چکیده

مساحت تقریبی 97 کیلومتر مربع را پوشش می دهدو با حداکثر عمق 58 متر، دریاچه Trichonis بزرگترین و یکی از عمیق ترین دریاچه های طبیعی یونان است. به این ترتیب، یک اکوسیستم مهم و ذخیره آب شیرین در مقیاس منطقه ای را تشکیل می دهد که ویژگی های کمی و کیفی آن باید نظارت شود. عمق یک پارامتر بسیار مهم است، زیرا در هر دو جنبه نظارت کیفی و کمی دخیل است. بنابراین، در دسترس بودن یک مدل عمق سنجی و یک DTM قابل اعتماد (مدل زمین دیجیتال) چنین آب داخلی برای تقریباً هر سناریو مشاهده سیستماتیک یا تلاش اندازه گیری موقت ضروری است. در این زمینه، هدف این مطالعه تولید یک DTM از تنها منبع رسمی نقشه‌کشی اطلاعات مرتبط موجود (با قدمت تقریباً 70 سال پیش) و ارزیابی عملکرد آن در برابر جدید، مستقل، ضبط های هیدروآکوستیک با دقت بالا روش اعتبارسنجی شامل استفاده از انعکاس صداهای همراه با GPS است و با تولید یک مدل عمق سنجی برای ارزیابی اختلاف بین DTM و اندازه‌گیری‌ها همراه با آنالیز مورفومتریک مربوطه دنبال می‌شود. هم تولید و هم اعتبارسنجی DTM در یک محیط GIS انجام می شود. نتایج نشان دهنده اختلاف قابل توجهی بین DTM قدیمی و داده های صوتی معاصر است. انحراف کلی 5.26 ± 3.39 متر در تفاوت ارتفاع مطلق پایین و 0.00 ± 7.26 متر در باقیمانده اختلاف نسبی (0.00 ± 2.11 متر پس از برازش سطح اصلاح کننده مدل چند جمله ای دوم) مجموعه داده عمق سنجی 2019 با توجه به مجموعه داده های عمق سنجی 2019 و lake ~ 19 به نظر می رسد مورفومتری کلی با ترکیبی از تکتونیک مرتبط باشد، فرونشست و پدیده کارستی در منطقه. این مشاهدات می تواند برای زمین ساخت، ژئودینامیک و لرزه خیزی با توجه به منطقه گسترده تر Corinth Rift، و همچنین برای مدیریت زیست محیطی و مداخلات فنی در داخل و اطراف دریاچه مفید باشد. این امر نیاز به اندازه‌گیری‌های عمق سنجی جدید و گسترده را به منظور تولید DTM به روز شده دریاچه Trichonis، منعکس کننده شرایط فعلی و متناسب با استانداردهای دقت معاصر و تحقیقات پیشرفته در رشته‌های مختلف در داخل و اطراف دریاچه، دیکته می‌کند.

کلید واژه ها:

مدل زمین دیجیتال ; DTM _ دریاچه ؛ هیدروآکوستیک ; مورفومتری ; حمام سنجی ; تریکونیس _ یونان

1. مقدمه

دریاچه ها و مخازن به عنوان منبع اصلی آب شیرین سطحی مایع عمل می کنند و شاخص های مهم ذخیره سازی آب شیرین غیر یخبندان در سراسر جهان هستند [ 1 ]. آنها همچنین به عنوان زیستگاه گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها عمل می کنند. ارائه منابع برای استثمار انسانی؛ و می توان از آن برای تصفیه و تنظیم جریان آب استفاده کرد. با این حال، در سال‌های اخیر، تعداد زیادی از دریاچه‌ها نوسانات سطح آب قابل توجهی را در نتیجه فعالیت‌های شدید انسانی [ 2 ] و تغییرات آب و هوایی [ 3 ] تجربه کرده‌اند.]. بنابراین، اغلب لازم است که برنامه های مدیریت آب پایدار اجرا شود. دهه گذشته شاهد تلاش‌های علمی متعددی برای توسعه سیستم‌های پشتیبانی تصمیم برای تسهیل مدیریت دریاچه و مخزن بوده است، به ویژه با تمرکز بر ارزیابی اثرات مداخله انسانی بر پروفایل‌های هیدرولوژیکی منطقه تالاب [ 4 ].
ویژگی‌های مورفومتریک توده‌های آبی داخلی و تغییرات آنها در طول زمان بر فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تأثیر می‌گذارد [ 5 ]، در حالی که تعدادی از کاربردها مانند پایش توپوگرافی زیر آب، ارزیابی ویژگی‌های مورفومتریک و سطح آب یا تخمین رسوب رسوب‌شده، بر تعیین دقیق عمق کیفیت و قابلیت اطمینان این اطلاعات تابعی مستقیم از دقت و صحت متناظر نقشه های عمق سنجی [ 6 ] و از این رو مدل های زمین دیجیتال موجود است که توپوگرافی “زمین برهنه” را نشان می دهد [ 7 ].
در مورد آب های داخلی، چندین روش برای نقشه برداری توپوگرافی پایین توسعه یافته است. دستاوردهای فناورانه در زمینه‌های علم و فناوری زمین‌فضایی (یعنی سنجش از دور، سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سیستم‌های ماهواره‌ای ناوبری جهانی (GNSS)) و هیدروآکوستیک در قرن گذشته به بهبود دقت تخمین عمق سنجی کمک کرده است [ 6 ]. روش‌های سنجش از راه دور، مانند تصویربرداری چند طیفی در فضا و هوا [ 8 ] یا LiDAR [ 9 ]، برای تخمین عمق آب توسعه یافته‌اند، اما برای اکثر آب‌های داخلی به دلیل تضعیف تابش الکترومغناطیسی در آب، به‌ویژه در شرایط زیر، ناکارآمد هستند. شرایط کدورت [ 10]. از سوی دیگر، هیدروآکوستیک یک روش نسبتاً شناخته شده است که برای سال‌ها به منظور تخمین عمق سنجی و تولید DTMهای دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کاربردهای مدرن، جمع‌آوری داده‌های عمق سنجی با کیفیت بالا در آب‌های داخلی از طریق استفاده از اکوسوندهای تک [ 11 ] یا چند پرتوی [ 12 ] فرکانس بالا، همراه با GNSS [ 13 ]، سونارهای اسکن جانبی امکان‌پذیر است (Sound Navigation And محدوده) [ 14 ] و سنسورهای چند پارامتری. با این حال، علیرغم ابزارهای متعدد موجود برای تخمین حمام‌سنجی، مقدار قابل‌توجهی از بزرگترین دریاچه‌های جهان تا 40 درصد هنوز مورد مطالعه قرار نگرفته است، در حالی که حجم آنها فقط به صورت تقریبی تخمین زده شده است [ 15 ].]. در دسترس بودن چنین اطلاعاتی حتی برای دریاچه ها و مخازن کوچکتر کمتر است.
این همچنین در مورد دریاچه Trichonis که بزرگترین دریاچه طبیعی یونان است که دارای اهمیت اقتصادی، فرهنگی و زیست محیطی بسیار بالایی است (شبکه Natura 2000) صدق می کند. بدنه آبی Trichonis نیازهای آبیاری مهم مناطق زیر کشت را برآورده می کند، نه تنها در داخل، بلکه در خارج از حوضه، و نیازهای تقریباً تمام مناطق شهری اطراف، از جمله آبیاری نزدیک ساحل، و همچنین مناطق خارج از زمین های حوضه را پوشش می دهد [ 16 ]. علاوه بر این، به عنوان یک منبع تامین آب بالقوه برای شهر آتن در صورت کمبود تابستان پیشنهاد شده است [ 17 ]]. در طول بهار و تابستان، برای یک دوره 6 ماهه بین آوریل و سپتامبر، 40٪ از کل خروجی سالانه عمدتاً برای مصارف کشاورزی استفاده می شود، در حالی که ورودی ها به دلیل بارندگی بسیار محدود حداقل هستند [ 18 ]. به این دلایل، نوسانات ماهانه و سالانه سطح آب گزارش شده است [ 19 ]، که به نوبه خود منجر به تخریب زیستگاه هایی با اهمیت اکولوژیکی خاص، مانند فنس های آهکی، که توسط قوانین اتحادیه اروپا محافظت می شود (رهنمود زیستگاه ها، پیوست I) می شود. ).
در این زمینه، مدل‌های هیدرولوژیکی مختلف و سناریوهای مدیریت منابع آب دریاچه پایدار [ 18 ] توسعه یافته‌اند که با این حال، بر اساس داده‌های قدیمی در رابطه با ویژگی‌های مورفومتریک دریاچه هستند. علاوه بر این، پیش‌بینی‌های تغییرات اقلیمی بر اساس مدل‌های هیدرولوژیکی کالیبره‌شده مناسب نشان داده‌اند که افزایش ۵۲ درصدی دما (به ویژه از افزایش فرضی ۲.۵ درجه سانتی‌گراد به افزایش فرضی ۳.۸ درجه سانتی‌گراد) در یک دوره شبیه‌سازی شده ۲ ساله منجر به دو برابر شدن دما می‌شود. نرخ کاهش سطح آب (از -6 سانتی متر در سال به -12.1 سانتی متر در سال) [ 16 ]. این امر نیاز به یک برنامه مدیریت آب دقیق و یکپارچه محور برای دریاچه را برجسته می کند.
با در نظر گرفتن اهمیت دریاچه تریکونیس به عنوان یک منبع آب شیرین برای کشور و همچنین نیاز به یک برنامه مدیریتی اجرا شده با موفقیت، هدف این مطالعه تولید یک DTM از توپوگرافی کف دریاچه بر اساس منابع نقشه توپوگرافی موجود است. و همچنین برای اعتبارسنجی این DTM در برابر اندازه‌گیری‌های هیدروآکوستیک اخیر و ارائه یک تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای ابتیومتری و مورفومتریک به‌روز. این به برنامه ریزی بلندمدت کفایت آب و در عین حال احترام به محیط زیست کمک می کند.
اهداف این مطالعه با استفاده ترکیبی از یک پژواک پرتو تقسیم 120 کیلوهرتز و GNSS انجام می شود تا اعتبارسنجی و تجزیه و تحلیل مورفومتریک ارتفاع و داده های عمق سنجی موجود در قالب یک DTM و همچنین از طریق تولید یک عمق سنجی انجام شود. مدل.

2. منطقه مطالعه

دریاچه تریکونیس، واقع در بخش مرکزی-غربی یونان ( شکل 1 را ببینید )، دارای مساحت 96.9 کیلومتر مربع ، حجم تقریبی 2.6 × 109 متر مکعب  است و عمیق ترین (حداکثر عمق 58 متر) دریاچه طبیعی در یونان. حوضه آبریز از یک منطقه نیمه کوهستانی به مساحت 403 کیلومتر مربع تشکیل شده است.
این منطقه با آب و هوای نیمه خشک مدیترانه ای، با میانگین بارندگی سالانه حدود 936 میلی متر و میانگین دمای تقریباً 17 درجه سانتی گراد [ 16 ، 17 ] مشخص می شود. آب دریاچه عمدتاً از تخلیه 30 جریان فصلی واقع در حوضه اطراف سرچشمه می گیرد، در حالی که مقدار قابل توجهی از آب های زیرزمینی توسط چشمه های کارستی تامین می شود [ 19 ].
وجود آب فراوان و خاک حاصلخیز ویژه منطقه باعث توسعه دامداری، کشاورزی و تولید محصولات کشاورزی به عنوان فعالیت های اقتصادی اولیه شده است. به همین دلایل، در قرن گذشته، جنگل‌ها و تالاب‌ها کاهش یافته و جای خود را به گسترش روزافزون استفاده از زمین‌های کشاورزی داده است [ 17 ].
زمین شناسی منطقه پیچیدگی ساختاری بالایی را نشان می دهد، به طور قابل توجهی تکتونیزه شده و شامل سازندهای سنگی متعدد است. تقریباً 31 درصد از مساحت حوضه، به‌ویژه بخش شمال شرقی، از سنگ‌های آهکی با هوای متوسط، شکاف‌دار، ژوراسیک و تریاس تشکیل شده است که گاهی با شیست‌های آرژیلوسی از ناحیه پیندوس متناوب می‌شوند. اینها به حوضه نرخ نفوذ بالایی را می دهد و تا 35 درصد از نفوذ بارندگی محلی را افزایش می دهد [ 18 ].
کف آبخوان محلی به دلیل ترکیب آن، که در درجه اول یک سازند فلیش غیرقابل نفوذ است، تلفات آب دریاچه را از بین می برد. بر این اساس، در قسمت کوهستانی حوضه (به سمت شرق)، سنگ‌های آهکی و رسوبات کواترنر و پلیستوسن، بیشتر تشکیلات پست در مجاورت دریاچه را تشکیل می‌دهند که تا عمق تقریبی 50 متری سطح دریاچه قرار دارند [ 17 ].]. با توجه به عدم وجود هیچ گونه آب سطحی دائمی دیگری برای تامین مقادیر قابل توجهی آب برای دریاچه، سهم آب زیرزمینی در بودجه آبی آن حیاتی است، به طوری که تا 30٪ یا بیشتر از ورودی سالانه از چشمه های غوطه ور نزدیک به ساحل ناشی می شود. سطح آب دریاچه در فضایی به ابعاد چند متر، امتداد زمینی طبیعی آبخوان اصلی است که سطوح پیزومتریک آن چند متر بالاتر می رود. رسوبات آبرفتی نزدیک سازندهای فلیش در قسمت جنوبی حوضه، سطوح ذخیره آب زیرزمینی را به طور قابل توجهی با سطح آب دریاچه همواریات می کنند [ 17 ].

