تقديم تقدير عكرة المياه قرب الشاطئ باستخدام خصائص توزيع الفوتونات للرادار بالليزر المحمول على القمر الصناعي
摘要
لغرض تقديم استخدام بيانات الرادار بالليزر المحمولة على القمر الصناعي لتقدير عكسي لعكرة المياه قرب الشاطئ، يقوم هذا البحث بمعالجة بيانات الرادار بالليزر المحمولة على القمر الصناعي ICESat-2 لاستخراج خصائص توزيع الفوتونات على سطح البحيرة، ويعتمد على خصائص الفوتونات على سطح البحيرة التي تتفاوت حسب ظروف العكرة المختلفة لتحقيق عكرة المياه. يستخدم هذا البحث منطقة بحيرة إري في منطقة البحيرات الخمس الكبرى في أمريكا الشمالية كمنطقة بحثية، ويستخدم خوارزمية شجرة رباعية التقسيم مع المعلمات التكيفية لتنقية بيانات المستوى ATL03 من ICESat-2، واستخراج بيانات نقاط الفوتونات على سطح البحيرة، كما نجح في الحصول على ثلاث ميزات رئيسية للفوتونات على سطح البحيرة وهي عمق اختراق الفوتون، كثافة الفوتونات، ومعدل الانحسار. من خلال دمج بيانات العكرة الفعلية وبيانات ميزات نقاط الفوتونات، يتم تطبيق خوارزمية التعلم الآلي للتكيف لعكرة المياه. تشير نتائج التجارب إلى أن خوارزمية الغابات العشوائية (Random Forest) تظهر أفضل أداء في التقدير العكرة، حيث يبلغ معامل الانحسار (R²) 0.93 والخطأ المطلق المتوسط (MAE) 2.04NTU وجذر متوسط الأخطاء التربيعية (RMSE) 2.67NTU، وتشير النتائج إلى أن هذه الطريقة تحظى بدقة تقديرية عالية في نطاق عكرة 0-50NTU. توفر هذه الطريقة لمراقبة عكرة المياه في البحيرات من خلال الاستشعار عن بعد منهجاً تقنياً جديداً.
关键词
ICESat-2؛ مياه البحيرة القريبة من الشاطئ؛ تقدير عكرة؛ رادار بالليزر المحمول على القمر الصناعي؛ غابات عشوائية