ناريا کاخ و بآ تاقيقحت هرود|
|52 هرامش
|12 دنفسا 1400 ص(
2983 - 2967 )
https://dx.doi.org/10.22059/ijswr.2022.330907.669082
یملع هلاقم(
- )یشهوپژ
Assessment of MODIS Data in Monitoring the Concentrations of PM
2.5and PM
10Pollutants with Emphasis on Meteorological Variables
SABA HOSEINI TABESH1, ZAHRA AGHASHARIATMADARI1*,SOMAYEH HEJABI2 1. Department of Irrigation & Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of
Tehran, Karaj, Iran.
2. Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran.
(Received: Sep. 19, 2021- Revised: Dec. 12, 2021- Accepted: Jan. 10, 2022)
ABSTRACT
In this study, the function of the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor to estimate the concentration of PM2.5 and PM10 pollutants in Tehran was assessed by using the data obtained from this sensor. In this study, linear and non-linear models for estimating the concentration of aerosols were presented in six meteorological and ground pollution monitoring stations in Tehran province. The results of the models were compared to the ground station observations by using statistical tests and the most appropriate model was elected from the regressions. The developed model (based on aerosol optical depth which was extracted from MOD04-L2 products of TERRA satellite MODIS sensor), 24-hour precipitation, average water vapor pressure, and sunshine) showed high accuracy, very low RMSE, and rather high R2 in Tehran province (R2 = 0.75 and RMSE= 7.47 ug / m3) and stations. In this model, PM2.5 concentration and sunshine hours have a negative correlation, also the positive relationship to other variables is observed. The results demonstrated that utilizing meteorological variables and attention to the prevailing atmospheric phenomena enhance the performance of MODIS sensor data in estimating PM2.5 pollutant concentration. Undesirable as MODIS sensor data might be in terms of certainty and accuracy, they are undoubtedly beneficial considering elimination defect of ground- based pollution monitoring stations in estimating aerosols concentration and complement each other suitably.
Keywords: PM2.5, PM10, MODIS Sensor, Meteorological Variables, Aerosol Depth of Atmosphere.
*Corresponding Author’s Email: [email protected]
زرا ي با ی هداد اه ی دوم هدنجنس ي
س
(MODIS)
اپ رد ي ش لاآ تظلغ ي
هدن اه ی
PM2.5
و
PM10
کأت اب ي د غتم رب ي اهر ی
سانشاوه ی
شبات ینيسح ابص یرادمتعيرشاقآ ارهز ،1
1
یباجح هيمس ،* 2
1 . ،ینادابآ و یرایبآ یسدنهم هورگ اد
ناگدکشن .ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم و یزرواشک
2 . سدنهم و مولع هورگ ی
بآ .ناریا ،هیمورا ،هیمورا هاگشناد ،یزرواشک هدکشناد ،
:تفایرد خیرات(
28 / 6 / 1400 - :یرگنزاب خیرات 21
/ 9 / 1400 - :بیوصت خیرات 20
/ 10 / 1400 )
هديکچ
هداد زا هدافتسا اب شهوژپ نیا رد لصاح یاه
( سیدوم هدنجنس زا
MODIS
هداد ییاناوت یبایزرا هب ) رد هدنجنس نیا یاه
هدنیلاآ تظلغ دروآرب یاه
PM2.5
و
PM10
زا روظنم نیا یارب .دش هتخادرپ نارهت رهش رد هداد
اه یسانشاوه هاگتسیا شش ی
لدم و دش هدافتسا ینیمز یجنس یگدولآ و و یطخ یاه
غ ی طخر ش هئارا اهزیواوه تظلغ دروآرب ی لدم نیا یاهریغتم .د
اه
( اهزیواوه یرون قمع و یسانشاوه یاهریغتم لماش تلاوصحم زا جرختسم )AOD
MOD04-L2
هراوهام سیدوم هدنجنس
( ارت
TERRA
جیاتن .تسا ) لحت
ی ل اه ،اهزیواوه یرون قمع یاهریغتم لماش هک یطخ نویسرگر لدم داد ناشن یرامآ ی
شراب 24 راشف نیگنایم ،هتعاس بآ راخب
( نارهت رهش لک سایقم رد ،تسا یباتفآ تعاس و 75
/ 0
2=
وR ug/m3
47 / 7
RMSE=
و ) ای هاگتس اه بسانم رت ی ن لدم هیقب اب هسیاقم رد لدم یاه
هب تسد هدمآ تظلغ لدم نیا رد .تسا
PM2.5
تعاس اب
یغتم زا هدافتسا داد ناشن جیاتن .دراد میقتسم هطبار اهریغتم هیقب اب و سکع هطبار یباتفآ هب هجوت و یسانشاوه یاهر
هدیدپ درکلمع دوبهب بجوم یوج یاه هداد
اه ی ةدنجنس هدنیلاآ تظلغ دروآرب رد سیدوم
PM2.5
م ی دوش لدم و هئارا هدش
یم هاگتسیا یارب یبسانم لمکم دناوت صقاون و دشاب اهزیواوه تظلغ دروآرب رد اوه یگدولآ شیاپ ینیمز یاه
نآ اه دح ات
.دزاس فرطرب یدایز هژاو یديلک یاه :
PM2.5
،
PM10
نارهت رهش ،اهزیواوه یرون قمع ،یسانشاوه یاهریغتم ،سیدوم هدنجنس ،
همدقم هب اهزیواوه مهم ناونع
نیرت لاآ ی ةدن اوه رد لاس هتخانش ریخا یاه
.تسا هدش رد
کی رعت فی واوه هداس اهزی
کرت یبی قلعم تارذ زا
ام و دماج یعی
دندوجوم اوه رد هک دنتسه
؛ هزادنا نآ اه ب نی 5 / 2
ات 10 م رتمورکی ک تسا
1ه اه PM
زا هتخانش هدش رت ی ن واوه اهزی
هک دنتسه ذوفناب
قمع هب س
ی متس ناسنا یسفنت بجوم اه
یرامیب یم یرایسب یسفنت یبلق یاه .دندرگ
هجوتاب هب راوم قوف د
،
گدولآ ی اوه یم دناوت رد تدمدنلب زه
ی هن اه ی لام فازگ ی ناج و ی
ج هب ار عماو یرشب محت لی
،دنک ولوا اذل تی شخب ندی رد نآ هب
س ی تسا راذگ ی اه ی تلود نلاک اه
یمازلا یم رظن هب دسر
(
Walton
., 2015 et al
) هدنیلاآ نیا دوجو . بیسآ یزرواشک هب اه
لباق هجوت ی یم دنز هب روط ی هک تارذ دوجو دنداد ناشن تاعلاطم
PM2.5
ترذ و مدنگ هدزاب طسوتم رب ثأت
ی ر و هتشاد ییاذغ تینما
رطخ هب ار م
ی دزادنا
Cao et al., 2015
تارذ نیا .) اب
رون باتزاب
شروخ
،دی گ طسوت نآ بذج زا عنام ناهای
رد و هدش هجیتن
م نازی
لوت و زتنسوتف دی
لاوصحم ت زرواشک ار ی م شهاک ی .دنهد هولاع
:لوئسم هدنسیون* c.ir
[email protected] 1. Particulate Matter
ا رب ی ن لاعف ی ت اه یزرواشک ی نامه
روط زا هک لاآ ی هدن اه دوجوم ی
یم بیسآ نیب
یم زین اهزیواوه دیلوت بجوم ،د .دنوش
هجوتاب هب ثأت ی ر وس هدنیلاآ ء و اه اهدرادناتسا ی
عضو دوجوم
ا تظلغ ،هدش نی
لاآ زا هورگ ی
هدن اه حم رد طی اب یتسی نامز رظن زا ی
ناکم و ی هب تروص هتسویپ اپ دروم شی گ رارق دری (
., et al Holben
., 2017 et al Bilal
;
)2001
نیتسخن . مهم و
رت ی ن اتسار رد مادقا ی
لرتنک یگدولآ ک دوبهب و تیفی ،اوه هب یسرتسد ص تاعلاطا
ح حی
و هب زور هرابرد نیا هلئسم تسا شور . یتنس تاعلاطا بسک رم
طوب
هب ا نی ا زا هدافتسا ،تارذ ی
هاگتس اه ی گدولآ ی جنس ی مز ینی ا تس
هک بلغا رد اهرهش ی سأت گرزب ی س هدش هئارا هک یتاعلاطا اذل ،دنا
یم دننک هبور ینامز و یناکم تیدودحم اب دنتسه ور
(
et Bilal
., 2016 et al Adams ., 2017;
)al
. سأت ی س رادهگن و ی ا هاگتسی
اه هنیزه ینیمز ی لااب
یی دراد
؛ ا دادعت اذل نی
ا هاگتسی اه هب و ی هژ رد
قطانم غ ی رهشر ی مظعا شخب هک روشک ره
کشت ار لی م ی دهد ،
تسا دودحم رب هولاع .
ا نی واوه تارذ زی
تسا نکمم اب
هب دوعص
لااب تاقبط ی
اپ سرتسد زا وج شی
ا طسوت هاگتسی یاه روکذم
.دنوش جراخ هجوتاب هب تیدودحم رتمک یاه
ناکم ینامز و ی هزادنا
یریگ
یاه هراوهام یا
،یوج یلااب تاقبط رد تارذ شیاپ تیلباق و
شجنس رودزا سناتپ ییلااب لی رب ندمآ قئاف تهج
نچ نی
دودحم تی ر ییاه دراد ا یم و دنناوت اعم یتساک و بی یاه
هزادنا
گ یری اه ی مز ینی اذل دنک فرطرب ار تروص رد
سرتسد ی هب
هراوهام تاناکما ا
ی رظندروم ارب ی لاآ ره هدنی
، گدولآ شجنس ی
اوه
ا اب نی سب شور هب رای
و ،رتزور نورقم
هب هفرص رت دهاوخ دوب
; ., 2005 et al Saadi - Al
; ., 2012 et al (Qorbani Salkhord
Gupta et al., 2006)
.
هدنجنس زا یکی هدنجنس ،هنیمز نیا رد دربراکرپ یاه
دوم
1سی
MODIS
هراوهام رب رقتسم اه
ی اوکآ
AQUA)
) ارت و
(
TERRA
) تسا . قمع رون ی واوه ی
2 اهز یکی AOD
زا
لباق سرتسد رت ی ن مهم و نیرت هداد اه ی دوجوم یارب رد هدافتسا
لدم یاه پ شی ینیب
PM2.5
و PM10
تسا (
., 2001 et al Clarke (
., 2001 et al Holben
سب تاعلاطم .and
تسا هداد ناشن یرای
هک واصت زا لصاح AOD
ری هراوهام ا ی نییعت یارب مزلا لیسناتپ
زوت عی ناکم ی
PM2.5
دراد ار هک زا هلمج نآ اه م ی ناوت هب
اهراک ی
.,(2015) Cao et al
و
Asl et al., (2019)
راشا ه .دومن
ه نینچم هجوتاب هب هطقن هاگتسیا تاعلاطا ندوب یا ،ینیمز یاه
تعسو ششوپ ناکم ی هزادنا گ ی ر ی اه ی هراوهام ا ی رد کرت بی اب
لدم اه ی مز ینی م ی عت تهج دنناوت نیی
ک صخاش تیفی
اب اوه
زه ی ةن فم رتمک دی شاب ن د .