3. مواد و روشها

3.1. نقشه های توپوگرافی و آب سنجی

تولید DTM بر اساس اطلاعات به دست آمده از دو برگه نقشه منتشر شده توسط HMGS (سرویس جغرافیایی نظامی یونان) در سال 1971، به ویژه برگه های “ترمون” و “آگرینیو” ( شکل 2) بود.). اینها در اصل به مبحث اروپایی سال 1950 (ED50) ارجاع داده شده اند، که اولین داده در سطح اروپا است که پس از جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفته است تا بر مشکلات ناشی از استفاده از سیستم های مرجع ژئودتیک ملی مختلف غلبه کند. مجموعه کاملی از این نقشه ها در یونان توسط خدمات نقشه ارتش ایالات متحده (AMS) در بازه زمانی بین سال های 1952 تا 1955، به محض اینکه یونان به عضویت اتحاد ناتو درآمد، به HMGS تحویل داده شد. اشتقاق سری نقشه بر اساس داده های عکاسی هوایی (1:42000) است که در سال 1945 توسط AMS جمع آوری شد و بعداً پردازش شد تا به اولین نسخه از سری نقشه های AMS M708 تبدیل شود. این سری شامل نسخه اول بود که تعداد 387 نقشه در مقیاس 1:50000 را شامل می شد و به طور مداوم توسط HMGS به منظور توسعه نسخه های دقیق تر و به روزتر بهبود می یابد [ 20 ,21 ، 22 ]. دو برگه نقشه مورد استفاده در این مطالعه کپی‌های دیجیتالی از نسخه‌های بعدی تولید شده پس از سال 1970 هستند. .
پس از تبدیل مناسب مختصات ED50 به مختصات WGS84، دو نسخه شطرنجی دیجیتالی نقشه‌ها به منظور سازگاری با داده‌های GPS جمع‌آوری‌شده در میدان، به داده‌های بعدی ارجاع داده شدند.

3.2. تولید DTM

3.2.1. درون یابی DTM

DTM برای دریاچه Trichonis با دیجیتالی کردن و درونیابی داده های توپوگرافی و عمق سنجی به دست آمده از دو برگه نقشه موجود تولید شد. ترکیب این دو ورق برای پوشاندن کل دریاچه ضروری بود. دو نقشه جغرافیایی ارجاع داده شده با هم ادغام شدند و منطقه اطراف دریاچه به طور مناسب برش داده شد. داده های زیر از این برگه های نقشه دیجیتالی شدند: (الف) خطوط کانتور عمق سنجی همانطور که روی نقشه نشان داده شده است ( شکل 2 ). (ب) اندازه گیری عمق نقطه ای همانطور که روی نقشه نشان داده شده است ( شکل 2) (ج) محیط دریاچه، مربوط به خط ساحلی دریاچه. محیط دریاچه به عمق 0 متر نسبت داده شد و همچنین به چند ضلعی تبدیل شد که کل منطقه دریاچه را در بر می گرفت. مجموعه نقاط ترکیب شده با هم برای تولید شطرنجی عمقی با استفاده از روش Topo-to-Raster نرم افزار ArcGIS™ [ 23 ] استفاده شد. این روش اساسا اقتباسی از روش صفحه نازک صفحه نازک (TPS) [ 24 ] است که به طور مناسب برای تغییرات ناگهانی ارتفاع تطبیق داده شده است. وضوح انتخاب شده برای شطرنجی تولید شده با درون یابی از طریق اندازه پیکسل 1 × 1 قوس در ثانیه (1 اینچ) (حدود 24 × 30 متر در منطقه مورد مطالعه)، به منظور تعادل بین مشخصات تحمیل شده توسط نقشه اصلی تعریف شد. مقیاس و تراکم نمونه [ 25]. در نهایت، مدل شطرنجی با استفاده از لایه مرزی بردار مربوط به محیط دریاچه بریده شد.
3.2.2. تجزیه و تحلیل دقت DTM
با توجه به سهم الگوریتم Topo-to-Raster در (نا) دقت اطلاعات عمق مشتق شده، و در نتیجه به قابلیت اطمینان کلی نتایج، مشاهدات و نتیجه‌گیری‌ها، تخمین خطای درون یابی انجام شد.
اگرچه الگوریتم Topo-to-Raster دارای مجموعه ای جامع از رویه ها برای ارزیابی کیفیت DTM تولید شده و برای تشخیص خطاها در داده های ورودی [ 23 ] است، اینها به دو دلیل در مطالعه موردی خاص قابل استفاده نبودند: (الف) رویه های فوق عمدتاً برای ارزیابی کیفیت DTM در زمین در نظر گرفته شده اند و بر اساس یا نیاز به اطلاعاتی در مورد شبکه زهکشی دارند. (ب) خطاها در داده‌های ورودی برای مجموعه‌های داده بزرگ (مثلاً صدها خط کانتور) مرتبط هستند، که برای این مطالعه اصلاً صادق نیست (فقط هفت خط کانتور درگیر است).
با این وجود، رایج ترین تکنیک مورد استفاده برای ارزیابی خروجی الگوریتم Topo-to-Raster ایجاد خطوط از DTM تولید شده و مقایسه آنها با داده های کانتور ورودی اصلی است. همچنین توصیه می شود این خطوط جدید را در نیمی از فاصله کانتور اصلی ایجاد کنید و نتایج بین خطوط را بررسی کنید [ 23 ]. از این رو، این رویکرد در پژوهش حاضر به شرح زیر اقتباس شده است:
1)
خطوط جدید در یک فاصله 5 متری (یعنی در نیمی از فاصله 10 متری اصلی) از DTM درون یابی (DTM_original) ایجاد شد.
2)
خطوط 5 متری، همراه با 135 نقطه عمق اصلی، برای ایجاد یک DTM جدید با استفاده از الگوریتم Topo-to-Raster استفاده شد.
3)
DTM حاصل (DTM_new) به منظور ارزیابی DTM درون یابی اولیه با کم کردن مقادیر پیکسل مربوطه (DTM_original—DTM_new) استفاده شد. همانطور که در جدول 1 و شکل 3 مشاهده می شود، این روش نتایجی را به همراه داشت که شامل مقدار و توزیع فضایی تفاوت ها بود .
4)
نسبت عمق درون یابی به خطای درون یابی به عنوان یک نماینده برای نسبت سیگنال به نویز محاسبه شد و در امتداد ترانسکت رسم شد ( شکل 4 ).

3.3. پژواک و داده های GPS

3.3.1. استخراج داده های Bathymetric از داده های Hydroacoustic

بررسی هیدروآکوستیک در دریاچه تریکونیس در دوره 3 تا 10 اکتبر 2019 انجام شد. الگوی ترانسکت های بررسی به شکل یک سیم پیچ بود که از سمتی به سمت دیگر در جهت شمال به جنوب می پیچید در حالی که در شرق به غرب گسترش می یافت. جهت به منظور پوشش کل منطقه دریاچه ( شکل 5 ). این الگو همچنین برای دستیابی به پارامترهای بیولوژیکی انتخاب شد [ 26]. انگیزه انتخاب این شکل ترانسکت خاص، نیاز به کاهش هزینه‌ها و همچنین جمع‌آوری چند نقطه از اندازه‌گیری‌های متعدد (“نقاط پیوند”) برای کنترل کیفیت اضافی، در حالی که پوشش وسیعی از کل منطقه دریاچه را حفظ می‌کند، بود. برای به حداقل رساندن عدم دقت ناشی از چرخش، زمین و ارتفاع کشتی، بررسی در روزهای بدون باد انجام شد. در مجموع، دو بررسی هیدروآکوستیک برای پوشش کل دریاچه مورد نیاز بود. طول کل بررسی حدود 40 کیلومتر بود.
برای جمع آوری داده ها از یک اکوسوندر Simrad EK60 با فرکانس 120 کیلوهرتز مجهز به مبدل عامل Simrad ES120-7C استفاده شد. مبدل در عمق حدود 1 متری جلوی قایق نصب شده بود و جهت عمودی بود. اکوسوندر توسط نرم افزار Simrad ER هدایت می شد و سیستم به درستی کالیبره شده بود. فاصله پینگ روی 0.4 ثانیه تنظیم شد. مبدل 2-3 پینگ در ثانیه ارسال می کرد. داده‌های جمع‌آوری‌شده در میدان با استفاده از نرم‌افزار Sonar5 Pro (CageEye AS، اسلو، نروژ) به منظور بدست آوردن داده‌های عمق سنجی پردازش شدند. داده های عمق سنجی شامل مختصات ژئودزی و مقادیر عمق در هر نقطه در امتداد ترانسکت بود. دقت داده های جمع آوری شده به صورت تحلیلی استخراج شد تا برای ارزیابی بیشتر مدل عمق سنجی استفاده شود. موقعیت یابی نظرسنجی توسط یک گیرنده GPS گارمین GPSMAP 60CSx (موقعیت جغرافیایی یا دقت افقی 3-5 متر در 95٪) کمک شد. همه دستگاه ها به طور مناسب روی یک قاب پشتیبانی سفارشی چیده شدند (شکل 6 ).
3.3.2. تجزیه و تحلیل دقت Echosounder
دقت و تفکیک تئوری عمق سنجی که توسط بررسی به دست می آید در درجه اول به ویژگی های پژواکگر، شرایط بدنه آب، مورفولوژی بستر و همچنین طراحی بررسی بستگی دارد [ 27 ]. این عوامل ترکیبی به روش‌های مختلفی بر دقت تأثیر می‌گذارند و در صورت عدم جبران، باید برای تخمین دقت اندازه‌گیری‌های عمق در نظر گرفته شوند.
  • دقت افقی (رزولوشن فضایی)

مبدل ES120-7C در دهانه پرتو (عرض پرتو) 7 درجه کار می کند. هندسه مخروطی تیر یک اثر کف وابسته به عمق ایجاد می کند که می توان آن را با یک دایره با شعاع تقریب زد:

R imprint-circle = h × tan (3.5°)
با دانستن حداکثر عمق از قبل، این به شعاع اثرگذاری ~ 3.67 متر (برای عمق 60 متر) ترجمه می شود، بنابراین قطر آن ~7.34 متر است. عمق متوسط ​​40.87 متر منجر به قطر چاپ 5 متر می شود که با دقت مورد انتظار گیرنده GPS که برای تعیین موقعیت استفاده می شود نیز قابل مقایسه است. با ترکیب این دو مشاهدات با این واقعیت که بخش قابل‌توجهی از دریاچه عمیق‌تر از 40 متر است، حداقل وضوح فضایی ممکن برای یک مدل DTM 10 × 10 متر خواهد بود.
  • دقت عمودی (عمق).
دقت عمق به عوامل مختلفی بستگی دارد. تأثیر هر یک از عوامل با جزئیات بیشتری تجزیه و تحلیل می شود.
من.
شیب پایین

تغییرات در شیب پایین می تواند اثرات قابل توجهی در بسیاری از کاربردهای هیدروآکوستیک داشته باشد، به ویژه با معرفی یک منطقه عدم قطعیت نزدیک به پایین به نام منطقه مرده [ 28 ]. برای اندازه‌گیری z m ، خطای عمق dz ناشی از شیب پایین (به عنوان زاویه اوج بردار معمولی سطح زیرین نشان داده می‌شود ) زمانی که هیچ اصلاحی برای شیب‌های کوچک‌تر از نصف عرض پرتو (یعنی 3.5) اعمال نمی‌شود. درجه)، مانند دریاچه تریکونیس، به [ 27 ] می رسد:

دz={zمتر(1جoس(ز)-1)، ز>φ2zمتر(1جoس(φ2)-1)، ز >φ2

میانگین شیب کف دریاچه، بر اساس داده‌های به دست آمده از نقشه از قبل، 1.3 ± 1.2 درجه برای محدوده [0.03 درجه، 11.44 درجه]، میانه 0.89 درجه و مقدار چارک سوم محاسبه شد. از 1.76 درجه با استفاده از عمق اندازه‌گیری شده با SONAR در هر نقطه و شیب برای پیکسل خاص، برآورد خطا برای تمام نقاط مجموعه داده در 0.019 ± 0.061 متر برای محدوده [0.01 متر، 0.10 متر]، یک مقدار متوسط ​​0.062 محاسبه شد. متر و مقدار چارک سوم 0.072 متر است. برای هدف مطالعه، بدترین خطا، dz max برابر با 0.104 متر بود. برای مدل کردن خطا برای محاسبه کل، از مقدار شیب چارک سوم (1.76 درجه) برای بیان خطا به عنوان تابعی از عمق استفاده شد:

σzمتر=0.000472×z (متر)
ii
تغییرات سرعت صدا

تغییرات سرعت صوت را می توان به تغییرات اندازه گیری و تغییرات مکانی-زمانی طبقه بندی کرد [ 27 ] به دلیل کالیبراسیون، یک روز قبل از بررسی واقعی، تغییرات اندازه گیری تقریباً به طور کامل جبران شده در نظر گرفته شد. با این حال، تغییرات مکانی-زمانی یک مشکل مهم در مدل‌سازی ایجاد می‌کند و در نتیجه نیاز به توجه ویژه دارد. همانطور که چن و میلرو [ 29 ] اشاره کردند، علیرغم اینکه بسیاری از لیمن شناسان آن را چنین می دانند، نمی توان آب دریاچه را به عنوان آب خالص در نظر گرفت، اما تنها می توان آن را با محاسبه نمک های محلول به عنوان کسر جرمی کل به عنوان آب خالص در نظر گرفت. برای تسهیل محاسبات، یک معادله ساده شده سرعت صدا و سرعت آب دریاچه در نظر گرفته شد [ 30 ]:

c = 1405.03 + 4.624 × T – 0.0383 × T 2 (m/s)

معادله (4) برای محدوده دمایی 10-40 درجه سانتی گراد [ 30 ]، با حداکثر خطای گزارش شده کلی ~0.18 متر بر ثانیه (مقدار مطلق) معتبر است. بر اساس نمونه برداری در 3 مکان ( شکل 5 )، دماهای ثبت شده از 25 درجه سانتیگراد (لایه سطحی) تا 11 درجه سانتیگراد (هیپولیمنیون) متغیر بود. ضبط فاصله عمق 1 متر امکان محاسبه انحراف استاندارد کلی توزیع عمودی را فراهم می کند که برابر با 26/5+، 77/4 و 35/4 درجه سانتی گراد برای هر ایستگاه (به ترتیب کاهش عمق) بود. از قانون انتشار کوواریانس می توان برای تعیین انحراف استاندارد سرعت صوت بر اساس رابطه (4) استفاده کرد:

σ 2 c = ( dc / dT ) 2 × σ 2 T = (4.624 – 0.0766 × T ) 2 × σ 2 T

با در نظر گرفتن میانگین دمای (25 + 11)/2 = 18 درجه سانتیگراد و بدترین حالت انحراف استاندارد 5.26 درجه سانتیگراد ، انحراف استاندارد سرعت صوت به صورت σc = ~ 17.07 متر بر ثانیه محاسبه می شود. معادله انتشار عدم قطعیت ارائه شده در [ 27 ] برای خطای عمق بر اساس تغییرات سرعت صوت است:

σ zc 2 = ( z/c ) 2 × ( σ cm 2 + σ c 2 )

در معادله (6)، σcm تغییرات اندازه گیری سرعت صوت را محاسبه می کند و در نظر گرفته می شود که از طریق روش کالیبراسیون ابزار جبران می شود، یعنی از معادله حذف می شود. پارامتر σc نشان دهنده تغییرات مکانی و زمانی در سرعت صوت است و مربوط به مقداری است که در بالا محاسبه شد . با استفاده از این مقدار و میانگین سرعت صوت بر اساس میانگین دمای 18 درجه سانتیگراد و معادله (4) برابر با 1475.85 متر بر ثانیه، معادله (6) تبدیل می شود:

σ zc = (17.07/1475.85) × z = 0.011566 × z
برای بدترین حالت عمق ~60 متر، معادله (7) خطای عمق ~0.69 متر را به دست می دهد.
III.
تغییرات وابسته به زمان

طول پالس یک عامل تعیین کننده مهم در وضوح برد سیستم های اندازه گیری برد مبتنی بر انتقال است. به گفته جوهانسون و میتسون [ 31 ]، طول فیزیکی پالس SONAR در آب، وضوح عمودی بین اهداف را تعیین می کند، یعنی حداقل فاصله جدایی بین پژواک ها را فراهم می کند. بنابراین، طول پالس نیز تعیین‌کننده دقت محدوده است، زیرا بر حداقل اختلاف ارتفاع قابل تشخیص تأثیر می‌گذارد. این وضوح را می توان به عنوان نیمی از طول پالس فیزیکی محاسبه کرد [ 31 ]:

dz re s = c × τ /2
معادله (8) مربوط به میانگین سرعت صوت در آب است، در حالی که τ نشان دهنده مدت زمان پالس است. در این مطالعه، مدت زمان پالس روی 0.128 میلی‌ثانیه تنظیم شد و با استفاده از میانگین سرعت صوت 85/1475 متر بر ثانیه محاسبه شده قبلی، وضوح عمودی اسمی بدون توجه به عمق واقعی برابر با σ z(t) = 0.094 متر است.
IV
تغییرات مرتبط با موج آب
تغییرات ناشی از جابجایی فیزیکی دستگاه ناشی از موج‌های طبیعی سطح آب نیز باید در نظر گرفته شود [ 27 ]. از آنجایی که اندازه گیری ها در روزهای بدون باد و با کشتی متحرک انجام می شد، گام و ارتفاع به حداقل می رسید. به منظور تخمین اثر غلت یا پاشنه (خروج از خط لوله)، این با استفاده از هندسه تقریبی بدنه کشتی و هندسه ترانسکت در طول سفر، به دنبال محاسبات اقتباسی مناسب از پیچ‌ها محاسبه شد [ 32 ]]. با تقریب شعاع چرخش در طول سفر به عنوان شعاع محلی انحنای هندسه ترانسکت افقی، حداقل شعاع چرخش ~130 متر تعیین شد. بر اساس این مقدار و با استفاده از هندسه تقریبی بدنه کشتی و سرعت متوسط ​​سفر کشتی 6 کیلومتر در ساعت، پاشنه پا در بدترین حالت 0.18 درجه، با مقدار متوسط ​​0.02 ± 0.03 درجه در طول ترانسکت محاسبه شد. یک واگرایی در بدترین حالت ds = h × tan (0.18°) = ~0.003 × d (m) در ردپای در اندازه‌گیری‌ها انتظار می‌رود. با توجه به معادله (1)، نسبت ( ds/R imprint-circle ) = tan (0.18°)/ tan(3.5 درجه) = ~ 0.05 در بدترین حالت، به عنوان مثال، ~ 5٪ از کل ردپا، که به خوبی در وضوح فضایی شطرنج تولید شده (24 × 30 متر)، حتی برای بزرگترین مقادیر عمق (مثلا، ~) است. 18 سانتی متر برای بدترین حالت شعاع ردپای 3.67 متر). علاوه بر این، بدترین اثر معرفی شده توسط این واگرایی بر روی مولفه عمودی اندازه‌گیری‌ها برابر با 1/ cos (0.18 درجه) = 4.93 ppm خواهد بود، که برای ایجاد تأثیر قابل‌توجهی بر نتایج بسیار کوچک است.
کشش، نشست و اسکوات همگی یک جابجایی عمودی را به مبدل ایجاد می‌کنند، که با توجه به دقت عمودی اندازه‌گیری‌ها باید در نظر گرفته شود. در این مطالعه، مبدل بر روی یک زیرساخت سکوی پشتیبانی سفارشی نصب شد که پشتیبانی مناسبی را برای قایق فراهم می‌کرد و در خارج از قایق قرار گرفت. برای جبران اثرات پیشروی، نشست و اسکوات، سطح غوطه ور شدن مبدل به طور مناسب مستقیماً بر روی سکوی حمایت کننده مبدل در طول پیمایش اندازه گیری شد، در حالی که کشتی در حرکت کامل بود. بنابراین، مجموع تمام اثرات با اضافه کردن عمق غوطه وری مبدل اندازه گیری شده به همه اندازه گیری ها جبران شد.
نوسان سطح آب سطح دریاچه به دلیل اثرات بالقوه سیش سطحی با استفاده از حداکثر دوره محاسبه تجربی T = ارزیابی شد.2L/gساعت، جایی که L طول کرانه به کرانه است، h عمق متوسط ​​و g نیروی گرانش است [ 33 ، 34 ]. با در نظر گرفتن مقادیر طول ~ 19 کیلومتر برای فاصله کرانه شرقی-غربی و 5 کیلومتر برای فاصله کرانه شمالی- جنوبی، عمق متوسط ​​40.87 متر و مقدار 9.81 متر بر ثانیهبرای شتاب گرانشی، حداکثر دوره سیچه شرقی-غربی برای امواج شرق-غرب ~31.6 دقیقه و برای امواج شمال-جنوب ~8.3 دقیقه محاسبه شد. این دوره‌ها بخش‌هایی از کل زمان اندازه‌گیری ترانسکت (حدود 4 تا 5 ساعت در هر ساعت) را تشکیل می‌دهند، بنابراین یک اعوجاج همگن در ناحیه تشدید شده دریاچه، با نواحی ارتفاعی و نواحی فرورفتگی نسبت به سطح متوسط ​​به طور یکنواخت پراکنده می‌شوند. از نظر مکانی علاوه بر این، انتظار می‌رود دامنه این امواج به طور متوسط ​​بسیار کوچک باشد، تا حدود چند سانتی‌متر برای دریاچه‌های با اندازه متوسط ​​[ 34 ]. بنابراین، می‌توان انتظار داشت که در تحلیل‌های آماری حذف شوند، زیرا تمرکز اصلی این مطالعه بر میانگین کلی صحت داده‌های مورد مطالعه است.
v
خطای داده عمودی
به منظور استفاده از اندازه گیری های عمق سنجی بدست آمده از SONAR برای مقایسه در مقیاس مطلق، لازم است اعماق اندازه گیری شده را به یک سیستم مرجع عمودی ثابت خارجی (مقصد عمودی) کاهش دهیم. به طور کلی، این خطا به طور مستقیم به خود دستگاه اکو سوندر مربوط نمی شود، اما به طور غیر مستقیم بر قابلیت اطمینان (دقت خارجی) اندازه گیری ها تأثیر می گذارد.
  • عدم قطعیت کلی

با در نظر گرفتن فاصله 2 سیگما (95% اطمینان)، بنابراین جایگزینی σ هر پارامتر مربوطه با (2 σ )، از قانون انتشار واریانس کوواریانس برای تعیین دقت عمق سنجی به عنوان تابعی از عمق استفاده شد [ 27 ]:

σzمتر2+σzج2+σzتی2=0.000536z2+0.035344
برای ارزیابی بودجه خطا، از سند الزامات S-44 استفاده شد [ 35 ]. تخمین دقت اندازه گیری بر اساس شرایط این کار، همانطور که در رابطه (9) توضیح داده شده است، در برابر الزامات مربوطه برای یک بررسی سفارش ویژه، و همچنین برای یک بررسی مرتبه 1 ترسیم شد. نتایج در شکل 7 نشان داده شده است. دقت تخمینی در حاشیه خطای یک بررسی مرتبه اول (تا عمق 24 متر) و کاملاً در حاشیه خطای یک بررسی مرتبه دوم (تا حداکثر عمق 60 متر) قرار می گیرد. علاوه بر این، دقت افقی کاملاً در حاشیه خطای یک بررسی مرتبه 1 است (5 متر +/- 5٪ از عمق) [ 35 ].
3.3.3. پردازش داده ها
داده های هیدروآکوستیک جمع آوری شده برای به دست آوردن اطلاعات عمق سنجی در قالب نقاط اندازه گیری عمق متراکم که در امتداد ترانسکت های نمونه برداری شده پردازش شدند. برای اطمینان از توزیع یکسان وزن بین پیکسل‌های DTM ارزیابی‌شده و افزایش دقت عمودی، داده‌هایی که چندین بار بر روی پیکسل‌های یکسان اندازه‌گیری شده‌اند، میانگین‌گیری شدند.
سپس با در نظر گرفتن یک مقدار مناسب برای میانگین سطح آب دریاچه، مقادیر عمق سنجی مشتق از پژواک به مقادیر ارتفاعی (DTM) تبدیل شدند. اطلاعات مربوط به میانگین سطح دریاچه در زمان اندازه گیری ها از طریق DAHITI (پایگاه داده برای سری زمانی هیدرولوژیکی آب های داخلی) در ایستگاه مجازی دریاچه تریکونیس [ 36 ] بازیابی شد.]. این اطلاعات از طریق پردازش مناسب داده های ارتفاع سنجی ماهواره ای به دست آمده از ماهواره Sentinel-3A به دست می آید. نقطه داده سطح دریاچه از مجموعه داده DAHITI برای دریاچه Trichonis با تفاوت تاریخ تعیین کمتر از 2 روز در مقایسه با تاریخ اندازه‌گیری‌های اکوسوندر، با مقدار 0.013 ± 15.762 متر (7 اکتبر 2019) مشخص شد. این مقدار با آخرین تاسیسات تنظیمی ساخته شده در اطراف دریاچه تریکونیس مطابقت دارد. به طور خاص، کانال اتصال بین دریاچه های Trichonis و Lysimachia امکان تنظیم سطح دریاچه را از ارتفاع قدیمی آن 18+ متر تا ارتفاعات بین 13.5 تا 16.0 متر را فراهم می کند. در طول زمستان، حجم زیادی از خروجی از دریاچه Trichonis مشاهده می شود در حالی که سطح آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد (بیش از 1.5 متر).19 ].
این مقدار سطح دریاچه 15.762 که برای کاهش اطلاعات عمق سنجی به ارتفاعات مطلق استفاده شد، برخلاف مقادیر DTM که ارتفاعات ارتومتریک هستند، یک ارتفاع نرمال است. با این حال، به دلیل نزدیکی منطقه به سطح مرجع میانگین سطح دریا (کمتر از 50 متر ارتفاع مطلق)، انحرافات بین ارتفاعات عادی و ارتومتریک حداقل [ 37 ] و بسیار کمتر از دقت تعیین واقعی مقادیر ارتفاع مطلق است. خودشان، هم برای اندازه گیری DTM و هم برای اندازه گیری اکوسوندر. علاوه بر این، مطالعات در مقیاس بزرگ (در سطح کشور و قاره) تغییرات زمانی چند میلی‌متری (معمولاً کمتر از 2 میلی‌متر در سال) در ارتفاع مطلق ژئوئید را به‌عنوان یک روند بلندمدت در چند دهه اخیر نشان می‌دهد [ 38 ، 39 ،40 ]، در حالی که در یونان، میانگین تغییرات سطح دریا کمی بالاتر از آن نیز گزارش شده است، به عنوان مثال، 2.3 میلی متر در سال [ 41 ]. بنابراین، بدترین حالت کل تغییرات ~ 16 سانتی متر برای یک بازه زمانی 70 ساله نیز با توجه به دقت تعیین مقادیر عمق ناچیز است، در حالی که انتظار می رود مقدار واقعی به دلیل وجود، تا حدی، به طور قابل توجهی کوچکتر باشد. زیردوره‌های متوازن در 70 سال گذشته، زیرا انتظار می‌رود این دوره‌ها درصدی از کل بزرگی تغییر را لغو کنند. به همه دلایل ذکر شده، هیچ جبرانی برای آن اثرات در تحلیل ها اعمال نشد.
مجموعه داده حاصل متعاقباً به عنوان مبنایی برای ارزیابی DTM تولید شده از نقشه های توپوگرافی استفاده شد، در حالی که اعتبار سنجی در سطوح نسبی و مطلق و همچنین در قالب یک تجزیه و تحلیل مورفومتریک انجام شد.

3.4. اعتبار سنجی ارتفاع مطلق

برای مطالعه تغییرات ارتفاع مطلق کف دریاچه بین مجموعه داده‌های DTM و SONAR، آمار توصیفی برای تفاوت‌های عمق نقطه‌ای کف دریاچه محاسبه شد که به طور جداگانه از SONAR و DTM اندازه‌گیری و تعیین شد. با استفاده از این تفاوت ها، آمار توصیفی نیز برای مقادیر مثبت و منفی به طور جداگانه به همراه طول کل ترانسکت مربوط به این مقادیر محاسبه شد.

