شنبه, 5 فروردين 1396


مدل ژئوئید ایران

برنامه محاسباتی برخط جهت تعیین ارتفاع ژئوئید براساس مدل IRG2016 در ایران

(نسخه آزمایشی)



ارتفاع ژئوئید:

 

ژئوئید بعنوان یکی از سطوح هم‌پتانسیل میدانگرانی زمین که سطح متوسط آبها را به بهترین شکل ممکن تقریب می‌زند، برای سال‌ها مورد توجه ژئودزین‌ها و پژوهشگران علوم زمین بوده است. گاوس (C.F.Gauss ) اولین کسی بود که تقریب ذکر شده فوق را برای ژئوئید در سال 1828 بعنوان سطح ریاضی زمین ارائه کرد. بعدها Listing سطح تعریف شده توسط گاوس را ژئوئید نامید. کاربرد عملی مشخص بودن این سطح، تبدیل ارتفاع‌های ژئودتیک اندازه‌گیری شده توسط گیرنده‌های GNSS به ارتفاع ارتومتریک و کاهش حجم عملیات ترازیابی بعنوان کاری پرهزینه است.


شکل1: ارتفاع ژئوئید

برای تعیین ژئوئید نیاز به داده‌های گرانی‌سنجی در کل کره‌زمین می‌باشد ولی در عمل می‌توان با تلفیق داده‌های ماهواره‌ای و زمینی طول موج‌های بلند ارتفاع ژئوئید که سهم عمده‌ای در محاسبات دارند را با استفاده از مدل‌های ژئوپتانسیلی جهانی تعیین کرده در حالی که برای محاسبه طول موج‌های کوتاه باید از داده‌های گرانی‌سنجی زمینی استفاده گردد.

تعیین ژئوئید دقیق در ایران موضوع جدیدی نمی‌باشد. تلاش‌های بسیاری توسط محققین و پژوهشگران مختلف در سالهای گذشته در این زمینه انجام شده است. نخستین تحقیقات در این خصوص مربوط به 30 سال قبل می‌باشد. جایی که وبر و زمردیان (Weber and Zomorrodian, 1988 ) روش انتگرالی را برای بهبود مدل ژئوپتانسیلی GPM2 (Wenzel, 1985 ) متناسب با داده‌های آنومالی‌گرانی زمینی برای تعیین ژئوئید محلی در ایران بکار بردند. آنها به دقت اولیه‌ای در حدود 1.4m ± در مقایسه با مشاهدات داپلر و ترازیابی دقیق در منطقه مورد مطالعه دست یافتند. پس از آن هامش و زمردیان (Hamesh and Zomorrodian, 1992 ) با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی (DTM ) حاصل از نقشه‌های 1:250,000 اثر تصحیحات توپوگرافی را بر روی داده‌های گرانی برگرفته از بانک اطلاعاتی BGI (Bureau Gravimetrique International ) محاسبه کرده و با استفاده از تکنیک حذف و اضافه یک ژئوئید محلی برای ایران محاسبه نمودند. سپس اردلان (Ardalan, 1999 ) و صفری و همکاران (Safari et al., 2005 ) ژئوئید دقیق ایران را با بکار بردن تقریب بیضوی فرمول برنز و معکوس انتگرال آبل-پوآسن تعیین کردند. همچنین نجفی (Najafi, 2004 ) و نهاوندچی و سلطانپور (Nahavandchi and Soltanpour, 2005 ) روش استوکس- هلمرت را برای تعیین ارتفاع ژئوئید دقیق در ایران بکار بردند. کیامهر (Kiamehr, 2006 ) مدل ژئوئید دقیق ایران را بر اساس اصلاح کمترین مربعات کرنل استوکس بیان نمود. سپس صدیقی و همکاران (Sedighi et al., 2008 ) اثر تغییرات دانسیته را بر روی تعیین ارتفاع ژئوئید دقیق محاسبه کردند. پس از آن حاتم (Hatam, 2010 ) ژئوئید محلی ایران بنام IRGeoid10 را بر اساس روش استوکس و تکنیک حذف و اضافه و روش FFT یک بعدی ارائه نمود. او به دقتی در حدود 0.26m بر روی 819 ایستگاه کنترل GNSS/Leveling دست یافت. در نهایت سعادت و همکاران (Saadat et al., 2016 ) ژئوئید دقیق ایران به نام IRG2016 را بر اساس تلفیق داده‌های زمینی و گرادیومتری ماهواره‌ای بر مبنای توابع پایه شعاعی (RBFs ) ارائه کردند. آنها به دقتی در حدود 0.23m بر روی 1288 ایستگاه کنترل GNSS/Leveling پراکنده شده در سراسر ایران دست یافتند.



شکل2: مدل ژئوئید IRG2016

 در محاسبات اخیر از 21,525 داده‌های گرانی‌سنجی پالایش شده در بانک اطلاعاتی سازمان‌ نقشه‌برداری کشور (شکل 3) و داده‌های گرادیومتری ماهواره گوس استفاده شده است.