هزوحرد ی سانشاوه تاعلاطم ی
تظلغ دروآرب
PM2.5
اب
واصت زا هدافتسا ری
اوهام هر ا ی تاعوضوم زا ی
لاس رد هک تسا اه
ی
خا رتشیب ری هب
.تسا هدش هتخادرپ نآ رد نادنمشناد تاعلاطم
تسا هداد ناشن ناهج فلتخم قطانم یربتعم هدنیامن AOD
تسا اهزیواوه تظلغ نیمخت یارب هب
روط ی هک گتسبمه یوق ی
ب نی
PM2.5
و
PM10
اب نییبت بیرض(AOD
ب نی 4 / 0 ات 9 / 0 و
μg⁄m3
75 / 71
RMSE<
26<
/ 22 سایقم رد ) هقطنم
ا دوجو ی
دراد اما یگتسبمه اریز درادن یدربراک یناهج سایقم رد نایم رد
نآ اه .تسا فیعض
واوه ی اهز ی ک ی زا گرزب رت ی ن عطق مدع عبانم ی
ت لدم زاس ی
لقا ی م ی م ی دنشاب نیاربانب دوبهب یارب لدم
زاس هدنیلاآ نیا ی اه
تاعلاطا یلیمکت د یرگی م دننام غت ی اهر ی سانشاوه دوجو دیاب ی
هیلا عافترا ،یبسن تبوطر دننام یفلتخم یاهریغتم .دشاب هتشاد درکلمع دوبهب یارب امد و یزرم ای
ن هنوگ لدم هدش داهنشیپ اه
تسا (
Paciorek and Liu., 2009
؛
.,2014 et al Rangzan
؛
1 Moderate Resolution Imaging Spectroradiomete
., 2004 et al Hadjimitsis
؛
.,2016 et al
؛Lee .,2011 et al
Zieger
؛
.,2013 et al Zheng
.) لدم یاه دروآرب اهزیواوه هب کمک
نوچ ینادنمشناد طسوت ،AOD Tian and Chen
( )2010
و
. et al
(2011) Tsai
نآ یگتسبمه نازیم هک دندش هئارا هراوهام یارب اه
بیترت هب ارت 65
/ 0 و 95 / 0 .تسا نآ اه دنداد ناشن نینچمه
لوصف زا رتشیب لاس درس لوصف رد یگتسبمه .تسا مرگ
et Lin
. (2015)
زین al
ررب اب یس هداد اه ی ا ی هاگتس اه ی مز ینی لرتنک
ک تیفی رد اوه چ نی ا هب نی تن هجی سر ی دند هک گتسبمه ی ب نی
PM2.5
و قم ردAOD
سای ترت هب هناهام و هنلااس بی
9 / 0 و 76 / 0
.تسا یم هنیمز نیا رد هباشم تاعلاطم هلمجزا شهوژپ هب ناوت
Lee et al., (2016)
هک درک هراشا هب
روگلا کمک متی
Deep Blue
د ر یگتسبمه اب یلدم اینرفیلاک 66
/ 0
2=
تظلغ دروآرب یارب R
PM2.5
نینچمه .دندرک هئارا
(2016) et al.,
ردYou
چ نی
، کی
سرگر لدم ینوی
نزو ی اپ رب ار هی هراوهام تاعلاطا ا
ی ( ارب )AOD
ی
مخت نی تظلغ
PM2.5
هعسوت هک دنداد گتسبمه
ی لااب ی ی ب نی ا نی
ود دوجو ( دراد 76 / 0
2=
وR μg⁄m3
26 / 22
(RMSE=
نیاربانب .
ا نی ارب شور ی مخت نی تظلغ
PM2.5
پ اه داهنشی م ی .دوش
درکلمع سرگر ی نو هناگدنچ یطخ دروآرب رد
اهزیواوه تظلغ
تسا هدش یسررب یددعتم تاعلاطم رد هب
روط ی هک لدم
یداهنشیپ
Sotoudeheian and Arhami (2017)
اب کیکفت
تظلغ نیمخت یارب رتمولیک هس یناکم
PM2.5
یاراد نارهت رد
رد یگتسبمه بیرض ةزاب
72 / 0 - 57 / 0 تسا نینچمه .
Faraji et
al., (2018)
رد رتمولیک کی یناکم کیکفت اب هباشم یشور رد
یلدم ،ناهفصا غتمدنچ
ی هر نییبت بیرض اب 68
/ 0 رد .درک هئارا
زین دنه
(2019) Chelani
و
(2019) et al., Sathe
هباشم شور هب
لدم اب ییاه رتمک نی
μg⁄m3
75 / 71
RMSE =
و 5 / 42
=% MAPE
ب و نیرتشی 64
/ 0
2 =
نآ جیاتن و دندرک هئارا R
داد ناشن اه
هب لکروط ی سانشاوه ی فرظ تی ار نآ سرگر درکلمع هک دراد نوی
ار هناگدنچ تظلغ نیمخت رد
PM2.5
.دشخب دوبهب
هش رد هک یهباشم تاعلاطم رد نارهت ر
تروص هتفرگ
هب تردن یسانشاوه یاهریغتم شقن رظن رد
.تسا هدش هتفرگ
رد شهوژپ نیا یرترب باختنا
بسانم رت ی ن کرت بی زا یاهریغتم
یسانشاوه فدهاب
لدم هئارا ی لحم ی اتن اب جی رتهب هب تبسن
هتشذگ تاعلاطم ارب
ی اپ شی واوه اهزی تسا نیا رد هک ییاراک اتسار
یزرا سیدوم هدنجنس یبا
م ی ددرگ شقن نییبت هب نینچمه .
یسانشاوه یاهریغتم ثأت
ی راذگر و اهریغتم نیب طابترا کرد و
یکیزیف هیجوت دپ
ی هد اه ی ثأت ی راذگر جیاتن .تسا هدش هتخادرپ
2 Aerosol Optical Depth
لدم یسررب نارهت رهش لک و هاگتسیا ره میلقا درخ سایقم رد اه
یم لدم دوش صخشم ات دوش جیاتن یسایقم هچ رد یلحم یاه
تهب .دنراد یر مه
ی ن روط هجنس زا هدافتسا اب هسیاقم هب یرامآ یاه
لدم یور رب ثحب و و یطخ یاه
غ ی طخر ی دهاوخ هتخادرپ لصاح
نآ ییاناوت و دش یم یبایزرا اهزیواوه تظلغ شیاپ یارب اه
.ددرگ
شور و داوم اه
یتاعلاطم هقطنم نآ تحاسم اب نارهت رهش 730
ک ی عبرمرتمول رد
51 و هجرد 6 د ق ی هق
ات 51 و هجرد 38 قد ی هق قرش لوط ی و 35 و هجرد 34 قد ی هق ات 35 و هجرد 51 قد ی هق لامش ضرع ی
، هتشر بونج رد هوک
اه ی رد و زربلا
ناتسهوک هقطنم لصافدح ی
ا رد .تسا هتفرگ رارق تشد و ی
ن وژپ شه
ای هاگتس اه ی سانشاوه ی س ی تپون ی ک مش ی
،نار فوئژ ی ز ی
،ک رف هاگدو
ا و دابآرهم ی
هاگتس اه ی گدولآ ی جنس ی سدقا ی
،ه برت ی ت سردم م ، ی ناد
هب حتف ا ناونع ی هاگتس اه ی تاعلاطم ی سررب و هدش باختنا ی
اه هلحرم زا
ک لرتنک ی ف ی ت هداد زا هدافتسا اب طباور جارختسا ات رامآ اه
ی اس تع ی و
ا هنازور ی ن ا ی هاگتس اه نامز هزاب رد ی
لاس اه ی 1391 لا ی 1398 ماجنا
ا تاصخشم .تسا هدش ی
هاگتس اه ی لودج رد هعلاطمدروم 1
لکش و
1 ا باختنا ساسا .تسا هدمآ ی
ن ا ی هاگتس اه رامآ هرود لوط ی
تدمدنلب
هداد اه ی ا ی هاگتس اه ی گدولآ ی جنس ی لاآ ی هدن اه ی ( و .PM2
)PM10
هداد و اه ی ا ی هاگتس اه ی س ی تپون ی ک غتم(
ی اهر ی سانشاوه ی .تسا )
لودج 1 - هداد یرامآ تاصخشم یاه
هدافتسادروم د
هاگتسيا ر یاه س کيتپوني هعلاطمدروم ییایفارغج لوط
)راشعا هجرد(
ییایفارغج ضرع
)راشعا هجرد( هاگتسیا مان 48
/
51 35/79 ناریمش
هاگتسیا کیتپونیس یاه 38
/
51 35/74 کیزیفوئژ
30 /
51 35/69 دابآرهم هاگدورف
48 /
51 35/79 هیسدقا
هاگتسیا یاه گدولآ ی جنس 38 ی
/
51 35/71 سردمتیبرت
33 /
51 35/67 حتف نادیم
عمج روآ هداد ی اه
هداد یاه شجنس رودزا ( واصت ي ر هراوهام ا ی )
ا رد ی ن واصت شهوژپ ی
ر دوم هدنجنس زا هدافتسادروم ی
س هراوهام
هب ارت ط رد هنازور تروص ی
( هدش صخشم هرود –1398
1391 )
یارب تاعلاطم هقطنم ی
رط زا ی ق اپ ی هاگ ا ی تنرتن ی
https://search.earthdata.nasa.gov
رد ی تفا ب ارت هراوهام .دش ی
ن
تعاس 10:30 ات 11:30 هب لحم تقو ی ةدودحم زا ای
نار م ی درذگ
اربانب ی ن م ی ناوت لاآ تظلغ نتفرگرظنرد اب ی
هدن اه نامز نامه رد
مز حطس رد ی
،ن اناوت یی ا ی ن هجوتاب ار هدنجنس ثأت هب
ی ر غتم ی اهر ی
سانشاوه ی زرا ی با ی اتسار رد .درک ی
زا شهوژپ دروم فده
تلاوصحم
MOD04-L2
هداد اه ی هراوهام ا ی دوم هدنجنس ی
س
ا و دش هدافتسا ی
ن د هدا اه اف بلاق رد ی
ل اه ی خذHDF
ی هر .دندش
خرب ی لا زا ی ه اه ی تلاوصحم
MOD04
رون قمع لماش ی
واوه ی ز
( مز هرک رسارس )AOD
ی ن روگلا زا هدافتسا اب هک تسا ی
مت اه ی
زاب ی با ی
Dark Target (DT)
و
(DB) Deep Blue
هب تسد هدمآ .دنا
اجنآزا یی هک تاعلاطم هقطنم ی
کشخ قطانم لماش ام ی
و
مزرس ی ن اه ی ت ی هر روگلا زا تسا ی
مت کرت ی ب ی وDT
.دش هدافتساDB
داقم ی ر روگلا ود ره زا لصاح ی
مت پ رد ی لسک اه یی داعبا اب 10
× 10
ک ی رتمول هدش مهارف .دنا
قمع اهزيواوه یرون (
)AOD
اپ ی ش واوه ی اهز شجنس رد رون قمع رادقم زا هدافتسا اب رودزا
ی
واوه ی اهز (
Aerosol Optical Depth
م ماجنا ) ی
دوش . اه AOD
هزادنا گ ی ر ی واوه ی اهز یی مز حطس( زا اوه نوتس رد هک تسا ی
ن ت ) ا
لااب ی زوت وج ی ع م ی دوش ا . ی ن غتم ی ر عم(
ی را ب ی نا هدننک عضت ی ف
دورو شبات ی
و بذج رثا رب رفسمتا هب )تسا قلعم تارذ شنکارپ
هداد زا هدافتسا اب ار اه
ی هراوهام ا ی م هبساحم ی
امن ی دن رادقم .
بAOD
ی ن 1 / 0 ات 1 ا و تسا ی ن نامسآ رگا هک تسا انعم نادب
نآ رادقم دشاب فافش و فاص 0
/ 1 واوه تظلغ هچره و تسا ی
اهز
ازفا ی ش ی
،دبا رادقم هبAOD
ی ک دزن ی ک رت م ی دوش .
متيروگلا
Deep Blue
متیروگلا
Deep Blue
شزادرپ یارب هداد
اه ی هدنجنس اه فلتخم ی
هراوهام اه هدافتسا م ی دوش . هب ترابع د ی رگ زا هدافتسا اب هزادنا
گ ی ر ی
یگدنشخرد توافت هضراع
اه هب ،یوج و یحطس ی ةبساحم
نازیم
لوط ردAOD
جوم اه فلتخم ی م
ی دزادرپ یبایزاب دنیارف نیا هک
دراد مان . متیروگلا نیا یفلتخم یاهدناب زا یکشخ قطانم زارف رب
نشور قطانم یارب (
412 ، 470 و 490 رتمونان ) هریت و ( 490،470
و 650 رتمونان ) هدافتسا م ی دنک درادن یدربراک اهایرد یور رب و .
لکش 1 - عقوم ي ت ا ي هاگتس یاه هعلاطمدروم
متيروگلا
Dark Target
متیروگلا
Dark Target
هداد اه ج ماخ ی عم
طسوت هدش یروآ
هدنجنس اه ار عمج روآ ی هب و هدرک هداد
اه ی مز ی ن عجرم لیدبت
م ی دنک یارب متیروگلا نیا . هداد
اه ی هدنجنس اه هب یفیط دنچ ی
و اهایرد زارف رب و هدش هدرب راک کشخ
ی اه تسا ربتعم .
نیا اسان
متسیس شیاپ یارب ار متیروگلا واوه
ی ز .تسا هدرک یحارط یناهج
تلاوصحم هدنجنس درادناتسا
وم سید متیروگلا یارب
DarkTarget
10 حوضو رتمولیک وصت
ی ر دنراد بجوم رما نیا و م
ی دوش تبسن زیون هب لانگیس
ازفا ی ش ی هتفا ددرگ لصاح یرتهب جیاتن و (
Levy
et al., 2019
).
هداد ینيمز عجرم یاه
هداد هاگتسيا یاه یجنس یگدولآ و کيتپونيس یاه
دنلب رامآ ادتبا ( تدم
1385 - 1398 ا ) ی هاگتس اه ی سانشاوه ی
لعبآ ی
، مخ ماما هاگدورف ی
ن ی
، چ ی
،رگت ف ،دنوامد ی
،هوکزور ناساول ،
رهش ی
،را فوئژ ی ز ی
،ک مش ،دابآرهم هاگدورف ی
نار مارو و ی ن رد ی تفا
لقا درخ رظن زا و دش ی
م ی ا اب ی هاگتس اه ی گدولآ ی جنس ی اقم ی هس
درگ ی د ا باختنا هلحرم رد . ی
هاگتس اه ی ود بسانم دودحم
ی ت دوجو
دراد - ا بلغا هاگتسی یاه س کیتپونی ا و رهش زا جراخ
هاگتسی یاه
گدولآ ی جنس ی عم و دنتسه رهش لخاد رای
باختنا ، هباشت
لقادرخ یمی ب نی ا نی ا هاگتسی اه تسا .
- ا مامت رد هاگتسی یاه گدولآ ی جنس ی خرب ی لاآ زا هدنی اه
(
PM10
و
PM2.5
) هزادنا گ یری من ی دنوش .
هجوتاب هب م دودح تی یاه وکذم نیب زا ر ای هاگتس اه قوف ی
هس ا هاگتسی س ی تپون ی ک فوئژ کیزی مش ، ناری و آرهم هاگدورف داب
رد
رظن تاعلاطا کناب و دش هتفرگ ی
هداد لماش اه
ی لقادح د دی فا ق ی
( )m
داب تعرس ،
(m )
مک امد ، s هنی C ( ) ب امد ، هنیشی C (
)
،
نیگنایم راخب راشف
( )mb
اب ، شر 24 هتعاس ( )mm
کانربا ، ی ،
وطر تی بسن ی ( دصرد ) باتفآ تعاس و ی
( )hr
.دش لیکشت
لاآ تظلغ تاعلاطا ی
هدن اه (
PM2.5
و اس زا ) PM10
ی ت
ک لرتنک تکرش ی
ف ی ت اوه ی ( نارهت
http://airnow.tehran.ir
هب )
تعاس و هنازور روط ی
رد ی تفا ش ا .د ی ن هداد لاس زا اه 1389
ات
اجنآزا اما تسا دوجوم نونک یی
هک هداد اه ی گدولآ ی جنس ی و
سانشاوه ی لاس هزاب رد اه
ی 1391 - 1398 مه پ ناشو ی نامز ی ،دراد
ای ن سررب دروم هرود ی
تسخن رد .تفرگ رارق ی
ن ک لرتنک ماگ ی
ف ی
،ت
هداد اه ی اپ لوصف یی ز اراد هک ناتسمز و ی
اهزور ی ب هدولآ ی رتش ی
اس و دندش هتفرگ رظن رد دندوب ی
ر هداد رب هولاع .دندش فذح اه
ای ن
Tsai et al
( ,.
