به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « vegetation index » در نشریات گروه « جغرافیا »

تکرار جستجوی کلیدواژه «vegetation index» در نشریات گروه «علوم انسانی»
  • موسی عابدینی*، امیرحسام پاسبان

    از آنجا که تغییرات کاربری اراضی در سطوح وسیع و گسترده صورت می گیرد بنابراین تکنولوژی سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سامانه های بروز همچون سامانه گوگل ارث انجین ابزاری ضروری، کارآمد و با ارزش جهت پایش تغییرات می باشد. بنابراین هدف از این پژوهش واکاوی و ارزیابی ارتباط بین دمای سطح زمین با کاربری اراضی و شاخص پوشش گیاهی در حوضه آبخیز خیاوچای مشگین شهر در استان اردبیل می باشد. در همین راستا جهت تهیه نقشه های کاربری اراضی از تصاویر ماهواره ای لندست استفاده گردید. در مرحله بعد با انجام تصحیحات اتمسفری و رادیومتریک اقدام به جمع آوری نمونه های آموزشی از سطح منطقه انجام شد در همین راستا جهت بالا بردن دقت کار از تصاویر گوگل ارث و بازدید میدانی از منطقه مورد مطالعه نقشه های کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان (SVM) در 6 کلاس کاربری (مناطق مسکونی، برفی، آبی، مراتع، کشاورزی آبی و دیم) تهیه شد. در گام بعد مقادیر ضریب کاپا و صحت کلی برای سال های 1381 و 1401 محاسبه شد که به ترتیب برابر با 89/0، 61/91 و 94/0، 16/94 درصد به دست آمد. سپس اقدام به تهیه نقشه های شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین حوضه مورد مطالعه در محیط برنامه نویسی گوگل ارث انجین انجام گردید. نتایج نشان داد که میانگین دمای سطح زمین برای ماه خرداد سال 1381 با بیشینه دما 71/38 درجه سانتی گراد در قسمت های شمالی حوضه خیاو چای به وقوع پیوسته است و کمینه دما در نواحی جنوبی با متوسط دمای 87/15 درجه سانتی گراد رخ داده است. از طرفی وضعیت میانگین دمای ماه خرداد برای سال 1401 نشان داد که هسته حرارت گرمایی نسبتا در عرض های بالا تر متمرکز یافته است و این رابطه مستقیمی را با شاخص پوشش گیاهی دارد.

    کلید واژگان: دمای سطح زمین, کاربری اراضی, شاخص پوشش گیاهی, حوضه خیاوچای}
    Mousa Abedini*, AmirHesam Pasban

    Since the land use changes take place on a large and wide scale, remote sensing technology, geographic information system and updated systems such as Google Earth Engine system are essential, efficient and valuable tools for monitoring changes. Therefore, the purpose of this research is to investigate and evaluate the relationship between land surface temperature, land use and vegetation index in Khiauchai watershed, Meshginshahr in Ardabil province. In this regard, Landsat satellite images were used to prepare land use maps. In the next stage, by performing atmospheric and radiometric corrections, training samples from the region were carried out. In this direction, in order to increase the accuracy of the work from Google Earth images and a field visit to the area covered by land use maps using the Support Vector Machine (SVM) classification method in 6 user classes (residential, snow, water, pastures, water and rainfed agriculture) were prepared. In the next step, the values of kappa coefficient and overall accuracy were calculated for the years 2011 and 2011, which were equal to 0.89, 91.61 and 0.94, 94.16% respectively. In the next step, vegetation index maps and ground surface temperature of the studied basin were prepared in the Google Earth Engine programming environment. The results showed that the average temperature of the earth's surface for the month of June 2013 indicated that the maximum temperature with 38.71 degrees Celsius occurred in the northern parts of Khiavchai basin and the minimum temperature occurred in the southern areas with an average temperature of 15.87 degrees Celsius. . On the other hand, the average temperature of June 1401 showed that the thermal core is relatively concentrated in higher latitudes and this shows a direct relationship with the vegetation index.

    Keywords: Earth Surface Temperature, Land Use, Vegetation Index, Khiavchai Watershed}
  • مائده بهی فر، حسین عقیقی*، علی اکبر متکان، علی اکبر متکان
    شاخص سطح برگ استخراج شده (LAI) از تصاویر سنجش از دور پارامتر مهمی، به منظور مدل سازی مکانی تولید پوشش گیاهی، محسوب می شود. معمولا شاخص های پوشش گیاهی که با بازتاب طول موج های قرمز و مادون قرمز نزدیک محاسبه می شوند، در برآورد LAI با استفاده از روش های آماری، به کار می روند اما بسیاری از این شاخص ها در مقادیر متفاوت LAI به اشباع می رسند. برای رفع این محدودیت، بازتاب محدوده لبه قرمز استفاده شده است؛ بنابراین، باید قابلیت شاخص های متفاوت پوشش گیاهی استخراج شده از داده های سنجش از دور، برای برآورد LAI ذرت علوفه ای، ارزیابی شود. بدین منظور پنج مرحله نمونه برداری میدانی، با فاصله زمانی نزدیک به گذر ماهواره سنتینل 2، از سوی مرکز تحقیقات فضایی پژوهشگاه فضایی ایران، اجرا شد و در مجموع، 234 نمونه از مزارع ذرت علوفه ای شرکت کشت و صنعت مگسال قزوین برداشت شد. سپس سیزده شاخص پوشش گیاهی متفاوت، با استفاده از سری زمانی تصاویر سنتینل 2، محاسبه شد و برای برآورد آماری مقادیر LAI به کار رفت. نتایج نشان داد که شاخص EVI با ضریب همبستگی 76/0 برای برآورد شاخص سطح برگ ذرت علوفه ای بهترین عملکرد را داشته است. علاوه براین، مقدار RMSE روش های رگرسیون غیرخطی بیشتر از روش های خطی بوده است.
    کلید واژگان: ذرت علوفه ای, سنجش از دور, شاخص پوشش گیاهی, شاخص سطح برگ}
    Maedeh Behifar, Hossein Aghighi *, Aliakbar Matkan, Hamid Salehi Shahrabi
    Leaf area index (LAI) derived from remotely sensed images is considered as an important index for spatial modelling of vegetation productivity. Traditionally, the spectral vegetation indices (VIs) derived from the red (R) and near infrared (NIR) reflectance values have been utilized to statistically estimate LAI. However, most of these VIs saturate at some level of LAI. This limitation was over-come by using the reflectance spectra in the red-edge region. Therefore, it is necessary to evaluate the capability of different VIs derived from RS data to estimate the LAI of silage maize.  For this purpose, five field sampling campaigns which were near-simultaneous with Sentinel II over-passes were conducted by the Space Research Center, Iranian Space Research Center and totally 234 samples were collected from the silage maize fields, in Magsal, Qazvin.  Then, 13 VIs from the time series of Sentinel-2 imagery were computed and employed to statistically estimate the LAI values. The results showed that Enhanced vegetation index (EVI) with  outperformed other VIs to estimate LAI of silage maize. Moreover, the  values of non-linear regression models were higher that the liner ones.
    Keywords: Corn, remote sensing, Vegetation index, Leaf Area Index}
  • مصطفی نوجوان، فاطمه طبیب محمودی*

    اعمال قرنطینه ناشی از پاندمی کووید-19 از بهار سال 1399 موجب ترمیم جهانی عناصر آب و هوایی مانند کیفیت هوا و دما گردیده است. در این تحقیق، تاثیر اعمال قرنطینه ناشی از پاندمی کووید-19 بر شدت جزایر گرمایی شهری با توجه به تعطیل شدن فعالیت های صنعتی مانند کارخانه ها و نیروگاه ها و اعمال قوانین جدید جهت کاهش حجم ترافیک در شهر تهران مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، از داده های سنجش از دور زمانمند ماهواره لندست-8 برداشت شده از قسمتی از شهر تهران استفاده شده است. روش پیشنهادی در این تحقیق، مشتمل بر تولید نقشه های جزایر گرمایی با استفاده از تحلیل قانون مبنای ویژگی های دمای سطح زمین، شاخص اختلافات نرمال شده پوشش گیاهی و نقشه کاربری/ پوشش اراضی می باشد. نتایج آشکارسازی تغییرات جزایر گرمایی نشان داد میانگین دمای شهر تهران در دوران اعمال قرنطینه نسبت به سه سال قبل و یک سال بعد از آن در دوره زمانی مشابه، کاهش محسوسی داشته است. نتایج حاصل از آشکارسازی تغییرات کلاس های شدت جزایر گرمایی نیز نشان داد که در سال 1399 و همزمان با اعمال قرنطینه و محدودیت های ناشی از پاندمی، درصد مساحت کلاس جزایر گرمایی با شدت زیاد  61/17 درصد کاهش داشته و به موازات آن مساحت کلاس جزایر گرمایی با شدت کم نسبت به سه سال قبل 8/12 درصد افزایش را نشان داده است. به علاوه، در منطقه مسکونی منتخب در این تحقیق، مساحت کلاس جزایر گرمایی با شدت زیاد در مدت قرنطینه سال 1399 به میزان 25/5 % بیشتر از منطقه صنعتی منتخب و 1/6 % بیشتر از منطقه فضای سبز منتخب، کاهش را نشان داده است.

    کلید واژگان: جزایر گرمایی شهری, دمای سطح, شاخص پوشش گیاهی, آشکارسازی تغییرات, کووید-19}
    Fatemeh Tabib Mahmoudi*

    Rapid urbanization in recent decades has been a major driver of ecosystems and environmental degradation, including changes in agricultural land use and forests. Urbanization is rapidly transforming ecosystems into buildings that increase heat storage capacity. Loss of vegetation and increase in built-up areas may ultimately affect climate variability and lead to the creation of urban heat islands. The occurrence of natural disasters such as flood, earthquake … is one of the most effecting factors on the changes in intensity of urban heat islands. So far, a lot of research has been done on how it is affected by various types of natural disasters such as floods, earthquakes, droughts and tsunamis.Two major environmental challenges for many cities are preventing flooding after heavy rains and minimizing urban temperature rise due to the effects of heat islands. There is a close relationship between these two phenomena, because with increasing air temperature, the intensity of precipitation increases. Drought is also a phenomenon that is affected by rainfall, temperature, evapotranspiration, water and soil conditions. One of the major differences between drought and other natural disasters is that they occur over a longer period of time and gradually than others that occur suddenly. Another natural disaster is the tsunami, which increases the area of water by turning wetlands into lakes, thereby increasing the index of normal water differences, which has a strong negative relationship with surface temperature. Ecosystems in urban areas play a role in reducing the impact of urban heat islands. This is because plants and trees regulate the temperature of their foliage by evaporation and transpiration, which leads to a decrease in air temperature.Applying the locked down of the Covid-19 pandemic since the spring of 2020 has led to the global restoration of climatic elements such as air quality and temperature. In this study, the effects of Covid-19 locked down on the intensity of urban heat islands due to the limitations in industrial activities such as factories and power plants and the application of new laws to reduce traffic in Tehran were investigated. In this regard, the Landsat-8 satellite taken from a part of Tehran city has been used.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effects of locked down in the spring of 2020 on the intensity of urban heat islands; the status of UHI maps in Tehran during the same period of locked down in three years before and one year after has been studied. The proposed method in this paper consists of two main steps. The first step is to generate UHI maps using land surface temperature (LST), normalized difference vegetation index (NDVI) and land use / land cover map analysis. In the second step, in order to analyze the behavioral changes in the intensity of urban heat islands during locked down and compare it with previous and subsequent years, changes in the intensity of UHIs are monitored.UHI maps consist of three classes of high, medium and low intensities urban heat islands, which are based on performing the rule based analysis on land surface temperature characteristics and normal vegetation difference index derived from Landsat-8 satellite images as well as land use / land cover map. LULC maps are produced by support vector machine classification method consisting of three classes of soil, building and vegetation. In order to calculate the spectral features used in the rule based analysis, atmospheric and radiometric corrections must first be made on the red, near-infrared, and thermal spectral bands of the image captured by the Landsat-8 satellite. Then, vegetation spectral indices including NDVI and PV indices are generated.