به طور خاص، عمق DTM، d DTM ، از مدل DTM در هر نقطه، جایی که عمق داده های صوتی، d Acoustic نیز در دسترس بود، بازیابی شد. برای انجام یک مقایسه مستقیم، تفاوت بین فریم‌های مرجع عمودی DTM و اندازه‌گیری‌های مشتق از پژواک، به‌ترتیب، به شکل یک ترجمه ساده (جابجایی) فرض می‌شود. علاوه بر این، این جابجایی در کل منطقه دریاچه ثابت در نظر گرفته می شود. اگر d DTM = h Lake_DTM – h Bottom_DTM و d Acoustic = h Lake_Acoustic – h Bottom_Acousticاندازه گیری عمق در یک نقطه خاص من است ، سپس:

d i = d i، آکوستیک – d i، DTM = ( h i، Lake_Acoustic – h i، Bottom_Acoustic ) – ( h i، Lake_DTM – h i، Bottom_DTM )

مرتب کردن مجدد اصطلاحات منجر به موارد زیر می شود:

d i = d i، آکوستیک − d i، DTM = ( h i، Bottom_DTM − h i، Bottom_Acoustic ) − ( h i، Lake_DTM − h i، Lake_Acoustic )

عبارت ( h Lake_DTM – h Lake_Acoustic ) این معادله تفاوت بین فریم های مرجع عمودی مجموعه داده قدیمی (DTM) و جدید (SONAR) را نشان می دهد. برای سادگی، این تفاوت ثابت و مستقل از نقطه اندازه‌گیری در ناحیه دریاچه در نظر گرفته می‌شود که در زیر با c نشان داده می‌شود . بنابراین، توزیع اختلاف عمق ترجمه ای از توزیع واقعی تفاوت ارتفاع پایین بین دو دوره است:

d i = d i، آکوستیک − d i، DTM = ( h i، Bottom_DTM − h i، Bottom_Acoustic ) + c
با استفاده از رابطه (12)، اختلاف عمق محاسبه و در طول ترانسکت برای مطالعه توزیع تغییرات زمین کف دریاچه ترسیم شد. عبارت c با استفاده از مقادیر موجود سطح دریاچه برای اندازه‌گیری‌های DTM و SONAR محاسبه شد و برای محاسبه میانگین تغییر ارتفاع کف دریاچه برای تجزیه و تحلیل بیشتر استفاده شد.

3.5. اعتبار سنجی ارتفاع نسبی

بر خلاف هر برآورد خطای مطلق، فرآیند اعتبارسنجی عمق سنجی نسبی مستقل از تغییرات در سطح آب دریاچه است. از این رو، هر گونه خطای نسبی ممکن است به عدم دقت مدل عمق سنجی نسبت داده شود، اما همچنین ممکن است منعکس کننده تغییرات توپوگرافی سطح کف دریاچه، به عنوان مثال به دلیل رسوب گذاری یا فرآیندهای تکتونیکی باشد.

اختلاف ارتفاع نسبی بین نقاط i و j به صورت زیر بیان می شود:

d ij = ( d j، آکوستیک − d i، آکوستیک ) − ( d j، DTM − d i، DTM ) = ( d j، آکوستیک − d j، DTM ) − (d i، آکوستیک − d i، DTM ) = d j − d i

جایگزینی معادله (12) و تنظیم مجدد آن منجر به موارد زیر می شود:

d ij = (h j, Bottom_DTM − h i, Bottom_DTM ) − (h j, Bottom_Acoustic − h i, Bottom_Acoustic ) = dh ij, DTM − dh ij, Acoustic
برای تخمین دقت عمق سنجی نسبی، یک انتخاب تصادفی از 3284 تفاوت – بین تعداد معادلی از 3284 نمونه موجود که به عنوان میانگین بر روی پیکسل های منطبق ترسیم شده اند – انجام شد. سپس دقت نسبی بر اساس این تفاوت های عمق محاسبه شده با استفاده از رابطه (14) ارزیابی شد.

3.6. مدل حمام سنجی

جدا از آمار توصیفی برای تفاوت‌های عمقی مطلق بین دو مجموعه داده، یک مدل پارامتری نیز برای مطالعه تغییرات پس از جذب تفاوت‌های سیستماتیک بالقوه و نقاط پرت، که ممکن است ناشی از منابع مختلف باشد، مناسب است. فریم های مرجع عمودی متناظر تا اعوجاج های معرفی شده توسط روش رقومی ورق نقشه HMGS. در غیاب اطلاعات در مورد دقت تکنیک‌های استخراج حمام‌سنجی و اندازه‌گیری‌هایی که توسط HMGS دنبال می‌شوند، فرض می‌شود که از تکنیک‌های کلاسیک اندازه‌گیری عمق پراکنده، مانند فرو رفتن طناب‌ها یا میله‌ها تا کف دریاچه استفاده شده است.
مدل عمق سنجی به عنوان یک ابزار تشخیصی برای ارزیابی DEM عمل می کند. نتایج آماری سطح برازش به ترتیب حس سازگاری بین عمق DEM و SONAR را ارائه می دهد. در حالی که ضرایب مدل عمدتاً تفاوت‌های سیستماتیک را جذب می‌کنند (مثلاً تمایلات، تحقق‌های داده‌های مختلف)، آمار توصیفی باقی‌مانده‌ها (حداقل، حداکثر، میانگین و انحراف استاندارد) توافق بین منابع محاسباتی عمق مختلف را کمیت می‌دهند. بنابراین، باقیمانده های بزرگ نشان دهنده ناسازگاری های بزرگ است.

برای تأیید صحت DTM مشتق شده از برگه های نقشه دیجیتالی، یک چند جمله ای درجه 2 اعمال شد:

δدمن=دمناسOنآآر-دمنDتیم=آ0+آ1φمن2+آ2λمن2+آ3φمنλمن+آ4φمن+آ5λمن+همن،

جایی که دمناسOنآآرعمق به دست آمده از آکوستیک است و دمنDتیمعمق حاصل از DTM (از HMGS) در نقطه i است ، در حالی که φ و λ نشان دهنده عرض و طول جغرافیایی WGS84 نقاط، a i پارامترهای مدل ناشناخته و e i نشان دهنده باقیمانده اختلاف عمق مشاهده شده بین دو مجموعه داده این مدل مربوط به یک مدل سطح تصحیح کننده مرتبه دوم از خانواده مدل چند جمله ای عمومی است. انتخاب خاص بر اساس تلاشی کلی برای برازش چندجمله‌ای‌ها از درجه 1 تا 3 بود، بر این اساس، با یافتن درجه 2 برای ارائه آمار برازش بهینه.

قبل از کاربرد، تفاوت‌های مشاهده‌شده برای موارد پرت با استفاده از معیار رد ۳ سیگما به‌طور گسترده فیلتر شدند (در نتیجه مشاهدات با | δd i | > 3 × σ رد شد). برآورد پارامترهای مجهول و باقیمانده ها با استفاده از برازش حداقل مربعات (15) انجام شد، آمار توصیفی برازش محاسبه شد و هیستوگرام و توزیع تجمعی آنها به طور مناسب ترسیم شد. با استفاده از مدل به دست آمده، باقیمانده نسبی نیز به صورت زیر محاسبه شد:

Δδدمنj=δدj-δدمن،

که در واقع فرمول مجدد معادله (14) است. تجزیه و تحلیل برای تمام جفت های باقیمانده نسبی ممکن (پس از حذف پرت) انجام شد و هیستوگرام و تابع توزیع تجمعی نیز در این مورد ترسیم شد.

3.7. تجزیه و تحلیل مورفومتریک

ویژگی‌های مورفومتریک تغییرات ارتفاع بین DTM و داده‌های کف دریاچه مشتق از پژواک به عنوان تجزیه و تحلیل بیشتر تفاوت‌های عمق مطلق و نسبی بر اساس معادلات (12) و (14) مورد مطالعه قرار گرفت. هدف اصلی این تجزیه و تحلیل ها تسهیل استنتاج با توجه به منابع تغییرات ارتفاع پایین (به عنوان مثال، توزیع مجدد جرم، جریان یا هر دو)، و به طور کلی ویژگی های فضایی فرآیندهایی بود که به طور بالقوه بر مورفولوژی سطح کف دریاچه نیز تأثیر می گذارد. به عنوان حجم آن، در بازه زمانی بین تولید دو مجموعه داده مقایسه شده (اندازه‌گیری‌های DTM در مقابل SONAR).
از آنجایی که ترانسکت صوتی عمدتاً در جهت شرق به غرب منبسط می‌شود، «وسط» هندسی تقریبی دریاچه در 20 کیلومتر طول ترانسکت در نظر گرفته شد و آمار توصیفی برای بخش‌های شرقی و غربی دریاچه بر اساس موارد مربوطه محاسبه شد. قطعات ترانسکت (نیم تقریبی اول در مقابل دوم). جدای از این، تجزیه و تحلیل همبستگی بین تفاوت ارتفاع پایین و موقعیت جغرافیایی (طول و عرض جغرافیایی)، فاصله از ساحل، و همچنین ارتفاع مطلق پایین (بر اساس DTM) انجام شد. برای مطالعه اثر تغییرات پتانسیل بر حجم کلی آب، مساحت زیر منحنی برای پروفیل‌های عمقی مشتق‌شده از DTM و SONAR به عنوان پروکسی محاسبه شد و مقادیر با هم مقایسه شدند.

روندهای فضایی در توزیع اختلاف عمق نیز از طریق اتصالات سطح سه بعدی محلی به منظور ثبت رفتارهای شیب دار بالقوه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، مختصات نقطه‌ای به یک صفحه دکارتی مماس موضعی با کمک یک پیش‌بینی هم‌فاصله خطی پیش‌بینی شد و یک مدل سطح چند جمله‌ای مرتبه اول (صفحه) با استفاده از تخمین حداقل مربعات بین مقادیر اختلاف ارتفاع پایین برازش شد (معادله (12) ) و مختصات پیش‌بینی‌شده میانگین مرکز کاهش یافته نقاط اندازه‌گیری ( x ‘ = x – x میانگین ، y ‘ = y – y میانگین ):

d i = a 0 + ( a 1 · x ′) + ( a 2 · y ′)
استفاده از مختصات افقی برای این تجزیه و تحلیل به منظور به دست آوردن نتیجه ای که می تواند به راحتی در فضای سه بعدی تفسیر شود، با توجه به صفحه ای که به صورت محلی بر بیضی مماس است، ترجیح داده شد. علاوه بر این، برای ارائه مناسب‌تر به دیدگاه زمین‌شناسی، حصارهای توکی [ 42 ] برای تشخیص نقاط پرت به عنوان روشی قوی‌تر (به دلیل عدم تقارن توزیع) استفاده شد، در حالی که، با این حال، تحمل بالاتری نسبت به نقاط پرت داشت ( k ).= 3، به جای مقدار معمولی 1.5) به منظور گنجاندن درصد بالاتری از سیگنال های بالقوه مهم. برای مطالعه تغییرات در خصوصیات مورفولوژیکی DTM در زمان، اختلاف ارتفاع نسبی معادله (14) نیز به عنوان شاخص تغییر شکل سطح کف دریاچه تفسیر شد. از آنجایی که این تفاوت‌های ارتفاعی اثر چارچوب مرجع عمودی خارجی را حذف می‌کند، مقایسه از نظر فنی معیاری از تغییر مشاهده‌شده در مورفولوژی ذاتی را به دست می‌دهد، به عنوان مثال، تغییرات مشترک بین هر جفت نقطه i و j .. از آنجایی که تحلیل‌های زیر بر اساس زیرمجموعه‌ای از جفت‌های نقطه بودند، از bootstrapping برای افزایش استحکام نتایج استفاده شد. بنابراین، تمام تحلیل‌های بعدی برای 30 زیرمجموعه تصادفی 5000 جفت نقطه‌ای انجام شد و نتایج به صورت میانگین همراه با انحراف معیار آنها ارائه شد.

برای مطالعه تغییرات در جفت نقطه متناظر، و در نتیجه در تسکین شکل کلی، تجزیه و تحلیل همبستگی بین DTM و اختلاف ارتفاع جفت نقطه عمق سنجی مشتق از پژواک انجام شد. برای ارزیابی اهمیت تغییرات در پرتو دقت پژواک تعیین‌شده، آزمون t زوجی دانشجویی با این فرضیه صفر انجام شد که توزیع‌های اختلاف عمق نسبی بین DTM تولید شده و مشتق اندازه‌گیری مبتنی بر اکوصوت در 95 برابر است. سطح اطمینان ٪ ( a = 0.05):

اچ0:دمنj=0⇔دساعت~منj،آجoتوستیمنج=دساعت~منj،DEم

دقت تفاوت‌های محاسبه‌شده با معادله (14)، که برای ارزیابی فرضیه (19) ضروری است، هم به دقت DTM تولید شده و هم به دقت مجموعه داده‌های مشتق‌شده از پژواک بستگی دارد که به‌طور مناسب ترکیب شده‌اند (بر اساس انتشار کوواریانس) :

σدمنj2=σدساعتمنj،آجoتوستیمنج2+σدساعتمنj،DEم2،

جایی که σدساعتمنj،DEم2نشان دهنده دقت اختلاف عمق است که از DTM و محاسبه می شود σدساعتمنj،آجoتوستیمنج2نشان دهنده دقت اختلاف عمق است که از داده های به دست آمده از echosounder محاسبه می شود.

دقت داده های عمق سنجی صوتی به صورت تحلیلی به عنوان تابعی از عمق اندازه گیری شده در هر دو نقطه هر جفت با استفاده از رابطه (9) به دست آمد، در حالی که دقت برای بدست آوردن دقت نهایی اختلاف ارتفاع منتشر شد. در صورت عدم وجود اطلاعات در مورد دقت DTM تولید شده، تعیین نادرستی کل هر مقدار d ij تعیین شده غیرممکن است . با این حال، یکی از اهداف اولیه این مطالعه، جستجوی تغییرات مورفولوژیکی بالقوه با توجه به عمق سنجی بود، همانطور که توسط خود DTM نشان داده می شود. بنابراین، مقادیر عمق DTM تولید شده، مقادیر پارامتریک شناخته شده در تحلیل فوق در نظر گرفته می شود، به طوری که σدساعتمنj،DEم2=0، و تنها اندازه گیری های مشتق شده از پژواک تحت این فرضیه بررسی می شوند:
بر اساس فرض فوق، مقادیر معادله (19) برای هر جفت به دست آمد و مقادیر آماره t مربوطه در سطح a = 0.05 (1.96 – سیگما) محاسبه شد. این مقادیر به ترتیب افزایش رسم شدند و هر یک به طور جداگانه با یکدیگر مقایسه شدند تیدf1-آ2=تی∞0.975=1.96برای ارزیابی اهمیت تفاوت درصد تفاوت معنی دار در نهایت برای نمونه های بوت استرپ محاسبه و گزارش شد.

