فهرست مطالب

سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی - سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1402)

فصلنامه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • خدیجه صفری، سید علی جوزی*، سحر رضایان صفحات 1-23

    پیشینه و هدف:

     امروزه با گسترش سریع شهرها و افزایش چشم گیر حجم اطلاعاتی که برای مدیریت شهری باید پردازش شوند، استفاده از GIS در برنامه ریزی شهری توسعه یافته است. این پژوهش با استفاده از عملکرد ابزارهای پشتیبانی تصمیم، فرآیند تحلیل شبکه (ANP) و ترکیب خطی وزنی (WLC)، جهت وزن دهی معیارها و روش های استانداردسازی نقشه ها بر اساس منطق بولین و فازی را در قالب تصمیم گیری چند معیاره، بهترین سایت دفن زباله شهر زاهدان را بررسی می کند. سپس با استفاده از پهنه بندی در تعیین مکان های مناسب دفن پسماند شهری در شهرستان زاهدان استفاده گردد که در حال حاضر با مشکل محل دفن پسماند روبه رو است. در تحقیق حاضر با شناسایی عوامل موثر در محدودیت مکان یابی محل دفن پسماند شهری شهرستان زاهدان و با تعیین اولویت فاکتورهای تاثیرگذار، معیارهای بهینه مکان یابی با در نظر گرفتن توان اکولوژیکی منطقه مشخص و در راستای واقعی شدن برنامه ریزی، بر مبنای متغیرهای موجود در مکان یابی شهرستان زاهدان، با استفاده از روش های تصمیم گیری چند معیاره (MCDM)، نسبت به وزن دهی و اولویت بندی و ارزیابی معیارها و محدودیت ها اقدام گردید. مدل در نظر گرفته شده برای عرصه تحت مطالعه، نمایانگر اولویت های ایجاد انواع کاربری ها جهت تصمیم گیری ها، در جریان مطالعات ارزیابی و به منظور سنجش قابلیت های شهرستان زاهدان برای کاربری های توسعه شهری است.

    مواد و روش ها:

     این تحقیق کاربردی از روش ارزیابی چند معیاره در محیط GIS، برای تعیین و تخمین پتانسیل مکان های مطلوب دفن پسماند در شهرستان زاهدان ارایه شده است. بدین ترتیب با تهیه پرسشنامه به روش دلفی، 18 زیرمعیار در دو گروه معیار، 1) معیار اکولوژیکی (شیب، ارتفاع، خاک، فرسایش، گسل، بارش، باد، جهت، آب های سطحی، آب های زیرزمینی، پوشش گیاهی، کاربری اراضی و زمین شناسی)، 2) معیار اجتماعی، اقتصادی (فاصله از شهر، روستا، معدن، فرودگاه و جاده) تعیین و با نظر کارشناسان (خبرگان) و با استفاده از فرآیند تحلیل شبکه (ANP) در نرم افزار Super  decision  وزن های هر معیار محاسبه و در مرحله بعد لایه های هر کدام از این معیارهای ارزیابی و در پایگاه داده مبتنی بر ArcGIS آماده سازی و تحت عنوان نقشه های معیار ذخیره شد و در نهایت با استفاده از روش WLC تلفیق کلیه لایه ها انجام و نقشه نهایی که مشخص کننده مکان های مناسب دفن در شهرستان زاهدان استخراج گردید.

    نتایج و بحث:

     با فازی سازی 18 لایه (معیار) با منطق فازی و نیز اعمال محدودیت ها با منطق بولین، نقشه های 18 لایه تهیه و با تلفیق لایه ها با روش ترکیب خطی وزنی از رایج ترین روش ها در تصمیم گیری چند معیاره، نقشه نهایی مکان یابی دفن بدست آمده است. در راستای توزیع فضایی مکان های مناسب دفن شهرستان زاهدان، با توجه به 5 کلاس طبقه بندی، مشخص شد که بیشترین سطح منطقه را طبقه فاقد توان (99.76 درصد) و مناطق مناسب برای دفن پسماند در مجموع حدود 0.231 درصد است و هیچ بخشی از شهر زاهدان برای کاربری دفن پسماندها دارای توان خیلی زیاد و توان زیاد نیست. به طوری که در اطراف شهر نصرت آباد، محدوده هایی با توان خیلی زیاد و توان زیاد مشاهده می شود. همچنین مشخص شد که عمدتا اراضی دارای توان، اعم از توان کم و توان متوسط، در حواشی شهرهای زاهدان و نصرت آباد متمرکز می باشند. در منطقه دارای توان، 22 واحد جهت شهر زاهدان و 35 واحد برای شهر نصرت آباد شناسایی گردید.

    نتیجه گیری:

     مرور ادبیات تحقیق می توان بیان کرد از نقاط قوت استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره، جهت مکان یابی دفن پسماندها، فراهم کردن امکان استفاده از یک مجموعه ابزار قوی تعاملی برای تنظیم جبران پذیری و جبران کردن بین معیارها است، که اجازه ارزیابی سریع روابط بین معیارها را می دهد. نقاط قوت دیگر این روش شامل توانایی یکی کردن مجموعه داده های همگن مانند معیارهای کیفی و کمی با استفاده از دانش تخصصی، انعطاف پذیری لازم برای انتخاب معیارهای خاص برای مناطق مورد مطالعه مختلف یا مسایل مختلف مطرح شده، برای اجرای یک یا یک گروه تصمیم گیری، انعطاف پذیری برای تغییر سطح اهمیت معیار و آزادی برای سطوح قابل قبول ریسک های تصمیم گیری می باشد. با مقایسه پیشینه استفاده این روش در مکان های دیگر می توان نزدیکی نتایج و مناسب بودن روش برای کاربری دفن را نتیجه گرفت، بنابراین پیشنهاد می شود برای شهرستان های دیگر استان نیز ارزشیابی توان سرزمین با روش بکارگرفته شده در این تحقیق مورد بررسی قرار گیرد. به هر حال، از آنجایی که مکان یابی دفن پسماند به معیارهای مختلف و به نفوذ نظرات عمومی و سیاسی در رابطه با تجزیه و تحلیل علمی بستگی دارد، فرض این بود که این روش، پتانسیل قابل توجهی برای حمایت از پیچیدگی های تصمیم گیری کاربردهای دنیای واقعی را دارد.

    کلیدواژگان: ارزیابی توان اکولوژیکی، مکان دفن، پسماندهای شهری، روش های تصمیم گیری چند معیاره، زاهدان
  • سید حمید میرقاسمی، حسین بانژاد*، علیرضا فرید حسینی صفحات 24-48

    پیشینه و هدف:

     براساس اصل 45 قانون اساسی جمهوری اسلامی ایران و ماده 2 قانون توزیع عادلانه آب، رودخانه ها ثروت ملی بوده و در اختیار حکومت اسلامی است. بنابراین دولت مکلف است مطالعه و تعیین حد بستر و حریم رودخانه ها را انجام و در صورتی که اعیانی های موجود در بستر و حریم آن ها را برای امور مربوط به آب یا برق مزاحم تشخیص دهد نسبت به تخلیه آن ها اقدام نماید. امروزه به علت افزایش ارزش اقتصادی زمین و تقاضا جهت احداث اعیانی در اراضی حاشیه رودخانه ها و مجاری آبی متاسفانه روندتصرفات حدود بستر و حریم رودخانه ها افزایش یافته که خود تهدیدی برای دسترسی به آب سالم و حفاظت از آن برای نسل های آتی محسوب می شود. تصرف رودخانه ها با  کاهش عرض و تغییر کاربری اراضی بستر آن ها همراه است. این اقدام باعث بهم خوردن رژیم طبیعی رودخانه و در نتیجه وقوع سیل و خسارت های اجتماعی، اقتصادی، زیست محیطی را به دنبال دارد. مدیریت منابع آب و به خصوص مدیریت سیل بدون شناخت و تحلیل جریان رودخانه ها، پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر و حریم آن ها میسر نمی باشد. در حال حاضر برای تعیین گستره سیلاب و مشخص کردند حد بستر رودخانه ها نقشه برداری زمینی انجام می شود. این روش بسیار زمان بر بوده و هزینه انجام آن زیاد می باشد. در همین راستا استفاده از تصاویر ماهواره ای و عکس های هوایی به جای نقشه برداری زمینی برای سرعت بخشیدن به انجام مطالعات و کاهش هزینه ها می تواند راهگشا باشد. تحقیقات زیادی درکشور و دنیا درخصوص استفاده از تصاویر ماهواره ای در حوزه های مختلف انجام شده است. به ویژه در پژوهش های متعددی از تصاویر ماهواره ای برای بررسی روند تغییرات کاربری اراضی حوضه های آبخیز و نیز مطالعه تغییرات مورفولوژی رودخانه استفاده شده است. پژوهش هایی پیرامون استفاده از تصاویر ماهواره ای در مطالعات هیدرولوژی و حوضه های آبخیز انجام شده است، اما در این پژوهش برای اولین بار امکان استفاده از تصاویر ماهواره ای برای تهیه نقشه رودخانه و استخراج مقاطع عرضی آن برای پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه مورد بررسی قرارگرفته است. در سال های اخیر بستر رودخانه ارداک در بالادست سد اراداک، به طور گسترده تصرف و تغییر کاربری داده شده است. این امر باعث شده است تا تعداد حوادث سیل افزایش و کمیت و کیفیت آب سد ارداک که بخشی از آب شرب شهر مشهد را تامین می نماید، کاهش یابد. برای مدیریت سیل و حفاظت کمی و کیفی از سد ارداک، پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه ارداک ضروری می باشد. در حال حاضر برای انجام این کار ابتدا باید نقشه برداری زمینی انجام می شود. نقشه برداری زمینی برای تهیه نقشه رودخانه و استخراج مقاطع عرضی آن مستلزم صرف زمان طولانی و هزینه زیادی است. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی امکان استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک 28×28 متر به جای نقشه برداری زمینی به منظور افزایش سرعت انجام کار و کاهش هزینه های مطالعات طرح ها و پروژه های آبی و مهندسی رودخانه است.

    مواد و روش ها:

     برای ترسیم حوضه آبریز و استخراج پارامترهای فیزیکی آن از تصاویر ماهواره ای ASTER و نرم افزار HEC-GeoHMS  استفاده شد. نقشه بستر موجود رودخانه و حاشیه آن تهیه و به عنوان یک لایه جدید به نقشه کاربری اراضی حوضه اضافه شد. برای شبیه سازی بارش و رواناب از مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS استفاده شد. ابتدا برای پنج واقعه بارش و رواناب مدل واسنجی و اعتباریابی گردید. سپس هایتوگراف بارش مربوط به دوره بازگشت های مختلف در پایه زمان تمرکز حوضه به مدل HEC-HMS معرفی شد. مدل اجرا و سیلاب با دوره بازگشت های مختلف شبیه سازی شد. اطلاعات هندسی رودخانه درقالب مقاطع عرضی هم از نقشه برداری زمینی و هم از تصاویر ماهواره ای و با استفاده از الحاقیه HEC-GeoRAS استخراج گردید. اطلاعات حاصل از مدل سازی جریان رودخانه در نرم افزار HEC-RAS از طریق الحاقیه HEC-GeoRAS به محیط GIS منتقل و درمحیط مذکور پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه به دو روش استفاده از اطلاعات نقشه برداری زمینی و بهره گیری از تصاویر ماهواره ای تعیین و با هم مقایسه شد.

    نتایج و بحث :

    نتایج بیانگر آن است که پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه با استقاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک 28×28 متر قابل انجام است. در این مورد شاخص های آماری میانگین خطای نسبی و ضریب همبستگی رگرسیون به ترتیب  13.2 و 92 درصد بدست آمد. اگر در چند نقطه از مسیر رودخانه مقطع عرضی از طریق نقشه برداری زمینی برداشت و جایگزین مقاطع عرضی که از روش تصاویر ماهواره ای بدست آمده اند، دقت پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه با استقاده از تصاویر ماهواره ای افرایش می یابد. به طوری که اگر به فاصله 150 متر و در طول 8 کیلومتر 47 مقطع عرضی جانمایی و  به صورت برداشت زمینی انجام و در مدل HEC-RAS جایگزین مقاطع عرضی بدست آمده از تصاویر ماهواره ای شود، خطای استفاده از روش تصاویر ماهواره ای برای پهنه بندی سیلاب و تعیین حد بستر رودخانه به 8.1 درصد کاهش خواهد یافت.

    نتیجه گیری:

     استفاده از تصاویر ماهواره ای با کیفیت 28×28  متر برای تعیین حد بستر رودخانه امکان پذیراست. این روش با میانگین خطای نسبی و ضریب همبستگی رگرسیون به ترتیب  13.2 و 92 درصد همراه است که این خطا را با مقطع برداری زمینی می توان تا 8 درصد کاهش داد.

    کلیدواژگان: رودخانه ارداک، سیلاب، تصاویر ماهواره ای، HEC-HMS، HEC-RAS
  • ناصر شفیعی ثابت*، فرانک فیض بابایی چشمه سفیدی صفحات 49-65

    پیشینه و هدف:

     حفاظت از منابع طبیعی به ویژه زمین و کاربری آن از دیرباز موردتوجه و بررسی بوده است. در واقع می توان گفت به این دلیل که کاربری زمین در گذر زمان تغییرات بسیاری را تجربه کرده است که این تغییرات دارای اثرات مستقیم و فراوان بر اکوسیستم و محیط بوده و به تبع آن پیامدهای گوناگونی را در پی داشته است، ازجمله این پیامدها می توان به تغییر کاربری زمین متاثر از گسترش شتابان شهرنشینی و اثرات آن بر الگوی کاربری زمین در محیط اطراف و درنهایت قطعه قطعه شدن اراضی در این مناطق اشاره داشت. بر همین اساس در بسیاری از مواقع تبدیل کاربری زمین از حالت طبیعی خود به کاربری های انسان ساخت دارای پیامدهای بازگشت ناپذیری بوده که در جهت کاهش پیامدهای این امر می توان به متناسب سازی ساختار کاربری زمین پرداخت. تناسب زمین به هم خوانی ظرفیت های یک قطعه زمین و کاربری موجود در آن اطلاق می شود، و ازآنجاکه تخصیص نامتناسب کاربری زمین و عدم توجه به تغییرات آن دارای پیامدهای بسیاری نظیر جدایی گزینی اجتماعی-اقتصادی، فرسودگی محیطی و از بین رفتن منابع است. بنابراین تصمیم گیری ها در زمینه مدیریت زمین و منابع همواره باید به صورتی هدایت شوند که با منافع جامعه و محیط طبیعی تعارض نداشته باشند، در این راستا یکی از راه های موثر برای کنترل و به حداقل رساندن آسیب ها و پیامدهای تغییر کاربری اراضی، متناسب سازی ساختار آن است، به صورتی که بر اساس ویژگی های منابع زمین و قابلیت های آن، زمین می تواند تحت توزیع مکانی و آرایشی منطقی تری قرار گیرد. هدف از انجام پژوهش حاضر شناسایی و پهنه بندی میزان تناسب ساختار کاربری اراضی با قابلیت های موجود در محدوده شهرستان همدان و همچنین بررسی میزان کارایی روش شبکه عصبی پرسپرسترون چندلایه در زمینه متناسب سازی ساختار کاربری اراضی در این شهرستان است.

    مواد و روش ها :

    بر اساس پیشینه پژوهش و با توجه به معیارهای اثرگذار در زمینه متناسب سازی ساختار کاربری اراضی، شاخص های گوناگونی برگزیده شد که شامل؛ 12 شاخص کاربری زمین، شیب، میانگین دما، میانگین بارش، میانگین رطوبت، میانگین سرعت باد، زمین شناسی، نوع خاک، فاصله از رودخانه، فاصله از چاه ها، فاصله از جاده های اصلی و نوع پوشش گیاهی بوده است. سپس با استفاده از  بازدید میدانی، ثبت نقاط دارای تناسب کاربری به عنوان نقاط تعلیمی انجام گرفت. پس از آماده سازی لایه های شاخص های مذکور به استانداردسازی این لایه ها در محیط نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی پرداخته شد و در مرحله بعدی شبکه عصبی پرسپرسترون چندلایه با استفاده از الگوریتم پس از انتشار با واردکردن لایه های موثر بر متناسب سازی ساختار کاربری زمین به عنوان ورودی و استفاده از یک لایه میانی فاصله از نقاط متناسب  از نظر ساختار کاربری زمین، این شبکه با ساختار 1-10- 12 به منظور متناسب سازی ساختار کاربری زمین در محدوده شهرستان همدان اجرا شد. از 35 درصد از کل پیکسل های تصویر فاصله از نقاط متناسب کشاورزی  به عنوان نقاط تعلیمی در سه دسته؛ بخش نخست (70 درصد) برای آموزش شبکه، بخش دوم  (15 درصد) برای متوقف کردن محاسبات در زمانی که خطا درحال افزایش است و از بخش سوم (15 درصد)  برای راستی آزمایی شبکه استفاده شد و در نهایت به ترسیم نقشه نهایی تناسب زمین اقدام گردید، لایه بدست آمده دارای ارزشی بین 0 و 1 بود که به پنج کلاس تناسب اراضی تقسیم بندی شد.

    نتایج و بحث:

     در پژوهش حاضر پس از شناسایی عوامل موثر بر ساختار کاربری زمین و متناسب سازی ساختار آن و تهیه لایه های هر یک از  آن ها، به استانداردسازی لایه های مذکور اقدام شد. سپس با استفاده از  بازدید میدانی، ثبت نقاط دارای تناسب کاربری به عنوان نقاط تعلیمی انجام گرفت بدین ترتیب به متناسب سازی ساختار کاربری زمین توسط مدل شبکه عصبی پرسپرسترون چندلایه با تعداد تکرار 58 اقدام گردید. نتایج حاصل از صحت سنجی شبکه عصبی و لایه خروجی حاصل از آن بیانگر دقت بالای شبکه در متناسب سازی ساختار کاربری زمین بوده به صورتی که مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای مطلق (MAE) و ضریب همبستگی (R2) در فرایند اجرای شبکه به ترتیب برابر با 0.19، 0.21، و 0.89 بود، که خود بیانگر دقت بالای شبکه در اجرای فرایند متناسب سازی هستند.. در آخر میزان تناسب اراضی به 5 کلاس کاملا نامناسب، تاحدودی نامناسب، نامناسب، تاحدودی مناسب و کاملا نامناسب تقسیم بندی شد و نتایج حاصله نشان داد که بیشترین مساحت مناطق را به ترتیب اراضی تا حدودی مناسب و کاملا مناسب با 32.62 و 28.13 درصد از کل مساحت محدوده را در برگرفته اند.

    نتیجه گیری :

    بخش عمده مساحت منطقه از نظر عوامل تاثیرگذار در جهت انجام فعالیت های کشاورزی مناسب نبوده و در این محدوده اغلب کاربری های شهری، اراضی کاملا بایر و غیرقابل کشت، اراضی کوهستانی و سنگلاخی و مراتع بی کیفیت قرارگرفته اند که به صورت عمده در نواحی غرب و جنوب غرب محدوده شهرستان همدان وجود دارند. همچنین در این محدوده، اراضی که از نظر تناسب دارای موقعیت تاحدودی مناسب و کاملا مناسب بوده اند ازنظر 12عامل اثرگذار در بهترین شرایط به منظور انجام فعالیت های کشاورزی و باغی قرار گرفته و بهترین مکان برای توسعه فعالیت های کشاورزی محسوب می شوند. بدین سان، در جهت دگرگونی شرایط کاربری زمین به سوی روند مناسب تر، ضمن توجه به برنامه ریزی یکپارچه شهری روستایی برای شهر همدان و سکونتگاه های پیرامونی آن، توجه به برنامه ریزی کاربری زمین به گونه ای مناسب در برنامه ها و طرح های روستایی شهری توصیه می شود. زیرا، گسترش شتابان شهر همدان و فضاهای پیراشهری آن، چالش های پرشماری در راستای تناسب زمین ایجاد کرده است. به گونه ای که حدود 23.1 درصد اراضی آمادگی لازم برای دگرگونی به شرایط نامناسب و کاملا نامناسب را دارند. 32.62 درصد کاربری زمین هم در معرض دگرگونی به شرایط نیمه مناسب است. بر بنیاد آنچه گفته شد کنترل، نظارت، و هدایت ساخت وسازها و جلوگیری از گسترش بیش ازپیش افقی شهر همدان و فضاهای پیرامونی آن به وسیله دست اندرکاران شهری و روستایی (مدیریت محلی)، به سوی زمین های مرتعی و کشاورزی پیشنهاد می شود. بیشترین میزان مساحت از اراضی در این محدوده مربوط به اراضی تا حدودی مناسب و کاملا مناسب و کمترین مساحت نیز متعلق به اراضی نامناسب و تا حدودی نامناسب بوده است. بنابراین می توان گفت که شهرستان همدان در حال حاضر ازلحاظ تناسب اراضی در وضعیتی نیمه مناسب قرارگرفته که در صورت برنامه ریزی ها و سیاست های درست در آینده این وضعیت می تواند روند مطلوب تری را پیش رو داشته باشد.

    کلیدواژگان: متناسب سازی، کاربری اراضی، شهرستان همدان، شبکه عصبی
  • مهناز ناعمی تبار*، محمدعلی زنگنه اسدی، رحمان زندی صفحات 66-85

    پیشینه و هدف:

     پارامترهای مورفومتری حوضه آبریز شاخص های بسیار مناسب برای تحلیل فرآیندهای ژیومورفولوژیکی هستند. مطالعات فرسایش و تولید رسوب از مهم ترین تحقیقاتی هستند که به منظور اجرای برنامه های حفاظتی آب وخاک، کاهش فرسایش، تغییر هیدرولیک جریان رودخانه ها و همچنین جلوگیری از کاهش گنجایش دریاچه سدهای مخزنی، توسط متخصصان علوم زمین و به خصوص ژیومورفولوژیست ها انجام می گیرد. برای اندازه گیری ویژگی های ژیومتری رودخانه، از اصطلاح مورفومتری یا شکل سنجی رودخانه ای استفاده می شود. مورفومتری، تحلیل های کمی از ویژگی های ژیومورفیک لندفرم های یک منطقه است. تحلیل مورفومتریک یکی از روش های موثر برای اولویت بندی زیر حوضه ها است که می تواند بیانگر وضعیت شبکه زهکشی حوضه باشد. بررسی ویژگی های مورفومتری حوضه آبخیز پیوه ژن بر مبنای شاخص های مورفومتری و ژیومورفومتری است. با توجه به اهمیت بررسی ویژگی های مورفومتری در مطالعات حوضه آبخیز و بررسی میزان فرسایش پذیری در این مطالعه هدف بررسی ویژگی های مورفومتری با نوع لندفرم و پیش بینی میزان فرسایش از طریق لندفرم ها است.

    مواد و روش ها :

    در پژوهش حاضر جهت تحلیل های مورفومتری از نرم افزار ArcGIS، مدل رقومی ارتفاعی (DEM) با دقت 20 متر تهیه شده از نقشه های توپوگرافی 1:50000 رقومی سازمان نقشه برداری کشور و تصاویر ماهواره ای استر (Aster) استفاده شده است. جهت استخراج تعداد آبراهه ها از نرم افزار آرک ویو (ArcView)، مدل ارتفاعی رقومی زمین، استفاده شده است. برای پارامتر شیب و جهت شیب و ارتفاع منطقه مطالعاتی از نقشه توپوگرافی و مدل ارتفاعی رقومی زمین استفاده شد. جهت تهیه پارامتر تراکم زهکشی نیز از مدل رقومی ارتفاع با استفاده از ماژول (Spectral indices) در ArcHydro و مدل رقومی ارتفاعی ماهواره استر (Aster) به صورت اتوماتیک آبراهه های موجود حوضه استخراج گردید. آستانه 25-50 سلول برای استخراج شبکه زهکشی انتخاب و شبکه زهکشی ترسیم شد. درآخرین مرحله، رتبه بندی آبراهه ها به روش استرالر انجام و پارامترهای مورفومتری استخراج شد. برای جداسازی لندفرم های منطقه از مدل رقومی ارتفاع  با قدرت تفکیک 20 متر استفاده شد و سپس نوع لندفرم ها بر اساس TPI یا شاخص موقعیت توپوگرافی شناسایی شدند و بر اساس  رابطه TPIi = Z0 – Σ n-1 Zn/n (Z0 ارتفاع نقطه مدل تحت ارزیابی، Zn ارتفاع از شبکه، n تعداد کل نقاط اطراف در نظر گرفته شده در ارزیابی) محاسبه گردید، مقایسه ارتفاع هر سلول در یک مدل رقومی TPI، ارتفاع با میانگین ارتفاع سلول ها همسایه می باشد. در نهایت ارتفاع میانگین از مقدار ارتفاع در مرکز کم می شود.

    نتایج و بحث:

     پارامترهای مورفومتری بررسی شده در این تحقیق شامل تعداد آبراهه ها (Nu)، رتبه آبراهه ها (U)، طول آبراهه ها (L)، ضریب بیفورکاسیون (Rb)، ضریب ناهمواری (Bb)، تراکم زهکشی (Dd)، فراوانی آبراهه ها (F)، فاکتور شکل (Rf)، ضریب گردی (Rc) و ضریب مستطیل معادل (Re) می باشد. نتایج نشان داد که با توجه به تعداد آبراهه ها (184 آبراهه) وجود آبراهه های درجه اول، دوم و سوم، زیاد بودن طول آبراهه ها، بالا بودن نسبت طول آبراهه ها به مساحت حوضه و ضریب ناهمواری بالا منطقه فرسایش پذیر بوده و نیاز به برنامه ریزی و مدیریت بهینه دارد. همچنین مطالعات لندفرم ها در منطقه مورد مطالعه نشان داد که به کمک ویژگی های مورفومتری و میزان حساسیت لندفرم ها به فرسایش را در منطقه مشخص نمود. به طوری که بعد از تهیه نقشه لندفرم ها با استفاده از شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI) و در نظرگرفتن مناطق حساس به فرسایش از طریق ویژگی های مورفومتری، لندفرم های حساس به فرسایش در منطقه مورد مطالعه مشخص شدند. با مقایسه نقشه لندفرم ها و نقشه پهنه بندی فرسایش منطقه مورد مطالعه مشخص شد که لندفرم های کلاس 2 (دره U شکل) و لندفرم های کلاس 4 (زهکش های مرتفع) از  بیشترین فرسایش پذیری برخوردار هستند. نتایج نشان داد که با افزایش میزان تراکم زهکشی میزان فرسایش پذیری افزایش می یابد.

    نتیجه گیری :

    بعد از تهیه نقشه لندفرم ها با استفاده از شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI) و در نظر گرفتن مناطق حساس به فرسایش از طریق ویژگی های مورفومتری، لندفرم های حساس به فرسایش در منطقه مورد مطالعه مشخص شد. به طوری که افزایش تعداد آبراهه ها و طول آن در حوضه آبخیز نشان دهنده افزایش فرسایش است. سپس شاخص TPI گه حالت گودی و برآمدگی را مورد تمایز قرار می دهد به عنوان یکی از شاخص های ژیومورفومتریک در نظر گرفته شد. حد پایین و بالای شاخص TPI برای منطقه مورد مطالعه به ترتیب -39.21 و 33.51 محاسبه گردید. مناطق با TPI منفی نشان دهنده توپوگرافی کم (تعقرها و گودال ها است) در حالی که TPI مثبت نشان دهنده توپوگرافی زیاد (محدب و یا ستیغ ها) است. وجود گودی ها و چاله ها (در مناطق با TPI کم) موجب افزایش زمان تاخیر جریان های سطحی در منطقه شده و باعث نفود آب می شود که به نوبه خود می تواند تاثیر بسزایی در ذخیره نزولات و رواناب های سطحی داشته باشد. نتایج بررسی های پارامترهای موفومتری بیانگر آن است که شرایط فرسایش پذیری منطقه مساعدتر و وضعیت بحرانی است. تجزیه و تحلیل داده های طبقه بندی شده نشان داد که مساحت و طول آبراهه در فرسایش تاثیر گذار است. با مقایسه نقشه لندفرم ها و نقشه آبراهه های منطقه مورد مطالعه مشخص شد که لندفرم های طبقه 4 (دره های U شکل) و لندفرم های طبقه 3 (زهکش های مرتفع) دارای بیشترین فرسایش پذیری هستند. همچنین با افزایش میزان درجه ناهمواری میزان فرسایش در منطقه بیشتر می شود که در لندفرم های واقع در ارتفاعات باال دست مانند خط الراس ها (لندفرم های کلاس 8 و 10) بیشترین میزان و در نتیجه بیشترین حساسیت  پذیری این لندفرم ها مشخص شد. مکان های واقع در کلاس 3 دارای بیشترین چگالی زهکشی می باشند. منطقه مطالعاتی با توجه به ویژگی های طبیعی، ویژگی های مورفومتری و فیزیوگرافی گرد است که یاعث می شود زمان تمرکز کوتاه و دبی اوج بزرگتر و از لحاظ سیل خیزی مستعد تر باشد. با بررسی سایر مولفه های مورفولوژی به این نتایج دست یافتیم که منطقه مطالعاتی از لحاظ فرسایش پذیری مستعد است.

    کلیدواژگان: مورفومتری، لندفرم، شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI)، فرسایش پذیری
  • هادی اسکندری دامنه، حامد اسکندری دامنه، حسن خسروی*، میثم چراغی، محسن عادلی ساردوئی صفحات 86-100

    پیشینه و هدف:

     تخریب اراضی یکی از پدیده های مخرب است که ثبات و امنیت اکوسیستم ها به ویژه در مناطق خشک را تهدید می کند. تخریب اراضی می تواند منجر به کاهش حاصلخیزی و بهره وری خاک، مهاجرت و جابه جایی جمعیت، ناامنی غذایی و نابودی اکوسیستم ها شود. علیرغم اقدامات گسترده در زمینه مقابله با تخریب اراضی، این مشکل در دهه های اخیر نه تنها کاهش نیافته است، بلکه به تدریج تشدید شده است. بنابراین، پایش تخریب اراضی و آشکارسازی ویژگی های آن برای مدیریت و بازیابی کیفیت اراضی ضروری است و این پایش در مناطق خشک امکان مدیریت صحیح و مبارزه با این پدیده را تسهیل می کند. پایش تخریب اراضی در این مناطق با استفاده از داده های سنجش از دور امکان پذیر است، به نحوی که این دانش به طور گسترده ای برای پایش تخریب اراضی منطقه ای مورد استفاده قرار خواهد گرفت. باتوجه به اهمیت موضوع تخریب اراضی و نیاز به پایش اراضی جهت دستیابی به درک درستی از وضعیت شهرستان اصفهان و به دنبال آن ایجاد مدیریت مناسب و به موقع جهت جلوگیری از گسترش تخریب، این تحقیق با هدف بررسی وضعیت تخریب اراضی در این شهرستان  با استفاده از مدل سازی شاخص های محیطی حاصل از داده های ماهواره ای در بازه زمانی 1390-1400، انجام شد.

    مواد و روش ها:

     در این تحقیق به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی در حوزه مطالعاتی، از تصاویر ماهواره ای لندست، سنجنده های TM و OLI استفاده گردید و همچنین از داده های حاصل از بازدید میدانی به عنوان اطلاعات جانبی استفاده شد. پردازش و تحلیل تصاویر ماهواره ای در محیط نرم افزار ENVI صورت گرفت. به منظور تهیه نقشه تغییرات کاربری اراضی، روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال بکار گرفته شد. سپس تمامی کاربری های منطقه مورد مطالعه در چهار کاربری اراضی کشاورزی، مراتع، اراضی بایر و شوره زار و مناطق شهری و انسان ساخت تقسیم بندی شدند. در نهایت لایه های بدست آمده، جهت محاسبه مساحت کاربری ها و تهیه نقشه خروجی مناسب به نرم افزار ArcGIS منتقل گردید. پس از بررسی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از روش حداکثر احتمال شاخص های شوری خاک SI و شاخص اقلیمی Albedo، شاخص پوشش گیاهی NDVI و LSM تهیه شدند. شاخص شوری خاک SI یکی از شاخص های اصلی ارزیابی تخریب سرزمین است؛ این شاخص استخراج شده از تصاویر ماهواره ای، قادر به ارزیابی شوری خاک در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد که با استفاده از رابطه SI=√(ρ_Blue×ρ_Red) (ρBlue و ρRed به ترتیب باند قرمز و آبی در سنجنده های TM و OLI در ماهواره لندست) محاسبه گردید. شاخص آلبیدو سطحی بدست آمده از داده های سنجش از دور یک پارامتر فیزیکی است که ویژگی های بازتاب سطح و طول موج های کوتاه خورشید را بیان می کند. این پارامتر فیزیکی تحت تاثیر پوشش گیاهی، رطوبت خاک و سایر شرایط سطح زمین می باشد. بنابراین، با بررسی تغییرات آلبیدو می توان تغییرات در سطح زمین و نتیجه تخریب اراضی را به خوبی مورد بررسی قرار داد. برای محاسبه آلبدو سطح در سنجنده های TM و OLI در این مطالعه از رابطه AIbedo=0.356 ρ_Blue+0.130ρ_Red+0.373ρ_NIR+0.085ρ_SWIR1+0.072ρ_SWIR2-0.018 (ρ باند مربوط به تصاویر سنجنده TM و OLI ماهواره لندست) استفاده شد. برای بررسی پوشش گیاهی در این پژوهش، از شاخص NDVI که از تصاویر ماهواره لندست، سنجنده های TM و OLI به دست می آید، استفاده شد. این شاخص بیشترین حساسیت را به تغییرات پوشش گیاهی داشته و در مقابل اثرات جوی و زمینه خاک، به جز در مواردی که پوشش گیاهی کم باشد، حساسیت کمتری دارد. یکی دیگر از پارامتر های بسیار مهم برای بررسی تخریب اراضی، بررسی رطوبت سطحی خاک است که در این مطالعه با استفاده از تغییرات شاخص LSM  مورد مطالعه قرار گرفت.در نهایت برای برآورد تخریب اراضی (LD) درسال های 1390، 1395 و 1400 از روش آنالیز مولفه های اولیه (PCA) بین شاخص های Albedo، SI، NDVI و LSM استفاده شد. ابتدا شاخص های مورد نظر نرمال سازی شدند و سپس مقدار تخریب اراضی برای هر سال برآورد گردید. به طوری که مقادیر زیاد تخریب اراضی نشان دهنده حداکثر تخریب اراضی می باشد.

    نتایج و بحث :

    بررسی روند تغییرات کاربری اراضی شهرستان اصفهان در چهار کاربری اراضی کشاورزی، مراتع، اراضی بایر و شوره زار و مناطق شهری و انسان ساخت در بازه زمانی 1400-1390 نشان داد که بین سال های 1395-1390 اراضی کشاورزی و مراتع به ترتیب 7/5 و 06/5 درصد کاهش داشت؛ در حالی که اراضی بایر و شوره زار و مناطق شهری و انسان ساخت به ترتیب 10.45 و 1.51 درصد افزایش داشتند. ازطرفی، در بازه زمانی 1400-1395 اراضی کشاورزی و مراتع به ترتیب 0.75 و 1.25 درصد کاهش و اراضی بایر و شوره زار و مناطق شهری و انسان ساخت 1.51 و 0.5  درصد افزایش نشان داده اند. همچنین در باز زمانی 1400-1390 اراضی کشاورزی و مراتع به ترتیب کاهش 6.45 و 6.32 درصدی و کاربری های اراضی بایر و شوره زار و مناطق مسکونی و انسان ساخت به ترتیب افزایش 11.96 و 0.8 درصدی داشتند. بررسی روند تغییرات کاربری اراضی نشان داد که در این بازه زمانی 10 ساله، روند تخریب اراضی کشاورزی و مراتع، کاهشی بوده و اراضی بایر و شوره زار و همچنین مناطق شهری و انسان ساخت در حال افزایش بود. بررسی تغییرات کلاس های بیابان زایی نشان داد که در بازه زمانی مورد مطالعه، کلاس های متوسط، شدید و خیلی شدید بیابان زایی افزایش یافته به طوری که مساحت زمین های بیابانی به ترتیب از 3428، 2817 و 1340 در سال 1390 به 4079، 4276 و 4302 کیلومتر مربع در سال 1400 افزایش یافته است. کلاس های کم و خیلی کم نیز از 2826 و 5295 در سال 1390 به 574 و 2475 کیلومتر مربع در سال 1400 رسیده است. این تغییرات نشان دهنده افزایش بیابان زایی در شهرستان اصفهان است.

    نتیجه گیری:

     با استفاده از شاخص های برآورد شده از تصاویر سنجش دور، می تواند با دقتی مناسب روند تخریب و بیابان زایی را پایش کرد و اقدامت لازم برای مقابله با این پدیده مخرب را در دستور کار قرار داد. با استفاده از نتایج حاصل از این پژوهش می توان روند تخریب اراضی شهرستان اصفهان را در گذر زمان برآورد کرد و برنامه ها و سیاست های لازم برای مقابله با این پدیده را اعمال نمود.

    کلیدواژگان: بیابان زایی، شوری خاک، تغییرات اقلیمی، روند تخریب
  • معین جهان تیغ*، منصور جهان تیغ صفحات 101-130

    پیشینه و هدف:

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

    مواد و روش ها :

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

    نتایج و بحث :

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

    نتیجه گیری:

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

    کلیدواژگان: تغییرات پوشش گیاهی، لندست، مودیس، نیمروز، مدل ESTARFM
|
  • Khadijhe Safari, Seyed Ali Jozi *, Sahar Rezaian Pages 1-23
    Background and Objective

     Recently, the use of GIS in urban planning has been developed with the rapid expansion of cities and the dramatic increase in the amount of information that must be processed for urban management. This study investigates the best landfill site for Zahedan city using the performance of decision support tools, Network analysis process (ANP) and Weighted linear combination (WLC) for weighting criteria, and map standardization methods based on Boolean and Fuzzy logic in the form of multi-criteria decision-making. Indeed, based on the variables' impacts in locating the waste landfill in Zahedan city, using multi-criteria decision-making methods (MCDM) to weigh and prioritize and evaluate the effective factors are considered to identify the optimal location regarding the ecological potential of the region. The proposed model indicates the priorities of creating different types of decision-making during the evaluation analysis of the development capabilities of the study area.

    Materials and Methods 

    Developing a multi-criteria evaluation method in a GIS environment to determine and estimate the capability of desirable landfills in Zahedan city is considered. Thus, by preparing a questionnaire by the Delphi method, 18 sub-criteria in two groups of criteria: 1. ecological criteria (Slope, altitude, soil, erosion, fault, precipitation, wind, direction, surface water, groundwater, vegetation, land use, and geology); 2. Socio-economic criteria (Distance from city, village, mine, airport, and road) is determined, and regarding expert's perceptions and using Network Analysis Process (ANP) in super decision software, weights of each criterion were calculated; and in the next step, the layers of criteria were evaluated in a database based on ArcGIS and stored as benchmark maps; and finally using the WLC method were considered to combine all layers to extract the map of a suitable landfill site in Zahedan city.

    Results and Discussion

     By fuzzifying 18 layers (criteria) with fuzzy logic and also applying constraints with Boolean logic, 18-layer maps are prepared and by merging layers with one of the common methods of weight linear composition in Multi-criteria decision, the final landfill location map has been explored. In terms of the spatial distribution of suitable landfills in Zahedan city, according to 5 categories of classification, it was found that the highest level of the region is categorized as the low capable class (99.76%) and suitable areas for landfilling in total is around 0.231, also no part of the Zahedan city has a very high or high capability for using as the landfill location, while around the city of Nusratabad, areas with very high and high capability are observed. It was also found that mainly lands with both low and medium capability, are located in the suburban areas of Zahedan and Nusratabad, with 22 units for the city of Zahedan and 35 units for the city of Nusratabad.

    Conclusion

     Reviewing the research literature shows the strengths of using a multi-criteria decision-making method to locate landfills, enabling the use of a robust set of interactive tools to regulate compensability between criteria, which allows a quick assessment of the relationship between the criteria. Other strengths of this method include the ability to integrate homogeneous data sets such as qualitative and quantitative criteria using specialized knowledge, the flexibility to select specific criteria for different study areas or various issues, to implement one or more decision-making groups, the flexibility to change the level of criterion importance and different choices for acceptable levels of decision-making risks. By comparing the final outputs related to other areas, it can be concluded that the final results are close and the method is suitable for landfill locations everywhere. Therefore, it is suggested that for other areas, the evaluation of land capability should be examined with the proposed method in this research. However, since the location of landfills by different criteria and the influence of public opinion depends on scientific analysis, we assume that this method has significant potential to support the decision-making complexities of real-world applications.

    Keywords: Ecological capability evaluation, landfill, municipal waste, multi-criteria decision making methods, Zahedan
  • Seyed Hamid Mirghasemi, Hossein Banejad *, Alireza Farid Hosseini Pages 24-48
    Background and Objective

     According to Article 45 of the Constitution of the Islamic Republic of Iran and Article 2 of the Law on Fair Water Distribution, rivers are a national asset. They are in possession of the Islamic State. Therefore, the government is obliged to study and determine the bed and river boundaries, and if it recognizes the aristocracy in the bed and their area for disturbing water or electricity issues, to evacuate or tin and suppress them. Today, due to the increase in the economic value of land and the demand for land construction in lands along rivers and waterways, unfortunately, the process of using the riverbed has increased, which is a threat to access to safe water and its protection for future generations. Occupying rivers is associated with reduced land use and land use change. This disrupts the natural flow of the river, resulting in flooding and social, economic, and environmental damage. It is not possible to manage water resources, especially flood management, without knowing and analyzing the flow of rivers, flood zoning, and determining their bed boundaries and boundaries. At present, a land survey is being conducted to determine the extent of the floods and to determine the extent of the riverbed. This method is very time-consuming and expensive to perform. In this regard, using satellite imagery and aerial photographs instead of terrestrial mapping can be helpful in speeding up studies and reducing costs. Much research has been done in our beloved country of Iran and the world on the use of satellite images in various fields. In particular, several studies have used satellite imagery to study the changes in land use in watersheds and to study the morphological changes of the river. As noted, research has been conducted on the use of satellite imagery in hydrological studies and watersheds, but for the first time in this study, it is possible to use satellite imagery to map the river and extract its cross-sectional areas for flooding and riverbed delimitation. Has been studied. In recent years, the bed of the Ardak River above the Eradak Dam has been extensively occupied and altered. This has led to an increase in the number of floods and a decrease in the quantity and quality of water in the Ardak Dam, which supplies part of Mashhad's drinking water. For flood management and quantitative and qualitative protection of the Ardak dam, flood zoning and determination of the Ardak riverbed is necessary. At present, the ground mapping must be done first. Land surveying to map the river and extract its cross sections requires a lot of time and money. Therefore, the aim of this study was to investigate the possibility of using satellite images with a resolution of 28.28 m instead of terrestrial mapping to increase the speed of work and reduce the cost of studies of water projects and projects and river engineering.

    Materials and Methods 

    ASTER satellite imagery and HEC-GeoHMS software were used to draw the catchment area and extract its physical parameters. The existing riverbed map and its margin were prepared and added to the land use map of the basin as a new layer. The HEC-HMS hydrological model was used to simulate precipitation and runoff. First, a metering and validation model was used for five rainfall and runoff events. The precipitation histogram for different return periods was then introduced to the HEC-HMS model based on the basin concentration time. The execution and flood model were simulated with different return periods. The river's geometric information was extracted in transverse sections from both terrestrial mapping and satellite imagery using the HEC-GeoRAS appendix. Information from river flow modeling in HEC-RAS software was transferred to the GIS environment through HEC-GeoRAS extension and in the mentioned environment, flood zoning and riverbed boundary determination were determined by two methods of using land mapping information and using satellite images.

    Results and Discussion

     The results indicate that the flooding area and the determination of the riverbed can be done by using satellite images with a resolution of 28 × 28 m. In this case, the statistical indicators of the mean relative error and regression correlation coefficient were 13.2 and 92%, respectively. If cross-sectional crossings are taken at several points along the river route and replaced by cross-sections obtained by satellite imagery, the accuracy of flood zoning and riverbed delimitation will be enhanced by the use of satellite imagery. If at a distance of 150 meters and at a distance of 8 km, 47 cross-sections are located and grounded and replaced in the HEC-RAS model by cross-sections obtained from satellite images, the error of using the satellite imagery method for flood zoning and riverbed delimitation Will be reduced to 8.1%.

    Conclusion 

    It is possible to use satellite images with a quality of 28 × 28 m to determine the river bed limit. This method is associated with the average relative error and regression correlation coefficient of 13.2% and 92%, respectively, which can be reduced by 8% with ground cutting.

    Keywords: Ardak River, Flood, Satellite Images, HEC-HMS, HEC-RAS
  • Naser Shafieisabet *, Faranak Fezybabaei Cheshmeh Sefeidi Pages 49-65
    Background and Objective

     The protection of natural resources, especially land, and their use, has long been considered. It can be said that because land use has undergone many changes over time, these changes have direct and many effects on the ecosystem and the environment and consequently have various consequences, including these consequences that can be used to change land use. The area was affected by the rapid expansion of urbanization and its effects on land-use patterns in the surrounding environment and, finally, land fragmentation in these areas. Accordingly, in many cases, converting land use from its natural state to artificial land use has irreversible consequences. To reduce the consequences, this can be adapted to the land use structure. Land appropriateness refers to matching the capacities of a plot of land and its land use, and the disproportionate allocation of land use and disregard for its changes has many consequences such as socio-economic segregation, environmental depletion, and loss of resources. Decisions in land and resource management should always be guided in a way that does not conflict with the interests of society and the natural environment. In this regard, one of the effective ways to control and minimize the damage and consequences of land use is to adapt its structure so that, based on the characteristics of land resources and their capabilities, the land can be spatially distributed and arranged more rationally. This study aims to identify and zone the appropriateness of land use structure with the existing capabilities in Hamedan and to evaluate the efficiency of the multilayer perceptron neural network method in the field of land use structure optimization in this city.

    Materials and Methods

     In this study, to adapt the land use structure in the city of Hamedan, based on the research background and according to the effective criteria in the field of land use structure, various indicators were selected, including 12 land use indicators, slope, average temperature, and average rainfall. Average humidity, average wind speed, geology, soil type, distance from the river, distance from wells, distance from main roads, and vegetation type. Then, using the field visit, the points with user suitability were registered as educational points. After preparing the layers of the mentioned indicators, these layers were standardized in the software environment of the GIS system. In the next step, the multilayer perceptron neural network uses the after-release algorithm by importing layers affecting the optimization of the land use structure as input and using the middle layer of distance. From appropriate points in terms of land use structure, this network was implemented with the structure of 1-10-12 to adapt the land use structure in Hamedan. From 35% of the total image pixels, the distance from the agricultural proportions as training points falls into three categories the first part (70%) for network training, the second part (15%) for stopping calculations when the error is increasing, and the third part (15%) was used for network verification. Finally, the final land suitability map was drawn. The resulting layer had a value between 0 and 1 which was divided into five land suitability classes. In the present study, after identifying the factors affecting the land use structure and adapting its structure, and preparing each of them, the mentioned layers were standardized. Then, using the field visit, the points with appropriate use were recorded as educational points. Thus, the land use structure was adjusted by the multilayer perceptron neural network model with 58 replications. The results of the neural network validation and the resulting output layer indicate the high accuracy of the network in fitting the land use structure so that the square root mean values of error (RMSE), and absolute error (MAE). Correlation coefficient (R2) in the implementation process of the network is equal to 0.19, 0.21, and 0.89, respectively, indicating the network's high accuracy in implementing the optimizing process. Completely inappropriately divided, and the results showed that most of the areas covered some somewhat suitable and perfectly suitable lands with 32.62 and 28.13% of the total area, respectively.

    Results and Discussion

     In the present study, after identifying the factors affecting the land use structure and adapting its structure, and preparing each of them, the mentioned layers were standardized. Then, using the field visit, the points with appropriate use were recorded as educational points. Thus, the land use structure was adjusted by the model of a multilayer perceptron neural network with 58 replications. The results of the neural network validation and the resulting output layer indicate the high accuracy of the network in fitting the land use structure so that the square root mean values of error (RMSE), and absolute error (MAE). The correlation coefficient (R2) in the implementation process of the network is equal to 0.19, 0.21, and 0.89, respectively, which indicates the network's high accuracy in the implementation of the optimizing process. Completely inappropriately divided, and the results showed that most of the areas covered some somewhat suitable and perfectly suitable lands with 32.62 and 28.13% of the total area, respectively.

    Conclusion

     The results of optimizing land use structure in Hamedan show that most of the area is not suitable for agricultural activities in terms of effective factors. In this area, most urban land uses completely barren and uncultivable lands, lands. There are mountainous, rocky, and low-quality pastures, mainly in the western and southwestern areas of Hamedan. Also, in this area, lands that have been relatively suitable in terms of a proportion are quite suitable in terms of 12 factors in the best conditions for agricultural and horticultural activities and are the best place for developing agricultural activities. Thus, to change the land use conditions towards a more appropriate trend while paying attention to integrated urban-rural planning for Hamedan and its surrounding settlements. It is recommended to pay attention to land use planning rural-urban plans and projects because the rapid expansion of Hamedan and its suburban spaces has created numerous challenges in terms of land suitability. In such a way that about 23.1% of the lands are ready to be transformed into unsuitable and completely unsuitable conditions. In addition, 32.62% of land use is subject to change to semi-suitable conditions. Based on what has been said, controlling, supervising, and directing the constructions and preventing the over-horizontal expansion of the city of Hamedan and its surrounding spaces by urban and rural stakeholders (local management) is proposed to rangeland and agricultural lands. The findings of the study also indicated that the highest area of land in this area is related to somewhat suitable and perfectly suitable land and the lowest area belongs to unsuitable and somewhat unsuitable land. Therefore, it can be said that the city of Hamedan is currently in a semi-suitable situation in terms of land suitability, which can have a more favorable trend in the future with proper planning and policies.

    Keywords: optimizing, land use, Hamedan City, Neural network
  • Mahnaz Naemitabar *, MohammadAli Zanganeh Asadi, Rahman Zandi Pages 66-85
    Background and Objective 

    The morphometric parameters of the catchment are very suitable indicators for the analysis of geomorphological processes. Erosion studies and sediment production are among the most important research carried out by geoscientists, especially geomorphologists, to implement soil and water conservation programs, reduce erosion, change the hydraulic flow of rivers, and prevent the reduction of reservoir dam lake capacity. To measure the geometric (geometric) characteristics of a river, the term morphometry or river shaping is used. In fact, morphometrics is the quantitative analysis of the geomorphic features of landforms in an area. Morphometric analysis is one of the effective methods for prioritizing sub-basins that can indicate the status of the drainage network of the basin. Investigation of morphometric features of the Piveh Gene watershed is based on morphometric and geomorphometric indices. Considering the importance of studying morphometric characteristics in watershed studies and examining the degree of erosion in this study, the aim is to analyze the morphometric features with the type of landform and predict the amount of erosion through landforms.

    Materials and Methods

     In the present study, for morphometric analysis, ArcGIS software, a digital elevation model (DEM) with an accuracy of 20 meters, prepared from 1:50,000 digital topographic maps of the National Mapping Organization and Aster satellite images were used. Has been. To extract the number of waterways, ArcView software, a digital terrestrial model (DEM), has been used. For the slope parameter and the slope direction and height of the study area, we used a topographic map and a digital elevation model of the earth. In order to prepare the drainage density parameter, the existing elevation waterways were extracted from the digital elevation model using the module (Spectral indices) in Archydro and the digital elevation model of the Aster satellite. A threshold of 25-50 cells was selected for drainage network extraction and the drainage network was plotted. In the last step, waterways were classified by astral method and morphometric parameters were extracted. To separate the landforms of the region, a digital model of height with a resolution of 20 meters was used and then the type of landforms were identified based on TPI or topographic position index and according to equation TPIi = Z0 – Σ n-1 Zn/n (Z0 Model point height under evaluation, Zn The height of the grid, n The total number of surrounding points considered in the evaluation) comparing the height of each cell in a digital model TPI, Height is adjacent to the average height of the cells. Finally, the average height decreases from the height value in the center.

    Results and Discussion

     Morphometric parameters studied in this paper include the number of streams (Nu), the rank of streams (U), the length of streams (L), bifurcation coefficient (Rb), roughness coefficient (Bb), drainage density (Dd), frequency of streams  (F), shape factor (Rf), roundness coefficient (Rc) and rectangle coefficient are equivalent (Re). The results showed that according to the number of waterways (184 waterways), the existence of first, second, and third-degree waterways, the length of waterways, the high ratio of waterway lengths to the area of the basin, and the high unevenness coefficient of the erodible area And requires optimal planning and management. Also, landform studies in the study area showed that with the help of morphometric features, they determined the susceptibility of landforms to erosion in the area. So that after preparing the landforms using the topographic position index (TPI) and considering erosion-sensitive areas through morphometric features, erosion-sensitive landforms in the study area were identified. By comparing the landform map and the erosion zoning map of the study area, it was found that Class 2 landforms (U-shaped valley) and Class 4 landforms (high drains) have the highest erosion. The results showed that with increasing the drainage density, the amount of erosion increases.

    Conclusion 

    After mapping the landforms using the topographic position index (TPI) and considering erosion-sensitive areas through morphometric features, erosion-sensitive landforms in the study area were identified. So that the increase in the number of waterways and their length in the watershed indicates an increase in erosion. Then, the topographic position index (TPI), which distinguishes between hollow and bulge, was considered as one of the geomorphometric indicators. The lower and upper limits of the index (TPI) for the study area were calculated as -39.21 and 33.51, respectively. Areas with negative TPI indicate low topography (concavities and pits) while areas with positive TPI indicate high topography (convex or ridges). The presence of dimples and holes (in areas with low TPI) increases the latency of surface currents in the area and causes water infiltration, which in turn can have a significant impact on the storage of precipitation and surface runoff. Have. The results of studies of morphometric parameters indicate that the erodibility conditions of the region are more favorable and the situation is critical. Analysis of classified data showed that the area and length of the canal are effective in erosion. By comparing the landforms map and the waterways map of the study area, it was found that the 4th floor landforms (U-shaped valleys) and the 3rd-floor landforms (high drainages) have the highest erodibility. Also, with an increasing degree of unevenness, the amount of erosion in the area increases, which in landforms located at high altitudes, such as ridges (Class 8 and 10 landforms), the highest amount and, consequently, the highest sensitivity of these landforms are determined. Class 3 locations have the highest drainage density. Due to its natural features, morphometric and physiographic features, the study area is round, which makes the time of short concentration and literal peak larger and more prone to flooding. By examining other morphological components, we came to the conclusion that the study area is prone to erosion.

    Keywords: Morphometry, landform, Topographic Position Index (TPI), Erodibility
  • Hadi Eskandari Damneh, Hamed Eskandari Damaneh, Hassan Khosravi *, Meysam Cheraghi, Mohsen Adeli Sardooei Pages 86-100
    Background and Objective

     Land degradation is one of the destructive phenomena that threaten the stability and security of ecosystems, especially in arid areas. Land degradation can lead to reduced soil fertility and productivity, population migration and displacement, food insecurity, and ecosystem destruction. Despite widespread efforts to combat land degradation, this problem has not only not diminished in recent decades but has gradually intensified. Therefore, monitoring land degradation and revealing its characteristics is essential for land management and recovery, and this monitoring in arid areas facilitates proper management and control of this phenomenon. Monitoring of land degradation in these areas is possible using remote sensing data so that this science will be widely used to monitor land degradation in areas. Considering the importance of land degradation and the need for land monitoring, this study was performed to understandthe degradation situation in Isfahan city properly. Also, this study tries to create appropriate and timely management for the spread of degradation using modeling of environmental indicators obtained from satellite data in the period 2011-2021.

    Materials and Methods 

    In this study, Landsat satellite imagery, TM, and OLI sensors were used to study the trend of land-use change. In addition, the data from field visits were also used as ancillary information. Satellite images were processed and analyzed in ENVI software environment. The supervised maximum classification method was used to prepare a map of land-use changes. Then, all land uses in the study area were divided into agricultural lands, rangelands, barren and saline lands, and urban and man-made areas. Finally, the obtained layers were transferred to ArcGIS software to calculate the land use area and prepare a suitable output map. After investigating land-use changes, SI soil salinity indices and Albedo climatic index, NDVI, and the LSM vegetation index were designed using the maximum likelihood method. SI soil salinity index is one of the main indicators of land degradation assessment. This index extracted from satellite images can assess soil salinity in arid and semi-arid regions, calculated using Equation SI=√(ρ_Blue×ρ_Red ) (ρBlue and ρRed, are the red and blue bands on the TM and OLI sensors, respectively). The surface albedo index obtained from remote sensing data is a physical parameter that expresses the sun's surface reflection characteristics and short wavelengths. This physical parameter is affected by vegetation, soil moisture, and other surface conditions. Therefore, by studying the changes in Albedo, it is possible to look at the changes in the ground surface and the result of land degradation. Equation AIbedo = 0.356 ρ_Blue + 0.130ρ_Red +0.373ρ_NIR+0.085ρ_SWIR1+0.072ρ_SWIR2-0.018 (The ρ band corresponds to the Landsat TM and OLI sensor images) was used to calculate the surface albedo in TM and OLI sensors in this study. The NDVI index, which is obtained from Landsat satellite images, TM and OLI sensors, was used to study the vegetation in this study. This index is most sensitive to changes in vegetation and is less susceptible to the effects of climate and soil, except in cases where vegetation is low. Another important parameter for land degradation is soil moisture content, which was studied using changes in the LSM index. Finally, the primary component analysis (PCA) method between Albedo, SI, NDVI, and LSM indices was used to estimate land degradation (LD) in 2011, 2016, and 2021. First, the desired indicators were normalized, and then the amount of land degradation for each year was estimated. So that large amounts of land degradation indicate the maximum land degradation.

    Results and Discussion

     The trend of land-use changes in Isfahan city in four uses of agricultural lands, rangelands, barren and saline lands, and urban and man-made areas in the period of 2011-2021 showed that between 2011-2016, agricultural lands and rangelands have decreased by 5.7 and 5.06, respectively. In contrast, barren and saline lands and urban and man-made areas increased by 10.45% and 1.51%, respectively. On the other hand, from 2016 to 2021, agricultural lands and rangelands have decreased by 0.75 and 1.25 percent, respectively, and barren and salty lands, urban and man-made areas have increased by 1.51 and 0.5 percent, respectively. Also, from 2011 to 2021, agricultural lands and rangelands decreased by 6.45 and 6.32 percent, respectively, and land use of barren and salty lands, urban and man-made areas increased by 11.96 and 0.8 percent, respectively. The study of the trend of land use changes showed that in this period of 10 years, the trend of destruction of agricultural lands and rangelands was decreasing, and barren and saline land and urban and man-made areas were increasing. The changes in desertification classes showed that the medium, high, and very high desertification classes have increased. The area of desert lands rose from 3428, 2817, and 1340 in 2011 to 4079, 4276, and 4302 Km2 in 1400, respectively. Low and very low classes have changed from 2826 and 5295 in 2011 to 574 and 2475 Km2 in 2021. These changes indicate an increase in desertification in Isfahan, which is due to land-use changes, especially the conversion of rangelands into agricultural lands and frequent droughts and drying of the Zayanderud River, which abandoned agricultural lands and turned them into barren and salty lands. On the other hand, with the dryness of the air, frequent droughts, and drying of the Zayanderud River, the soil moisture has decreased, which has caused salinization of the soil and increased unusable quality lands of this city. Also downstream of the Zayanderud River is Gavkhoni Wetland, one of the most important wetlands in Iran. Due to the reduction of incoming water, the surrounding beds have become barren and saline lands, which indicates the increasing desertification of this wetland.

    Conclusion

     It can be concluded that by using the indicators estimated from remote sensing images, it is possible to monitor the destruction and desertification process with reasonable accuracy and put the necessary measures to deal with this destructive phenomenon on the agenda. In this study, the process of land degradation in Isfahan city was estimated over time, based on which the necessary programs and policies can be applied to deal with this phenomenon.

    Keywords: Desertification, Soil salinity, Climate Change, degradation process
  • Moien Jahantigh *, Mansour Jahantigh Pages 101-130
    Background and Objective 

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

    Materials and Methods

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

    Results and Discussion

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

    Conclusion

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

    Keywords: Vegetation changes detection, Landsat, MODIS, Nimrozre, ESTARFM model