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 "time series" در نشریات گروه "آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع"

تکرار جستجوی کلیدواژه «time series» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • کاظم رنگزن*، فاطمه بالویی

    طوفان گردوغبار، فرایند پیچیده ای است که تحت تاثیر فعل وانفعالات سامانه های جوی قرار دارد و اساسا شرایطی مانند سرعت زیاد باد، خاک برهنه و هوای خشک باعث ایجاد آن می شود. محصولات آئروسل MODIS، پرمصرف ترین محصولات در مقیاس منطقه ای و جهانی در مطالعات گردوغبار هستند. این مطالعه با هدف پایش گردوغبار و بررسی ارتباط آن با عوامل مختلف توپوگرافی (درجه شیب، جهت شیب و ارتفاع)، پوشش گیاهی و اقلیم (عامل بارش) با استفاده از رگرسیون خطی و به کمک تکنیک های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در استان خوزستان صورت گرفت. نتایج ارتباط گردوغبار با عوامل ذکرشده نشان داد از بین تمام عوامل، ارتفاع و جهت شیب بیشترین همبستگی به ترتیب (83 درصد) و (72 درصد) را با پدیده گردوغبار در جهت عکس دارند؛ به طوری که افزایش در مقدار ارتفاع باعث کاهش گردوغبار و جهت های رو به جنوب و مناطق هموار، افزایش در مقدار این پدیده را خواهند داشت. بررسی معناداری همبستگی میان عامل گردوغبار با فاکتورهای درجه شیب، جهت شیب، بارش و ارتفاع با استفاده از آماره p-value و در سطح 95 درصد اطمینان انجام گرفت. مقدار p-value به ترتیب برای هرکدام از عوامل مذکور به ترتیب 001/0، 00/0، 00/0 و 004/0 به دست آمد. براساس نتایج به دست آمده، بین گردوغبار و عوامل درجه شیب، جهت شیب، بارش و ارتفاع رابطه معناداری برقرار است. نتایج این پژوهش نشان داد که با بهره گیری از تکنیک های سنجش از دور می توان به شناسایی کانون های گردوغبار به عنوان ابزار ارزشمندی به منظور مبارزه با عامل بیابان زایی استفاده کرد.

    کلید واژگان: مادیس, عمق اپتیکی آئروسل (AOD), سری زمانی, توپوگرافی, اقلیم, پوشش گیاهی
    Kazem Rangzan *, fatemeh balouei
    Introduction

    Airborne particles play an important role in the balance of atmospheric radiation and climate change. The relationship between aerosols and climate systems has received increasing attention as our understanding of these issues increases. A dust storm is a complex process that is influenced by the interactions of atmospheric systems and is basically caused by conditions such as high wind speed, bare soil and dry air.

    Materials and methods

    Aerosol optical depth (AOD) is one of the most important parameters in the field of dust related research. Aerosol optical depth actually refers to the distribution of dust aerosols in the atmosphere. In this research, the dust condition was investigated using the AOD parameter of MODIS product. In order to investigate the relationship between environmental factors, NDVI was used. For each year, based on the total images taken, which is about 24 images per year, the average vegetation cover index was calculated in the Google Earth Engine system as a time series. In this study, among the climatic factors, annual rainfall data from synoptic stations were used to investigate the effect of rainfall on the amount of dust changes in the period from 2013 to 2022. Also, a 90-meter DEM was prepared from the SRTM sensor in order to prepare layers of slope percentage, slope direction and elevation classes.

    Results

    In the research, firstly, to evaluate the dust situation, the aerosol optical depth product was obtained from the MODIS sensor. In order to highlight and monitor as much as possible, the dust phenomenon of the months of June to September, corresponding to the late spring and summer season of each year, when the majority of dust storms are concentrated in these months, was chosen. After downloading the images, the 9-year statistical period (2013-2022) was considered as the studied statistical period in Khuzestan province. The average optical depth of dust was obtained each year based on the images taken in the same year. The results show that most of the dust was spread in the years 2015, 2016, 2017 and 2018, so that a large part of the province faced the dust phenomenon in these years. The investigation of the dust situation in 2013 and 2014 showed that although most of Khuzestan province is facing a relatively low average AOD, the maximum AOD value is related to classes with values of 0.71 to 1.5 and more than 1.5 located in the southwest. is the province; The maximum value of AOD in these years was 2.82 and considering that AOD is between zero and 5 in the mentioned years, the southern regions have faced a high average dust phenomenon. The purpose of this study was to monitor dust and investigate its relationship with various factors of topography, vegetation and climate. The results of dust relationship with the mentioned factors showed that among all the factors, height and slope direction have the highest correlation (83 percent) and (72 percent) respectively with the phenomenon of dust in the opposite direction, so that an increase in the amount of height causes a decrease in dust and south-facing directions. And smooth areas will have an increase in the amount of this phenomenon. Therefore, by using remote sensing techniques, it is possible to identify dust centers as a valuable tool to combat the expression factor.

    Discussion and Conclusion

    Desertification is one of the most obvious ecological and environmental problems in arid and semi-arid regions. n this study, to identify dust spots, changes in the average occurrence of dust storms were obtained using MODIS sensor data from 2013 to 2022, and then its relationship with climatic factors, sun cover with NDVI index, and topography were evaluated. A decrease in the amount of precipitation that can lead to a decrease in soil moisture, vegetation cover and an increase in drought; Also, the changes in land use in recent years are all among the factors that have led to an increase in the phenomenon of dust, especially in Khuzestan province. Examining the influencing factors such as topography, vegetation and climatic factors is of great importance in identifying and prioritizing the control of dust centers, in addition, the MODIS optical depth sensor product can be of great help as a valuable tool for monitoring and managing this event.

    Keywords: MODIS, aerosol optical depth (AOD), time series, topography, climate, vegetation
  • H. Zare Khormizi *, H.R. Ghafarian Malamiri, S. Alian
    Land Surface Temperature (LST) is one of the most important parameters in land-atmosphere energy exchange that is applicable to many sciences such as climatology, hydrology, agriculture, ecology, etc. One of the most significant limitations of using remote sensing for estimation of LST is the presence of clouds, which remarkably affects the energy reflected from the surface and disrupts the reading ability of the optical and thermal sensors. In the present study, 23 Landsat 8 images in 2015 were used as an annual time series to estimate LST in a part of the pistachio farms of Yazd, Iran. LST in the 23 images was estimated by generalized split-window algorithm. The results showed in the estimated (23 images) LST time series, the minimum, maximum, and mean missing data due to cloud cover were 17%, 28%, and 19%, respectively. SSA algorithm was used to solve the problem of missing data. Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Error (MAE) between the original and reconstructed data at the data points in the studied LST time series were 3.4 and 2.5 K, respectively. Moreover, the gap-filling error was estimated by extracting five random images with four iterations of time series and comparing the reconstructed images with the extracted spatio-temporal images. RMSE and MAE were estimated to be 4.4 and 3.6 K in reconstruction of temporal artificial gaps and 3.7 and 2.8 K in the spatial artificial gaps, respectively. Based on the findings, SSA algorithm can be effectively used to fill the problem of missing data due to cloud cover in Landsat 8 LST time series.
    Keywords: time series, split-window algorithm, Singular Spectrum Analysis, spatio-temporal interpolation, Landsat 8
  • بهزاد متشفع*، ساره هاشم گلوگردی

    خشکسالی به یکی از رایج ترین و پیچیده ترین بلایای طبیعی تبدیل شده است که تاثیر زیادی بر روی توسعه پایدار جوامع دارد. سنجش از دور با داشتن اطلاعات مکانی و زمانی، ابزار مناسبی برای ارزیابی و بررسی این پدیده است. در پژوهش حاضر روند مکانی و زمانی تغییرات خشکسالی در مرکز استان خوزستان مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور از تصاویر سنجنده ETM+ طی یک دوره 20 ساله استفاده شد. پس از انجام پیش پردازش ها، ابتدا 411 نقطه تصادفی روی تصاویر انتخاب و ارزش های پیکسل های مربوط به باند های قرمز و مادون قرمز نزدیک استخراج و در مقابل هم پلات شد و شیب بهترین خط برازش شده موسوم به خط خاک به دست آمد. سپس با استفاده از این شیب و مقادیر باند های ذکرشده، مقادیر شاخص خشکسالی PDI محاسبه شد. سپس با کاربرد روش طبقه بندی شکست طبیعی درجات مختلف از هم تفکیک شد و روند تغییرات مکانی و زمانی خشکسالی با استفاده از آزمون روند من-کندال فصلی در سطوح مختلف معنی داری تعیین گردید. نتایج نشان داد تغییرات مکانی درجه بدون خشکسالی در سطح 5% و 10% و در درجه خشکسالی کم در سطح 10% معنی دار بودند و درجات دیگر هیچ گونه روندی در سطوح معنی داری مختلف نداشتند. در مقابل تغییرات زمانی درجه بدون خشکسالی در سطوح معناداری 1%، 5% و 10% دارای روند معناداری نبود و درجات خشکسالی کم در سطح 5% و 10%، خشکسالی متوسط در سطح 1%، 5% و 10% و خشکسالی شدید در سطح 5% و 10% دارای روند معنادار بودند که حاکی از افزایش شدت خشکسالی در منطقه طی دوره مورد مطالعه بود.

    کلید واژگان: خشکسالی, شاخص PDI, سری زمانی, روند
    Behzad Moteshaffeh*, Sareh Hashem Geloogerdi
    Introduction

    As a dreadful natural disaster caused by a severe reduction in precipitation rate, drought brings about, compared with other natural disasters, far-reaching spatial and temporal consequences, incurring severe damages. On the other hand, in late the 20th century, drought monitoring approaches underwent a paradigm shift, and advances in remote sensing and earth observation technologies allowed observations and monitoring of key drought-related variables over larger temporal and spatial scales than what the then conventional methods had already made possible. There are different remote sensing indices used to assess drought, including the PDI index which has been developed based on the spectral patterns of soil moisture changes in the NIR-Red space using the red and near-infrared bands of the ETM+ sensor. Therefore, as Khuzestan province is suffering from drought consequences, including but not limited to dust storms and economic difficulties, this study sought to identify the spatial and temporal trends of drought in the center of Khuzestan province.

    Materials and Methods

    The study area is located in southwestern Iran and the center of Khuzestan province at 31° 0ʹ 17ʺ to 31° 43ʹ 69ʺ N latitudes and 48° 35ʹ 51ʺ to 49° 32ʹ 2ʺ E longitudes covering an area of 7635/36 km2. To conduct the study, some twenty ETM+ remote sensing images of level-1 data taken from 1999 to 2018, (path/row 168/35) were collected from the United States Geological Survey website.After gathering the required data, some 411 random points were selected on the collected images, the pixel values of red and near-infrared bands were extracted and plotted against each other, and the slope of the best-fitted line, known as the soil line, was obtained. Then, the PDI drought index values were calculated using the slope and the values of the aforementioned bands. Finally, by applying a natural break classification method, different degrees were separated, and the drought’s trend of spatial and temporal changes was identified using Mann-Kendall's seasonal trend test at different significance levels.

    Results

    The results of the spatial trend analysis of drought suggested that the trend was significant only in low drought and non-drought conditions. For the non-drought conditions, the probability of spatial changes was lower than the confidence level at 5% and 10% significant levels, indicating the significance of the conditions at these two levels, and thus, rejecting the null hypothesis at merely the 1% level. On the other hand, as the low drought conditions showed significant spatial changes only at the 10% significant level, the null hypothesis is rejected at the 1% and 5% levels. However, moderate and severe drought conditions revealed no trends in terms of spatial changes due to the higher probability values ​​of 0.28 and 0.3, respectively, which were higher than the determined significance levels. Moreover, the results of temporal trend analysis indicated no trend for the non-drought conditions, considering the fact that the null hypothesis was rejected at all significant levels. On the contrary, in the moderate drought conditions, a temporal trend was confirmed at all significant levels with the probability rate of 0.006 which was lower than all the assigned levels. Also, a temporal trend was found at low and severe drought conditions at 5% and 10% significance levels with a probability rate of 0.023 and 0.014.

    Discussion and Conclusion

    The spatial analysis of the drought trend suggested that only the area with non-drought conditions had a significant increasing trend, which could be justified by the increase in the area of ​​irrigated land around water bodies in the area, especially around the Karun River in the west of the study area. The reduction in the area of land in the northeast of the study area with the low-drought conditions could be attributed to the rangeland degradation containing low and moderately dense vegetation.Moreover, the status of drought conditions in some sandy areas has changed from low in 1999 to moderate in 2018 due to vegetation destruction. The decreasing and increasing trends in areas of land with moderate and severe drought conditions, respectively, indicated the worsening of the drought conditions in the study area. Taking the changes in the drought index into account, it could be said that merely the areas with non-drought conditions remained unaffected by any significant increase or decrease in drought conditions, considering the fact that such areas are mainly wetlands, irrigated farms, and fish farms (that are naturally wet).However, the trend of the drought index value was found to be (highly) significant for other drought conditions, especially for moderate-drought conditions, indicating an increase in the severity of the drought conditions during the studied years. The frequent occurrence of dust storms in Khuzestan in recent years suggests that the results of this study correspond to the current reality of the region. In fact, it could be argued that during the last decade, the exacerbation of climate change and drought conditions on the one hand, and the development of construction projects and excessive extraction of water resources, on the other hand, have led to the dryness of many wetlands and wet areas, thus creating small deserts which are regarded as the main sources of dust storms in Khuzestan province within the past few years. Moreover, according to the findings of recent studies, desertification and drought trends have been increasing in recent years, indicating a great increase in the significance level of desertification in number 3 and 4 desertification centers in the east and southeast of Ahwaz, and a significant increase in the severity of drought conditions. This study proved the efficacy and applicability of the PDI drought index in drought monitoring.

    Keywords: Drought, PDI Index, Time Series, Trend
  • مرتضی قیصوری، مهین کله هوئی*، عارف صابری، پروین محمدی
    امروزه منابع آب به یکی از نگرانی های عمده در مناطق خشک و نیمه خشک جهان تبدیل شده است. بارش کم و توزیع نامنظم آن در کشور ایران همراه با جمعیت سریع و افزایش فعالیت های کشاورزی، سبب خشک سالی های اخیر شده است. مطالعه حاضر با هدف بررسی و پیش بینی خشک سالی هواشناسی در استان تهران با استفاده از مدل ARIMA انجام شده است. برای ارزیابی شاخص بارش استاندارد (SPI) داده ها از هفت ایستگاه بارشی برای دوره 2020 - 2000 مورد استفاده قرار گرفت. سپس مدل ARIMA برای پیش بینی خشک سالی بر مبنای SPI اجرا، و برای هر ایستگاه بهترین مدل برای پیش بینی خشک سالی استخراج شد. نتایج نشان داد مدل های سری زمانی ARIMA قادر است به درستی تغییرات اقلیمی را مورد ارزیابی قرار دهد. هم چنین مطابق نتایج شاخص خشک سالی SPI برای دوره پیش بینی شده، مشخص شد که در تمام ایستگاه های مورد مطالعه وضعیت نزدیک به نرمال را داشته و در سال 2022 تا 2024 شرایط به سمت بهبود وضعیت بارش پیش رفته است که با توجه به بارش های اخیر در سطح ایران این مدل توانسته به خوبی به مدل سازی تغیرات اقلیمی بپردازد. با توجه شاخص SPI  خشک سالی در منطقه مورد نظر در وضعیت نزدیک به نرمال قرار دارد، می تواند برای مدیریت منابع آبی، حفظ بوم سازگان طبیعی و بهبود وضعیت اقلیمی آینده ابزار مناسبی باشد.
    کلید واژگان: استان تهران, شاخص SPI, مدل سازی, مدیریت منابع آبی, تغییرات اقلیمی
    Morteza Gheysouri, Mahin Kalehhouei *, Aref Saberi, Parvin Mohammadi
    Today, water resources have become one of the major concerns in arid and semi-arid regions of the world. Low rainfall and its irregular distribution in Iran, along with rapid population growth and increased agricultural activities, have caused recent droughts. The present study was conducted with the aim of investigating and forecasting meteorological drought in Tehran province using the ARIMA model. Data from seven rainfall stations for the period 2000-2020 were used to evaluate the Standardized Precipitation Index (SPI). Then, the ARIMA model for drought prediction was implemented based on SPI, and the best model for drought prediction was extracted for each station. The results showed that ARIMA time series models can correctly evaluate climate change. Also, according to the results of the SPI drought index for the forecasted period, it was found that the situation was close to normal in all the studied stations, and from 2022 to 2024, the conditions have progressed towards improving the rainfall situation, which according to the recent rainfall in Iran, this model It has been able to model climate changes well. According to the SPI index, the drought in the target area is close to normal, it can be a suitable tool for managing water resources, preserving natural ecosystems, and improving the future climate.
    Keywords: SPI index, Tehran province, Time Series, Water resources management, Climate change
  • زهرا خسروانی، محمد اخوان قالی باف*، مریم دهقانی، ولی درهمی، مصطفی بولکا