4. نتایج

4.1. DTM

DTM از اطلاعات کارتوگرافی موجود به WGS84 ارجاع شد و با استفاده از گرادیان عمق و خطوط کانتور عمق سنجی نقشه برداری شد و خروجی نهایی را به دست آورد ( شکل 8 ).

4.2. خطای مطلق ارتفاع

توزیع تفاوت بین مقادیر عمق سنجی از DTM تولید شده و مقادیر مربوطه به دست آمده از داده های صوتی در قالب یک هیستوگرام ترسیم شد ( شکل 9 )، در حالی که آمار توصیفی مربوطه نیز محاسبه شد ( جدول 2 ). هر برچسب کلاس در شکل 9حد بالایی فاصله 1 متری مربوطه را نشان می دهد. اکثر مقادیر در بازه [1-2) متر طبقه بندی شدند، در حالی که توزیع نامتقارن است، به مراتب بیشتر به سمت منفی متمایل می شود، به این معنی که اعماق مشتق شده از SONAR به طور کلی بالاتر از مقادیر متناظر DTM در زیر مجموعه اندازه گیری شده است. . تفاوت های ارتفاعی، و همچنین مقادیر مطلق ارتفاع پایین برای هر دو مجموعه داده، نیز در امتداد ترانسکت اندازه گیری شده برای مطالعه توزیع فضایی آنها در سراسر دریاچه ترسیم شد ( شکل 10 و شکل 11 ).
میانگین اختلاف ارتفاع کف دریاچه ( h DTM – h SONAR ) برابر با 5.26 ± 3.39 متر است، که نشان دهنده جابجایی قابل توجه (با توجه به اثرات خارجی توصیف شده در بخش روش شناسی) بین دو مجموعه داده است ( شکل 11 ). تقریباً 82.5٪ از نقاط داده در محدوده 1-sigma قرار دارند (| dh SONAR-DTM – 3.39| <5.26 m)، در حالی که ~17.5٪ از نقاط داده نقاط پرت 1 سیگما هستند. در زیر گروه محدوده 1 سیگما، میانگین اختلاف ارتفاع پایین 2.3 ± 1.67 متر است، در حالی که در زیرگروه پرت، میانگین اختلاف ارتفاع پایین 7.31 ± 11.49 متر است.
میانگین ارتفاع کف دریاچه از داده‌های DTM برابر با -13.719 ± 13.1 متر است، در حالی که میانگین ارتفاع پایین دریاچه از داده‌های SONAR برابر با -17.044 ± 10.15 متر است که نشان‌دهنده پراکندگی کلی کمتر در مجموعه داده SONAR است. طول کل در امتداد ترانسکت، که در آن h DTM – h SONAR > 0، برابر با 32 کیلومتر بود، با میانگین مقدار اختلاف ارتفاع معادل 5.29 ± 4.77 متر. طول کل در امتداد ترانسکت، که در آن h DTM – h SONAR< 0، برابر با ~ 12 کیلومتر، با میانگین مقدار اختلاف ارتفاع برابر با 0.86 ± 1.03 متر بود. این مقادیر نشان می دهد که توزیع تغییرات مورفولوژیکی بر روی ترانسکت دریاچه یکنواخت نیست، اما 27٪ از ارتفاع پایین فعلی در امتداد ترانسکت SONAR (12 کیلومتر از مجموع 44 کیلومتر طول ترانسکت) در واقع بالاتر از ترانسکت قدیمی آن قرار دارد. سطح (DTM) (میانگین مثبت)، و در واقع نسبتاً صاف است (همانطور که با انحراف استاندارد نسبتاً کوچکتر نشان داده می شود).
با در نظر گرفتن مقدار مسافت پیموده شده از ترانسکت ~ 20 کیلومتر به عنوان خط جداکننده بین قسمت های شرقی و غربی دریاچه ( شکل 10 و شکل 11 )، میانگین اختلاف ارتفاع پایین برای قسمت غربی دریاچه (نیمه اول ترانسکت) برابر است. به -1.72 ± 3.24 متر، در حالی که مقدار متناظر برای بخش شرقی دریاچه برابر با -4.638 ± 6.08 متر است (نیمه دوم ترانسکت اندازه گیری شده). بنابراین، به نظر می رسد که قسمت شرقی دریاچه تقریباً 3 برابر بیشتر از قسمت غربی (نمودار 19 را ببینید) تحت تأثیر تغییرات ظاهری ارتفاع در طول دوره زمانی مورد مطالعه قرار گرفته است، در حالی که دامنه تغییرات تقریباً دو برابر شده است.
تجزیه و تحلیل اختلاف ارتفاع مطلق در مقابل فاصله قطعات ترانسکت از ساحل تنها یک روند ضعیف را نشان داد ( R2 = 0.09، p = 0.2، شکل 12 ). با این حال، همان تجزیه و تحلیل انجام شده در زیر گروه از نقاط پرت اختلاف ارتفاع در سطح 1 سیگما (|dh SONAR-DTM – 3.39| < 5.26 متر) نشان دهنده همبستگی نسبتا قوی تر با فاصله از ساحل بود ( R2 = 0.31، p = 0.01، شکل 13 ). تجزیه و تحلیل همبستگی برای توزیع طول و عرض جغرافیایی اختلاف ارتفاع هیچ روند معنی داری را در سطح معنی داری 0.05 = آلفا نشان نداد ( R2 < 0.1، p > 0.05). یک همبستگی قوی (R 2 = 0.74، p = 1.2 ∙ 10-38 ، d = 0.013 × h 2 DTM + 0.563 × h DTM + 6.314) درجه 2 مبتنی بر چند جمله ای و همچنین یک همبستگی خطی مثبت نسبتا قوی 2 = 0 R. ، p = 8.2 × 10-15 ، d = 0.278 × h DTM + 7.145) بین اختلاف ارتفاع پایین دریاچه ( h DTM – ساعت SONAR ) شناسایی شد) و ارتفاع مطلق کف دریاچه بر اساس مدل DTM ( شکل 14 ). این نتیجه نشان می‌دهد که با افزایش ارتفاعات پایین دریاچه برای مجموعه داده‌های ارتفاعی DTM، مقدار تفاوت‌های پایین بین مجموعه‌های داده ~ 1950 و 2019 افزایش می‌یابد. از آنجایی که ارتفاع مطلق نیز نشانگر عمق است (با توجه به سطح آب دریاچه با ارتفاع ثابت)، این نشان می دهد که اختلافات بالاتر معمولاً در اعماق کوچکتر رخ می دهد.

4.3. خطای ارتفاع نسبی

توزیع تفاوت نسبی باقیمانده بین DTM تولید شده و داده های صوتی مشتق شده نیز به صورت هیستوگرام ترسیم شد ( شکل 15 ) و آمار توصیفی محاسبه شد ( جدول 3 ). به نظر می‌رسد که توزیع با پراکندگی کلی بزرگ‌تر به نرمال نزدیک‌تر است، همانطور که با محدوده کل تقریباً 50 متر و انحراف استاندارد 7.24 متر مشخص می‌شود.

4.4. مدل حمام سنجی

پس از رد 354 اختلاف عمق مطلق و بر اساس رابطه (15)، یک سطح اصلاح کننده مدل عمق سنجی به 2931 عمق مطلق باقیمانده برازش داده شد که منجر به آمار برازش زیر می شود ( جدول 4 ):
این آمار همچنین در شکل 16 و شکل 17 نشان داده شده است. مهم است که تاکید شود که نقاط پرت 3 سیگما حذف شده از این تجزیه و تحلیل، 354 مشاهده از 3284 مشاهده، یعنی تقریبا 11٪ از کل را نشان می دهد. در حالی که این مقدار کاملاً غیرمنتظره نیست، با توجه به عدم تقارن و ویژگی های کلی توزیع اصلی ( شکل 9 ، جدول 2 )، این حذف تنها یک ضرورت آماری است که به حداقل کردن اعوجاج و دستیابی به بهترین تناسب برای دو سطح کمک می کند. لازم است به خاطر داشته باشید که مقادیر حذف شده ممکن است یک سیگنال مشاهده شده را نشان دهند که معنی دار است، به عنوان مثال، از نقطه نظر زمین شناسی، ژئومورفولوژی یا زمین ساخت.
به منظور بررسی قوام ذاتی مدل تصحیح عمق سنجی، تحلیل باقیمانده نسبی نیز بر اساس رابطه (16) انجام شد. پس از حذف موارد پرت، آمار توصیفی از مجموع 4293915 اختلاف عمق نسبی محاسبه شد ( جدول 5 ، شکل 18 و شکل 19 ).
بایاس (میانگین) 0.29 متر از تجزیه و تحلیل باقیمانده نسبی مشاهده می شود، در حالی که انحراف استاندارد تفاوت قابل توجهی با آنالیز باقیمانده مطلق ندارد. محدوده کل مقادیر برای باقیمانده های نسبی تفاوت های قابل توجهی را در مورفولوژی مجموعه داده های DTM و SONAR نشان می دهد. این را می توان به ماهیت اشتباه مشاهدات عمق سنجی HMGS نسبت داد، در حالی که ممکن است برخی از نقاط پرت به دلیل مناسب بودن محدود تکنیک تشخیص نقاط پرت 3 سیگما برای توزیع هایی که به طور قابل توجهی از هنجار انحراف دارند، شناسایی نشده باشند (به عنوان مثال، نامتقارن)، مانند مورد تحلیل حاضر.

4.5. مورفومتری

4.5.1. عمق و حجم مطلق

با تفسیر اندازه‌گیری‌های عمق از DTM تولید شده، و همچنین از SONAR، به عنوان فاصله بین سطح آب دریاچه و کف مربوطه، سطح زیر هر ترانسکت پروفیل عمق مسافت پیموده شده ( شکل 20 ) محاسبه و بین دو مجموعه داده مقایسه شد. . این ناحیه می تواند به عنوان نماینده ای برای حجم آب و مورفولوژی پایین در امتداد ترانسکت استفاده شود. قابل ذکر است که مساحت کل زیر منحنی برابر با 1,463,795 متر مربع ( ~ 1.46 کیلومتر مربع ) برای نمایه مشتق شده از SONAR (2019) است، در حالی که مقدار آن 1,413,329 متر مربع ( ~ 1.41 کیلومتر مربع) است .) برای پروفایل مشتق شده از DTM (~ 1950) محاسبه شد. این نشان‌دهنده حجم کمی آب بالاتر در امتداد ترانسکت (با نمایه مشتق شده از SONAR ~ 1.0357 برابر بزرگتر است) بین دو مجموعه داده است.
برای برازش یک سطح صفحه، تمام نقاط به صفحه ای که به صورت محلی بر بیضی مماس بود و مختصات آنها به مرکز میانگین محلی ( xc , yc ) کاهش یافت تا اعوجاج، خطاهای برش و سایر مصنوعات عددی به حداقل برسد، پیش بینی شد. در حالی که در مجموع 89 نقطه پرت (~2.7٪) بر اساس حصارهای توکی با k = 3.0 رد شدند (بنابراین فقط نقاط پرت شدید دورتر از 3 محدوده بین چارکی به ترتیب از چارک های پایین و بالایی حذف شدند). جدول 6 و شکل 21آمار برازش و توزیع خطاهای مدل را به تصویر می کشد. دامنه وسیع‌تر و عدم تقارن ظاهری در توزیع از توزیع اصلی اختلاف ارتفاع به ارث رسیده و نشان‌دهنده حفظ اثرات (بالقوه قابل توجه) سیگنال‌های حاشیه‌ای بر نتیجه است.
جدا از تفسیر بالقوه آن به عنوان یک سطح تصحیح کننده، این سطح مرتبه 1 همچنین یک نشانه بصری از میزان تغییر (شیب) اختلاف عمق بین مقادیر DTM و اندازه‌گیری‌های SONAR در جهت‌های شرق-غرب و شمال-جنوب را ارائه می‌دهد. به سمت بیرون از مرکز میانگین مجموعه داده نقطه اندازه گیری شده. نتایج نشان دهنده نرخ تغییر برابر با 0.0003035 در جهت شرق به غرب است که معادل افزایش ~30 سانتی متر بر کیلومتر در مولفه h DTM – h SONAR است، در حالی که در جهت شمال به جنوب، نرخ اختلاف ارتفاع تغییر برای همان جزء برابر با 0.0004229 یا ~42 سانتی متر بر کیلومتر است. این مقادیر نشان دهنده روند افزایش NE-گرا در ( h DTM – استh SONAR ) جزء، و بنابراین یک اختلاف بزرگتر بین ارتفاعات پایین، با مقادیر DTM به طور کلی بزرگتر از مقادیر SONAR است. این را می توان به عنوان یک فرونشست تدریجی NE-directed در کف دریاچه اندازه گیری شده با SONAR با توجه به DTM تولید شده مشاهده کرد. جهت اصلی این بردار فرونشست ظاهری بر اساس مولفه های تعیین شده در یک آزیموت تقریباً برابر با 35.668 درجه جهت گیری شده است. علاوه بر این، نتایج نشان‌دهنده کاهش متوسط ​​ارتفاع ~ 2.913 متر از زمان تولید صفحات نقشه است که ایجاد DTM بر اساس آن انجام شده است ( جدول 6 ).
4.5.2. عمق نسبی
تفاوت عمق از DTM ( dh ij، DTM ) در مقایسه با تفاوت عمق از مجموعه داده مشتق شده از SONAR ( dh ij، آکوستیک ) برای همان جفت نقطه i – j (معادله (14) بر اساس بوت استرپینگ 30 تکرار با 5000 جفت. شکل 22 نتیجه یکی از این موارد را نشان می دهد، با این حال ضریب تعیین و ضرایب معادله نمایش داده شده، میانگین هایی هستند که با انحراف استاندارد متناظر آنها، همانطور که از هر 30 تکرار به دست می آید، به دست می آیند. به طور خاص، ضرایب رگرسیون نهایی برای معادله dh ij، DTM = a ∙ dh ij، آکوستیک + b0.0078 ± 1.1996 a =، 0.0093 ± 0.0083 b = و ضریب تعیین برابر با 0.00339 ± 0.8662 = R 2 محاسبه شد ( شکل 22 ).
آزمون t زوجی که بین دو توزیع برای مجموع 30 انتخاب تصادفی از 5000 جفت نقطه انجام شد، نشان داد که p <0.05 کمتر از 0.5٪ مواقع (یعنی p <0.05 تنها برای 1 مورد از 30 تکرار تصادفی رخ داده است). بر اساس آزمون‌های t، دو مجموعه داده (DTM در مقابل SONAR) دارای مقدار متوسط ​​یکسانی برای زیرمجموعه اندازه‌گیری شده دریاچه در سطح اطمینان 95 درصد هستند، که با این واقعیت نیز تأیید شد که فاصله اطمینان برای ضریب b حاوی مقدار صفر در آلفا = 0.05 است. جدای از آن، از آنجایی که b را می توان عملاً برابر با 0 در نظر گرفت، ضریب رگرسیون a≈ 1.2 عملاً می تواند به عنوان یک ضریب مقیاس تفسیر شود، یعنی ( dh ij,DTM /dh ij,acoustic = a ). در نتیجه، یک تفاوت سیستماتیک در مقیاس ذاتی (یعنی نه به صورت مطلق بلکه به صورت نسبی) بین دو مجموعه داده نیز مشهود است، با تفاوت عمق DTM، به طور متوسط، 1.2 برابر بیشتر از عمق SONAR مربوطه. تفاوت برای جفت نقطه های یکسان
برای یکی از نمونه های 5000 جفت نقطه به طور تصادفی انتخاب شده، آماره t برای هر مقدار دوتفاوت محاسبه شد و توزیع ارزش مرتب شده ترسیم شد ( شکل 23 ). صرف نظر از نمونه خاصی که به تصویر کشیده شده است، این شکل همچنین میانگین درصد و انحراف استاندارد مقادیری را نشان می دهد که زیر مقدار بحرانی هستند. تی∞0.975= 1.96 (میانگین و انحراف استاندارد به دست آمده از 30 تکرار). بر اساس محاسبات، تقریباً 20.25٪ ± 0.5٪ از جفت نقطه تجزیه و تحلیل به عنوان تغییرات آماری معنی دار در تفاوت عمق بین نقاط جفت تشخیص داده نشد. برعکس، تقریباً در 80٪ از زیر مجموعه های اندازه گیری شده، یک تغییر مورفولوژیکی ذاتی قابل توجه در سطح اطمینان 95٪ تشخیص داده می شود. این مشاهدات یک تغییر مورفولوژیکی ذاتی بالقوه را نشان می‌دهد که دقت اندازه‌گیری مبتنی بر SONAR به اندازه کافی قادر به تشخیص در سطح اطمینان 95٪ است، که تقریباً در 80٪ از قسمت اندازه‌گیری شده کف دریاچه رخ داده است. این تغییر مربوط به تغییر مورفولوژیکی سیستماتیک شناسایی شده در سطح کف دریاچه از تجزیه و تحلیل قبلی است.