و )2011 Zheng et al
( دنداد ناشن )2013
گتسبمه ی واوه و اهAOD
ی اهز ب ،لاس درس لوصف رد ی
رتش زا
دعب ماگ رد .تسا لاس مرگ لوصف ی
ارب ی اهزور باختنا ی
،هدولآ
اهزور یی ارب هک ی ب ملاسان ساسح هورگ م رامش ه
ی دنور باختنا
دندش اطخ یبايزرا یاهرايعم ارب ی عت یی ن اراک یی هجنس زا لدم اه
ی رامآ ی ،RMSE
،MBE
و MAPE
نآزا دش هدافتساMAE
اج یی هک وRMSE
هب MBE
و ی هژ نامز ی لدم هک اقم مه اب اه ی
هس م ی دنوش اهنت هب یی هب رداق
عت یی ن اراک یی ( لدم 1993 ن ) ی دنتس هجنس زا کرت هکt
ی ب ی ا زا ی ن
م هدافتسا تسا ود ی
دوش ا . ی ن ارب هجنس ی هجرد دازآ ی ( زا ،)n-1
هطبار 5 م هبساحم ی
دوش اراک . یی رادقم اب لدم دراد سکع تبسنt
(Rees
تروصب )1989
ی هک رادقم هچره اراک دشاب رتمک t
یی لدم
بی رتش هجنس هبساحم طباور .تسا ز حرش هب اه
ی ر :تسا
هطبار(
1 )
1
1 100
n
i i
i i
O P MAPE n O
هطبار(
2 )
1
1 n
i i
i
MA E P O
n
( ار هطب 3 )
2 1
1 ( )
n
i i
i
RMSE P O
n
( ر هطبا 4 )
1
1 ( )
n
i i
i
MBE P O
n
هطبار(
5 )
2
2 2
(n 1) MBE
t RMSE MBE
هتفاي اه
عمج روآ ی هداد تيفيک لرتنک و هراوهام و ینيمز یاه
و یا
نآ شزادرپ اه
یارب ملاسان یاهزور باختنا زا سپ هورگ
اه دوجوم ،ساسح ی
یاهزور رد یسانشاوه یاهریغتم ندوب رظندروم
و هدش یسررب
رظن زا هک ییاهزور هداد
اه فذح دنتشاد یرامآ ضقن یسانشاوه ی
هک ییاهزور نینچمه .دندش نآ AOD
هاگتسیا یارب اه یاه
رظندروم هتفرگ رظن رد تابساحم رد تشادن دوجو بختنم نامز و
لصف رد .دندشن و زییاپ یاه
سرادم ییاشگزاب لیلد هب ناتسمز
لصف هب تبسن یرتشیب کیفارت نمض دراد دوجو رگید یاه
آ هکن
یم بجوم زین اوه یگنوراو هدیدپ لصف نیا رد هدیدپ نیا دوش
اه
رتشیب لباق سمل نایم زا لیلد نیا هب .دشاب 1276
زور ،هداد 85
لصف( زور .تفرگ رارق یسررب دروم )ناتسمز و زییاپ یاه
هب م ن روظ
هداد ندوب لامرن یسررب فورگوکلوک نومزآ زا اه
- فونریمسا
رادقم .دش هدافتسا
P Value
نومزآ نیا 04
/ 0 تسد هب و دمآ
ارب ی ن ساسا هداد حطس اب اه نعم
ی راد ی 95
% لودج( دنتسه لامرن
2 لکش و 2 .) لدم اه ی هب تسد هدمآ یارب و هدوب یلصف زین
لصف ربتعم ناتسمز و زییاپ یاه م
ی ب دنشا یارب نینچمه .
لدم زاس بسانم باختنا و ی زا ،لدم نیرت
سرگر ی نو اه و یطخ ی
غ ی طخر ی .دش هدافتسا
لودج 2 - فورگوملوک هتيلامرن نومزآ جياتن -
رب فونريمسا 85
اهن زور یي زا هدش باختنا اهPM
نیگنایم
3) )ug/m رایعم فارحنا
3) )ug/m هدولآ یاهزور دادعت P-Value
وملوک هرامآ فونریمسا فورگ
8 / 132 48
/ 18 85
04 / 0 1
/ 0
لکش 2 - ندوب لامرن یسررب 85
زا هدش باختنا یياهن زور اهPM
ثحب و جياتن
یطخ نويسرگر لدم شور زا هعلاطم نیا رد سرگر
نوی طخ ی ( هناگدنچ
Multiple
Linear Regression
) هب روظنم تظلغ دروآرب هدش هدافتسا PM
هک تسا روط هب هدرتسگ اهریغتم نیب طابترا هعلاطم و لیلحت یارب یم هدافتسا
.دوش هجوتاب هب ا ی ن هک هداد ییاناوت یبایزرا فده یاه
دروآرب رد سیدوم هدنجنس تساPM
یلصا دازآ ریغتم رظن ردAOD
دوبهب یارب زین یسانشاوه یاهریغتم زا نآ رانک رد و هدش هتفرگ یم هدافتسا لدم درکلمع .دوش
امومع یارب ناشن نداد نازیم
یم هدافتسا یگتسبمه سیرتام زا اهریغتم نیب یگتسبمه ش
زا هک دو
نوسریپ یگتسبمه یرتماراپ شور هب
تسد هدمآ لودج( تسا 3
.)
لودج 3 - رتام ي س گتسبمه ی غتم ي اهر ی سررب دروم ی
sshn RH nm rrr24 ea Tmin tmax ffm vvmin AOD PM2.5
1 PM 2.5
1 0/44 AOD
1 -0/63 -0/44 vvmin
1 0/31 -0/22 -0/51 ffm
1 0/53 0/8 -0/62 -0/51 tmax
1 0/98 0/56 0/8 0/54 -0/49 tmin
1 0/45 0/45 0/07 0/45 -0/3 0/12 ea
1 -0/12 -0/3 -0/3 -0/09 0/36 0/33 0/4 rrr24
1 0/36 -/09 -0/38 -0/41 -0/11 -0/4 0/5 0/24 nm
1 0/4 0/31 -0/02 -0/86 -0/88 -0/53 -0/73 0/6 0/66 RH
1 -0/64 -0/55 -0/21 0/35 0/7 0/74 0/43 0/7 -0/5 -0/7 sshn
هجوتاب هب لودج 3 یم هدهاشم تظلغ دوش
PM2.5
بیترت هب
یاهریغتم اب ار یگتسبمه نیرتشیب ،sshn
،RH
،ffm
،tmax
،tmin vvmin
، ،AOD rrr24
، و nm ea
.دراد اجنآزا یی هک لدم
رظندروم دراد لقتسم ریغتم کی زا شیب شهوژپ نیا رد م
ی اب ی تس
ب اهریغتم نیا هناگدنچ بیکرت یگتسبمه نازیم سباو ریغتم ا
هت
(
PM 2.5
شور زا روظنم نیا یارب .دوش یسررب ) ماگ
هب ماگ (
Step
.تسا هدش هدافتسا )Wise
نامه هک روط لودج رد 4
یم هدهاشم ات ،دوش
هفاضا ندش
،رادقم مجنپ هلحرم رد AOD P-value
زا رتمک 05 / 0 و تسا
اجنآزا یی هک حطس ینعم یراد 5
% هکنیا یارب ،تسا هدش فیرعت زا
دح ینعم یراد نیا رد لدم هب اهریغتم دورو دیاب دوشن زواجت
یگتسبمه سیرتام دننامه .ددرگ فقوتم هلحرم لودج(
3 نیلوا ،)
هتشاد ار یگتسبمه نیرتشیب و دوش هفاضا لدم هب دیاب هک ریغتم ( یباتفآ تعاس تسا )sshn
تسا هتکن . لباق هجوت تسا نآ رگید
هک هبAOD
ناونع یغتم نیرخآ راشف نیگنایم یاهریغتم زا سپ ر
( بآ راخب
ea
شراب ،) 24 ( هتعاس
rrr24
( یکانربا و ) لدم دراو )nm
زا یکی ریغتم نیا هک تسانعم نادب نیا .تسا هدش غتم
ی اهر ی
راذگرثا یطخ نویسرگر لدم رد تسا
مهم اما نآ نیرت و هدوبن اه
رگید هتکن .تسا هدش هفاضا یطخ نویسرگر هب هلحرم نیرخآ رد شور جیاتن هک تسا نآ هبور
ولج توافت یگتسبمه سیرتام اب ییاه
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
60 80 100 120 140 160 180 200
یعمجت لامتحا(دصرد)
یاه هدنيلاآ تظلغ (PM
بعکمرتم رب مرگورکيم )
لامتحا عیزوت (
فونریمسا فورگوملوک )
اهریغتم یود هب ود طابترا اهنت یگتسبمه سیرتام رد اریز دراد یم نایب یطخ نویسرگر شور رد اما دوش هبور
ولج دورو زا سپ
نیرتشیب اب ریغتم گتسبمه
ی یم هفاضا یریغتم ، د هک دوش
ر بیکرت
زا هدش هفاضا یلبق ریغتم اب ینعم دح
هجوتاب .دنکن زواجت یراد هب
ای ن هک دروآرب رد سیدام هدنجنس ییاراک یبایزرا فده ،تساPM
یلصا ریغتم یسانشاوه یاهریغتم ریاس و هدش هتفرگ رظن ردAOD
هب ماگ شور اب لدم ییاراک دوبهب روظنم هب
یطخ نویسرگر لدم هب ماگ
هفاضا هدش دنا . ساسا رب اگ شور زا لصاح جیاتن
م هب ماگ هبور ولج
غتم ی اهر تعاس بیترت هب یطخ نویسرگر لدم هب یدورو ی
(یباتفآ نیگنایم ،)sshn
راخب راشف ( بآ
ea
شراب و ) 24 ( هتعاس
rrr24
)
لودج( دندش باختنا 4
.)
لودج 4 - لحارم ماگ هب ماگ تظلغ دروآرب یطخ لدم هب هتسباو یاهريغتم دورو PM 2.5
ولج هب ور شور هب
10 9
8 7
6 5
4 3
2 هلحرم 1
ریغتم مان
T value 98
/ 4 sshn -
P value 000
/ 0
T value 38
/ ewm 3
P value 003
/ 0
T value 72
/ rrr24 2
P value 012
/ 0
T value 22
/ 4 nm -
P value 000
/ 0
T value 93
/ AOD 2
P value 008
/ 0
T value 6
/ 1 ffm -
P value 125
/ 0
T value 53
/ tmax 1
P value 143
/ 0
T value 56
/ 1 tmin -
P value 136
/ 0
T value 49
/ vvmin 1
P value 154
/ 0
T value 8
/ um 1
P value 92
/ 0
یگتسبمه یسانشاوه یاهریغتم دادعت شیازفا اب هچرگا یم شیازفا ینویسرگر لدم رد دازآ یاهریغتم دادعت هچره اما ،دبای
یرتشیب تیبولطم و تسا رادروخرب یرتشیب تقد زا دشاب رتمک لدم اذل ،دراد فیدر یاه
هس و راهچ راهچ و هس بیترت هب هک لوبق لباق و لااب یگتسبمه و دنراد ریغتم
( دنراد ی 68
% و 75
% )
اب و هدش باختنا ناونع
اه یگتسبمه لدم ی هس
غتم ی هر و راهچ
غتم ی ر ه دروم ثحب سرربو ی رارق هتفرگ دنا لودج(
5 ).
لودج 5 - تارذ تظلغ دروآرب یطخ نويسرگر تلاداعم جياتن .5
PM2
فیدر ینویسرگر هلداعم
ادعت د ریغتم اهریغتم مان
R2
RMSE
3) (ug/m P
Value
1 PM 2.5)ug/m3(= 105/5 + 70/08 AOD
1 44 AOD
% 45 / 13 02 / 0
2 PM 2.5)ug/m3(= 178 + 18/9 AOD – 7/28 sshn
2 sshn -AOD
50
% 52 / 10 016 / 0
3 PM 2.5)ug/m3(= 162 + 31/6 AOD – 8/67 sshn + 4/56 ea
3 ea – sshn-AOD 68
% 38 / 8 012 / 0
4 PM 2.5)ug/m3(= 162 + 18/6 AOD – 8/51 sshn + 53/1 rrr24 + 4/58 ea 4
AOD - sshn - rrr24
a- 75 e
% 47 / 7 01 / 0
لودج 6 - فونريمسا فورگوملک شور اب نويسرگر یازجا ندوب لامرن یسررب
P Value نیگنایم ریغتم مان
005 /
0 117 )ug/m3) PM2.5
03 /
0 8/3 یباتفآ تعاس
01 /
0 8/4(mm) هتعاس24 شراب
006 /
0 5/9) mb( راخب راشف نیگنایم
01 /
0 0/14 رفسمتا یرون تماخض
هب روظنم سررب ی وجو ترورض ره د
ی ک غتم زا ی اهر ی لقتسم
لدم رد یا
هب ترابع د ی رگ ارب ی سررب ی ینعم یراد ارض ی ب
غتم ی اهر ی لقتسم سرگر ی نو یترورض هک تسا نآ رفص ضرف ،
یارب هفاضا ندش درادن دوجو نآ اذل ؛
رد هلحرم ره ا
ی ریغتم هک
،هدش هفاضا نویسرگر هب یدیدج
P Value
اب و هبساحم 05
/ 0
یم هسیاقم .ددرگ
وصرد تر ی هک زا 05 / 0 کچوک رت دشاب رفص ضرف
یارب آ در ریغتم ن و هدش
ریغتم یم یقاب لدم رد
دنام اراد و ی
ثأت ی ر ینعم یراد ور رب ی غتم ی ر تسا هتسباو .
نامه هک روط رد
لودج 6 لباق هدهاشم رادقم تسا
P-Value
رد هلحرم ره زا رتمک
05 / 0 سپ هدوب ثأت
ی ر ینعم هتسباو ریغتم یور رب یراد تشاد
.تسا ه
فورگوملک نومزآ اب نویسرگر یازجا ندوب لامرن و دش یسررب فونریمسا نامه
روط لودج رد هک 6
یم هدهاشم -
دوش
P Value
نآ یگمه زا رتمک اه
05 / 0 حطس رد و 5
دصرد
نعم ی راد .دنتسه تایضرف دیاب یطخ نویسرگر زا هدافتسا یارب
لماش ییانبریز زوت ندوب لامرن
ی ع هدنام اه ، ه ناسم ی راو ی سنا
هدنام اه ، گتسبمه دوجو مدع ی
رس ی لا ی هدنام رد اه و دوجو مدع
مه طخ ی م ی نا غتم ی اهر ی سرگر( لقتسم ی
نو هناگدنچ یسررب )
.دوش مه طخ ی (
Collinearity
دپ ) ی هد ا ی ب هب هک تسا ی
نا عضو ی ت ی
م ی دزادرپ هک ی ک غتم ی ر صوت ی ف ی سرگر رد ی نو اب هناگدنچ ی
ک ی ا
غتم دنچ ی ر د ی رگ راد ا ی طخ هطبار ی
تسا هب روط ی هک م ی ناوت نآ
ار هب تروص کرت ی ب طخ ی د زا ی رگ غتم ی اهر .تفرگ رظن رد
هب ای ن ترت ی ب مه طخ ی هناگدنچ (
Multicollinearity
ن ) ی ز عضو ی ت ی
م ناشن ار ی دهد ب هک ی ن دنچ ی ن غتم ی ر صوت ی ف ی طخ هطبار ی
و دوج
نآ ناوتب و دشاب هتشاد ار اه
هب تروص کرت ی ب طخ ی زا ی دک ی گ ر
.تشون سنایراو مروت لماع
(variance inflation factor=VIF)
تدش مه طخ ی لحت رد ار هناگدنچ ی
ل سرگر ی نو یسررب هاگدنچ
یم یم نایب و دنک هرامآ رگا هک دراد
زا VIF
10 گرزب رت ،دشاب
نویسرگر جیاتن لباق
دامتعا ( تسین
Chatterjee and Price 1977
.)
( هطبار 6 )
𝑉𝐼𝐹 = 1
1−𝑟2
:نآ رد هک
r2
: رض ی ب ت ییب ن لدم سرگر ی نو ی غتم اب ی اهر ی
لقتسم لدم تسا . نامه روط لودج رد هک 7
یم هدهاشم ،دوش
فلاتخا لباق هجوت ی نیب یاه VIF
هب تسد هدمآ یازجا یارب
درادن دوجو کی ددع و نویسرگر مه هدیدپ دوجو اذل
در یطخ
یم .دوش
لودج 7 - قتسم یاهريغتم نايم یطخمه
VIF ریغتم مان
99 /
1 sshn
19 /
1 rrr24
01 /
1 ewm
24 /
1 AOD
لدم تارذ یطخ یاه
.5
PM2
لدم نويسرگر یطخ
هس هريغتم
هطبار(
7 )
PM2.5 )ug/m3(= 162 + 31/6 AOD –8/67sshn +4/56ea نآ رد هک
PM 2.5
ه تارذ ، زا رتمک رطق اب زیواو 5
/ 2
؛نورکیم
؛زیواوه تارذ یرون قمع ،AOD
( یباتفآ تعاس ،sshn
؛ ؛)hr ea
،
( بآ راخب راشف نیگنایم ریغتم ود لدم نیا رد .تسا )mb
( یسانشاوه
sshn - ea
ریغتم و ) هب AOD
ناونع یاهریغتم
ثأت ی راذگر هتفرگ رظن رد هک .تسا هدش
نآ رد رادقم
PM2.5
اب
وAOD ea
ةطبار اب و میقتسم ةطبارsshn
.دراد سکع نامه
روط
لکش رد هک 6
یم هدهاشم زینa-
تظلغ شیازفا اب دوش اهزیواوه
یم شهاک نیمز حطس هب هدیسر شبات ود نیا اذل سکعرب و دبای
هطبار رد هک دنراد سوکعم هطبار ریغتم هب
تسد هدمآ هتفای دومن
.تسا
., 2004 et al Hadjimitsis
ن تظلغ دنداد ناش
PM2.5
اب اه
( رفسمتا یرون تماخض رد دنور نیا .دراد میقتسم طابترا )AOD
لکش 6 b-
یم هدهاشم زین یگدنراب .دوش
هب ناونع لماع کی
کاپ هدننک حرطم رفسمتا رد اهزیواوه یعیبط تسا
فذح هب رداق و
رفسمتا زا زیواوه تارذ تسا
. ناراب اه اب تارذ نیگنس و هاتوک ی
طق کاپ ار نورکیم مین و ود رتمک ر م
ی اما دننک ناراب اه نلاوط ی ی
رد ار شراب ییاناوت مک تدش اب کاپ
ندرک اب زیواوه تارذ رطق
ب رتشی فیعض ار نورکیم مین و ود زا م
ی ( دنک
Pranesha et al.,
شیازفا طیحم یبسن تبوطر یگدنراب زا دعب .)1997
م ی و دبای
تروصرد ی هک دشاب مک داب تعرس و تبوطر بذج اب تارذ نیا ،
کیپکسورگیه دشر هزادنا
ناش گرزب رت اهزیواوه تظلغ و هدش