation (Case Study: Oman Sea)

زمینه های كاربردی فراوان نقشه های عمق یابی از دیرباز تا كنون توجه بسیاری از دانشمندان را به روشهایی برای محاسبه آن به خود معطوف نموده است. روشهای عمق سنجی با كشتی با وجود حصول به دقت بالا بسیار پر هزینه و زمان بر و در مناطق عمیق حتی غیر عملی میباشد.از اینرو استفاده از روشهایی كه باتیمتری را به صورت غیر مستقیم اندازه گیری میكنند پیشنهاد میشود. ارتفاع سنجی ماهواره ای بیش از 30 سال است كه نواسانات سطح دریاها را اندازه گیری میكند، ماموریت های ماهوراه ای جدید همچون Cryo_sat در چند سال اخیر بر صحت و تراكم داده های حاصل از ارتفاع سنجی افزوده است.در ژئودزی میتوان این نوسانات سطح دریا را به اطلاعات ثقلی از قبیل گرانی،ارتفاع ژئوئید،مولفه های انحراف قائم و ... تبدیل نمود؛از طرفی میدان ثقل زمین تابعی از عوامل و منابع درونی آن میباشد،یكی از منابع مهم تولید آنامولی های گرانی در دریا،مرز جدایش آب با پوسته یا همان توپوگرافی بستر میباشد؛این مرز جدایش را میتون از طریق معكوس رابطه پاركر در حوزه فركانس بر حسب داده های گرانی بیان نمود؛به نوعی باحل یك مساله معكوس مواجه هستیم؛از طرفی از روش كالوكیشن كمترین مربعات میتوان به عنوان یك مدل ریاضی كارا برای حل مسائل معكوس استفاده نمود. در این مقاله ما با استفاده از داده های گرانی 30 ساله حاصل از ارتفاع سنجی ماهواره ای، توپوگرافی بستر را در محدوده ای از دریای عمان از طریق كالوكیشن كمترین مربعات تخمین زده ایم. برای مقایسه نتایج از نقاط عمق سنجی حاصل از كشتی هاو مدل باتیمتری ETOPO1 استفاده شده است، انحراف معیار اختلافات نقاط عمق سنجی حاصل از كشتی‌ها با مدل ETOPO1 121.40 متر می‌باشد در حالی كه همین مقدار برای باتیمتری محاسبه شده 117.87 متر می‌باشد و این امر نشان دهنده دقت بهتر مدل محاسبه شده در این تحقیق در مقایسه با مدل ETOPO1 می‌باشد.

Practical Applications of bathymetry from ancient times until now, has attracted the attention of scientists to methods that compute it. Bathymetry with ship, despite high accuracy is very costly and time confusing and in the deep regions is impractical even. Hence, the use of indirect methods to predict bathymetry is taken into consideration. Satellite altimetry measure sea level anomaly over 30 years. With retracking methods and new satellite missions such as Cryo_sat, density and accuracy of satellite altimetry data has increased. In geodesy can convert this data to gravity field components such as geoid undulations, free air gravity anomaly, deflection of vertical and etc. on the other hand the internal sources of earth has an important effect on the gravity field components. One of the main this sources in sea is seafloor topography. An inverse can be made by parker relationship between seafloor topography and gravity anomaly data in the frequency domain. On the other hand, iterative least square collocation can be used as an effectively mathematical model to solve inverse problem. In this paper we use the gravity data derived from satellite altimetry and estimate bathymetry in Oman sea area using iterative least square collocation. And compare our result with ETOPO1 bathymetry model and some ship borne depth data in the area of study. Standard deviation between difference of ETOPO1 and ship borne depth data is 121.4m while this for our computed model is 117.87m.this is show that our model has better precision in this area compared with ETOPO1.