5. بحث

اساس ارزیابی کلی DTM برای دریاچه تریکونیس شامل (الف) روش درونیابی DTM مورد استفاده برای تولید، یعنی الگوریتم Topo-to-Raster، (ب) دقت اندازه گیری SONAR برآورد شده، (ج) مطلق و نسبی است. اعتبار سنجی ارتفاع، (د) مدل عمق سنجی بعدی و (ه) تخمین میزان تغییرات مورفولوژیکی. با در نظر گرفتن کاهش سطح آب اندازه‌گیری شده بیش از 2 متر (از 18 متر در سال 1950 به 15.76 در سال 2019)، نتایج نشان‌دهنده تغییر شکل زمین کف دریاچه و همچنین فرونشست کلی بالقوه است. خطای درون یابی توپو به راستر ± 0.4 متر و توزیع فضایی آن، همراه با اندازه گیری صوتی دقت متوسط ​​تخمینی حدود 0.7 ± متر (حداکثر 1.4 متر فقط در حداکثر عمق دریاچه) نشان می‌دهد که تغییرات ارتفاعی کف دریاچه بیش از 3 متر بین سال‌های 1950 تا 2019 جعلی نیست، اما در حد انباشته دقت کلی و قابلیت‌های تعیین داده‌های مشتق‌شده و روش‌های تحلیل به کار رفته است. تقریب نسبت سیگنال به نویز، که به عنوان نسبت عمق DTM درونیابی شده به خطای درون یابی محاسبه می شود، همچنین تأثیر کلی نسبتاً کوچک خطای درون یابی را بر اعماق DTM استخراج شده در طول ترانسکت نشان می دهد.
صرف نظر از افت سطح آب، اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که حجم کل آب (برآورد شده از طریق سطح ترانسکت پروفیل عمقی زیر منحنی به عنوان یک پروکسی) تحت تأثیر قرار نگرفته است، حتی کمی (تقریباً 1.04 برابر بر حسب سطح ترانسکت) در سال 2019 نسبت به سال 1950 افزایش یافته است. کاهش سطح آب و این واقعیت که حجم دریاچه علیرغم افزایش پمپاژ آب برای اهداف مختلف، مانند آبیاری یا سرریز باقیمانده به دریاچه لیزیماچیا، به طور قابل ملاحظه ای کاهش نمی یابد، در گذشته ثبت شده است [ 16 ، 19 ]. Psilovikos و همکاران. [ 19] مقادیر قابل توجهی از آب را به دریاچه، به ویژه در ناحیه کارست شرقی آن، توسط چشمه های زیرزمینی و زیر آب تخلیه می کند. این چشمه ها به طور موثری به بازیافت حجم کل آب دریاچه بیش از مقدار به ظاهر ناکافی بارش به تنهایی کمک می کنند.
روند فرونشست مشاهده شده به طور کلی بین سال‌های 1950 تا 2019 توسط تحقیقات قبلی تأیید می‌شود که حوضه Trichonis را به عنوان یک حوضه کششی که عموماً تحت یک فرآیند غرق شدن با زمان قرار می‌گیرد، تأیید می‌شود [ 43 ]. لرزه خیزی شدید منطقه اطراف به خوبی مستند شده است [ 44 ، 45 ، 46 ]، با نرخ های تغییر شکل عمومی زمین تا حدود 10 میلی متر در سال [ 43 ، 47 ]. دریاچه Trichonis در مجاورت منطقه گسل Amfilochia-Katouna-Aitoliko واقع شده است، که یک حوضه فرونشسته شناخته شده [ 48 ] با شبکه های کارستی زیرزمینی گسترده از خوردگی و محلول سنگ آهک با آب است [ 49 ].]. تجزیه و تحلیل مجموعه داده های رصد ماهواره ای تاریخی (ERS1/2) نشان دهنده تأثیر ~5.5 میلی متر در سال فرونشست در بخش غربی دریاچه [ 50 ] است که تقریباً نیمی از مقادیر گزارش شده برای بقیه دریاچه است. تفاوت مشاهده شده در بزرگی فرونشست در این مطالعه. علاوه بر این، مناظر کارست معمولاً بسته به مرحله تکامل هیدروژئولوژیکی مستعد فرونشست هستند [ 51 ]]. با این حال، اثر تجمعی و ترتیب بزرگی عوامل فرونشست مذکور برای توضیح جابجایی کلی بیش از 3 متر در طی 50 سال کافی نیست. یک توضیح برای این ناسازگاری را می توان به رویدادهای فرونشست نامنظم ناگهانی خارج از پویایی حوضه درازمدت، تدریجی و کششی معمولی نسبت داد.
قابل توجه، کراتزی و همکاران. [ 48 ] ​​به تمرکز کانون‌های زمین‌لرزه در مجاورت ناحیه جنوب شرقی دریاچه اشاره می‌کند، با یک توالی رخداد زلزله‌ای قوی قابل توجه در سال 1975 (Mw: 5.6 در 30 ژوئن 1975 و Mw: 6.0 در 31 دسامبر 1975)، با رویداد 31 دسامبر حتی باعث ایجاد رویدادهای زمین لغزش شد [ 49 ، 52 ]. در این مطالعه، یک تناسب سطح درجه 1 بین تفاوت‌های عمق پیدا شد که نشان‌دهنده افزایش NE-گرا در h DTM – h SONAR است.جزء، که فرونشست مطلق پایین را بیان می کند. این نشان دهنده یک فرونشست مشاهده شده به طور کلی در پایین دریاچه در جهت شمال شرقی، با حداکثر آزیموت جهت نزول ~ 35.668 درجه است. این جهت حداکثر نزول در مطابقت نسبتاً منطقی با جهت شیب شمال شرقی ~46 درجه شمالی (زاویه ضربه برابر با ~316 درجه) یک گسل نرمال شمال غربی-جنوبی مکانیزمی برای رخداد زلزله 1975 بوده است که توسط کراتزی مستند شده است. و همکاران [ 48]، با زاویه شیب برابر ~71 درجه. علاوه بر این، مکانیسم مشابهی از یک منطقه گسل ضربه ای NNW-SSE که همچنین در جهت شمال فرو می رود، مشخص شد که در طول ازدحام زمین لرزه آوریل 2007 (متوسط ​​مگاوات 5.2) در نزدیکی دریاچه پاره شده است، در حالی که کانون های زمین لرزه پیدا شدند. در امتداد بخش شرقی ساحل دریاچه، به دنبال روند توزیع NNW-ESE [ 48 ]. جهت شیب این گسل نرمال نیز نزدیک به مقدار آزیموت تعیین شده 35.67 درجه برای جهت حداکثر نزول کف دریاچه در این مطالعه است، در حالی که فعالیت لرزه ای شدید متمرکز در بخش شرقی دریاچه در سال های 1975 و 2007 می تواند توضیح دهد. فرونشست مشاهده شده بزرگتر در قسمت شرقی دریاچه.
تجزیه و تحلیل با توجه به فاصله از ساحل به نتایج متفاوتی منجر شد. به دلیل مورفولوژی دریاچه، بخش‌های عمیق‌تر معمولاً فواصل بیشتری از ساحل دارند. با این حال، در حالی که تفاوت در ارتفاع کف دریاچه بین ~1950 (DTM) و 2019 (SONAR) ارتباطی با فاصله از ساحل نشان نمی دهد، مقادیر اختلاف خارج از فاصله اطمینان 1 سیگما (یعنی |d| >~5.2 متر، که انحراف استاندارد کلی مقادیر اختلاف در طول ترانسکت است) همبستگی معنی‌داری را نشان می‌دهد (R2 = 0.51)، با مقادیر علامت‌دار با افزایش عمق کاهش می‌یابد. این کاهش در h SONAR – h DTMمؤلفه نشان دهنده روند کاهشی عمق کف در سال 2019 نسبت به سال 1950 است که در مناطق عمیق تر شدیدتر است. به دلیل شبکه کارستی زیر دریاچه [ 19 ]، این مشاهدات را می توان تا حدی به اثر فشار هیدرواستاتیک بزرگتر، و از این رو توده ستون آب بزرگتر، اعمال شده به کف دریاچه در مناطق عمیق تر نسبت داد، زیرا فشار به صورت خطی افزایش می یابد. عمق ( p – p 0 = ρ·g·h ). این نتیجه را می توان با نتیجه در شکل 14 مقایسه کرد، که به طور مؤثر نشان می دهد که در سطح ارتفاع تقریباً 21.65- متر (حداقل جهانی منحنی چند جمله ای درجه 2)، کف دریاچه کمترین تفاوت کلی را بین دو مجموعه داده در طول ترانسکت کلی نشان می دهد. دلیل احتمالی این امر می تواند شیب زیاد آن نواحی باشد (تراکم کانتور در اطراف کانتور عمق 20 متری بیشتر است، شکل 8 )، به این معنی که ممکن است مقادیر قابل توجهی از ماده را حفظ نکنند، زیرا دومی می تواند به سمت عمیق تر جریان یابد. مناطق مسطح تر علاوه بر این، فرونشست در مناطق نسبتاً شیب دار، به دلیل انحراف سطح نرمال از خط لوله (به دلیل شیب زیاد)، اندکی کمتر تحت تأثیر نیروی فشار هیدرواستاتیک قرار می گیرد، در نتیجه یک جزء فرونشست عمودی کلی کمی کوچکتر می شود.
تجزیه و تحلیل با توجه به اعماق نسبی و ارتفاعات کف برای بررسی تغییرات مورفولوژیکی کف دریاچه و همچنین قابلیت اطمینان نتایج انجام شد. با در نظر گرفتن دقت اندازه‌گیری تحلیل‌شده مجموعه داده‌های مشتق‌شده از پژواک در هر نقطه، تفاوت‌های آماری معنی‌داری در حدود ۸۰ درصد از کل داده‌های اندازه‌گیری شده تعیین شد. این نشان‌دهنده یک تغییر شکل مورفولوژیکی ذاتی در مرتبه مناسبی از بزرگی است که با SONAR خاص قابل تشخیص است. تجزیه و تحلیل همبستگی تفاوت مقیاس پتانسیل بین اختلاف ارتفاع، بدون ضریب جابجایی ظاهری را نشان داد. به طور خاص، تسکین کف دریاچه از نظر تفاوت ارتفاع پایین در مجموعه داده‌های DTM در مقایسه با مجموعه داده‌های مشتق شده از echosounder تقریباً 1.2 برابر اغراق‌آمیزتر بود. این را می توان به عنوان صاف کردن زیرمجموعه اندازه گیری شده کف دریاچه، که با اثرات زمین شناسی فوق الذکر مطابقت دارد، به عنوان یک نتیجه از فرسایش کف دریاچه با واسطه جریان آب، همراه با همگن سازی امدادی از طریق فرونشست، که به طور بالقوه به دلیل بخشی از آن است، تفسیر کرد. به طبیعت کارستی دریاچه زیرزمینی. تفاوت مقیاس 1.2 تا حدی می تواند به اشتباهات سیستماتیک در استخراج مجموعه داده DTM (1950) نسبت داده شود. تعیین تفاوت ثابت در این تحلیل ممکن نیست، زیرا تفاوت ها چنین تأثیری را از بین می برد. با این حال، تفاوت مقیاس ذاتی را می توان به تحریف مقیاس سیستماتیک متناظر ابزارهای مورد استفاده در کمپین های اکتساب داده در سال 1950 نسبت داد. به طور کلی، در حالی که حذف کامل این احتمال غیرممکن است،
به عنوان آخرین نکته، لازم به ذکر است که در گذشته موارد استفاده از دینامیت برای ماهیگیری (ارتباط شخصی با مردم محلی) به میزان متفاوتی گزارش شده است. این تمرین معمولاً در آب‌های کم‌عمق‌تر انجام می‌شود و به نظر می‌رسد که با تفاوت‌های ارتفاع بالاتر مشاهده‌شده نزدیک‌تر به ساحل (در ارتفاعات پایین‌تر) به خوبی همبستگی دارد. مهم است که تأکید شود این عمل همچنین اثرات غیرمشخص غیرمشخصی بر سطح کف دریاچه داشته است، که ممکن است در تفاوت های کلی مشاهده شده بین مجموعه داده های DTM (~1950) و SONAR (2019) نقش داشته باشد.