    Disscussion of Results

    The capability of the proposed algorithm in this paper is first evaluated in the whole area covered by satellite images taken from the city of Tehran, and then in three areas including residential, industrial and green spaces. The data used inhis article are images taken by the OLI sensor of Landsat-8 satellite in the spring of 2017-2021.in the first step of the proposed method, maps of urban heat islands are generated based on multi-temporal satellite images of Landsat-8 taken in the years 2017to 2021 in the MATLAB programming software. Then, by comparing pairs of UHI maps in each of the residential, industrial and green space study areas, the trend of changes in the intensity of UHI is analyzed and the effects of locked down application in 2020 are evaluated.The results of changes detection in urban heat islands in the period under consideration in this study showed that the percentage of areas that are in the class of high UHI in 2020 due to locked down of pandemic Covid-19 compared to the average of three years before that is 55.71%, has a decrease of 17.61%. The percentage of areas in the class of medium UHI intensity in 2020 due to locked down compared to the average of three years ago, which is 39%, increased by 4.8%, and in 2021 this amount again has decreased to less than the average. Also, the percentage of low intensity UHI class in 1399 compared to the average of three years ago, which is 5.3%, has increased by 12.8%.

    Conclusion

    In this study, the effect of locked down application due to the Covid-19 virus pandemic, which was applied in Iran in the spring of 2020 is investigated on the intensity of  urban heat islands in a part of Tehran city and three selected areas with residential, industrial and green space. Detection of changes in the intensity of urban heat islands was done based on the post-classification method and on the UHI classification maps related to the years 2017 to 2021. In order to produce UHI maps, in addition to the land surface temperature, the amount of vegetation index and the type of land use / land cover class were also used in the form of a set of classification rules.Comparing the results of the study areas of residential, industrial and green spaces, it is important to note that the rate of reduction of the area of UHI with high intensity in the residential area is 5.25% more than the industrial area and 6.1% more than the green space. However, the reduction of locked down restrictions in 2021 had the greatest effect on the return of the area of ​​the high UHI class and caused the area of ​​this class to increase by 23% compared to 2020. These results indicate the fact that restrictions on the activities of industrial units such as factories and power plants and the application of new laws to reduce traffic, despite the same weather conditions in an area have been able to significantly reduce the severity of urban heat islands.

    Keywords: Urban Heat Islands, Surface Temperature, Vegetation Index, Change Detection, CoVID-19}
  • مرضیه موغلی*

    خشکسالی یکی از مخربترین پدیده های اقلیمی است که تاثیر آن در مقیاس منطقه ای اهمیت بیشتری دارد. اهمیت پدیده خشکسالی در حوضه ای همچون مهارلو بختگان به دلیل شرایط استراتژیک منطقه، وسعت اراضی کشاورزی و وجود دریاچه های مهارلو بختگان بارزتر می باشد. بر این اساس این پژوهش با هدف ارزیابی خشکسالی با استفاده از سنجش از دور، آمار فضایی در حوضه مهارلو بختگان تهیه شده است. در این پژوهش، به منظور بررسی اثر خشکسالی روی پوشش گیاهی از تصاویر مادیس برای محاسبه شاخص نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) استفاده شد و سپس تغییرات مساحت پوشش گیاهی بررسی گردید. نتایج نشان داد که در سالهای مورد مطالعه مساحت پوشش گیاهی در منطقه کاهش یافته است. از دلایل این تغییرات میتوان به کاهش بارندگی های زمستانه، تغییرات کاربری اراضی، افزایش چرای خارج از فصل و بیرویه اشاره کرد. در واقع نتایج بیانگر وجود خشکسالی در منطقه می باشد. همچنین برای بررسی خشکسالی در حوضه مهارلو بختگان، از داده های هواشناسی برای برآورد شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و تحلیل آمار فضایی، از آمار 6 ایستگاه منتخب سینوپتیک(شیراز، زرقان، سد درودزن، اقلید، نی ریز و آباده) طی سالهای 2000 تا 2020 استفاده شد. نتایج شاخص موران در مورد خشکسالی نشان داد که مقادیر مربوط به سال های مختلف در طول دوره آماری دارای ضریب مثبت و نزدیک به یک می باشند که نشان دهنده ی این است که داده های شاخص خشکسالی SPI دارای الگوی خوشه ای می باشد. همچنین نتایج حاصل از مقادیر امتیاز استاندارد Z و مقدار P-Value، خوشه ای بودن توزیع فضایی خشکسالی را مورد تایید قرارداد.

    کلید واژگان: خشکسالی, شاخص پوشش گیاهی, سنحش از دور. حوضه مهارلو بختگان}
    Marzieh Mogholi *

    Drought is one of the most destructive climatic phenomena whose impact is more significant at the regional scale. The importance of drought in an area such as Maharloo Bakhtegan is more important due to the strategic conditions of the region, the extent of agricultural lands and the existence of Maharloo and Bakhtegan lakes. The purpose of this study was to assess drought using remote sensing, spatial statistics, and GIS in the Maharloo-Bakhtegan basin. In this study, to evaluate the effect of drought on vegetation, Madis images were used to calculate the normalized vegetation index (NDVI) and then the changes in vegetation area were investigated. The results showed that the area of vegetation decreased in the studied years. Reasons for these changes can be attributed to reduced winter rainfall, land-use changes, increased off-season grazing, and bushes. The results indicate the drought in the region. Also to study drought in Maharloo-Bakhtegan basin, meteorological data for estimation of normalized precipitation index (SPI) and spatial statistical analysis, from 6 selected synoptic stations (Shiraz, Zarghan, Droodzan Dam, Eqlid, Neyriz, and Abadeh) used from 1999 to 2018. The results of the Moran index for drought showed that the values for different years have a positive coefficient and close to one during the statistical period, indicating that the SPI drought index data have a cluster pattern. The results of the Z standard score and P-value also confirmed the clustering of the spatial distribution of drought.

    Keywords: Drough, Vegetation index, RS, Maharloo Bakhtegan Basin}
  • محمد طاوسی، مهدی وفاخواه*، وحید موسوی
    با توجه به اهمیت داده های هواشناسی و وجود محدودیت داده برداری در ایستگاه های زمینی، فن سنجش از دور می تواند نقش مهمی در تهیه این داده ها ایفا کند. هدف از این پژوهش ارزیابی کمی دمای سطح زمین (LST) حاصل از تصاویر سنجنده مادیس، برای تخمین دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در حوضه آبخیز طالقان است. برای این منظور، داده های دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه سه ایستگاه هواشناسی زمینی و مقادیر LST روز و شب و NDVI سنجنده مادیس، متعلق به دوره زمانی 2009 تا 2015، دریافت و تهیه شد. سپس با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه، بین هریک از متغیرهای موثر و دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های زمینی، ارتباط برقرار شد. نتایج نشان داد که بین دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های زمینی، با LST روز و شب و NDVI حاصل از سنجنده مادیس، همبستگی معنی داری وجود دارد؛ بنابراین از این متغیر ها در روابط رگرسیونی استفاده شد. نتایج حاصل از اعتبارسنجی نشان داد روابطی که با همه متغیرهای موثر ایجاد شده است بیشترین صحت را دارد؛ به طوری که بهترین مدل در تخمین بیشینه دمای هوای روزانه، دارای مقادیر ، NSE و RMSE، به ترتیب 75/0، 75/0 وC 7/4+ و درمورد کمینه دمای هوای روزانه، به ترتیب 71/0، 71/0 و  C 9/2+ است؛ ازاین رو می توان با تبدیل دمای سطح زمین حاصل از تصاویر سنجنده مادیس، دمای هوا را با دقت بالا در مقیاس روزانه و ماهیانه، برای استفاده در پژوهش های گوناگون، تخمین زد.
    کلید واژگان: دمای هوا, دمای سطح زمین, شاخص پوشش گیاهی, ماهواره آکوا و ترا}
    Mohammad Tavosi, Mehdi Vafakhah *, Vahdi Moosavi
    Due to the importance of meteorological data and limitations of data gathering from ground stations, remote sensing can play an important role in the preparation of these data. The purpose of this study was to quantitatively evaluate the Land Surface Temperature (LST) obtained from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor images for estimating the maximum and minimum daily air temperature in the Taleghan watershed. For this purpose, the maximum and minimum daily air temperature data of three existing ground stations for the period 2009 to 2015 were obtained. Day and night LST and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) values ​​of MODIS were also prepared. The relationships between each of the effective variables and maximum and minimum daily air temperature in ground stations have been extracted using multiple linear regression method. The results showed that there was a significant correlation between maximum and minimum daily temperature of ground stations with day and night LST and NDVI from MODIS sensor. Therefore, these variables were used in regression relationships. The results of validation showed that the established relationships with all effective variables had the most accuracy. Therefore, the best model for estimating the maximum daily air temperature had , NSE and RMSE values ​​of 0.74, 0.74, and +4.7, respectively and for estimating the minimum daily air temperature had 0.71, 0.72 and +2.9, respectively. Therefore, by converting the surface temperature obtained from MODIS sensor images, the air temperature can be estimated with high accuracy on a daily and monthly scales for various studies.
    Keywords: Air temperature, Aqua, Terra satellites, Land Surface Temperature, Vegetation index}
  • موسی عابدینی*، سجاد جوادی، رئوف مصطفی زاده، امیرحسام پاسبان

    فرسایش خاک یک فرایند ژیومورفیک غالب است که امنیت غذایی را در بخش های وسیعی از کره زمین را تهدید می کند. ویژگی های ژیومورفیک حوضه در هیدرولوژی، فرسایش خاک و تولید رسوب نقش مهمی دارد و می تواند شاخصی از وضعیت فرسایش و رسوبگذاری حوضه باشد. بنابراین هدف از این پژوهش ارتباط شاخص های پوشش گیاهی و ژیومورفیک با مقادیر فرسایش و رسوب در حوضه آبریز کوزه توپراقی است که با بهره گیری از قابلیت های سیستم اطلاعات جغرافیایی جهت استخراج خصوصیات ژیومورفیک حوضه انجام شد. بدین منظور مقادیر فرسایش و رسوب با استفاده از مدل پسیاک اصلاح شده (MPSIAC)، محاسبه شد. هم چنین به منظور استخراج خصوصیات فیزیوگرافی و ژیومورفیک (شامل: رطوبت توپوگرافی TWI، قدرت جریان SPI، شیب SLOPE، انحناء دامنه، انحناء پروفیل و انحناء پلان) زیرحوضه ها، از مدل رقومی ارتفاع با دقت مکانی 30 متر و نیز سایر لایه های مورد استفاده در مدل MPSIAC شامل نقشه های توپوگرافی 1:25000، زمین شناسی 1:100000 و نیز نقشه های موضوعی: خاکشناسی، پوشش گیاهی و تصاویر ماهواره ای، آمار ایستگاه های هواشناسی، باران سنجی مناطق مجاور حوضه آبریز استفاده شد. نتایج نشان داد که که ارتباط میان مقادیر فرسایش و رسوب در زیرحوضه های مورد مطالعه معنی دار است. علاوه براین، مقدار فرسایس و رسوب با مقادیر شیب نیز دارای رابطه ی معکوس و معنی دار هستند. هم چنین میان شیب و نیز شاخص قدرت آبراهه رابطه ی مثبت و معنی دار از نظر آماری وجود دارد. شاخص های مرتبط با انحناء دارای تغییرات اندکی در منطقه مورد مطالعه هستند. اما به دلیل توپوگرافی متنوع منطقه، مقادیر شیب دارای تغییرات قابل توجهی در میان زیرحوزه ها است.

    کلید واژگان: شاخص پوشش گیاهی, شاخص های ژئومورفیک, رطوبت توپوگرافی (TWI), قدرت جریان (SPI), تولید رسوب, کوزه توپراقی, شمال غرب ایران}
    Mousa Abedini *, Sajjad Javadi, Raoof Mostafazadeh, Amirhesam Pasban

    Today, soil erosion is one of the major problems of watersheds and agricultural areas and natural resources, which causes land degradation and decreases soil fertility. Therefore, the purpose of this study is to investigate the relationship between vegetation and geomorphic indices with the values of erosion and sediment in the watershed of Koot-e-Tootraghi basin, which was done by using the capabilities of GIS to extract the geomorphic characteristics of the basin. For this purpose, erosion and sedimentation rates were calculated using the modified Psiac model (MPSIAC). Also, in order to extract physiographic and geomorphic features including: TWI topographic moisture layers, SPI current strength, SLOPE slope, domain curvature, profile curvature and sub-basin plan curvature, from the height digital model with a spatial accuracy of 30 meters, as well as other layers used in the MPSIAC model including1:25000 topographic maps, 1:100000 geological maps were used. According to the box diagram, the indices related to curvature have little changes in the studied area. Also, the indices related to curvature have little changes in the studied area. Based on the results, there is a positive and significant correlation of 0.47 (p-value less than 0.01) between the standard index of vegetation cover and topographic humidity index. In addition, there is a significant correlation (0.63) between waterway power index and slope. It was also found that the relationship between the slope and the normalized index of vegetation has an inverse and significant relationship (0.48) (p-value less than 0.01.).

    Keywords: Vegetation index, Geomorphic indices, Topographic wetness index, Stream power index, Sediment yield, Koozeh topraghi, Northwestern of Iran}
  • جعفر جعفرزاده*

    زندگی و توسعه جوامع انسانی مستلزم تولید و مصرف انرژی است، لزوم توجه به محیطزیست و فناپذیر بودن منابع فسیلی جهت تولید انرژی، توجه بشر را به استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی معطوف کرده است. انرژی های نو از آن جهت اهمیت دارند که جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی می باشند. سوخت های فسیلی باعث آلودگی های زیست محیطی و آب و هوایی شده اند. از طرفی دیگر، نیروگاه های زمین گرمایی نیز اثرات زیست محیطی بر روی پوشش گیاهی مناطق اطراف نیروگاه می توانند داشته باشند. در این تحقیق با استفاده از شاخص های پوشش گیاهی به بررسی اثرات تخریبی احتمالی نیروگاه زمین گرمایی مشکین شهر بر روی پوشش گیاهی مناطق اطراف سایت نیروگاه پرداخته شده است. بررسی های انجام شده با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 7 و 8 و سنجنده های ETM+ و OLI از منطقه مورد نظر و استخراج شاخص  SAVIطی دو بازه زمانی سال های 2000 و 2017 میلادی نشان داد که میزان شاخص پوشش گیاهی مناطق اطراف سایت نیروگاه به میزان 68/6 کیلومترمربع کاهش یافته است. هم چنین مناطق مسکونی، خاک و آب نیز به ترتیب 69/53، 26/14 و 255/0 درصد افزایش یافته اند. مقایسه دو تصویر طبقه بندی شده نشان داد که کلاس پوشش گیاهی در سال 2000 مساحتی برابر با 14/118 کیلومترمربع داشته که در سال 2017 به 45/91 کیلومترمربع کاهش یافته است. و همچنین کلاس مناطق مسکونی در سال 2000 مساحتی برابر با 74/95 کلیلومترمربع داشته که این مقدار در سال 2017 به 43/120 کیلومترمربع، کلاس خاک از 56/291 کیلومترمربع به 82/405 کیلومترمربع و کلاس آب از 43/0 به 69/0 کیلومترمربع افزایش یافته است.

    کلید واژگان: انرژی زمین گرمایی, شاخص پوشش گیاهی, تصاویر ماهواره ای, نیروگاه, مشکین شهر}
    Jafar Jafarzadeh *

    The life and development of human societies requires energy production and consumption, the need to pay attention to the environment and the fatalities of fossil fuels for energy production has focused on the use of energy from renewable energy sources. New energies are important because they are a good alternative to fossil fuels. Fossil fuels cause environmental pollution and air pollution. Geothermal plants, on the other hand, also have environmental impacts on vegetation around the power plants. In this research, various vegetation indices have been used to investigate the potential damaging effects of Meshkinshahr geothermal power plant on vegetation around the site of the power plant. Investigations using Landsat 7 and 8 satellite images and ETM + and OLI sensors from the target area and extracting the SAVI index in two periods of 2000 and 2017 showed that the vegetation index of the areas around the site of the power plant Geothermal has dropped to 6.68 square kilometers. Residential, soil and water areas also increased 53.69, 14.26 and 0/255% respectively. Comparison of two classified images showed that the lagoon class in 2000 had an area equal to 11.18 km2, down from 95.91 km2 in 2017. In addition, the class of residential areas in 2000 has an area of 95.74 km2, in 2017, it is up to 120.41 km2, the soil class ranges from 219.59 km2 to 405.82 km2 and the water class ranges from 0.43 to 0.69 km2 has risen.The life and development of human societies requires energy production and consumption, the need to pay attention to the environment and the fatalities of fossil fuels for energy production has focused on the use of energy from renewable energy sources. New energies are important because they are a good alternative to fossil fuels. Fossil fuels cause environmental pollution and air pollution. Geothermal plants, on the other hand, also have environmental impacts on vegetation around the power plants. In this research, various vegetation indices have been used to investigate the potential damaging effects of Meshkinshahr geothermal power plant on vegetation around the site of the power plant. Investigations using Landsat 7 and 8 satellite images and ETM + and OLI sensors from the target area and extracting the SAVI index in two periods of 2000 and 2017 showed that the vegetation index of the areas around the site of the power plant Geothermal has dropped to 6.68 square kilometers. Residential, soil and water areas also increased 53.69, 14.26 and 0/255% respectively. Comparison of two classified images showed that the lagoon class in 2000 had an area equal to 11.18 km2, down from 95.91 km2 in 2017. In addition, the class of residential areas in 2000 has an area of 95.74 km2, in 2017, it is up to 120.41 km2, the soil class ranges from 219.59 km2 to 405.82 km2 and the water class ranges from 0.43 to 0.69 km2 has risen.

    Keywords: geothermal energy, Vegetation index, Satellite images, Power Plant, Meshkin Shahr}
  • فریبا اسفندیاری درآباد، رئوف مصطفی زاده*، امیرحسام پاسبان، بهروز نظافت تکله

    فرسایش خاک یکی از مشکلات محیطی است که تهدیدی برای منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست به شمار می رود. در این راستا، اطلاعات زمانی و مکانی فرسایش خاک در اقدامات مدیریتی، کنترل فرسایش و مدیریت حوزه های آبخیز نقش موثری دارد. امروزه عدم استفاده صحیح از اراضی و تغییرات کاربری اراضی مانند تبدیل جنگل ها و مراتع به اراضی کشاورزی، چرای مفرط، شخم روی شیب های تند، باعث افزایش میزان فرسایش خاک و رسوب شده است. کاربری های مختلف اراضی مقادیر مختلف فرسایش را ایجاد می کنند و مدیریت اراضی نقش به سزایی در جلوگیری از فرسایش دارد. در مطالعه حاضر، هدف تلفیق شاخص های زمینی و پوشش گیاهی برای برآورد و شناسایی خطر فرسایش خاک در حوضه آبخیز عموقین با استفاده از مدل RUSLE است. لایه پارامترهای مدل RUSLE شامل لایه فرسایندگی باران، لایه خاک، لایه توپوگرافی، لایه پوشش گیاهی و عامل حفاظتی خاک هم چنین آمارهای مختلف مربوط به ایستگاه های باران سنجی، هیدرومتری، نقشه های توپوگرافی، و زمین شناسی و نیز بهره گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS و سنجش از دور استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که مقدار متوسط فرسایش سالانه خاک برای کل حوضه در دامنه بین 21/1 تا 53/5 تن در هکتار در سال متغیر است. هم چنین بررسی روابط رگرسیونی بین فاکتورهای مدل RUSLE و مقدار فرسایش سالانه خاک نشان داد که فاکتور توپوگرافی (LS) دارای ارتباط کمی با میزان فرسایش سالانه خاک به وسیله مدل RUSLE دارد. هم چنین در بررسی دیگر بین شاخص های زمینی با مدل RUSLE نتایج نشان داد که عامل پوشش گیاهی با ضریب تعیین 47/0 درصد نسبت به سایر شاخص های مورد مطالعه دارای هم بستگی بیش تری است، شاخص قدرت جریان نیز با ضریب تعیین 07/0 درصد دارای کم ترین هم بستگی بین شاخص های مورد مطالعه است. این تحقیق امکان تلفیق شاخص های موثر توپوگرافی و پوشش گیاهی بر فرسایش و نیز  امکان استفاده از سایر شاخص های موثر را تایید می نماید.

    کلید واژگان: برآورد فرسایش خاک, اولویت بندی, مدیریت پوشش گیاهی, کاربری اراضی, شاخص پوشش گیاهی}
    Fariba Esfandiari Darabad, Raoof Mostafazadeh*, AmirHesam Pasban, Behrouz Behruoz Nezafat Takleh

    Soil erosion is one of the environmental problems that is a threat to natural resources, agriculture and the environment, and in this regard, assessing the temporal and spatial amount of soil erosion has an effective role in management, erosion control and watershed management. The main aim of this study was to estimate soil erosion in Amoqin watershed and its relationship with well-known vegetation-based and topographic-related indices. The meteorological data has been used to determine the rainfall erosivity. The rainfall erosivity index was calculated using the modified Fournier index during the 10-year available recorded rainfall data. The value of LS factor has been calculate using digital elevation model. Meanwhile, C and P factors were determined based on the utilization scheme and condition of the study area. Data were analyzed and processed using ArcMap 10.1, ENVI 5.3, and Excel software. In this study, RUSLE model was used to estimate soil erosion, in GIS environment. According to the results, the amount of factor R in Amoqin watershed varies from 12.32 to 50.52 MJ/ha/h per year. The variation of soil erodibility index (K) over the study area is between 0.25 to 0.42. The amount of LS factor varies between 0.19 and 0.38, which is more in high slopes, especially around the waterways and uplands of the study area. The variation of C factor was estimated to be around -0.18 to 0.4. In general, it can be said that the central part of Amoqin watershed has less C value due to the greater area of agricultural activities and the highest amount is related to western areas, especially southwest areas because existing the rangeland areas. Due to the lack of protective measures in the study area, the amount of factor P was considered as unity for the whole region. The base layers of RUSLE factors were obtained and overlayed in GIS to calculate the soil loss in tons per hectare per year. The map of annual soil loss indicate that the erosion amounts varies between 1.21 to 5.53 tons per hectare per year in different parts of the study area. According to the results, the vegetation factor with a coefficient of determination 0.47% had a significant correlation with soil loss. The stream power index with the coefficient of determination of % 0.07% had the lowest correlation with soil erosion values.

    Keywords: Soil erosion estimation, Prioritization, Vegetation management, Land use, Vegetation index}
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، مهدی جدیدالاسلامی قلعه نو

    شناخت روابط مکانی پوشش گیاهی با رسوبدهی حوضه ها جهت کنترل و مدیریت بهینه منابع آب و خاک ضرورتی اساسی دارد. تحقیق حاضر با هدف تشخیص و تعیین کم و کیف روابط بین پوشش گیاهی و رسوبدهی سالانه حوضه های آبخیز سبلان واقع در شمال غرب کشور انجام گرفت. در این راستا امکان ارایه مدل های برآورد منطقه ای رسوبدهی بر اساس تحلیل های آماری همسبتگی و رگرسیون مدنظر قرار گرفت. متغیرهای مستقل شامل مقادیر متوسط، کمینه و بیشینه شاخص گیاهی NDVI بود که از طریق پردازش تصاویر ماهواره ای لندست 8 در محیط نرم افزاری Envi استخراج گردید. متغیر وابسته نیز که عبارت از رسوبدهی سالانه بود، از طریق محاسبات روی داده های بار رسوبی 10 ایستگاه هیدرومتری نمونه به دست آمد. نتایج اجرای آزمون همسبتگی نشان داد که رابطه قوی و معناداری بین متوسط شاخص گیاهی و میزان رسوبدهی سالانه حوضه ها (r = -0/758) وجود داشت. این رابطه معکوس به اهمیت و نقش آشکار پوشش گیاهی در کاهش تولید رسوب و انتقال آن در منطقه تاکید دارد. گذشته از این، نتایج آزمون های رگرسیونی نشان داد که امکان ارایه مدل های برآورد منطقه ای از رسوبدهی سالانه حوضه ها از طریق برازش توابع رگرسیونی خطی، درجه 2 و توانی وجود دارد. در این راستا، مدل درجه دو از بالاترین کارایی برخوردار بوده و توانست 75 درصد از واریانس رسوبدهی سالانه را توضیح دهد. رابطه خطی نیز قادر به توضیح 57 درصد واریانس رسوبدهی سالانه بود.

    کلید واژگان: رسوبدهی, شاخص گیاهی, رگرسیون, سبلان}
    Sayyad Asghari Saraskanroud *, Mahdi Jadidoleslami Ghalehno

    The knowledge about spatial relationships of vegetation with sediment yield (S.Y) in watersheds is essential for optimal controlling and managing of water and soil resources. The purpose of this study was to recognize and determine the relationship between vegetation cover and annual S.Y of Sabalan catchments, N.W Iran. In this regard, the possibility of presentation of regional S.Y estimation models based on correlation and regression analysis were considered. Independent variables include average, minimum and maximum NDVI (Normalized Differential Vegetation Index), extracted through the processing of Landsa.t 8 satellite imagery in the ENVI environment. The dependent variable, which was the annual S.Y, was obtained through calculations on sediment load data of 10 sample hydrometric stations. Results of correlation test showed that there was a strong and significant relationship between the average NDVI and the annual S.Y in the catchments (r = -0/758). This inverse relationship emphasizes the importance and apparent role of vegetation in reducing sediment production and transporting in the region. Moreover, the results of regression tests showed that is possible to present the regional estimation models regards to annual S.Y by fitting linear, quadratic and power functions. In this regard, the quadratic model has the highest performance and explain 75% of the annual S.Y variance. The linear relationship was also able to explain 57% of the annual sedimentary variance.

    Keywords: Sediment Yield, Vegetation index, Regression, Sabalan}
  • فرزام فاروقی، زهره ابراهیمی، میلاد رحیمی*
    آگاهی از تاثیر خاک ها بر پویایی منابع آبی، جهت ارتقاء مدیریت در مقابل تنش ها اهمیت فوق العاده ای دارد؛ در سال های اخیر نگرانی ها از تغییر اقلیم توجه به حفظ بستر خاکی و تنظیم شیوه فعالیت های که کمترین آسیب را داشته باشند موردتوجه قرار گرفته است؛ لذا در تحقیق اخیر باهدف کمی سازی حساسیت مکانی-زمانی خاک در دوران کوارترنری بر اثر نوسانات شاخص پوشش گیاهی و منابع آبی به اهمیت موضوع خاک ها و پهنه بندی پاسخ اکولوژیک در مقابل تغییرات پرداخت، در این رابطه با استفاده از روش سری های زمانی من کندال (ناپارامتریک) به مطالعه تغییرات پوشش گیاهی و آبی روی خاک های کوارترنی در مقایسه با سایر خاک ها در کشور ایران پرداخته شد. در مطالعه از داده های مودیس و مدل MERA ورژن2 در دوره 2018 تا 2021 به مدت 36 ماه استفاده گردید. نتایج مطالعه نشان داد؛ متوسط حجم آب ذخیره شده در خاک های ایران 345 میلی لیتر در مترمربع است. بر طبق نتایج ذخایر آب در مناطق کوارترنری با اقلیم فوق العاده مرطوب 20% و مناطق نیمه مرطوب 18% و همچنین مناطق مدیترانه ای 8%- مناطق شبه خشک 12%+ ، مناطق خشک 21%+ و مناطق بیابانی با 25%+ نسبت به اقلیم مشابه خود تغییر در حجم دارند. همچنین سواحل دریاچه ارومیه و استان خوزستان اثر نوع خاک بر پوشش و منابع آبی دارای حساسیت بالا و مساحت 650 هزار هکتار را در بر دارد. در دشت گلستان 22 هزار هکتار در تهدید وجود دارد و حساسیت بالا از خود نشان می دهد. نتایج اخیر نشان دهنده حساسیت و شکنندگی بالای مناطق خاک کوارترنی در مقابل تغییرات اقلیمی است، لذا برنامه ریزی و مطالعه آمایش کشور با توجه به پتانسیل های خاک اهمیت فوق العاده دارد.
    کلید واژگان: شاخص پوشش گیاهی, تغییرات آب و هوایی, چرخه آب, حفاظت از خاک, سری زمانی منکندال}
    Farzam Farooghi, Zohre Ebrahimi, Milad Rahime *
    Awareness of the effect of soils on the dynamics of water resources is extremely important to improve management in the face of stress; In recent years, concerns about climate change have led to concerns about preserving the soil bed and regulating activities that are least harmful; Therefore, in a recent study aimed at quantifying the spatio-temporal sensitivity of soil during the Quaternary period due to fluctuations in vegetation index and water resources to the importance of soils and zoning of ecological response to changes, in this regard using the Kendall (nonparametric) time series method. Vegetation and irrigation changes on Quaternary soils compared to other soils in Iran were studied. In the study, Modis data and MERA version 2 model in the period 2018 to 2021 were used for 36 months. The results of the study showed; The average volume of water stored in Iranian soils is 345 ml / m2. According to the results of water reserves in Quaternary regions with extremely humid climate 20% and semi-humid regions 18% and also Mediterranean regions 8% - semi-arid regions + 12%, arid regions + 21% and desert regions with + 25% relative to the same climate They themselves have a change in volume. Also, the shores of Lake Urmia and Khuzestan province have the effect of soil type on cover and water resources with high sensitivity and an area of 650,000 hectares. There are 22,000 hectares in Golestan plain under threat and it shows high sensitivity. Recent results indicate the high sensitivity and fragility of Quaternary soil areas in the face of climate change, so planning and studying the country's planning with respect to soil potentials is extremely important.
    Keywords: Vegetation Index, water storage, water cycle, Soil protection, Menkendal time series}
  • سعید صادقیان*، احمد رجبی، سلیمان محمدی

    مطالعات نشان می دهد بهره مندی از مساحت سطح زیرکشت و منحنی رشد محصولات برای کشورها حدود چند میلیون شغل جدید و میلیاردها دلار درامد ناخالص نصیب این کشورها کرده است که بیش از 50 درصد آن سهم کشاورزان بوده است. با توجه به منحنی رشد محصولات در 8 قطعه زمین که بر روی تصاویر لندست 8 اعمال شده است، محصول یونجه (105) دارای بهترین، شاداب ترین و کم استرس ترین پوشش گیاهی در بین محصولات بوده است و محصول یونجه (303) دارای کمترین سبزینگی در زمان اوج رشد پوشش گیاهی و همچنین دارای بیشترین ضریب تغییرات در منحنی رشد خود بوده است. برطبق نتایج به دست آمده از مساحت سطح زیرکشت محصولات از تصویر NDVI، دریافتیم که محصول گندم (304) دارای بیشترین اختلاف و محصول گندم (108) دارای کمترین اختلاف می باشد. کل مساحت این 8 قطعه زمین کشاورزی درسال 98 برابر با 775/82 هکتار است و با توجه به نتایج شرکت کشت و صنعت برابر با 89 هکتار بوده است به عبارتی مساحت محاسبه شده از تصویر NDVI اردیبهشت ماه سال 98 تنها حدود 7 درصد کمتر بدست آمده است.

    کلید واژگان: سنجش از دور, شاخص پوشش گیاهی, برآورد سطح زیر کشت, پایش, منحنی رشد محصولات}
    Saeed Sadeghian*, Ahmad Rajabi, Soleyman Mohammadi

    Studies show that landing area crops and crop growth curves for countries have provided them with several million new jobs and billions of dollars in gross income, with more than 50% of them being farmers. Due to the growth curve of crops in 8 plots of land applied to Landsat 8 images, alfalfa (105) had the best, most lively and least stressful vegetation, and alfalfa (303) had the least vegetation at peak vegetation growth and also The highest coefficient of variation was in its growth curve. According to the results obtained from the crop area of NDVI image, we found that wheat (304) had the highest difference and wheat (108) had the least difference. In the year 98, the total area of these 8 plots is 82.775 hectares and according to the results of the company was 89 hectares. In other words, the area calculated from the NDVI image in 1398 was only about 7% lower.

    Keywords: Remote Sensing, Vegetation index, Estimated area under cultivation, Monitor, Product growth curve}
  • مرزبان فرامرزی*، نسرین عوض پور، رضا امیدی پور، حسین مهدی زاده

    خشک سالی رخدادی طبیعی است که تاثیر قابل توجهی در کشاورزی، اقتصاد و در نتیجه ابعاد مختلف زندگی مردم در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. پوشش گیاهی یکی از اجزای زنده اکوسیستم است و نقش مهمی در بسیاری از فرایندهای اکوسیستمی دارد که به شدت تحت تاثیر رخدادهای اقلیمی، از جمله خشک سالی، است. در پژوهش حاضر، وضعیت تغییرات پوشش گیاهی در رابطه با شاخص خشک سالی در محدوده حوضه آبخیز ایلام (شهرستان ایلام) بررسی شد. در این تحقیق، از آمار 30ساله (13671397) بارش ایستگاه های سینوپتیک (شهرستان های ایلام، مهران، دهلران، سرابله، ایوان، دره شهر و آبدانان) برای محاسبه شاخص بارش استاندارد (SPI) و از داده های تصاویر ماهواره ای لندست (سنجنده های OLI، ETM و TM) برای تهیه شاخص تفاضل پوشش گیاهی استاندارد (NDVI) و بررسی تغییرات پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه، استفاده شد. واکاوی ارتباط بین شاخص خشک سالی (SPI) و شاخص پوشش گیاهی (NDVI) با استفاده از روش هم بستگی پیرسون بین لایه رستری پوشش گیاهی و خشک سالی انجام شد. نتایج نشان داد که بر اساس شاخص SPI محاسبه شده، در سال های 1382و 1387 پدیده خشک سالی با شدت های بیشتری نسبت به سایر دوره های مورد بررسی (13671397) اتفاق افتاده است. نقشه دسته بندی پوشش گیاهی حاصل از شاخص NDVI در طول سال های 1367 تا 1397 بیانگر کاهش سطح پوشش گیاهی از گذشته تا حال بوده، به طوری که این کاهش بیشتر در دسته پوشش گیاهی متراکم (از 15.959 هکتار در سال 1367 به 6492 هکتار در سال 1397) رخ داده است. بر اساس یافته های تحقیق حاضر، نتیجه گیری می شود که تغییرات پوشش گیاهی در طول زمان با شدت خشک سالی ارتباط مستقیمی دارد که مدیران و تصمیم گیران عرصه منابع طبیعی، به منظور مدیریت پوشش گیاهی، باید به این موضوع مهم توجه کنند.

    کلید واژگان: شاخص پوشش گیاهی, ماهواره لندست, شاخص بارش استاندارد, تغییرات پوشش گیاهی, مناطق نیمه خشک}
    Marzban Faramarzi *, Nasrin Avazpour, Reza Omidipour, Hossein Mehdizadeh

    Drought is a natural phenomenon that has a significant impact on agriculture and also influences different aspects of people's lives in both arid and semi-arid regions. Vegetation cover is one of the living components of the ecosystem and plays an important role in many ecosystem processes that are strongly affected by climatic events such as drought. In the present study, the status of vegetation changes in relation to drought index has been investigated in the Ilam catchment (Ilam city). In this research, the 30-year precipitation of synoptic stations of Ilam, Mehran, Dehloran, Sarableh, Ivan, Darrehshahr and Abdanan were applied to calculate the standardized precipitation index (SPI). The Landsat satellite images were used to extract the standard vegetation difference index (NDVI) and also to investigate the detection of vegetation changes in the study area. Besides, the relationship between the SPI drought index and NDVI vegetation index was performed by the Pearson correlation method between raster layers of NDVI and SPI. The results of the SPI index showed that the drought in the years 2003 and 2008 occurred with more intensity than other years. Moreover, the vegetation classification map obtained from the NDVI index showed a decreased trend in the level of vegetation from 1988 to 2018 which is occurred mostly in the dense vegetation category (15959 ha in 1988 and 6492 ha in 2018). Based on the results of the present study, it is concluded that the changes in vegetation over time is directly related to the severity of drought, which should be considered by managers and decision-makers in the natural resources for vegetation management.

    Keywords: Vegetation Index, Landsat Satellite, Standardized Precipitation Index, Vegetation Cover Changes, semi-arid regions}
  • سعید صادقیان، احمد رجبی*، سید محمدرضا شادمانفر

    بررسی الگوی مکانی جزایر حرارتی با تصاویر ماهواره ایی ،یکی از چالش های اساسی در فرآیند توسعه شهری کشورهای در حال توسعه  میباشد که اگر این رشد حالت پراکنده و بدون برنامه ریزی به خود بگیرد مشکلات و مسایل متعددی را گریبانگیر فرایند مدیریتی و برنامه ریزی شهری خواهد نمود. هدف پژوهش شناسایی نحوه توزیع و اختلاف دمایی مناطق مختلف شهر قم نسبت به حومه آن به منظور  کشف جزایر  حرارتی و تهیه نقشه دمایی آن می باشد. در این تحقیق با بهره گیری از سنجش از دور و تصاویر ماهواره لندست و سنجنده OLI و TIRS در طول شش ماه متوالی از ماه دی 1397 تا خرداد 1398 ماه های سرد تا ماه های گرم، به بررسی وضعیت توزیع حرارت سطح زمین LST در شهر قم و اراضی حاشیه آن در ارتباط با کاربری و فاکتور شاخص پوشش گیاهی NDVI، پراخته شد. در طی تحقیقات به عمل آمده پیشنهاد می گردد با جلوگیری ار تخریب مزارع کشاورزی و احداث پارک های شهری در مناطق بایر و باز شهری از تشدید جزایر حرارتی در شهر قم جلوگیری کرد.

    کلید واژگان: سنجش از دور, جزیره حرارتی, شهرقم, شاخص پوشش گیاهی, سنجندهOLI, TRIS, دما}
    S.M.R Shadmanfar, Saeed Sadeghian*, Ahmad Rajabi

    Studying the spatial pattern of thermal islands with satellite imagery is one of the major challenges in the urban development process of developing countries. If this growth is dispersed and unplanned, many problems and problems will arise in the management and urban planning process.  The purpose of this study is to identify the distribution and temperature difference of different regions of Qom city with respect to its suburbs in order to discover thermal islands and to map its temperature. In this study, using remote sensing and Landslide and OLI and TIRS satellite imagery during six consecutive months from January 1979 to June 1398 cold months to hot months, we investigate the LST surface heat distribution in Qom and its lands. Its margin was scattered in relation to the use and NDVI vegetation index factor. During the research, it is suggested that the thermal islands in Qom be prevented by preventing the destruction of agricultural fields and the construction of urban parks in the desert and open urban areas.

    Keywords: Remote Sensing, Thermal Island, Shahram, Vegetation Index, TRIS, OLI Sensor, Temperature}
  • اکرم علی نیا، امیر گندمکار*، علیرضا عباسی

    مخاطره آتش سوزی های عرصه های طبیعی در دوره گرم سال، یکی از مهم ترین مخاطرات اقلیمی استان لرستان است. هدف اساسی نوشتار پیش رو تحلیل روند سری زمانی رخدادهای آتش سوزی عرصه های طبیعی و آشکارسازی الگوی زمانی - مکانی کانون های آتش سوزی در ارتباط با نوع پوشش اراضی است. در این راستا از داده های محصول آتش سنجنده مادیس و نیز محصول پوشش اراضی و پوشش گیاهی سنجنده مادیس طی دوره آماری 2000 تا 2020 استفاده شد. از تحلیل ماتریس اطلاعات متقاطع و ماتریس همبستگی فضایی، برای آشکارسازی ارتباط بین رخدادهای آتش سوزی و پوشش اراضی استفاده شد. نتایج نشان داد که بیش از 70% کل فراوانی رخدادهای آتش سوزی عرصه های منابع طبیعی (آتش سوزی های با کد 2) استان لرستان، مربوط به ماه ژوین و سپس جولای است. نتایج حاصل از تحلیل ماتریس اطلاعات متقاطع بیانگر آن بود که سه کاربری مراتع با تاج پوشش متوسط، اراضی جنگلی کم تراکم و زمین های کشاورزی دیم، 75% از تعداد رخدادهای آتش سوزی را به خود اختصاص داده اند. بیش از 70% از فراوانی سالانه رخدادهای آتش سوزی در دو طبقه پوشش اراضی مراتع و اراضی جنگلی، در دو ماه ژوین و جولای (خرداد و تیر) بوده است که با تراکم پوشش گیاهی دو ماه قبل در این طبقات (آپریل و می) همبستگی معنی داری داشته است؛ در حالی که فراوانی رخدادهای آتش سوزی زمین های کشاورزی دیم، به طور کلی در ماه های آگوست و سپتامبر متمرکز بوده است و همبستگی معنی داری با پوشش گیاهی هیچ ماهی نشان نداده است. به طور کاربردی می توان گفت که با توجه به اینکه وجود تراکم پوشش گیاهی در دو ماه آپریل و می در مراتع و اشکوب جنگلی استان، یکی از مهم ترین فاکتورهای محرک آتش سوزی های طبیعی در دو ماه بعد، یعنی ژوین و جولای است؛ بنابراین با تمرکز مدیریت طی یک دوره زمانی 62 روزه؛ یعنی 25 اردیبهشت تا 25 تیر در عرصه دو پوشش اراضی مراتع و اشکوب جنگلی، می توان 55% از رخدادهای آتش سوزی را کنترل کرد.

    کلید واژگان: مخاطره دمایی, آتش سوزی, کاربری اراضی, شاخص پوشش گیاهی, استان لرستان}
    Akram Alinia, Amir Gandomkar *, Alireza Abbasi

    The risk of fires in natural areas is one of the most important climatic hazards in Lorestan Province. The current study aims to analyze the temporal series trend of wildfire events in natural areas and to reveal the spatial-temporal pattern of wildfire related to the type of land cover. In this regard, the data of MODIS fire product as well as land cover and vegetation product of MODIS during the 2000-2020 were used. Cross-tabulation matrix analysis and spatial correlation matrix were used to reveal the relationship between wildfire events and land cover. The findings showed that more than 70% of the total frequency of wildfire in natural resources (wildfire code 2) in Lorestan Province is related to June and then July. The results of cross-tabulation matrix analysis revealed that 3 uses of rangelands with medium canopy, low density forest lands and rainfed agricultural lands accounted for 0.75 of wildfires. More than 70% of the annual frequency of fire events in the two forest land cover classes was in June and July (June and July), which is significantly correlated with the density of vegetation in these classes two months ago (April and May). While the frequency of fires in rainfed agricultural lands was generally concentrated in August and September, it did not show a significant correlation with vegetation of any month. Practically, it can be said that the presence of vegetation density during April and May in the forest floors is one of the most important factors related to wildfire in following two months, June and July. Therefore, focusing on management over a 62-day period, from May 15 to July 16, 55% of fire incidents can be controlled in the area of ​​pastures and forest floors.

    Keywords: Temperature risk, fire, Land Use, Vegetation Index, Lorestan Province}
  • امیرحسین ناظمی*، حامد سبزچی دهخوارقانی، علی اشرف صدرالدینی، ابوالفضل مجنونی هریس

    توسعه روش های سنجش از دور در پهنه بندی اراضی زیر کشت محصولات کشاورزی در مقیاس گسترده مکانی و زمانی، به صورت جایگزین شیوه های پرهزینه و زمان بر جمع آوری آمار میدانی، در حال گسترش است. تا کنون، روش هایی برای شناسایی اراضی زراعی، با استفاده از تصاویر سنجنده های اپتیک و راداری، مطرح شده است. برخی از این روش ها، با تاکید بر فرایندهای حذف پیکسل های ابری، مناسب اقلیم مرطوب با روزهای متعدد ابرناکی هستند و برخی دیگر، به دلیل روش به کاررفته در آنها به منظور ترکیب تصاویر هر دو سیستم اپتیک و راداری، پیچیده گی های خاص خود را دارند. در این میان، روش های مبتنی بر استفاده از ویژگی های منحصربه فرد سری زمانی شاخص گیاهی هریک از محصولات زراعی فرایند نسبتا ساده تری در پهنه بندی اراضی زراعی دارد. هدف از این پژوهش بهبود یکی از روش های مطرح شده برای تفکیک اراضی زیر کشت گندم دیم است که در آن از الگوریتم حذف گام به گام پیکسل های غیرگندم و تصاویر سنجنده مادیس استفاده شده بود. برای بهبود الگوریتم مذکور، طی فرایندی، از قدرت تفکیک زمانی تصاویر سنجنده مادیس و قدرت تفکیک مکانی تصاویر ماهواره لندست8 بهره گرفته شد. فرایند جدید، ضمن رفع نقاط ضعف الگوریتم سابق در تشخیص مراتع و اراضی غیرگندم از اراضی گندم دیم، به خصوص در پیکسل های ناهمگن، موجب افزایش دقت این الگوریتم در پهنه بندی اراضی گندم دیم شد؛ به طوری که روش مطرح شده توانست با مقادیر صحت کلی، شاخص کاپا و F1 به ترتیب برابر با 92.5%، 0.67 و 0.71، با دقت قابل قبولی، سطوح زیر کشت گندم دیم را تفکیک کند.

    کلید واژگان: پهنه بندی, شاخص گیاهی, گندم دیم, مادیس, لندست}
    Amir Hossen Nazemi *, Hamed Sabzchi, Aliashrafi Sadraddini, Abolfazl Majnooni Haris

    Application of the remote sensing methods in crop area mapping on a large spatiotemporal scale serves is as an alternative to costly time-consuming field data gathering methods. So far, some methods have been developed for wheat and rice area mapping using the images from optical and radar sensors. Some of these methods are appropriate for humid climates with several cloudy days, while others use complex processes in terms of combining both optics and radar images. Meanwhile, methods based on the unique variation of the vegetation index time series belongs to each crop are relatively simple methods that can be used for crop area mapping. The objective of this study is to improve one of the proposed methods for rain-fed wheat area mapping, in which a step-by-step elimination algorithm of non-wheat pixels was applied to MODIS images. The Improved algorithm took advantage of both MODIS and Landsat Images in terms of their high temporal and high spatial resolutions, respectively. The mentioned process could detect rain-fed wheat areas from the pastures and heterogeneous areas with higher accuracy in comparison with the previous algorithm. The overall accuracy, Kapa index, and F1 score for the final rain-fed wheat map was 92.5%, 0.67, and 0.71 respectively.

    Keywords: Crop area mapping, Vegetation index, Rain-fed Wheat, MODIS, Landsat}
  • محمدرضا نگهدارصابر*، شهره دیداری، مجتبی پاکپرور، علیرضا عباسی

    بلوط ایرانی، طی سال های اخیر، تحت تاثیر پدیده زوال بلوط قرار گرفته و این پدیده موجب ازدست رفتن بخش های وسیعی از جنگل های بلوط در عرصه های زاگرس شده است. به دلیل پوشش زمانی مناسب و وضوح زمینی مطلوب تصاویر جدید ماهواره ای، کاربرد آنها در تشخیص این پدیده امیدبخش به نظر می رسد. در این تحقیق، قابلیت های مکانی تصاویر سنجنده اسپات6 با توان تفکیک مکانی 1.5 متر در باند پانکروماتیک و 6 متر در باندهای چندطیفی، در تشخیص خشکیدگی درختان بلوط در منطقه جنگلی کهمره، از بخش های شهرستان شیراز در استان فارس، بررسی شد. مقادیر شاخص های گوناگون گیاهی شامل NDVI، EVI، TDVI، SAVI، RNDVI، OSAVI، DVI و MSR، با درصدهای متفاوت خشکیدگی درختان بلوط به صورت متناظر، در نمونه های زمینی و تصویر ماهواره ای ارزیابی شد. براساس نتایج به دست آمده، معادله رگرسیونی بین مقادیر انحراف معیار TDVI و خشکیدگی بیشتر از 30%، در هریک از پایه های درختان بلوط، به صورت y=17.92(x-0.06)-0.32 با ضریب تبیین R2=82% برآورد شد. پایش مناطق جنگلی برای درک روند زوال یا بهبودی درختان آن کمک شایان توجهی به دست اندرکاران مدیریت مناطق جنگلی خواهد کرد؛ بنابراین، استفاده از نتایج این تحقیق می تواند مدرکی برای مقایسه پایش مقاطع زمانی آینده با وضعیت موجود باشد.

    کلید واژگان: اسپات, شاخص سبزینگی, پراکنش مکانی خشکیدگی درختان, خشکیدگی بلوط}
    Mohammadreza Negahdarsaber *, Shohreh Didari, Mojtaba Pakparvar, Alireza Abbasi

    Iranian oak has been affected by oak canopy level dieback in recent years. This phenomenon has led to damage a vast part of the oak forests in the Zagros arena. As to the suitable temporal and spacial resolution of the recent satellite images, it seems promising to detect the forest dieback by remote sensing. The spatial capabilities of Spot6 images with pan and spectral resolution of 1.5 and 6 m, respectively in detecting the drying of oak trees was investigated. The forest area was located on ​​Kuhmareh district of Shiraz in Fars province. The values of different indices such NDVI, EVI, TDVI, SAVI, RNDVI, OSAVI, DVI, MSR of each tree stocks was obtained and the corresponding quantity of dryness was determined at the filed. The best correlation was obtained between TDVI and the observed data. A non-linear function was built based on TDVI standard deviation to predict the dryness of more than 30% as y=17.92(x-0.06)-0.32 with an R2 = 82%. Monitoring forest areas to understand the decline or recovery of trees will be of great help to the forest management community. Therefore, using the results of this study can be a proof to compare the current situation with future periods.

    Keywords: Oak dieback, SPOT 6, Tree desiccation map, Vegetation index}
  • هادی فدایی

    در سطح شهر تهران شناسایی جزایر گرمایی که در اثر روند گسترش شهرنشینی ایجاد شده اند و تاثیر آن ها بر آلودگی هوا، دارای احتمال می باشد. لذا در این پژوهش به ارتباط بازتاب طیفی پدیده های تاثیر گذار بر روند گسترش پدیده جزایر گرمایی در سطح شهر تهران و حومه پرداخته شده است. تصاویر ماهواره لندست 8 شهر تهران در دو تاریخ 16- آذر- 1396 و تاریخ  16- مرداد- 1396 اخذ و پیش پردازش های اولیه از قبیل تصحیحات هندسی و رادیومتریک و اتمسفریک انجام گرفت و بعد از پیش پردازش های اولیه از باندهای 9 و 10 که باندهای حرارتی این ماهواره می باشند درجه حرارت زمین (LST) استخراج گردید. سپس از باندهای طیفی این ماهواره شاخص پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) برای سطح زمین محاسبه شد. بعد از آن، بازتاب طیفی تمام پدیده های زمینی تاثیر گذار از روی تصاویر استخراج شد و ارتباط آن با آلودگی و درجه حرارت سطح زمین به دست آمد. شاخص پوشش گیاهی نرمال (NDVI) نشان داد که شاخص پوشش گیاهی در مناطق مختلف شهری در محدوده فضای سبز، محدوده اتوبان (آسفالت)، محدوده مسکونی (ساختمان)، پوشش سبزینگی کم، محدوده سایه ، محدوده ابر و محدوده مختلط زمین لخت + ساختمان + پوشش گیاهی شامل(0.41، 0.00، 0.04، 0.10، 0.01-، 0.04 و 0.03) می باشند. همچنین، بازتاب طیفی محدود ه های تاثیرگذار در تشکیل جزایر گرمایی شهری، محدوده فضای سبز و کمترین محدوده تاثیر گذار مربوط به سایه بوده است. بیشترین منطقه تحت تاثیر جزایر گرمایی شهری مربوط به بزرگراه امام علی (علیه السلام) بوده که بیشترین حجم ترافیک را دارا می باشد. مناطق با آلودگی کمتر که کمترین تاثیر در ایجاد جزایر گرمای شهری را دارند در حدود 0.59=R2 و مناطق با آلودگی بیشتر دارای بیشترین تاثیر در ایجاد جزایر گرمای شهری در حدود 0.72=R2 می باشد. مناطق با پوشش گیاهی کم و خاک لخت بیشترین درجه حرارت زمین (LST) را نشان می دهد. بیشترین مناطق، دارای درجه حرارت زمین (LST) بین 42.9 تا 46.2 درجه سانتی گراد می باشد. کمترین مناطق، دارای دمای سطح زمین بین 36.5 تا 39.5 درجه سانتی گراد بوده است. نقشه کاربری زمین به دست آمده نیز تایید کننده نتایج LST می باشد.

    کلید واژگان: تصاویر ماهواره لندست, بازتاب های طیفی, شاخص گیاهی, درجه حرارت زمین (LST), آلودگی هوا}
    Hadi Fadaei
    Introduction 

    One of the major environmental issues and requirementsof the contemporary worldis the acquisition of knowledge and related technologies. Urban Heat Island (UHI) refers to the occurrence of higher surface temperature in urban areas compared to the surrounding rural areas due to high urbanization. Urban Heat Island (UHI) is an important ecological effect of rapid urbanization. While the temporal and spatial importance of UHIs and their causes have been discussed in previous studies, precise identification of the morphology and shape of the earth and its relation with UHIs have not been studied. Urban heat islands occur primarily due tourban developmentand changes in land surface. This has created unfavorable conditions and many problemsfor citizens. Vegetation cover can reduce the effect of heat island. Satellite data can be used to determine the distribution of urban heat islands, but new methods of measurement are still needed to get better results.Ground data can also help in validation of remote sensing analysis. The present study has investigatedurban heat islands occurring in the city of Tehran and its suburbs due to urbanization and traffic.

     Method

    The present study has been carried out in Tehran, the capital city of Iran, located in the northern part of the country,on the southern slopes of the Alborz Mountain Range, along 51⁰ to 51⁰ 40′ easternlongitudeand 35 ⁰ 30′ to 35 ⁰ 51′ northernlatitude. According to the latest population and housing census in 2011 performed by the Statistical Center of Iran, Tehran has a population of 8,154,051 and still is the most densely populated city of Iran with a clear demographic difference with other cities of the country. The study area borders with mountainous areas of the north and desertsof the south, thus the southern and northern regions of the study area have different climates. The northern regions have cold and dry climates, while the southern parts suffer from hot and dry climates. The elevation varies from 900 to 1800 meters. This huge difference inelevationis due to the vast area of the city. In Tehran metropolis, the average annual temperature varies between 18 and 15 ° C, and different parts of the city have an average temperature difference of 3 ° Cdue to the elevation difference in the city. Average monthly relative humidity including minimum and maximum relative humidity recorded at Mehrabad station shows that in in the morningof July to January, humidity changes from at least 38% to a maximum of 79%. Midnight relative humidity varies from 15% to 18% in June to 47% in February. The annual rainfall in Tehran is mainly influenced by the difference in elevation and varies between 422 mm in the north and at least 145 mm in the southeast. The number of rainy days also follows the same pattern and varies between 89 days in the north and 33 days in the south. Also in this urban area, 205 to 213 days of each yearhave a clear sky with some cloud. In this exploratory study, Landsat 8 satellite images for Tehran were obtained and processed (geometrical, radiometric and atmospheric corrections).  The Operation Land Imager(OLI)with its three new bands: a deep blue band for coastal / aerosols studies (band 1), a short-wave infrared band for cirrus cloudsdetection and Band Quality Assessment (Band 9), and an Infrared Thermal Sensor (TIRS) which offers two high resolution thermal bands (approx. 30 m) (band 10, 11) were used. In addition, two of the valuable thermal bands at 10.9 µm and 12.0 µm have Landsat 8 images. In this study, spectral reflections of all terrestrial members of spectral phenomena were obtained based on the total wavelengths of Landsat 8 (wavelengths of 430-2290 nm). For UHI estimation,surface temperature can be obtained from the two thermal bandsand improved using split-window methods.The relation between thermal islands can be calculated using air pollution ground data. The present study tries to select suitable indices such as Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The vegetation index (NDVI) of land surface was calculated using spectral bands.  

    Results

    The LST map was produced using Landsat OLI 8 satellite images. Temperature in this map was obtained using standard deviation from the classified values,and areas affected by the UHI were identified subsequently. According to the LST map, the surface temperature varies between 21.5 ° C and 57.9 ° C. On the day of imaging, the lowest average temperature of water was 35 ° C and the maximum average temperature of bare lands was 48 ° C in the study area.  

    Recommendations

    It is recommended to use spectral reflectance measurements such as field spectroradiometer in natural conditions to evaluate the spectral reflectance accuracy. At a later stage, spectral reflection of different phenomena can be used to classify satellite images and examine their relationship with the urban heat islands

    Keywords: Landsat Satellite Images, Spectral reflectance, Vegetation index, Land surface temperature (LST), Air pollution}
  • صادق رمضانی، فریدون نقیبی*

    امروزه عواملی متعددی از جمله تخریب پوشش های سبز شهری و افزایش بی رویه آلاینده های زیست محیطی در نواحی شهری سبب حبس شدن انرژی تابشی خورشید و بروز پدیده جزیره حرارتی شهری می گردد که. پیامدهای خطرناکی از جمله انتقال آلودگی هوا و ذرات پراکنده سمی به همراه دارد. هدف عمده این پژوهش تحلیل وضعیت پوشش گیاهی و دمای سطح زمین در شهر ارومیه جهت بررسی شکل گیری جزایر حرارتی شهری و تحلیل آن ها است. در این راستا از تصاویر ماهواره ای لندست 4 و8 مربوط به سال های 1989 و 2017 مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش بعد از اعمال تصحیحات لازم و آموزش تصاویر اقدام به شناسایی تغییرات تغییرات کاربری اراضی و نوع تغییرات آن گردید. شاخص پوشش گیاهی (NDVI) محاسبه و سپس با استفاده از باندهای حرارتی دمای سطح زمین (LST) محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که در طول 28 سال (2017-1989) دمای شهر ارومیه افزایش پیداکرده است. همچنین مشخص گردید که افزایش دمای نواحی داخل شهر ارومیه، عمدتا ناشی از بین رفتن پوشش گیاهی و به زیرساخت و ساز رفتن اراضی سبز و همچنین فضاهای داخل محدوده شهری است که پوشش تنک آن ها از بین رفته است. بررسی ها نشان داد که شاخص پوشش گیاهی کاهش یافته به گونه ای که در مناطق بایر پوشش گیاهی از023/0 به 051/0- رسید. این موضوع نشان دهنده از بین رفتن پوشش سبز تنک است (حدود9.24 درصد از پوشش گیاهی شهر ارومیه در طی دوره 1989-2017 از بین رفته است.

    کلید واژگان: جزایر حرارتی, سنجش از دور, تصاویر ماهواره لندست, شاخص پوشش گیاهی, ارومیه}
    Sadegh Ramezani, Fereydoun Naghibi *

    Nowadays, many factors such as destruction of the urban green areas and increasing the environmental pollutants in urban areas cause the solar radiation confinement and formation of urban heat island phenomenon. This has dangerous consequences, such as stagnation and lack of the air flow, transmission of air pollution and dispersed toxic particles in urban areas. The main purpose of this research is to analyze the vegetation status and land surface temperature in Urmia city, investigate the formation of urban heat islands and analyze their temporal and spatial variations. For achieving these purposes, Landsat 4 and 8 satellite images for 1989 and 2017 years were used. In this study, after applying the necessary corrections to the images and training them, land use change detection  was accomplished. By using the red and the near infrared bands of the images, the vegetation index (NDVI) was calculated and then. Ground surface temperature (LST) was calculated by the image thermal bands. The results of this research showed that the temperature of Urmia city and its suburbs increased during the 28 years (1989-2017). It was also found that increasing temperatures within Urmia city was mainly due to the loss of the vegetation areas and to the conversion of the green area to urban lands by urbanization processes. The results showed that the vegetation index (NDVI) in Urmia city decreased as it reashed to-0.053 from 0.023 in the wasteland, which indicate the disappearance of thin green cover (about 9.24% of the vegetation cover of Urmia city disappeared during 1989–2017).

    Keywords: Heat islands, Remote sensing, Landsat images, Vegetation Index, Urmia}
  • مهدی صداقت*، حمید نظری پور

    رطوبت خاک نقش مهمی در تبادل ماده و انرژی میان سطح زمین و جو دارد. کمبود یا فقدان رطوبت خاک، به عنوان یکی از عوامل شتاب دهنده به ایجاد و گسترش کانون های گرد و غبار شناخته می شود. تالاب هورالعظیم در جنوب غرب ایران، در دهه های اخیر به دلایل مختلف با تنش های آبی مواجه بوده است. هدف از این بررسی، پایش تغییرات زمانی-مکانی رطوبت خاک در تالاب هورالعظیم و ارتباط آن با فراوانی رخداد طوفان های گرد و غبار در جنوب غرب ایران می باشد. برای این منظور، پایش تغییرات زمانی- مکانی رطوبت خاک برپایه اطلاعات سنجش از دور بررسی گردیده است. تصاویر 8 روزه از سنجنده مادیس ماهواره اکوا در دوره 15 ساله (2017-2003) اساس این بررسی را شکل می دهد. در سوی دیگر، فراوانی سالانه رخدادهای گرد و غبار در جنوب غرب ایران در دوره 2017-1987 جهت بررسی پاسخ شرایط جوی به تغییرات محیطی تالاب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نمایه های سنجش از دور شامل دمای رویه زمین (LST)، شاخص پوشش گیاهی تعدیل کننده اثر خاک (SAVI) و شاخص رطوبت خاک عمودی (PSMI) می باشند. نتایج این بررسی، بیانگر روند افزایشی دامنه شاخص های دور سنجی می باشد. دامنه شاخص پوشش گیاهی، رو به ارزش های بیشتر می رود که به مفهوم کاهش تراکم پوشش گیاهی می باشد. ارزش های شاخص رطوبت خاک عمودی نیز روند افزایشی دارد که بیانگر کاهش رطوبت خاک می باشد. آزمون های آماری نشان داد که فراوانی طوفان های گرد و غبار در ایستگاه های بستان و صفی آباد دزفول در سطح معنی داری 0/01 و سایر ایستگاه ها در سطح معنی داری 0/05 روندهای افزایشی داشته اند. همچنین مقادیر بتا نشان داد که هرساله حدود یک روز به تعداد روزهای گرد و غبار در ایستگاه های صفی آباد و بستان افزوده شده است. بنابراین کاهش رطوبت خاک و کاهش تراکم پوشش گیاهی منجر به افزایش دمای رویه زمین شده که این تغییرات شرایط محیطی تالاب هورالعظیم بر فراوانی رخداد طوفان های گرد و غبار اثر می گذارند.

    کلید واژگان: شاخص پوشش گیاهی, شاخص رطوبت خاک, دمای رویه زمین, تحلیل روند, رگرسیون خطی, ایران}
    Mahdi Sedaghat *, Hamid Nazaripour
     Introduction

     Soil moisture is considered to be a key parameter in meteorology, hydrology, and agriculture, and the estimation of its temporal-spatial distribution contributes to understanding the relations between precipitation, evaporation, water cycle, and etc. Soil moisture reduction results in the creation of centers susceptible to dust storms. With socio-economic impacts ranging from urban to intercontinental and from a few minutes to several decades, this can challenge regional development. The first estimate of potential dust sources is derived from the soil properties. With the reduction of surface soil moisture and the wind speedcrossing a certain threshold level, wind erosion process can cause the formation of dust storms. Field studies have proved that increasing the moisture content in soil from zero to about 3%, reduces the dust concentrationsignificantly. To understand the climatology of dust and develop related numerical predictive methods, continuous recording of dust storms is essential, which requires effective and continuous monitoring of the variations in surface soil moisture. Remote sensing technology is an effective method for calculating soil moisture. This technology was first used for the estimation of energy flux and surface soil moisture in the 1970s. To extract the surface soil moisture content, some remote sensing methods use surface radiation temperature and some others apply water transfer (soil/vegetation/air) (SVAT) model. Various indices have been developed for soil moisture monitoring, such as soil moisture (SM), soil water index (SWI), Temperature-Vegetation-Dryness Index (TVDI), Soil Moisture Index (SMI) and Perpendicular Soil Moisture Index (PSMI), all of which combine vegetation and surface temperature variables.

      Materials and Methods

    Soil moisture is considered to be a significant parameter in the exchange of mass and energy between the Earth surface and the atmosphere. Lack of soil moisture or decreased moisture in soil is considered to be a factoraccelerating the process of dust storm formation. During the previous decades, water stresses on the ecosystem of Hour-al-Azim have transformed this wetland into one of the main dust centers in the southwest Iran. Hour-al-Azim is one of the largest wetlands in southwestern Iran. This wetland is shared between in Iran and Iraq. It is located between N 30° 58´- N31° 50´ and E 47° 20´- 47° 55´. The Iranian part of this wetland encompassed an area of 64,100 ha in the 1970s, while in the 2000s, the area has decreased to only 29,000 ha. The present study aims to monitor the spatial-temporal variability of soil moisture in Hour-al-Azim wetland and to investigate the relation between these changes and dust storms in the southwest Iran. To reach this end, we used 8-day images obtained from the Aqua satellite in the period of 2003 to 2017 and also annual frequency of dust storms with a visibility of less than 1000 m in the period of1987–2017. A database consisting of 189 images of the red band, near-infrared band, and ground surface temperature (LST) was created, which contained 4 images per year (one image per season). The resolution of the red / near-infrared band data and daily LST values were 231.65 and 926.62 meters, respectively. Then, soil adjusted vegetation indices (SAVI) and perpendicular soil moisture index (PSMI) were extracted. SAVI index is used to reduce the effect of background soil on vegetation cover in semi-arid and arid environments with less than 30% vegetation cover.Compared to NDVI, SAVIwith L = 0.5reduces the effect of soil changes on green plants. In the next step, a trapezoidal method was used to calculate the PSMI index. In order to investigate changes in the soil moisture content of the Hour-al-Azim wetland, three time series obtained from regional mean of SAVI, LST and PSMI remote sensing indices and a time series consisting of the number of days with dust storms observed in the 9 stations were evaluated using simple linear regression test. 

    Results and discussion

    Extracting Soil Adjusted Vegetation Index indicated that in the study period, the highest values of this index was observed with a regional mean of 0.15 on 4/7/2014 and the lowest values was observed with a regional mean of 0.08 on 1/1/2005. Land Surface Temperature survey showed that during the study period, the highest values of this index was observed with a regional mean of 54.42 ° C on 7/4/2010 and the lowest values was observed with a regional mean of 17.28 ° C on 1/1/2007. The regional mean of Perpendicular Soil Moisture Index indicates that despite winter is considered to bethe wettest season of the region, PSMI index with a regional mean of 0.2 has experienced the driest soil moisture conditionsat the beginning of winter (1/1/2016),while it had experienced the wettest soil moisture conditionsin the same season on 1/1/2009 with a regionalaverage of 0.13. 

    Conclusion

    Finding of the present study indicate an increasing trend in the range of remote sensing indicators. The range of SAVI index is increasing, which means that the density of vegetation in the Wetland is decreasing. Perpendicular Soil Moisture Index values also show an increasing trend, indicating a decrease in soil moisture content. As a result of the decrease in soil moisture, the vegetation density also has decreased and the land surface temperature has increased. Results of statistical tests indicate the role of changes in environmental conditions of Hour-al-Azim wetland in the frequency of dust storms. Using findings of the present study, or studies such as Kim et al. (2017), it is possible to take advantage of soil moisture variations for the prediction of dust generation, its emission, and spread level.

    Keywords: Vegetation index, Soil moisture index, Land surface temperature, Trend Analysis, Simple linear regression, Iran}
  • افشین یوسف گمرکچی*، مهدی اکبری، علیرضا حسن اقلی، مهدی یونسی

    شوری خاک و شورشدن زمین ها، به مثابه یکی از مشکلات فراروی کشاورزی و منابع طبیعی، بسیار مهم است و باید با شناخت صحیح از پیشروی آن جلوگیری کرد. در این راستا کسب اطلاعات درباره وضعیت شوری خاک و پوشش گیاهی همچون میزان و پراکنش آن ها از اهمیت بسیاری دارد. استفاده از داده های ماهواره ای امکان مطالعه گسترده شوری خاک و پوشش گیاهی را فراهم می سازد. با توجه به اینکه پوشش گیاهی در بیشتر مناطق خشک و نیمه‏خشک به شدت تحت تاثیر خصوصیات خاک ازجمله شوری است؛ ازاین رو در پژوهش حاضر اثرات احداث زهکش حایل بر روند تغییرات شوری خاک و پوشش گیاهی با استفاده از قابلیت های سنجش از دور در بازه زمانی پانزده ساله بررسی شده است. نتایج نشان داد احداث زهکش حایل در شوره زار مرکزی دشت قزوین تاثیری در روند تغییرات شوری خاک و پوشش گیاهی منطقه نداشته است؛ به گونه ای که هیچ یک از یازده شاخص استخراج شده از تصاویر ماهواره ای، تغییرات معنی داری در دوره پیش و پس از احداث زهکش حایل از خود نشان نداده است. براساس نتایج آزمون همبستگی بین عناصر اندازه گیری شده در خاک و باندهای تصاویر ماهواره ای، باندهای 5 و 7 با شاخص نسبت جذب سدیم خاک پیش از احداث زهکش همبستگی بسیار معنی داری داشته و به همین ترتیب، دو باند یادشده پس از احداث زهکش، با شاخص هدایت الکتریکی خاک همبستگی داشته است. درواقع شاخص هایی که شامل باندهای قرمز و مادون قرمز باشند، ارتباط معنی داری با پارامترهای شوری خاک از خود نشان داده اند؛ همچنین نتایج آزمون همبستگی شاخص های سنجش از دور و داده های زمینی در محدوده شوره زار نشان داد که شاخص شوری خاک، ضریب همبستگی بسیار معنی داری با داده های شوری خاک داشته است.

    کلید واژگان: دشت قزوین, سنجش از دور, شاخص پوشش گیاهی, شاخص شوری, شوری خاک}
    Afshin Uossef Gomrokchi *, Mehdi Akbari, Alireza Hassanoghli, Mahdi Younesi

    Soil salinity and soil salinization as one of the problems facing agriculture and natural resources are of great importance which needs to be prevented with proper knowledge. In this regard, it is important to obtain information about soil salinity and vegetation, such as their amount and distribution. The use of satellite data enables extensive study of soil salinity and vegetation. Since vegetation in most arid and semi-arid regions is strongly influenced by soil properties such as salinity, therefore, this study investigated the effects of Interceptor Drain on soil salinity and vegetation changes using remote sensing capabilities in a 15-year interval. Results showed that construction Interceptor Drain in Salt Marsh Qazvin plain had no effect on soil salinity changes and vegetation cover. According to the results of correlation test between measured soil elements and satellite image bands, bands 5 and 7 were highly correlated with soil SAR (Sodium Adsorption Ratio) index prior to drainage construction and thus, the two bands after drainage construction had a significant correlation with soil EC (Electrical Conductivity) index. In fact, indices including red and infrared bands showed a significant relationship with soil salinity parameters. Also the results of correlation test of remote sensing indices and ground data in the salinity area showed that SI (Salinity Index) index had a highly significant correlation with soil salinity data.

    Introduction

    One of the methods of salinity monitoring is ground-based data, which can be time-consuming and costly, especially if large-scale monitoring is performed over multiple time periods. Using Remote Sensing method and georeferenced and laboratory data, soil salinity changes over time can be monitored. The spectral reflectance of a variety of salts at the soil surface has been studied in several studies which has been used as a direct indicator in remote sensing. However, when the soil moisture is high or the salt layer is not visible at the soil surface or the salt is mixed with other soil components, the direct salinity detection approach will become more complex. However, vegetation and saline-friendly plants can be used as a sign of soil salinity for indirect detection and identification of saline areas based on spectral reflectance of plants. The purpose of the present study was to investigate the trend of soil salinity and vegetation changes using remote sensing capabilities in two intervals before and after construction of Interceptor Drain in Salt Marsh Qazvin plain. Therefore, the trends of soil salinity and vegetation changes over a 15-year period have been studied.

    Materials and Methods

    The study area is located in a part of Qazvin province, 150 km northwest of Tehran and the major cities adjacent to the area in Qazvin are Takestan  in the west, Abike in the north and Dansfahan in the southwest. Due to the geological conditions of the bedrock and deposition of sediments and groundwater discharge from Qazvin and Hashtgerd Plains, the marsh has been formed which has become saline due to years of severe evaporation. Most saline species have little growth in the salinity range and only in the months when rainfall increases and it is moderately saline, the plants with moderate to low salinity resistance and with a low vegetative period have a short time. Then, with increasing salinity, the soil is seated and dried; only saline-resistant plants in this area survive for the remainder of the year.In this study, spatial and temporal variations of vegetation and soil salinity were investigated using Landsat 7 satellite images. After calculating salinity and vegetation indices, the spatial variability map of soil salinity and vegetation index was prepared. In this study, Landsat satellite images during years 2004 to 2018 were used to study the trends of soil salinity and vegetation changes in Salt Marsh Qazvin plain. After analyzing the remote sensing indices in the study area, the data from satellite images and georeferenced data were compared. The soil salinity and vegetation indices used in the study included 6 soil salinity indices and 5 vegetation indices. The soil samples used in this study were related to 99 observation wells dug in the Proximity of Interceptor Drain of Salt Marsh Qazvin plain during 2010 and 2012.

    Results and Discussion

    According to the results of correlation test between measured elements in soil and satellite image bands, bands 5 and 7 were highly correlated with soil SAR index before drainage construction, and thus two bands after drainage construction, with soil EC index. The use of different soil salinity and vegetation index equations gives the results the differential preferences to achieve adequate soil salinity and vegetation index estimation on a large scale using remote sensing data. The evaluation of different soil salinity indices was based on the Statistical test. Statistical test results comparing mean at seasonal variations scale showed that remotely sensed indices related to soil salinity monitoring including BI, SI, SI1, SI2 and SI3 indices showed significant response to seasonal changes in surface soil condition. On the other hand, indices related to monitoring of vegetation status showed a significant difference in vegetation status from spring to summer. The results of correlation test of remote sensing indices and ground data expressed that in the salinity range of SI index there was a significant correlation with soil salinity data. Mean correlation results demonstrated that GVI had a high negative correlation with all salinity indices, but there was less correlation between salinity and other vegetation indices. The satellite images used in this study indicated the highest correlation with soil salinity in the dry months of the year and the correlation between the two factors was reduced in the months with precipitation. Soil salinity estimation based on SI index has been investigated in several cases which revealed that this index is accurate in estimating surface soil salinity in arid and semi-arid regions.

    Conclusion

    The present study showed that Interceptor Drain of Salt Marsh Qazvin plain had no effect on soil salinity and vegetation changes in the region, so none of the 11 indices derived from satellite images had significant changes in the period before and after drainage. In other words, soil salinity and percentage of vegetation in the Salt Marsh Qazvin plain have not changed significantly over a period of 15 years. However, due to the dryness of the area and the lack of rainfall as well as the incidence of drought, the fresh water content for natural leaching of adjacent drainage lands is limited and the drainage increases the intensity of groundwater flow and reduces soil salinity by creating a hydraulic gradient. Strengthening of vegetation in the area is affected by drainage. As the Qazvin Plain is one of the agricultural hubs of the country, hence the expansion of saline lands is one of the biggest threats to agriculture in the region. Since deep soil salinity status is one of the important factors in the establishment of vegetation in the region, studies combining remote sensing method, geophysical data and simulation models can lead to a better understanding of the status of the area.

    Keywords: Qazvin plain, Remote Sensing, Salinity index, Soil Salinity, Vegetation Index}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال