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 « landsat » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • مریم حقیقی خمامی*، امیر اسلام بنیاد، محمد پناهنده

    تالاب ها نقش اکولوژیکی مهمی در تعادل اکوسیستم ها دارند. افزایش بیش ازحد گیاهان آبزی باعث تغییرات نامطلوب مانند یوتروفی شدن تالاب، افزایش کدورت آب، باتلاقی شدن و درنهایت خشک شدن تالاب می شود. استفاده از سری زمانی داده های ماهواره ای در سامانه گوگل ارث انجین روشی کارآمد و مفید جهت بررسی شرایط اکولوژیکی تالاب ها است. با توجه به اهمیت تالاب انزلی و شرایط پیچیده و استراتژیک آن، تغییرات زمانی و مکانی پوشش های گیاهی و بدنه آبی آن با استفاده از داده های سنجنده (TM)، (ETM+) و (OLI) ماهواره لندست از سال 1990 تا 2020 در Google Earth Engine موردمطالعه قرار گرفت. تغییرات پوشش های گیاهی با استفاده از شاخص (NDVI) و تغییرات سطح آب آن با استفاده از شاخص (mNDWI) بررسی شد. نتایج نشان می دهد که سطح بدنه آب تالاب در طول سه دهه مطالعه 5520 هکتار (20%) کاهش یافته، پوشش های گیاهی متراکم از 7756 به 5350 هکتار و پوشش گیاهی نیمه متراکم از 6967 به 14100 هکتار رسیده که بر طبق نمونه برداری انجام شده نیز این تغییرات مورد تایید قرار گرفت. با بررسی میزان بارندگی سالانه استان گیلان، بر اساس داده های باران ماهواره TRMM ، مشخص شد که عامل بارندگی نقش کمتری در کاهش سطح آب تالاب دارد و به دلیل دخالت های انسانی از طریق ورود رسوبات رودخانه ای و بار آلودگی حاصل از ورود پساب های کشاورزی، شهری و صنعتی به داخل تالاب انزلی، همچنین کاهش میزان آب ورودی رودخانه های منتهی به تالاب به جهت استفاده بیش ازحد از آن ها در بالادست حوضه، سطح آب تالاب کاهش یافته و سطح پوشش های گیاهی نیمه متراکم افزایش یافته است.

    کلید واژگان: بارندگی, شاخص (NDVI), شاخص (NDWI), ماهواره لندست, تالاب انزلی}
    Maryam Haghighy Khomami*, Amir EslamBonyad, Mohamad Panahande

    Wetlands play an important ecological role in the balance of ecosystems. The excessive increase of aquatic plants causes important changes such as eutrophication, increase of water turbidity, swamping and finally drying of the wetland. Using the time series of satellite data in the Google Earth Engine is an efficient and useful way to investigate the ecological conditions of wetlands. Due to the importance of Anzali Wetland and its complex and strategic conditions, temporal and spatial changes of the vegetation and water body of the wetland were studied using Landsat satellite (TM), (ETM+) and (OLI) sensor data from 1990 to 2020 in Google Earth Engine. Vegetation changes were evaluated using the (NDVI) index and (mNDWI) index was used to study water body changes. The results show the surface of the wetland water body has decreased by 5520 hectares (20%) during the three decades of study, dense vegetation covers have decreased from 7756 to 5350 hectares and semi-dense vegetation has increased from 6967 to 14100 hectares, according to the sampling, these changes were confirmed. By examining the annual precipitation in Guilan province, based on TRMM satellite rain data, it was found that the precipitation factor has a nonsignificant role in reducing the water body of the wetland. And due to human interventions through the introduction of river sediments and the pollution load resulting from the entry of agricultural, urban and industrial effluents into Anzali Wetland, as well as the reduction of the amount of water in the rivers leading to the Wetland due to their excessive use in the upstream of the basin, the water body of the Wetland has decreased and semi-dense vegetation has increased.

    Keywords: Precipitation, NDVI, NDWI, Landsat, Anzaly Wetland}
  • مجتبی گلدانی*، شهناز دانش، روزبه شاد
    امروزه میزان آلودگی هوا به سمتی رفته که علاوه بر تهدید سلامت انسان، سلامت گیاهان را نیز به مخاطره انداخته و سالانه خسارات هنگفتی به اقتصاد کشورها وارد کرده است. در این تحقیق، استان خوزستان به عنوان منطقه ای که در سالیان اخیر تحت تاثیر ریزگردها بوده و همچنین دارای پوشش گیاهی غنی و متنوعی است، موردمطالعه انتخاب گردید. با استفاده از داده های کیفیت هوا (10PM) از سازمان محیط زیست و تصاویر NDVI از ماهواره لندست به بررسی تاثیر ریزگرد بر پوشش های گیاهی پرداخته شد. برای این منظور 10PM در بازه فصلی میانگین گیری و NDVI به صورت تفاضلی در طول یک فصل محاسبه گردید. نقشه کاربری های به روز شده خوزستان با استفاده از تصویر پردازش شده ماهواره لندست در کنار نقشه کاربری اراضی استان خوزستان و مدل طبقه بندی نظارت شده تولید و کاربری های پوشش گیاهی (کشاورزی، نیزار، مرتع و جنگل) جدا شدند. سپس، تمامی مجموعه داده ها بر مبنای کاربری های پوشش گیاهی جداسازی شدند و در نهایت ضریب همبستگی پیرسون بین 10PM و NDVI در هر یک از کاربری ها محاسبه شد. نتایج نشان داد که از نظر مکانی به ترتیب کاربری های نیزار و کشاورزی بیشترین مقادیر ضریب همبستگی بین میانگین غلظت فصلی 10PM و تغییرات پوشش گیاهی در یک فصل (dNDVI) را داشتند و از نظر زمانی در فصل تابستان بیشترین مقادیر ضریب همبستگی در طول سال ثبت گردید.
    کلید واژگان: تغییرات پوشش گیاهی, ریزگرد, طبقه بندی نظارت شده, ضریب همبستگی پیرسون, لندست}
    Mojtaba Goldani *, Shahnaz Danesh, Rouzbeh Shad
    The level of air pollution presents a twofold threat to human health and plant life, thereby resulting in economic losses for countries on an annual basis. This investigation specifically focuses on the province of Khuzestan, which has experienced considerable pollution from fine dust in recent years and is noteworthy for its diverse vegetation. By analyzing air quality data acquired from the Environment Agency regarding PM10 and utilizing NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) images captured by the MODIS satellite, this study examines the impact of fine dust on vegetation. Differential calculations were performed on the PM10 data and NDVI values across different seasons in order to achieve this objective. Updated maps of Khuzestan were constructed by merging Landsat imagery with the province's land use map, employing supervised classification model to monitor vegetation production and utilization across diverse categories such as agriculture, reeds, pasture, and forest. Subsequently, the datasets were segregated based on vegetation type, and Pearson's correlation coefficient was computed to evaluate the relationship between PM10 concentration and changes in vegetation (dNDVI) within each category. The results emphasize a spatial correlation between PM10 concentration and changes in vegetation index for reed and agriculture land uses during a single season, with the highest correlation observed during the summer season throughout the year.
    Keywords: Landsat, Particulate Matter, Pearson', S Correlation Coefficient, Supervised Classification, Vegetation Changes}
  • جمیل جلالی، فریدون رادمنش*، عبدعلی ناصری، محمدعلی آخوندعلی، حیدر زارعی

    تبخیر یکی از پارامترهای مهم در مدیریت پیکره های آبی است، با توجه به محدودیت روش های فیزیکی و تجربی برآورد تبخیر، استفاده از فناوری سنجش از دور به دلیل امکان برآورد مکانی اطلاعات و هم چنین حداقل نمودن استفاده از داده های هواشناسی می تواند کاربرد وسیعی در محاسبه تبخیر داشته باشد. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم سبال برای محاسبه آلبیدوی سطح، دمای سطحی و شاخص وضعیت پوشش گیاهی از داده های ماهواره ای لندست هشت و سنتینل دو چند طیفی و اطلاعات هواشناسی مانند درجه حرارات، ساعات آفتابی، باد و غیره استفاده شده و در نهایت تبخیرتعرق در کشت و صنعت نیشکر واحد امیرکبیر واقع در جنوب غربی خوزستان، محاسبه شد و نقشه های تبخیرتعرق برای سال های 1396 و 1397 تهیه گردید. هم چنین تبخیرتعرق واقعی با استفاده از روش پریسلی تیلور محاسبه شد و با روش سبال مورد مقایسه قرار گرفت. میانگین تفاضل مطلق بین روش الگوریتم سبال و پریسلی تیلور  برای سال های 1396 و 1397 به ترتیب برابر 175/0 و 171/0 میلی متر بر روز به دست آمد و میانگین تفاضل مطلق بین روش الگوریتم سبال و لایسیمتر برای سال های 1396 و 1397 به ترتیب برابر 185/0 و 236/0 به دست آمد. نتایج نشان داد که تبخیرتعرق محاسبه شده با این دو روش قابل قبول است و الگوریتم سبال توانایی بالایی در تعیین تبخیرتعرق برخوردار است.

    کلید واژگان: سنجش از دور, آبیاری, لایسیمتر, لندست, سنتینل}
    Jamil Jalali, Freydon Radmanesh *, Abdali Naseri, Mohammad Ali Akhondali, Heydar Zarei

    Agricultural water management studies require accurate information on actual evapotranspiration. This information must have sufficient spatial detail to allow analysis on the farm or basin level (Sanchez et al., 2008). The methods used to estimate evapotranspiration are grouped into two main groups, which include direct methods and indirect or computational methods (Alizade and Kamali, 2007). Basics of the indirect methods are based on the relationship between meteorological parameters, which impedes the use of these data with a lack or impairment. On the other hand, this information is a point specific to meteorological stations, and their regional estimates are another problem of uncertainty of their own. To this end, the use of remote sensing technology can be a suitable approach to address these constraints. Real evapotranspiration can be estimated by satellite imagery that has short and long wavelengths and is estimated using surface energy equations (Chihda et al., 2010). Examples of such algorithms include SEBAL (Bastiaanssen et al., 1998 Bastiaanssen, 2000;), METRIC (Allen et al., 2007), SEBS (Su, 2002). Among the above mentioned algorithms, energy billing algorithms have been used (Bagheriharooni et al., 2013; Teixeira et al., 2009). Among the factors of superiority of the SEBAL algorithm, in comparison with other remote sensing algorithms, is a satellite imagery analysis algorithm based on physical principles and uses satellite simulation and requires minimum meteorological information from ground measurements or air models (Bastiaanssen et al., 2002).

    Keywords: Remote Sensing, Irrigation, Lysimeter, Landsat, Sentinel}
  • آمنه میان آبادی*، مژده سلیمی فرد، مریم سلاجقه

    تبخیر-تعرق یکی از مولفه‎های کلیدی بیلان آب و برنامه‎ریزی آبیاری است. بنابراین برآورد دقیق این مولفه می‎تواند باعث بهبود مدیریت بهره‎برداری از آب و افزایش راندمان مصرف آب شود. با توجه به محدودیت ابزار اندازه‎گیری تبخیر-تعرق، روش‎های سنجش از دور می‎تواند به این منظور استفاده شود. در این مقاله از الگوریتم مثلثی برای تخمین تبخیر-تعرق در دشت کرمان در فصل های رشد 1399 (2020) و 1400 (2021) استفاده و نتایج آن به صورت نقشه‏های پهنه‏بندی تبخیر-تعرق ارائه شد. برای صحت‎سنجی نتایج الگوریتم، مقدار تبخیر-تعرق واقعی به دست آمده با استفاده از روش مثلثی برای یک باغ پسته که دارای شرایط مدیریت شده (بدون تنش) بود، با مقادیر حاصل از روش فائو 56 مقایسه شد. نتایج نشان داد که مقدار تبخیر-تعرق برای این باغ پسته با دقت قابل قبولی تخمین زده شده است (ضریب همبستگی 73/0، میانگین خطا 6/1- میلی متر در روز، جذر میانگین مربعات خطا 8/1 میلی متر در روز و nRMSE برابر 4/0). اگرچه مقدار منفی ضریب نش-ساتکلیف (3/1-) نشان می دهد که میانگین مقادیر حاصل از فائو 56 پیش بینی بهتری از الگوریتم مثلثی ارائه می دهد. مقادیر به دست آمده از الگوریتم مثلثی کمتر از مقادیر فائو 56 بود که می تواند به دلیل عدم قطعیت موجود در الگوریتم، عدم قطعیت داده های اندازه گیری شده و یا اختلاف زمانی بین تاریخ تصاویر انتخابی و تاریخ آبیاری باشد.

    کلید واژگان: دمای سطح زمین, سنجش از دور, شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی, لندست}
    Ameneh Mianabadi *, Mojdeh Salimifard, Maryam Salajegheh
    Introduction

    Evapotranspiration is one of the key components of water balance and irrigation planning. Thus, the accurate estimation of this component and the water consumption of plants can improve the management of water use and increase the efficiency of water consumption. Due to the limitation of tools for measuring evaporation-transpiration, remote sensing methods can be used for this purpose. There are several remote sensing algorithms for actual evaporation estimation including SEBAL, SEBS, Metric, etc. In this study we used the triangle method which only was used by Salimifard et al. (2022) in Mashhad Plain. They evaluated the results for the agricultural products, i.e., wheat and maize. The aim of this study is to evaluate the triangle method for a horticultural crop, i.e., pistachio in Kerman Plain. 

    Methodology

    The study area is Kerman Plain in which pistachio is one of the most important agricultural products. Due to water scarcity in this plain, determining the water requirement of the crops is crucial for agricultural activities. Accordingly, it is important to have an appropriate estimation of actual evapotranspiration in the plain. In this paper, the triangular algorithm was used to estimate actual evapotranspiration in the Kerman Plain in the growing seasons of 2020 (1399) and 2021 (1400). For this purpose, the Landsat 8 satellite images with less than 10% cloudiness were used. The variables such as NDVI, LST, etc., were calculated by using the JAVA programming language in the Google Earth Engine code (GEE) system environment. The required meteorological data of Kerman station were acquired from IRIMO. The triangular algorithm is based on the two-dimensional spatial plot of normalized LST and normalized NDVI, which were calculated using bands 10, 5, and 4 of the Landsat 8 in the GEE. Estimation of the wet and dry edges was conducted by MATLAB code. the actual evapotranspiration obtained using the triangular method for a pistachio orchard, which was under irrigation management, was compared to the values obtained by the FAO-56 method. The results were evaluated by correlation coefficient (r), Root Mean Square Error (RMSE), and Mean Error (ME).

    Results and discussion

    The results showed that the amount of evapotranspiration for pistachio was estimated with acceptable accuracy (r= 0.73 and RMSE=1.8, nRMSE=0.4, ME=-1.6). However, the NSE less than zero (-1.3) shows that the observed (FAO-56) mean is a better predictor than the Triangle algorithm. The values obtained from the triangular algorithm were lower than the values of FAO 56, which was in line with the results of the previous studies for both Agricultural and horticultural crops. This underestimation could be due to the uncertainty of the algorithm, uncertainty in the measured data, or due to the time difference between the date of the selected images and the date of irrigation. Moreover, inappropriate quality of water and soil in Kerman Plain and the uncertainty of plant coefficients used are among the factors that can underestimate evapotranspiration values by the algorithm. 

    Conclusions

    In this study, the triangular algorithm was used to estimate actual evapotranspiration in Kerman plain using remote sensing data. Actual evapotranspiration values obtained from the triangular algorithm were lower than FAO 56 values, which might be due to the uncertainty of the algorithm, uncertainty in the measured data, uncertainty of plant coefficients, or due to the time difference between the date of the selected images and the date of irrigation. To have a better evaluation of the remote sensing algorithms, it can be suggested to develop and apply a micro lysimeter in the farms and orchards, or to use the soil water balance of the farms and orchards. These may help to choose the more appropriate algorithm for the given study area, leading to providing the more proper and applicable advices for the farmers for managing the shortage of the water resources. Furthermore, it may help to update the crop coefficients which may lead to better estimation of evapotranspiration.

    Keywords: NDVI, Landsat, LST, Remote Sensing}
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، حسین شریفی طولارود

    با توجه به ثبت جنگل های هیرکانی در یونسکو، امروزه آگاهی از تغییرات و روند تخریب اراضی جنگلی جهت برنامه ریزی و مدیریت اراضی ملی امری ضروری است. هدف از این پژوهش، پایش تغییرات کاربری اراضی و پوشش جنگلی در شهرستان آستارا با استفاده از تصاویر ماهواره ای سری لندست سنجنده های TM, OLI 1 & 2 مربوط به سال های 1995 و 2022 است. در این پژوهش ابتدا تصاویر در روزهای با پوشش ابر کمتر از 10 % در سه بازه زمانی، در دو دوره انتخاب، سپس بر اساس روابط بین باندی شاخص پوشش گیاهی EVI تعریف شد. در ادامه با ترکیب شاخص ها نسبت به استخراج نقشه کاربری اراضی با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیان اقدام شد. نتایج ارزیابی صحت نشان داد که دقت کلی و ضریب کاپا نقشه کاربری اراضی با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان برای سال های 1995 و 2022 به ترتیب برابر با 89، 92 % و 0/86 و 0/75 است. نتایج بررسی تغییرات در شهرستان آستارا در بازه زمانی 1995 تا 2022 نشان داد که کاربری مسکونی به میزان 7 % یعنی 2954 هکتار افزایش یافته در مقابل کاربری اراضی مرتعی و کاربری اراضی کشاورزی به ترتیب 1 و 2 % به میزان 258 و 997 هکتار کاهش یافته اند؛ اما یکی از کاربری های مهم کرانه خزری، پوشش جنگلی در سال 1995 دارای مساحت 34283 هکتار بوده است که 80 % سطح پوشش منطقه مورد مطالعه را در بر گرفته که در سال 2022 سطح این کاربری به 32522 هکتار برابر با 76 % می رسد که به میزان 4 درصد برابر با 1761 هکتار کاهش یافته است. بر مبنای یافته های این پژوهش می توان اظهار نمود که سامانه گوگل ارث انجین با آرشیوی از تصاویر ماهواره ای مختلف می تواند به عنوان یک ابزار قوی و مناسب جهت پایش و مدیریت اراضی جنگلی باشد.

    کلید واژگان: پوشش جنگلی, تخریب, سامانه گوگل ارث انجین, لندست, شاخص پوشش گیاهی}
    Sayyad Asghari Saraskanrood *, Hosein Sharifi Tolaroud

    Given the significance of the Hyrcanian Forests, inscribed by the UNESCO as a world heritage site, it is essential to monitor the changes in and the devastation of the forest cover in this ecoregion for the planning and management of national lands. It is the objective of the present study to monitor changes in both land use and forest cover in Astara region using Landsat TM, OLI 1 & 2 sensors for the years 1995 and 2022. For this purpose, images captured on days with cloud covers of less than 10% were selected over three time intervals and the relevant enhanced Vegetation Index (EVI) values were determined based on Landsat inter-band relations. In the next stage, the index values were combined to derive the land use map using the support vector machine (SVM) algorithm. The results of accuracy evaluation showed that the overall accuracy and Kappa coefficients of the land use map for the year 1995 were equal to 89 and 92% and those for 2022 were 0.86 and 0.75%, respectively, indicating acceptable results. The results of land use changes in Astara city during the period from 1995 to 2022 showed that residential land use had increased by 7% equal to 2954 ha while rangeland and agricultural uses had decreased by 1 to 2% equal to 258 and 997 ha, respectively. However, an important land use along the Caspian coast line – that is, forest cover - stretched over an area of 34283 ha equal to 80% of the study area, which declined in 2022 to 32522 ha equal to 76%, showing a decrease of 4% equal to 1761 ha. It is clear that, owing to its rich archive of satellite images, the GEE system can be used as a strong and useful tool for monitoring and managing forest lands.

    Keywords: forest cover, deforestation, Google earth engine, Landsat}
  • M. Sharif, A. A. Kakroodi *, S. Heidari, A Kiani
    Background and objectives

    Riparian forest ecosystems play a crucial role in maintaining ecological resilience and biodiversity in hot and arid regions. Additionally, these forests serve as vital safeguards against agricultural land erosion and alterations in riverbeds. Long-term monitoring is imperative to preserve the ecological capacity and biodiversity of riparian forests, which are continually impacted by climate change and land use/cover changes (LUCC). These changes have far-reaching implications for the environment, biodiversity, food security, and human health.

    Methodology

    This study utilized the Landsat satellite series archive for Gotvand County in Iran. The analysis commenced with an image from the MSS sensor (Landsat 1) in 1972, followed by images from the TM, ETM+, and OLI sensors placed in orbit on 7/16/1982, 4/15/1999, and 11/2/2013, respectively. Raw calibrated pixel values underwent conversion to surface reflectance through atmospheric correction. Classification input layers included spectral bands and two indices (NDVI, SAVI for vegetation cover, and MNWDI, NDWI2 for water class), derived from available spectral bands for each year. Object-based classification, employing the SVM algorithm, was implemented to extract forest areas, water bodies, agricultural lands, and other phenomena. Various values for scale, shape, and compression were applied in the object-based classification method to enhance separation. Evaluation metrics such as Overall Accuracy, Producer’s Accuracy, User’s Accuracy, and Kappa Coefficient were employed to assess classification results.

    Results

    The study observed the lowest difference between Red and NIR bands for the MSS sensor and the highest difference for the ETM+ sensor. Classification accuracy was lower for years when ground sample conditions were validated through satellite images compared to other years. In 2022, with improved spatial and spectral accuracy, the overall accuracy reached 98.9%, the Kappa coefficient was 0.89, and user and producer accuracies for the forest class were 97% and 99%, respectively. Agricultural land changes witnessed a staggering growth of over 4393% from 1972 to 2022. Riparian forest ecosystems, dominant in the area between 1972 and 2000 (ranging from 3670.6 to 2379.2 hectares), experienced a 35% loss. From 2000 to 2022 (covering 1569.6 hectares), an additional 34% of this plant ecosystem's area was lost.

    Conclusion

    The research findings highlight a 57.23% decrease in riparian forests over the past fifty years, reaching its lowest point of 1279.2 hectares in 2010. Concurrently, agricultural land area expanded by 45 times from 1972 to 2022, indicating a significant shift in land cover from forests to agriculture. The observed changes align with shifting precipitation (-1.5 mm/yr) and temperature (0.04 °C/yr) trends, impacting the studied ecosystems. This study serves as a crucial benchmark for the sustainable management of riparian forests along the Karun River in Gotvand County.

    Keywords: Biodiversity, ecological capability, Landsat, OBIA, SVM}
  • امیر معمارزاده کیانی*، منصور پورسینا، علیرضا تاجپور، سیاوش رضاییان، غزال بجستانی مقدم

    توزیع موجودات و اکوسیستم ها تحت تاثیر تغییرات آب و هوایی قرار دارد، در واقع تغییرات آب وهوا بر الگوهای پراکنش تعداد زیادی از گونه ها تاثیر گذاشته و حتی منجر به جابه جایی، انقراض گونه های خاص، تخریب و از دست دادن زیستگاه ها شده است. در این راستا، فناوری سنجش ازدور به دلیل داشتن دید فضایی و یکپارچه از منطقه و نیز سیستم های اطلاعات مکانی (GIS) به دلیل داشتن قابلیت تجزیه وتحلیل، تهیه نقشه و مدل سازی می توانند در زمینه پایش، برنامه ریزی و مدیریت پویا و پایدار زیستگاه های حیات وحش کارآمد باشند. هدف این پژوهش بررسی روند تغییرات آب و هوایی-اقلیمی پارک ملی خبر واقع در جنوب استان کرمان با استفاده از فناوری سنجش ازدور و باندهای حرارتی ماهواره لندست و سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) می باشد. بنابرابن ابتدا تصاویر ماهواره ای لندست و سنجنده های (TM-ETM-TIRS) در سال های 1972 الی 2022 تهیه شده است سپس تصاویر اخذشده پیش پردازش، پردازش شده و نقشه های تغییرات دمای سطح (LST) در چهار فصل و برای سال های 1988-2000-2010-2014-2020-2022 تهیه شده است. همچنین به منظور پایش تغییرات پوشش گیاهی از ماهواره لندست و شاخص NDVI استفاده شده است. نتایج پژوهش، افزایش دمای سطح زمین در 40 سال گذشته و در 4 فصل مورد بررسی را نشان داد. همچنین نتایج تجزیه وتحلیل و پایش پوشش گیاهی (NDVI) کاهش میانگین پوشش های گیاهی منطقه در سال های مورد مطالعه را نشان داد. همچنین به منظور بررسی رابطه بین درصد پوشش گیاهی و تغییرات LST از رگرسیون خطی و نرم افزار SPSS استفاده شده است که مقدار ضریب 99=R درصد و 98 =R2 و ضریب تغییرپذیری R مقدار 97 درصد محاسبه شد که قابل قبول می باشد و نشان دهنده این می باشد که با کاهش پوشش گیاهی منطقه، دمای سطح افزایش یافته است. با توجه به یافته ها آنچه مشهود است روند تغییرات اقلیمی و افزایش نسبی دمای سطح زمین و کاهش پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه همچنان ادامه دارد و نیازمند برنامه ریزی استراتژیک و مدیریت سیستماتیک زیستگاه حیات وحش خبر در جهت حفظ شاخص های مطلوبیت زیستگاه و تعادل و توازی روابط اکولوژیک و حفاظت تنوع فون و فلور فاخر منطقه می باشد.

    کلید واژگان: پارک ملی خبر, تصاویر حرارتی, لندست, NDVI}
    Amir Memarzadeh Kiani *, Mansour Poursina, Alireza Tajpour, Siavash Rezaeian, Ghazaal Bajestani Moghadam

    The distribution of organisms and ecosystems is affected by climate change, in fact, climate change has affected the distribution patterns of a large number of species and even led to displacement, extinction of certain species, destruction and loss of habitats. In this regard, remote sensing technology, due to having a spatial and integrated view of the region, as well as geographic information systems (GIS) due to the ability to analyze and analyze, prepare maps and model, can be efficient in the field of monitoring, planning and dynamic and sustainable management of wildlife habitats. The purpose of this research is to investigate the weather-climate changes in Khabar National Park located in the south of Kerman province using remote sensing technology and Landsat satellite thermal bands and geographic information systems (GIS). Therefore, first, Landsat satellite images and sensors (TM-ETM-TIRS) were prepared in the years 1972 to 2022, then pre-processed, processed images and maps of surface temperature changes (LST) in four seasons and for the years 1988-2000-2010-2014- 2020-2022 has been prepared. Landsat satellite and NDVI index have also been used to monitor vegetation changes. The results of the research showed an increase in the temperature of the earth's surface in the last 40 years and in the 4 investigated seasons. Also, the results of analysis and monitoring of vegetation cover (NDVI) showed a decrease in the average vegetation cover of the region in the studied years. Also, in order to investigate the relationship between vegetation percentage and LST changes, linear regression and SPSS software were used, and R=99% and R2=98% and R2=97% were calculated, which is acceptable and shows that with the reduction of vegetation area, the surface temperature has increased. According to the findings, what is evident is that the trend of climate change and the relative increase in the temperature of the earth's surface and the decrease in vegetation in the study area continues and requires strategic planning and systematic management of the Khabar wildlife habitat in order to maintain the indicators of habitat desirability and the balance and parallelism of ecological relations. And protecting the rich fauna and flora diversity of the region.

    Keywords: Khabar National Park, thermal images, Landsat, NDVI}
  • سید علی اکبر هدایتی*، محسن محمدی گلنکش، احمدرضا پیرعلی زفره ئی، مریم فلاح، محمد فروهر واجارگاه
    پایش تالاب ها و خصوصا خطوط ساحلی آنها به دلیل ثبت تغییرات دوره ای آنها شناخت و درکی بهتر در مدیریت این نواحی به ما می دهد. داده های سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای یکی از منابع معتبر جهت بررسی و تفسیر تغییرات تالاب ها محسوب می-شوند. بدین منظور در این مطالعه از تصاویر لندست سال های 2007 و 2018 (1386-1397 شمسی) به منظور بررسی تغییرات تالاب بین المللی انزلی استفاده شد. پس از انجام پردازش ها و تصحیحات مورد نیاز، از شاخص NDWIجهت تفکیک مرز آبی و خشکی استفاده شد. براین اساس بیشترین تغییرات خطوط ساحلی به ترتیب در شرق، غرب و مرکز تالاب با فاصله های 82/10885، 22/5781 و 830/3370 متر نسبت به سال 2007 بود. نتایج بررسی پهنه آبی تالاب نشان داد که مساحت تالاب از 2007 تا 2018 روند کاهشی داشت (به ترتیب 06/100 و5/29 کیلومترمربع) و بیشترین تغییرات مربوط به بخش های شرقی و مرکزی بود. به نظر می رسد نوسانات خطوط ساحلی و مساحت پهنه آبی در سال های مورد مطالعه متاثر از تغییرات سطح آب دریای خزر بوده است. همچنین این مطالعه کارایی سنجش از دور وشاخص NDWI را در شناسایی مناطق حساس تالاب انزلی و آگاهی بهتر شرایط دینامیکی آن نشان داد.
    کلید واژگان: تالاب بین المللی انزلی, خطوط ساحلی, سنجش از دور, شاخصNDWI, لندست}
    Mohsen Mohammadi, Ahmadreza Pirali, Maryam Fallah, Mohammad Forouhar
    Monitoring wetlands and especially their coastlines due to recording their periodic changes gives us a better understanding of the management of these areas. Remote sensing data and satellite images are one of the reliable sources for studying and interpreting changes in wetlands. In this study, Landsat images (TM-OLI) 2007 and 2018 were examined in order to examine the changes. After performing the required processing and corrections, the NDWI index was used to separate the water and land border. Accordingly, the maximum coastline changes were in the east, west and center of the wetland with distances of 10885.82, 5781.22 and 3370.830 meters, respectively, compared to 2007. The results of the study of the wetland water area showed that the area of the wetland had a decreasing trend 2007 to 2018 (100.06 and 29.5 km2, respectively) and the most changes were related to the eastern and central parts. Overall the results showed fluctuations of coastlines and water area in the studied years have been affected by changes in the water level of the Caspian Sea. Also, this study showed the efficiency remote sensing performance and NDWI index in identifying critical area in Anzali Wetland and better knowledge of the dynamic conditions of the wetland.
    Keywords: Anzali International Wetland, Coastline, Remote sensing, NDWI, Landsat}
  • حریر سهرابی، یحیی اسماعیل پور*، رسول مهدوی نجف آبادی، ام البنین بذرافشان، حسین زمانی

    پوشش گیاهی به عنوان یک جزء طبیعی در افزایش نفوذپذیری، اصلاح خاک، کاهش تبخیر و کاهش حجم رواناب و در نتیجه کاهش احتمال جاری شدن سیل در بوم سازگان های طبیعی نقش به سزایی دارد. استفاده از فناوری های نوین مانند سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی برای مطالعه بوم سازگان های گیاهی و تهیه نقشه های پوشش زمین، لازمه ی شناخت کارآیی این ابزار و شناسایی بهترین روش های کاربرد آن ها است. هدف از پژوهش حاضر، مقایسه کارایی سه روش طبقه بندی نظارت شده روش حداکثر احتمال، حداقل فاصله از میانگین و متوازی السطوح در بررسی پوشش گیاهی با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای سنجنده های TM و ETM ماهواره لندست در سال های 1365، 1375 و 1384 و مقایسه کمی مقادیر NDVI در سال های 1387 (2008) و 1397 (2018) به عنوان دو مقطع زمانی با فاصله ده ساله است. داده های فوق با استفاده از نرم افزار ENVI4.2 آماده سازی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و میزان کارایی هر روش با شاخص صحت کلی و ضریب کاپا مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج در روش حداکثر احتمال میزان صحت کلی 35/90%  و ضریب کاپا 878/0 ، در روش حداقل فاصله از میانگین میزان صحت کلی 32/74% و ضریب کاپای آن 675/0 و در روش متوازی السطوح صحت کلی 09/67% و ضریب کاپا 593/0 محاسبه شد. براساس نتایج روش حداکثر احتمال بیش ترین میزان دقت را در طبقه بندی گروه داده های ماهواره ای دارد. هم چنین نتایج نشان داد که در بازه 10 ساله در حوضه آبریز دز، کارون و کرخه به ترتیب بازتاب طیفی مرتبط با پوشش گیاهی 4/7، 64/10 و 83/13 درصد کاهش داشته است. نتایج این پژوهش می تواند برای استفاده عملی از تحلیل هایی که انجام شد در رابطه با مطالعات بحث رواناب و سیل کارایی داشته باشد، باتوجه به روند تغییرات پوشش گیاهی به علل عوامل طبیعی یا انسانی مدیریت صحیح در این منطقه ضروری به نظر می رسد.

    کلید واژگان: الگوریتم حداکثر احتمال, حوزه کارون بزرگ, شاخص NDVI, طبقه بندی نظارت شده, لندست}
    Harir Sohrabi, Yahya Esmaeilpour*, Rasoul Mahdavi Najafabadi, Ommolbanin Bazrafshan, Hossein Zamani

    Vegetation as a natural component plays a significant role in increasing permeability, improving soil, reducing evaporation, and reducing the runoff and thus reducing the possibility of flooding. The use of new technologies such as remote sensing and geographic information system to study plant ecosystems and prepare land cover maps is necessary to know the effectiveness of these tools and to identify the best methods of their use. The purpose of this research is to investigate the vegetation cover using the NDVI and compare the performance of three supervised classification methods, the maximum likelihood method, the minimum distance from the mean, and the parallelepiped method in a part of the Great Karun watershed. To this end, TM and ETM images of Landsat satellite were used in one interval and NDVI in a 10-year interval (May 2008 to May 2018) with the help of supervised classification and maximum likelihood algorithm. The above data were prepared and analyzed using ENVI4.2 software, and the effectiveness of each method was evaluated with the overall accuracy index and Kappa coefficient. Based on the results in the maximum likelihood method, the overall accuracy rate is 90.35% and the Kappa coefficient is 0.878, in the minimum distance method, the distance from the mean is 74.32% and its Kappa coefficient is 0.675, and in the parallelepiped method, the overall accuracy is 67.09% and the Kappa coefficient was calculated as 0.593. Based on the results, the maximum likelihood method has the highest level of accuracy in satellite data group classification. Moreover, the results showed that in the 10-year period in Dez, Karun, and Karkheh watersheds, the spectral reflectance related to vegetation has decreased by 7.4%, 10.64%, and 13.83%, respectively. The results of this research can be effective for the practical use of the analysis that was done in relation to the studies of runoff and flood. According to the process of vegetation changes due to natural or human factors, the need for proper management in this area seems necessary.

    Keywords: Maximum likelihood Algorithm, Great Karun basin, NDVI Index, Supervised Classification, Landsat}
  • حامد طالبی، سعید صمدیان فرد*، خلیل ولیزاده کامران

    مدیریت آب کشاورزی و برنامه ریزی آبیاری به برآورد دقیق تبخیر و تعرق مرجع (ET0) وابسته هستند. با استفاده از تصاویر ماهواره ای می توان در مناطق فاقد ایستگاه هواشناسی، کمبود اطلاعات آب و هوایی را جبران کرد. بنابراین، در این مطالعه، الگوریتم های جنگل تصادفی (RF) و پرسپترون چندلایه (MLP) برای برآورد تبخیر و تعرق مرجع ماهانه در ایستگاه های اهواز (اقلیم خشک) و تبریز (اقلیم نیمه خشک) با استفاده از پارامترهای استخراج شده از تصاویر ماهواره لندست 8 و سنجنده مادیس اجرا شده است. لازم به ذکر است که پایگاه داده بر اساس داده های تصاویر ماهواره ای جمع آوری شده از سال 1392 تا 1400 ایجاد شد. هم چنین برای توسعه مدل های مذکور، از داده های سال های 1392-1398 (75 درصد) برای آموزش مدل و داده های باقی مانده (25 درصد) برای آزمایش مدل استفاده شد. علاوه بر این، متغیر های ورودی، شامل دمای سطح زمین لندست (LSTLand)، دمای سطح زمین مادیس (LSTMOD)، شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی ماهواره لندست (NDVILand) و شاخص نرمال شدی تفاوت پوشش گیاهی سنجنده مادیس (NDVIMOD) برای تخمین ET0 ماهانه استفاده شد. هم چنین، سه شاخص عملکرد ضریب تعیین (R2)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب نش-ساتکلیف (NS) به منظور تعیین توانایی مدل های اجرا شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که دقت برآورد تبخیر و تعرق مرجع ماهانه در ایستگاه اهواز و تبریز با سناریوی 4 شامل پارامترهای ورودی LSTMOD و NDVIMOD بهتر از سایر سناریوهای مورد بررسی است. هم چنین برآورد تبخیر و تعرق مرجع ماهانه در ایستگاه اهواز و تبریز به ترتیب با مدل (R2=0/983، RMSE=0/279 و 0/962=NS) RF-4 و (R2 R2=0/988، RMSE=0/299 و 0/935=NS) MLP-4 بهترین عملکرد را داشته است. در نهایت چنین نتیجه گیری شد که کاربرد داده های حاصل از تصاویر سنجنده مادیس نسبت به ماهواره لندست 8 در برآورد تبخیر و تعرق مرجع ماهانه دقیق تر است.

    کلید واژگان: پرسپترون چندلایه, جنگل تصادفی, دمای سطح زمین, لندست, مادیس}
    Hamed Talebi, Saeed Samadianfard *, Khalil Valizadeh Kamran
    Introduction

    Accurate estimation of reference evapotranspiration (ET0) is essential in water management in the agricultural sector, especially for arid and semi-arid climates. ET0 plays a vital role in the water and energy cycle and is an essential link between ecological and hydrological processes. Therefore, accurately estimating ET0 is a major issue for understanding the water cycle in continuous soil-plant-atmosphere systems. The traditional ET0 estimation methods are mainly based on physical principles, such as Priestley-Taylor, Hargreaves, and Samani, which have many limitations in accurate ET0 estimation in cases of minimum meteorological parameters (such as radiation solar, wind speed, and air temperature). Numerous studies have focused on ET0 estimation using terrestrial data. However, in the case of a lack of meteorological stations, the conventional methods of estimating ET0 using ground data will be inefficient, so remote sensing (RS) provides the possibility to fill such a gap, in such conditions, satellite images are the most effectivefor evaluating ET0 in large areas. Because satellite images have a suitable spatial and temporal resolution, the time series of satellite images can be used to estimate ET0. The successful estimation of ET0 from satellite images paved the way for its prediction using artificial intelligence models. The primary satellite imagery sources can be obtained from Landsat, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), and Global Land Surface Satellite (GLASS). Remote sensing data provides the possibility of recording more information through satellite images. Remote sensing methods can be used to extract vegetation information and different types of radiation, which help estimate ET0.

    Materials and Methods

    In the current research, two different agro-climatic locations including Ahvaz and Tabriz stations were selected. According to De Martonne classification method, Ahvaz was classified as dry climate and Tabriz as semi-arid climate. In this research, random forest (RF) and multi-layer perceptron (MLP) algorithms have been used to estimate monthly ET0 in Ahvaz and Tabriz stations. The input parameters were selected from Landsat 8 and MODIS satellite images in the time period of 2014 to 2021. The utilized parameters were the monthly average, Landsat Land Surface Temperature (LSTLand), MODIS Land Surface Temperature (LSTMOD), Landsat Satellite Normalized Difference Vegetation Index (NDVILand) and MODIS Normalized Difference Vegetation Index (NDVIMOD). To evaluate the accuracy of the input parameters and models, the estimated monthly ET0 was evaluated with the monthly ET0 of the FAO-Penman-Monteth equation.

    Results and Discussion

    The input parameters for implemented models were Landsat land surface temperature (LSTLand), MODIS land surface temperature (LSTMOD), Landsat Satellite Normalized Difference Vegetation Index (NDVILand), and MODIS Normalized Difference Vegetation Index (NDVIMOD). Six possible scenarios were defined to estimate monthly ET0. The first two scenarios were considered as a single parameter (scenarios 1 and 2) and other scenarios were evaluated with two input parameters. Scenarios 3 and 4 were evaluated based on the parameters of the Landsat satellite and MODIS sensor, respectively. In scenarios 5 and 6, monthly ET0 was estimated with Landsat and MODIS NDVI and Landsat and MODIS LST, respectively, to determine the effect of NDVI and LST values on ET0 estimation. According to the obtained results, for the MLP and RF models in Ahvaz station, the value of R2 ranges from 0.440 to 0.972 and 0.271 to 0.983, respectively. In Ahvaz station, the lowest and highest RMSE is 0.279 mm.month-1 (RF-5 model) and 1.396 mm.month-1 (RF-4 model), respectively. Additionally, in this station, the highest and lowest values of NS are 0.962 (RF-5 model) and 0.042 (RF-4 model), respectively. According to the obtained results, in estimating the monthly ET0, the best performance is related to MLP-6 (R2=0.972, RMSE=0.348, and NS=0.940) and RF-4 (R2=0.983, RMSE=0.279, and NS=0.962). The highest and lowest values of R2 in Tabriz station were 0.988 and 0.186, respectively. Moreover, MLP-4 and RF-5 models in this station have the lowest and highest RMSE, respectively. The results showed that in Tabriz station, the best performances were related to MLP-4 (R2=0.988, RMSE=0.299, and NS=0.935) and RF-4 (R2=0.979, RMSE=0.302, and NS=0.933). In addition, in this station, the RF-5 model has the weakest performance among all models with R2=0.186, RMSE=1.169, and NS=0.012.

    Conclusion

    The results showed that 1) the accuracy of monthly ET0 estimation in Ahvaz (arid climate) and Tabriz stations (semi-arid climate) with scenario 4 including LSTMOD and NDVIMOD was better than other investigated scenarios; 2) in estimating monthly ET0 using a single input parameter including LSTLand (scenario 1) and LSTMOD (scenario 2), in both Ahvaz and Tabriz stations, scenario 2 had better performance with both MLP and RF models; 3) estimation of monthly ET0 in Ahvaz and Tabriz stations has performed best with RF-4 and MLP-4 models, respectively, with LSTMOD and NDVIMOD input parameters (scenario 4); 4) in the comparison of scenario 5 (NDVILand, NDVIMOD) and scenario 6 (LSTLand, LSTMOD) in both RF and MLP models, scenario 6 has the best performance in estimating monthly ET0; and 5) in the comparison of monthly ET0 estimation in both arid and semi-arid climates, the best performance with a high correlation coefficient was obtained with the MLP model in semi-arid climates.

    Keywords: Landsat, Land Surface Temperature, MODIS, Multilayer perceptron, Random Forest}
  • مریم باقرپور، فرناز طباطبایی، سلمان زارع*، علی اکبر نظری سامانی، قاسم قوهستانی

    تالاب صالحیه، واقع در دو استان البرز و قزوین که در سال های اخیر خشک شده، باعث ایجاد گردوغبار در کشور شده است. هدف از این پژوهش، ارزیابی تغییرات رطوبت در تالاب صالحیه و بررسی نقش زهکش ها در خشک شدن بستر تالاب و ارتباط آن با وقوع گردوغبار است. با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 5، 7، 8 و 9 از سال 1990 تا 2023، شاخص اصلاح شده تفاضلی آب نرمال (MNDWI) محاسبه شد. احداث زهکش ها باعث تغییر در محدوده آب گیری تالاب شده است؛ بنابراین، آزمون روند ناپارامتری من-کندال قبل و بعد از ساخت زهکش در دو محدوده آب گیری قبلی و کنونی انجام شد. همچنین، به منظور بررسی تاثیر و آسیب گردوغبار به شهر های واقع در مسیر حرکت باد، داده های باد ایستگاه های سینوپتیک اطراف تالاب با رسم نمودار گل طوفان تجزیه وتحلیل شد. نتایج نشان می دهد که در بازه زمانی موردمطالعه، روند کلی تغییرات رطوبت در تالاب صالحیه کاهشی بوده و شاخص MNDWI در اکثر سال ها منفی بوده است که به دلیل خشکسالی حاکم بر منطقه است. به دلیل کاهش رطوبت و خشک شدن بستر تالاب، پدیده گردوغبار و مشکلات حاصل از آن در شهر های اطراف تالاب گسترش یافته است. بنابراین، لازم است تدابیری برای حفظ و مدیریت منابع آبی تالاب صالحیه و جلوگیری از خشک شدن آن نظیر بهینه سازی مصرف آب، جلوگیری از ساخت زهکش های نامناسب و استفاده از راهکارهای مختلف برای کاهش پدیده گردوغبار نظیر احداث بادشکن مکانیکی اتخاذ شود.

    کلید واژگان: تغییرات رطوبت, خشکسالی, گوگل ارث انجین, MNDWI, گردوغبار, من-کندال, لندست}
    Maryam Bagherpour, Farnaz Tabatabaie, Salman Zare *, AliAkbar Nazari Samani, Ghasem Ghoohestani

    Salehiyeh Wetland, located in Alborz and Qazvin provinces, is one of the wetlands that has dried up in recent years and has become a center for dust production. The aim of this study is to evaluate the trend of changes in moisture in Salehiyeh Wetland and investigate the role of drainage channels in the drying of the wetland bed. To achieve this goal, the MNDWI index was calculated using Landsat 5, 7, 8, and 9 satellite images from 1990 to 2023. The construction of drainage channels has caused some changes in the wetland catchment area. Therefore, the non-parametric Mann-Kendall test was performed before and after the construction of drainage channels in two previous and current catchment areas. Also, the wind data from synoptic stations around the wetland were analyzed by drawing the storm rose diagram. The results of the study show that the overall trend of changes in moisture in Salehiyeh Wetland during the study period has been decreasing, and the MNDWI index has been negative in most years due to the drought prevailing in the region. Due to this, the phenomenon of dust and the problems resulting from it have spread to the surrounding cities. Therefore, measures need to be taken to preserve and manage the water resources of Salehiyeh Wetland and prevent its drying, such as optimizing water consumption, preventing the construction of inappropriate drainage channels, and using various solutions such as implementation of mechanical windbreak to reduce the sand and dust storm.

    Keywords: Moisture changes, Drought, Google Earth Engine, MNDWI, Dust storm, Mann-Kendall, Landsat}
  • بهنوش جعفری گرزین*، عطاالله کاویان، کریم سلیمانی
    مقدمه و هدف

    تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل مهم در تغییر وضعیت هیدرولوژیک آبخیز و فرسایش خاک بوده و نوع کاربری اراضی از عوامل مهم و تعیین کننده در تولید رواناب سطحی است. با آگاهی از روند تغییرات کاربری اراضی، می توان اثرات آن را در هیدرولوژی مناطق تحت تاثیر، مدیریت کرده و اکوسیستم های طبیعی را به سمت تعادل هدایت نمود. پژوهش پیش رو با هدف آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از داده های ماهواره ای و تحلیل نقش آن در تغییر وضعیت هیدرولوژی انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    منطقه مورد مطالعه، بخش بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود واقع در جنوب شهر قایمشهر است. در این تحقیق برای تهیه نقشه های کاربری اراضی از نرم افزار Idrisi Selva، و تکنیک های تلفیقی پیکسل پایه و شی گرا، طبقه بندی نظارت نشده و نظارت شده تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست5 مربوط به سال 1377 و 1388و تصاویر سنجندهOLI  ماهواره لندست 8 مربوط به سال 1394 و 1398 استفاده گردید. پس از تهیه نقشه های کاربری اراضی برای هر مقطع زمانی، مقادیر CN برای هر کاربری براساس دستورالعمل استاندارد روش SCS تعیین شده و CN متوسط وزنی برای کل منطقه مورد مطالعه برآورد گردید. در نهایت پتانسیل تولید و ارتفاع رواناب حاصل از بارندگی محاسبه می شود.

    یافته ها

    تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در بازه زمانی 22 ساله نشان داد که 281 درصد، معادل 657 هکتار به مساحت باغ های مرکبات اضافه شده است. در حدود 5 درصد از سطح جنگل پهن برگ کاسته شده و سطح مناطق مسکونی 57 درصد رشد داشته است. با توجه به تغییرات کاربری اراضی طی این دوره 22 ساله، مقدار متوسط وزنی CN از 63/01 به 62/73 کاهش یافته است. همچنین  برآورد میزان رواناب برای بارندگی معادل 59/8 میلی متر (متوسط حداکثر بارش24 ساعته طی دوره 22 ساله) نشان داد که ارتفاع  رواناب از 4/83  میلی متر در شرایط سال 1377 به 4/73 میلی متر در شرایط سال 1398، کاهش یافته است

    نتیجه گیری

    با توجه به تغییرات کاربری اراضی و اثر آن در تولید رواناب حوضه، به نظر می رسد در مجموع طی دوره 22 ساله، این اثرات تعدیل شده و تغییرات کاربری در جهت کاهش تولید رواناب نقش آفرینی نموده است. از اینرو انتظار می رود  با ادامه این روند تغییرات کاربری اراضی، تولید رواناب در بالادست آبخیز رودخانه سیاهرود کاهش یابد.

    کلید واژگان: آبخیز سیاه رود, تصاویر ماهواره ای لندست, تغییر کاربری, شماره منحنی}
    Behnoush Jafari Gorzin*, Ataollah Kavian, Karim Solaimani
    Introduction and Objective

    Land use changes are one of the important factors in changing the hydrological status of the watershed and soil erosion, so the type of land use is one of the important and determining factors in the production of surface runoff. By knowing the process of land use changes, it is possible to manage the effects of land use changes in the hydrology of the affected areas and led the natural ecosystems towards balance. The following research was carried out with the aim of revealing land use changes using satellite data and analyzing its role in changing the hydrological situation.

    Material and Methods

    The study area is the upstream part of the Siahroud river basin located in the south of Qaemshahr city. In this research, to extract land use maps of different time periods, integrated pixel-based and object-oriented methods, unsupervised and supervised classification of TM sensor images of Landsat 5 satellite related to 1998 and 2009 and OLI sensor images of Landsat 8 satellite related to 2015 and 2019 were used. After preparing the land use maps for each time period, the CN values for each land use were determined based on the standard instructions of the SCS method and the weighted average CN was estimated for the entire study area. At the end, the amounts of runoff production and depth of runoff resulting from rainfall are calculated.

    Results

    The land use changes of the studied area in the period of 22 years showed that 281%, equivalent to 657 hectares, was added to the area of citrus orchards. About 5% of the area of deciduous forest has decreased and the area of residential areas has increased by 57%. Due to the changes in land use during this 22-year period, the weighted average value of CN has decreased from 63.01 to 62.73. Also, the estimation of the amount of runoff for rainfall equal to 59.8 mm (average maximum rainfall of 24 hours during the period of 22 years) showed that the depth of runoff has decreased from 4.83 mm in the 1988 situation to 4.73 mm in the condition of 2019.

    Conclusion

    Considering the changes in land use and its effect on watershed runoff production, it seems that these effects have been moderated and land use changes have played a role in reducing runoff production over a period of 22 years. Therefore, it is expected that with the continuation of this process of land use changes, the production of runoff in the upstream of the Siahroud River watershed will decrease.

    Keywords: Change Detection, Curve Number, Landsat, Siahroud watershed}
  • زهره فرجی، عباس کاویانی*
    محدودیت های موجود در سنسورهای ماهواره ها باعث عدم امکان دسترسی همزمان به باندهای حرارتی با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا می شود. روش های ریزمقیاس سازی حایز اهمیت هستند زیرا امکان دسترسی هم زمان به داده های حرارتی با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا را فراهم می کنند. پارامتر LST در حوزه کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا یکی از پارامترهای بسیار مهم در تخمین میزان تبخیر و تعرق گیاه است و در رشد و نمو گیاه تاثیر بسزایی دارد. تصاویر LST سنجنده مادیس با قدرت تفکیک مکانی 1000 متر و به صورت روزانه در دسترس می باشد، قدرت تفکیک مکانی کم در این تصاویر محدودیتی است که امکان استفاده از آن برای مدیریت کشاورزی در مزارع را غیر ممکن می کند. تغییرات رطوبتی زیاد در مناطق فاریاب باعث ایجاد خطا در پروسه ریزمقیاس سازی LST می شود. لذا این پژوهش با هدف ریزمقیاس سازی LST سنجنده مادیس از 1000 متر به قدرت تفکیک مکانی سنجنده OLI ماهواره لندست 8 (30 متر) در مناطق فاریاب انجام شده است. در ابتدا مدل DisTRAD برای ریزمقیاس سازی LST سنجنده مادیس در کشت و صنعت های امیرکبیر و میرزاکوچک خان اجرا شد که نتایج نشان دهنده عملکرد ضعیف مدل DisTRAD در ریزمقیاس سازی LST از 1000 متر به 30 متر است. در ادامه به منظور بررسی نتایج حاصل از ریزمقیاس سازی LST سنجنده مادیس توسط مدل های تخمین رطوبت خاک TOTRAM و OPTRAM از آماره RMSE استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که مقدار میانگین RMSE در تصاویر ریزمقیاس سازی شده توسط مدل OPTRAM-TOTRAM، در حدود 53/2 درجه سانتی گراد کاهش نسبت به مدل DisTRAD را نشان می دهد. همچنین مقدار میانگین RMSE در 6 ماهه اول سال که آبیاری انجام شده است، نسبت به مدل DisTRAD، کاهش حدود 11/4 درجه سانتی گراد را نشان می دهد. در نتیجه استفاده از مدل OPTRAM-TOTRAM عملکرد بسیار بهتری را نسبت به مدل DisTRAD در ریزمقیاس سازی LST سنجنده مادیس در مناطق فاریاب نشان می دهد.
    کلید واژگان: مدل DisTRAD, ماهواره لندست, NDVI, STR}
    Zohreh Faraji, Abbas Kaviani *
    The limitations of satellite sensors make it impossible to access thermal bands with high spatial and temporal resolution simultaneously. Therefore, downscaling methods are essential because they provide simultaneous access to thermal data with high spatio-temporal resolution. LST parameter is critical in agriculture, it is one of the most important in estimating the amount of evapotranspiration and significantly impacts crop growth. LST images of the MODIS with spatial resolution of 1000 meters are available daily. Still, the low spatial resolution in these images is a limitation that makes it impossible to use for agricultural management. On the other hand, high humidity changes in irrigated regions cause errors in LST downscaling process. this research was carried out with the aim of downscaling the LST of the MODIS sensor from 1000 meters to OLI resolution from Landsat 8 satellite (30 meters) in irrigated regions. In the first stage, the DisTRAD model was implemented for the downscaling of the LST of MODIS in Amirkabir and Mirzakoochak Khan Farms. The results show the poor performance of the DisTRAD model in the downscaling of LST from 1000 meters to 30 meters. Next, to check the results of LST downscaling of the MODIS by TOTRAM and OPTRAM soil moisture estimation models, the root mean square error (RMSE) statistic was used. The results indicate that the average value of RMSE in the downscaled images by the OPTRAM-TOTRAM model shows a decrease of about 2.53°C compared to the DisTRAD model. Also, the average value of RMSE in the first six months of the year when irrigation has been done, compared to the DisTRAD model, shows a decrease of about 4.11 °C. As a result, the use of the OPTRAM-TOTRAM model offers much better performance than the DisTRAD model in downscaling the LST of the MODIS in irrigated regions.
    Keywords: DisTRAD model, Landsat, NDVI, STR}
  • Chooghi Bairam Komaki *, Hamidreza Asgari, Habib Nazarnejad, Mohammad Alinezhad

    In this research, land-use changes in Azadshahr County were investigated from 1998 to 2009, using the imageries from Landsat 5 satellite and an integration of the Markov chain and Cellular Automata methods. Using the object-based support-vector-machine image classification method, land-use maps were classified into three major categories, namely agriculture fields, forest lands and built-up areas for the years of 1987, 1998 and 2009; their overall accuracies have been obtained 91.0%(1987), 91.0% (1998) and 88.8% (2009), with the respective Kappa values of 86.5%(1987), 86.5% (1998) and 83.2%(2009). The built-up areas had the greatest changes by increasing 2.02% and 2.17% for the periods of 1987-1998 (as first period) and 1998-2009 (as second period), respectively. During the first period, forest area has shrunk by approximately -1.80%. However, as a result of the afforestation project during 1998-2009, forest area has increased 1.59%, while over the 22-year period the total area of forest has merely reduced by -0.21%. Agricultural areas on the one hand has shrunk in favor of the built-up areas, and on the other hand, increased by the conversion of the forest lands, making a total reduction of -0.22 and -3.75% for the first and second periods, respectively. The land-use pattern of 2020 was simulated using the MULOSCE extension of the QGIS software based on the integrated cellular automata and Markov chain technique. It is expected for this period to encounter a 0.62% increase in built-up areas, with 0.48% and 0.15% reduction in agriculture fields and forest lands, respectively.

    Keywords: Landsat, Object-Oriented Classification, Support-Vector Machine, Markov chain, Azadshahr}
  • علی مرشدی*، نیازعلی ابراهیمی پاک، بهروز حسینی بروجنی

    به منظور استفاده بهینه از منابع آب، دانستن مقدار آب لازم برای تولید اقتصادی محصول از اهمیت خاصی برخوردار است. تعیین نیاز آبی گیاهان مخصوصا تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه به روش های مستقیم و در اقلیم های متفاوت برای گیاهان زراعی و باغی از راهبردهای اساسی هر منطقه بوده و مبنای برنامه ریزی برای استفاده از منابع آب و آبیاری گیاهان است. تبخیر و تعرق فرآیندی است شامل دو بخش تبخیر (بخارشدن آب از سطح خاک و پوشش گیاهی و آب های سطحی) و تعرق (بخارشدن آب از اندام گیاهان در اثر فعالیت های فیزیولوژی گیاه). هدف از برآورد تبخیر و تعرق، تعیین نیاز آبی گیاه، برنامه ریزی آبیاری و ارزیابی حساسیت عملکرد گیاهان نسبت به کمبود آب در مراحل مختلف رشد گیاه است که یکی از عوامل مهم در چرخه ی هیدرولوژی و از جمله عوامل تعیین کننده معادلات انرژی در سطح زمین و توازن آب می باشد. اغلب روش های زمینی از اندازه گیری نقطه ای برای تخمین تبخیر و تعرق استفاده می کنند. سنجش از دور این قابلیت را دارد تا مقدار تبخیر و تعرق را تخمین زده و توزیع مکانی آن را مورد بررسی قرار دهد. در این پژوهش، از تصاویر ماهواره ی لندست 5  برای برآورد تبخیر و تعرق روزانه گیاه چغندرقند، در شهرکرد، واقع در استان  چهارمحال و بختیاری، با استفاده از مدل سبال، در 25 تاریخ گذر ماهواره لندست 5 استفاده گردید. اعتبارسنجی کارایی مدل سبال با استفاده از تصاویر لندست 5 نسبت به نتایج لایسیمتری انجام شد و نتایج حاکی از آن بود که الگوریتم سبال با ضریب تبیینR2=0.9889  در بازه زمانی روزانه و ضریب تبیین R2=0.9318 در بازه زمانی ماهانه بود و در مجموع همبستگی و تطابق خوب و مناسبی را با نتایج آزمایش لایسیمتری داشته و نتایجی مشابه این روش را تخمین زده است. بطور کلی، نتایج پژوهش نشان داد که الگوریتم توازن انرژی برای سطح یا سبال به عنوان یکی از الگوریتم های پرکاربرد سنجش از دور در برآورد تبخیر و تعرق گیاه، از قابلیت ویژه ای برخوردار است.

    کلید واژگان: تبخیر-تعرق, چغندرقند, سبال, لایسیمتر, لندست}
    Ali Morshedi *, Niaz Ali Ebrahimipak, Behrooz Hoseini Boroujeni
    Introduction

    In recent years, we have witnessed the unsustainable use of water resources, which has led to short-term and long-term water crises. The diversity of water and soil resources, along with climate change, has made the scientific management of agricultural water inevitable. In a such scenario, managing scarce water resources to meet ever-increasing needs is challenging. To make the best use of water resources, it is important to know the amount of water needed for economic production.Determining the water requirement of crops, especially the evapotranspiration potential, indirect ways and in different climates for agricultural and orchard plants is one of the basic strategies of each region. Evapotranspiration (ET) is a process that includes two parts: evaporation (evaporation of water from the surface of soil and vegetation and surface water) and transpiration (evaporation of water from plant organs due to plant physiological activities). The purpose of estimating evapotranspiration is to determine the crop’s water requirement, and irrigation planning, and to evaluate the sensitivity of crops’ performance to water deficiency in different stages of plant growth. Sugar beet is one of agricultural crops that is placed in the cultivation pattern and is cultivated in a wide area of the world due to the need for sugar consumption. Determining the evapotranspiration of this crop and planning its irrigation is of particular importance. Numerous studies showed that the water requirement of sugar beet, based on the variety and climate, differs. Various techniques have been proposed to measure ETc, and each method has advantages and limitations. Some of the widely used methods are lysimetric experiments, eddy covariance, Bowen ratio, energy balance method, and soil water balance method. In recent years, new technologies are also used to estimate evapotranspiration, among them, the Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL) can be mentioned. This research aims to compare ET, water requirement, and water productivity of sugar beet in lysimetric data to SEBAL algorithm using Landsat 5 satellite images, from 1996 to 1998.

    Materials and Methods

    This experiment was carried out at the Chahar-Takhteh research station (Shahrekord, Iran) at latitude 50 ̊56ʹ and longitude 31̊ 11ʹ, 2066 m above sea level.In the spring of 1996, 1997, and 1998, before planting the crop, the soil inside the lysimeter was irrigated to reach the saturation level. Two days after irrigation and at field capacity, monogram seeds of sugar beet, at the rate of 120,000 crops per hectare, were cropped. The row spacing in the field around the lysimeter was similar. Irrigation was based on the discharge of about 35 to 45 % of the moisture content at field capacity. The required amount of water was calculated by the neutron probe and added to the lysimeter. simultaneously, the surrounding area was also irrigated.Remote sensing data included Landsat 5 satellite images for the years of experiment, path 164, and row 38. The temporal resolution of the satellite was 16 days. Spatial resolution for visible, near, and mid-infrared bands was 30 and 120 m for thermal infrared. The 25 cloud-free images were downloaded (6, 9, and 10 images) for research years. These images were retrieved from the website (https://earthexplorer.usgs.gov) as geometrically and radiometrically corrected and processed in ERDAS Imagine 2022 software. To estimate actual evapotranspiration, the energy balance equation is used, λET=Rn-G0-H. In this equation, Rn is the net incoming radiation flux, H is the sensible heat flux, G0 is the soil heat flux, and λET is the latent heat flux of evaporation (W/m2 ). The statistical indicators include mean absolute error (MAE) which is unsigned, mean bias error (MBE), root mean square error (RMSE), normalized root mean square error (NRMSE), and Coefficient of Determination (R2 ).

    Results and Discussion

    Evapotranspiration of sugar beet in lysimeter and in SEBAL on the days of satellite passage in 1996 to 1998 (25 overpasses without clouds) showed that the difference of evapotranspiration in the two methods was -1.20 % and -0.13 mm d -1 which showed high accuracy. The negative sign means that the SEBAL estimates were lower than the corresponding values in the lysimeter. The statistical indices values of RMSE, NRMSE, MAE, and MBE for 25 pairs of evapotranspiration values were 0.7031 mm d -1 , 0.1102, 0.5552, and -0.1312, respectively. The RMSE, NRMSE, MAE and MBE statistical indices for 18 pairs of monthly evapotranspiration were 54.1155 mm month-1 , 0.3225, 40.9462, and - 28.7955, respectively. The total values of evapotranspiration in lysimeter were equal to 1096.6, 1022.6, and 906.3 mm during the growth period (total mean equal to 1040.6 mm) from 1996 to 1998, respectively. The total values of evapotranspiration in the SEBAL were equal to 1004.6, 831.6, and 666.4 mm during the growth period, total mean of 834.2 mm. The mean difference was around 19.8%. The results of mean water productivity were 5.02 kg m-3 in lysimeter and 6.26 kg m-3 in SEBAL. Because of lower evapotranspiration values in SEBAL compared to the lysimeter, the water productivity values were higher.

    Conclusion

    Determining the water requirement of crops is the basis of planning for the sustainable use of water resources and irrigation of crops. The sugar beet has a great amount of evapotranspiration due to its large green cover. Accurate quantification of crop evapotranspiration (ETc) at local and regional scales can help water policy and decision-making in water resources and their management. The results indicated that the SEBAL algorithm using Landsat 5 satellite images with a coefficient of determination (R2=0.9889) in the daily time period and a coefficient of determination (R2=0.9318) in the monthly time period had a good correlation with lysimetric data. In general, results showed that SEBAL has a special capability as one of the widely used remote sensing algorithms to estimate crop evapotranspiration.

    Keywords: Evapotranspiration, lysimeter, Landsat, SEBAL, sugar beet}
  • پریسا فتاح، خسرو حسینی*، سید علی اصغر هاشمی
    مقدمه

    خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است که نقش کلیدی در امنیت غذایی، اقتصاد ملی و کشاورزی پایدار ایفا می کند. فرسایش خاک، از بارزترین عوامل هدررفت خاک است که فرسایش بارانی از شکل های مهم آن است. از این رو، شناخت دقیق فرایندهای حاکم بر فرسایش خاک و انتقال رسوب در زمینه مدیریت صحیح منابع آب و خاک به منظور رسیدن به توسعه پایدار و همچنین توسعه مدل های فرسایش خاک از اهمیت بالایی برخوردار است. پژوهش های پیشین نشان داده است که الگوی بارش از عوامل تاثیرگذار بر فرسایش بارانی است. پوشش گیاهی نیز با حفظ خاک در برابر اثر قطرات بارش و رواناب از فرسایش خاک می کاهد. در مناطق خشک و نیمه خشک، با توجه به کمبود پوشش گیاهی و رطوبت اولیه بسیار کم خاک، فرسایش بارانی اهمیت ویژه دارد. این پژوهش با توجه به تاثیر الگوی بارش بر فرسایش بارانی و با بررسی الگوی بارش و تغییرات پوشش گیاهی طی 25 سال در دو حوزه آبخیز ابراهیم آباد و رویان شهرستان سمنان انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    برای انجام این پژوهش، ابتدا ویژگی های فیزیکی حوزه های آبخیز با کمک نرم افزار ArcGIS به دست آمد و اطلاعات بارش از باران نگار با دقت 10 دقیقه، استخراج شد. به منظور مقایسه بارندگی ها با مقادیر متفاوت بارش، منحنی بی بعد بارش تجمعی هر رویداد به دست آمد. زمان هر بارش به 10 گام زمانی تقسیم شد و برای دهک های زمانی آن (گام های زمانی)، درصد مقدار بارش مشخص شد. دسته بندی رگبارها بسته به این که وقوع بیشینه بارش در کدام چارک زمانی اتفاق افتاده است، به چارک های یک، دو، سه، چهار تقسیم بندی شد. با توجه به بیشترین مقدار بارندگی بارش در هر چارک، الگوهای آن نامگذاری شد. با توجه به اطلاعات لایه های رسوبی در سد های کوتاه مخزنی واقع شده در خروجی هر حوضه و اطلاعات بارش، رگبارهای مربوط به هر لایه رسوبی مشخص شد و تاثیر الگوی رگبار بر الگوی رسوب مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی شباهت الگوهای بارش و رسوب، از معیارهای میانگین اختلاف در هر گام بارش و رسوب و تغییرات انحراف استاندارد استفاده شد. با نگرش به تغییرات پویای پوشش گیاهی نسبت به دیگر ویژگی های حوضه برای بررسی تغییرات پوشش گیاهی و مساحت آن از داده های سنجش از دور استفاده شد. با توجه به عملکرد موثر و دقت زیاد شاخصNDVI  و تصاویر ماهواره ای لندست در مناطق خشک، برای برآورد پوشش گیاهی، مدیریت و فراخوانی تصاویر ماهواره ای، سامانه Google Earth Engine مورد استفاده قرار گرفت. سپس، به بررسی تاثیر ویژگی های حوضه از جمله شیب، مساحت، جنس خاک، ضریب شکل حوضه و پوشش گیاهی مناطق بر رسوبدهی حوضه ها پرداخته شد.

    نتایج و بحث

    نتایج نشان داد، میانگین شباهت ها در الگوی بارش و رسوب در حوضه های ابراهیم آباد و رویان به ترتیب 48.2 و 46.1 درصد بوده است. همچنین، با افزایش شماره چارک بارش، درصد رسوبات درشت دانه نیز طی هر رگبار افزایش یافت که گویای نقش مهم الگوی رگبار بر الگوی رسوبدهی حوضه ها است. میانگین ماهانه پوشش گیاهی (حاصل از تصاویر لندست) در حوضه های ابراهیم آباد و رویان در طی دوره مذکور به ترتیب 5.15 و 4.99 درصد به دست آمده است که نسبت به پژوهش های پیشین کمتر برآورد شده است. در این پژوهش، از حد آستانه 0.1 برای شاخص NDVI استفاده شده است که در آن از پوشش های گیاهی بسیار ضعیف صرف نظر شده است.

    نتیجه گیری

    در مجموع می توان بیان کرد که در هر دو حوضه در بیش از 51 درصد موارد، با افزایش پوشش گیاهی در هر رگبار، ضخامت لایه رسوب مربوطه کاهش یافته است که تاثیر مقادیر و تغییرات پوشش گیاهی بر فرسایش و رسوب حوضه ها را بیان می کند.

    کلید واژگان: تغییرات باران, حوضه های کوچک, فرسایش, Landsat, NDVI}
    Parisa Fattah, Khosrow Hoseini *, Seyed Ali Asghar Hashemi
    Introduction

    Soil is one of the most important natural resources of any country, which plays a key role in food security, self-sufficiency in food production, national economy, and sustainable agriculture. Soil erosion is one of the most obvious factors of soil loss, and rain erosion is one of the most important forms of erosion. Therefore, the knowledge of the processes governing soil erosion and sediment transport is very important in water and soil resources management, as well as, the development of soil erosion models to achieve sustainable development is of great importance. Previous research has shown that rainfall patterns are one of the factors influencing rain erosion. Vegetation also reduces soil erosion by protecting the soil against the effects of raindrops and runoff. Rain erosion is especially important in arid and semi-arid areas due to the lack of vegetation and low initial soil moisture. This research was conducted, regarding the effect of rainfall patterns on rain erosion, by investigating the rainfall pattern and vegetation changes over 25 years in Ebrahim Abad and Royan watersheds situated in Semnan City. 

    Materials and methods

    First, the physical characteristics of the watersheds were obtained; using ArcGIS software, and the precipitation information was extracted from the rain gauge sheets with an accuracy of 10 minutes. To compare the rainfall for different amounts of precipitation, the dimensionless cumulative rainfall curve of each event was obtained. The time of each rainfall was divided into 10 parts and the percentage of rainfall was determined for each part. The rainfall curve was divided into 4 quartiles (1st, 2nd, 3rd, and 4th quartiles) depending on the occurrence of the maximum precipitation. According to the information on the sediment layers in check dams located at the outlet of each watershed and the precipitation data, the storm-related to each sediment layer was determined and the effect of the storm pattern on the sediment pattern was investigated. To check the similarity of precipitation and sedimentation patterns in check dams, the average difference in precipitation and sedimentation in each time step and standard deviation changes were used. Considering the dynamic changes of vegetation compared to other characteristics of the watershed, remote sensing data were used to investigate the changes in vegetation and its area. Due to the effective performance and high accuracy of NDVI index and landsat satellite images in dry areas, Google Earth Engine system was used to estimate vegetation cover, manage and recall the satellite images. Then, the influence of watershed characteristics such as slope, area, soil type, shape factor, and vegetation cover on watershed sedimentation was investigated. 

    Results and discussion

    The average similarities in precipitation and sediment pattern in Ebrahim Abad and Royan watersheds were 48.2 and 46.1%, respectively. Also, the percentage of coarse-grained sediments augments by increasing the precipitation quarter number, during each storm event, which shows the important role of the rainfall pattern on the sedimentation pattern in each watershed. The average monthly vegetation cover (obtained from Landsat images) in Ebrahim Abad and Royan watersheds during the mentioned period was 5.15 and 4.99%, respectively, which is less estimated than reported by previous research. In this research, a threshold limit of 0.1 has been used for the NDVI index, in which very weak vegetation has been omitted.

    Conclusion

    In both watersheds, in more than 51% of cases, by increasing vegetation cover in each storm event, the thickness of the corresponding sediment layer augments, which shows the effect of vegetation cover on the erosion and sedimentation of the watersheds.

    Keywords: erosion, Landsat, NDVI, Rainfall changes, Small watersheds}
  • معین جهان تیغ*، منصور جهان تیغ

    پیشینه و هدف:

     تخریب سرزمین و بیابان زایی در مناطق خشک از جمله چالش های مهم زیست محیطی در سراسر کره زمین بشمار می رود. این فرآیند با توجه به کمبود نزولات جوی و وقوع خشک سالی های متوالی ضمن بهره برداری نامعقول از عرصه های طبیعی و کشاورزی با افزایش تقاضا برای تامین نیاز غذایی بشر، ابعاد مختلف زیست محیطی و اقتصادی-اجتماعی را تحت تاثیر قرار می دهد. به طوری که تداوم چنین شرایطی طی سال های اخیر با تخریب پوشش گیاهی و خاک، فرسایش آبی و بادی، شوری خاک، فشردگی سطح خاک و پایین رفتن سطح سفره های آب زیرزمینی پیامدهای قابل توجهی برای تولید محصولات کشاورزی، تنوع زیستی و در نتیجه تخریب اکوسیستم در این مناطق را به همراه داشته است. از آنجا که الگو و ابعاد تغییرات پوشش گیاهی مهم ترین مشخصه فیزیکی تخریب زمین در مناطق خشک بشمار می رود. لذا پایش تغییرات پوشش گیاهی بستری مناسب برای شناخت عوامل و فرآیندهای موثر در وقوع پدیده بیابان زایی و تخریب زمین در این مناطق را فراهم می آورد. با توجه به قابلیت های داده های سنجش از دور به دلیل پوشش وسیع و چند زمانه بودن و از طرفی محدودیت های ناشی از تغییرپذیری مکانی و زمانی و همچنین هزینه بر بودن مطالعات میدانی، استفاده از تصاویر ماهواره ای راه کاری مناسب برای پایش تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از شاخص های پوشش گیاهی است. با توجه به اینکه استفاده از تصاویر با وضوح مکانی و زمانی بالا پاییش تغییرات پوشش گیاهی را تحت تاثیر قرار می دهد، لذا ترکیب تصاویر مختلف با قدرت تفکیک مکانی (به عنوان مثال Landsat) و زمانی (به عنوان مثالMODIS) بالا امکان تهیه داده هایی با تفکیک مکانی و زمانی بالا را فراهم می کند. هدف از مطالعه، پایش تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر شبیه سازی شده لندست در مقیاس روزانه طی دوره های کم آبی، نرمال و پرآبی در شهرستان نیمروز صورت گرفته است.

    مواد و روش ها :

    منطقه مورد مطالعه در شمال استان سیستان و بلوچستان واقع شده است. بارش کم (50 میلی متر)، درجه حرارت بالا (48 درجه سانتی گراد)، تبخیر زیاد (5000 میلی متر) و وزش بادهای 120 روزه از جمله شرایط خاص آب و هوایی این منطقه است. در این مطالعه در ابتدا به تعیین سال های مرطوب، نرمال و خشک سالی با بررسی وضعیت خشک سالی هیدرولوژیکی در رودخانه هیرمند پرداخته شد. با استفاده از پکیج Hydrostats در نرم افزار R با اجرای کدهای مربوطه تغییرات جریان روزانه (daily.cv)، سالانه (ann.cv)، طول دوره های بیشتر و کمتر از آستانه (high. spell and low. spell) و همچنین بیش ترین و کم ترین دوره های زمانی که یک سیل مشخص تا آستانه طول می کشد  (high. spell. lengths and low. spell. lengths) برای یک دوره آماری 29 ساله محاسبه شد. در ادامه به بررسی وضعیت پوشش گیاهی طی سال های مورد مطالعه پرداخته شد. بدین منظور در ابتدا اقدام به تهیه سری زمانی داده های سنجش از دور با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا با ادغام تصاویر با تفکیک مکانی (تصاویر Landsat) و زمانی (تصاویر MODIS) بالا با استفاده از مدل  ESTARFMضمن اعتبارسنجی تصاویر شبیه سازی شده با داده های تصاویر ماهواره لندست (تصاویر سنجنده های TM، +ETM و OLI) گردید. طی عملیات میدانی از گونه های گیاهان مختلف نمونه برداری و موقعیت آن ها توسط GPS ثبت شد. با مقایسه داده های میدانی با شاخص پوشش گیاهی اختلاف نرمال (NDVI) و شاخص پوشش گیاهی تنظیم شده خاک (SAVI)، شاخص پوشش گیاهی با بیشترین همبستگی با داده های برداشتی انتخاب شد. با استفاده از شاخص پوشش گیاهی و برآورد مدل رگرسیونی، نقشه درصد پوشش گیاهی برای سال های مورد بررسی تهیه شد. پس از طبقه بندی نقشه های پوشش گیاهی، با استفاده از روش مقایسه (Cross Tab) در نرم افزارENVI   نقشه تغییرات پوشش گیاهی استخراج شد.

    نتایج و بحث :

    نتایج تجزیه و تحلیل دوره های کم آبی و پرآبی نشان داد که حجم سیلاب در سال های خشک سالی نسبت به سال های نرمال و مرطوب به ترتیب 31 و 82 کاهش یافته است. با تلفیق تصاویر مودیس و لندست (TM، +ETM و OLI) با استفاده از مدل ESTARFM یافته ها نشان می دهد که این مدل در برآورد بازتابندگی سطحی و حفظ جزییات مکانی دقت قابل قبولی دارد. به طوری که میانگین ضریب تعیین (R2) برآورد شده برای باندهای آبی، سبز، قرمز و نزدیک به مادون قرمز با داده های تصاویر دریافتی از ماهواره لندست به ترتیب 0.91، 0.89، 0.92 و 0.91 است. همچنین میانگینRMSE  در چهار باند به ترتیب برابر با 0.01، 0.027، 0.028 و 0.031 به دست آمده است. در مقایسه داده های میدانی با شاخص پوشش گیاهی اختلاف نرمال (NDVI) و شاخص پوشش گیاهی تعدیل شده خاک (SAVI) یافته ها نشان می دهد که شاخص SAVI بیشترین همبستگی را با پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه دارد (87 =R2)، با برآورد مدل رگرسیونی و طبقه بندی نقشه های درصد پوشش گیاهی برای سال های مرطوب، نرمال و خشک سالی 6 کلاس طبقاتی به دست آمد (کلاس % 0-10=1، کلاس % 10-20=2 ، کلاس % 20-30=3، کلاس % 40-50=4،   کلاس % 60-80=5، و کلاس 6=>80). در بررسی تغییرات پوشش گیاهی نتایج نشان بیانگر آن است که در دوره خشک سالی70% مساحت منطقه مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی کمتر از 10% (برابر 138176.3 هکتار) می باشد که در سال های نرمال و پرآبی با افزایش پوشش گیاهی مساحت این عرصه ها به ترتیب 30 و 48 درصد کاهش یافته است (به ترتیب برابر با 66269.98 و 50559.7 هکتار). با توجه به نتایج به دست آمده بیشترین تغییرات پوشش گیاهی مربوط به تبدیل کلاس 1 به کلاس 2 (معادل %48.5) است. علاوه بر این 18 و 27 درصد تغییرات گیاهی به ترتیب مربوط به کلاس 1 و 2 به کلاس 4 و 5 است (به ترتیب برابر با 16284.26 هکتار و 11471.88 هکتار). همچنین یافته ها نشان می دهد که بیشترین تغییرات پوشش گیاهی به ترتیب در کاربری های تالاب-جنگل (%28)، جنگل- مرتع (%21) و مراتع ضعیف (%19) رخ داده است. بر اساس مطالعات میدانی از جمله مهم ترین گونه های گیاهی که در این کاربری ها رشد می نماید عبارتند از؛ Aeluropus littoralis sp. ، Chenopodiace sp.،  Tamarix aphylla وHaloxylon aphylum می باشد که قابلیت سازگاری بالایی با شرایط اقلیمی منطقه مورد مطالعه دارد.

    نتیجه گیری:

     در این تحقیق برای اولین بار در منطقه نیمروز سیستان به بررسی تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر شبیه سازی شده لندست - مودیس طی سال های کم آبی، نرمال و پرآبی پرداخته شد. با توجه به بارش کم و رژیم آب و هوایی سخت در منطقه مورد مطالعه، جریان های سیلابی رودخانه هیرمند تنها منبع تامین آب مورد نیاز منطقه مورد مطالعه می باشد. نتایج تجزیه و تحلیل دوره های کم آبی و پرآبی نشان داد که حجم سیلاب در سال های خشک نسبت به سال های نرمال و پرآبی به ترتیب 31 و 82 کاهش یافته است. با توجه به کاهش حجم سیلاب در دوره خشک سالی %70 منطقه مورد مطالعه دارای پوشش گیاهی ضعیفی بوده که در سال های نرمال و پرآبی با تامین نیاز آبی گیاهان و افزایش پوشش گیاهی، مساحت این اراضی به ترتیب 30 و 48 درصد کاهش یافته است. در مجموع با توجه به نتایج به دست آمده از تحلیل دوره های خشکسالی و ترسالی و پاییش تغییرات پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه می توان نتیجه گیری کرد که تغییر در شرایط هیدرولوژیکی جریان های ورودی به منطقه سیستان نقش بارزی در تغییرات پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه دارد و با توجه به شرایط سخت اقلیمی در این منطقه بخش قابل توجهی از مساحت این منطقه بدون پوشش گیاهی و یا دارای پوشش گیاهی فقیر هستند که با تخریب عرصه های طبیعی باعث گسترش کانون های بحرانی و تسریع سیر قهقرایی در این منطقه شده است. از اینرو، پایش و تجزیه و تحلیل دقیق تغییرات پوشش گیاهی و کاربری اراضی رویکردی کارآمد به منظور الویت بندی مکانی کانون های بحرانی جهت اتخاذ اقدامات مکانیکی مناسب برای کنترل فرآیند بیابان زایی در منطقه مورد مطالعه است. در این تحقیق با استفاده از قابلیت های داده های سنجش از دور و با ترکیب تصاویر با تفکیک مکانی30 متر در مقیاس روزانه با استفاده از مدل ESTARFM و تولید تصاویر با تفکیک مکانی و زمانی بالا، امکان پاییش تغییرات پوشش گیاهی با توجه به کمبود تجهیزات لازم و همچنین گستردگی عرصه های طبیعی در منطقه مورد مطالعه میسر شد. چنین ظرفیتی کمک بزرگی برای پایش تغییرات فصلی و پویای زیست محیطی با توجه به تسریع سیر قهقرایی در منطقه سیستان با تولید محصولات سنجش از دور با توان تفکیک بالای مکانی و پوشش بالای زمانی است.

    کلید واژگان: تغییرات پوشش گیاهی, لندست, مودیس, نیمروز, مدل ESTARFM}
    Moien Jahantigh *, Mansour Jahantigh
    Background and Objective 

    land degradation and desertification in arid areas are the most important environmental challenges in the world. This process due to the lack of precipitation and the occurrence of drought, while the unreasonable exploitation of natural and agricultural areas with increasing demand to provide human food needs, affects various environmental and socio-economic dimensions. So, the continuation of this condition during recent years with the destruction of vegetation and soil, wind and water erosion, soil salinity, soil compaction, and declining groundwater aquifers have significant consequences for the production of agricultural products and biodiversity in an arid region. Since the pattern and dimensions of vegetation changes are the most important factors in detecting land degradation, monitoring the vegetation changes is the best approach to analyzing land degrading and desertification trends in an arid region. Therefore, according to the capabilities of remote sensing data due to the wide coverage and multi-timed,  the use of satellite imagery to monitor vegetation changes by using vegetation index is one of the best methods that developed in recent years. Moreover, concurrent access to high spatial and temporal resolution imageries is one of the important factors that affect the monitoring of vegetation changes. To achieve this goal, It needs to incorporate different satellites with high spatial (e.g., Landsat satellite) and temporal (e.g., MODIS satellite) images. The purpose of this study is the monitoring vegetation changes using daily Landsat simulated images at 30 m Spatial Resolution in three years of wet, normal, and drought in the Nimroze area.

    Materials and Methods

     The study area is located in the north of the Sistan and Baluchistan provinces. Low precipitation (50 mm), high temperature (48 oC), high evaporation (5 m), and 120-day winds are among the specific climatic conditions that characterize this region. In this study, at first, the hydrological drought status of the Hirmand River was investigated. Using the Hydrostats package in R software, the amount of threshold of flood by running the related codes (by running codes such: daily.cv, ann.cv, high. spell, and low. spell) during the statistical period of study (29 years) was calculated. To determine wet, normal, and drought years calculated the length of periods that flood is higher (high. spell. lengths) and lower (low. spell. lengths) than the threshold. To increase the accuracy of monitoring vegetation changes, it needs to incorporate different satellites with high spatial (e.g., Landsat) and temporal (e.g., MODIS) images. To achieve this purpose, in this study, the Enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model (ESTARFM) was evaluated with actual satellite data (OLI, ETM+, TM image). For this purpose at first, pre-processing (geometric, radiometric, and atmospheric correction) was performed on satellite images, and by using the ESTRFM model, simulated daily Landsat images at 30 m spatial resolution for wet, normal, and drought years. In-field operations from different plant communities by GPS were sampled. Comparing filed data with the Normalized difference vegetation index (NDVI) and the soil-adjusted vegetation index (SAVI), the vegetation index that had the highest correlation with field data was selected. To investigate vegetation changes, using the vegetation index (the vegetation index with high correlation), the map of vegetation for each year was prepared (wet, normal, and drought years). After the classification maps of vegetation, by comparison, approach (cross tab), the map of vegetation changes was extracted.

    Results and Discussion

     The results of analyzing wet and dry periods showed that, flood volume in dry years compare to normal and wet years decreased 31 and 82 percentages, respectively. To incorporation MODIS and Landsat (OLI, ETM+, TM) Images, using enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model (ESTARFM), finding indicate that this model improves the accuracy of predicted fine-resolution reflectance and preserves spatial details for heterogeneous landscapes too. So that the mean coefficient of determination (R2) of blue, green, red and near-infrared estimation bands with actual satellite images data is 0.91, 0.89, 0.92 and 0.91 respectively. Also the average Root-Mean-Square Error (RMSE) in four bands obtained 0.01, 0.027, 0.028 and 0.031 successively. Comparing the obtained field data with the Normalized difference vegetation index (NDVI) and the soil adjusted vegetation index (SAVI), indicate that SAVI index has the highest correlation (R2= 87) with vegetation of study region. By calculate the regression model (using SAVI and field data) and classify the vegetation maps of wet, normal and drought years, 6 class obtained (class1=0-10%, class2=20-10%, class3=20-30%, class4=40-50%, class5=60-80% and class6=>80%). The results of investigation vegetation changes indicate that during the drought period 70% of study area has less than 10% vegetation (equal to 138176.3 hectares) and during normal and wet years by increasing vegetation, this area decreased by 30 and 48% respectively (equal to 66269.98 and 50559.7 hectares, respectively). According to the results during the study period, the most vegetation changes is relate to conversion of class 1 to class 2 (equivalent to 48.5%). moreover 18 and 27% of vegetation changes relate to class 1 and 2 to class 4 and 5 respectively (equal to 16284.26 and 11471.88 hectares, respectively). Also the finding indicates that the most vegetation changes occurrence in wetland-forest (28%), forest-rangeland (21%) and poor rangeland (19%) land uses respectively. Field study also showed that, the most important plant species that grows in this land-use such as the results of analyzing wet and dry periods showed that flood volume in dry years compare to normal and wet years decreased by 31 and 82 percent, respectively. To incorporation MODIS and Landsat (OLI, ETM+, TM) Images, using enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model (ESTARFM), the finding indicates that this model improves the accuracy of predicted fine-resolution reflectance and preserves spatial details for heterogeneous landscapes too. So that the mean coefficient of determination (R2) of blue, green, red, and near-infrared estimation bands with actual satellite images data is 0.91, 0.89, 0.92, and 0.91 respectively. Also, the average Root-Mean-Square Error (RMSE) in four bands obtained 0.01, 0.027, 0.028, and 0.031 successively. Comparing the obtained field data with the Normalized difference vegetation index (NDVI) and the soil-adjusted vegetation index (SAVI), indicate that the SAVI index has the highest correlation (R2=87) with the vegetation of the study region. By calculating the regression model (using SAVI and field data) and classifying the vegetation maps of wet, normal, and drought years, 6 classes obtained (class1=0-10%, class2=20-10%, class3=20-30%, class 4=40-50%, class5=60-80% and class6=>80%). The results of the investigation of vegetation changes indicate that during the drought period, 70% of the study area has less than 10% vegetation (equal to 138176.3 hectares) and during normal and wet years by increasing vegetation, this area decreased by 30 and 48% respectively (equal to 66269.98 and 50559.7 hectares, respectively). According to the results during the study period, most vegetation changes are related to the conversion of class 1 to class 2 (equivalent to 48.5%). moreover, 18 and 27% of vegetation changes relate to class 1 and 2 to class 4 and 5 respectively (equal to 16284.26 and 11471.88 hectares, respectively). Also, the finding indicates that the most vegetation changes occur in wetland-forest (28%), forest-rangeland (21%), and poor rangeland (19%) land use respectively. The field study also showed that the most important plant species that grow in this land use such as Aeluropus littoralis, Chenopodiace sp, Tamarix aphylla, Haloxylon aphylum are adaptive to climatic regime in study area.

    Conclusion

     In this research for the first time in the Nimroz region of Sistan Vegetation changes were studied using Landsat simulated images during periods of low water, normal, and high water years. Due to low rainfall and harsh climate in the study area, floods in the Helmand River are the only source of water supply required in the study area. The results of analyzing wet and dry periods showed that flood volume in dry years compared to normal and wet years has decreased by 31 and 82, respectively. According to the reduction of flood volume during a drought year, 70% of the study area has poor vegetation and during normal and wet years, providing plants with water needs and increasing vegetation, this area had decreased by 30% and 48%, respectively. According to the results of this study, change in hydrological conditions of the Hirmand River has a significant role in vegetation changes in the study area by using simulated images with high spatial and temporal resolution can improve the accuracy of monitoring vegetation changes to control and management the desertification in Sistan area.

    Keywords: Vegetation changes detection, Landsat, MODIS, Nimrozre, ESTARFM model}
  • R. Kharazmi, M.R. Rahdari *, A. Rodríguez-Seijo, M. Elhag

    Change detection of lakes is important to monitor ecosystem health and wind erosion process in arid environments. The main purpose of this research is to evaluate unsupervised classification based on vegetation indices to monitor Land cover changes (LCCs). The Hamoun Biosphere Reserve is located in the east of Iran and is considered one of the most important wetlands in the center of the Iran Plateau. To detect land cover changes, using Landsat images from the 1990s, 2000s, 2010s and 2020s ground control points (GCP) and spectral profiles, four major land cover classes were obtained (sparse vegetation, dense vegetation, bare land, and water bodies). To create AOIs, the pure pixels were selected using obtained spectral profiles of the main land types by GCPs in 2020. The separability of representative AOIs by classes was examined by Jeffries–Matsushita distances and scattering ellipse parameters. A maximum likelihood classifier (MLC) was applied to Landsat images in 2020 with an overall accuracy of 93% and a Kappa statistic of 0.90. Subsequently, based on Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) maps, as additional input data, unsupervised classification was used to classify the same images in 2020.  The observed accuracy and kappa statistic of the used classification technique was up to 0.91 and 0.89 respectively. The finding indicated that in 2000, the area of arid land increased (90% of all areas) and became a major land use type, whereas water bodies (74% of all areas in the 1990s) reached zero in this year. Yearly water body changes revealed a severe dryness condition in this wetland. After 2000, in most cases in subsequent years, the water body completely dried up and in the seasonally flooded years, it did not exceed 10% of the total wetland’s area. On the other hand, before 2000, on average, 60% of the wetland’s area was dominated by the water class. Our study showed that in the time series without GCP for monitoring past changes, an unsupervised SAVI-based technique could provide acceptable accuracy in this region.

    Keywords: Environment monitoring, Vegetation indices, Image classification, Landsat, Multispectral Images}
  • مهتاب صالحی، رسول مهدوی*، مرضیه رضایی، علیرضا نفرزادگان، مهدی قربانی
    تغییر نوع استفاده از زمین از موضوع های اساسی سیاست های حفاظت از منابع آبی است. هدف از پژوهش حاضر بررسی ارتباط وضعیت کمی و کیفی آبخوان دشت ایسین با روند تغییرات الگوی کشت طی دوره 1399-1382 است. به منظور بررسی وضعیت آبخوان اقدام به درون یابی کمیت و کیفیت آب زیرزمینی برای شناسایی مناطق با کمینه افت سطح ایستابی و بیشینه هدایت الکتریکی گردید. همگام با درون یابی، از الگوریتم طبقه بندی بیشینه احتمال نظارت شده و داده های ماهواره ای چند طیفی لندست 8-5 و سنتینل 2 در سال های 1399-1382 برای تحلیل رقومی و نمایش نوع استفاده از زمین استفاده شد. نتایج بیانگر هم خوانی بیشینه میانگین کاهش سطح ایستابی به مقدار 18.53m- سینتینل 2، 17.15m- لندست 8 با موقعیت مکانی کاربری کشاورزی بخصوص باغ ها و کاربری زمین های شور در دشت ایسین شرقی بود و در دشت ایسین غربی بیشینه میانگین کاهش سطح ایستابی به مقدار 25.67m- سینتینل 2، 25.62m- لندست 8 با کاربری سبزیجات انطباق داشت. نتایج برآمده از داده های لندست 8 و تغییرات مکانی هدایت الکتریکی بیانگر این بود که در دشت ایسین شرقی بیشترین میانگین هدایت الکتریکی به مقدار 4610µS/cm در کاربریProsopis Cineraria and Juliflora و در دشت ایسین غربی بیشترین میانگین هدایت الکتریکی به مقدار 5151.15µS/cm در کاربری نواحی مسکونی و صنعتی وجود داشت. همچنین در داده های حاصل از سینتینل 2 میانگین هدایت الکتریکی در کاربری زمین های بایر- ایسین شرقی به مقدار 4475.22µS/cm و در کاربری زمین های شور - ایسین غربی به مقدار 5155.61µS/cm چشمگیر است. بنابراین افزایش وسعت کاربری کشاورزی بخصوص باغ ها و سبزیجات و هم خوانی با پهنه هایی با بیشینه افت سطح ایستابی نشان دهنده استخراج بی رویه آب زیرزمینی برای مصارف کشاورزی است. از طرفی وسعت قابل توجه زمین های بایر و روند افزایشی زمین های شور و نواحی مسکونی و صنعتی و هم خوانی با پهنه هایی با هدایت الکتریکی بالا و انطباق میانگین بیشینه هدایت الکتریکی با کاربری گونه های Prosopis Cineraria and Juliflora می تواند هشداری برای وضعیت نامناسب آبخوان دشت ایسین باشد.
    کلید واژگان: سطح ایستابی, هدایت الکتریکی, لندست, سنتینل 2, الگوریتم بیشینه احتمال, درون یابی}
    Mahtab Salehi, Rasool Mahdavi *, Marziyeh Rezai, Ali Reza Nafarzadegan, Mehdi Ghorbani
    IntroductionGroundwater is among the most precious natural resources for human health, economic development and environmental diversity. Since the measurement of groundwater parameters and water quality is difficult, costly and far from being available, interpolation techniques are an easy solution. At the same time, there is a strong correlation between groundwater quality and land use in areas with sensitive aquifers. Changes in land use caused by factors such as rapid growth and expansion of urban centers, rapid population growth, and the lack of land, the need for increased production and the evolution of technologies are important concerns. The literature review shows that the quantitative and qualitative decline in groundwater is a global crisis. As a result, the factors affecting the quantitative and qualitative decline in groundwater range from climate factors to socio-economic factors.In the current research, find an answer to the poor condition of the Isin Plain aquifer by looking at the relationship between some hydrological factors and changes in cultivation pattern of the region is the main goal. For this purpose, the water table and EC of groundwater were interpolated using geostatistical methods. Using satellite imagery, the trend of culture pattern changes over time was obtained. Finally, the relation between the factors on the Isin plain was established. Material and MethodsFor this purpose, the quantity and quality of groundwater in eastern and western Isin plains were interpolated using the Kriging and IDW methods, during the four statistical years of 2004, 2011, 2018, and 2021 and the time series of 2004-2021. The RMSE statistic was used to evaluate the performance of the methods.Then, satellite images and ground truth data was used for land use change classes to investigate the land use changes during the cropping season, along with the determination of changes in the quantity and quality of groundwater in the eastern and western Isin plains for the mentioned years. Satellite data including Landsat 5 multi-temporal satellite images in 2004, 2011, and 2018 and Landsat 8 and Sentinel 2 images for February 2021 were obtained from the USGS.Following preparation of the related images using the flash module, atmospheric and radiometric corrections were performed. Then, the corrections information was extracted into the text file appended to each image. With field survey, the coordinates of the representative pixels were determined and seven land use classes of gardens, vegetables, bare lands, residential and industrial areas, saline lands, and Prosopis Cineraria and Juliflora species were determined. The maximum likelihood classification method was used to separate seven main land use classes based on 127 training samples. For the purpose of assessing accuracy, an error matrix was created for the producer's accuracy, the user's accuracy, the overall accuracy, and the kappa coefficient calculation. Finally, to examine the relationship, the land use map and the groundwater and EC interpolation maps were overlapped into the Arc Map software environment. Results and DiscussionBy comparing the interpolation methods of IDW and Kriging with the RMSE validation technique, it was found that the best interpolation method for estimating water table and EC is Kriging, followed by the IDW method. A review of the land use maps of the Eastern and Western Plains of Isin showed the increase and decrease of different land use categories over the years under study. The overall accuracy and Kappa coefficient were over 82% and 0.79, indicating the acceptable accuracy of the classification and maps obtained. The results of overlapping land use maps and spatial changes in ground water indicate that the location of agricultural land, especially gardens in the eastern Isin plain and vegetables in the western Isin plain, is compatible with the areas of having low water table. The results of overlapping the land use map obtained from Landsat 8 data and EC spatial changes showed the highest amount of EC in can be observed in Prosopis Cineraria and Juliflora species and residential and industrial uses in eastern and western Isin plain. The results obtained from Sentinel2 indicate that the value of EC was significant in the bare lands of eastern Isin and in the saline lands of western Isin. However, the increase in agricultural use, especially for gardens and vegetables, and the pairing with areas with the lowest water table indicates an over-extraction of groundwater for agricultural purposes. On the other hand, the significant extent of bare lands and the upward trend of saline lands, residential and industrial areas, and matching with areas with high EC and the adaptation of maximum EC with Prosopis Cineraria and Juliflora species uses may be a warning for poor condition of the Isin plain aquifer.
    Keywords: Water table, Electrical conductivity, Landsat, Sentinel2, maximum likelihood algorithm, Interpolation}
  • پریسا کمالی، مهدی تازه، سعیده کلانتری*، مسعود فهرستی، عاطفه جبالی

    گردوغبار یکی از مهم ترین پدیده های اتمسفری رایج در مناطق خشک و نیمه خشک است که طی دهه اخیر مورد توجه پژوهشگران زیادی قرار گرفته است. پژوهش حاضر، تعداد روزهای گردوغبار و رابطه آن با ویژگی های اقلیمی، پوشش گیاهی و تیپ های اراضی از سال 2005 تا 2017 میلادی، واقع در منطقه دشت یزد-اردکان مورد بررسی قرار داده است. شاخص غبارناکی منطقه مورد مطالعه در دو ایستگاه هواشناسی یزد و میبد، محاسبه و با طبقه بندی تصاویر دو ماهواره لندست 7 و 8 در سال های مذکور، نقشه تیپ های اراضی در واحدهای کاری اراضی زراعی، اراضی شهری، دشت سر اپانداژ، دشت سر پوشیده و ارگ، تهیه شد، سپس لایه NDVI در دو طبقه، برای ماهواره های لندست 7 و  8  محاسبه شد. مساحت طبقات برای تمام سطوح منطقه و همچنین در دو حریم 10 و 20 Km به مرکز ایستگاه های یزد و میبد، محاسبه گردید. در گام بعد رابطه متغیرهای اقلیمی شامل میانگین دما، بارش و رطوبت نسبی سالانه محاسبه و در پایان رابطه بین شاخص غبارناکی با تیپ اراضی، لایه NDVI و متغیرهای اقلیمی به دست آمد. نتایج نشان داد که رابطه بین شاخص DSI با تیپ ارگ مستقیم، ولی با تیپ های دشت سر اپانداژ، دشت سر پوشیده و اراضی زراعی رابطه عکس دارد. طبق نتایج بدست آمده، تیپ اراضی شهری بر روی شاخص غبارناکی دارای تاثیر چندانی نیست. در بررسی شاخص DSI با شاخص NDVI با افزایش شاخص غبارناکی منطقه، مقادیر NDVI برای تمام سطوح کاهش یافته است. رابطه متغیرهای اقلیمی با شاخص DSI نیز نشان داد که با کاهش میانگین بارش سالانه و رطوبت نسبی و افزایش دمای میانگین، شاخص غبارناکی افزایش یافته است.

    کلید واژگان: بافر, طبقه بندی تصاویر, گرد و غبار, لندست}
    Parisa Kamali, Mahdi Tazeh, Saeideh Kalantari *, Masoud Fehresti, Atefeh Jebali

    Dust is one of the most important atmospheric phenomena, which has attracted the attention of many scientists as an emergent phenomenon. Current research has studied trend of the number of dust days and its relation to climatic parameters and vegetation index from 2005 to 2017 in the Yazd-Ardakan plain. The DSI was computed for the two meteorological stations at Yazd and Meybod. By classifying the two Landsat 7 and 8 satellite images, the land form/cover maps, including agricultural lands, urban, mantled pediments, covered pediment and erg have been prepared. The NDVI layer was then computed in two classes for the Landsat 7 and 8 satellites. The class area was calculated for all levels of the region and also within two buffers of 10 and 20 km at the center of stations Yazd and Meybod. The relationship between the climatic parameters, including annual average temperature, annual average precipitation and annual average relative humidity, was then calculated. Finally, the relationship between dust index and land form types, NDVI layer and climatic parameters has been investigated. The results showed that the relationship between the DSI and the erg type is direct, but there is an inverse relation with the mantled pediments, covered pediment and agricultural land. Based on the results obtained, urban lands have little effect on the dust storm index. By comparing the DSI with the NDVI, with the increase in the region's dust storm index, the NDVI values for all levels decreased. By comparing the DSI with the climatic parameters, with the decrease in annual average precipitation and relative humidity and the increase in annual average temperature, the dust Storm index increased.

    Keywords: Dust, Landsat, Image Classification, Buffer}
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