6. نتیجه گیری

مطالعه حاضر با ارزیابی یک مدل زمین دیجیتال از منابع داده نقشه‌برداری توپوگرافی موجود دریاچه Trichonis، با استفاده از اطلاعات عمق سنجی اخیر به‌دست‌آمده از پردازش داده‌های هیدروآکوستیک و GPS مرتبط بود. یک DTM با موفقیت از طریق درونیابی اطلاعات توپوگرافی و عمق سنجی به دست آمده از نقشه های دیجیتالی ارائه شده توسط HMGS تولید شد که قدمت آن به سال ~ 1950 باز می گردد. داده های هیدروآکوستیک در امتداد یک ترانسکت که مساحت دریاچه را در یک الگوی سیم پیچی پوشش می دهد جمع آوری شد و با استفاده از مراحل پردازش مناسب به اطلاعات عمق سنجی تبدیل شد. با کمک داده‌های ارتفاع‌سنجی ماهواره‌ای که یک مقدار با دقت بالا برای سطح آب دریاچه ارائه می‌کند، داده‌های عمق سنجی به دست آمده از طریق هیدروآکوستیک به مقادیر مطلق ارتفاع برای کف دریاچه تبدیل شدند. با اشاره به سال 2019 (و به طور خاص آغاز ماه اکتبر). دو منبع ارتفاع کف دریاچه (SONAR در مقابل DTM) در امتداد ترانسکت اندازه‌گیری شده برای ارزیابی دقت و اعتبار ~ 1950 DTM برای کف دریاچه مقایسه شدند.
نتایج نشان دهنده اختلاف قابل توجهی بین DTM قدیمی و داده های صوتی معاصر است. اینها به طور کلی ممکن است منعکس کننده تغییرات درونی یا بیرونی توپوگرافی کف دریاچه، به دلیل فرونشست، رسوب، پدیده های کارستی یا ژئودینامیکی یا تکتونیکی باشند. در مورد دریاچه Trichonis، انحرافات قابل توجه مجموعه داده های عمق سنجی 2019 با توجه به ~ 1950 دریاچه DTM و مورفومتری کلی به نظر می رسد با ترکیبی از تکتونیک، فرونشست و پدیده های کارستی در منطقه مرتبط باشد. در مقابل، اثر رسوب انباشته شده بر اساس اعتبار DTM قابل تشخیص نبود، زیرا حجم کلی آب عملاً بدون تغییر باقی مانده است. این مشاهدات می تواند از نظر تکتونیک مفید باشد، ژئودینامیک و لرزه خیزی با توجه به منطقه گسترده تر Corinth Rift، و همچنین برای مدیریت زیست محیطی و مداخلات فنی در داخل و اطراف دریاچه. با این وجود، مهم است که ارزش یک مجموعه داده جدید و کامل را برای اهداف اعتبارسنجی، به دنبال نقشه‌برداری توپوگرافی به روز شده از کف دریاچه و عمق سنجی به جای اندازه‌گیری‌های هدفمند SONAR، که به ناچار تنها بخشی از کل مساحت دریاچه را پوشش می‌دهند، برجسته کنیم. چنین مجموعه داده ای نیاز به اندازه گیری های عمق سنجی جدید و گسترده را به منظور تولید یک DTM به روز شده از دریاچه تریکونیس، منعکس کننده شرایط فعلی و متناسب با استانداردهای دقت معاصر تا حد چند سانتی متر و همچنین استانداردهای پیشرفته، دیکته می کند. تحقیقات هنری در رشته های مختلف در داخل و اطراف دریاچه. و همچنین برای مدیریت زیست محیطی و مداخلات فنی در داخل و اطراف دریاچه. با این وجود، مهم است که ارزش یک مجموعه داده جدید و کامل را برای اهداف اعتبارسنجی، به دنبال نقشه‌برداری توپوگرافی به روز شده از کف دریاچه و عمق سنجی به جای اندازه‌گیری‌های هدفمند SONAR، که به ناچار تنها بخشی از کل مساحت دریاچه را پوشش می‌دهند، برجسته کنیم. چنین مجموعه داده ای نیاز به اندازه گیری های عمق سنجی جدید و گسترده را به منظور تولید یک DTM به روز شده از دریاچه تریکونیس، منعکس کننده شرایط فعلی و متناسب با استانداردهای دقت معاصر تا حد چند سانتی متر و همچنین استانداردهای پیشرفته، دیکته می کند. تحقیقات هنری در رشته های مختلف در داخل و اطراف دریاچه. و همچنین برای مدیریت زیست محیطی و مداخلات فنی در داخل و اطراف دریاچه. با این وجود، مهم است که ارزش یک مجموعه داده جدید و کامل را برای اهداف اعتبارسنجی، به دنبال نقشه‌برداری توپوگرافی به روز شده از کف دریاچه و عمق سنجی به جای اندازه‌گیری‌های هدفمند SONAR، که به ناچار تنها بخشی از کل مساحت دریاچه را پوشش می‌دهند، برجسته کنیم. چنین مجموعه داده ای نیاز به اندازه گیری های عمق سنجی جدید و گسترده را به منظور تولید یک DTM به روز شده از دریاچه تریکونیس، منعکس کننده شرایط فعلی و متناسب با استانداردهای دقت معاصر تا حد چند سانتی متر و همچنین استانداردهای پیشرفته، دیکته می کند. تحقیقات هنری در رشته های مختلف در داخل و اطراف دریاچه. مجموعه داده کامل برای اهداف اعتبارسنجی، به دنبال نقشه برداری توپوگرافی به روز شده از کف دریاچه و عمق سنجی به جای اندازه گیری های هدفمند SONAR، که به ناچار تنها کسری از کل مساحت دریاچه را پوشش می دهد. چنین مجموعه داده ای نیاز به اندازه گیری های عمق سنجی جدید و گسترده را به منظور تولید یک DTM به روز شده از دریاچه تریکونیس، منعکس کننده شرایط فعلی و متناسب با استانداردهای دقت معاصر تا حد چند سانتی متر و همچنین استانداردهای پیشرفته، دیکته می کند. تحقیقات هنری در رشته های مختلف در داخل و اطراف دریاچه. مجموعه داده کامل برای اهداف اعتبارسنجی، به دنبال نقشه برداری توپوگرافی به روز شده از کف دریاچه و عمق سنجی به جای اندازه گیری های هدفمند SONAR، که به ناچار تنها کسری از کل مساحت دریاچه را پوشش می دهد. چنین مجموعه داده ای نیاز به اندازه گیری های عمق سنجی جدید و گسترده را به منظور تولید یک DTM به روز شده از دریاچه تریکونیس، منعکس کننده شرایط فعلی و متناسب با استانداردهای دقت معاصر تا حد چند سانتی متر و همچنین استانداردهای پیشرفته، دیکته می کند. تحقیقات هنری در رشته های مختلف در داخل و اطراف دریاچه.

منابع

  1. مسیجر، ام ال. لهنر، بی. گریل، جی. ندوا، آی. Schmitt, O. برآورد حجم و سن آب ذخیره شده در دریاچه های جهانی با استفاده از یک رویکرد زمین آماری. نات. اشتراک. 2016 ، 7 ، 1-11. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  2. سوندرگارد، ام. Jeppesen، E. اثرات انسانی بر اکوسیستم دریاچه و رودخانه، و رویکردهای بازسازی. J. Appl. Ecol. 2007 ، 44 ، 1089-1094. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. شاناهان، TM; Overpeck، JT; شارپ، ما؛ شولز، کالیفرنیا؛ Arko، JA شبیه سازی واکنش یک دریاچه حوضه بسته به تغییرات آب و هوایی اخیر در مناطق گرمسیری غرب آفریقا (دریاچه Bosumtwi، غنا). هیدرول. روند. بین المللی J. 2007 , 21 , 1678-1691. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  4. کوین، شمال غربی؛ هانا، WM یک سیستم پشتیبانی تصمیم برای مدیریت زمان واقعی تطبیقی ​​تالاب های فصلی در کالیفرنیا. محیط زیست مدل. نرم افزار 2003 ، 18 ، 503-511. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  5. Håkanson، L. اهمیت مورفومتری دریاچه و ویژگی‌های حوضه در رتبه‌بندی لیمنولوژی بر اساس تحلیل‌های آماری. Hydrobiologia 2005 ، 541 ، 117-137. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. پوپیلارچیک، دی. تمپلین، تی. Łopata، M. استفاده از اندازه‌گیری‌های ژئودتیک و هیدروآکوستیک برای بررسی پارامترهای عمق سنجی و مورفومتریک دریاچه هانزا (لهستان). Geosci را باز کنید. 2015 ، 7 ، 1-16. [ Google Scholar ]
  7. لی، ز. زو، س. Gold, C. مدلسازی دیجیتالی زمین: اصول و روش شناسی ; CRC Press: Boca Raton، FL، USA، 2005. [ Google Scholar ]
  8. یوزوگولو، او. آکسوی، الف. تولید عمق سنجی یک دریاچه کم عمق اوتروفیک با استفاده از تصاویر WorldView-2. J. Hydroinform. 2014 ، 16 ، 50-59. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  9. عبدالله، ح. بیلی، جی اس؛ بغدادی، NN; Geours، SN; Fabre, F. پتانسیل حسگرهای LiDAR فضایی برای عمق سنجی جهانی در آب های ساحلی و داخلی. IEEE J. Sel. بالا. Appl. زمین Obs. Remote Sens. 2012 ، 6 ، 202-216. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  10. بندینی، ف. اولسن، دی اچ. یاکوبسن، جی. کیتل، CMM؛ وانگ، اس. گارسیا، ام. Gottwein، BP Bathymetry مشاهدات بدنه‌های آب داخلی با استفاده از یک سونار تک پرتو متصل که توسط یک وسیله نقلیه هوایی بدون سرنشین کنترل می‌شود. هیدرول. سیستم زمین علمی 2018 ، 22 ، 4165-4181. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  11. ارسنی، م. روزو، ا. جورجسکو، LP; موراریو، جی. تکنیک‌های اندازه‌گیری عمق آکوستیک تک پرتو و نقشه‌برداری عمق سنجی برای دریاچه کاتوزا گالاتی. ان دانشگاه Dunarea Jos Galati Fascicle II ریاضی. فیزیک نظریه. مکانیک. 2016 ، 39 ، 281-287. [ Google Scholar ]
  12. Holcombe، TL; یانگ بلوت، س. Slowey، N. ساختار زمین شناسی دهانه Charity Shoal، دریاچه انتاریو، نشان داده شده توسط عمق سنجی چند پرتو. ژئومار. Lett. 2013 ، 33 ، 245-252. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  13. پوپیلارچیک، دی. Templin، T. کاربرد اندازه‌گیری‌های GNSS/hydroacoustic یکپارچه و مدل‌های پایگاه جغرافیایی GIS برای تجزیه و تحلیل کف دریاچه هانزا: عمیق‌ترین مخزن داخلی در لهستان. Pure Appl. ژئوفیز. 2014 ، 171 ، 997-1011. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  14. دی موستیر، سی. سنجش از راه دور آکوستیک ماتسوموتو، H. کف دریا با اکوی صداهای چند پرتو و سیستم‌های سونار جانبی سنجی عمقی. مار. ژئوفیز. Res. 1993 ، 15 ، 27-42. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  15. دوست، RJJ; Mannaerts، CMM تولید حمام‌سنجی دریاچه با استفاده از سونار، تصاویر ماهواره‌ای و GIS. در مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی کاربر ESRI GIS، جغرافیا در عمل، سن دیگو، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 4 تا 8 اوت 2008. [ Google Scholar ]
  16. دیمیتریو، ای. Moussoulis، E. مدل‌سازی حوضه هیدرولوژیکی و نیتروژن برای ارزیابی تأثیر تغییرات آب و هوایی آینده در دریاچه Trichonis، یونان غربی. هیدروژئول. J. 2010 , 18 , 441-454. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  17. طفاس، ت. دانیلیدیس، دی. اوربک، جی. Amili, EA بررسی لیمنولوژیکی دریاچه گرم یکنواخت Trichonis (مرکز غرب یونان)؛ I. محیط فیزیکی و شیمیایی. Hydrobiologia 1997 ، 344 ، 129-139. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  18. زکریا، آی. دیمیتریو، ای. کوسوریس، تی. سناریوهای مدیریت یکپارچه آب برای حفاظت از تالاب: کاربرد در دریاچه تریکونیس. محیط زیست مدل. نرم افزار 2005 ، 20 ، 177-185. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  19. Psilovikos، A. آلباناکیس، ک. پالیکاریدیس، سی. ارزش زیست محیطی و اهمیت دریاچه Trichonis به عنوان بزرگترین مخزن طبیعی آب شیرین یونان. در مجموعه مقالات چهارمین کنفرانس جغرافیایی پانهلنیک، آتن، یونان، 12 تا 14 اکتبر 1995; صص 348-358. (به یونانی). [ Google Scholar ]
  20. HMGS. مقیاس نقشه برداری پایه خدمات جغرافیایی نظامی یونان. (به یونانی). در دسترس آنلاین: https://drive.google.com/file/d/1PZJpAFOZaiqgZp-aBGoaAWqspMdoS9z6/view (در 4 اکتبر 2020 قابل دسترسی است).
  21. Monmonier, M. The History of Cartography, جلد 6: Cartography in the Twentith Century , 1st ed.; انتشارات دانشگاه شیکاگو: شیکاگو، IL، ایالات متحده آمریکا، 2015; جلد 6. [ Google Scholar ]
  22. بومه، آر. Anson, R. Inventory of World Topographic Mapping Volume 3 – اروپای شرقی، آسیا، اقیانوسیه و قطب جنوب. انجمن بین المللی کارتوگرافی Elsevier Applied Science: آمستردام، هلند، 1989; جلد 3. [ Google Scholar ]
  23. ESRI. چگونه Topo to Raster کار می کند. در دسترس آنلاین: https://pro.arcgis.com/en/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/how-topo-to-raster-works.htm (در 31 ژانویه 2021 قابل دسترسی است).
  24. وهبا، جی. مدل های Spline برای داده های مشاهده ای ; انجمن ریاضیات صنعتی و کاربردی: فیلادلفیا، PA، ایالات متحده آمریکا، 1990. [ Google Scholar ]
  25. Hengl, T. پیدا کردن اندازه پیکسل مناسب. محاسبه کنید. Geosci. 2006 ، 32 ، 1283-1298. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  26. Perivolioti، TM; فروزووا، ج. توشر، م. Bobori، D. ارزیابی وضعیت ذخایر ماهی در دریاچه Trichonis: یک رویکرد هیدروآکوستیک. Water 2020 ، 12 ، 1823. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. IHO. تعیین عمق In Manual on Hydrography (Publication C-13) , 1st ed.; دفتر بین المللی هیدروگرافی: موناکو، فرانسه، 2005; پ. 539. [ Google Scholar ]
  28. توشر، م. بالک، اچ. مرکویچکا، تی. فروزووا، ج. چک، م. موشکا، م. Kubečka, J. اعتبارسنجی روش‌های تخمین منطقه مرده آکوستیک جاری در دریاچه‌های با شیب شدید کف. لیمنول اقیانوسگر. Methods 2011 ، 9 ، 507-514. [ Google Scholar ]
  29. چن، سی تی. Millero, FJ استفاده و سوء استفاده از خواص PVT آب خالص برای آب های دریاچه. طبیعت 1977 ، 266 ، 707-708. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  30. لوبرز، جی. Graaff, R. فرمولی ساده و دقیق برای سرعت صوت در آب. سونوگرافی پزشکی Biol. 1998 ، 24 ، 1065-1068. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  31. جوهانسون، کالیفرنیا؛ Mitson، RB Fisheries Acoustics: A Practical Manual for Aquatic Biomass Estimation. مقاله فنی شیلات فائو 240 ; مقاله فنی؛ سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد: رم، ایتالیا، 1983. [ Google Scholar ]
  32. Barrass, CB; درت، DR پاشنه به دلیل چرخش. در پایداری کشتی برای استادان و همسران ، ویرایش هفتم. Butterworth-Heinemann, Elsevier: Massachusetts, MA, USA, 2012; صص 145-147. [ Google Scholar ]
  33. Mühll، KVD Über die Bewegung tropfbarer Flüssigkeiten در Gefässen. ناخ یوهان رودولف مریان. ریاضی. ان 1886 ، 27 ، 575-600. [ Google Scholar ]
  34. Kalff, J. Limnology : Inland Water Ecosystems ; Prentice Hall: Upper Saddle River، نیوجرسی، ایالات متحده آمریکا، 2002. [ Google Scholar ]
  35. IHO. استانداردهای IHO برای بررسی های هیدروگرافی (نشریه ویژه شماره S-44) ، ویرایش 6. سازمان بین المللی هیدروگرافی: موناکو، فرانسه، 2020. [ Google Scholar ]
  36. شواتکه، سی. دتمرینگ، دی. بوش، دبلیو. Seitz, F. DAHITI-رویکردی نوآورانه برای تخمین سری های زمانی سطح آب بر روی آب های داخلی با استفاده از ارتفاع سنجی ماهواره ای چند ماموریتی. هیدرول. سیستم زمین علمی 2015 ، 19 ، 4345-4364. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  37. Sjöberg, LE تبدیل تصفیه شده از ارتفاع معمولی به ارتفاع ارتومتریک. Studia Geophys. Geod. 2006 ، 50 ، 595-606. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  38. Glowka، KG; کرینسکی، جی. Szelachowska، M. تغییرات زمانی میدان گرانش در اروپا به دست آمده از داده های GRACE. نماینده Geod. اطلاعات جغرافیایی 2012 ، 92 ، 175-190. [ Google Scholar ]
  39. گودا، دبلیو. زلاچوفسکا، م. Krynski، J. در مورد تجزیه و تحلیل تغییرات ارتفاع ژئوئید زمانی به دست آمده از GGM های مبتنی بر GRACE در منطقه لهستان. Acta Geophys. 2017 ، 65 ، 713-725. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  40. وو، اف. زنگ، ا. مینگ، اف. تجزیه و تحلیل تغییرات بلندمدت در داده قد ملی چین. Adv. Space Res. 2020 ، 66 ، 1342-1350. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  41. بیتاریس، اس. آمپاتزیدیس، دی. پیکریداس، سی. فوتیو، ا. روسیکوپولوس، دی. شوه، اچ. نقش سرعت‌های عمودی GNSS برای تصحیح تخمین‌های افزایش سطح دریا از اندازه‌گیری‌های اندازه‌گیری جزر و مد در یونان. مار. جئود. 2017 ، 40 ، 297-314. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  42. Tukey, JW Exploratory Data Analysis , 1st ed.; پیرسون: لندن، بریتانیا، 1977. [ Google Scholar ]
  43. واسیلاکیس، ای. رویدن، ال. Papanikolaou، D. پیوندهای سینماتیکی بین فرورانش در امتداد سنگر یونانی و گسترش در خلیج کورینث، یونان: یک تحلیل چند رشته‌ای. سیاره زمین. علمی Lett. 2011 ، 303 ، 108-120. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  44. آرمیجو، آر. مایر، بی. کینگ، جی. ریگو، ا. Papanastassiou، D. تکامل کواترنری شکاف کورینث و پیامدهای آن برای تکامل سنوزوییک پسین دریای اژه. ژئوفیز. J. Int. 1996 ، 126 ، 11-53. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  45. بریول، پی. ریگو، ا. کان، LH; Ruegg, JC; پاپازیسی، ک. میتساکاکی، سی. بالودیمو، ا. ویس، جی. هاتزفلد، دی. Deschamps، A. تغییر شکل فعال شکاف Corinth، یونان: نتایج حاصل از بررسی های مکرر سیستم موقعیت یابی جهانی بین سال های 1990 و 1995. J. Geophys. Res. 2000 ، 105 ، 605-625. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  46. پاپازاچوس، ق.م. Papazachos, CB The Earthquakes of Greece , 3rd ed.; انتشارات زیتی: سالونیک، یونان، 2003. (به یونانی) [ Google Scholar ]
  47. بنکوس، جی. پرچاریدیس، آی. فوملیس، م. Ganas، A. اندازه گیری تغییر شکل زمین بر روی دریاچه Trichonis بر اساس تداخل سنجی SAR. گاو نر جئول Soc. یونان 2013 ، 47 ، 1071-1080. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  48. کراتزی، ع. سوکوس، ای. گاناس، ا. تسلنتیس، ا. بنتاتوس، سی. روملیوتی، ز. سرپتسیدکی، ع. آندریوپولوس، جی. گالانیس، او. پترو، پی. زلزله آوریل 2007 در نزدیکی دریاچه تریکونیس و پیامدهای آن برای تکتونیک فعال در غرب یونان. تکتونوفیزیک 2008 ، 452 ، 51-65. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  49. دلیباسیس، ن. Carydis, P. فعالیت زلزله اخیر در منطقه Trichonis و اهمیت زمین ساختی آن. INGV ان. ژئوفیز. 1977 ، 30 ، 19-81. [ Google Scholar ]
  50. روانشناسی، سی. پاپوتسیس، آی. کونتوس، سی. پویاجی، ای. اسپانو، ن. کلیمیس، N. پایش چند زمانی لغزش‌های آهسته در رشته کوه پیندوس جنوبی، یونان. In Proceedings of the Fringe 2015 Workshop، Frascati، ایتالیا، 23-27 مارس 2015. [ Google Scholar ]
  51. کلیمچوک، AB خطرات فرونشست در انواع مختلف کارست: رویکرد تکاملی و غارزایی محیط زیست جئول 2005 ، 48 ، 287-295. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  52. پاپادوپولوس، GA; Plessa، A. روابط قدر-فاصله برای زمین لغزش های ناشی از زلزله در یونان. مهندس جئول 2000 ، 58 ، 377-386. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Ijgi 10 00091 g001 550
شکل 1. موقعیت منطقه مورد مطالعه.
Ijgi 10 00091 g002 550
شکل 2. اطلاعات توپوگرافی و عمق سنجی منطقه مورد مطالعه گسترده تر از نقشه های مقیاس شده 1:50000 (HMGS) موجود است.
Ijgi 10 00091 g003 550
شکل 3. تخمین و توزیع فضایی خطای درونیابی الگوریتم توپو به راستر.
Ijgi 10 00091 g004 550
شکل 4. نمودار ترانسکت نسبت خطای عمق به درون یابی. محور Y در مقیاس لگاریتمی نشان داده شده است.
Ijgi 10 00091 g005 550
شکل 5. تراورس های پژواک و مکان های نمونه برداری برای اندازه گیری دما.
Ijgi 10 00091 g006 550
شکل 6. زیرساخت های پشتیبانی برای دستیابی به GPS و اندازه گیری های هیدروآکوستیک.
Ijgi 10 00091 g007 550
شکل 7. دقت بررسی کلی در مقابل IHO (سازمان بین المللی هیدروگرافی) سند S-44 نمودار الزامات دقت.
Ijgi 10 00091 g008 550
شکل 8. مدل نهایی عمق سنجی با وضوح 1 × 1 اینچ از برگه های نقشه HMGS دیجیتالی موجود با درونیابی اطلاعات توپوگرافی و عمق سنجی مربوطه تولید شده است.
Ijgi 10 00091 g009 550
شکل 9. هیستوگرام و توزیع تجمعی مقادیر ( h DTM – h SONAR ).
Ijgi 10 00091 g010 550
شکل 10. تغییر ارتفاع مطلق پایین دریاچه در امتداد ترانسکت اندازه گیری شده (با مرجع فضایی) همانطور که از DTM و مجموعه داده SONAR مشتق شده است.
Ijgi 10 00091 g011 550
شکل 11. اختلاف ارتفاع مطلق پایین دریاچه ( h DTM – h SONAR ) در امتداد ترانسکت دریاچه (با مرجع فضایی).
Ijgi 10 00091 g012 550
شکل 12. اختلاف ارتفاع ( h DTM – h SONAR ) در مقابل فاصله از ساحل – نمودار تجزیه و تحلیل همبستگی.
Ijgi 10 00091 g013 550
شکل 13. تفاوت ارتفاع ( h DTM – h SONAR ) در مقابل فاصله از ساحل – نمودار تجزیه و تحلیل همبستگی برای زیر گروه 1 سیگما (نقاط داده با اختلاف ارتفاع مطلق > 5.2 متر).
Ijgi 10 00091 g014 550
شکل 14. تجزیه و تحلیل همبستگی بین تفاوت های ارتفاعی و ارتفاع پایین دریاچه بر اساس مجموعه داده های DTM با برازش چند جمله ای مرتبه 2.
Ijgi 10 00091 g015 550
شکل 15. هیستوگرام خطاهای مدل عمق سنجی نسبی.
Ijgi 10 00091 g016 550
شکل 16. هیستوگرام باقیمانده های مدل مرتبه 2 پس از برازش با باقیمانده های مطلق.
Ijgi 10 00091 g017 550
شکل 17. توابع توزیع تجمعی تجربی و نظری (CDFs) نتایج.
Ijgi 10 00091 g018 550
شکل 18. هیستوگرام باقیمانده های نسبی بر اساس برازش سطح مرتبه 2 محاسبه شده است.
Ijgi 10 00091 g019 550
شکل 19. توابع توزیع تجمعی تجربی و نظری نتایج.
Ijgi 10 00091 g020 550
شکل 20. مقایسه عمق اندازه گیری شده بین SONAR و DTM در طول ترانسکت.
Ijgi 10 00091 g021 550
شکل 21. هیستوگرام و توزیع تجمعی خطاهای برازش سطح مرتبه 1 (صفحه) برای مؤلفه ( h DTM – h SONAR ).
Ijgi 10 00091 g022 550
شکل 22. تفاوت های نسبی عمق در مقایسه بین عمق سنجی DTM و داده های صوتی.
Ijgi 10 00091 g023 550
شکل 23. توزیع مرتب شده مقادیر آماره t حاصل از تفاوت های جفت نقطه ( dh ij، DTM – dh ij، آکوستیک ) همراه با انحرافات استاندارد برآورد شده. خط مقدار t بحرانی را نشان می دهد ( df → ∞, a = 0.05).
جدول
جدول 1. آمار خطای درون یابی الگوریتم Topo-to-Raster.
جدول
جدول 2. آمار توصیفی و دیگر خطاهای مدل عمق سنجی ( h DTM – h SONAR ).
جدول
جدول 3. آمار توصیفی و سایر آمار برای خطاهای مدل عمق سنجی نسبی.
جدول
جدول 4. آمار توصیفی برای تناسب سطح اصلاح کننده عمق سنجی درجه 2.
جدول
جدول 5. آمار توصیفی برای باقیمانده های نسبی تناسب سطح اصلاح کننده عمق سنجی درجه 2.
جدول
جدول 6. نتایج و آمار برای تناسب سطح برای ( h DTM – h SONAR ).

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید