مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

پایش تغییرات مکانی و زمانی سیلاب و پهنه‌های آبی با استفاده از شاخص‌های مستخرج از ماهواره لندست‌ (مطالعه موردی: جنوب غرب ایران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 گروه آموزشی مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران
3 گروه مهندسی منابع طبیعی دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران
چکیده
استفاده از تصاویر ماهوارهای چندطیفی و شاخص‌های طیفی مختلف برای پایش پهنه‌های آبی و سیلاب‌ها از لحاظ وقت و هزینه روشی سریع و مقرون‌به‌صرفه است. در این پژوهش به‌منظور بررسی سیلاب سال 1398-1397 در جنوب غربی ایران از شاخص اصلاح‌شده آب تفاضلی نرمال شده (MNDWI) و شاخص نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) حاصل از تصاویر ماهواره لندست 8 استفاده شد. این شاخص‌ها در 5 کلاس بر مبنای دامنه یکسان طبقه‌بندی شدند و روند تغییرات هر کلاس در سال‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج MNDWI نشان داد که در تاریخهای 12 و 30 بهمن‌ماه و هم‌چنین 16 اسفندماه سال 1397 کلاس‌های کمتر از 15/0 11/0 بیش‌تر از 75/68 درصد از مساحت منطقه موردمطالعه را در برگرفته و روند آن‌ها در حال افزایش است. بررسی این نتایج در تاریخهای یکم فروردین‌ماه و 24 اردیبهشت سال 1398 نشان داد که بیشترین درصد مساحت محدوده موردمطالعه همچنان در کلاسهای کمتر از 15/0 11/0 است که مجموع این مساحتها بیشتر از 13/76 درصد از منطقه است که در حال کاهش بوده است. در این تاریخها روند کلاسهای بیشتر از 2/0 15/0 افزایشی بوده است. بررسی تغییرات NDVI نشان داد که در تاریخهای 12، 30 بهمن و 16 اسفندماه سال 1397 بیشترین درصد مساحت این محدوده را کلاسهای کم‌تر از 3/0 2/0 در برگرفته که مجموع مساحتهای آن‌ها 81/71 درصد است که در حال افزایش بوده است. در سال 1398، تاریخهای یکم فروردین‌ماه و 24 اردیبهشت بیشترین درصد مساحت محدوده موردمطالعه همچنان در کلاسهای کم‌تر از 3/02/0بوده و بیش‌تر از 54/82 درصد منطقه موردمطالعه را شامل شده است، که روند این کلاس‌ها کاهشی است. این در حالی است که در این تاریخها روند کلاسهای بیشتر از 5/0 2/0 افزایشی است. به‌طورکلی می‌توان بیان کرد که با استفاده از شاخصهای سنجش از راه دور حاصل از تصاویر ماهواره لندست میتوان مخاطرات طبیعی مانند سیلاب را به‌خوبی و با دقت بالا پایش کرد و اطلاعات حاصل از این مطالعات را در امور مطالعاتی و تصمیم‌گیری با اطمینان کافی لحاظ نمود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Abutaleb, K., Ngie, A., Darwish, A., Ahmed, M., Arafat, S. & Ahmed, F. (2015). Assessment of urban heat island using remotely sensed imagery over Greater Cairo, Egypt. Advances in Remote Sensing, 4(01), 35-47.
Albertini, C., Gioia, A., Iacobellis, V. & Manfreda, S. (2022). Detection of Surface Water and Floods with Multispectral Satellites. Remote Sensing, 14(23), 6005.
Arekhi, M., Goksel, C., Balik Sanli, F. & Senel, G. (2019). Comparative evaluation of the spectral and spatial consistency of Sentinel-2 and Landsat-8 OLI data for Igneada longos forest. ISPRS International Journal of Geo-Information. 8(2), 56.
Ashok, A., Rani, H. P. & Jayakumar, K. V. (2021). Monitoring of dynamic wetland changes using NDVI and NDWI based landsat imagery. Remote Sensing Applications: Society and Environment23, 100547.
Boothroyd, R. J., Nones, M. & Guerrero, M. (2021). Deriving planform morphology and vegetation coverage from remote sensing to support river management applications. Frontiers in Environmental Science, 9, 657354.
Cavallo, C., Nones, M., Papa, M. N., Gargiulo, M. & Ruello, G. (2022). Monitoring the morphological evolution of a reach of the Italian Po River using multispectral satellite imagery and stage data. Geocarto International, 37(25), 8579-8601.
Eskandari Damaneh, H., Eskandari Damaneh, H., Khosravi, H. & Gholami, H. (2019). Analysis and monitoring of drought using NDVI index (Case study: the west basin of Jaz Murian wetland). Rangeland, 13(3), 461-475. (In Persian) ‏
Eskandari Damaneh, H., Gholami, H., Khosravi, H., Mahdavi Najafabadi, R., Khoorani, A. & Li, G. (2020). Modeling Spatial and Temporal Changes in Land-Uses and Land Cover of the Urmia Lake Basin Applying Cellular Automata and Markov Chain. Geography and Environmental Sustainability, 10(2), 57-72. (In Persian)
Eskandari Damaneh, H., Khosravi, H., Habashi, K., Eskandari Damaneh, H. & Tiefenbacher, J. P. (2022b). The impact of land use and land cover changes on soil erosion in western Iran. Natural Hazards, 110, 2185-2205.
Eskandari Damaneh, H., Zehtabian, G., Khosravi, H., Azarnivan, H. & Barati, A. (2022a). Investigating the Influence of Drought on Trend of Vegetation Changes in Arid and Semiarid Regions, Using Remote Sensing Technique: A Case Study of Hormozgan province). Desert Ecosystem Engineering9(28), 13-28. (In Persian)
Feyisa, G. L., Meilby, H., Fensholt, R. & Proud, S. R. (2014). Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery. Remote sensing of environment, 140, 23-35.
Gang, W. & Dong-sheng, G. U. A. N. (2012). Effects of vegetation cover and normalized difference moisture index on thermal landscape pattern: A case study of Guangzhou, South China. Yingyong Shengtai Xuebao, 23(9), 2429-2436.
Goffi, A., Stroppiana, D., Brivio, P. A., Bordogna, G. & Boschetti, M. (2020). Towards an automated approach to map flooded areas from Sentinel-2 MSI data and soft integration of water spectral features. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 84, 101951.
Henshaw, A. J., Gurnell, A. M., Bertoldi, W. & Drake, N. A. (2013). An assessment of the degree to which Landsat TM data can support the assessment of fluvial dynamics, as revealed by changes in vegetation extent and channel position, along a large river. Geomorphology, 202, 74-85.
Huang, C., Chen, Y., Zhang, S. & Wu, J. (2018). Detecting, extracting, and monitoring surface water from space using optical sensors: A review. Reviews of Geophysics, 56(2), 333-360.
Jawak, S.D., Kulkarni, K. & Luis, A.J., (2015). A review on extraction of lakes from remotely sensed optical satellite data with a special focus on cryospheric lakes. Adv. Remote Sens, 04 (03), 196–213.
Liu, S., Wu, Y., Zhang, G., Lin, N. & Liu, Z. (2023). Comparing Water Indices for Landsat Data for Automated Surface Water Body Extraction under Complex Ground Background: A Case Study in Jilin Province. Remote Sensing, 15(6), 1678.
Masocha, M., Dube, T., Makore, M., Shekede, M. D. & Funani, J. (2018). Surface water bodies mapping in Zimbabwe using landsat 8 OLI multispectral imagery: A comparison of multiple water indices. Physics and Chemistry of the Earth, Parts a/b/c, 106, 63-67.
Ogilvie, A., Belaud, G., Massuel, S., Mulligan, M., Le Goulven, P. & Calvez, R. (2018). Surface water monitoring in small water bodies: potential and limits of multi-sensor Landsat time series. Hydrology and Earth System Sciences, 22(8), 4349-4380.
Ogilvie, A., Belaud, G., Massuel, S., Mulligan, M., Le Goulven, P., Malaterre, P. O. & Calvez, R. (2018). Combining Landsat observations with hydrological modelling for improved surface water monitoring of small lakes. Journal of Hydrology566, 109-121.
Rajabizadeh, Y., Ayyoubzadeh, S. A. & Ghomeshi, M. (2019). Flood Survey of Khuzestan Province in 97-98 and Providing Solutions for its Control and Management in the Future. Iranian journal of Ecohydrology, 6(4), 1069-1084. (In Persian)
Rokni, K., Ahmad, A., Selamat, A. & Hazini, S. (2014). Water feature extraction and change detection using multitemporal Landsat imagery. Remote sensing6(5), 4173-4189.
Rugel, E. J., Henderson, S. B., Carpiano, R. M. & Brauer, M. (2017). Beyond the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI): developing a natural space index for population-level health research. Environmental research. 159, 474-483.
Samela, C., Coluzzi, R., Imbrenda, V., Manfreda, S. & Lanfredi, M. (2022). Satellite flood detection integrating hydrogeomorphic and spectral indices. GIScience & Remote Sensing59(1), 1997-2018.
Savari, M., Damaneh, H. E. & Damaneh, H. E. (2022). Factors involved in the degradation of mangrove forests in Iran: A mixed study for the management of this ecosystem. Journal for Nature Conservation, 66, 126153.
Savari, M., Damaneh, H. E. & Damaneh, H. E. (2023). Effective factors to increase rural households' resilience under drought conditions in Iran. International Journal of Disaster Risk Reduction, 90, 103644.
Talukdar, S. & Pal, S. (2020). Modeling flood plain wetland transformation in consequences of flow alteration in Punarbhaba river in India and Bangladesh. Journal of Cleaner Production, 261, 120767.
Tarkarani, M & Moradi Nejhad, E. (2019). The Rise and Fall of the Dimensions of Social Capital in Disaster Management: The Case of April 2019 Water Flood in Lorestan. iranian journal of social studies, 13(2), 123-147. (In Persian)
Xu, H. (2006). Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing, 27(14), 3025-3033.

  • تاریخ دریافت 31 تیر 1402
  • تاریخ بازنگری 14 مرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 08 شهریور 1402