ارزیابی شاخص‌های کمی ماهواره‌ای در تعیین سطح پهنه های آبی با استفاده از سنجنده های ماهواره ای (مطالعه موردی: تالاب زریبار استان کردستان)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد رشتۀ مهندسی منابع طبیعی، ارزیابی و آمایش سرزمین، کارشناس مؤسسۀ تحقیقات آب، پژوهشکدۀ مطالعات و تحقیقات منابع آب، تهران

2 دانشیار گروه محیط زیست، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود

3 استاد گروه محیط زیست، دانشکدۀ فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

چکیده

بررسی آب‏های سطحی و تعیین گسترش مکانی آنها اهمیت زیادی برای درک چرخۀ هیدرولوژی و مدیریت منابع آب دارد. در حال حاضر، سنجش از دور به رویکردی متداول در پایش منابع آب سطحی تبدیل شده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، تعیین بهترین شاخص ماهواره‏ای برای استخراج مساحت تالاب زریبار با استفاده از تصاویر ماهواره‏ای Landsat5,7,8 است. مساحت تالاب با استفاده از روش طبقه‌بندی نظارت‌شده حداکثر احتمال بین سال‌های 1385 تا 1395 محاسبه و این روش به عنوان روش مبنا در تعیین بهترین شاخص در نظر گرفته شده است. شاخص‏های NDVI، NDWI، MNDWI، SWI، AWEI و WRI به عنوان متداول‌ترین شاخص‏ها در تعیین پهنه‌های آبی مقایسه شده‌اند که مقادیر هریک از شاخص‏ها در تصاویر گرفته‌شده محاسبه شده و مقادیر آستانۀ شاخص‏ها در هر تصویر تعیین و در نهایت، با استفاده از روش مبنا صحت‌سنجی شده است. در این میان، شاخص‏های MNDWI و AWEIو SWI در مقایسه با روش مبنا با مقادیر همبستگی به‌ترتیب معادل 76/0، 76/0 و 74/0 و RMSE به‌ترتیب برای هر شاخص معادل 80/108، 30/111 و 80/113هکتار و همچنین مقادیر خطای MAE معادل 63/84، 28/94 و 30/87 هکتار، بهترین شاخص‏ها در تعیین مساحت تالاب هستند. استفاده از شاخص‏های تعیین‌شده با توجه به سهولت و سرعت انجام محاسبات، امکان ایجاد سری زمانی تغییرات مساحت تالاب به منظور مدیریت بهینۀ این پهنۀ آبی را فراهم می‌آورد.

کلیدواژه‌ها


[1]. Du Z, Li W, Zhou D, Tian L, Ling F, Wang H, Gui Y, Sun B. Analysis of Landsat-8 OLI imagery for land surface water mapping. Remote sensing letters. 2014 Jul 3;5(7):672-81.
[2]. Du Y, Zhang Y, Ling F, Wang Q, Li W, Li X. Water bodies’ mapping from Sentinel-2 imagery with modified normalized difference water index at 10-m spatial resolution produced by sharpening the SWIR band. Remote Sensing. 2016 Apr;8(4):354.
[3]. Xu H. Evaluation of two absolute radiometric normalization algorithms for pre-processing of Landsat imagery. Journal of China University of Geosciences. 2006 Jun 1;17(2):146-57.
[4]. Feyisa GL, Meilby H, Fensholt R, Proud SR. Automated Water Extraction Index: A new technique for surface water mapping using Landsat imagery. Remote Sensing of Environment. 2014 Jan 1;140:23-35.
[5]. Haibo Y, Zongmin W, Hongling Z, Yu G. Water body extraction methods study based on RS and GIS. Procedia Environmental Sciences. 2011 Jan 1;10:2619-24.
[6]. Gautam VK, Gaurav PK, Murugan P, Annadurai M. Assessment of surface water Dynamicsin Bangalore using WRI, NDWI, MNDWI, supervised classification and KT transformation. Aquatic Procedia. 2015 Jan 1;4:739-46.
[7]. Zhou Y, Dong J, Xiao X, Xiao T, Yang Z, Zhao G, Zou Z, Qin Y. Open surface water mapping algorithms: A comparison of water-related spectral indices and sensors. Water. 2017 Apr;9(4):256.
[8]. Ashtekar AS, Mohammed-Aslam MA, Moosvi AR. Utility of Normalized Difference Water Index and GIS for Mapping Surface Water Dynamics in Sub-Upper Krishna Basin. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2019 Aug 1;47(8):1431-42.
[9].  Gomshadzaee M. Determintation of water bodies using satelite images and applying spectural indicators. 2nd national conference of water crisis in iran and middle east. 2015 [persian].
[10].            Khosravian m. Monitoring Parishan Lake’s Water body Changes using Remote sensing indicators, journal of Hydrogeomorphology. 2016 (13): 99-120 [Persian].
[11].            Atlas of Water Resources, Iran Water Resources Management Company.2011 [persian].
[12].            Tucker CJ. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation, 2014.
[13].            McFeeters SK. The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features. International journal of remote sensing. 1996 May 1;17(7):1425-32.
[14].            Bhagat VS, Sonawane KR. Use of Landsat ETM+ data for delineation of water bodies in hilly zones. Journal of Hydroinformatics. 2011 Oct;13(4):661-71.
[15].            Li W, Du Z, Ling F, Zhou D, Wang H, Gui Y, Sun B, Zhang X. A comparison of land surface water mapping using the normalized difference water index from TM, ETM+ and ALI. Remote Sensing. 2013 Nov;5(11):5530-49.
[16].            Du Y, Teillet PM, Cihlar J. Radiometric normalization of multi-temporal high-resolution satellite images with quality control for land cover change detection. Remote sensing of Environment. 2002 Sep 1;82(1):123-34.
[17].            Chander G, Markham BL, Helder DL. Summary of current radiometric calibration coefficients for Landsat MSS, TM, ETM+, and EO-1 ALI sensors. Remote sensing of environment. 2009 May 15;113(5):893-903.
[18].            Nath RK, Deb SK. Water-body area extraction from high resolution satellite images-an introduction, review, and comparison. International Journal of Image Processing (IJIP). 2010 Jan;3(6):265-384.
دوره 7، شماره 2
تیر 1399
صفحه 539-550
  • تاریخ دریافت: 16 دی 1398
  • تاریخ بازنگری: 13 خرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 13 خرداد 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 01 تیر 1399
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1399