    یکی از روش های مناسب پایش رخداد فرونشست، استفاده از تکنیک تداخل سنجی راداری است. در این پژوهش، مقدار فرونشست دشت ابرکوه در سال های 2014 تا 2018 مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از 46 تصویر راداری ماهواره Sentinel -1 استفاده شد. پس از پردازش تصاویر و تهیه 136 اینترفروگرام، نقشه فرونشست منطقه به کمک تحلیل سری زمانی تهیه شد. در ادامه به منظور تعیین عوامل موثر بر پدیده فرونشست، دو عامل افت سطح آب زیرزمینی و جنس و ضخامت رسوبات لایه های زیرسطحی بررسی شدند. لذا داده های تغییرات سطح آب 34 چاه پیزومتری و جنس و ضخامت رسوبات 77 لاگ حفاری در بازه زمانی سال های 2003 تا 2018 آنالیز و نقشه های مربوط در مقیاس زمانی ماهانه ترسیم شدند. نتایج نشان داد بیشترین مقدار فرونشست در شرق، شمال شرق و شمال منطقه رخ داده و مقادیر آن به ترتیب 22، 10 و 6 سانتی متر در محدوده زمانی چهار سال بود. بررسی نقشه های افت سطح آب زیرزمینی و ضخامت رسوبات ریز دانه رسی نشان داد به رغم افت سطح آب زیرزمینی در کل دشت، فرونشست در مناطقی مشاهده می شود که جنس رسوبات زیرسطحی آن، رسوبات ریزدانه رسی باشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت اگرچه افت سطح آب در منطقه برای پدیده فرونشست لازم است، کافی نبوده و عوامل دیگری از جمله جنس رسوبات لایه های زیرسطحی نیز موثر است.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی, رسوبات ریزدانه, سری زمانی, سنجش از دور, فرونشست
    Zahra Khosravani, Mohammad Akhavan Ghalibaf*, Maryam Dehghani, Vali Derhami, Mustafa Bolca
    Introduction

    Rapid population growth, increasing water demand, decrease in precipitation, and occurrence of drought may increase the use of water resources, especially the extraction of groundwater resources, leading to a drastic decline in groundwater level, and consequently the occurrence of land subsidence phenomenon. There are various methods for monitoring land subsidence. However, from among ground and space-based methods for the detection of earth crust deformations, the application of Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) on the collected data is considered as the most proper method in terms of accuracy and continuous spatial coverage. 

    Materials and methods

    Located in central Iran in the west of Yazd Province, Abarkouh plain is a part of the Abarkouh – Sirjan basin, covering an area of 1390 km2. The area consists of alluvial fans and plains, surrounded by mountains on the west, south, and southwest and bounded on the east by Abarkouh Playa. This study used 46 satellite images taken from 2014 to 2018 to measure the amount of land subsidence in the Abarkooh plain. Moreover, the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) DEM was applied with 30 m resolution to remove the topography effect. A small Baseline Subset (SBAS) time series analysis was also performed to examine the short-term and long-term behavior of the subsidence.Decline in groundwater level and the subsurface sediment thickness are the two most important factors affecting the subsidence. The data used in this study were collected from 34 piezometric wells and 77 geologic logs. Finally, the most effective factors involved in subsidence and their relationship with other factors were investigated by comparing the output of the subsidence map and other existing maps.

    Results

    The study's results indicated that the subsidence occurred in the east, northeast, and north of the area with the maximum accumulated value of 21, 10, and 6 cm, respectively, over four years. Moreover, the study of groundwater level and the thickness of fine-grained sediments showed that despite the decline in water level throughout the whole plain, subsidence is observed only in regions with clay subsurface sediments. According to different trends of decline in the groundwater level of the study area, groundwater level variations are changed during three periods. Accordingly, the water level declines during the first period in the east, northeast, and north of the area, while it increases in the west and southwest of the region. However, the decline in water level occurs throughout the whole region during the second period, and it is decreased at a lower rate in the east, north, and northeast during the third period.

     Discussion and Conclusion

    In the first period, the comparison of the location of areas with increase or decrease in their water level with their corresponding areas on the Landsat showed that the water level declined in those residential and agricultural areas where there are more water wells, and, therefore, the subsidence rate is much more than other areas. On the other hand, the study of areas with an increase in water level suggested that the aquifer of these areas was recharged by mountains and alluvial fans.In the second period, those areas whose water had declined in the previous period experience more decline. Therefore, it can be concluded that the aquifer had not sufficiently been recharged in wet periods. In other words, the increase in the decline of the areas' water level occurred due to the decrease in the recharging of the underground waters because of several years of drought, and the increased groundwater withdrawal caused by the development of agricultural lands. However, despite the sharp decline in the areas' water level, no subsidence was found in the region.In the third period, some piezometric wells were dried, and the water level decline was significant in the west and southwest areas, which could be attributed to factors such as increased acreage, creation of new industrial centers, etc. Therefore, it could be argued that the subsidence rate of this four-year period will certainly return to the hydraulic conditions before this period. Thus, it can be concluded that in addition to the decline in groundwater level, other geological and hydrogeological factors play an important role in causing subsidence.

    Keywords: Fine Sediment, Groundwater, Remote Sensing, Subsidence, Time series
  • امیرحسین حلبیان*، علی قاسمی سیانی
    بارش در حوضه خزر به عنوان مهمترین سنجه اقلیمی توزیع زمانی و مکانی خاص و پیچیده ای دارد .بدین دلیل، آگاهی از تغییرات مکانی و زمانی آن در این حوضه آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. زیرا، تغییرات آن می تواند پیامدهای مختلف زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی به همراه داشته باشد. هدف از این پژوهش، واکاوی تغییرات مکانی و زمانی بارش در حوضه خزر است. بدین منظور، داده های ماهانه بارش از تارنمای مرکز آب و هواشناسی بارش جهانی (GPCC) با توان تفکیک 0.5 در 0.5 درجه قوسی در یک دوره آماری 63 ساله (1951 تا 2013) اخذ شد. برای ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی بارش، از داده های استخراج شده از این پایگاه داده بارشی میانگین سالانه، فصلی و ماهانه تهیه شد. آزمون ناپارامتری من-کندال با احتمال 95 درصد بر روی داده های ماهانه، فصلی و سالانه اعمال و با استفاده از نرم افزار ArcGIS، نقشه های 17گانه روند مکانی بارش در سطح حوضه ترسیم شد. نتایج نشان داد که بارش در ماه های مارس و آوریل در پهنه های غربی، شرقی و جنوب غربی حوضه خزر روند کاهشی معناداری با احتمال 95 درصد دارد. در بازه زمانی فصلی، بارش تنها در فصول بهار و پاییز روندی معنی دار و کاهشی در بخش غربی حوضه دارد، این در حالی است که در فصول تابستان و زمستان، فرض وجود روند تایید نشد. تحلیل تغییرات مکانی بارش سالانه نیز نشان از روند کاهشی معنی دار در پهنه غربی حوضه دارد. واکاوی تغییرات بارش حوضه خزر در سری های زمانی ماهانه نیز حکایت از روند کاهشی معنی دار با احتمال 95 درصد در ماه مارس در این حوضه دارد.
    کلید واژگان: پایگاه داده, تغییر اقلیم, سری زمانی, روند معنی دار, من-کندال
    Amirhossein Halabian *, Ali Ghasemi Siani
    In this research, for analysis the spatial- temporal trend of precipitation in Caspian basin, the monthly data of GPCC data base in the spatial resolution of 0.5°×0.5° during 63 years period(1951- 2013) have been used. In order to analyze of the spatial- temporal trend of precipitation, the mean of annual, seasonal and monthly amounts of precipitation were prepared and then by applying Mann-Kendall nonparametric test at 0.95 level of significance, 17 maps precipitation spatial trend were produced in GIS. To examine the temporal trend of precipitation, first 17 graphs were prepared using the weighted amount of precipitation and then the trend was evaluated using Mann-Kendall nonparametric test at 0.95 level of significance. The evaluation of monthly precipitation spatial trend maps indicated a significant downward trend at 0.95 level of significance in March and April on the western, eastern and southwest regions of Caspian basin. Only in spring and autumn there have been a significant downward trend and in none of the other seasons no meaningful trend was detected. Also, the analysis of yearly precipitation spatial trend illustrated a significant downward trend on western region. The analysis of precipitation revealed significant downward trend on monthly time series at the 0.95 level of significance in March on Caspian basin.
    Keywords: precipitation, time series, Significante trend, Mann–Kendall, Caspian basin
  • عباس احمد پور*، پرویز حقیقت جو، سید حسن میرهاشمی

    در پژوهش حاضر  باتوجه به اهمیت پیش بینی سرعت باد که  یکی از عوامل مهم به خصوص در بحث تبخیر در حوزه آبخیزه، در احداث سازه های آبی و حوضچه های سدها   می باشد لذا برای این منظور  از مدل های سری زمانی خطی SARIMA و غیرخطی SETAR جهت پیش بینی سرعت باد ماهانه ایستگاه سینوپتیک اهواز با طول دوره آماری 22 (سال2002 -1988) استفاده گردید . مدل های ساریما مناسب برازش یافته بر اساس توابع خودهمبستگی و خودهمبستگی جزیی و آزمون استقلال باقیمانده های مدل (لیجانگ- باکس) انتخاب شدند. هم چنین جهت تشخیص کفایت مدل های SETAR از آزمون استقلال باقیمانده های مدل (لجونگ- باکس) بهره گرفته شد نتایج ارزیابی مدل های برازش یافته نشان داد که مدل (SETAR2;6,2) با مقادیر ضریب تعیین 0/74 در مقایسه با مدل خطی SARIMA دارای دقت قابل قبولی در پیش بینی سرعت باد ماهانه ایستگاه سینوپتیک اهواز می باشد.

    کلید واژگان: پیش بینی سرعت باد ماهانه, سری زمانی, مدل SARIMA, مدل SETAR
    A. Ahmadpour*, P. Haghighat jou, S. H. Mirhashemi

    In the present study, considering the importance of wind speed forecasting, one of the important factors especially in the discussion of evaporation in watershed, is the construction of water structures and dams ponds so For this purpose we use the SARIMA linear time series models and non-linear SETAR linear time series models to predict wind speed of Ahwaz synoptic station with a statistical period of 22 years 1988-2002. Correctly fitted Sarima models were selected based on self-correlation and partial correlation functions and independent residue test (Logon-Box). The SETAR models were also used to assess the adequacy of the remaining models of the model. The results of the evaluation of the matched models showed that the SETAR model (2; 6.2) with the coefficient of explanation of 0.74 compared to the SARIMA linear model had a precision It is acceptable to predict the monthly wind speed of Ahwaz synoptic station.

    Keywords: Monthly wind speed forecast, Time series, SARIM
  • مصطفی جعفری عاشور آبادی*، عبدالرحیم جمال
    این پژوهش با هدف دست یابی به مدل‎های منطقه‎یی برآورد بار معلق سالانه در استان هرمزگان انجام شد. متغیر وابسته میانگین بار معلق سالانه ی زیرحوزه‎ها، و متغیرهای مستقل 21 سنجه ی ریخت شناختی و اقلیمی زیرحوزه‎ها با دوره ی مشترک داده برداری 21 سال (1390-1370) انتخاب شد، و در دو مرحله ی تعیین عرصه‎های همگن و استنتاج مدل‎ منطقه‎یی برای منطقه های همگن تحلیل شد. پس از شناختن تاثیرگذار‎ترین سنجه ها به روش تحلیل عاملی، بهترین روش خوشه‎بندی منطقه‎یی بر اساس سه حالت سنجه های موثر، میزان بار معلق سالانه، و مشترک (اجتماع دو حالت) با تعداد خوشه‎های متفاوت دانسته شد. معادله های وایازی (رگرسیونی) بین اندازه های بار معلق سالانه با متغیرها به روش گام به گام به دست آمد. داده‎های وایازی برای ارزیابی کردن مدل وایازی به دست آمده به کاررفت و مقدار معیار نش-ساتکلیف این معادله ها محاسبه شد. با توجه به نتیجه های خوشه‎بندی می‎توان گفت که داده‎های بار معلق از دو مدل منطقه‎یی تبعیت می‎کند. برای برآوردکردن بار معلق این دو منطقه معادله‎هایی با ضریب تبیین 0/78 و 0/84 داده شد. پیشنهاد می‎شود این تحقیق در حوزه های بیش تر و در شرایط مختلف جغرافیایی انجام شود تا بتوان این رابطه ها را برای حوزه‏ های بی آمار بیش تری بهکاربرد.
    کلید واژگان: تخمین آورد بار معلق رودخانه‎یی, آبخیز, خوشه‏ بندی, مجموعه ی زمانی, وایازی چندمتغیره
    Mostafa Jafari Ashourabadi *, Abdolrahim Jamal
    The present study is aimed at estimating the suspended load discharged from watersheds in the Province of Hormozgan. The mean annual suspended loads were considered as the dependent variable and 21 parameters of morphological and climatic factors were selected as the independent parameters. The data were collected from 19 hydrometry stations for a 21-years period (1991–2011). This analysis is presented in two steps; a principal component analysis (PCA) was further applied to extract the underlying factors (principal component) and use the hierarchical clustering analysis in order to identify homogeneous groups. Multi regression was performed to identify the contribution of each variable. Different clustering scenarios were considered for selecting the optimal number of homogeneity groups, and their overall impacts on cluster validation indices were assessed. These three scenarios include dependent variable, independent parameters and the combined variables. The performance of the models was evaluated using the coefficient of determination (R2) and the Nash-Sutcliffe model efficiency. The watersheds were divided into two clusters and multiple regression models were derived for each homogenous region. Eventually, the models with coefficients of determination of 0.78 and 0.84 were used to estimate the mean annual suspended load. It is recommended to study more watersheds with different condition to reach the plurality and improve the quality of these models for estimation of the suspended load in the ungauged watersheds.
    Keywords: Estimation of suspended load, time series, Drainage basin, Clustering, multiple regression
  • حسن علی پور*، آرش ملکیان
    بارندگی از پارامترهای مهم در بین پارامترهای اقلیمی و از عوامل بسیار تاثیرگذار در هیدرولوژی و بیلان آب یک حوزه آبخیز است که پیش بینی و شناسایی رفتار آن برای مدیریت اکوسیستم و منابع آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، برای بررسی روند تغییرات بلندمدت آستانه های بارش در شمال غرب کشور، از رویکردهای آماری ناپارامتری (اسپیرمن رو، کندال تائو، من-کندال و تخمین گر شیب San) و آزمون های همگنی (فن نیومن، بوشانت، همگنی نرمال استاندارد و پتیت) در هشت ایستگاه سینوپتیک طی دوره 1984 تا 2013 استفاده شد. با توجه به نتایج حاصل از آزمون های ناپارامتری و همگنی ایستگاه مراغه، در همه آستانه بارش ها در سطح معنی داری 0.01 روند کاهشی و در سطح معنی داری 0.05 دارای تغییر ناگهانی به صورت نزولی را نشان داد. آزمون های من-کندال، اسپیرمن رو و کندال تائو در همه سری ها نتایج مشابه با یکدیگر و در برخی آستانه ها متفاوت با روش San ارائه دادند. به طوری که برای کل آستانه های بارشی 26 درصد از آزمون های ناپارامتری دارای روند بودند. برای تعیین نقطه تغییر در تمام آستانه ها نتایج آزمون های بوشانت، همگنی نرمال استاندارد و پتیت مشابه با یکدیگر ولی با نتایج آزمون فن نیومن متفاوت بودند. در این زمینه، به طور متوسط 25.92 درصد از آستانه های بارشی در منطقه مورد مطالعه ناهمگن بوده است. با بررسی این تغییرات ناگهانی می توان پی برد که عوامل طبیعی و غیر طبیعی همچون خشکسالی های هواشناسی یا عوامل انسانی سبب تغییر ناگهانی در بارش های آستانه گشته است.
    کلید واژگان: آزمون همگنی, تحلیل روند, تغییرپذیری اقلیمی, سری های زمانی, همبستگی رتبه ای
    Hasan Alipoor *, Arash Malekian
    The precipitation is important factor among climatic factors and factors that affect on hydrology and water balance of a watershed and prediction of its behavior is very important for ecosystem management and water resources. In this study, long-term precipitation threshold trend was assessed using Non-parametric statistical approaches (Spearman Rho, Kendall's Tau, Mann-Kendall and Sen's slope Estimator) and Homogeneity tests (Von Neumann, Buishand, Standard normal homogeneity and Pettitt) at eight synoptic stations during 1984 to 2013 in north-west Iran. According to the results of non-parametric and homogeneity tests, all precipitation thresholds had decreasing trend at 0.01 significant level and showed sudden descending changes at 0.05 significant level in Maragheh station. Mann-Kendall, Spearman and Kendall's Tau tests together provided similar results in all series that were different by Sen method results in some thresholds. These means that all precipitation thresholds have trend by 26% of non-parametric tests, in order to determine change point of precipitation thresholds. Buishand, Standard normal homogeneity and Pettitt tests provided similar results that were different with Von Neumann results in all thresholds. In this research, 25.92 percent of precipitation threshold was heterogeneous in the study area by studying these sudden changes. It was found that natural and unnatural factors including meteorological droughts or human factors have caused sudden changes in precipitation threshold.
    Keywords: Climate variability, Homogeneity Test, rank correlation, time series, Trend assessment
  • حمیدرضا مجیری، امیرحسین حلبیان*

    با شناخت تغییرات زمانی و مکانی منابع آب در یک منطقه می توان به مدیریت و برنامه ریزی بهتر منابع و مصارف آب دست یافت. مدل سازی سری های زمانی در صورت کاربرد صحیح به نتایج قابل قبولی در این زمینه منجر خواهد شد. به این منظور سری زمانی ماهانه رواناب برای مدت 28 سال در ایستگاه های آب سنجی منطقه مهرگرد تهیه و با استفاده از روش من-کندال[1] وجود روند در آنها بررسی گردید. پس از آن با استفاده از روش یک متغییره باکس-جنکینز[2] الگوهای مختلف آریما[3]  بر داده ها برازش و مناسب ترین الگو برای پیش بینی سال های آتی انتخاب شد. نتایج نشان داد که رواناب سطحی در تمام ماه ها و فصول روند کاهشی داشته است. نقش افزایش مصارف آب در روند کاهش منابع آب منطقه بررسی و مشاهده شد که مصارف آب در منطقه از سال 1385 به وضوح افزایش قابل توجهی داشته است. میزان توسعه مصارف در این حوضه حدود 46 میلیون متر مکعب در سال برآورد شده است. پیش بینی رواناب تا سال 1402 با استفاده از  مدل آریما  (1، 1، 0)*(0، 1، 0) بعنوان مناسب ترین مدل انجام و مشخص گردید در صورت ادامه روند فعلی برداشت ها منابع آب سطحی در سالهای آتی با کاهش قابل توجهی مواجه خواهد بود.

    کلید واژگان: سری زمانی, من-کندال, مهرگرد, ARIMA, منابع آب
    Hamidreza Mojiri, Amirhossein Halabian*

    By understanding the temporal and spatial variations of water resources in a region, the better management and planning of water resources and water consumptions can be done. Time series modeling, if used correctly, will lead to acceptable results in this regard. For this purpose, the monthly runoff time series for 28 years was prepared at the hydrometric stations of Mehregerd region and the presence of trend was studied using the Mann-Kendall method. Then, different patterns of ARIMA were fitted to the data using the univariate Box-Jenkins method, and the most suitable pattern for predicting the future years was chosen. The results indicated that runoff had a decreasing trend in all months and seasons. The role of increased water consumption in the process of decreased water resources of the area was investigated and it was observed that the water consumption in the region has significantly increased since 2006. The consumption level in this basin is estimated about 46 Mm3/year. The forecast of runoff by 2023 using ARIMA (0, 1, 0) * (0, 1, 1) was performed as the most suitable model and it was found that the surface water resources in the upcoming years would experience a significant decrease if the current trend of exploitation is continued.

    Keywords: Time series, Man-Kendall, Mehregerd, ARIMA, Water Resources
  • مریم احسانی *، نادر مهرگان
    آب منبعی حیاتی و از عوامل رشد و توسعه در جوامع بشری است. در نواحی خشک و نیمه خشک مانند اکثر نقاط ایران به دلیل کمبود آب سطحی از منابع آب زیرزمینی استفاده می شود. این پژوهش به بررسی روند استحصال منابع آب زیرزمینی از شش حوضه اصلی آبریز ایران طی سال های (96-1360) و پیش بینی میزان برداشت از این منابع تا سال 1403 می پردازد. بدین منظور از مدل سری زمانی در قالب روش ARIMA استفاده شد. نتایج نشان داد با مدیریت فعلی میزان برداشت از این منابع طی سال های آینده در اکثر حوضه ها افزایش می یابد و این مسئله موجودیت این منابع و حیات بشر را به مخاطره می افکند. قیمت گذاری منابع آب مورد استفاده کشاورزی، نصب کنتورهای هوشمند و مدیریت پایدار منابع آب زیرزمینی، جهت بهبود وضعیت پیش بینی شده توصیه می شود.
    کلید واژگان: آب های زیرزمینی, سری زمانی, تغییرات اقلیمی, میزان استحصال, مناطق خشک
    M. Ehsani *, N. Mehregan
    Water is a vital source of growth and development in human societies. In dry and semi-arid areas like most areas of Iran, because of lack of surface water, groundwater resources are used. This research studies the process of extraction of groundwater resources from the six main watersheds of Iran during the years of (1982-2018) and predicts the rate of harvesting of these resources by 2025. For this purpose, the Time series model was used in the ARIMA method. The results showed with current management that the rate of harvesting of these resources in the future will increase in the most of the basins and this will endanger the availability of these resources and human life. Pricing of water resources used for agriculture, the installation of the smart meters and the sustainable management of groundwater resources are recommended to improve the predicted state.
    Keywords: Groundwater, Time series, Climate changes, Rate of harvesting, Arid regions
  • طاهره انصافی مقدم *، فرامرز خوش اخلاق، علی اکبر شمسی پور، رضا اخوان، طاهر صفرراد، فرشاد امیر اصلانی
    تجزیه و تحلیل سری های زمانی پارامترهای اقلیمی، راهکارهای جدیدی را در تحلیل فراوانی منطقه ای و برآورد روابط متغیرهای اقلیمی فراهم کرده است. در این مقاله، پردازش ویژگی های رقومی برای تعیین طول دوره چرخه روزانه گردوغبار و بارش در 12 ماه سال به کار برده شد تا با استفاده از پریودوگرام های همبستگی و تحلیل سری زمانی روزانه دو متغیر یادشده استفاده شود. برای تحقق این هدف سری زمانی دو متغیر فراوانی گردوغبار و میزان بارش براساس دوره مشترک آماری بلندمدت (2016-1986) در مورد 45 ایستگاه سینوپتیک واقع در جنوب غربی ایران بررسی شد. به منظور درک رابطه همبستگی، ابتدا نمودار تغییرات روزانه چرخه های گردوغبار و بارش در هر ماه از سال به طور جداگانه نمایش داده شد. سپس برای اطمینان از نرمال بودن آمار، داده ها با استفاده از آزمون آماری کولموگراف- اسمیرنوف بوسیله نرم افزار SPSS آزمایش گردید. نتایج آزمون نشان داد که کلیه داده های پارامترهای مورد نظر نرمال بودند. نتایج حاصل از محاسبه ضرایب همبستگی در 12 ماه سال پیرسون بیانگر معنی دار بودن همبستگی داده ها در سطح یک درصد است. نتایج بدست آمده مبتنی بر این یافته است که در منطقه مورد بررسی عمدتا در ماه های سرد سال (ژانویه، فوریه، مارس، آوریل، می، نوامبر و دسامبر) رابطه همبستگی معنی دار در سطح اعتماد 95% و 99% وجود دارد و در پنج ماه دوره گرم (ژوئن، ژوئیه، اوت، سپتامبر و اکتبر) همبستگی معنی دار مشاهده نمی شود. همچنین این تحقیق نشان داد که رابطه مقدار فراوانی رخدادهای گردوغبار با مقادیر بارندگی روزانه در منطقه مورد بررسی رابطه ای منفی است و این امر نشان می دهد که گردوغبار می تواند به طور قابل توجهی به عنوان عامل کاهنده یا سرکوب کننده میزان بارندگی در منطقه عمل کند.
    کلید واژگان: تحلیل روند, جنوب غربی ایران, فراوانی گردوغبار و بارش روزانه, روابط همبستگی, سری زمانی
    Tahereh Ensafi Moghaddam*, Faramarz Khoshakhlagh, Aliakbar Shamsipour, Reza Akhavan, Taher Safarrad, Farshad Amiraslani
    This paper was carried out to determine the cycle of dust storm in relation with precipitation in 12 months of the year, using processing of digital time series and their correlation with two variables mentioned above. Hence to accomplish the aim of the paper, the frequency of time series for dust storm and rainfall have been analyzed for the long time statistical data collected from 45 synoptic stations(1986-2016), located in the south east of  Iran. In order to understand whether or not any correlation with these two variables, firstly a diagram of the daily changes in dust storm and rainfall cycles was drawn for each month separately. Then, to make sure that the statistics data are normal, the data were analyzed using Kolmogorov-Smirnov test in SPSS software. The results of data normality showed that all statistical data of the parameters used in this research were normal. The results of calculating the correlation coefficients of each month during the course of thirty years, indicated that the correlation of data are significant at (P<0.01 & P<0.05) only in the cold months of the year (January, February, March, April, May, November and December). Also, this study showed that the relationship between the amounts of daily precipitation with an abundance of dust events in the area was negative, and this indicates that the dust could be significantly as reducer or repressive downpours in the region.
    Keywords: Daily rain, dust frequency, temporal variability, trend analysis, southwestern of Iran, time series
  • فاطمه آخونی پورحسینی*، محمد علی قربانی، کاکا شاهدی
    انتخاب ورودی های مناسب برای مدل های هوشمند از اهمیت بسزایی برخوردار است. زیرا باعث کاهش هزینه و صرفه جویی در وقت و افزایش دقت و کارایی مدل ها می شود. هدف از این مطالعه، کاربرد آنتروپی شانون برای انتخاب ترکیب بهینه متغیرهای ورودی در مدل سازی سری زمانی می باشد. سری زمانی ماهانه بارش، دما و تابش در دوره زمانی 1361تا1389 برای ایستگاه سینوپتیک تبریز مورداستفاده قرار گرفت. پارامترهای بارش، دما و تابش با تاخیرهای مختلف به عنوان ورودی به آنتروپی شانون در نظر گرفته شد. نتایج آنتروپی شانون نشان داد که سری زمانی با سه تاخیر، نتایج بهتری را برای مدل سازی ارائه می دهد. شبیه سازی با استفاده از دو مدل شبکه ی بیزین و رگرسیون خطی چند متغیره انجام گرفت. کارایی مدل ها با استفاده از سه معیار: ضریب تبیین (R2) ، ریشه جذر میانگین خطا (RMSE) و شاخص پراکندگی (SI) محاسبه گردید. از میان این دو مدل با ساختار ورودی های یکسان، مدل شبکه عصبی بیزین عملکرد بهتری برای شبیه سازی سری زمانی بارش، دما و تابش در مقایسه با رگرسیون چندمتغیره داشته است. نتایج تحقیق نشان داد که آنتروپی شانون در انتخاب ترکیب ورودی مناسب برای مدل های هوشمند می تواند کارایی بهتری داشته باشد.
    کلید واژگان: آنتروپی, رگرسیون خطی چندمتغیره, سری زمانی, شبکه بیزین
    Fateme Akhoni Pourhosseini *, Mohammad Ali Gorbani, Kaka Shahedi
    Selecting appropriate inputs for intelligent models is important due to reduce costs and save time and increase accuracy and efficiency of models. The purpose of this study is using Shannon entropy to select the optimum combination of input variables in time series modeling. Monthly time series of precipitation, temperature and radiation in the period of 1982-2010 was used from Tabriz synoptic station. Precipitation, temperature and radiation parameters with different delays are considered as input to the Shannon entropy. The results showed that time series with three delays provide the better results for the modeling. Applying Bayesian network and multivariate linear regression analysis were performed. Models performance was evaluated using three criteria: coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), and the dispersion. Index (SI). The results indicated that Bayesian neural network model shows the best performance to simulate time series of precipitation, temperature and radiation in compare to multivariate linear regression analysis. The results showed that Shannon entropy has better performance in selection of the appropriate entry into intelligent models.
    Keywords: Entropy, Multivariate linear regression, Time series, Bayesian network
  • سارا حشمتی*، مریم حافظ پرست مودت
    تامین نیاز های آبی به دلیل کاهش منابع آب و افزایش جمعیت به مراتب مشکل‏تر و محدودتر از گذشته است. از سویی کاهش نزولات جوی و محدودیت شدید منابع آب، ضرورت پیش بینی بارش و دبی ناشی از آن را در بازه‏ های زمانی ماهانه و سالانه در مقیاس حوضه آبریز و زیرحوضه‏ های آن را دو چندان می‏نماید. اساس این کار ارزیابی جوی و پیش بینی بارندگی در سری‏ های زمانی است. یکی از فرضیات کلیدی در سری‏ های زمانی ایستا بودن آنها است. با این وجود، بسیاری از سری‏ های هیدرولوژیکی بنا به دلایل مختلف مانند روند، پرش و تناوب ناایستا هستند. هدف از این پژوهش ارزیابی ایستایی سری زمانی بارندگی به منظور انتخاب مناسب‏ترین مدل جهت پیش‏بینی دبی جریان رودخانه جامیشان در ایستگاه آب‏سنجی پیرسلمان بود. حوضه جامیشان در شمال‏شرقی استان کرمانشاه در بالادست رودخانه دینور قرار دارد. به این منظور داده های بارندگی ماهانه در یک دوره 25 ساله (1365-1390) استفاده شد. از آنجایی که سری زمانی ناایستا است و عوامل ناایستایی آن حذف نگردید در نهایت پارامترهای مدل غیر فصلی SARIMA با استفاده از نرم افزار MINITAB  جهت پیش‏بینی باران ماهانه محاسبه گردید. برای صحت سنجی  مدل از معیار نرمال بودن و مستقل بودن باقی مانده ها استفاده شد و در نهایت مقادیر دبی رودخانه پیر سلمان به کمک مدل 12(3,0,1)×(3,0,1)SARIMA  نسبت به مدل‏ های دیگر با داشتن میانگین خطای کمتر در پیش‏ بینی برآورد گردید.
    کلید واژگان: ایستگاه پیرسلمان, پیش بینی دبی, سری زمانی, مدل SARIMA
    Sara Heshmati*, Maryam Hafezparast Mavadat
    Nowadays, water supply is more limited and providing water is more difficult due to increasing population and demand for water. Thus, due to rainfall shortage and impacts of drought, the need for forecasting monthly and annual rainfall and flow discharge through time series analysis is acutely felt. One of the key assumption in time series is their static condition. However, hydrological time series are sometimes dynamic due to independent occurrences and variations. The objective of this study was to evaluate a suitable forecast model for water flow discharge  through evaluating whether time series data of rainfall in Jamishan river, Kermanshah, Iran were static. The 25-year data of monthly rainfall (1988-2013) were used and assumed to be a dynamic series. Non-seasonal parameters of SARIMAS model were analyzed through MINTAB software. The accuracy, reliability, normality and independence of data were also evaluated. Finally, water flow discharge was modeled and predicted by SARIMA (3,0,1) x (3,0,1)12 which showed minimum mean error.
    Keywords: Discharge Forecasting, Time series, SARIMA model, Pirsalman Station
  • پایش خشکسالی و تاثیر آن بر پوشش گیاهی با استفاده از فناوری های سنجش از دور بررسی موردی: استان یزد، سال های 1994 تا 2014
    هادی زارع خورمیزی *، حمیدرضا غفاریان مالمیری
    یکی از روش های مطالعه خشکسالی و اثرات مخرب آن، پایش و پهنه بندی خشکسالی با استفاده از شاخص های هواشناسی و تکنیک های سنجش از راه دور می باشد. به منظور تعیین تاثیر خشکسالی ها بر تغییرات پوشش گیاهی ابتدا شدت های خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی SPI و RDI سالانه توسط داده های بارندگی ایستگاه های هواشناسی در استان یزد تعیین شد. سپس به منظور پهنه بندی شاخص های خشکسالی پنج روش درون یابی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در مرحله بعد، با استفاده از سری های زمانی 16 روزه شاخص NDVI سنجنده MODIS طی سال های 2000 تا 2014 میانگین NDVI فصلی و سالانه محاسبه شد. سپس روابط بین شاخص های خشکسالی SPI و RDI با شاخص NDVI در پوشش های مختلف استان یزد بررسی شد. بر اساس نتایج پهنه بندی شاخص های خشکسالی، در سال های آبی 2000-1999 و 2008-2007 استان یزد در وضعیت خشکسالی شدید قرار داشته است. ارزیابی نتایج همبستگی پوشش های گیاهی مختلف استان یزد با شاخص های خشکسالی نشان داد جنگل های نیمه انبوه، مناطق بیشه زار و درختچه زار و مراتع بیشترین و جنگل های در دست کاشت و مناطق زراعی و باغات کمترین تاثیر پذیری را نسبت به خشکسالی داشته اند. بر اساس نتایج نقشه ضریب تشخیص (R2)، بالاترین میزان همبستگی مابین میانگین NDVI فصل بهار با شاخص خشکسالی SPI سالانه در جنگل های نیمه انبوه، مناطق بیشه زار و درختچه زار، مراتع درجه 2 و مراتع درجه 3 مشاهده شد به طوری که به ترتیب 57، 50، 44 و 41 درصد تغییرات شاخص NDVI فصل بهار در این مناطق تابع دوره های ترسالی و خشکسالی می باشد.
    کلید واژگان: همبستگی, شاخص بارندگی استاندارد, شاخص اکتشاف خشکسالی, سری های زمانی, مودیس
    Drought monitoring and its impact on vegetation cover using remote sensing techniques (Case Study: Yazd province, from 1994 to 2014)
    Hadi Zare Khormizie *, Hamid Reza Ghafarian Malamiri
    Drought with its effects on the performance of agricultural productions, water resources and vegetation cover accelerates the expansion of desertification. One of the methods for drought study and its devastating effects is monitoring and mapping of drought using meteorological indices and remote sensing techniques. To determine the impacts of drought on vegetation cover changes, the intensity of the drought was determined using the annual drought indices (i.e. the annual SPI and RDI). For drought indices mapping, five interpolation methods were used and compared. Then, the annual and seasonal average of NDVI was calculated using the MODIS 16-day NDVI time series from 2000 to 2014. The relationship between the drought indices (SPI and RDI) and the NDVI in different vegetation coverages was evaluated in Yazd province. According to the zoning of drought indices, Yazd province has been in a state of severe drought between 1999-2000 and 2007-2008. Evaluation of correlation results between different vegetation coverages type in Yazd province with drought indices showed that the semi-dense forests, woodlands, shrub-land, and pasture were severely affected by drought while the planting forests, agricultural areas, and gardens were less affected. Based on the results of coefficient of determination (R2) maps, the highest correlation between the average of NDVI in the spring and the annual drought index (SPI) was founded in the semi-dense forests, woodlands, shrub-land, and pastures grade 2 and 3 with the R2 of 57, 50, 44 and 41 percent, respectively. Likewise, in the summer, the semi-dense forests, pastures grade 1, 2, and 3, woodlands and shrubbery zones, had the R2 of 62, 51, 41, 35 and 44 percent, respectively.
    Keywords: Correlation, SPI, RDI, Time Series, MODIS
  • فرزانه کرمانی، بهزاد رایگانی*، باقر نظامی، حمید گشتاسب، حسن خسروی
    پوشش گیاهی در اکوسیستم های خشکی به عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی محیط زیست است و نقش مهمی در حفظ تعادل اکوسیستم ها ایفا می کند. تجزیه و تحلیل داده های سری زمانی پوشش گیاهی به طور قابل توجهی درک ما را از تغییرات بلندمدت پوشش گیاهی بهبود می بخشند. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی روند تغییرات پوشش گیاهی در منطقه حفاظت شده توران با استفاده از داده های سری زمانی پوشش گیاهی سنجنده MODIS از سال 2001 تا 2015 می باشد. برای بررسی تحلیل روند تغییرات پوشش گیاهی از روش های ناپارامتری روند میانه (تیل- سن) و معنی داری من- کندال استفاده شد و این روش ها بر روی 4 شاخص NDVI، EVI، PVI1 و SAVI اعمال گردید. برای انتخاب شاخص طیفی مناسب اکوسیستم خشک توران، بازدید میدانی صورت گرفت. نتایج حاصل از بازدید میدانی نشان داد شاخص PVI1 بهترین شاخص پوشش گیاهی در منطقه مطالعاتی می باشد. نتایج مربوط به تحلیل روند نشان داد که تمرکز مناطق با روند کاهشی یا تخریب یافته، بیشتر در شمال شرقی، شرق و جنوب شرقی همچنین غرب و جنوب غربی منطقه است. همچنین مناطق بهبودیافته یا با پوشش گیاهی افزایش یافته، مناطق میانی و جنوبی منطقه مطالعاتی را شامل می شوند. همچنین مناطق با ثبات یا بدون روند در کل منطقه پراکنده هستند.
    کلید واژگان: تحلیل روند, تیل, سن, سری زمانی, من-کندال, MOD13Q1
    Farzaneh Kermani, Behzad Rayegani *, Bagher Nezami, Hamid Goshtasb, Hasan Khosravi
    Introduction Vegetation cover is an important indicator in the arid and semi-arid areas and plays an important role in balancing the ecosystems. Monitoring vegetation cover changes is of great importance because of vegetation effects on the environment. This monitoring provides detailed quantitative and qualitative information. It is therefore important to monitor dynamic changes in vegetation and to investigate the factors that are driving these changes in order to guide regional environmental management. Changes in vegetation could be tracked by satellite time-series data and trend analysis. Analysis of vegetation time series improves considerably our understanding of vegetation annual changes. Touran Biosphere Reserve accommodates three areas of Wildlife Refuge, National Park, and Protected Area. This reserve is the second largest biosphere reserve in the world. In terms of international categories, Touran is a special habitat of steppe grasslands in Central Asia and Desert-Saharas peculiar to West Asia. The aim of this research is to evaluate vegetation trend in Touran Protected Area using MODIS vegetation time series data from 2001 to 2015.
    Materials and methods The 16-day composite MODIS VI product with 250m spatial resolution from Terra (MOD13Q1) was downloaded from the Land Processes Distributed Active Archive Centre (LP DAAC) for the Touran protected the area and the years from 2001 to 2015. The MOD13Q1 product includes normalized difference vegetation index (NDVI), Enhanced Vegetation Index (EVI), infrared band, red band, and quality assessment (QA) information. Before the time series analysis, different vegetation indices (NDVI, EVI, TSAVI1, and PVI1) were created. Then, the vegetation indices were aggregated to monthly composites by applying the arithmetic max of each month and standardized anomalies (Z score) of the monthly vegetation indices data were calculated to remove the seasonality. Several studies using the more robust Theil-Sen trend analysis and Mann-Kendall tests were conducted to explore the trend analysis of vegetation using NDVI, EVI, TSAVI1, and PVI1. A field survey was conducted to select a suitable vegetation index.
    ResultAccuracy assessment results showed the Kappa coefficient for the PVI1, TSAVI1, EVI, and NDVI indices to be 0.78971, 0.5674, 0.5288, and 0.4159, respectively. Field survey results showed that PVI1 is the best index in the study area. According to the results of the Theil-Sen slope analysis and the Mann-Kendall test, the trend was divided into 3 levels. Vegetation with Theil-Sen slope 0, but with Z values ranging from -1.96 to 1.96 has no trend, and vegetation with Theil-Sen slope > 0 and Z > 1.96 has a significantly increasing trend. Results related to inter-annual trends show that vegetation degradation or decreasing trend occur in the northeast, east, and southeast, as well as the west and southwest region. Vegetation cover improves in central and southern of Touran protected area. Areas without a trend or stable regions are dispersed in the entire region. Vegetation cover improves in central and southern of Touran protected area. Areas without trend or stable regions are dispersed in the entire region. Results indicated that vegetation cover declines in 30% of Touran protected area, vegetation cover increases in 26% of study area but in 44% of Touran protected area no trend in vegetation cover was detected.
    Discussion and Conclusion Combining methods including the coefficient of variation, the Theil-Sen median trend analysis, and the Mann-Kendall test provide an effective way to investigate the characteristics of variations in vegetation. According to experts in this area, the overgrazing on rangelands of this area is one of the dangers that threaten the biosphere reserve. Overall, this study showed that the creation of distant-base vegetation indexes from the MODIS Time Series product could improve the evaluation of the long-term trend on a local scale. The method of this paper provides useful information for identifying vegetation changes in arid and semi-arid areas. For future studies, it is suggested studying the changes in vegetation trends in arid ecosystems in order to evaluate remote-sensing time-series images.
    Keywords: Vegetation Change, Time series, Trend analysis, Theil-sen, Mann-Kendall, MOD13Q1
  • حمید حسینی مرندی*، محمد مهدوی، حسن احمدی، بهارک معتمد وزیری، عبدالعلی عادلپور
    نفوذ سیلاب، تغذیه مصنوعی، نفوذ از طریق آبخوان های مجاور و استخراج آب، عوامل و علل تغییرات آب زیرزمینی هستند. ولی غالبا، تشخیص تاثیر و سهم آنها در این تغییرات چالش برانگیز است. هر چند برای درک این تغییرات، پایش تراز سطح آب زیرزمینی و برخی عوامل شیمیایی آن مورد توجه است؛ ولی کافی نبودن داده ها، فاصله زیاد بین اندازه گیری ها، تهیه دستی و کم دقتی داده ها، تجزیه و تحلیل ها را مشکل می کند. در این مقاله سری زمانی روزانه دستگاهی هدایت الکتریکی، تراز سفره و دمای آب زیرزمینی با هدف ارزیابی تغییرات و تحلیل رابطه آن با اتفاقات سطح آبخوان در یک منطقه خشک بررسی می شود. در دشت گربایگان فسا، دو دستگاه حساس ثبت نوسانات سطح سفره، دما و شوری در زیر سطح آب زیرزمینی در دو چاه OW2 و W20 با فاصله هزار و دویست متر، نصب شدند. سری های زمانی ثبت شده از آذر سال 91 تا تیرماه سال بعد تجزیه و تحلیل شدند. تراز سطح آب در OW2، افت نشان داد ولی در W20، کمی نیز افزایش داشت. متوسط شوری در OW2 3/15پانزده و میلی زیمنس بر سانتی متر ولی در W20 7/1 بود. نوسانات شوری با نوسانات تراز آب زیرزمینی در OW2 با اعتماد 5/83 درصد همبستگی معکوس نشان داد که از آن می توان برای تعیین شوری طبقات آب زیرزمینی استفاده کرد.
    کلید واژگان: سری زمانی, هدایت الکتریکی, آب زیرزمینی, فارس, شیبکوه
    Hamid Hosseyni Marandi *, Mohammad Mahdavi, Hasan Ahmadi, Baharak Motamed Vaziri, Abdolali Adelpour
    Common causes for groundwater quantity and quality changes are infiltration through the seasonal floodwater, effects of the artificial recharge projects and adjacent aquifers, and groundwater extraction for deferent uses. However, recognizing the impact of their contributions to these changes can be often challenging. Still, to understand the changes, monitoring groundwater level and several chemical factors are taken into consideration. Certain problems of course can complicate the analysis of the observations; for instance, insufficient data and manually prepared and measurement intervals can degrade the accuracy of such observations. In this paper, device-measured daily time series of Electrical Conductivity (EC), Temperature (T) and Groundwater Head (GH) are analyzed. The main purpose is to evaluate the groundwater changes and its relation to the processes on the aquifer surface in an arid region. Two wells (PZ2 and W20) with 1,200m distance from each other selected and installed a sensitive device for recording the groundwater level, temperature and salinity fluctuations. Time series of changes from December 2012 to July 2013, were analyzed. Groundwater head in PZ2 showed a decline but in W20 showed a minor rise. Salinity variations were different and were 15.3mS/cm in PZ2 and 1.7mS/cm in W20. The backdrop of increased salinity in the surface layers of groundwater in PZ2 identified and showing a correlation between groundwater head and salinity fluctuation with 83.5% R squire.
    Keywords: time series, Electrical conductivity, groundwater, Fars, Shib-Kuh
  • Hasan Fazli *, Abdol-Azim Ghanghermeh, Reza Shahifar
    In the present study, the time series encompassing the years 1950-2011 of commercial landings from the Caspian Sea were analyzed using min/max autocorrelation factor analysis (MAFA) and dynamic factor analysis (DFA). These aim was to identify trends and explore the relationships between the response variables (annual landings of 10 species/groups such as kilkas, kutum, common carp, pike perch, roach, shads, bream, mullets, seal and sturgeons) and explanatory variables (sea level and Volga river water volume). Landings were more highly correlated with environmental variables. Both techniques gave coherent results, indicating that the two most important trends in the response variables are: (i) a decrease in landings during second half of the time-series, and (ii) a fluctuating pattern. The main common trends obtained by MAFA and DFA were positive relation with kilkas, sturgeons, seal and shads. The most significant MAFA axis showed a steady stablility in the first half and a sharp decrease in the second half, which was similar to the most important common trend of the DFA. Species such as kilka, sturgeons, seal, shads, and perch were significantly positively related. On the contrary, landings of two species, mullts and kutum were negatively related to the first trend. Considering our results on the ecological and environmental data, these variables and impacts of human activities should be taken into account when managing coastal environments for the conservation of these species/groups in the Caspian basin.
    Keywords: min-max autocorrelation factor analysis, dynamic factor analysis, Caspian Sea, landings, time series
  • بابک محمدی *، محمدعلی قربانی
    انتخاب ورودی های مناسب برای مدل های هوشمند از اهمیت به سزایی برخوردار است. زیرا باعث کاهش هزینه و صرفه جویی در وقت و افزایش دقت و کارایی مدل ها می شود. هدف از این مطالعه، کاربرد آزمون گاما برای انتخاب ترکیب بهینه متغیرهای ورودی که شامل تاخیر های بارش، در مدل سازی سری زمانی بارش می باشد. سری زمانی ماهانه بارش در دوره زمانی 1383تا 1393 برای ایستگاه سینوپتیک رشت مورد استفاده قرار گرفت. پارامتر بارش با تاخیرهای مختلف به عنوان ورودی به آزمون گاما در نظر گرفته شد. نتایج این آزمون نشان داد که سری زمانی با سه تاخیر، نتایج بهتری را برای مدل سازی ارائه می دهد. شبیه سازی با استفاده از دو مدل شبکه بیزین و رگرسیون خطی چند متغیره انجام گرفت. کارایی مدل ها با استفاده از سه معیار: ضریب تبیین (R2)، ریشه جذر میانگین خطا (RMSE) و شاخص پراکندگی (SI) محاسبه گردید. شبکه عصبی بیزین توانست بارش با سه ماه تاخیر را با مقدار ضریب تبیین 82/0 و ریشه جذر میانگین مربعات خطای 84/17 و شاخص پراکندگی 17/0 مدل سازی کند. از میان این دو مدل با ساختار ورودی های یکسان، مدل شبکه عصبی بیزین عملکرد بهتری برای شبیه سازی سری زمانی بارش در مقایسه با رگرسیون چند متغیره داشته است. نتایج تحقیق نشان داد که آزمون گاما در انتخاب ترکیب ورودی مناسب در مدل های هوشمند می تواند کارایی بهتری داشته باشد.
    کلید واژگان: آزمون گاما, رگرسیون خطی چند متغیره, سری زمانی, شبکه بیزین, مدل سازی بارش
    Babak Mohammadi *, Mohammad Ali Ghorbani
    Choosing the appropriate inputs for intelligent models is important. Because it can reduce costs and save time and increase accuracy and efficiency of the models. This work aims at the use of gamma test to select the optimum combination of input variables including delayed records of in time series modeling precipitation. Monthly time series of rainfall for the period 1383 to 1393 was used for Rasht station Rainfall data as with different lags were employed as input to gamma test. Results showed that time series with three delays (lags), provides better results. The simulation was performed using Bayesian network and multivariate linear regression. The performance of models was assessed using three criteria, i.e. coefficient of determination (R2), root mean square error (RMSE), and dispersion index (SI). Bayesian neural network using a three-month delay the coefficient of determination of 0.82, root mean square error of 17.84 and a diffusion index of 0.17 showed better performance as compared with multivariate regression. The results established the significant role of the gamma test integrated with intelligent models in the appropriate selection of input variables..
    Keywords: Bayesian network, Gamma test, Precipitation modeling, Multivariate linear regression, Time series
  • عبدالرسول زارعی، محمد مهدی مقیمی، مهدی بهرامی، محمدرضا محمودی
    خشکسالی از مهمترین بلایای طبیعی است که بر بخش های مختلف از قبیل منابع طبیعی، منابع آب سطحی و زیر سطحی و... تاثیرگذار است. توجه به روند تغییرات خشکسالی و همچنین پیش بینی خشکسالی می تواند در برنامه ریزی جهت کنترل و کاهش اثرات آن موثر باشد. در این مطالعه از داده های اقلیمی 7 ایستگاه سینوپتیک در جنوب غرب ایران طی سال های 1980 تا 2014 استفاده و بر مبنای شاخص RDI شدت خشکسالی فصلی در این منطقه تعیین شد. سپس با استفاده از مدل های سری زمانی و نرم افزار ITSM اقدام به پیش بینی شاخص خشکسالی از سال 2015 تا 2019 گردید و بر مبنای آزمون پارامتری و آزمون های غیر پارامتری روند تغییرات خشکسالی در منطقه بررسی شد. بر اساس نتایج، در ایستگاه های آباده، شیراز و فسا، مدلMA(5) Innovation، در بندر عباس BurgAR (15)، در بندر لنگهAR (15)Yule-Walker ، در بوشهر MA (5)Hannan-Rissanen و در جاسک BurgAR (13) عنوان بهترین مدل های سری زمانی هستند. با توجه به ضریب همبستگی داده های مشاهده شده و پیش بینی شده ،valueP- آزمونLjung - Box ، مرتبهwhite noise مدل ها و همچنین ACFResidual و PACFResidual داده ها، قابلیت اطمینان مدل های پیش بینی در تمام ایستگاه ها استنباط شد. نتایج نشان داد روند تغییرات خشکسالی فصلی طی دوره های 2014-1980 و 2019-1980 بر اساس هیچ کدام از آزمون های آماری پارامتری و غیر پارامتری در هیچیک از ایستگاه ها در سطح 95 درصد معنی دار نیست، هرجند روند تغییرات طی دوره 2019-1980 شیب بیشتری به خود می گیرد.
    کلید واژگان: آزمون پارامتریک, آزمون غیر پارامتریک, سری زمانی, پیش بینی خشکسالی, شاخص RDI
    Abdol Rasoul Zarei, Mohammad Mehdi Moghimi, Mehdi Bahrami, Mohammad Reza Mahmoudi
    Drought is one of the most important natural disasters that is effective in different parts such as; natural resources, surface and subsurface water resourcesand etc. Notice to the changes trend of drought and its forecasting, can be effective in planning of drought control and reduction of drought impact. In this study climate data of 7 stations of southwest of Iran from 1980 to 2014 was used and the Intensity of seasonal drought was calculated based on RDI index. Then drought index predicted from 2015 to 2019 using time series models and ITSM software, then the changes trend of drought based on parametricand non-parametric tests were evaluated. According to results in Abadeh, Shiarz and Fasa stations MA (5) Innovation, in Bandar Abass station AR (15) Burg, in Bandar Lengeh station AR (15) Yule-Walker, in Boushehr station MA (5) Hannan-Rissanen and in Jask station AR (13) Burg model were the best time series model that fitted in data. Correlation coefficient between observed data and predicted data, P- Value of Ljung – Box test, white noise of models and ACFand PACFResidual of models showed that predicted models were Reliable. Results showed that the changes trend of seasonal droughtin all stations from 1980 to 2014 and 1980 to 2019 periods were non-significant at 0.95 level based on parametric and non parametric statistical methods. However slop of changes trend in (1980-2019) period was more than (1980-2014) period.
    Keywords: Parametric test, Non, Parametric test, Time series, Drought prediction, RDI index
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال