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 « Remote sensing » در نشریات گروه « آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Remote sensing» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • پری ناز عبدلی، علی خانمیرزایی*، سعید حمزه، شکوفه رضائی، سمیه مقیمی
    هدف از این مطالعه، توسعه مدل های یادگیری ماشین جهت برآورد کربن آلی خاک با استفاده از تصاویر لندست 8 و مادیس به صورت جداگانه و هم افزایی تصاویر فوق در خاک های کشاورزی در منطقه مرکزی ایران می باشد. در این مطالعه، نمونه های خاک از 336 نقطه در خاک های کشاورزی در دو کاربری زراعی و باغی استان البرز جمع آوری شدند و کربن آلی خاک به روش اکسیداسیون تر اندازه گیری شد. برای تحلیل کربن آلی خاک از داده های سنجش ازدور استفاده شد که از منابع مختلف مانند تصویر لندست 8 و سنجنده مادیس به دست آمده بودند. در این مطالعه سه مدل یادگیری ماشینی شامل شبکه های عصبی مصنوعی (ANN)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و الگوریتم بیان ژن (GEP) استفاده شدند. این مدل ها به منظور برآورد میزان کربن آلی خاک استفاده شدند. نتایج این پژوهش نشان داد که به کارگیری مدل SVR در حالت استفاده هم زمان از داده های تصویر لندست 8 و سنجنده مادیس عملکرد بهتری (0/62 =R2، 0/63 =RMSE و 0/98 =R2/RMSE) نسبت به استفاده هر تصویر به صورت جداگانه داشت؛ بنابراین، این پژوهش به این نتیجه رسید که استفاده هم زمان (تحت عنوان هم افزایی) داده های سنجش ازدور از منابع مختلف می تواند بهبود قابل توجهی در دقت برآورد محتوای کربن آلی در خاک های کشاورزی در منطقه مرکزی ایران ایجاد کند. استفاده از تکنیک های فیوژن پیشرفته یا تکنیک های یادگیری عمیق برای ترکیب ویژگی ها در سطح بالاتر پیشنهاد می شود.
    کلید واژگان: شاخص های پوشش گیاهی, داده های محیطی, دورسنجی, مدل-سازی و هم افزایی}
    Prinaz Abdoli, Ali Khanmirzaei *, Saeid Hamzeh, Shekoofeh Rezaei, Somayeh Moghimi
    The main objective of this study was to develop machine learning models for predicting soil organic carbon (SOC) content in agricultural soils enriched with calcium-rich materials in the central region of Iran. Soil samples were collected from 336 points in agricultural lands with two land uses, namely cropland and orchard, from Alborz Province. The soil organic carbon was measured using the Walkley-Black oxidation method. Remote sensing data, obtained from various sources such as Landsat 8 imagery and MODIS sensor, were utilized for soil organic carbon analysis. Three machine learning models, including Artificial Neural Networks (ANN), Support Vector Regression (SVR), and Gene Expression Programming (GEP), were employed in this study to estimate the soil organic carbon content. The results of this research demonstrated positive outcomes, indicating that the simultaneous use of Landsat 8 imagery and MODIS sensor data through the SVR model yielded better performance (R2 = 0.62, RMSE = 0.63, R2/RMSE = 0.98) compared to the use of each image separately. Therefore, this study concluded that the simultaneous synergy of remote sensing data from different sources (referred to as data synergy) can significantly improve the accuracy of predicting soil organic carbon content in calcium-enriched agricultural soils in the central region of Iran. It is recommended to use advanced fusion techniques and deep learning methods for combining features at a higher level.
    Keywords: Environmental Data, Modelling, And Combination, Remote Sensing, Vegetation Indices}
  • N. Mostafavi, Gh. Zehtabian, H. Azarnivand, H. Keshtkar, Hassan Khosravi *
    The expansion of human activities has caused widespread disturbances in ecosystems worldwide, necessitating the development of effective tools to monitor and quantify these changes. Remote sensing stands as a powerful tool for monitoring and quantifying ecological changes over time and space. In this study, a remote sensing-based ecological index (RSEI) was used to investigate land degradation and desertification in Alborz province during the period 2000-2020. After examining land use changes, the trend of RSEI outputs was evaluated using the Mann-Kendall test and Theil-Sen estimator. The examination of land use changes during the period 2000-2020 showed that barren lands, rangelands, shrublands and forests decreased by 2.30%, 6.25%, 1.53%, and 0.18%, respectively, while crop lands, built-up lands, and dam increased by 8.23%, 1.85%, and 0.18%, respectively. The analysis of the trend of changes in the RSEI using the Mann-Kendall test showed that the changes in 16.27% of Alborz province was decreasing, of which about 0.5% was statistically significant. This decreasing trend was also shown by the Theil-Sen estimator in 13% of this region. The results of this study using the Mann-Kendall test also showed that the RSEI values increased in 80.73% of the study area, of which about 4% increased significantly. The analysis of changes in this index using the Theil-Sen estimator showed that this index increased in 87% of this region. This study suggests that the RSEI approach performs effectively in quantifying and detecting ecological changes and, as a result, land degradation at various scales.
    Keywords: RSEI, Remote Sensing, Land Degradation, Alborz Province}
  • قباد رستمی زاد*، مجتبی پاک پرور، پرویز عبدی نژاد
    مقدمه و هدف

    تبخیر و تعرق، تعادل آب و انرژی خاک را که عمدتا در مدل های گردش عمومی و مدل سازی آب و هوا استفاده می شود، هدایت می کند. در نتیجه، پیش بینی جریان آب رود، پیش بینی عملکرد محصول، سامانه های مدیریت آبیاری، کیفیت آب رود یا دریاچه همگی به سطوح تبخیر و تعرق بستگی دارند. به این دلیل، برآورد دقیق بیلان آب ضروری است. برآوردهای بهتر و دقیق تبخیر-تعرق امکان برنامه ریزی موثر آبیاری و استفاده بهینه از آب را برای سایر اهداف کشاورزی فراهم می کند. هدف این پژوهش ارزیابی و واسنجی مدل بیلان انرژی سطحی سبس در تعیین تبخیر-تعرق در دشت سهرین - قره چریان در فاصله ی 30 کیلومتر و در شمال غرب شهر زنجان می باشد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش به منظور تعیین تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از مدل بیلان انرژی و سنجش ازدور سبس در دشت سهرن-قره چریان، تعداد 17 تصویر لندست هشت، همراه با داده های هواشناسی ایستگاه همدید فرودگاه زنجان بررسی شد. همچنین با کمک مدل سبس، تبخیر-تعرق مزرعه ی کشت گندم با مساحت پنج هکتار در دوره ی زمانی 1399/7/1 تا 1400/06/31 محاسبه و اعتبار سنجی شد. برای این منظور ورودی های مورد نیاز مدل سبس شامل آلبیدو، دمای سطح زمین، گسیلمندی، NDVI، شاخص پوشش گیاهی، شاخص سطح برگ، بلندی پوشش گیاهی، تراکم تاج پوشش گیاهی که در محیط نرم افزار ایلویس تهیه شد. داده ‎های بده و حجم آب مصرفی با استفاده از مدل بیلان آب خاک نیز تعیین شد.

    نتایج و بحث:

    براساس نتایج این پژوهش تبخیر و تعرق به دست آمده از مدل بیلان آب خاک 24115 مترمکعب و تبخیر و تعرق به دست آمده از مدل سبس 28750 مترمکعب با خطای 16/12 % برآورد شد. همچنین نتایج به دست آمده از مدل سبس با تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از چهار شاخص ضریب تبیین (R2)، ریشه ی میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE) و میانگین اریبی خطا (MBE) واسنجی شد که اندازه های این چهار شاخص به ترتیب 0/844، 1/06، 1/12 و 0/25 محاسبه شد، که این نتایج نشان دادند دستورالعمل سبس برای برآورد ETa در منطقه ی مطالعه شده دقت کافی داشت.

    نتیجه گیری و پیشنهادها:

    بنابراین براساس نتایج این پژوهش می توان گفت که استفاده از تصویرهای ماهواره ای در برآورد تبخیر-تعرق واقعی، در مقایسه با روش برداشت میدانی قابل اتکا است و با توجه به مشکلات روش های بیلان رطوبتی (مانند نقطه ای بودن، زمان بر بودن، هزینه زیاد، نیاز به ابزار دقیق و تقریبا نبود امکان استفاده از لایسیمتر) و مزایای استفاده از تصویرهای ماهواره (تحت پوشش دادن سطح گسترده ای از مزارع یا باغ ها، ارزان و سریع بودن) در برآورد تبخیر-تعرق می توان با پذیرفتن خطای کم نتایج قابل قبولی به دست آورد.

    کلید واژگان: تصویرهای ماهواره, دشت سهرین, سنجش ازدور, مدل بیلان آب خاک}
    Ghobad Rostamizad *, Mojtaba Pakparvar, Parviz Abdinejhad
    Introduction and Objective

    Evapotranspiration govern the water and energy balance of the soil, primarily used in general circulation models and hydrological modeling of weather conditions. Consequently, predicting river flow, forecasting crop performance, water management systems, and the quality of rivers or lakes all depend on evapotranspiration levels. Therefore, accurate estimation of water bilan is essential. Improved and precise estimations of evapotranspiration enable effective irrigation planning and optimal water usage for other agricultural purposes. The goal of this research is to evaluate and validate the surface energy balance model, SEBS, in determining evaporation-transpiration in the Sohrin-Qareh Chiran Plain, located 30 kilometers northwest of Zanjan city.

    Materials and methods

    In this study, the actual evapotranspiration were determined using the SEBS energy balance model and Landsat imagery in the Sohrin-Qareh Chiran Plain. A total of 17 Landsat-8 images, along with weather data from the Zanjan airport station, were examined. Additionally, with the help of the SEBS model, the evapotranspiration of a five-hectare wheat field was calculated and validated for the time period from September 22, 2020, to September 22, 2021. The required inputs for the SEBS model, including albedo, land surface temperature, emissivity, NDVI, vegetation cover index, leaf area index, vegetation height, and canopy density, were prepared in the ENVI software environment. The data on precipitation and water consumption volume were also determined using the soil water balance model.

    Results and discussion

    The study found that the evapotranspiration estimated by the soil water balance model was 24115 m3, while the evapotranspiration estimated by the SEBS model was 28750 m3, with a 16.12% error. Additionally, the SEBS model was calibrated using four indices - R2, RMSE, MAE, and MBE - with values of 0.844, 1.06, 1.12, and 0.25, respectively. These results indicate that the SEBS algorithm is accurate enough to estimate ETa in the study area.

    Conclusion and Suggestions:

    Therefore, based on the results of this research, it can be said that the use of satellite images in estimating actual evapotranspiration (ET) is reliable compared to field measurement methods. Considering the limitations of traditional moisture balance methods (such as being point-specific, time-consuming, costly, requiring precise instruments, and almost impractical with the use of lysimeters) and the advantages of utilizing satellite images (covering a wide area of farms or orchards, being cost-effective and fast), acceptable results can be achieved in estimating evapotranspiration while accepting a low margin of error.

    Keywords: satellite images, Soharin Plain, Remote Sensing, Soil Water Balance Model}
  • ارزیابی شاخص های پوشش گیاهی در برآورد میزان کربن آلی گیاهان در مراتع
    بهناز عطائیان*، فرزانه صادقی ده ابراهیمی، سهیلا سادات هاشمی
    سابقه و هدف

    تعیین میزان ماده آلی ذخیره شده پوشش گیاهی مراتع برای پایش وضعیت مرتع و اصلاح و توسعه مراتع ضروری است. استفاده از داده های ماهواره ای امکان مطالعه گسترده پوشش گیاهی را فراهم می سازد. در این تحقیق سعی شده است، برآوردی از کربن آلی پوشش گیاهی بر اساس ارزیابی های میدانی و شاخص های سنجش از دور در مراتع منطقه حفاظت شده لشگردر، ملایر صورت گیرد. به علت سهولت دسترسی سری های زمانی داده ماهواره لندست در این تحقیق سعی شد تخمین کربن آلی پوشش گیاهی با استفاده از داده ماهواره لندست 8 سنجنده OLI صورت گیرد.

    مواد و روش ها

    نمونه برداری صحرایی در 8 خرداد ماه سال 1395 از مراتع حفاظت شده منطقه لشگردر صورت گرفت. فرم رویشی غالب این مراتع علفی - بوته ای بوده و گونه های خانواده Asteraceae  بیشترین فراوانی را در این منطقه حفاظت شده دارند. مختصات 40 نقطه بطور تصادفی به عنوان مرکز پلات های نمونه برداری از زیتوده گیاهی در منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند. به منظور حذف خطای ناشی از دقت GPS، ضریب دو برابر اندازه پیکسل اعمال شد و پلات های 30×30 متر مربعی برای نمونه برداری میدانی انتخاب شدند. مختصات نقاط مورد نظر، به عنوان مراکز پلات ها درنظرگرفته شدند و سپس از زیر پلات های 1×1 متر مربع استفاده شد. با نشانه گذاری در مرکز پلات، نمونه های مرکب زیتوده هوایی از نقطه مرکزی و چهار گوشه پلات اصلی تهیه شدند. نمونه ها پس از کد گذاری جهت انجام مراحل آزمایشگاهی به آزمایشگاه علوم مرتع، دانشگاه ملایر منتقل شدند. میزان کربن آلی پوشش گیاهی پس از هوا خشک شدن نمونه ها ، به روش سوزاندن در کوره (LOI) اندازه گیری شد. شاخص های پوشش گیاهی از تصاویر ماهواره ای لندست 8 سنجنده OLI (براساس سیستم جهانی WGS84 در گذر 166 و ردیف 36) که شامل اطلاعات رقومی باند های 1 تا 7 با قدرت تفکیک مکانی 30 است، استفاده شد و شاخص های سبزینگی و  RVI, NDVI, IPVI, DVI, WDVI, ARVI, SAVI, TSAVI, BI, OSAVI, GEMI, EVI, LAI, GARI از تصاویر لندست استخراج شدند.

    نتایج

    با توجه به نتایج حاصله از مقایسه داده های کربن آلی برآوردی پوشش گیاهی با کربن آلی محاسباتی پوشش گیاهی، تنها شاخص GARI می تواند کربن آلی پوشش گیاهی را برآورد کند. بهترین مدل ارائه شده با استفاده از شاخص GARI برای کربن آلی پوشش گیاهی به صورت GARI 38/1 + 4/5 = OC با ضریب تبیین 13/0 = 2R و 7/0 = RMSE به دست آمد. از این نتایج می توان چنین استنتاج کرد که شاخص های سنجش از دور می توانند، به عنوان مکمل روش های میدانی در مطالعات پوشش گیاهی به کار گرفته شوند. در انتخاب مناسب ترین روش نوع سنجنده، خصوصیات و شرایط منطقه مورد مطالعه و آگاهی از نوع و میزان پوشش گیاهی و نوع کاربری های منطقه باید مورد توجه قرار گیرد. براساس نتایج حاصل کاربرد نسبت های باندی، اطلاعات بهتری را نسبت به مطالعه تک باند ها در اختیار قرار می دهد. همچنین برای این مناطق کاربرد هم زمان چندین شاخص نتایج بهتری در تشخیص و تفکیک میزان پوشش گیاهی ارائه می دهند. با این حال انتخاب مناسب ترین روش باید با دقت بالا و با توجه به خصوصیات منطقه بر اساس بالاترین میزان همبستگی صورت پذیرد تا بتوان با استفاده از کاراترین شاخص ها و آنالیز های به دست آمده و ارائه مدل های مناسب به پایش و مطالعه پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه و مناطق با خصوصیات مشابه پرداخت.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده می توان بیان نمود که شاخص GARI در مورد برآورد میزان کربن آلی پوشش گیاهی منطقه نتایج بهتری را ارائه داده است و می توان آن را به عنوان شاخص مناسب جهت برآورد کربن پوشش گیاهی در مناطق مشابه توصیه نمود. هر شاخصی ممکن است برای یک منطقه و یا یک نوع پوشش به خصوص جواب دهد. تکرار زمانی مطالعات و افزایش حجم نمونه با توجه به خصوصیات و شرایط منطقه مورد مطالعه، آگاهی از نوع و میزان پوشش گیاهی در تعیین شاخصهای مناسب پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: زیتوده گیاهی, سنجش از دور, شاخص پوشش گیاهی, کربن آلی}
    Evaluation of Remote Sensing Indices for Estimating Organic Carbon Content of Rangeland Plant Biomass in Lashgardar Protected Area
    Background and objectives

    Determining the organic carbon content of rangeland vegetation is essential for monitoring rangeland condition and facilitating reclamation efforts. Satellite data provides a valuable tool for conducting extensive vegetation studies. This research aimed to estimate the organic carbon content of vegetation using field assessments and remote sensing indices in the rangelands of Lashgardar protected area, Malayer. Leveraging Landsat time series images, this study utilized Landsat 8 data from the Operational Land Imager (OLI) sensor.

    Methodology

    Field sampling was conducted in the rangelands of Lashgardar protected area on May 28, 2016. The dominant growth form in these rangelands is herbaceous-shrub, with Asteraceae family species being the most abundant. Forty points were randomly selected as the centers of sampling plots for plant biomass. To account for GPS accuracy error, a factor of twice the pixel size was applied, resulting in the selection of 40 plots measuring 30×30 m2 for field sampling. Subplots measuring 1×1 m2 were utilized to collect composite aboveground biomass samples from the central point and the four corners of each main plot. Samples were processed in the Rangeland Science Laboratory at Malayer University following coding for laboratory procedures. The organic carbon content of vegetation was determined using the loss on ignition (LOI) method after air-drying. Vegetation indices were extracted from Landsat 8 satellite images captured by OLI sensors, including digital bands 1 to 7 with a spatial resolution of 30 meters. Various vegetation indices such as Greenness, RVI, NDVI, IPVI, DVI, WDVI, ARVI, SAVI, TSAVI, BI, OSAVI, GEMI, EVI, LAI, and GARI were derived from Landsat images.

    Results

    Comparative analysis of estimated organic carbon data with measured organic carbon content revealed that only the Green Atmospherically Resistant Vegetation Index (GARI) could effectively estimate the organic carbon content of vegetation. The best model was achieved using the GARI index for organic carbon estimation, represented as OC = 5.4 + 1.38 GARI, with an explanatory coefficient (R2) of 0.13 and Root Mean Square Error (RMSE) of 0.7. These findings suggest that remote sensing indices can serve as complementary methods in vegetation studies.

    Conclusion

    The GARI index demonstrated promising results for estimating organic carbon content in vegetation within the study area and is recommended as a suitable indicator for similar areas. However, the efficacy of each index may vary depending on specific area characteristics and vegetation types. It is advisable to conduct time-series studies with larger sample sizes tailored to the unique conditions of the study area to identify the most appropriate indices.

    Keywords: Plant Biomass, Remote Sensing, Vegetation Index, Organic Carbon}
  • M. Ghomeshion, A. Vali *, A. Ranjbar, S.H. Mousavi
    Dust is one of the major crises in the Middle East. In recent years, the frequency and intensity of this crisis in the region has increased and this has increased the need to study this phenomenon. In this article, we have studied the temporal and spatial changes of the dust storm phenomenon in Iran, Khuzestan (south-west) in the period 2000 to 2018. For this purpose, ground dust data and horizontal visibility and (Aerosol Optical Depth( data of MODIS satellite have been used. The AOD Optical Visibility Index has been declining from 2003 to 2007 and then increasing again. In general, we can see a gradual but increasing trend in the AOD index in the study area, from an average of 0.35 at the beginning of the period to nearly 0.6 at the end of the period, which indicates the predominance of dust storms in the region. The relationship between dust and climatic parameters was also examined. In terms of external storms, precipitation had a significant (P <0.001) and negative effect. This means that on days when there is less rain, the horizontal visibility index decreases and more dust storms were formed. In terms of domestic storms, only the wind direction had a significant direct effect (P <0.05), which means that some directions had higher dust storm frequencies. Finally, it can be concluded that the trend of domestic and foreign dust storms is increasing. The frequency of their occurrence is also increasing and with the decrease of regional rainfall due to climate change, we should expect more severe storms in the near future. For this reason, it is necessary for the authorities to act as soon as possible in controlling the internal dust centers, and to provide the ground for controlling the regional centers through regional consultations.
    Keywords: Desertification, climate change, remote sensing, aerosols, Iran}
  • علیرضا نورافر، حمید غلامی*، نوازاله مرادی، وحید راهداری، مرضیه رضایی

    در پژوهش حاضر نقش تغییر کاربری اراضی و تاثیر آن بر توفان های گردوغبار در منطقه سیستان با بهره گیری از سنجش از دور در سال های 1381، 1390 و 1401 مورد واکاوی قرارگرفته است . با توجه به تاثیرگذاری تغییر اقلیمی بر کاربری/پوشش اراضی، متغیرهای اقلیمی شامل؛ بارندگی ،دما و تعداد روزهای گردوغباری به روش آنومالی بررسی شد و در ادامه به منظور پیش بینی وضعیت کاربری اراضی در 20 سال آینده از ترکیب نقشه های سال 1381 و 1401 برای شرایط خشکسالی شدید، با زنجیره مارکوف پیش بینی انجام شد. نتایج نشان داد در منطقه سیستان طی دو دهه گذشته دما افزایش و بارندگی کاهش یافته است. نقشه های کاربری اراضی نیز نشان داد در سال هایی که تالاب هامون آبگیری شده است، مرتع و پوشش گیاهی متراکم روند افزایشی و اراضی بایر (بدون پوشش گیاهی) و شوره زار روند کاهشی داشته است. اما با توجه به خشکسالی های اخیر همانند سال 1401 که خشکسالی در منطقه فراهم شده است، کاربری مرتع کاهش و بایر و شوره زار افزایش داشته است. این شرایط منجر به افزایش گردوغبار در منطقه می شود، نقشه کاربری/پوشش اراضی در 20 سال آینده برای شرایط خشکسالی شدید با استفاده از مدل سلول های خودکار و زنجیره مارکوف پیش بینی شد. نتایج نشان داد در آینده مرتع و پوشش گیاهی متراکم کاهش خواهد داشت اما اراضی بایر و مناطق شوره زار افزایش چشم گیری خواهد داشت این شرایط، منجر به افزایش بیابان زایی و فرسایش بادی می شود و در پی آن توفان های گردوغباری افزایش خواهد داشت. با توجه به اینکه توفان های گردوغبار بر شرایط اقتصادی، اجتماعی، محیط زیست و سلامت ساکنان منطقه تاثیرهای منفی بسیاری دارد، بنابراین با برنامه ریزی و مدیریت صحیح به منظور کنترل پیامدهای حاصل از گردوغبار در منطقه سیستان می توان خسارت های حاصل از توفان های گردوغبار در این منطقه را کاهش داد.

    کلید واژگان: بیابان زایی, سنجش از دور, سلول های خودکار, آنومالی, خشکسالی}
    Alireza Norafar, Hamid Gholami *, Navazollah Moradi, Vahid Rahdari, Marzieh Rezaei
    Introduction

    Population growth and the excessive use of natural resources have caused significant changes in natural ecosystems, including a decrease in rainfall and an increase in temperature. The potential exists for them to decrease vegetation and increase barren areas. Serious economic, social, and environmental damage can occur in natural ecosystems due to the destruction of land cover and other damages, such as dust storms. Therefore, ecosystem changes are taking place worldwide, both at the temporal and spatial scale, due to human activities and natural factors. So, investigating the amount of land use/cover changes, their effect on dust storms, and predicting these changes for the coming years can be an important step in reducing and controlling unprincipled changes, planning, and optimizing resource. Climate change and human activities, such as drought, human activities, and non-compliance with water rights, have a significant impact on the Hamon wetland area, so that the dry bed of the wetland has become the main sources of dust. This research is focused on investigating the impact of land use changes on dust storms and forecasting land use changes in the Sistan region for the next 20 years.

    Material and Methods

    The impact of land use changes on dust storms in the Sistan region was examined using Markov chain forecasting methods. For this purpose, first of all, the land use maps of 2002, 2011 and 2022 were prepared using satellite images. An anomalous method was used to investigate climatic parameters, including temperature, rainfall, and the number of days with dust, in the next step. To evaluate climatic changes, it is necessary to use a method that shows long-term changes. The anomaly method was employed for this purpose. The values of this index can be either positiveor negative. In order to predict land use changes for the next 20 years, the combination of the maps of 2002 and 2022 for severe drought conditions were used by using Markov chain and Cell models. The Markov model was predicted to generate multiple images. The transfer probability matrix allows for the expression of the probability that any type of land cover will be found in any location in the future. Despite the accuracy of transmission probabilities for each user is unknown, due to the lack of information on the spatial distribution of users, the Markov model does not have any spatial dependence information.  In contrast, to the automatic network, it is an agent that has the ability to change its state based on the application of the law that shows the new state in accordance with the previous state and the state of its neighbors.

    Results and Discussion

    This study examined the impact of land use change on dust in the Sistan region. At first, climatic changes of temperature, rainfall and number of dusty days were investigated and the results showed that the temperature has increased and rainfall has decreased in the Sistan region during the last two decades. The land use maps also showed that in the years when the Hamon wetland has been drained, pastures and dense vegetation have increased and barren lands and salt marshes have decreased. But due to the recent droughts like the year 2022, when a drought has occurred in the region, the use of vegetation and pasture has decreased and barren and salt marshes have increased. These conditions cause an increase in the level of dust in the region. The land use map for severe drought conditions in the next 20 years was predicted using the Markov model.  It showed that in the future, pastures and dense vegetation will decrease, but barren lands and salt marsh areas will increase dramatically. As desertification and wind erosion increase, dust storms will also increase as a result of these conditions. The economic, social, environmental, and health conditions of residents in the region are adversely affected by dust storms. Therefore, proper planning and management can reduce the damages caused by dust storms in the Sistan region.

    Keywords: Desertification, Remote Sensing, Automatic cells, Anomaly, Drought}
  • هادی اسکندری دامنه، سعید برخوری، زهرا اژدری، عبدالوحید ناوکی، حامد اسکندری دامنه، حسن خسروی*

    استفاده از تصاویر ماهواره ای چندطیفی و شاخص های طیفی مختلف برای پایش پهنه های آبی و سیلاب ها از لحاظ وقت و هزینه روشی سریع و مقرون به صرفه است. در این پژوهش به منظور بررسی سیلاب سال 1398-1397 در جنوب غربی ایران از شاخص اصلاح شده آب تفاضلی نرمال شده (MNDWI) و شاخص نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) حاصل از تصاویر ماهواره لندست 8 استفاده شد. این شاخص ها در 5 کلاس بر مبنای دامنه یکسان طبقه بندی شدند و روند تغییرات هر کلاس در سال های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج MNDWI نشان داد که در تاریخ های 12 و 30 بهمن ماه و هم چنین 16 اسفندماه سال 1397 کلاس های کمتر از 15/0 - 11/0 بیش تر از 75/68 درصد از مساحت منطقه موردمطالعه را در برگرفته و روند آن ها در حال افزایش است. بررسی این نتایج در تاریخ های یکم فروردین ماه و 24 اردیبهشت سال 1398 نشان داد که بیشترین درصد مساحت محدوده موردمطالعه همچنان در کلاس های کمتر از 15/0 - 11/0 است که مجموع این مساحت ها بیشتر از 13/76 درصد از منطقه است که در حال کاهش بوده است. در این تاریخ ها روند کلاس های بیشتر از 2/0 - 15/0 افزایشی بوده است. بررسی تغییرات NDVI نشان داد که در تاریخ های 12، 30 بهمن و 16 اسفندماه سال 1397 بیشترین درصد مساحت این محدوده را کلاس های کم تر از 3/0 - 2/0 در برگرفته که مجموع مساحت های آن ها 81/71 درصد است که در حال افزایش بوده است. در سال 1398، تاریخ های یکم فروردین ماه و 24 اردیبهشت بیشترین درصد مساحت محدوده موردمطالعه همچنان در کلاس های کم تر از 3/0-2/0بوده و بیش تر از 54/82 درصد منطقه موردمطالعه را شامل شده است، که روند این کلاس ها کاهشی است. این در حالی است که در این تاریخ ها روند کلاس های بیشتر از 5/0 - 2/0 افزایشی است. به طورکلی می توان بیان کرد که با استفاده از شاخص های سنجش از راه دور حاصل از تصاویر ماهواره لندست می توان مخاطرات طبیعی مانند سیلاب را به خوبی و با دقت بالا پایش کرد و اطلاعات حاصل از این مطالعات را در امور مطالعاتی و تصمیم گیری با اطمینان کافی لحاظ نمود.

    کلید واژگان: سنجش ازدور, سیلاب, MNDWI, NDVI, ماهواره لندست}
    Hadi Eskandari Damaneh, Saeid Barkhori, Zahra Azhdari, Abdolvahid Navaki, Hamed Eskandari Damaneh, Hassan Khosravi *

    Extended AbstractIntroductionMapping and assessment of surface water dynamics is essential for continuous monitoring of water resources as it has significant implications in engineering and scientific research for floodplain delineation, wetlands, disaster management, biodiversity, climate change, and water resource management (Huang et al., 2018; Jawak et al., 2015). Traditional surface water monitoring methods mainly rely on field surveys or on established measuring stations. Although the accuracy of the data obtained by this method is high, it is time-consuming and has low efficiency. In addition, many aquifers are very difficult to access because they are located in remote and rugged places, and only data from limited points in incomplete time series are obtained due to the limitations of economic and land factors (Ogilvie et al., 2018). With the expansion and development of remote sensing science and geographic information system, better ways have been provided to monitor water bodies in a long period such that the use of multispectral satellite images and different spectral indices for monitoring water bodies and floods is a fast and economical method in terms of time and cost. The high number of existing sensors and their differences in estimating the spectral and spatial characteristics of spectral indices have led to a good representation of the potential and limitations of satellite data. Therefore, in this research, to investigate the flood of 2019 in the southwest of Iran, the Modified Normalized Difference Water Index (MNDWI) and the Normalized Diference Vegetation Index (NDVI) obtained from the Landsat 8 satellite images were used.Materials and MethodsThe study area is a part of the southwest of Iran, which includes the southern part of Ilam province and the northern, northwestern, western and southwestern parts of Khuzestan province. In this study, to investigate the flood of 2018-2019, Landsat 8 sensor images were used for three months of January, February and March in 2019. This section used QGis3.28, GIS10.8, Excel software and remote sensing data including satellite images related to Landsat 8 sensor. These multispectral data were obtained from the United States Geology website (earthexplorer.usgs.gov) and were prepared for preprocessing and necessary processing. To prepare a map of the flood area and vegetation, radiometric and atmospheric corrections were performed on the received images (Eskandari Damaneh et al., 2016). After applying the necessary pre-processing, the MNDWI and NDVI were used to prepare the map of changes in water bodies and vegetation for the years 2018 and 2019, respectively (Rugel et al., 2017; Abutaleb et al., 2015; Arekhi et al., 2019).ResultsAccording to the results, the highest values of MNDWI in 2018 corresponded to those on March 12, which includes the northern and central parts. In 2019, the highest value of this index was on the date of March 19, which included the southern to southwestern parts of the study area. Examining the changes in MNDWI classes showed that in 2019, on February 2nd, 19th and March 7th, classes ranging from 0.11 to 0.15 occupied the highest level of the studied range, which is more than 68.75 percent of the area. This range and its trend were increasing. On the other hand, on the mentioned dates, classes ranging from 0.15 to 0.2 covered an area of more than 24.32% of the region, and these classes were decreasing. Accordingly, in 2019, on March 8th and May 14th, the largest percentage of the area under study was still in classes ranging from 0.11 to 0.15, and the total of these areas was more than 76.13% of the region, which was decreasing. On these dates, classes ranging from 0.15 to 0.2 included more than 20.03 percent of the study area, and these classes had gone through an increasing trend.Examining the changes of NDVI classes showed that in 2019, on February 2nd, 19th and March 7th, the largest percentage of the study area was taken by classes ranging from 0.2 to 0.3, which totaled 71.81%, and was increasing. Also, on these dates, classes ranging from 0.3 to 0.5 included more than 11.46% of the study area and these classes were decreasing. Also, in 2019, on March 8th and May 14th, the largest percentage of the study area was still taken by classes ranging from 0.2 to 0.3, and the total of these areas was more than 82.54%, which was decreasing. Meanwhile, on these dates classes ranging from 0.3 to 0.5 included more than 11.64% of the study area, and these classes had been increasing.Discussion and conclusionThe trend of spatial and temporal changes of the MNDWI index in this period shows that in February and March of 2019, the highest value of this index was in the northern and central parts of the studied region. While the highest value of this index was in March and May of 2019, it has been seen in the southern and southwestern parts of Khuzestan province. While this precipitation is in the season when the vegetation in this area is in good condition, the classes above 0.3 NDVI vegetation index in March 2018 and March 2019 are more than 42 and 38% of the area, respectively. Because the southern parts of Khuzestan province have lower altitudes than the northern and northwestern regions, it is plain and flat. This has caused it to serve as the foothills of the upper elevations of Khuzestan and Lorestan provinces, which in turn causes the influx of upstream waters into this region. Even if the vegetation cover is suitable in the season, it has caused a large and unexpected influx of water in these areas, which itself causes flooding of the residential regions, facilities and agricultural lands. In general, it can be concluded that by using the MNDWI and NDVI indices obtained from the Landsat satellite images, it is possible to monitor the water bodies and waterlogged areas resulting from natural hazards such as floods, as well as the vegetation of different regions with high accuracy. The findings of this study can be used in studies and decision making with sufficient confidence.

    Keywords: Remote Sensing, flood, MNDWI, NDVI, Landsat satellite}
  • سمیه جزینی زاده، زهره ابراهیمی *، بهاره پارسا مطلق

    هدف اصلی پژوهش حاضر، تحلیل روند تغییرات شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) و پارامترهای اقلیمی و بررسی ارتباط بین آن ها در مراتع شهرستان جیرفت است. بدین منظور از محصول NDVI سنجنده مودیس (MOD13A3) و داده های اقلیمی مربوط به سال های 2000 تا 2018 استفاده شد. روند تغییرات پوشش گیاهی و متغیرهای اقلیمی با استفاده از آزمون من-کندال و ارتباط بین آن ها با استفاده از رگرسیون چندمتغیره بررسی شد. در مرتع فراش ساردو، تغییرات پوشش گیاهی روندی افزایشی در مقیاس سالانه و فصول زمستان و بهار نشان داد (96/1<Z). در مرتع کل بیدو، روندهای افزایشی معنی داری در همه مقیاس های زمانی به جز تابستان مشاهده شد و در مرتع شوروییه، هیچ گونه روند معنی داری مشاهده نشد (96/1>Z). در مرتع فراش ساردو، روند افزایشی معنی دار در پارامتر سرعت باد و روند کاهشی معنی دار در دمای نقطه شبنم مشاهده شد. در مرتع کل بیدو، تبخیر و میانگین دمای حداقل، روند افزایشی معنی دار و فشار هوا، رطوبت نسبی و دما روند کاهشی معنی دار را نشان دادند. در مرتع شوروییه، روند افزایشی معنی دار در پارامترهای تبخیر و دمای حداقل و روند کاهشی معنی دار در مقادیر دمای نقطه شبنم، رطوبت نسبی، فشار هوا و دمای متوسط مشاهده شد. مهم ترین پارامترهای اقلیمی موثر بر تغییرات NDVI، تغییرات بارندگی، دمای متوسط هوا، فشار هوا، تبخیر و سرعت باد شناسایی گردید. به طور کلی، میزان اثرپذیری مراتع فراش ساردو و شوروییه از متغیرهای اقلیمی به ترتیب 33% و 36% و برای مرتع کل بیدو 68% برآورد شد که این نتایج نقش مهم عوامل اقلیمی را در تغییرات پوشش گیاهی مراتع مطالعاتی نشان می دهد.

    کلید واژگان: پوشش گیاهی, سنجش از دور, متغیرهای اقلیمی, روند تغییرات, شهرستان جیرفت}
    Somayeh Jazinizadeh, Zohre Ebrahimi-Khusfi *, Bahareh Parsa motlagh
    Introduction

     The conditions and performance of the ecosystem are affected by the changes made in some phenomena and conditions of the earth's surface (such as vegetation condition) over time due to various factors, including natural or human ones, making it necessary to identify, predict, and pay attention to such changes.
    Considering the extreme vulnerability of arid and semi-arid regions to climate change worldwide, it is crucially important to investigate and evaluate climate change-induced alterations in vegetation in such regions. Therefore, this study sought to investigate the trend of vegetation changes in the three pastures of Farash Sardo, Kal-Bido, and Shoroiye located in Jiroft city with a dry and semi-arid climate, trying to examine the relationship between such changes and climatic factors. 

    Materials and Methods

     The study area comprises three pastures, namely the Farash Sardo, Shoroiye, and Kal Bido, that were selected out of 375 pastures existing in Jiroft city, taking into account their significance for vegetation. To conduct the study, the monthly data of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and climatic data, including evaporation, average air pressure, average precipitation, relative humidity, sunny hours, dew point temperature, average maximum and minimum temperature rates, average temperature rate, and wind speed were used.
    To this end, first, the long-term temporal changes in vegetation and climatic variables were evaluated using Mann-Kendall statistical test. Then, the most important climatic parameters affecting such changes were identified through multivariate regression, followed by the application of the root mean square error (RMSE) and the coefficient of determination (R2) to compare and assess the performance of the obtained models. Finally, the most important climatic factors involved in the changes made in the vegetation conditions of the study area were identified based on the selected model.

    Results and discussion

     The study’s findings revealed that vegetation changes had an increasing trend in Farash Sardo pasture at annual, winter, and spring time scales throughout the study period. Moreover, significant increasing trends were observed in the pasture of the Cal-Bido at annual, autumn, winter, and spring scales. However, no significant trend was found in the Shoroiye pasture.
    On the other hand, the investigation of annual climatic factors indicated a significant increase and decrease in the wind speed and the dew point temperature in the Farash Sardo pasture, respectively. Also, while a significant increasing trend was found in evapotranspiration and average minimum temperature in the Cal-Bido pasture, the trend of changes was decreasing trend in the pasture in terms of air pressure, relative humidity, dew point temperature, average maximum temperature, and average temperature. As for the Shuroiye pasture, the results suggested a significant increasing trend in evapotranspiration and average minimum temperature, and a significant decreasing trend in the values of dew point temperature, relative humidity, air pressure, and average temperature.
    Moreover, the modeling results showed that the most important climatic factors involved in NDVI changes in the Farash Sardo pasture were temperature, air pressure, spring evapotranspiration, and changes in winter air pressure and annual precipitation. On the other hand, the most important climatic factors affecting NDVI changes in the Cal-Bido pasture were identified as spring dew point temperature, air pressure, autumn air pressure, winter air pressure, maximum temperature, and annual air pressure. As for the Shoroiye pasture, the most important climatic factors involved in NDVI changes were found to be wind speed, precipitation, minimum and maximum temperature rate, average spring temperature, summer air pressure, autumn sunny hours, and winter sunny hours.
    In general, the investigation of the relationship between drought and vegetation status of the pastures via land sampling and remote sensing data is suggested to be used for improving the results and increasing awareness concerning climate hazards for vegetation. Such a study together with the examination of the contribution of human interventions on vegetation changes can also be used for managing the environment during critical periods and setting appropriate plans.

    Keywords: Vegetation, remote sensing, climate variables, change trend, Jiroft city}
  • رضا نوروز ولاشدی*، حدیقه بهرامی پیچاقچی
    مقدمه

    در مناطق کوهستانی ایران، بخش قابل توجهی از بارش به صورت برف است که منبع مهم جریان رودخانه ای محسوب می شود. شناخت دقیق کمیت این منابع، به لحاظ ارزش روزافزون آب شیرین و هم به واسطه بهره برداری بهینه از منابع آب ضروری است. از نظر جهانی، پایش برف و داشتن اطلاعات دقیق از توزیع فضایی پهنه برفی برای پیش بینی وضع هوا و مدلسازی هیدرولوژیکی و آب و هواشناسی لازم است. یک ویژگی مهم مناطق کوهستانی پوشش برف است که با داشتن بازتاب بالا، تاثیر زیادی بر آب و هوای محلی، کاهش تابش خالص در سطح و در نتیجه، انتقال انرژی دارد. پوشش برف، علاوه بر این که یک عامل مهم برای توسعه اکوسیستم است، برای فعالیت های انسانی اهمیت زیادی دارد. برآورد دقیق سطح پوشش، به عنوان یکی از عملیات های محوری و اساسی در زمینه مدیریت منابع آب، به ویژه در مناطقی که بارش برف سهم زیادی در نزولات جوی دارد، محسوب می شود. آشکارسازی و تعیین ویژگی های مختلف برف و یخ، با استفاده از داده های سنجش از دور که در هیدرولوژی کاربرد وسیعی دارد، روش نوینی را در به دست آوردن پارامترهای مورد نیاز هیدرولوژی پدید آورده است.

    مواد و روش ها

    رشته کوه های البرز که منطقه مورد مطالعاتی این پژوهش است، جلگه های ساحلی استان مازندران را از قسمت داخلی ایران جدا کرده است. نیمه شرقی البرز غربی و تمام البرز مرکزی و قسمتی از البرز شرقی، در محدوده استان مازندران قرار دارند، بدین ترتیب، همراه با سایر عوامل طبیعی، شرایط جغرافیایی خاصی پدید آمده است. در این منطقه، برف نقش کلیدی در چرخه هیدرولوژیکی و هیدرو اقلیم دارد و بخش قابل توجهی از کل رواناب سالانه در این منطقه حاصل ذوب برف است. به طوری که گرمایش جهانی بر مدیریت حوزه های آبخیز و نیاز آبی پایین دست زیرحوضه های آن تاثیرگذار است. برای انجام پژوهش، نخست داده های سنجنده MODIS به صورت روزانه با قدرت تفکیک مکانی 500×500 متر از پایگاه ملی داده های برف و یخ ناسا (NSIDC) دریافت شد. تصاویر دریافتی مربوط به بازه زمانی 2018-2000 است. برای پردازش تصاویر، نخست عملیات پیش پردازش بر روی آن ها در محیط نرم افزار ENVI 5.3 اعمال شد. از نمایه NDSI، برای برآورد پهنه پوشش برف استفاده شد. برای بررسی روند تغییرات پوشش برف از آزمون من-کندال، روش تخمین‎ گر شیب سن و آزمون همگنی پتیت استفاده شد. همچنین، ناهنجاری فصلی و سالانه پوشش برف، دما و بارش در منطقه مطالعاتی بر اساس نمره استاندارد Z بررسی شد.

    نتایج و بحث:

    نتایج آزمون من-کندال و روش تخمین گر شیب سن در منطقه شمالی البرز مرکزی نشان می دهد، بیشترین کاهش پهنه پوشیده از برف در ماه ژانویه و فصل زمستان به ترتیب برابر 220.39 و 50.41 کیلومتر مربع در هر سال رخ داده است. نتایج آزمون همگنی پتیت، به روش تحلیل نقطه تغییر (CPA) در سال 2010، ماه ژانویه برای پهنه پوشیده از برف و ماه می 2014 و ژوین 2010، برای میانگین دمای ماهانه، جهش اقلیمی را در سطح معنی داری 0.05 نشان داد. همچنین، نقطه تغییر در سری زمانی پهنه پوشیده از برف، در ماه ژانویه به صورت نزولی اتفاق افتاده است، ولی نقطه تغییر در سری زمانی میانگین دما در ماه می و ژوین به صورت صعودی بوده است. مقایسه وضعیت پوشش برف با شرایط دما و بارش، نشان می دهد در بیشتر مواقع ناهنجاری های منفی پوشش برف، با ناهنجاری مثبت دما و منفی بارش، همخوانی دارد. نتایج حاصل، هشداری است در رابطه با تحول آب و هوا در این منطقه که تحت عنوان پدیده گرمایش جهانی و خشکسالی هواشناسی شناخته شده است. به یقین این تغییرات، تاثیری مستقیم بر کاهش منابع آب برای بخش کشاورزی و شرب دارد.

    نتیجه گیری

    در مجموع بررسی روند تغییرات پهنه پوشیده از برف در ماه ژانویه طی 19 سال آماری نشان می دهد که به ازای افزایش میانگین دما به میزان 0.13 درجه سانتی گراد، پهنه پوشیده از برف در این ماه به میزان 220.39 کیلومتر مربع در هر سال کاهش یافته است. همچنین، با توجه به نتایج آزمون همگنی پتیت، تغییرات ناگهانی در سال 2010 و 2014 نشان می دهد که گرمایش جهانی و خشکسالی هواشناسی موجب تغییر ناگهانی در پهنه پوشیده از برف و دما در این سال ها و ماه ها شده است. مقایسه شرایط بارش و دما با وضعیت پوشش برف نشان داد، در بیشتر سال ها ناهنجاری منفی پوشش برف با ناهنجاری مثبت دما و ناهنجاری منفی بارش هم زمان بوده است که بیشترین تاثیر افزایش دما در فصل بهار مشاهده شده است. از این رو، با افزایش دما و تغییر شرایط اقلیمی، بارش های زمستانه که به انباشت برف تبدیل خواهند شد، کاهش یافته است و می توانند روی رواناب ناشی از این بارش ها در فصل بهار تاثیرگذار باشند. از آنجایی که این منطقه قابلیت ریزش برف از اواسط پاییز تا اوایل بهار را دارا است، بنابراین، اطلاعات درباره پهنه پوشیده از برف در این منطقه برای کاربرد آن ها در زمینه هیدرولوژی، هواشناسی، اقلیم شناسی، تولید برق آبی و همچنین، پیش بینی سیلاب ضروری است.

    کلید واژگان: سنجش از دور, مازندران, منابع آبی, نوسانات اقلیمی, NDSI}
    Reza Noroozvalashedi *, Hadigheh Bahrami Pichaghchi
    Introduction

    In the mountainous regions of Iran, a significant part of the precipitation is in the form of snow, which is considered an important source of river flow. Accurate knowledge of the quantity of these resource is necessary in terms of the ever-increasing value of fresh water and also in terms of the optimal use of water resources. From a global point of view, snow monitoring and accurate information on the spatial distribution of snow cover, are necessary for weather forecasting and hydrological and meteorological modeling. An important feature of mountainous regions is the snow cover, which has a high reflectivity, has a great influence on the local weather, reduces the net radiation at the surface and as a result, transfers energy. In addition to being an important factor for ecosystem development, snow cover is very important for human activities. Accurate estimation of the coverage level is considered as one of the central and fundamental operations in the field of water resources management, especially in areas where snowfall is a major part of precipitation. Revealing and determining different characteristics of snow and ice using remote sensing data, which is widely used in hydrology, has created a new method to obtain the required parameters of hydrology.

    Materials and methods

    The Alborz Mountain range which is under study of the current research, separates the coastal plains of Mazandaran Province from the interior of Iran. The eastern half of Western Alborz and all of Central Alborz and a part of Eastern Alborz are within Mazandaran Province. In this way, along with other natural factors, certain geographical conditions have emerged. In this region, snow plays a key role in the hydrological cycle and hydroclimate, and a significant part of the total annual runoff in this region is the result of snowmelt. So that global warming affects the management of watersheds and the downstream water requirements of its sub-basins. First, MODIS sensor data was obtained daily with a spatial resolution of 500×500 meters from NASA's National Snow and Ice Database (NSIDC). The received images are related to the period of 2000-2018. To process the images, first pre-processing wacovered ars applied in the ENVI 5.3 software environment. The NDSI index was used to monitor the snowed area. Mann-Kendall test, Sen’s slope estimator, and Pettitt's homogeneity test were used to investigate the snow cover variation trend. Also, the seasonal and annual anomalies of snow cover, temperature and precipitation in the study area were investigated based on standard Z score.

    Results and discussion

    The results of the Mann-Kendall test and the Sen’s slope estimator method in the northern slope of Central Alborz, show that the largest reduction of the snow covered area occurred in January and winter season, respectively, equal to 220.39 and 50.41 km2 each year. The results of Petit's homogeneity test, using the Change Point Analysis (CPA) method, in January 2010 for the snow-covered area and May 2014 and June 2010 for the monthly mean temperature, showed a climatic jump at 0.05 significant level. Also, the change point in the snow-covered area time series of January has been descending, but the change point in the mean temperature time series of May and June has been ascending. Comparing the snow cover conditions with the mean temperature and total precipitation conditions, shows that in most cases the negative anomalies of snow cover are consistent with the positive anomaly of temperature and the negative of precipitation. The obtained results are a warning about the climate change in this region, which is known as the phenomenon of global warming and meteorological drought. Surely, these changes have a direct effect on the reduction of water resources for the agricultural and drinking sectors.

    Conclusion

    In general, the analysis of the snow-covered area variations in January during the studied 19 years, shows that for an increase in the average temperature of 0.13°c, the snow-covered area in this month decreased by 220.39 km2  every year. Also, according to the results of Pettitt's homogeneity test in 2010 and 2014, it can be concluded that global warming and meteorological drought caused a sudden change in the snow-covered area and temperature in these years and months. The comparison of precipitation and temperature conditions with the snow cover condition showed that in most years, the negative anomaly of snow cover was simultaneous with the positive anomaly of temperature and the negative anomaly of precipitation. The greatest effect of temperature increase has been observed in spring. Therefore, with the increase in temperature and the change in climatic conditions, the winter precipitation that will turn into snow accumulation has decreased and can affect the runoff caused by these precipitations in the spring season. Since this region has the ability to receive snow from mid-autumn to early spring, information about the snow covered area in this region is essential for many hydrological, meteorological, and climatological applications, as well as hydroelectric power generation and flood forecasting.

    Keywords: Climate Fluctuations, Mazandaran, NDSI, Remote Sensing, Water resources}
  • شهلا رحمانی سیالرز، علی کشاورزی*

    شوری خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی است. شوری خاک به طور طبیعی و یا توسط انسان ایجاد می شود. مقدار زیاد شوری خاک بر رشد محصول و بهره وری آن تاثیر منفی می گذارد و در نهایت منجر به تخریب اراضی می گردد. نظارت و نقشه برداری شوری خاک به دلیل مشکلات جدی گسترش این مسیله بر اکولوژی منطقه ای، امنیت غذایی و توسعه کشاورزی در مراحل اولیه برای اجرای یک برنامه موثر احیای خاک در راستای جلوگیری و کاهش شوری خاک امری ضروری است. علم سنجش ازدور نسبت به روش های سنتی برای ارزیابی شوری خاک عملکرد بهتری نشان داده و تکنیک های سریع و مقرون به صرفه در راستای پایش و نقشه برداری شوری خاک ارایه می دهد. شوری خاک را می توان با استفاده از شاخص های مستقیم که به ویژگی های نمک های خاک سطحی مرتبط است و همچنین شاخص های غیرمستقیم شناسایی کرد. هدف این مطالعه مروری بر چالش های انتخاب شاخص های مناسب دورسنجی در مطالعات شوری خاک از طریق بررسی پژوهش های انجام شده در زمینه شوری خاک و شاخص های طیفی به کاررفته در تحقیقات شوری خاک است که در سطح مدیریت اراضی در مقیاس منطقه ای، کمک شایان توجهی می نمایند که در این راستا رایج ترین شاخص های پوشش گیاهی و شوری مورد استفاده برای تشخیص و نقشه برداری شوری خاک مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. محققین زیادی از شاخص های مختلف سنجش ازدور برای تهیه نقشه شوری خاک استفاده کرده اند. در این میان شاخص های درخشندگی BI، شاخص شوری SI، شاخص تفاضلی پوشش گیاهی نرمال شده NDVI و شاخص شوری نرمال شده NDSI بیش ترین همبستگی را با داده های زمینی در خاک های تحت تاثیر شوری نشان دادند. انتخاب مناسب ترین باند یا شاخص ها بستگی به شرایط خاک، منطقه جغرافیایی، شرایط اقلیمی، داده های ماهواره ای، فیزیوگرافی منطقه و نوع استفاده از اراضی دارد.

    کلید واژگان: سنجش ازدور, شاخص های دورسنجی, تصاویر ماهواره ای, شاخص پوشش گیاهی, شاخص شوری}
    Shahla Rahmani Siyalarz, Ali Keshavarzi *

    Soil salinity is one of the most important environmental problems, especially in arid and semi-arid regions. Soil salinity is caused naturally and/or by humans. High soil salinity negatively affects crop growth and productivity and ultimately leads to land degradation. Monitoring and mapping of soil salinity Due to the serious problems of spreading this issue to regional ecology, food security and agricultural development in the early stages, it is necessary to implement an effective soil rehabilitation program to prevent and reduce soil salinity. Remote sensing science performs better than traditional methods for assessing soil salinity and offers fast and cost-effective techniques for monitoring and mapping soil salinity. Soil salinity can be identified using direct indices that are related to the properties of surface soil salts as well as indirect indices. The aim of this research is to review the challenges of selecting appropriate indices in soil salinity studies through the investigation of researches conducted in the field of soil salinity and spectral indices used in soil salinity cases, which are helpful in land management at the regional scale. It is worth noting that in this regard, the most common vegetation and salinity indices used to detect and mapping of soil salinity were discussed. Many researchers have used different remote sensing indicators to map soil salinity. Among these, BI Brightness index, SI salinity index, NDVI normalized differential vegetation index and NDSI normalized differential salinity index showed the highest correlation between data obtained from satellite images in salinity-affected soils. Choosing the most appropriate band or indices depends on the soil conditions, geographical area, climatic conditions, satellite data, physiography of the area and the type of land use.

    Keywords: Remote Sensing, Remote Sensing Indices, Satellite Images, Vegetation Index, Salinity Index}
  • مجید رجبی جاغرق، محمد موسوی بایگی*، علیرضا عراقی، هادی جباری نوقابی

    سنجش از دور به عنوان ابزاری قدرتمند در علم هواشناسی قادر است خلاها و شکاف های موجود در اندازه گیری های زمینی را پوشش داده و بستری یک پارچه برای تحلیل های مکانی فراهم نماید، اما با توجه به نتایج متفاوت به دست آمده، از دقت و عملکرد سنجنده ها در مناطق مختلف، ضروری است نسبت به ارزیابی و اعتبارسنجی محصولات آن ها در هر محدوده به طور مستقل اقدام شود. این مطالعه عملکرد بارندگی روزانه محصولات TRMM، GPM، ERA5 و PERSIANN را در استان خراسان رضوی، در مقابل مشاهدات 19 باران سنج ثبات وزارت نیرو برای سه سال خشک، متوسط و مرطوب ارزیابی می کند. دراین راستا برای استخراج داده های بارش روزانه از چهار پایگاه داده فوق، تعداد 113,880 تصویر فراخوانی شد، هم چنین، برای ارزیابی دقت از شاخص های آماری CC، RMSE و PBias و برای تشخیص توان عملکرد، از ضریب کلین گوپتا (KGE) و شاخص توافق (d)، در مقیاس ایستگاهی و منطقه ای استفاده شد. از شاخص های طبقه بندی POD، FAR و CSI نیز برای ارزیابی دقت داده های ارایه شده در تشخیص روزهای همراه با پدیده بارش، استفاده و اثر ارتفاع بر تغییرات پارامترهای فوق ارزیابی شد. نتایج نشان داد که در مقیاس ایستگاهی، مقادیر بارش روزانه پایگاه داده ERA5 با مقادیر 68/0CC≤ ≥2/0، 7/3RMSE≤≥2 و شاخص های عملکرد 26/0KGE≥ و 68/0d≥ نسبت به سایر محصولات، دارای دقت و عملکرد بهتری است. در خصوص معیار های طبقه بندی، ERA5، دارای POD و CSI به ترتیب بالاتر از 68/0 و 3/0 است و TRMM تنها در شاخص FAR دارای برتری نسبی است. افزایش ارتفاع تاثیر متفاوت بر شاخص های آماری و عملکردی محصولات مورد ارزیابی داشته و از روند ثابتی تبعیت نمی کند. در مجموع می توان نتیجه گرفت که از داده های بارش روزانه ERA5 در تحلیل های آب و هواشناسی و مدل های هیدرولوژیکی که زمان واقعی در انجام مطالعات برای آن ها ضرورت ندارد، در این منطقه می توان استفاده نمود.

    کلید واژگان: بارش روزانه, شاخص توافق, KGE, GEE, سنجش از دور}
    Majid Rajabi Jaghargh, Seyed Mohammad Mousavi Baygi*, Seyed Alireza Araghi, Hadi Jabari Noghabi

    Remote sensing, as a powerful tool in meteorology, is able to cover the gaps in ground measurements and provide a uniform platform for spatial analysis. However, due to the different results obtained from the accuracy and performance of sensors in different regions, it is necessary to evaluate and validate their products in each region independently. This study, therefore, aims to evaluate the performance of the satellite precipitation products (SPPs) of PERSIANN, GPM, ERA5, and TRMM in a daily rainfall scale over the Razavi Khorasan Province, against the ground observations collected from the 19 rain gauges. In this regard, 113,880 images were called to extract daily rainfall data from the above four databases. To evaluate the SPPs, statistical indices including correlation coefficient (CC), root mean square of the errors (RMSE), and percentage of bias (PBias), Kline Gupta Efficiency (KGE), and Agreement Index (d) were used. Moreover, POD, FAR, and CSI classification indices were used to evaluate the accuracy of the data presented in the indication of days with rainfall events. The climate effect was also investigated by incorporating the change in latitude. Our results revealed better performance for the ERA5 dataset with 0.2≤ CC ≤ 0.68, 2≤ RMSE ≤ 3.7, and its performance indicators have KGE ≥ 0.26 and d ≥ 0.68. Regarding classification indices, ERA5 has POD and CSI higher than 0.68 and 0.3, respectively, and TRMM has relative superiority only in the FAR index. At the level of the studied area, the index analysis shows the better performance of the ERA5 database compared to other studied data. Based on the results of this research, the increase in elevation has improved some statistical indicators in some products, whereas, in some other cases, changes in elevation have a negative effect on the accuracy. In general, the ERA5 database at the point and regional scale are evaluated to have a more appropriate performance in estimating daily precipitation data, and its data can be used in meteorological and hydrological analysis.

    Keywords: Agreement index, Daily precipitation, GEE, KGE, Remote Sensing}
  • مصطفی کابلی زاده*، کاظم رنگزن، شاهین محمدی
    مقدمه و هدف

    ایران از جمله کشورهایی است که فرسایش خاک در حال تبدیل شدن به یکی از مشکل های حاد زیست محیطی است و هر سال میلیون ها تن از خاک غنی و حاصلخیز به علت نبودن مدیریت درست و مناسب از کشور خارج و غیرقابل استفاده می شود. به منظور حفاظت موثر و جلوگیری از آثار نامطلوب فرسایش خاک نیاز است که عامل های تاثیرگذار در فرسایش خاک شناسایی و برآورد مناسبی از مقدار آن ها در سطح کشور گزارش شود. در این راستا پژوهش حاضر باهدف برآورد فرسایش پذیری خاک (عامل K) برای ژرفای صفر تا 30 سانتی متری خاک در سطح کشور ایران انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    برای این منظور از دو گروه داده شامل پایگاه داده هماهنگ خاک جهان (HWSD) و اطلاعات خاک جهانی شبکه بندی شده (SoilGrids) و همچنین نرم افزارهای RStudio و ArcGIS استفاده شد. برای محاسبه ی فرسایش پذیری خاک، ابتدا داده های جهانی خاک SoilGrids در چهار ژرفای صفر، پنج، 15 و 30 سانتی متری تهیه گردید و میانگین گیری انجام شد. از طرف دیگر پایگاه داده HWSD به صورت تصویربرداری برای ژرفای صفر تا 30 سانتی متری به صورت یک لایه یکپارچه دریافت شد. سپس براساس مقدار کربن آلی، رس، شن و لای خاک از این داده ها با استفاده از معادله ی EPIC برای برآورد عامل فرسایش پذیری استفاده گردید و در نهایت برای ارزیابی اندازه ی اختلاف این دو پایگاه داده در برآورد عامل فرسایش پذیری، از شاخص های مجذور خطای نسبی (RE)، میانگین مطلق خطا (MAD) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد.

    نتایج و بحث:

    نتایج نشان داد که مقدار متوسط درصد ذرات رس در سطح زیر آبخیزهای ایران بین 15 تا 32 % متغیر و میانگین آن برای کل کشور 23 % است که در بین زیر آبخیزها، زیر آبخیزهای کرخه و کویر لوت به ترتیب بیش ترین و کم ترین درصد رس را دارند. مقدار متوسط درصد ذرات لای در سطح زیر آبخیزهای ایران بین 19 تا 45 % متغیر و میانگین آن برای کل کشور 32% است که در زیر آبخیزهای قره سو-گرگان رود و کویر لوت به ترتیب بیشینه و کمینه ی درصد ذرات لای گزارش شد. متوسط درصد ذرات شن در سطح زیر آبخیزهای ایران بین 28 تا 65 متغیر میانگین آن برای کل کشور 44 % است که زیر آبخیز کرخه و زیر آبخیز کویر لوت به ترتیب دارای کمینه ی و بیشینه ی درصد ذرات شن می باشند. علت پایین بودن عامل فرسایش پذیری خاک در آبخیزهای گاوخونی و کویر لوت، بالا بودن درصد شن است، این در حالی است که درصد شن در آبخیزهای کویر لوت و گاوخونی به ترتیب 65 و 47 % از کل ذرات خاک را شامل می شود. متوسط درصد کربن آلی در سطح آبخیزهای ایران بین 0/3 تا 3/9 متغیر است که به ترتیب این اندازه ها مربوط به زیر آبخیزهای هامون-هیرمند و رودخانه های بین سفیدرود و هراز می باشد، بنابراین، می توان بیان کرد که غالب آبخیزهای کشور از نظر درصد ماده آلی در شرایط نامناسبی قرار دارند. نتایج نشان داد که بخش های جنوب غربی، غرب و شمال شرقی کشور دارای بیشینه ی مقدار عامل فرسایش پذیری خاک بود و مناطق ایران مرکزی و بخش های بیابانی و کویری ایران به واسطه ی دارابودن درصد بیشتری از ذرات شن، فرسایش پذیری کمتری را دارند. در سطح آبخیز با استفاده از داده های SoilGrids، کم ترین اندازه ی متوسط فرسایش پذیری خاک 0/033 تن ساعت بر مگاژول میلی متر، مربوط به کویر لوت و بیش ترین مقدار آن 0/045 تن ساعت بر مگاژول میلی متر مربوط به زیر آبخیز حله بود. در زیر آبخیزهای درجه‎ ی دو ایران، بیشینه و کمینه ی میانگین شاخص فرسایش پذیری خاک با داده های HWSD به ترتیب مربوط به آبخیزهای مند و گاوخونی با مقدار 0/042 و 0/033 تن ساعت بر مگاژول میلی متر بود. همچنین نتایج نشان داد که میانگین عامل فرسایش پذیری خاک در ایران با استفاده از دو پایگاه داده مکانی HWSD و SoilGrids به ترتیب 0/036 و 0/038 تن ساعت بر مگاژول میلی متر است.

    نتیجه گیری و پیشنهادها:

    بررسی فرسایش پذیری خاک با داده های SoilGrids و HWSD در سطح زیر آبخیزها نشان داد که بیشینه و کمینه ی اندازه ی خطای نسبی به ترتیب در آبخیزهای اترک و بلوچستان جنوبی با مقدار 21 و یک درصد می باشد و مقدار این خطا برای میانگین کشوری حدودا پنج درصد است؛ بنابراین می توان این گونه استنباط نمود که اگرچه خطای بین دو پایگاه داده زیاد نیست اما داده های SoilGrids به دلیل پیوستگی و قدرت تفکیک مکانی بهتر، منبع مناسب تری برای مدل سازی های وابسته به منابع خاک و آب می باشند. این پایگاه داده با استفاده از نیم رخ های بیش تری مدل سازی شده (حدودا 150 هزار نیم رخ خاک در سطح جهان)، بنابراین دارای دقت مناسب می باشد. بیان این نکته ضروری است که با هدف بهبود نتایج این پایگاه داده به وسیله ی داده های زمینی در بخش های مختلف کشور، بررسی نبودن قطعیت این داده ها به پژوهشگران متخصص در این زمینه توصیه می شود. قابل توجه است که برآورد فرسایش پذیری خاک در این پژوهش با استفاده از مدل EPIC انجام شد، درحالی که ارزیابی و مقایسه ی آن با دیگر مدل های برآورد فرسایش پذیری خاک در سطح کشور به دیگر پژوهشگران پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: حفاظت خاک, سنجش ازدور, فرسایش خاک, مدیریت آبخیز}
    Mostafa Kabolizadeh *, Kazem Rangzan, Shahin Mohammadi
    Introduction and Objective

    Iran is one of the countries that soil erodibility is becoming one of the acute environmental problems and every year millions of tons of fertile soil are left unusable due to lack of proper management.  In order to effectively protect and prevent the adverse effects of soil erosion, it is necessary to identify the factors affecting soil erosion and provide an appropriate estimate of their amount in the country. In this regard, the present study was conducted to estimate soil erodibility (K-factor) for a soil depth of 0-30 cm in Iran.

    Materials and Methods

    For this purpose, two database were used, including the Harmonized World Soil Database (HWSD) and global gridded soil information (SoilGrids), as well as RStudio and ArcGIS software. First, SoilGrids data was prepared at four depths of 0, 5, 15 and 30 cm and averaging was done. Also, the HWSD database was received in vector format for a depth of 0 to 30 cm. Finally, these data have been used to estimate the erodibility factor based on the soil content of organic carbon, clay, sand and silt using the EPIC equation. Finally, Relative Error (RE), Median Absolute Deviation (MAD) and Root Mean Square Error (RMSE) were calculated to compare two databases.

    Results and Discussion

    Assessments indicate that the average percentage of clay particles in the sub-basins of Iran varies between 15 and 32% and the average for the whole country is 23%. On the other hand, the average percentage of silt particles in the sub-basins of Iran varies between 19 and 45%, and the average for the whole country is 32%, among which the maximum and minimum percentage of silt particles are in the sub-basins of Qarasu-GorganRoud and Kavir Lut, respectively. Also, the average percentage of sand particles in the sub-basins of Iran varies between 28 and 65, and on the other hand, the average for the whole country is 44%, the minimum of which is related to the sub-basin of Karkheh and the maximum is related to the sub-basin of Kavir Lut. In Gavkhouni and Kavir Lut sub-basins, the reason the low soil erodibility factor is the high percentage of sand in these sub-basins, so that the percentage of sand in the Lut and Gavkhouni basins is 65 and 47% of the total soil particles, respectively. Considering that the average percentage of organic carbon in the sub-basins of Iran varies between 0.3 and 3.9, respectively, these values are related to the sub-basins of Hamun-e-Hirmand and Sefidroud-Haraz, so it can be said that the majority of the country's sub-basins are in poor conditions in terms of the percentage of organic matter. The results show that the southwestern, western and northeastern parts of the country have the maximum amount of soil erodibility factor, and the central Iran and desert parts of Iran have lower erodibility due to having a higher percentage of sand particles. Also, the results show that the lowest average amount of soil erodibility at the sub-basin scale using SoilGrids data with a value of 0.033 (ton*h/Mj*mm) is related to Lut Desert and also its maximum value is 0.045 (ton*h/ Mj*mm) related to it is the sub-basin of Haleh. In addition, the maximum and minimum values of the erodibility index with the HWSD data as an average of the basins of Iran are corresponding to the Mand and Gavkhouni sub-basins, respectively, with values of 0.042 and 0.033 (ton*h/ Mj*mm). So, the results showed that the average soil erodibility factor in Iran using two the HWSD and SoilGrids databases was 0.036 and 0.038 (ton*h/ Mj*mm) respectively.

    Conclusion and Suggestions:

    The study of soil erodibility with the data of SoilGrids and HWSD at the sub-basins scale showed that the maximum and minimum RE in Atrak and South Balochestan sub-basins are 21 and 1 percent, respectively, and the amount of RE is about 5% for the country average; Therefore, it can be concluded that although the RE between the two databases is not high, SoilGrids data is a more suitable source for soil and water resource modeling due to its continuity and better spatial resolution. Finally, it should be said that although this database is modeled using a larger number of profiles (about 150,000 soil profiles in the world), so they have appropriate accuracy. However, it is necessary to state that investigating the uncertainty of these data in order to improve the results of this database in order to improve the results of that in different parts of the country is recommended to researchers and researchers. Also, it is noteworthy that the EPIC model was used to estimate soil erodibility in this study, while its evaluation and comparison with other soil erodibility estimation models in the country is suggested to other researchers and experts.

    Keywords: Remote Sensing, Soil conversation, soil erosion, Watershed management}
  • Reza Atighi, Abbas Ahmadi *, Javad Varvani, Hamid Toranjzar, Nourollah Abdi

    This study was aimed to investigate the changes in surface and vegetation cover of the Sirjan Salt Playa (SSP) located in Kerman, Iran using Remote Sensing (RS) data. The ASTER data from 2002, 2008, and 2013 were used as the main tool. Also, using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) on satellite data, the vegetation area and species diversity were determined. The research technique was correlation and comparison methods, and data analyses were made using SPSS and Edrisi software. Result showed that RS systems, in some ways, have a very good ability to study developments in desert areas. Based on the results of 15 years evaluation, the area of SSP was changed in different years and the vegetation area was changed in each period compared to the previous period, but vegetation diversity was not changed in this area. After extracting the vegetation map using NDVI index, considering the mean and standard deviation in satellite images of each period, the vegetation of the study area was divided into four classes of good, average, very poor and no vegetation. Also, the results showed that the area of good vegetation cover was 19278 ha in 2002, which increased to 22971 ha in 2008 and decreased by 20499 ha in 2013 compared to 2008. The medium vegetation class comprised 104985 ha of the land in 2002, which increased to 136128 and 108340 ha in 2008 and 2013, respectively. The kappa coefficient obtained from the comparison of the vegetation map using NDVI index and land cover map for 2002, 2008, and 2013 were 0.81, 0.83, and 0.84, respectively, which gave higher values than the SAVI vegetation index. Generally, the study suggested using other indices as NDVI and Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI) indices in arid lands and playa margins, with very poor vegetation cover.

    Keywords: remote sensing, Vegetation, Sirjan Salt, NDVI index, ASTER}
  • عقیل غلام زاده، رسول مهدوی*، ام البنین بذرافشان
    برنامه ریزی استفاده از زمین و مدیریت پایدار منابع طبیعی مستلزم آگاهی از تغییرات کاربری اراضی و اثرات ثانویه آن بر رژیم هیدرولوژیکی می باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی تغییرات کاربری اراضی و دبی رودخانه با استفاده از داده های رقومی لندست 8 و IRS در حدفاصل دو ایستگاه هیدرومتری پل آب نمای رودان تا برنطین است. ابتدا تصحیح هندسی و اتمسفری تصاویر، در نرم افزار ENVI 5.3 انجام و سپس طبقه بندی کاربری های اراضی برای سال های 2000 و 2018 صورت گرفت و ماتریس انتقال کاربری اراضی تهیه شد. برای بررسی روند تغییرات دبی 19 ساله (2018-2000) دو ایستگاه پل آب نمای رودان تا برنطین از آزمون من-کندال استفاده گردید که نتایج آن در سطح 95 درصد معنی دار بوده است. برای فصول بهار 0/001 و تابستان 0/021، روند منفی معنی دار بود؛ درحالی که برای فصول پاییز 0/88، زمستان 0/561 و هم چنین سالانه 0/072 روند منفی معنی دار مشاهده نشد. طبق نتایج، تغییر رژیم هیدرولوژیکی و شیب منفی دبی ماهانه، فصلی و سالانه ایستگاه بالادست (آب نما- رودان) منجر به تغییر کاربری اراضی پایین دست گردیده که بیش ترین تغییر کاربری اراضی مربوط به اراضی ترکیب کشاورزی- باغی و اراضی باغی می باشد. اراضی ترکیب کشاورزی- باغی از 123/25 کیلومترمربع به 116/18 کیلومترمربع کاهش یافته است؛ درحالی که مساحت اراضی باغی از 4/65 کیلومترمربع به 14/72 کیلومترمربع افزایش داشته است. علاوه بر آن تغییر کاربری اراضی منجر به تغییر رژیم هیدرولوژیکی و تندتر شدن شیب منفی دبی ماهانه، فصلی و سالانه ایستگاه پایین دست (برنطین- رودان) نسبت به ایستگاه بالادست (آب نما- رودان) شده است.
    کلید واژگان: آزمون من- کندال, رژیم هیدرولوژیکی, سنجش ازدور, ضریب کاپا, ماهواره IRS}
    A. Gholamzadeh, Rasool Mahdavi *, O. Bazrafshan
    Land use planning and sustainable management of natural resources require knowledge of land use changes and their secondary effects on the hydrological regime. The purpose of the present study is to investigate land use changes and river flow using Landsat 8 and IRS digital data in the distance between two hydrometric stations of Rodan Watershed Bridge to Brentin. First, the geometric and atmospheric correction of the images was done in ENVI 5.3, and then land use classification was done for the years 2000 and 2018, and the land use transition matrix was prepared. Mann-Kendall test was used to investigate the discharge changes in 2000-2018 years, at the two mentioned stations, and the results were significant at the 95% level. For spring 0.001 and summer 0.021, the negative trend was significant; while, no significant negative trend was observed for autumn 0.88, winter 0.561 and annual 0.072. According to the results, the change of the hydrological regime and the negative slope of the monthly, seasonal and annual discharge of the upstream station has caused the change of land use in the downstream, and the most land use change is related to mix agricultural-horticultural and garden lands. The lands of mix agricultural-horticultural have decreased from 123.25 to 116.18 and garden lands increased from 4.65 to 14.72 square kilometers. Also, land use change has caused a change in the hydrological regime and a steepening of the negative slope of the monthly, seasonal and annual discharge of the downstream station compared to the upstream station.
    Keywords: Hydrological regime, IRS satellite, Kappa coefficient, Mann-Kendall test, Remote Sensing}
  • زهرا پرور، مرجان محمدزاده*، سپیده سعیدی
    تغییرات کاربری/پوشش زمین ناشی از فعالیت های انسانی منجر به اثرات نامطلوب بر محیط زیست در مقیاس های مکانی و زمانی مختلف شده است. دمای سطح زمین یک شاخص مهم مرتبط با تنوع مکانی-زمانی الگوهای پیچیده زمین است. فناوری سنجش از دور نیز به عنوان منبع اولیه برای انواع مختلف داده های موضوعی مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل داده های کاربری زمین و تغییرات دمای سطح زمین کاربرد فراوانی دارد. در این مطالعه به منظور تجزیه و تحلیل مکانی-زمانی تغییرات دمای سطح زمین، نقشه های آن با استفاده از روش معادله انتقال تابشی، الگوریتم تک کانال، الگوریتم پنجره مجزا و دو الگوریتم تک پنجره تهیه شد. همچنین عملکرد روش های مختلف بازیابی دمای سطح زمین مورد ارزیابی قرار گرفت. نقشه های کاربری و پوشش زمین جهت بررسی سهم و نقش هر طبقه کاربری در تغییرات دمای سطح زمین به دست آمد. همچنین، اثرات شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی، شاخص ساخت و ساز تفاضلی نرمال شده و ارتفاع بر تنوع دمای سطح زمین بررسی شدند. در تمام سال های مورد مطالعه دمای سطح زمین با شاخص ساخت و ساز تفاضلی نرمال شده همبستگی مثبت و با شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی و ارتفاع همبستگی منفی دارد. علاوه بر آن، تجزیه و تحلیل مکانی-زمانی دمای سطح زمین افزایش 6/64 درجه سانتی گراد را در دمای سطح زمین منطقه مطالعاتی از ابتدای 1989 تا 2021 نشان داد. نتایج نقش تعدیل کننده پوشش گیاهی، صرف نظر از نوع آن را بر دمای سطح زمین به وضوح نشان داد. یافته های مطالعه حاضر می تواند به عنوان اطلاعات پایه برای مطالعات و برنامه ریزی آینده جهت بررسی تاثیر سیاست های مختلف تغییر کاربری و پوشش زمین در منطقه استفاده شود.
    کلید واژگان: سنجش ازدور, شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی, شاخص ساخت و ساز تفاضلی نرمال شده, طبقه بندی درخت تصمیم}
    Zahra Parvar, Marjan Mohammadzadeh *, Sepideh Saeidi
    Human-induced land use land cover changes have resulted in adverse impacts on the environment at various spatial and temporal scales. Land surface temperature (LST) is an important indicator associated with strong spatio-temporal variability in complex Earth Patterns. Remote sensing is the primary source for various types of thematic data critical to land analysis, including land use data and land surface temperature changes. In this study, first, to analyze the spatial-temporal land surface temperature changes, LST maps were prepared using Radiative Transfer Equation, Single Channel Algorithm, Split Window Algorithm and Two Mono Window Algorithm. Then the performance of Land Surface Temperature (LST) retrieval methods was evaluated. Land use and land cover maps were prepared to investigate the contribution and role of each land use class on the changes of the LST.  Also, the effects Normalized Difference Vegetation Index, Normalized Difference Built-up Index and elevation on LST variability were investigated. There was a positive correlation of LST with Normalized Difference Built-up Index and a negative correlation with Normalized Difference Vegetation Index and elevation for all years. Spatio-temporal analysis shows a 6.64°C increase in LST from 1989 to 2021. The results clearly showed the moderating role of vegetation, regardless of its type, on LST. The findings of the present study serve as basic information for future studies to investigate the impact of different policies on LULC change in the region. Also, the obtained results reveal the importance of studying and examining the mentioned changes in order to achieve sustainable development.
    Keywords: remote sensing, Normalized difference vegetation index, Normalized Difference Built-up Index, Decision Tree Classifier}
  • Z. Mosleh Ghahfarokhi *, M. Bagheri Bodaghabadi
    Information about the state of vegetation is very important for environmental planning, land preparation and achieving sustainable development. In this study normalized differential vegetation index (NDVI) values were calculated based on Landsat 8 satellite images in order to show temporal and spatial changes in the vegetation cover of agricultural lands in Sistan plain over ten years (2011 to 2020) using the Google Earth Engine platform. Additionally, the NDVI index were classified using decision tree algorithm in order to analyze vegetation changes using thematic change workflow method. By comparing classified images with reference samples which collected from ground sampling, validation was carried out. Then, in order to assess accuracy of vegetation maps, the error matrix was prepared, the overall accuracy and kappa indices were determined. The values of overall accuracy and kappa indices indicated optimal accuracy and it can be stated that there is moderate agreement between ground samples and the classified images (i.e., kappa index is 0.48 to 0.7). The central areas of Sistan plain have a decline in vegetation, whereas areas in northern and eastern have an increase. The cover vegetation on lands of Sistan plain decreased in 19260.4 ha while increased over 25633.2 ha throughout ten years. Examination of NDVI index shows instability of production in this area due to aforementioned factors.
    Keywords: Vegetation indices, remote sensing, Environmental monitoring, Google Earth Engine, Landsat image}
  • K. Hojati, Z. Abedi *, B. Rayegani, M. Panahi

    In recent years, the dust phenomenon has become one of the most important environmental challenges throughout the world, and one of its negative effects is on the agriculture sector. The aim of this research is first to determine dust emission sources in Alborz Province and then to estimate the willingness to pay (WTP) for reducing the effects of dust on the agriculture of dust emission sources and their surrounding areas. The Index of Land Susceptibility to Wind Erosion (ILSWE) was used to determine dust emission sources. ILSWE consisted of the combination of 5 effective factors in wind erosion, namely climate erosivity, soil erodibility, soil crust, vegetation cover, and surface roughness. In the next step, according to the produced map of dust emission sources, the affected rural districts were identified, and then using the contingent valuation method (CVM), individuals’ WTP for preventing and reducing the negative impacts of the dust phenomenon on the agriculture was calculated by 400 questionnaires. According to the results, the classification map of ILSWE indicated that while classifying the areas in terms of their sensitivity to wind erosion 7.8% of the study area was placed in the very high sensitivity class. This class was considered the center of dust production, which was located chiefly in the southern parts of Alborz Province. Using the CVM method, the expected value rate and the WTP were calculated as 1654231 Rials (approximately $ 5.5). According to the population of the affected area, the total value of protecting the agricultural products against dust phenomenon is 27433766904 Rials ($91445.89) annually.

    Keywords: Index of Land Susceptibility to Wind Erosion (ILSWE), Contingent Valuation Method (CVM), remote sensing, Willingness To Pay (WTP)}
  • افسانه حقیقی، محمد نهتانی، محمدرضا دهمرده قلعه نو، الهام رفیعی ساردوئی*

    پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی یکی از مهم ترین روش های مدیریت بهره برداری از آب برای مقابله با کم آبی است. در این پژوهش به منظور شناسایی مناطق مستعد پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی دشت بم-نرماشیر از مدل سلسله فازی و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شد. معیارهای موردنظر ازجمله بارندگی، دما، جهت جغرافیایی، شیب، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، پوشش گیاهی، فاصله از چاه و چشمه، فاصله از جاده، فاصله از گسل، فاصله از شهر و روستا، بافت خاک و قابلیت نفوذپذیری سازند برای تصمیم گیری انتخاب شدند و وزن هریک از آن ها با بهره گیری از مدل AHP محاسبه و اولویت بندی شدند. سپس لایه های موردنظر فازی گردیده و نقشه های شاخص ها در محیط ArcGIS تهیه شد، پس ازآن نقشه ی نهایی پتانسیل آب زیرزمینی آماده گردید. درنهایت برای اعتبارسنجی نقشه ی پتانسیل یابی آب های زیرزمینی در منطقه از منحنی ROC استفاده شد که نتیجه ارزیابی با استفاده از این منحنی، حاکی از دقت زیاد این روش در تهیه نقشه پتانسیل آب زیرزمینی در محدوده ی مطالعاتی است. همچنین نتایج نشان داد مناطق با زیرمعیارهای زمین شناسی بیشترین وزن (614/0) و اقلیمی کمترین وزن (117/0) را به خود اختصاص داده اند. مقدار نرخ ناسازگاری در این طرح 05/0 به دست آمد که مقداری کوچک تر از 1/0 است، و نشان دهنده رعایت سازگاری در نظرات و قضاوت های تصمیم گیرندگان تحقیق است. درنهایت نتایج نشان داد که حدود 77/7 درصد از مساحت کل دشت معادل 54/755 کیلومترمربع مناسب جهت اجرای سامانه های پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی است. همچنین 57/1، 71/31، 98/ 58 و 7 درصد از اراضی دشت به ترتیب دارای استعداد خیلی ضعیف، ضعیف، متوسط و زیاد برای پتانسیل یابی منابع آب زیرزمینی می باشند.

    کلید واژگان: پتانسیل آب زیرزمینی, سلسله مراتبی-فازی, سنجش ازدور, دشت بم-نرماشیر, GIS}
    Afsaneh Haghighi, Mohamad Nohtani, MohammadReza Dahmardeh Ghaleno, Elham Rafiei Sardooi *
    Introduction

    Detecting the potential of groundwater resources is one of the most important methods of water exploitation management to deal with water shortage, which is inevitable due to the growing need for water in the country. The first step in managing groundwater resources is to recognize the potential of groundwater. Fuzzy-Analytic Hierarchy Process (AHP) is also recognized as an important tool in decision-making about natural resources management, especially water resources. Bam-Narmashir plain, in Kerman province, is one of the most important plains of the country. This plain plays a very important role in the region in terms of supplying the water resources needed by agriculture, industry and drinking parts.

    Materials and methods

    In this study, AHP-fuzzy model and GIS were used to identify suitable areas for potential groundwater resources in Bam-Narmashir plain. Criteria such as rainfall, temperature, geographical direction, slope, land use, vegetation cover, distance from the road, distance from the river, distance from the fault, distance from the city and village, distance from wells and springs, soil texture and the permeability of the formation were selected for decision making and the weight of each of them was calculated and prioritized using AHP model. Then, the desired layers were fuzzy and indicator maps were prepared using Arc GIS software. Then, the groundwater potential map was prepared. Finally, the ROC curve was used to validate the groundwater potential map in the region.

    Results and Discussion

    The result of ROC curve indicated the high accuracy of Fuzzy-AHP method in preparing the groundwater potential map in the study area. The results were consistent with the results of researchers such as Rezaei Moghadam et al. (2017) and Faraji Sabokbar et al. (2011). Also, the results showed that the regions with geological sub-criteria have the highest weight of 0.614 and the climatic sub-criteria have the lowest weight of 0.117. The value of inconsistency ratio was 0.07, which is smaller than 0.1, and it indicates consistency in the opinions and judgments of research decision-makers. Finally, the results showed that about 7.77% of the total area of the plain, equivalent to 755.54 square kilometers, is suitable for the implementation of underground water resources potential detection systems. Also, 1.57, 31.71, 58.98 and 7% of plain lands have very weak, weak, medium, and high potential for finding the potential of underground water resources, respectively.The results showed a sparse distribution of suitable areas for groundwater potential in Bam-Narmashir plain, which is compatible with the results of Sekar and Randir (2007), who stated that the groundwater recharge potential at the scale of the watershed has non-uniform spatial distribution. The results showed that in the northern and western part of the plain, where the soil is mostly low capacity for groundwater potential and infiltration, which is in line with the results of Akbarpour et al. (2015), who stated in west and north-west of Birjand basin, the soil has a low capacity for groundwater penetration due to the low depth of the soil and high slope.

    Conclusions

    In recent years, the use of geographic information system (GIS) and its combination with multi-criteria and decision-making methods to obtain more accurate results have increased and played a key role in studies of the finding potential of groundwater resources. Even though it is very difficult and complicated to accurately identify suitable places for the potential of underground water resources, this study showed that the use of GIS makes it possible to identify these suitable places with minimal facilities, which is consistent with the findings of Khairkhah et al. (2013). Overall, according to the results of this study, about 7% of the region has high groundwater potential. Therefore, it is necessary to adopt scenarios to reduce the over-exploitation of groundwater and to apply the measures to improve the irrigation systems, the methods to reduce evaporation and improve the cultivation system.

    Keywords: Groundwater potential, Fuzzy-AHP, Remote Sensing, Bam-Narmashir Plain, GIS}
  • رسول باقرآبادی، مظاهر معین الدینی*

    طوفان گردوغبار به عنوان یک معضل جهانی که تاثیر منفی گسترده ای بر مردم جهان گذاشته است. طوفان گردوغبار مسافت های زیادی را طی کرده و موجب خسارت های اقتصادی، بهداشتی و محیط زیستی گسترده ای می شود. از این رو، دانش کافی در مورد منشا و زمان وقوع آنها می تواند در کاهش خسارت های ناشی از آن موثر باشد. هدف از پژوهش حاضر شناسایی منشا رخدادهای طوفان گردوغبار شهر کرمانشاه است. به این منظور، رخدادهای گردوغبار در دوره زمانی 11 ساله از داده های هواشناسی همدیدی کرمانشاه مورد واکاوی قرارگرفت. تعداد 646 رخداد گردوغبار مشخص و آشکارسازی آنها با بهره گیری از تصاویر MODIS و Deep Blue انجام شد. برای مسیریابی حرکت گردوغبار و مسیرهای ورودی آن به داخل شهر کرمانشاه و همچنین مسیرهای حرکت آن و مناطقی که بیشترین تاثیر را در این زمینه داشتند از مدل HYSPLIT  استفاده شد. بر اساس کدهای گردوغباری بیشترین تعداد پدیده گردوغبار به ترتیب در سال های 1387 و 1388 ثبت شده است. همچنین بیشترین تعداد روزهای گردوغبار در تابستان و ماه های خرداد، تیر و مرداد مشاهده شد. نتایج DRS، HYSPLIT و گل طوفان نشان داد جهت های غربی بیشترین سهم ورودی گردوغبار را به شهر کرمانشاه را دارند؛ تصاویر MODIS وDeep Blue  نیز این واقعیت را تصدیق می کنند. در کل نتایج نشان داد که بیشتر مسیرها از مناطق شمال غربی و مرکزی عراق و بیابان های سوریه و منشا گردوغبار، مناطق مرزی و خشک شمال و مرکز عراق و سوریه هستند.

    کلید واژگان: سنجش از دور, مدل های اسپلیت, غرب ایران, منابع گردوغبار}
    Rasol Bagherabadi, Mazaher Moeinaddini *

    The dust storm is recognized as a global problem which has a large-scale negative impact on the world. Dust strong winds transport them long distances. The dust storm caused a lot of damage to the economy, health and the environment. Therefore, an adequate understanding of the origin and time of dust storms can be effective in reducing dust damage. The purpose of the ongoing research is to identify the source of the dust storm events. For this purpose, the dust events in a period of 11 years were analyzed using the synoptic meteorological data of Kermanshah. The number of 646 dust storms were identified, and their detection operations and identifying of the areas affected by dust storm and areas of origin were performed using MODIS and Deep Blue. The HYSPLIT was used to route the dust storm and the entry routes of dust storm into the Kermanshah city. Based on the dust codes, the highest number of dust storms per year was registered in 2008 and 2009, respectively.  Most dust storms were observed in summer and during May, June and January. The results of DRS, HYSPLIT have shown that the western directions have the largest amount of dust input in Kermanshah, and the MODIS and Deep Blue images also confirm this fact. Overall, the findings showed that most of the routes come from the north and centre of Iraq and the Syrian Desert.  Dust storms originate at the border and arid lands of northern and central Iraq and Syria.

    Keywords: Remote Sensing, HYSPLIT, West of Iran, Source Dust Storm}
  • داود مافی غلامی*، ابوالفضل جعفری، مریم یعقوب زاده
    برآورد مقادیر ذخیره کربن مانگروها نقش مهمی در تهیه اطلاعات حیاتی برای توسعه برنامه های سازگاری با تغییر اقلیم و استراتژی کربن آبی در رویشگاه های ساحلی دارد. بنابراین، هدف پژوهش حاضر برآورد مقادیر ذخیره کربن مانگروها در منطقه حفاظت شده حرای استان هرمزگان بود. برای دستیابی به این هدف، پس از انجام آماربرداری میدانی و ثبت قطر در محل یقه مانگروها و استفاده از روابط آلومتریک، مقادیر زی توده روی زمینی و زیرزمینی مانگروها در محل قطعات نمونه برآورد شد. سپس با توسعه رابطه رگرسیونی بین مقادیر زی توده روی زمینی و زیر زمینی مانگروها و مقادیر شاخص پوشش گیاهی نرمال شده مستخرج از تصاویر ماهواره ای، نقشه مقادیر زی توده روی زمینی و زیرزمینی مانگروها در دو منظقه ساحلی و جزیره ای و مانگروهای بلندقد و کوتاه قد تهیه شد. نتایج نشان داد که میانگین زی توده روی زمینی در مانگروهای مناطق ساحلی و جزیره ای منطقه حفاظت شده حرا به ترتیب برابر با 61/2 تن در هکتار و 56/1 تن در هکتار و میانگین زی توده زیرزمینی نیز به ترتیب برابر با 15/6 و 12/5 تن در هکتار بود و اختلاف معنی دار بین مقادیر این دو متغیر در دو زون منطقه حفاظت شده وجود داشت (0/002>P). وسعت مانگروهای بلندقد در منطقه ساحلی (59 درصد) بیشتر از وسعت مانگروهای کوتاه قد (41 درصد) بود و در قسمت جزیره ای وسعت مانگروهای بلندقد (44 درصد) کمتر از وسعت مانگروهای کوتاه قد (56 درصد) بود. مقدار زی توده کل در مانگروهای بلندقد در هر دو  منطقه ساحلی و جزیره ای به ترتیب در حدود 7/5 و 8 برابر مقدار این متغیر در مانگروهای کوتاه قد بود. نتایج این پژوهش می تواند برای تهیه برنامه های سازگاری با تغییر اقلیم رویشگاه های مانگرو مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: ماربرداری میدانی, روابط آلومتریک, سامانه اطلاعات جغرافیایی, سنجش از دور}
    Davood Mafi-Gholami *, Abolfazl Jaafari, Maryam Yaghoubzadeh
    The estimation of mangrove carbon stocks is crucial for providing vital information for the development of climate change adaptation programs and blue carbon strategies in coastal ecosystems. Therefore, the aim of this study was to estimate the carbon storage of mangroves in the Hara protected area of Hormozgan province. For this purpose, after field surveys and recording the diameter at the mangroves' collar, the above-ground and below-ground biomass was estimated using allometric equations. Then, a regression was fitted between the above-ground and below-ground biomass and the normalized vegetation index (NDVI) extracted from the satellite images to develop a map of the above-ground and below-ground biomass of mangroves in two coastal and island zones and tall and dwarf mangroves structures. The results showed that the average above-ground biomass in the coastal and island zones of the Hara protected area was 61.2 and 56.1 t/ha, respectively, and the average underground biomass was 15.6 and 12.5 t/ha, respectively. There was a significant difference between the values of these two biomasses in the two zones. The extent of tall mangroves in the coastal zone (59%) was greater than dwarf mangroves (41%), and in the island zone, the extent of tall mangroves (44%) was less than dwarf mangroves (56%). The amount of total biomass in tall mangroves in both zones was about 7.5 and 8 times greater than the value of this variable in dwarf mangroves, respectively. The results of this study can be used to prepare climate change adaptation plans for mangrove habitats.
    Keywords: Field survey, Allometric equations, Geographic Information System, remote sensing}
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