فهرست مطالب نویسنده:

احسان قلعه

  • ماهرخ قضایی*، نازفر اقازاده، احسان قلعه، الهامه عبادی

    کمبود منابع آب سطحی سبب برداشت بی رویه از آب زیرزمینی در بسیاری از نقاط جهان و افت شدید سطح سفره های آب زیرزمینی شده است. با افزایش روزافزون جمعیت برداشت بی رویه از این منابع بیشتر شده و این ذخایر طبیعی با تهدید جدی مواجه شده اند. از طرفی تغییرات کاربری اراضی بر روی منابع آب زیرزمینی موثر بوده و کمیت و کیفیت آب های زیرزمینی را تحت تاثیر قرار می دهد. پژوهش حاضر به منظور پایش سطح آب های زیرزمینی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و رابطه ای که می تواند با کاربری اراضی داشته باشد، انجام شد. جهت دست یابی به نتیجه موردنظر با استفاده از روش شی ءگرا نقشه طبقه بندی کاربری اراضی برای هر دو سال استخراج شد و سپس به منظور پایش سطح تراز آب های زیرزمینی نقشه سطح آب های زیرزمینی منطقه مورد مطالعه برای هر دو سال با روش گوسی (Gaussian) که دقیق ترین روش شناخته شد، استخراج گردید. بررسی ها نشان داد که رابطه قوی و معناداری بین کاربری اراضی و سطح آب های زیرزمینی وجود دارد. نتایج نشان داد که بیشترین میانگین تراز آب در سال 1380 برای کاربری کشاورزی آبی با 34.2 متر و کمترین میانگین تراز آب برای محدوده پهنه ی آبی با 15.02 متر و بیشترین میانگین تراز آب در سال 1395 متعلق به کاربری کشاورزی آبی با 37.08 متر و کمترین میانگین تراز آب مربوط به کاربری جنگل با 15.99 متر می باشد.

    کلید واژگان: آب های زیرزمینی، روش های زمین آمار، طبقه بندی شیءگرا، کاربری اراضی
    MAHROOKH GHAZAYI*, NAZFAR AGHAZADEH, EHSAN GHALEH, ELHAMEH EBADDYY

    The depletion of surface water resources has necessitated uncontrolled groundwater abstraction in various regions worldwide, resulting in substantial reductions in groundwater table levels. As populations continue to expand, the extraction of these essential resources has intensified, posing a significant threat to natural reserves. This study aims to monitor groundwater levels through the analysis of satellite imagery and to investigate the correlation between these levels and land use patterns. To accomplish this objective, relevant satellite images were acquired and subjected to appropriate pre-processing. An object-oriented methodology was employed to generate land use classification maps for two distinct years, alongside a land use change map covering a fifteen-year period from 2000 to 2015. Moreover, groundwater level maps for the study area were produced for both years utilizing the Gaussian method, recognized as the most accurate approach. The findings indicate a robust and significant relationship between land use and groundwater levels, revealing that areas with higher vegetation exhibit lower groundwater levels compared to other regions. This phenomenon can be attributed to the hydrological dynamics that facilitate the movement of water from higher potential zones to these areas. Additionally, irrigated agricultural practices demonstrated the most pronounced average decline in water levels relative to other land uses, underscoring the excessive reliance on groundwater for irrigation in the study area. The results further illustrate that the conventional kriging method with Gaussian variance surpasses other techniques in estimating groundwater table depths across both statistical periods. Analysis through conventional kriging reveals a general decline in groundwater levels throughout the majority of the plain during the study period, with a maximum decrease of 40 meters and an average reduction of 15 meters.

    Keywords: Groundwater, Geostatistical Methods, Object-Oriented Classification, Land Use
  • احسان قلعه، صیاد اصغری سراسکانرود*، فریبا اسفندیاری، بتول زینالی

    مشاهدات فرسایش خاک و بار رسوب برای رودخانه ها در بسیاری از نقاط جهان، به ویژه در کشورهای در حال توسعه بسیار کم است و همچنین تولید و انتقال رسوب معلق در سیستم رودخانه ای دارای فرآیند پیچیده ای است که تحت تاثیر عوامل زیادی می باشد. یکی از این عوامل، ویژگی های فیزیوگرافی حوزه های آبخیز است که بخش مهمی از مطالعات فرسایش و رسوب بوده و اثر تعیین کننده ای در ویژگی های هیدرولوژیکی دارند. لذا هدف از مطالعه حاضر بررسی عوامل کنترل کننده رسوب معلق رودخانه قره سو استان اردبیل با استفاده از تحلیل مولفه های اصلی (PCA) و رگرسیون چندمتغیره است. به منظور تعیین ارتباط بین متغیرهای مورد استفاده از جمله ارتفاع، مساحت، محیط، شیب، طول آبراهه اصلی، تراکم زهکشی، بارش بیشینه، زمان تمرکز، دبی، ضریب فرم حوضه، ضریب گردی، ضریب گشیدگی، شاخص شکل حوضه، نسبت لمنیسکیت، پوشش گیاهی و سازندهای فرسایش پذیر با رسوب هر حوضه، ابتدا از آزمون همبستگی پیرسون جهت ارزیابی میزان همبستگی بین متغیرهای مستقل و متغیر وابسته (رسوب) و سپس از تحلیل رگرسیون چند متغیره گام به گام استفاده شد. همچنین جهت شناسایی عوامل تاثیرگذار بر میزان تولید رسوب حوضه از بین متغیرهای موجود، از روش تحلیل مولفه های اصلی استفاده شد. نتیجه بررسی ارتباط بین متغیرهای حوضه با رسوب نشان داد که مقدار رسوب تولیدی با متغیر زمان تمرکز، همبستگی مثبت داشته و در سطح 5 درصد معنی دار بوده است. همچنین نتایج تحلیل مولفه های اصلی نشان داد که چهار عامل مساحت، طول آبراهه اصلی، زمان تمرکز و ضریب کشیدگی به ترتیب با 230/37 درصد، 735/24 درصد، 950/16 درصد و 849/9 درصد از واریانس تمامی متغیرهای پژوهش را تبیین می کنند که نشان می دهد 4 عامل مذکور بیش از 88 درصد تولید رسوب در حوضه قره سو را بر عهده دارند. نتایج حاضر ضمن معرفی عوامل تاثیرگذار بر میزان تولید رسوب در حوزه آبخیز قره سو، می تواند برای برآورد رسوب به مناطق فاقد آمار تعمیم داده شود.

    کلید واژگان: پارامترهای هیدروژئومورفولوژی، رسوب معلق، رگرسیون گام به گام، روش PCA
    Ehsan Ghale, Sayyad Asghari Sarasekanrood*, Fariba Esfandyari, Batool Zeynali
    Introduction

    Water erosion is the result of interactions between various environmental factors such as topography, soil characteristics, climate characteristics, runoff and land use and management. Sediment production is highly dependent on runoff, so doubling the speed of runoff increases its leaching capacity and transportability up to five and six times. Knowing the effective factors in sediment production plays an important role in determining the amount of sedimentation of a watershed and understanding the phenomenon of erosion and its consequences, and it can be used in prioritizing the sub-basins of a watershed. The purpose of this research is to investigate the relationship between morphological characteristics and the amount of sediment production in the catchment area of the Gharasu River in Ardabil using principal component analysis and multivariate regression, in this regard, using 16 independent variables and 1 dependent variable in 13 sub-basins of the Gharasu River.

    Methodology

    As one of the sub-basins of the Aras catchment basin, Gharasu catchment is located in the geographical coordinates of 47°31' to 48°47' east longitude and 37°47' to 38°52' north latitude. In this study, 1:100,000 scale geological maps, 1:25,000 scale topographic maps, and discharge and suspended sediment statistics and information of 13 hydrometric stations of Gharasu River sub-basin were used in the 50-year period from 1350 to 1399. In order to check the correlation between independent and dependent variables and to test the normality and normal distribution of data, Shapiro-Wilk and Kolmogorov-Smirnov tests were used in SPSS software. Also, in this research, the OLI Landsat 8 satellite images were used to extract the vegetation cover index (NDVI). For this purpose, step-by-step linear regression is used to determine the most effective variables and to determine the most appropriate statistical relationship between suspended sedimentation and the variables used, and principal component analysis is used to determine the most effective factors of suspended sediment production in the watershed.

    Results

    In this study, the average annual suspended sediment of the basin was considered as dependent variable and other parameters as independent variables, and Pearson correlation method was used to check the correlation between independent variables and dependent variable. The variables of time of concentration, length of the main waterway, area, Slenderness ratio, perimeter and slope have a higher correlation with the amount of sediment production in the basin than other variables. Based on the models obtained from sediment correlation analysis, the amount of sediment produced with the concentration time variable had a positive correlation and was significant at the 5% level. The results of the analysis of the principal components show that the four factors of area, length of the main waterway, concentration time and slenderness ratio of the basin have an eigenvalue greater than 1, and the number of extracted factors is 4 factors. The first factor (area) has been able to explain 37.230 percent of the variance of all research variables. This value is 24.735, 16.950 and 9.849 percent for the second factor (length of the main waterway), the third factor (concentration time) and the fourth factor (slenderness ratio) respectively.

     Discussion & Conclusions

    The present research was conducted with the aim of investigating the relationship between geomorphic parameters, vegetation and erodible formations of selected sub-basins of Gharasu basin with the average annual sediment. For this purpose, the statistics and information of 17 variables (16 independent variables and 1 dependent variable) were obtained for 13 sub-basins of Gharasu basin from the regional water of Ardabil province. The relationship between geomorphic parameters and annual precipitation was determined using stepwise multivariate regression method. The research results indicate that geomorphic parameters have a high correlation with the amount of annual sediment production and can be used in sediment prediction. Meanwhile, the variables of concentration time, length of the main waterway, area, slenderness ratio, perimeter and slope have a higher correlation with the amount of sediment production in the basins than other variables. Among these variables, the basin concentration time variable was used in the final step-by-step regression model and was selected as the sediment predictor variable. This variable alone can predict 98% of annual precipitation. In order to ensure the appropriateness of the data, the KMO coefficient was used to analyze the main components. The value of KMO = 0.78, as a result, the data will be suitable for factor analysis. The results showed that the four factors of area, main waterway length, concentration time and elongation factor could explain 88.754% of the variance of all research variables.

    Keywords: PCA Method, Hydrogeomorphological Parameters, Suspended Sediment, Stepwise Regression
  • صیاد اصغری*، احسان قلعه، فریبا اسفندیاری درآباد، بتول زینالی

    فرسایش به وسیله آب، جدی ترین شکل تخریب زمین در بسیاری از نقاط جهان به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است که در آن میزان تشکیل خاک معمولا کمتر از میزان فرسایش آن می باشد. در این تحقیق کارایی مدل های شبکه عصبی مصنوعی به دو روش تابع شعاع محور(RBF) و پرسپترون چند لایه(MLP) در تخمین رسوب معلق در حوضه قره سو استان اردبیل مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از داده های 3834 رسوب روزانه ثبت شده مربوط به دوره آماری سال 1350 تا 1399 استفاده شد. به منظور بررسی همبستگی بین متغیرها برای ورود به عملیات مدلسازی از روش همبستگی پیرسون استفاده گردید و جهت پیش بینی و مدلسازی رسوب در حوضه موردنظر از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. نتایج نشان می دهد که انتخاب تعداد 3 نرون در لایه پنهان با داده های ارزیابی، آموزش و جدانگه داشته شده به ترتیب با مقادیر 2618، 701 و 515 برای مدل RBF و تعداد 8 نرون در لایه پنهان با داده های ارزیابی، آموزش و جدانگه داشته شده به ترتیب با مقادیر 2592، 709 و 533 برای مدل MLP، بیشترین دقت پیش بینی را دارا می باشند. بطوریکه دقت پیش بینی در مدل RBF با ضریب همبستگی 941/0=R2 و 002/65=RMSE و در مدل MLP با ضریب همبستگی 917/0=R2 و 244/88=RMSE می باشد. با توجه به مشکلات اندازه گیری رسوبات بار کف و اریب زیاد ناشی از محاسبه بار بستر به عنوان درصدی از بار معلق، می توان توصیه نمود که از مدل شبکه عصبی مصنوعی RBF به عنوان یک روش قدرتمند، سریع و با دقت بالا برای تخمین رسوب استفاده شود. همچنین نتایج حاضر ضمن معرفی عوامل تاثیرگذار بر میزان تولید رسوب در حوزه مورد مطالعه ، می تواند برای برآورد رسوب به مناطق فاقد آمار تعمیم داده شود.

    کلید واژگان: شبکه عصبی مصنوعی، روش RBF، روش MLP، قره سو
    Sayyad Asghari *, Ehsan Ghaleh, Fariba Esfandiary Darabad, Batool Zeinali
    Introduction

    Sediment that consists of solid particles with organic matter transported by water is called suspended sediment. In other words, the sediment load is the flow of the total sediment output from the catchment or drainage basin that can be measured in the desired cross-section and in a certain period of time. In most natural rivers, most of the sediments are transported as suspended load. The sediments collected by the rivers cause many problems, including sedimentation in the reservoirs of dams and reducing their useful volume, changing the course of the river due to sedimentation in their bed, reducing the capacity of canals and water transfer facilities, and changing the quality of water in terms of drinking and agriculture. . However, no direct or indirect experimental model developed to evaluate this process has been universally accepted. Therefore, sediment transport has been considered by engineers from different aspects and different methods have been used to estimate it. One of the methods of estimating suspended sediment is artificial neural network. Artificial neural network is a computing mechanism that is able to provide a series of new information by taking information and calculating it. Considering that the structure of the human brain has a very high ability to process complex, non-linear and parallel information.

    Methodology

    As one of the sub-basins of the Aras catchment basin, Gharasu catchment is located in the geographical coordinates of 47°31' to 48°47' east longitude and 37°47' to 38°52' north latitude.In this study, the statistics and information of 17 variables in 13 sub-basins of the Gharasu River, which were extracted by the regional water organization of Ardabil province, were obtained from this organization. In order to model the artificial neural network from the data of 3834 daily sediments recorded in 13 sediment measuring stations in the studied sub-basins during a 50-year statistical period corresponding to the statistical period of 1350 to 1399 and also from the digital topographic maps of the 1:25000 scale of the Geographical Organization of the Armed Forces to Validation of basin demarcation was used. In choosing this common time base, criteria of completeness, sufficient length of data and use of the latest available data were taken into consideration. Then the normality and correlation between the obtained data were evaluated and two methods of Radius Axis Function (RBF) and Multilayer Perceptron (MLP) were used in SPSS software to model the artificial neural network.

    Results and Discussion

    recorded suspended sediment (3834 cases) in the relevant statistical period was considered as a dependent variable and flow rate as an independent variable separately for each sub-basin, and Pearson's correlation method was used to check the correlation between the independent variable and the dependent variable.According to the correlation matrix of the variables, it can be seen that Barouk sub-basin has the highest correlation and Arrab Kendi and Pol Almas sub-basins have the lowest correlation. After modeling the data by two artificial neural network models (RBF and MLP), the amount of sediment for each year was predicted by these models and R2 and RMSE values were also calculated for them. In order to determine the number of neurons in the hidden layer, the values of the neurons in this layer were evaluated by trial and error, and according to the results, choosing the number of 4 neurons for the RBF model and 3 neurons for the MLP model has the highest prediction accuracy in the evaluation data and It also shows in the test data. The accuracy of prediction in RBF model with correlation coefficient R2=0.941 and RMSE=65.002 is compared to MLP model with R2=0.917 and RMSE=88.244.Based on the scatter diagram between the real data and the estimated data, it was determined that the average of the real values is 4.636, which is 4.367 for the RBF model and 3.534 for the LMP model, which indicates better accuracy in Modeling and the closeness of the RBF model value to the real value. Regarding the median index and the mode index, which represent the most repeated data in the statistical collection, for the real values, the numbers are 4.117 and 3.246, respectively, and for the RBF model, the numbers are 4.425 and 4.213, respectively, which are the closest values. It is considered as a real amount.

    Conclusion

    So far, various forecasting models have been used to estimate river sedimentation. Some of these models have estimated the amount of sediment by combining different physical parameters of the basin, climate and even the output of satellite images. Artificial neural network models are widely used in forecasting geographic models today.In this research, two artificial neural network models, radial axis function (RBF) and multi-layer perceptron (MLP) in SPSS software have been used to estimate the sediment of Gharasu River in Ardabil province. In this study, recorded suspended sediment (3834 cases) in a 50-year statistical period was considered as a dependent variable and flow rate as an independent variable separately for each sub-basin, and Pearson's correlation method was used to check the correlation between the independent variable and the dependent variable. It was found that Barouk sub-basin had the highest correlation and Arbab Kendi and Pol Almas sub-basins had the lowest correlation. After modeling the data by artificial neural network model, the amount of sediment for each year was predicted by these models and R2 and RMSE values were also calculated for them. The prediction accuracy of RBF model with correlation coefficient R2=0.941 and RMSE=65.002 is higher than MLP model with R2=0.917 and RMSE=88.244, and it has a better performance in estimating suspended sediment in the study basin.Also, the average value of the real values is equal to 4.636, which is equal to 4.367 for the RBF model. This research showed that in all studied stations, the RBF method provides more accurate estimates of suspended sediment than the MLP model. Of course, due to the existence of complex relationships between flow rate and suspended sediment, the appropriate model should be determined in each hydrometric station to estimate this variable more accurately,

    Keywords: Artificial Neural Network, RBF Method, MLP Method, Gharasu
  • عقیل مددی*، صیاد اصغری، زهرا زارعمند، احسان قلعه

    زلزله یکی از مهم ترین مخاطرات محیطی بسیاری از شهرهای ایران به شمار می آید. در این رابطه، ارزیابی مکانی و ریزپهنه بندی آسیب پذیری لرزه ای شهرها از الزامات اساسی در برنامه ریزی کاهش اثرات زلزله محسوب می شود. در پژوهش حاضر، آسیب پذیری لرزه ای کلان شهر کرمانشاه مورد بررسی قرار می گیرد. عبور سه خط گسلی مهم از مجاورت و داخل محدوده شهر کرمانشاه باعث زلزله خیزی این منطقه شهری شده است. یکی از اقدامات اساسی به منظور کاهش آسیب پذیری شهر کرمانشاه نسبت به خطر زلزله ارزیابی و پهنه بندی لرزه ای شهر می باشد تا از این طریق نسبت به برنامه ریزی های کاهش اثرات زلزله اقدام شود. در این زمینه از 11 متغیر موثر بر آسیب پذیری لرزه ای شهر استفاده شد. این متغیرها عبارتند از: فاصله از گسل ها، شیب، لیتولوژی، تراکم جمعیت، کاربری اراضی، تراکم مسکونی، شبکه های ارتباطی اصلی شهر، دسترسی به بیمارستان ها، شعاع عملکردی ایستگاه های آتش نشانی، فاصله از تاسیسات خطرزا و دسترسی به فضاهای باز شهری. برای ترکیب این متغیرها از تکنیک تاپسیس فازی در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی استفاده شد. نتایج پژوهش نشان دهنده این است که در حدود 32 درصد از مساحت شهر کرمانشاه در کلاس آسیب پذیری زیاد و بسیار زیاد قرار گرفته است. محلات واقع در قسمت های مرکزی شهر(هسته اولیه شهر) از آسیب پذیرترین محلات شهری کرمانشاه نسبت به مخاطره زلزله به شمار می آیند. در این زمینه عواملی مانند مجاورت با گسل های حاشیه جنوبی شهر، تراکم بالای جمعیتی، تراکم بالای مسکونی، حاشیه نشینی، وجود بافت فرسوده شهری و فقدان یا کمبود شدید فضاهای باز شهری از جمله مهم ترین دلایل آسیب پذیری بالای این محلات نسبت به زلزله محسوب می شوند.

    کلید واژگان: آسیب پذیری، زلزله، GIS، مدل تاپسیس فازی، شهر کرمانشاه
    Aghil Madadi *, Sayyad Asghari, Zahra Zaremand, Ehsan Ghale

    The earthquake is one of the most important environmental hazards in many Iranian cities. In this regard, spatial assessment and micro-zoning of seismic vulnerability of cities are essential requirements in earthquake mitigation planning. In the present study, seismic vulnerability of Kermanshah metropolis is investigated. Crossing three important fault lines in the vicinity of Kermanshah city has caused earthquake hazard in this urban area. One of the main measures to reduce the vulnerability of Kermanshah city to earthquake risk is seismic assessment and zoning of the city in order to implement earthquake mitigation plans. In this context, 11 variables affecting the seismic vulnerability of the city were used. These variables are: fault distance, slope, lithology, population density, land use, residential density, and major communication networks, access to hospitals, operating radius of fire stations, and distance from hazardous facilities, and access to urban open spaces. Fuzzy TOPSIS technique was used to combine these variables in the context of GIS. The results show that about 32% of the area of Kermanshah is in a very high vulnerability class. Neighborhoods located in the central part of the city (the core of the city) are among the most vulnerable to earthquake hazards in Kermanshah. In this context, factors such as proximity to faults in the southern margin of the city, high population density, high residential density, marginalization, the presence of worn urban texture, and the lack or severe shortage of open urban spaces are among the most important causes of high vulnerability of these neighborhoods.

    Keywords: Vulnerability, Earthquake, GIS, Fuzzy TOPSIS Model, Kermanshah
  • موسی عابدینی*، مریم محمدزاده شیشه گران، احسان قلعه

    جنگل ها ازنظر تامین تعادل اجتماعی و زیست محیطی جایگاه فوق العاده مهمی در اکوسیستم دارد. بزرگ ترین خطر برای چنین جنگل هایی، آتش سوزی است. هرساله سطوح زیادی از جنگل های منطقه زاگرس در غرب ایران، دستخوش آتش سوزی می شود و از بین می رود؛ بنابراین برآورد شکل گیری و ویژگی های رفتاری آتش برای مقابله با آن بسیار مهم است. بهره گیری از داده ها و تصاویر ماهواره ای مناسب و در دسترس، اطلاعات مفیدی را درباره شرایط پیش و پس از آتش سوزی عرصه های جنگلی فراهم می کند. این پژوهش، با هدف برآورد مساحت مناطق گرفتار حریق و آگاهی از کارایی، قابلیت داده های ماهواره لندست و شاخص های NBR و dNBR در تشخیص، ارزیابی و تهیه نقشه جنگل های سوخته شده منطقه زاگرس انجام شد. برای این منظور، پس از تهیه تصاویر لازم، آتش سوزی های اتفاق افتاده در خردادماه سال 1399 در جنگل های زاگرس با بهره گیری از تکنیک های سنجش از دور و انجام پردازش های لازم بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده آن بود که شاخص های NBR و dNBR اطلاعات مناسبی را درخصوص تاثیر آتش سوزی و روند تغییرات آن در اختیار قرار می دهد؛ همچنین 13685 هکتار از جنگل های زاگرس در این آتش سوزی طعمه حریق شده اند.

    کلید واژگان: آتش سوزی، شاخص های NBR و dNBR، طبقه بندی، زاگرس
    Mousa Abedini *, Maryam Mohamadzadeh Shishegaran, Ehsan Ghale

    Forests have an extremely important place in the ecosystem in terms of providing social and environmental balances. Fire is the greatest danger to forests. Therefore, estimating fire formation and its behavioral characteristics is very important to deal with this issue. Every year, large areas of forests in the Zagros region in western Iran are burned and destroyed. The extent and distribution of fires, the mountainous terrain, and the difficulty of crossing the predominantly forested areas of the Zagros Mountain Range have hampered managers’ abilities to obtain quantitatively reliable information about the burned areas, levels of damage, as well as their statistics and factual information. Utilizing appropriate and available satellite data and images can provide useful information about pre- and post-forest fire conditions. The aim of this study was to estimate fire affected areas and be aware of the efficiency and capability of Landsat satellite data and NBR and dNBR indices in identifying, evaluating, and mapping the burned forests of Zagros region. For this purpose, after preparing the required images, the fires that occurred in June 2016 in the forests of Zagros were investigated by using remote sensing techniques and the necessary processing. The results showed that NBR and dNBR indices provided good information about the impact of fire and its changes. 13685 hectares of Zagros forests were burned in this fire in 2016.

    Keywords: fire, NBR, dNBR indices, Classification, Zagros
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، مصطفی امیدی فر، احسان قلعه

    شناخت لندفرم ها و نحوه پراکنش آنها از نیازهای اساسی در علم ژیومورفولوژی کاربردی و سایر علوم محیطی است و نقشه لندفرم ها نمایانگر اشکال سطح زمین و نیز ماهیت فرآیندهایی است که در زمان حاضر رخ می دهند. هدف از این تحقیق، شناسایی لندفرم ها و کاربری های اراضی حوضه آبریز قرنقو با استفاده از روش های طبقه بندی شی گرا شامل الگوریتم نزدیکترین همسایه و آستانه گذاری می باشد. بدین منظور از تصاویر ماهواره لندست برای بازه زمانی 1990 (TM) و 2020 (OLI) استفاده شد. برای اعمال طبقه بندی در گام نخست تصحیحات اتمسفری و رادیومتریکی بر روی تصاویر اعمال شد و سپس به منظور شناسایی و استخراج بهتر پدیده ها از الگوریتم های PCA و MNF استفاده شد. برای انجام طبقه بندی تصاویر ماهواره ای نیز از روش های طبقه بندی شی گرا شامل روش نزدیکترین همسایه و آستانه گذاری بهره گرفته شد. برای صحت نقشه های تولید شده با استفاده از ضریب کاپا و صحت کلی استفاده گردید. نتایج ارزیابی روش های مورد استفاده نشان داد که روش نزدیکترین همسایه دارای دقت بیشتری نسبت به روش آستانه گذاری می باشد. همچنین نتایج حاصل از طبقه بندی نشان داد که بیشترین میزان تغییرات کاهشی در خلال سال های 1990-2020 مربوط به کاربری مرتع متراکم می باشد، چرا که 49/12 درصد کاهش داشته است و بیشترین میزان تغییرات افزایشی مربوط به کاربری زراعت آبی می باشد که 83/10 درصد افزایش داشته است که مهمترین علت این افزایش مساحت را می توان به احداث سد سهند در طول زمان ارتباط داد.

    کلید واژگان: ژئومورفولوژی، طبقه بندی شی گرا، لندفرم، حوضه آبریز قرنقو، شمال غرب ایران
    Sayyad Asghari Saraskanrood *, Mostafa Omidifar, Ehsan Ghale

    Identification of landforms and the way of their distribution is one of the basic needs in applied geomorphology and other environmental sciences and landform maps show the shapes of the earth's surface. This project aims to identify the landforms of the Qaranqu catchment area using object-oriented classification methods including nearest neighbor algorithm and thresholding. Landsat satellite imagery for 1990 (TM) and 2020 (OLI) was used for this purpose. First, to apply the classification, atmospheric and radiometric corrections were applied to the images, then to better identify and extract the phenomena, principal component analysis (PCA), and MNF algorithms were used to classify satellite images using classification methods. Object-oriented, which included the nearest neighbor method and thresholding was used. For the accuracy of the maps produced using the two methods of Kappa index and the overall accuracy of the use, the results revealed that the nearest neighbor method is more accurate than the thresholding method. The classification results showed that the highest rate of decreasing changes during 1990-2020 is related to dense rangeland because it has decreased by 12.49 percent and the highest rate of incremental changes is related to irrigate agriculture which is 10.83 percent. The most important reason for this increase is the construction of Sahand Dam over time. In the absence of well-organized planning and the adoption of appropriate policies, the destruction of rangeland will continue and turning it into arable land, which leads to irreparable environmental and economic losses in the region.

    Keywords: Geomorphology, Object Classification, landform, Qaranqu Watershed, Northwest of Iran
  • عقیل مددی، احسان قلعه*، الهامه عبادی، بهروز نظافت تکله

    حرارت سطح زمین شاخص مهمی در مطالعه مدل های تعادل انرژی در سطح زمین در مقیاس منطقه ای و جهانی است. با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش از دور می تواند جایگزین مناسبی برای برآورد حرارت سطح زمین باشد. در پژوهش حاضر به ارتباط کاربری های مختلف با دمای سطح زمین شهرستان کوثر و خودهمبستگی فضایی با استفاده از شاخص موران پرداخته شده است. به این منظور از تصاویر ماهواره ای لندست 8  (OLI) و لندست 5 (TM) استفاده گردید. تحقیق حاضر در چهار مرحله اصلی انجام گرفت: الف) تهیه تصاویر سال 1987 و 2015، ب) انجام پیش پردازش های لازم، ج) تهیه نقشه طبقه بندی با استفاده از روش شی گرا و د) استخراج دمای سطح زمین با الگوریتم پنجره مجزا. نتایج به دست آمده نشان داد که کاربری کشاورزی دیم و مرتع در سال 1987 و 2015 دارای دمای بالاتری نسبت به بقیه کاربری ها می باشند که دلیل این امر خشک بودن محصولات کشاورزی در بازه زمانی انتخاب شده است (ماه ژوین) که باعث بالا رفتن دمای این محصولات شده است. در مقابل کاربری مناطق آبی به خاطر ظرفیت گرمایی بالای خود در این سال ها حداقل میانگین دما را به خود اختصاص داده اند. همچنین با استفاده از شاخص تحلیل لکه های داغ (Hotspot) خوشه های سرد و گرم جزایر حرارتی کوثر استخراج گردید. در نهایت تحلیل خودهمبستگی فضایی با شاخص های موران جهانی نشان داد که دمای سطح زمین شهرستان کوثر دارای ساختار فضایی بوده و به شکل خوشه ای توزیع شده است.

    کلید واژگان: تصاویر لندست، طبقه بندی شیءگرا، کاربری اراضی، دمای سطح زمین، خودهمبستگی فضایی
    Aghil Madadi, Ehsan Ghale*, Elhame Ebadi, Behrouz Nezafat

    Land surface temperature is an important indicator in the study of ground energy balance models on a regional and global scale. Due to the limitations of meteorological stations, remote sensing can be a good alternative to estimating surface temperature. In the present study, the relationship between different land uses and ground surface temperature in Kosar city and spatial autocorrelation has been investigated using Moran index. Landsat 8 (OLI) and Landsat 5 (TM) satellite images were used for this purpose. The present study was carried out in four main stages: a) preparing images for 1987 and 2015, b) making the necessary predictions, c) preparing a classification map using the object-oriented method, and d) extracting the earth's surface temperature with Separate window algorithm. The results showed that dryland and rangeland agricultural uses in 1987 and 2015 have higher temperatures than other uses, due to the dryness of selected agricultural products in the selected period (June), which caused the temperature to rise. Is. In contrast, the use of water areas due to their high heat capacity in these years have the minimum average temperature. In addition, hot and cold clusters of Kosar thermal islands were extracted using the hot spot analysis index (Hotspot). Finally, the analysis of spatial autocorrelation with global Moran indices showed that the surface temperature of Kosar city has a spatial structure and is distributed in the form of clusters.

    Keywords: Landsat images, Object-oriented classification, Land use, Land surface temperature, spatial autocorrelation
  • موسی عابدینی*، الهامه عبادی، احسان قلعه

    پدیده فرونشست زمین یکی از مخاطراتی است که در طی سال های اخیر در بسیاری از مناطق رخ داده و معضلات زیادی را برای زمین های کشاورزی، مناطق مسکونی و جاده ها را در برخی از دشت های کشور به وجود آورده است. دشت ماهیدشت واقع در استان کرمانشاه یکی از این مناطق می باشد که در طی سال های گذشته برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در این دشت روند صعودی داشته است. بنابراین هدف از این پژوهش برآورد میزان فرونشست در دشت ماهیدشت می باشد. در این تحقیق جهت تعیین میزان افت سطح آب زیرزمینی و تهیه نقشه از نرم افزار GS+ و GIS و نیز مدل های مختلف روش کریجینگ(روش زمین آمار) استفاده شد. همچنین به منظور تعیین محدوده تحت تاثیر و نهایتا برآورد میزان فرونشست دشت از روش تداخل سنجی راداری به عنوان روشی قابل اطمینان و با دقت بسیار بالا، پوشش وسیع و توان تفکیک مکانی بالا استفاده گردید. نتایج نشان داد که بیشترین نرخ فرونشست در بازه زمانی 2015 -2020، 15 سانتی متر محاسبه گردید که این مقدار به سمت غرب و مرکز دشت کاهش یافته به صورتی که در قسمت غرب دشت، کمترین مقدار فرونشست مشاهده می گردد. همچنین با توجه به نقشه های استخراج شده از پهنه بندی آب های زیرزمینی، عمق آب زیرزمینی در دشت ماهیدشت از حداکثر 62/21 متر در سال 2015 تا حداکثر 90/23 متر در سال 2020 متفاوت است. به طوری که میزان افت آب های زیرزمینی در طی سال های مطالعاتی(2015 تا 2020)، به 28/2 متر رسیده است که پیامد این افت سطح آب زیرزمینی منجر به ایجاد فرونشست در منطقه گردیده است.

    کلید واژگان: آب های زیرزمینی، تداخل سنجی راداری، دشت ماهیدشت کرمانشاه، فرونشست
    Mousa Abedini *, Elhameh Ebady, Ehsan Ghale
    Introduction

     
    Landslides are one of the major geological problems around the world that cause compaction of subsurface layers. The cause of this phenomenon can be attributed to human activities such as uncontrolled abstraction of groundwater and natural activities such as earthquakes. Landslides are also one of the main geological hazards in the region, causing serious damage to buildings, roads, infrastructure and bridges. According to the US Geological Survey, subsidence involves the collapse or subsidence of the earth's surface, which can have a small displacement vector. Therefore, identifying and monitoring the subsidence phenomenon is one of the most important and vital issues to maintain stability in the regions. For this purpose, researchers use various methods to study and observe this phenomenon, which are divided into three categories based on the position of the tools used: Subsurface methods, Ground Based methods and Remote Sensing methods. One of the most important of these methods is remote sensing, which collects data from the air or space using satellites, airplanes, or unmanned vehicles and balloons. Radar interference or InSAR, as one of the methods of processing radar images in active remote sensing, is one of the most accurate and economical methods that allows the detection and detection of differences in altitudes created in the shortest time and for large areas. 

    Data and Method

    The study area is located in western Iran and one of the parts of Kermanshah city located in Kermanshah province is located in the area between latitudes 42 degrees and 9 minutes north and longitude 36 degrees and 2 minutes east. Radar interferometry studies in this study were taken by sentinel 1 satellite imagery of the C band. In this study, data from Sentinel 1 satellite in C-band were used. Using image processing with SARSCAPE 5.2 plugin in ENVI 5.3 software platform and using interferometry method, areas exposed to subsidence and the amount of subsidence in each area were determined. In the present study, the relationship between groundwater level drop and subsidence of Mahidasht plain has been investigated. For this purpose, groundwater depth data of 31 piezometer wells in Mahidasht plain were used. In terms of time, considering the accurate and available statistics, the statistics of 1394 and 1398 were cited. The steps of the research were as follows: after preparing the statistics of piezometric wells, the data reconstruction method was used to eliminate the deficiencies in the study data. The reconstruction method used, which was used only to correct the defects in the data, is the interpolation method, which was performed by Neural Power software (based on artificial neural network). To normalize the data, logarithmic transformations were used in SPSS 16 software and GS+ software was used for geostatistical analysis.

    Results and Discussion

     Examination of subsidence status during the study years shows that from 2015 to 2020, the rate of subsidence has increased. In Figure 1, the areas marked in red have the highest subsidence, the areas marked in green and yellow have the least subsidence, and the areas marked in black have no subsidence. According to the subsidence map of the region, the maximum average subsidence rate in the study area reaches 16 cm. According to the extracted subsidence map of the study area, it is observed that the highest amount of subsidence occurred in the eastern part of Mahidasht plain, which decreased to the west of the plain, so that in the western and south western part of the plain, the lowest Subsidence is observed.Relationship between groundwater extraction and land subsidence phenomenon Considering that groundwater abstraction is one of the important causes of subsidence in Mahidasht plain, in order to explain the trend of groundwater level changes, the general trend of annual water level of all wells were examined. According to the groundwater level interpolation map, the groundwater depth in Mahidasht plain varies from a maximum of 21.62 meters in 1994 to a maximum of 24.71 meters in 1998.

    Conclusion

    Land subsidence is a pervasive phenomenon in the world, which has had a significant quantitative and qualitative manifestation in recent decades, mainly due to the improper exploitation of groundwater resources and the intensification of its decline. In the present study, the relationship between groundwater level drop and subsidence of Mahidasht plain has been investigated. Examination of statistics related to the depth of study wells as well as groundwater level zoning maps confirm the decrease of groundwater level. In fact, over-harvesting and lack of balance between feeding the aquifers and draining them has caused the water table in the region to follow a continuous downward trend, with the emptying of water in the cavities of the aquifer and the displacement of water in these cavities with Air reduces the equilibrium pressure between the layers. Due to the disturbance of the balance between the pressure and the weight of the upper layers, due to the force of the weight of the upper layers, the aqueous layers are compressed and the water table decreases and because this decrease has a direct relationship with subsidence. Therefore, in order to deal with this environmental problem, it is recommended to prevent the development of subsidence in the region or to minimize the occurrence of this phenomenon as much as possible by managing land use in the area of subsidence and also adequate supervision over the extraction of underground resources.

    Keywords: Groundwater, Radar Interference, Mahidasht Plain Kermanshah, Subsidence
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، مریم محمدزاده شیشه گران، احسان قلعه

    هدف اصلی این تحقیق پایش سطح آب های زیرزمینی با استفاده از علم سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای و رابطه آن با کاربری اراضی می باشد. به همین منظور ابتدا تصاویر مربوطه اخذ و پیش پردازش های لازم بر روی هر کدام اعمال شد. سپس نسبت به مدل سازی و طبقه بندی تصاویر اقدام شد. به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی، نقشه طبقه بندی شده کاربری اراضی برای هر دو سال 2002 و 2018 با استفاده از روش طبقه بندی شی گرا استخراج شد و سپس به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی نقشه تغییرات کاربری اراضی برای بازه زمانی 16 ساله استخراج شد. بعد از استخراج نقشه تغییرات کاربری اراضی به منظور انتخاب بهترین مدل، برای سال 2002 مدل K-Bessel و برای سال 2018 مدل Circular دارای بیشترین دقت می باشند. نتایج نشان داد بیشترین میزان تغییرات مربوط به کاربری مرتع به کشاورزی دیم، کاربری مرتع به کشاورزی آبی، جنگل به کشاورزی آبی و کشاورزی دیم به کشاورزی آبی است. در میان کاربری های تغییریافته، کاربری جنگل کمترین میزان افزایش را داراست در حالی که میزان تغییر کاربری جنگل به دیگر کاربری ها به مراتب بیشتر است و این امر نشان دهنده سرعت تخریب جنگل ها نسبت به میزان احیای آن است. نتایج بررسی آب های زیرزمینی نشان داد که بیشترین و کمترین میانگین تراز آب در سال 2002 متعلق به کاربری کشاورزی دیم و کاربری مناطق کشت آبی و در سال 2018 نیز کاربری کشاورزی دیم دارای بیشترین میانگین تراز آب و کاربری جنگل دارای کمترین میانگین تراز آب بود که این امر نشان دهنده وضعیت بحرانی آ ب های زیرزمینی و استفاده بیش از حد از این منابع می باشد

    کلید واژگان: طبقه بندی شیءگرا، آب های زیرزمینی، روش های زمین آمار، پارس آباد
    Sayyad Asghari Saraskanrood*, Maryam Mohamadzadeh Shishegaran, Ehsan Ghale

    The main purpose of this research is to monitor the groundwater level using remote sensing science and satellite images and its relationship with land use. For this purpose, the relevant images were taken first and the necessary pre-processing was applied on each of them. Then the images were modelled and classified. In order to study land use changes, the land use classification map was extracted for 2002 and 2018 years using the object-oriented classification method and then to study land use changes, the land use change map was extracted for a period of 16 years. The highest rate of change is related to the use of rangeland to rainfed agriculture, rangeland to irrigated agriculture, forest to irrigated agriculture and rainfed agriculture to irrigated agriculture. Also, among the modified land uses, forest land use has the lowest increase. After extracting the land use change map in order to select the best interpolation model from different models, all models were evaluated and the Kriging method was more accurate than other methods, which among the different modes of the kriging method Also, K-Bessel model for 2002 and Circular model for 2018 have the highest accuracy. The results of groundwater survey showed that the highest and lowest average water level in 2002 belongs to rainfed agricultural use and water use and in 2018 rainfed agricultural use has the highest average water level and forest use has the lowest average water level.

    Keywords: object-oriented classification, groundwater, geostatistical methods, ParsAbad
  • موسی عابدینی*، احسان قلعه، نازفر آقازاده، مریم محمدزاه شیشه گران

    مطالعات نشان می دهد که نقش سنجش ازدور حرارتی در مطالعه و برآورد دمای سطح زمین بسیار حایز اهمیت است. حرارت سطح زمین شاخص مهمی در مطالعه مدل های تعادل انرژی در سطح زمین در مقیاس منطقه ای و جهانی است. با توجه به محدودیت ایستگاه های هواشناسی، سنجش ازدور می تواند جایگزین مناسبی برای برآورد حرارت سطح زمین باشد. هدف اصلی از این تحقیق پایش دمای سطح زمین و بررسی رابطه کاربری اراضی با دمای سطح با استفاده از تصاویر سنجنده OLI و TM به همین منظور ابتدا تصاویر مربوطه اخذ شد سپس نسبت به مدل سازی و طبقه بندی تصاویر اقدام شد. ابتدا بررسی تغییرات کاربری اراضی، نقشه طبقه بندی شده کاربری اراضی برای هر دو سال با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده استخراج شد و سپس بررسی تغییرات کاربری اراضی نقشه تغییرات کاربری اراضی برای یک بازه زمانی 28 ساله (1987-2015) استخراج شد . نتایج نشان داد که رابطه قوی بین کاربری اراضی و دمای سطحی وجود دارد. مناطق با پوشش گیاهی بالا و مناطق آبی دارای درجه حرارت پایین بودند. همچنین کاربری کشاورزی دیم دارای بیشترین میانگین دما نسبت به مناطق مجاور بود که نشان از خشک بودن محصولات کشاورزی در سطح شهرستان مشگین شهر است.

    کلید واژگان: دمای سطح زمین، LST، شهرستان مشگین شهر، کاربری اراضی
    Musa Abedin*, Ehsan Ghale, Nazfar Aghazadeh, Maryam Mohamadzadeh Sheshegaran

    Studies have shown that the role of thermal temperature measurement in studying and estimating surface temperature is very important. Earth surface temperature is an important indicator in the study of equilibrium energy models on the ground at the regional and global scale. Due to the limitation of meteorological stations, remote sensing can be a good alternative to earth surface temperature estimation. The main objective of this study is to monitor the surface temperature of the Earth using satellite imagery and a relationship that can have a surface temperature with land use. For this purpose, the relevant images were first obtained and the necessary pre-processes were applied to each one. Then it was compared to modeling and classification of images. Firstly, in order to study land use change, land use classification map was extracted for each two years using a controlled classification method. Then, to study the land use change, the land use change map was extracted for a period of 28 years (1987-2015). Became finally, in order to monitor the surface temperature, the surface temperature map of Meshginshahr was extracted. The results showed that there is a strong relationship between land use and surface temperature. High-vegetation areas and low-temperature blue areas. Also, rainfed farming has the highest average temperature relative to adjacent areas, which indicates the dryness of agricultural products in the Meshginshahr city.

    Keywords: Land surface temperature, LST, Meshginshahr city, Land use
  • صیاد اصغری سراسکانرود *، الهام ملانوری، شیوا صفری، احسان قلعه

    با توجه به تغییرات اقلیمی و کاهش عنصر بارش به عنوان یکی از اجزای اصلی آن، به ویژه در مناطق کوهستانی شمال غرب ایران، مطالعه و بررسی دقیق پدیده مهم آب و همچنین برف به دلیل اهمیت ذخیره گاه های برفی در تغذیه ذخایر آبی حایز اهمیت می باشد. با توجه به اهمیت شاخص های طیفی در سنجش ازدور و شباهت طیفی دو پدیده برف و آب، در مطالعه حاضر از شاخص های تفاضلی نرمال شده آب و برف و همچنین شاخص های تفاضلی نرمال شده، بدون پس زمینه برف/یخ و آب و روش آستانه گذاری Otsuبر روی تصویر لندست 8 با انتخاب قسمتی از کوهستان سبلان و دریای خزر به عنوان منطقه مورد مطالعه، استفاده شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان داد، با توجه به هیستوگرام و واریانس باندها، شاخص های نرمال شده تفاضلی آب بدون برف و برف بدون آب، به ترتیب با صحت کلی 100 درصد و 97 درصد دقت بالایی در استخراج و تفکیک پدیده های آب و پوشش برفی نشان دادند. نتایج حاصل از اجرای الگوریتم باینری Otsu نیز این موضوع را تایید کرده و توانایی بالای شاخص های مورد نظر را در استخراج پدیده های برف و آب نشان داد.

    کلید واژگان: شاخص های طیفی، NDWINS، NDSINW، آستانه گذاری Otsu
    sayyad asghari saraskanroud *, Elham Molanouri, Shiva Safari, Ehsan Ghale

    Due to climate change and reduction of precipitation as one of its main components, especially in the mountainous areas of the northwest of Iran, it is important to study the important phenomenon of water and snow due to the importance of snow reservoirs in feeding water reserves. Due to the importance of spectral indices in measuring distance and spectral similarity of snow and water phenomena, in the present study, normalized indices of normalized water and snow, as well as normalized indices without snow/ice and water background and Otsu threshold method on the image Landsat 8, has been used as a study area by selecting a part of Sabalan Mountain and the Caspian Sea. The results of the present study showed that, according to the histogram and variance of the bands, the normalized differential indices of water without snow and snow without water, with 100% accuracy and 97% accuracy, respectively, showed high accuracy in extracting and separating water and snow cover phenomena. The results of the implementation of the Otsu binary algorithm also confirmed this and showed the high ability of the desired indicators to extract snow and water phenomena.

    Keywords: Spectral Indices, NDSINW, NDWINS, Otsu Threshold
  • بتول زینالی*، صیاد اصغری سراسکانرود، مریم محمدزاده شیشه گران، احسان قلعه

    هدف اصلی از این تحقیق پایش دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره ای و رابطه ای که دمای سطحی می تواند با کاربری اراضی داشته باشد، می باشد. ابتدا به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی، نقشه طبقه بندی شده کاربری اراضی برای هر دو سال با استفاده از روش طبقه بندی شی گرا استخراج شد و سپس به منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی نقشه تغییرات کاربری اراضی برای یک بازه زمانی 16 ساله (2018 - 2002) استخراج شد.نتایج نشان داد که رابطه قوی بین کاربری اراضی و دمای سطحی وجود دارد. مناطق با پوشش گیاهی بالا و مناطق آبی دارای درجه حرارت پایین بودند. خاک دارای بالاترین دما در هر دو سال است که دارای دمای 80/40 برای سال 2002 و دمای 29/42 برای سال 2018 می باشد. همچنین نکته قابل توجه درباره مناطق مسکونی این است که کاربری مسکونی از 51/34 در سال 2002 به 09/40 در سال 2018 افزایش پیدا کرده است که نشان دهنده این است که درسال 2018 با گسترش شهر نسبت به 18 سال قبل تمرکز حرارت نیز افزایش یافته است. کمترین دمای ثبت شده برای هر دو سال مربوط به مناطق آبی است با توجه به اینکه آب دارای ظرفیت گرمایی بالایی می باشد، دارای دمای سطحی کمتری نیز می باشد. همچنین نتایج به دست آمده نشان می دهد با افزایش مساحت کاربری های جنگل و کشاورزی آبی و همچنین با کاهش کاربریهای مرتع و کشاورزی دیم در بازه زمانی مورد مطالعه، دما همچنان روند افزایشی داشته است که میتوان این چنین استنباط کردکه هرچند نواحی دارای پوشش گیاهی متراکم به دلیل تبخیر و تعرق بیشتر دارای دمای سطحی کمتری نسبت به نواحی است که عاری از پوشش گیاهی هستند ولی نتوانسته اند به عنوان عامل تعدیل کننده دما در منطقه عمل کنند. بنابراین همبستگی معنی داری بین پوشش گیاهی و دمای سطح زمین وجود ندارد که عمدتا ناشی از مقدار کافی پوشش گیاهی است.

    کلید واژگان: طبقه بندی شی گرا، الگوریتم پنجره مجزا، دمای سطح زمین، کاربری اراضی، تصاویر لندست
    Batol Zenali *, Sayyad Asghari Saraskanrood, Maryam Mohamadzadeh Shishegaran, Ehsan Ghale
    Introduction

    The land surface temperature is the highest layer of the earth's surface and depends on the level of surface emission, vegetation and the types of ground cover. Earth's surface temperature provides important information about the physical characteristics of the Earth's surface from local and global scales, and plays an important role in many applications. From Earth's surface temperature to study water resources management, agriculture, resource management, drought, environmental geochemical processing, meteorological research, global changes in land surface temperature, weather forecasting, hydrology, ecology, plant status survey, urban climate, studies Environmental and geophysical variables such as evaporation-transpiration and soil moisture are used. In general, temperature measurements at ground level are performed by meteorological stations, including synoptic and climatological. It should be noted that meteorological stations are only able to measure the temperature at specific points that have already been installed there. What is considered to be a major flaw in ground temperature monitoring is the lack of sufficient meteorological stations to know the temperature values in stations without stations, which have been partially remedied today by remote sensing technology. Earth's surface temperature is one of the most important components in global studies, which is used as one of the important factors in controlling the biological, chemical and physical processes of the earth.

    Materials & Methods

    Moghan plain is located in the northwest of Iran and is subject to Ardabil province and is located in the northern part of the province. ParsAbad Moghan city is a relatively large plain with an area of 143494 hectares, which occupies about 14% of Ardabil area and is the northernmost city of the province. The data used in this study included the Landsat 8 satellite image, which used its OLI sensor to extract land use maps and its TIRS gauge used to extract the Earth's surface temperature for 2018, as well as the ETM + Landsat imager to prepare land use maps. Using visible and infrared bands and surface temperature using thermal bands for 2002. The city's meteorological data were also used to check the temperature recorded by the stations. The ENVI 5.3 software was used for atmospheric and radiometric corrections, and the ARC GIS 10.5 software was used to extract the relevant maps. In order to classify land use, object-oriented classification method was used in eCognition Developer64 software. In object-oriented classification, spectral information is integrated with spatial information, and pixels are segmented based on the shape, texture, and gray tone of the image at a specific scale, and image classification is based on these components.

    Results and discussion

    The largest area in 2002 belongs to the rangeland class with an area of 58,138 hectares. The second area belongs to the dryland agricultural class, which has the largest area with 52369 hectares. The smallest area belongs to the use of water with 543 hectares. For 2018, rainfed agriculture had the highest area with 41906 and then pasture with 30943 had the highest area. Looking at the uses of 2018, the results show a significant difference that the use of soil has increased from 11143 in 2002 to 30943 in 2018, as well as the use of irrigated agriculture and residential areas and forests. However, the use of irrigated areas has decreased significantly from 543 hectares to 262 hectares, and the use of rainfed and rangeland agriculture has also decreased compared to 2002. The water temperature during 2018 was almost constant and did not differ significantly, and the lowest temperature in both years is 31 degrees. Due to the fact that water has a high heat capacity, water has a lower surface temperature to the soil has the highest temperature in both years with 40.80 for 2002 and 42.92 for 2018. Aquaculture in 2003 was 33.12. C, which in 2018 increased to 34.41. C. The rangeland use has had a high temperature in both years of study and has increased from 38.22 in 2002 to 39.26 in 2018.

    Conclusion

    In this research, in the first step, in order to classify and then examine the changes that occurred in a certain period of time in the city of ParsAbad, action was taken. For this purpose, in the first stage of this research, in order to classify and record changes in a 16-year period, object-oriented images were classified in eCognition software and in ArcGIS10.5 software, extraction maps were extracted. Was. The classification accuracy in 2000 has a total accuracy of 0.90 and a coefficient of 0.87. While the classification in 2018 with an overall accuracy of 92% and a Cape coefficient of 0.90 has provided a relatively higher accuracy. After classification, an attempt was made to examine the changes that occurred in the region over a 16-year period, and a map of land use changes was drawn up for the area under study. Land surface temperature is one of the main parameters in the study of cities. Because it is almost the same as the air temperature in the lower layers of the city, which is the energy balance of the surface and determines the climate between the buildings and affects the life and comfort of the urban residents. Soil use has the highest temperature in both years with 40.80 for 2002 and 42.92 for 2018. Also noteworthy about residential areas is that residential use has increased from 34/51 in 2002 to 40/09 in 2018, which indicates that in 2018, with the expansion of the city compared to 16 years ago, the heat concentration will also increase. Increased. This use is due to the presence of man-made and heat-absorbing factors such as asphalt, concrete, the existence of various machinery and factories, as well as the creation of tall buildings that prevent heat from escaping around and prevent wind from moving into the city.

    Keywords: Object-oriented classification, Split window algorithm, Land surface Temperature, land use, Landsat images
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، بتول زینالی، احسان قلعه

    آب های زیرزمینی از منابع اصلی تامین آب شرب، صنعت و کشاورزی در مناطق خشک و نیمه خشک ایران می باشند. برداشت بی رویه و ورود مواد آلاینده به داخل این آب ها باعث شده کیفیت این آب ها در مناطق مختلف دست خوش تغییراتی باشد. هدف از انجام این پژوهش مقایسه روش های درون یابی قطعی و زمین آماری جهت پهنه بندی داده های کیفی دشت برخوار استان اصفهان می باشد. در این مطالعه از اطلاعات کیفی 29 چاه آب زیرزمینی برای بررسی پارامترهای کیفی شامل EC، TDS، Cl، SAR، SO4، Na، Mg و HCO3 در سال های 1385 و 1395 استفاده شده است. از نرم افزار GS+ و محیط GIS جهت تعیین و ترسیم نقشه های پهنه بندی با استفاده از روش های مختلف درون یابی استفاده شد. سپس ویژگی های کیفی با استفاده از روش های درون یابی قطعی و زمین آمار پهنه بندی گردیدند و با استفاده از معیارهای ارزیابی خطا، روش برتر برای هر ویژگی کیفی در هر دوره مشخص گردید و نقشه ی پهنه بندی آن ها در محیط GIS ترسیم گردید. نتیجه این مطالعه به منظور درک بهتر رفتار کیفی آب های زیرزمینی بر اساس ویژگی های مختلف، مورداستفاده قرارگرفته و تطابق رویکردها و شاخص های مختلف پهنه بندی موردسنجش قرارگرفته و نقشه های کیفیت آب زیرزمینی با توجه به ویژگی های کیفی طی دوره موردمطالعه ترسیم گردید. نتایج نشان داد که میانگین ویژگی های کیفی EC، TDS، Cl، SAR، SO4، Na، Mg و HCO3 در سال 1385 به ترتیب برابر با 942، 7/281، 28/27، 428/6، 409/10، 602/22، 936/8 و 178/4 بوده که این مقدار در سال 1395 به ترتیب برابر با 1002، 4/352، 604/21، 059/6، 645/10، 869/18، 185/5 و 126/7 می باشد که این افزایش حاکی از کاهش کیفیت آب بوده است.

    کلید واژگان: آب های زیرزمینی، پارامتر کیفی، دشت برخوار، روش زمین آمار
    Sayyad Asghari Saraskanrood*, Batool Zeinali, Ehsan Ghale

    Groundwater is one of the main sources of drinking water, industry and agriculture in Iranchr('39')s arid and semi-arid regions. Improper harvesting and entry of pollutants into these waters have caused changes in the quality of these waters in different regions. The purpose of this study is to compare definitive introspection and statistical methods for zoning qualitative data of Borkhar plain in Isfahan province. In this study, the qualitative information of 29 groundwater wells was used to evaluate the qualitative parameters including: EC, TDS, Cl, SAR, SO4, Na, Mg and HCO3 in 2006 and 2016. GS + software and GIS environment were used to determine and map zoning maps using different introspection methods. Then, the qualitative parameters were evaluated using definitive internalization methods and zoning statistics and using error evaluation criteria, the best method for each qualitative parameter in each period was determined and their zoning map in the GIS was drawn. The results showed that in definitive internalization methods in all qualitative parameters, the RBF method provided less error. However, in the geo-statistical method, the results of fitting the models to the mutual variogram showed that different qualitative elements in 2006 and 2016 follow different models. Also, a map of qualitative characteristics was drawn during the study period and the results showed that the average qualitative characteristics of EC, TDS, Cl, SAR, SO4, Na, Mg and HCO3 in 2006 were equal to 942, 281.7, 27.28, 6.428, 10.409, 22.602, 8.936 and 4.178, which in 2016, this amount is equal to 1002, 352.4, 21.604, 6.059, 10.645, 18.869, 5.185 and 7.126, which indicates a decrease in water quality.

    Keywords: Borkhar plain, Geostatistical method, Groundwater, Qualitative parameter
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، عقیل مددی، زهره باشکوه، احسان قلعه

    در این پژوهش، مورفولوژی و تغییرات جانبی بازه ای از مجرای رودخانه قره سو (از پل سامیان تا سد سبلان) با چهار شاخص ضریب خمیدگی، زاویه مرکزی کورنیس، نرخ مهاجرت مجرا و روش ترانسکت طی دوره های زمانی 2000، 2010 و 2019 میلادی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از چهار شاخص ارزیابی شده، نشان می دهد که رودخانه قره سو در بازه مطالعاتی در بیشتر قسمت ها دارای الگوی میاندری توسعه یافته می باشد. میاندرهای منطبق بر دشت های منطقه عمدتا از نوع میاندرهای آزاد هستند و از پتانسیل زیادی برای توسعه و جابجایی برخوردار می باشند؛ در حالی که میاندرهای بازه های کوهستانی از نوع محصور بوده و زاویه مرکزی این میاندرها در طی دوره های زمانی مطالعاتی تقریبا ثابت باقی مانده است. همچنین نتایج تحقیق نشان داد که در طی 19 سال گذشته در مجموع 45/22 هکتار از اراضی حاشیه رودخانه قره سو در بازه مطالعاتی در نتیجه فرآیندهای فرسایشی از دست رفته اند. میانگین نرخ جابجایی طی سال های 2000 تا 2010 در حدود 5/0 متر در سال بوده است. مقدار این شاخص برای دوره زمانی 2010 تا 2019 به حدود 3/0 متر در سال کاهش یافته است. با توجه به محاسبات صورت گرفته، مقدار این شاخص در طی 19 سال گذشته (از سال 2000 تا 2019 میلادی) در حدود 4/0 متر در سال بالغ می شود. بنابراین پیشنهاد می شود اقدامات سازه ای و غیر سازه ای در نواحی مشخص شده در این تحقیق برای کاهش فرآیندهای فرسایشی و از بین رفتن اراضی طرفین رودخانه که عمدتا اراضی کشاورزی هستند، صورت گیرد.

    کلید واژگان: مورفولوژی، جابجایی جانبی، سنجش از دور و GIS، قره سو، اردبیل
    Aghil Madadi, Zohreh Bashokoh, Ehsan Ghale
    Introduction

    One of the most important wealth of a nation is the water that is flowing in the rivers of that country, and because of its impact on the settlement, site selection and development of villages, cities, communication networks and agriculture, it is of great importance since the past. Because of this, human attention has been given to river systems as one of the most vital constituents of the earth's surface in a variety of respects. River morphology is a multifaceted branch of earth science that may be considered as a specific geomorphological subject. One of the most important purposes of investigating river morphology is the geometric description of river bed parameters and interpretation of its main causes with the help of the theoretical knowledge base of water flow, solids and sediment transport. Changes in river morphology can cause many problems, including river diversion, flooding of surrounding areas, damage to hydraulic structures, as well as some environmental impacts. Short-term river variability may be gradual and continuous, but the long-term variability or under certain conditions, it is inconsistent and abrupt. One of the factors that can severely impair the stability of rivers is the construction of dams. Flow changes by the dam can affect the amount, timing, and duration of upstream and downstream currents. The purpose of this study was to investigate the morphological changes (patterns and dynamics) of the Gharasu River (from Samian Bridge to Sabalan Dam) over a period of 19-years (2000–2019).

    Methodology

    The study area of the Gharasu River is approximately 51 km 2 in geographical coordinates of 48 ° 2 min to 48 ° 18 min east longitude and 38 ° 22 min to 38 ° 30 min north latitude in the political-administrative boundary of the city of Ardabil. The highlands of the region are mainly composed of Eocene volcanic rocks. There are also two Quaternary units of Qsc and Qst related to Sabalan volcanic activity. The study area is located in the geological division of Iran in the Alborz-Azerbaijan zone. In most of Iran's construction divisions, the Azerbaijan region has been considered the continuation of central Iran. Topographic maps, geological maps, Landsat, Sentinel and Google Earth satellite imagery, digital elevation model (DEM) images, and climatic and hydrometric data were used in the study. In order to quantify the meandering development of alluvial rivers and determine the behavioral pattern and its changes over time, the geometrical characteristics of rivers such as central angle, meander radius, wavelength, valley length and bending coefficient ( Sinusitis), were measured and analyzed to determine changes in the course of the river channel from the past up to the  present.

    Results and Discussion

    The mean radius of meanders for the entire Gharasu River channel during the study periods of 2000, 2010, and 2019 were 11.02, 100.90, and 99.40 meters; respectively, indicating a decreasing trend. The average length of arches during these years was 254.29, 250.24 and 251.74 meters; respectively. For this reason, over the years under the study, the mean central angle has an increasing trend from 138/50 in 2000 to 153/15 in 2010 and 157/41 in 2019. The mean curvature coefficients for the entire study period from the Gharasu River for the periods 2000, 2010 and 2019 were 1.58, 1.61 and 1.63;respectively. The values of this index during the years 2000, 2010 and 2019 were about 2.40, 2.52 and 2.58; respectively, which is of a severe meander type. The average rate of migration (Rm) of the study period from the Gharasu River during the years 2000 to 2010 was about 0.5 m / year. The value of this indicator for the period 2010 to 2019 has decreased to about 0.3 meters per year. According to calculations, the index has grown to about 0.4 m / year over the past 19 years (from 2000 to 2019). Another method called transect method was used to evaluate lateral variations of the study through the Gharasu River channel. According to calculations using the transect method over the past 19 years, a total of approximately 22.45 hectares of the Gharasu River margin lands have been lost due to erosion processes during the study period. This amount was about 13.75 ha during the period 2000 to 2010 and about 10.22 ha during the period 2010 to 2019.

    Conclusion

    In this study, the morphology and lateral variations of the ditch of Gharasu River in Ardabil province were evaluated. Based on geomorphological conditions, slope and width of the flood plain as well as other factors (such as river discharge variations), the river was divided into three sub-intervals and 30 transects in the study area. In addition to the visual interpretation, in order to evaluate and analyse the morphology of the Gharasu River, quantitative indicators were required. The present study used four indices of curvature, central angle of the cornice, channel migration rate and transect method to detect and identify the river pattern as well as lateral channel changes. These  indices were calculated over the time periods of 2000- 2010, and 2010-2019 for the study river channel. The results showed that the Gharasu River has had a developed meander pattern in most of the studies. The results of the two channel migration rate indices and the transect method also confirmed that, overall, the transverse changes of the Gharasu River channel have been low. Also, these two indices, similar to the Cornis curve coefficient and the central angle, showed that transverse dynamics have declined sharply in the last decade.

    Keywords: Morphology, Transverse Changes, Remote Sensing, GIS, Gharasu, Ardabil
  • موسی عابدینی*، احسان قلعه

    آگاهی از تغییرات کاربری و پوشش سطح اراضی امری ضروری در برنامه ریزی صحیح در جهت توسعه پایدار به شمار می آید. امروزه فناوری های سنجش از دور به عنوان عنصر اصلی در پایش کاربری اراضی و تغییرات پوشش گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد. پژوهش حاضر به منظور بررسی روند تغییرات کاربری اراضی با مقایسه روش های پیکسل پایه و شی گرا در تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه مردق چای با استفاده از تصاویر لندست در سال 2000 و 2020 انجام گرفت. برای مقایسه نتایج د ر هر د و روش از د اد ه های آموزشی یکسان برای طبقه بندی استفاد ه گرد ید. سپس روش های ارزیابی شامل صحت کلی و ضریب کاپای طبقه بندی استخراج و مشخص شد که نتیجه طبقه بندی به روش شی گرا با ضریب کاپا و صحت کلی به ترتیب برابر با 89/0 و 08/91 برای سال 2000 و 92/0 و 66/93 برای سال 2020 نسبت به روش پیکسل پایه نتایج بهتری ارایه می دهد. بر اساس نتایج حاصله از آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی، بیشترین میزان تغییر حادث شده مربوط به کاربری مرتع متراکم به مرتع متوسط با مقدار 448/35، کاربری خاک به مرتع متوسط با مقدار 686/27 و مرتع متوسط به مناطق مسکونی با مقدار 347/21 کیلومترمربع می باشد. همچنین کمترین تغییرات حادث شده مربوط به کاربری کوهستان به خاک با مقدار 015/0، مناطق مسکونی به مرتع متراکم با مقدار 023/0 و مرتع متراکم به خاک با مقدار 081/0 کیلومترمربع می باشد. آنچه که در نقشه ها بسیار واضح است کاهش بیش از حد مراتع و تبدیل آن به سایر کاربری ها می باشد.

    کلید واژگان: تغییرات کاربری اراضی، پیکسل پایه، شی گرا، مردق چای، شمالغرب ایران
    Mousa Abedini *, Ehsan Ghale
    Introduction

    Due to increasing land-use changes, mainly for human activities, it is necessary to monitor vegetation changes, evaluate their trends and their environmental impacts for future planning and resource management. With the increase in population and the development of technologies, human beings are, currently, considered the most important and powerful tool of environmental change in the biosphere. Land use is the type of land use in the current situation, which includes all land uses in various sectors of agriculture, natural resources, and industry. Due to the provision of a wide and integrated view of an area, reproducibility, easy access, high accuracy of information obtained, and high speed of analysis, using satellite data is a good way to prepare a land-use map, especially in large geographical areas. One of the most widely used methods of extracting information from satellite images is classification, which allows users to generate different information. According to the type of classification method of the study area, the characteristics of the educational points get different results to separate the thematic phenomena and extract information more accurately.

    Methodology

    Mordagh River, which is known as Mordi Chai in the region, originates from the southern slope of Sahand Mountain located in East Azerbaijan and flows south. By connecting the sub-branches, it continues its way to the city of Maragheh, passes through the city of Malekan, and enters Lake Urmia. In the present study, Landsat satellite images, TM, and OLI sensors from 2000 and 2020 were used to identify the area and prepare a land-use map. To prepare for classification and processing on them, the necessary pre-processing was first done on the images. Images were pre-processed in ENVI5.3 software using the FLAASH method. Finally, ENVI5.3 software was used to classify the base pixel and eCognition Developer 64 software was used for object-oriented classification. To evaluate the classification results, the Kappa coefficient and overall accuracy were used to evaluate the classification accuracy of the maps.

    Results and Discussion

    According to the obtained results, it is observed that the most area in the study area in 2000 with the method of minimum distance belongs to the use of medium and dense rangeland. The lowest area for the year 2000 is the use of residential areas. In 2020, the highest area of land use is 173.875 square kilometers. The lowest area is related to the use of snow with a rate of 0.199 square kilometers and the use of residential areas, which compared to 2000, has an increase of up to 5.54 square kilometers. In the maximum likelihood method in 2000 and 2020, the highest areas are related to medium rangeland and soil uses, respectively. The lowest area for 2000 is related to vegetation and for 2020 is snow use. In addition, in the support vector machine method, the highest and lowest areas for 2000 are related to medium rangeland and vegetation uses, respectively, and for 2020, medium rangeland and snow uses have the highest and lowest areas, respectively. According to the maps obtained from the object-oriented method, the highest area in 2000 is related to medium rangeland with 156.406 square kilometers and then dense rangeland with 96.514 square kilometers. The lowest area is related to the use of residential areas with 11.141 square kilometers. In 2020, the highest area is related to the use of dense rangeland (126.907 square kilometers). In addition, the lowest area is snow use with an amount of 5.199 square kilometers.

    Conclusions

    According to the results of this study and other studies, it can be suggested that the object-oriented classification method for land-use change studies is a more appropriate and accurate method than the pixel-based method. One of the most important reasons for achieving high accuracy in the object-oriented classification method is that in this method, in addition to spectral information, information related to texture, shape, position, and content is also used in the classification process. The study of pixel-based classification showed that in selecting educational examples, the more uniform the user is and free of mixed pixels, the more accurate the classification process is. So that the land use classification and vegetation in the pixel-based method had the highest accuracy, which due to the uniform surface of both land use and homogeneous texture, the selection of training samples in these uses with the highest accuracy and have played an important role in improving overall accuracy and kappa coefficient. Based on the results of the extent of different classes related to the land use of the basin studied in 2000 and 2020, we see a decreasing trend of dense rangeland, medium rangeland, and vegetation and increasing land use of residential areas and soil. What is very clear in these maps is the excessive reduction of pastures and their conversion to other uses.

    Given the growing population and the need for food and economic issues, this transformation is obvious and it cannot be said that this change can be prevented.

    Keywords: Land use change, Pixel based classification, Object-Oriented Classification, Mordagh Chai, Northwest Iran
  • بتول زینالی*، احسان قلعه، شیوا صفری
    پوشش برف و یخ یک منبع حیاتی بوده و به تغییرات اقلیم بسیار حساس می باشد. اندازه گیری دقیق و منظم توزیع مکانی برف و یخ برای مدیریت منابع آبی ضروری می باشد. دراین پژوهش اقدام به استخراج سطح پوشش برف کوهستان سبلان با استفاده ازتصاویر ماهواره ای لندست 5 برای سال 2000 و لندست 8 برای سال 2020 با استفاده از طبقه بندی شی گرا و همچنین با استفاده از شاخص های طیفی NDSI و NDSINW شد. نتایج بررسی نقشه های طبقه بندی مستخرج از روش شی گرا نشان داد که مساحت تحت پوشش برف برای سال های 2000 و 2020 به ترتیب 2500 و 1954 کیلومترمربع می باشد که ضریب کاپا و صحت کلی برای هر دو سال به ترتیب 99/0 و 99 درصد می باشد. سپس اقدام به استخراج مساحت تحت پوشش برف با استفاده از شاخص های طیفی NDSI و شاخص NDSINW شد. هر دو شاخص ذکر شده قادر به استخراج سطح پوشش برف با دقت نسبی مناسب در منطقه سرد و زمستانی هستند. ولی شاخص NDSI به دلیل اینکه تمایزی میان برف و آب قایل نمی شود مکن است نتایج متفاوتی در مناطقی با حضور عوارض آبی در ارتباط با استخراج مساحت تحت پوشش برف حاصل کند. درحالی که شاخص NDSINW با حذف پس زمینه عوارض آبی دقیق تر عمل می کند. در رابطه با تحقیق حاضر شاخص NDSI مقادیر مساحت تحت پوشش برف را 2610 و 2577 کیلومترمربع و شاخص NDSINW مقادیر 2577 و 1937 کیلومترمربع به ترتیب برای سال های 2000 و 2020 استخراج کرده است که مساحت به دست آمده از شاخص NDSINW به مساحت استخراج شده به روش طبقه بندی شی گرا نزدیکتر می باشد.
    کلید واژگان: طبقه بندی شی گرا، مساحت پوشش برف، شاخص های طیفی NDSI و NDSINW، کوهستان سبلان
    Batool Zeynali *, Ehsan Ghale, Shiva Safari
    Snow and ice cover is a vital resource and is very sensitive to climate change. Accurate measurement of the spatial distribution of snow and ice at regular intervals is essential for water resources management. In this research, the snow cover of Sabalan Mountain is extracted using Landsat 5 satellite images for 2000 and Landsat 8 for 2020 using object-oriented classification and also using NDSI and NDSINW spectral indices. The results of the classification maps extracted from the object-oriented method showed that the area covered by snow for the years 2000 and 2020 is 2500 and 1954 square kilometers, respectively, with a kappa coefficient and an overall accuracy of 99%. And 0/99 for both years. Then the snow covered area was extracted using NDSI spectral indices and NDSINW index. Both of these indicators are able to extract the snow cover surface with appropriate relative accuracy in cold and winter regions. However, because the NDSI index does not distinguish between snow and water, it may produce different results in areas with waterlogging associated with snow extraction. The NDSINW index, on the other hand, is more accurate in eliminating waterborne backgrounds. In relation to the present study, the NDSI index has extracted 2610 and 2577 square kilometers of snow cover and the NDSINW index has extracted 2577 and 1937 square kilometers for 2000 and 2020, respectively. The area obtained from the NDSINW index has been extracted by the object-oriented classification is closer.
    Keywords: Object Oriented Classification, Snow-covered Area, NDSI, NDSINW Spectral Indicators, Sabalan Mountain
  • عقیل مددی*، احسان قلعه، الهامه عبادی، بهروز نظافت تکله، امیرحسام پاسبان
    اهداف

    امروزه فرسایش خاک و تولید رسوب خطری برای انسان و حیات او به شمار می آید، لذا در مناطقی که فرسایش خاک کنترل نمی شود خاک ها به تدریج فرسایش یافته و حاصلخیزی خود را از دست می دهند. هدف از مطالعه حاضر مدل سازی رابطه بین میزان بار رسوب معلق با ویژگی های ژیومورفیکی حوضه رودخانه نیرچای است.

    روش شناسی

    در این تحقیق برای استخراج خصوصیات ژیومورفیک و ارتباط آن با رسوب دهی از سیستم اطالعات جغرافیایی استفاده شد. به منظور تعیین ارتباط بین خصوصیات ژیومورفیک با رسوب هر زیر حوضه از تحلیل رگرسیون چند متغیره گام به گام استفاده شد. نتیجه بررسی ارتباط بین خصوصیات ژیومورفیک با رسوب زیر حوضه ها نشان داد مقدار رسوب تولیدی با حجم جریان و ضریب فرم حوضه، همبستگی مثبت داشته و در سطح 5% معنیدار بوده است. همچنین جهت شناسایی عوامل تاثیرگذار بر میزان رسوب حوضه از بین متغیرهای موجود از روش تحلیل مولفه های اصلی استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان می دهد از بین 25 متغیر موثر بر تولید رسوب، چهار عامل مساحت، ضریب فرم حوضه، محیط و دبی به ترتیب 37/78، 25/47، 18/50 و 11/22% از واریانس تمامی متغیرهای پژوهش را تبیین کند. 

    نتیجه گیری

    در مجموع همه عوامل موثر چهار عامل استخراج شده نهایی توانسته اند 92/9% از واریانس تمامی متغیرهای پژوهش را تبیین کنند.

    کلید واژگان: تحلیل مولفه های اصلی، حوضه نیرچای، رگرسیون گام به گام، ویژگی های ژئومورفیک
    A. Madadi*, E. Ghale, E. Ebadi, B. Nezafat, A. Pasban
    Aims

    Today, soil erosion and sediment production are considered a danger to humans and their lives, so in areas where soil erosion is not controlled, soils gradually erode and lose their fertility. The aim of this study is to model the relationship between the amount of suspended sediment load and the geomorphic features of the Nirchai River Basin.

    Methodology

    In this study, GIS was used to extract geomorphic features and its relationship with sedimentation. Stepwise multivariate regression analysis was used to determine the relationship between geomorphic characteristics and sedimentation of each sub-basin. The results of investigating the relationship between geomorphic characteristics and sediment in sub-basins showed that the amount of sediment produced had a positive correlation with the volume of flow and the form factor of the basin and was significant at the level of 5 percent. Also, in order to identify the factors affecting the amount of sediment in the basin among the existing variables, the principal component analysis method was used.

    Findings

    The results show that among 25 variables affecting sediment production, four factors of area, basin coefficient, environment and discharge were 37/78, 25/47, 18/5 and 11/22 percent of variance of all variables of research.

    Conclusion

    Therefore, it is concluded that in total, all the effective factors of the four final extracted factors were able to explain 92.9 percent of the variance of all research variables.

    Keywords: Principal Components Analysis, Nirchai basin, Stepwise Regression, Geomorphic Features
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، مریم محمدزاده شیشه گران، احسان قلعه

    استفاده از تصاویر ماهواره ای و مدل های سنجش از دور به عنوان ابزاری مناسب و کم هزینه برای تخمین تابش خورشیدی، در سال های اخیر بوده است. جهت انجام این پژوهش، از تصاویر مربوط به دو سال 2019 و 2020 ماهواره لندست 8 سنجنده OLI و سنجنده TIRS و الگوریتم سبال استفاده شد. نتایج حاصل نشان می دهد که میانگین بیشترین تابش موج کوتاه ورودی به میزان 914 وات بر مترمربع در ژوین و کمترین مقدار در نوامبر به میزان 548 وات بر مترمربع بوده است. این در حالی است که بیشترین مقدار تابش خالص در ژوین به میزان 505 وات بر مترمربع و کمترین مقدار در فوریه به میزان 467 وات بر مترمربع محاسبه شده است. در نهایت بیشترین مقدار تابش خالص رسیده به سطح زمین در ماه ژوین به اندازه میانگین 505 وات بر مترمربع، کمترین مقدار میانگین مربوط به نوامبر با 296 وات بر متر مربع بوده است. تفاوت در مقدار تابش خالص رسیده به زمین در منطقه مورد مطالعه، ناشی از تفاوت زاویه تابش خورشید و تعداد ساعات آفتابی در ماه های مختلف سال است. در نهایت می توان نتیجه گرفت که تابش خورشیدی در منطقه، در دو سال مورد بررسی پتانسیل لازم برای اجرای طرح های فتوولتاییک خورشیدی را دارا می باشد.

    کلید واژگان: انرژی تابشی خورشید، الگوریتم سبال، سنجش از دور، دشت مغان
    Sayyad Asghari Saraskanrood *, Maryam Mohamadzadeh Shishegaran, Ehsan Ghale

    The use of satellite imagery and remote sensing models has been a convenient and inexpensive tool for estimating solar radiation in recent years.images related to the two years 2019 and 2020 of Landsat 8 satellites, OLI sensors, TIRS sensors and Sabal algorithm were used. The results show that the average of the highest input shortwave radiation was 914 watts per square meter in June and the lowest in November was 548 watts per square meter. The highest amount of net radiation in June was 505 watts per square meter and the lowest in February was 467 watts per square meter. Finally, the highest amount of net radiation reached the earth's surface in June at an average of 505 watts per square meter, the lowest average amount was in November at 296 watts per square meter. The difference in the amount of net radiation reaching the earth in the study area is due to the difference in the angle of the sun and the number of hours of sunshine in different months of the year. Finally, it can be concluded that solar radiation in the region, in the two years under study has the necessary potential to implement solar photovoltaic projects.

    Keywords: Solar radiant energy, SEBAL algorithm, Remote sensing, Moghan Plain
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، مصطفی امیدی فر، احسان قلعه

    تغییر پوشش و کاربری زمین بر بسیاری از فرآیندهای طبیعی نظیر فرسایش خاک و تولید رسوب و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک اثر می گذارد. هدف از تحقیق حاضر بررسی روند تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز گیوی چای و همچنین تاثیر آن بر فرسایش خاک با استفاده از الگوریتم WLC می باشد. برای انجام تحقیق حاضر از تصاویر ماهواره لندست برای سال های 1985 (TM) و 2020 (OLI) استفاده و نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش شی گرا تهیه شد. نتایج آشکارسازی تغییرات نشان داد که بیشترین میزان تغییرات افزایشی برای کشت آبی می باشد که نسبت به سال 1985، 89/17 درصد افزایش داشته است. بیشترین میزان کاهش تغییرات برای مرتع کم تراکم می باشد که 02/13 درصد کاهش داشته است. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش سال 1985 به ترتیب 76/27 و 06/13 درصد و با توجه به پهنه بندی فرسایش سال 2020 به ترتیب 98/24 و 39/16 درصد از مساحت حوضه آبریز گیوی چای در دو طبقه پرخطر و بسیار پرخطر قرار دارند، به نحوی که این طبقات نیز در هر دو بازه زمانی در کاربری های مسکونی، کشت دیم و مرتع متوسط قرار دارند.

    کلید واژگان: تغییرات کاربری اراضی، فرسایش خاک، طبقه بندی شی گرا، الگوریتم WLC
    Sayyad Asghari Saraskanrood *, Mostafa Omidifar, Ehsan Ghale

    Changes in land cover and land use affect many natural processes such as soil erosion and sediment production and the physical and chemical properties of the soil. The purpose of this study is to investigate the trend of land use change in Givi Chay catchment area and also its effect on soil erosion using WLC algorithm. For the present study, Landsat satellite images for 1985 (TM) and 2020 (OLI) were used and the land use map was prepared using the object-oriented method. The results of detection of changes showed that the highest rate of increase is for irrigated cultivation, which has increased by 17.89% compared to 1985. The highest rate of change is for low density pastures, which has decreased by 13.02%. According to the erosion zoning map of 1985, 27.76 and 13.06%, and according to the erosion zoning of 2020, 24.98 and 16.39% of the Givi Chay catchment area in two high-risk floors and very risky, so that these classes are also in both time periods in residential use, rainfed cultivation and medium rangeland.

    Keywords: Landuse change, Soil erosion, Object-oriented classification, WLC algorithm
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، احسان قلعه، الهامه عبادی

    پیشینه و هدف:

     آب های زیرزمینی مهم ترین منبع آب شیرین جهان هستند. آب آشامیدنی دو میلیارد نفر مستقیما از آب های زیرزمینی تامین می شود و برای آبیاری بزرگ ترین بخش تهیه غذا در جهان استفاده می شود. برداشت بی رویه مخازن آب زیرزمینی موجب گردیده که میزان تغذیه آبخوان جواب گوی برداشت نبوده و سطح آب زیرزمینی افت نماید. افت سطح آب زیرزمینی مشکلاتی همچون خشک شدن چاه های آب، کاهش دبی رودخانه و آب دریاچه ها، تنزیل کیفیت آب، افزایش هزینه پمپاژ و استحصال آب و نشست زمین را به دنبال دارد. آگاهی از تغییرات تراز آب به منظور شناخت از وضعیت سفره های آب زیرزمینی و مدیریت بهینه آن ضرورت دارد. با ارزیابی نوسان سطح آب زیرزمینی می توان از آن در مدیریت منابع آب استفاده نمود.  یکی از کاربردهای عمده سنجش از دور کشف و تعیین تغییرات کاربری های اراضی است. با استفاده از سنجش از دور، امکان بررسی و شناسایی پدیده های مختلفی وجود دارد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر کاربری های مختلف بر روی سطح تراز آب های زیرزمینی با استفاده از روش های زمین آماری درونیابی و همچنین روش طبقه بندی شیءگرا برای استخراج نقشه کاربری اراضی می باشد.

    مواد و روش  ها:

     دشت اردبیل یک دشت میان کوهی که در شمال غرب ایران و در شرق فلات آذربایجان جای گرفته است. این دشت به وسعت 990 کیلومترمربع در بین ارتفاعات بلند اطرافش محصور شده است و از لحاظ تقسیمات سیاسی شامل قسمت هایی از شهرستان های اردبیل و نمین می شود. داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل، تصویر ماهواره لندست 8 که از سنجنده OLI به منظور استخراج نقشه کاربری اراضی برای سال 1394 و همچنین از تصویر سنجنده TM لندست 5 به منظور تهیه نقشه کاربری اراضی برای سال 1366 استفاده شد. در این پژوهش از داده های عمق آب زیرزمینی 43 حلقه چاه پیزومتر در سطح دشت اردبیل استفاده شد. مراحل انجام تحقیق بدین ترتیب بود که پس از آماده سازی آمار چاه های پیزومتری جهت برطرف کردن نواقص موجود در داده های مطالعاتی از روش بازسازی داده ها استفاده گردید. روش بازسازی استفاده شده که صرفا برای برطرف کردن نواقص در داده ها از روش میانیابی در نرم افزار Neural Power (بر مبنای شبکه عصبی مصنوعی)، انجام گرفت. جهت نرمال سازی داده ها از تبدیل های لگاریتمی در نرم افزار SPSS  استفاده  شد، و از نرم افزار+GS  برای تحلیل های زمین آماری استفاده شد. به منظور تصحیحات جوی و رادیومتریکی از نرم افزار ENVI و جهت استخراج نقشه  لایه ها از نرم افزار ArcGIS استفاده شد.

    نتایج و بحث:

     بیشترین مساحت در سال 1366 متعلق به کلاس کشاورزی آبی با 51840 هکتار مساحت می باشد. دومین مساحت مربوط به کلاس کشاورزی دیم می باشد که با 48790 هکتار بیشترین مساحت را دارا می باشد. کمترین مساحت نیز متعلق به کاربری آب با 88.65 هکتار است. با نگاهی به کاربری های سال 1394 نتایج به دست آمده تفاوت های معنی داری را نشان داد، به صورتی که کاربری کشاورزی آبی با 10.17 هکتار افزایش نسبت به سال 1366 افزایش معنی داری را داشته است. بعد از استخراج نقشه تغییرات کاربری اراضی به منظور انتخاب بهترین مدل درون یابی از بین مدل های مختلف، تمامی مدل ها مورد ارزیابی قرار گرفتند و تنها مدل هایی انتخاب شدند که دارای دقت بیشتری نسبت به سایر مدل ها بودند. بیشترین میانگین تراز آب در سال 1366 برای کاربری کشاورزی آبی ثبت شده است و کمترین میانگین تراز آب نیز برای محدوده جنگل ثبت شده است. باملاحظه نقشه کاربری اراضی و نقشه تراز آب زیرزمینی سال 1394 نیز، تحلیل فوق ثابت می شود و همانطور که مشخص می باشد بیشترین میانگین تراز آب در این سال نیز متعلق به کاربری کشاورزی آبی با 20.17 متر می باشد و کمترین میانگین تراز آب ثبت شده نیز مربوط به کاربری جنگل با 11.45 متر می باشد. که کاربری آب نسبت به سال 1366 دارای کاهش تراز سطح آب بوده است که این کاهش تراز آب باعث کاهش سطح آب سدها شده است و همچنین باعث کاهش حجم آب رودخانه ها بوده و حتی باعث خشک شدن چندین مورد از این رودخانه ها گردیده است. بعد از کاربری آب، از جمله کاربری های جالب توجه که لازم به تحلیل و علت جویی آن می باشد، کاربری کشاورزی آبی است. این کاربری در سال 1366 بیشترین افت تراز را دارا بوده است و در سال 1394 نیز با بیشترین افت تراز آب مواجه شده است. علت آن را می توان در عامل برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی برای محصولاتی آبی که نیاز بیشتری به آبیاری دارند، دانست. باتوجه به اینکه محصولات دیمی محدوده مورد مطالعه اغلب گندم بوده و نیازی به آب ندارند یا نیاز کمتری دارند ولی میزان تراز آب زیرزمینی سال 1394 نسبت به سال 1366 با افت قابل توجهی همراه بوده است. کاربری مرتع نیز در سال 1394 نسبت به سال 1366 افت چشمگیری داشته که این امر نشان دهنده وضعیت بحرانی آب های زیرزمینی و استفاده بیش از حد از این منابع می باشد.

    نتیجه گیری:

     در این پژوهش به منظور طبقه بندی و سپس بررسی تغییرات در بازه زمانی مشخص اقدام به طبقه بندی تصاویر از روش طبقه بندی شیءگرا در نرم افزار eCognition و خروجی ها در نرم افزار ArcGIS استخراج شد. ارزیابی صحت طبقه بندی برای سال 1394 از دقت بسیار بالایی برخوردار می باشد به طوری که صحت کلی و ضریب کاپای استخراج شده در بالاترین سطح ممکن یعنی صحت کلی 100 درصد و ضریب کاپای 0.99 و برای سال 1366 نیز با دقت کمتر استخراج شد و صحت کلی برای سال 1366، 98 درصد و ضریب کاپای 0.95 انجام شد. بعد از استخراج نقشه تغییرات کاربری اراضی به منظور انتخاب بهترین مدل درون یابی از بین مدل های مختلف، تمامی مدل ها مورد ارزیابی قرار گرفتند که با توجه به مقادیر ME و RMSE روش کریجینگ از دقت بالاتری نسبت به سایر روش ها برخوردار است که از بین حالت های مختلف روش کریجینگ نیز مدل گوسی دارای بیشترین دقت می باشد. طبق نتایج به دست آمده بیشترین کاربری تغییریافته در این محدوده، کاربری مرتع به کشاورزی آبی و کشاورزی دیم بوده است. این تغییر نشان می دهد که افزایش کاربری کشاورزی آبی و کشاورزی دیم در این محدوده با کاهش کاربری مرتع همراه بوده است که نشان دهنده تخریب مراتع است. طبق نقشه تراز آب زیرزمینی، بیشترین میانگین تراز آب در سال 1366 برای کاربری کشاورزی آبی ثبت شده است و کمترین میانگین تراز آب نیز برای محدوده جنگل ثبت شده است. همچنین، بیشترین میانگین تراز آب در سال 1394 نیز متعلق به کاربری کشاورزی آبی با 20.17 متر می باشد و کمترین میانگین تراز آب ثبت شده نیز مربوط به کاربری جنگل با 11.45 متر می باشد. از جمله کاربری های جالب توجه که لازم به تحلیل و علت جویی آن می باشد، کاربری کشاورزی آبی است. این کاربری در سال 1366 بیشترین افت تراز را دارا بوده است و در سال 1394 نیز با بیشترین افت تراز آب مواجه شده است. علت آن را می توان در عامل برداشت بیش از حد از آب های زیرزمینی برای محصولاتی آبی که نیاز بیشتری به آبیاری دارند، دانست. در مجموع تمامی کاربری ها در سال 1394 نسبت به سال 1366 با کاهش میزان تراز آب مواجه بوده اند. در نتیجه تغییرات رخ داده موجب استفاده بیشتر کشاورزان از منابع آب زیرزمینی شده که افت سطح آب زیرزمینی را طیدوره 28 ساله در منطقه مورد مطالعه را به دنبال داشته است. این استفاده بیش از حد مجاز به اندازه ای بوده که در طی دوره مذکور9.4 متراز سطح تراز میانگین دشت کاسته شده است.

    کلید واژگان: آب های زیرزمینی، کاربری اراضی، روش های زمین آمار، طبقه بندی شیءگرا
    Sayyad Asghari Saraskanroud *, Ehsan Ghale, Elhameh Ebady

    Background and Objective :

    Groundwater is the most important source of fresh water in the world. Drinking water for two billion people is supplied directly from groundwater and is used to irrigate the world's largest food supply. Improper harvesting of groundwater reservoirs has led to the fact that the amount of feeder feed is not responsive to harvesting and the groundwater level has dropped. The drop in groundwater levels has led to problems such as drying up water wells, declining river and lake discharge, lowering water quality, increasing pumping costs and water extraction and land subsidence. Awareness of water level changes is necessary to understand the status of groundwater aquifers and their optimal management. By assessing groundwater level fluctuations, it can be used to manage water resources. One of the major applications of remote sensing is the detection and determination of land use changes. Using remote sensing, it is possible to study and identify various phenomena. The aim of this study was to investigate the effect of different land use on groundwater using interpolation geostatistical methods as well as object-oriented classification methods for land use mapping.

    Materials and Methods:

     Ardabil plain is a mountainous plain located in northwestern Iran and east of the Azerbaijani plateau. The plain covers an area of 990 km2 among the highlands around it and in terms of political divisions includes parts of the cities of Ardabil and Namin. The data used in this study included a Landsat 8 satellite image of the OLI surveyor for the 2015 land use map, as well as a Landsat TM 5 surveyor for the 1987 land use plan. Also, in this study, the groundwater depth data of 43 piezometer wells in Ardabil plain were used. In this research, after preparing the statistics of piezometric wells, the data reconstruction method was used to eliminate the deficiencies in the study data. Reconstruction, which was used only to correct deficiencies in the data, is an interpolation method performed by the Neural Power software (based on the artificial neural network). To normalize the data, logarithmic transformations were used in SPSS and GS+ software was used for geostatistical analysis. ENVI software was used for atmospheric and radiometric corrections and ArcGIS software was used to extract the layer map.

    Results and Discussion:

     The largest area in 1987 belongs to the irrigated agricultural class with an area of 51840 hectares. The second area belongs to the rainfed agricultural class, which has the largest area with 48,790 hectares. The smallest area also belongs to the use of water with 88.65 hectares. Looking at the uses of 1394, the results showed significant differences in such a way that the use of irrigated agriculture with 10.17 hectares has increased significantly compared to 1987. After extracting the land use change map to select the best intrusion model from among the various models, all models were evaluated and only the models that were more accurate than the other models were selected. The highest average water level was recorded in 1987 for agricultural agriculture and the lowest average water level was recorded for the forest area. Considering the land use map and the groundwater level map of 1394, the above analysis is confirmed and as it is known, the highest average water level this year belongs to the use of irrigated agriculture with 20.17 meters and the lowest average recorded water level is related to the use of the forest is 11.45 meters. Compared to 1987, water use has had a decrease in water level, which has reduced the water level of dams and also reduced the volume of water in rivers and even dried up several of these rivers. After water use, one of the most interesting uses that need to be analyzed and the reason for its search is the use of irrigated agriculture. This land use has the highest water level drop in 1987 and in 2015 it has faced the highest water level drop. The reason can be attributed to the over-harvesting of groundwater for irrigated crops that need more irrigation. Due to the fact that the Rain-fed crops in the study area are mostly wheat and do not need water or needless, but the amount of groundwater level in 2015 compared to 1987 has been accompanied by a significant decline. The use of pastures in 2015 compared to 1987 has dropped significantly, which indicates the critical situation of groundwater and excessive use of these resources.

    Conclusion:

     In this study, in the first step, in order to classify and then examine the changes that occurred in a certain period of time in the study area. In order to classify the relevant images, An object-oriented classification method was used in eCognition software and the relevant outputs were extracted in ArcGIS software. Evaluation of classification accuracy for 2015 has a very high accuracy so that the overall accuracy and coefficient of the extracted Kapa at the highest possible level, the overall accuracy of 100% and the coefficient of Kapa 0.99 and for the year 1987 was extracted with less accuracy and general accuracy for In 1987, 98% and the Kappa coefficient was 0.95. After extracting the land use change map to select the best intrusion model from among the various models, all models were evaluated. Due to ME and RMSE values, the curing method has higher accuracy than other methods. Among the various modes of the curing method, the Gaussian model has the highest accuracy. According to the results, the most changed use in this area has been the use of pastures in irrigated agriculture and Rain-fed agriculture. This change shows that the increase in the use of irrigated agriculture and Rain-fed agriculture in this area has been accompanied by a decrease in the use of rangelands, which indicates the destruction of pastures. According to the groundwater level map, the highest average water level was recorded in 1987 for irrigated agricultural use and the lowest average water level was recorded for the forest area. Also, the highest average water level in 2015 belongs to the use of irrigated agriculture with 20.17 meters and the lowest average recorded water level is related to forest use with 11.45 meters. One of the interesting uses that need to be analyzed and the reason for its search is the use of irrigated agriculture. This land use has the highest water level drop in 1987 and in 2015 it has faced the highest water level drop. The reason can be attributed to the over-harvesting of groundwater for irrigated crops that need more irrigation. In general, all uses in 2015 compared to 1366 have faced a decrease in water balance. As a result of these changes, farmers have made more use of groundwater resources, which has led to a drop in groundwater levels over a 28 years period in the study area. This overuse is enough to reduce the average level of the plain by 4.9 meters during the mentioned period.

    Keywords: Groundwater, land use, Geostatistical methods, Object-oriented Classification
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، احسان قلعه، علی اصغر اردشیر پی، مصطفی امیدی فر

    میزان گسترش و تخریب منابع را میتوان با پیشبینی تغییرات کاربری مشخص کرد و برنامهریزیهای آینده را به مسیر مناسبی سوق داد. هدف از این پژوهش ارزیابی کاربری اراضی شهرستان قوچان با استفاده از طبقه بندی شیءگرا و پیکسل پایه و پیش بینی تغییرات این کاربریها با استفاده از مدل CA مارکوف تا سال 2030 می باشد. در این تحقیق از تصاویر ماهواره لندست سنجنده های ETM و OLI مربوط به سال های 2000 و 2018 (ماه آگوست) استفاده شد. پس از تهیه تصاویر، تصحیحات رادیومتریک بر روی تصاویر اعمال گردید و سپس با استفاده از دو روش پیکسل پایه و شیءگرا نقشه کاربری اراضی استخراج گردید. با استفاده از مدل سازی CA مارکوف و با توجه به دو نقشه کاربری اراضی به دست آمده، ماتریس احتمال تبدیل کاربریها به یکدیگر محاسبه شد و نقشه پیش بینی تغییرات CA مارکوف برای 12 سال بعد یعنی سال 2030 به دست آمد و مساحت و درصد هر کدام از کاربری ها به طور جداگانه محاسبه شد. برای ارزیابی دقت طبقه-بندی از شاخصهای دقت کلی و ضریب کاپا استفاده شد. نتایج به دست آمده در طبقه بندی شیءگرا در هر دو شاخص صحت کلی و ضریب کاپا به ترتیب 94 درصد و 97/0 درصد بود که دقیقتر از روش پیکسل پایه است. بیش ترین مساحت در منطقه با استفاده از طبقه بندی شیءگرا در سال 2000 مربوط به کاربری دیمزار و کاربری مناطق کوهستانی و با استفاده از روش پیکسل پایه مربوط به کاربری مرتع ضعیف و کاربری دیمزار میباشد. با توجه به طبقه بندی صورت گرفته برای سال 2018 با استفاده از طبقه بندی شیءگرا بیش ترین میزان مساحت را کاربری مرتع ضعیف و کاربری دیمزار داشتهاند. نتایج نشان داد که بیش ترین میزان افزایش تغییرات در بین کاربریها را کاربری مرتع ضعیف در سال 2030 خواهد داشت که نسبت به سال 2018 نیز 07/24491 هکتار افزایش یافته است. بیش ترین میزان کاهش مساحت را کاربری مرتع متراکم با 23/26615 هکتار خواهد داشت. کاربری انسان ساخت نیز در طی این بازه 12 ساله 62/530 هکتار رشد خواهد داشت. با پیش بینی تغییرات کاربری اراضی نه تنها می توان میزان گسترش یا تخریب منابع را مشخص کرد بلکه می توان این تغییرات را در مسیر برنامهریزیهای مناسب هدایت کرد.

    کلید واژگان: شهرستان قوچان، طبقه بندی پیکسل پایه، کاربری اراضی، CA مارکوف، طبقه بندی شیءگرا
    Ehsan Ghale, Aliasghar Ardashirpei, Mostafa Omidifar

    The purpose of this research is to evaluate the land use of Ghouchan city by using object-oriented and pixel-based classification as well as predicting these changes using the CA Markov model until 2030. In this research, Landsat satellite images of ETM and OLI sensors for the years 2000 and 2018 (August) were used. After the images were taken, radiometric corrections were applied to the images, and then using the ground-object and object-oriented pixel methods, a land use map was extracted. In order to evaluate the classification accuracy, general accuracy and Kappa coefficients were used. The results obtained in the object-oriented classification in both of the general accuracy and kappa coefficients were 94% and 97%, respectively, which is more accurate than the pixel-based method. Most of the area in the region, using Object Oriented Classification in 2000, is related to land use and mountainous land use, and to base land use and land use, respectively. According to the Classification for 2018 using Object Oriented Classification, most of the area had the weakest land use and dry land use. Using the CA Markov modeling and considering the two land use maps, the probability matrix was calculated, and the CA mapping prediction map for the next 12 years, 2030, was obtained, and the area and percentage of each Uses were calculated separately. The results showed that the greatest increase in the variation among the users would be for poor pasture users in 2030, which is also increased by 2019-27449 hectarrs. The largest reduction in area will be for dense pasture users with a total area of 236666 hectares. Man-made human consumption will grow at 62.530 hectares during this 12-year period. By predicting user variations, the extent to which resources can be expanded or degraded can be guided, and this can be done by directing these changes to appropriate paths.

    Keywords: Quchan city, Basic pixel classification, Land Use, CA Markov, Object-oriented classification
  • عقیل مددی*، صیاد اصغری، مهدی بادامکی، احسان قلعه

    سیلاب ها از جمله مخرب ترین و فراوان ترین بلایای طبیعی هستند. در این رابطه، پهنه بندی خطر سیلاب یکی از روش های کارآمد در زمینه مدیریت و کاهش اثرات سیلاب به شمار می آید. در این تحقیق به ارزیابی مکانی و پهنه بندی خطر رخداد سیل در سطح حوضه آبخیز قوری چای واقع در نیمه جنوبی و غرب استان اردبیل پرداخته شد. در این رابطه، 10 معیار موثر بر رخداد سیل به کار بسته شد. این معیارها عبارتنداز: ارتفاع، شیب، جهت شیب، تحدب سطح زمین، سازندهای زمین شناسی، تراکم زهکشی، شماره منحنی (CN)، فاصله از آبراهه، کاربری اراضی و پوشش گیاهی. در این میان، متغیر شیب زمین با وزن 26/0 (مستخرج از مدل فرایند تحلیل شبکه) نقش عمده ای در شناسایی پهنه های پرخطر سیلاب ایفا می کند. جهت تلفیق و روی هم گذاری لایه های موضوعی مذکور با هدف تهیه نقشه پهنه بندی خطر سیلاب از دو مدل منطق فازی و فرایند تحلیل شبکه ای (ANp) در بستر سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده به عمل آمد. پهنه بندی خطر سیلاب حوضه آبخیز قوری چای نشان داد که در حدود 18 درصد از مساحت حوضه آبخیز مطالعاتی در کلاس های با خطر زیاد و بسیار زیاد واقع شده اند. خطر سیلاب در بستر دره های اصلی و اراضی پایین دست حوضه مورد مطالعه به دلایل ژیومورفومتریکی از قبیل شکل گیری و توسعه دشت های سیلابی، ارتفاع نسبی پایین، مقعر بودن سطح زمین و آهنگ سریع حرکت رواناب های بالادست از پتانسیل رخداد بالایی برخوردار می باشد. بعلاوه، مکان گزینی مناطق مسکونی در دشت های سیلابی پایین دست حوضه خطر وقوع سیلاب در این پهنه ها را افزایش داده است.

    کلید واژگان: سیلاب، منطق فازی، مدل ANP، GIS، قوری چای
    Aghil Madadi *, Sayyad Asghari, Mahddy Badamaky, Ehsan Ghaleh
    Introduction

    Floods are one of the most destructive and most frequent natural disasters. In this regard, flood risk zoning is one of the most effective methods for managing and mitigating the effects of floods. In this study, the spatial and risk assessment of flood events at the surface of Ghorichai watershed in Ardabil province was investigated. In this regard, 10 measures affecting the flood event were applied. These criteria include elevation, slope, slope orientation, convexity, geological formations, drainage density, curve number (CN), waterway distance, land use and vegetation. In the meantime, the ground slope variable with a weight of 0.26 (excluding network analysis process model) plays a major role in identifying high risk flood zones. Two fuzzy logic models and a network analysis process (GIS) were used to integrate and overlap the aforementioned subject layers in order to prepare a flood risk zoning map. Flood hazard zoning of the Ghorichai watershed showed that about 18% of the studied watershed area was located in high and very high risk classes. Flood risk in the basins of the main valleys and downstream lands of the study basin due to Geomorphometric reasons such as formation and development of flood plains, low relative elevation, concave terrain, and rapid upstream runoff of the event potential. It is high. In addition, relocation of residential areas downstream of the basin has increased the risk of flooding in these areas. Flooding is called the dangerous increase in the flow of a river or a flood. This phenomenon has a long history in human history and is one of the most damaging and destructive natural events. Old towns are usually formed alongside rivers due to easier access to water; they are therefore affected by floods, causing casualties. Floods occur when water flows out of rivers, streams and canals, in other words leaving its natural channel. We see an event when the canal or river is completely filled with water and enters the floodplains and areas where people live. In the present study, the risk of flooding in the Ghorichai watershed is investigated. Due to the large extent of the semi-arid climate and the presence of numerous settlements in the region, it is important to assess the importance of flood risk assessment and zoning in the Ghorichai catchment area. This is especially important in the presence of large human settlements, extensive agricultural lands and conservation of water and soil resources. Therefore, flood risk zoning at the basin level of the study is one of the essential steps in the management of flood risk mitigation and management measures.

    Material and Method 

    The present study investigates the risk of flooding in the Ghorichai watershed. This basin is located in Ardebil province within the administrative districts of Nair, Ardebil and Kosar. Much of this basin is located in the Nair area. The study area is located at 48 degrees 2 minutes to 48 degrees 31 minutes east longitude and 37 degrees 46 minutes 38 degrees 11 minutes north latitude in mathematical position. The basin has an area of about 824 km2 and an area of about 240 km. In this study, the following data and tools were used to analyzed flood risk in the Ghorichai catchment: 1: 50000 area topographic maps, 1 scale geological maps : 100000 including Ardebil and Givi Sheets, 1: 250000 Scale Soil Map, Digital Elevation Model (DEM) for ALOS - PALSAR Satellite Area with 12.5 m Resolution, Sentinel2 Satellite Images with 10 m spatial resolution and meteorological and climatic data including Ardabil synoptic station data and rain gauge station data located within the watershed. Two models of fuzzy logic and network analysis process (ANP) in the framework of Geographic Information System (GIS) were used to model flood risk in the Ghorichai catchment area.

    Discussion and Result

    The final layer resulting from the composition and overlap of the subject layer indicates the potential for flood risk at the Ghorichai watershed. The resulting map was classified into five classes of very low, low, medium, high and very high flood risk. According to the flood risk zoning map of the Ghorichai catchment, it can be stated that approximately 49 km2 of the catchment area is in a very high flood risk class, covering about 5.9% of the catchment area. In addition, more than 101 km2 or about 12% of the study area is in high risk class. Most of these high-risk areas are adjacent to either side of the basin's main waterways or floodplains adjacent to them. This can be attributed to a number of reasons, such as the smoothness or slowness of these areas (and thus the possibility of easier spreading and spreading floods), the existence of a valley extended by the flood plain below it. , Counts the crossing of the Ghorichai River through these zones and the low altitude of these zones.

    Conclusion 

    In this study, in order to map the flood hazard in the Ghorichai catchment area, 10 factors influencing flood event were applied. These criteria can be divided into three main categories: geomorphological criteria including altitude, slope, slope direction, ground convexity and geological formations; hydrological criteria including drainage density variables, curve number (CN) and distance from the waterway. And land cover criteria including land use and vegetation (NDVI). To integrate and overlap the research thematic layers with the aim of mapping flood risk zoning at the Ghorichai watershed, we use two models of fuzzy logic and ANP in the form of GIS. There was action. In this regard, all subject layers affecting flood occurrence were applied with different fuzzy functions, in the range between 0 and 1 standard and having the same units. Then all relevant subject layers were combined with the weights obtained from the ANP model. Flood hazard zoning of the Quriichai watershed showed that about 18% of the studied watershed area was located in high and very high risk classes.

    Keywords: flood, Fuzzy logic, ANP Model, GIS, Ghorichai
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، دلنیا پالیزبان، هادی امامی، احسان قلعه

     یکی از انواع ناپایداری دامنه ای که هرساله خسارات مالی و جانی فراوانی را بر زندگی انسان ها وارد می نماید، زمین لغزش می باشد. در پژوهش حاضر، کارایی مدل تحلیل شبکه (ANP) و منطق فازی در پهنه بندی خطر وقوع زمین لغزش در 3 کیلومتری محور سراب_نیر مورد ارزیابی قرار گرفت. فرایند انجام کار بر مبنای تلفیقی از روش های کتابخانه ای و میدانی است. به این منظور ابتدا نقشه زمین لغزش های منطقه با بازدیدهای میدانی تهیه شد. سپس با مرور و بررسی منابع، عواملی که می توانند در فرآیند بروز زمین لغزش موثر باشند، استخراج و با توجه به دید کارشناسی و بررسی منابع، 10 عامل طبیعی و انسانی شامل گسل، کاربری اراضی، شیب، فاصله از آبراهه، فاصله از جاده، زمین شناسی (لیتولوژی)، بارش، جهت شیب، ارتفاع و پوشش گیاهی برای تهیه نقشه پهنه بندی و پتانسیل خطر وقوع زمین لغزش، استفاده شدند. نقشه حاصل در 5 کلاس خطر، طبقه بندی و با توجه به زمین لغزش های رخ داده در محدوده مورد مطالعه، مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به نتیجه ارزیابی، مدل های به کار رفته، قابلیت مناسبی را برای پیش بینی وقوع زمین لغزش نشان می دهند. بررسی و تحلیل نتایج نشان داد که میزان بارش و ارتفاع نسبت به سایر عوامل تاثیر بیشتری در ایجاد نواحی پرخطر ایفا می کنند که بعد از این دو عامل، مناطق با پوشش گیاهی کم، مناطق دارای سنگ های سست و نواحی نزدیک به گسل به ترتیب بیشترین تاثیر را در وقوع زمین لغزش های منطقه داشتند.

    کلید واژگان: زمین لغزش، پهنه بندی، مدل منطق فازی و تحلیل شبکه ای، GIS، RS
    Sayyad Asghari *, Delnya Palizban, Hadi Emami, Ehsan Ghaleh
    Introduction

     Landslide is a term that encompasses a variety of amplitude motions and causes the movement of a mass of material in the slopes. And creep is classified. Natural slope instability is one of the geomorphological and geological phenomena that plays an effective role in deforming the earth's surface. Identifying areas with potential for landslides and their zoning is one of the key steps in managing environmental hazards and reducing the damage caused by this phenomenon, because this phenomenon causes financial and human costs, soil and land degradation and increased sediment production at the basin outlet. It becomes. Iran with its predominantly mountainous topography, high tectonic activity and seismicity, diverse geological and climatic conditions, has the most natural conditions to create a wide range of landslides. The purpose of this study is to zoning the risk of landslides on the Sarab-Nir road. In this research, two models of network analysis and fuzzy logic are examined and evaluated. It is hoped that eventually, by preparing a landslide risk zoning map, it will be of great help to planners and managers in order to reduce potential damages and find safer locations for development, construction and road construction.

    Methodology

    Sarab-Nir road is located between East Azarbaijan province and Ardabil province and is a communication route between these two provinces, whose geographical coordinates are 37 degrees and 94 minutes to 38 degrees and 03 minutes north latitude and 47 degrees and 53 minutes to 48 degrees and 01 minutes. It is east longitude. In this study, network analysis model was used to determine areas prone to fall and zoning. In order to better understand the causes of landslides and also to organize the research in the field, the study area was visited and 15 geographical points from different areas of the study area were recorded. The geographical location of the points prone to fall was also recorded with GPS. Then, according to the network analysis model, information layers were prepared in ArcGIS software. The information layers for landslide risk zoning are: fault, slope, slope direction, distance from road, and distance from waterway, land use, geology (lithology), precipitation, altitude and vegetation. The elevation file or digital model of the elevation of the area was prepared with an accuracy of 30 meters from the USGS site and the desired DEM is a digital file obtained from the AST‌ER sensor and according to this DEM, the information layer such as streams, slope and direction ‌The slope was obtained.

    Results and Discussion

    Four maps have been developed to investigate landslide hazards, which are rainfall, slope, elevation and land use layers. After creating information layers in order to prepare the final landslide hazard map, fuzzy information layer maps were created. In this study, in order to determine the effect of different classes of criteria on landslide sensitivity zoning, the layers are based on the type of performance of each in the landslide event using fuzzy membership functions in the range of zero to 1 fuzzy. Were made. The results obtained from the information layers and finally the landslide hazard map show that altitudes of more than 2000 meters have the highest share of landslides, and altitudes of 1400 meters have been significant landslides due to the instability of the slopes against Climatic and environmental factors. Also, most of the landslides occurred at a distance of 3 to 6 km from the faults, which shows the importance of faults against landslides. About 40% of landslides occur in very high-risk classes. This indicates that the model has a high capability in predicting landslides. It is necessary to explain that most of the landslides occur in the area of Saein pass, which have very favourable conditions for the occurrence of range movements that start from 25 km of mirage and continue for a distance of 15 km of Nir.

    Conclusion

    Factors such as slope, precipitation and geology play a more important role in landslides than other factors. Slopes of 60 to 80% have the greatest impact on landslides, which are more pronounced at altitudes above 2000 meters. Therefore, altitudes above 2000 meters have the most landslides. Also, due to the direct relationship between altitude and climatic fluctuations in these altitudes, the amount of precipitation is higher and, of course, has a great impact on the occurrence of landslides. In these areas, vegetation is at a minimum and due to the cold region, the vegetation in these areas is very small, which prepares the conditions for landslides and due to the presence of sedimentary formations such as sandstone, Siltstone mudstone with tuff interbreeds in the area, the conditions for landslides have become more prone and because these formations lose their stability sooner and are strongly influenced by physicochemical factors, they are more prone to landslides than other formations. To be. According to the results, the low risk floor with the highest value, 405.44 square kilometers, occupies approximately 30.87 percent of the area, but the very high risk floor with 288.2 square kilometers and the high risk class with 23.23 square kilometers. , Occupy a total of 37.25% of the area of risk classes.

    Keywords: Landslide, Zoning, fuzzy logic model, network analysis, GIS, RS
  • داریوش ابوالفتحی*، صیاد اصغری سراسکانرود، احسان قلعه

    زمین لغزش به عنوان یکی از مخاطرات طبیعی هر ساله منجر به خسارات زیادی می شود. حوضه آبریز کهمان با دارا بودن ویژگی های کوهستانی و شرایط طبیعی مختلف دارای استعداد بالقوه زمین لغزش است. هدف از این پژوهش بررسی خطر زمین لغزش با استفاده از مدل منطق فازی در حوضه کهمان استان لرستان می باشد. در این مطالعه ابتدا پارامترهای موثر در وقوع زمین لغزش استخراج و سپس لایه های مربوطه تهیه گردید. در ادامه با تلفیق نقشه عوامل موثر بر لغزش با نقشه پراکنش زمین لغزش ها، تاثیر هر یک از عوامل شیب، جهت شیب، سنگ شناسی، بارش، کاربری اراضی، فاصله از گسل و آبراهه در محیط نرم افزار ArcGIS محاسبه گردید و نقشه پراکنش زمین لغزش های رخ داده حوضه تهیه شد. در این تحقیق مدل منطق فازی با اپراتورهای عملگر اجتماع فازی، عملگر اشتراک فازی، عملگر ضرب جبری فازی، عملگر جمع جبری فازی، عملگر گاما فازی بکار گرفته شد. بر اساس پهنه بندی صورت گرفته با استفاده از عملگر گاما فازی، به ترتیب 37/64، 45/7، 93/8، 49/12 و 76/6 درصد از مساحت منطقه در کلاس های خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار گرفته است.

    کلید واژگان: زمین لغزش، مدل منطق فازی، حوضه آبریز کهمان، سیستم اطلاعات جغرافیایی
    Dariush Abolfathi *, Sayyad Asghari Saraskanroud, Ehsan Ghale

    Landslides as one of the natural hazards can cause a lot of damage every year. Kahman catchment with potential mountainous features and different natural conditions has potential landslide potential. The purpose of this study was to investigate landslide hazard using fuzzy logic model in Kahman basin of Lorestan province. In this study, first, effective parameters on landslide occurrence were extracted and then the relevant layers were prepared. Then the landslide distribution map of the basin occurred. Then, by integrating the landslide map with the landslide distribution map, the effect of each of the slope factors, slope direction, lithology, precipitation, land use, distance from fault and waterway were calculated in ArcGIS software environment. In this study, fuzzy logic model with fuzzy community operator, fuzzy sharing operator, fuzzy algebraic multiplier operator, fuzzy algebraic sum operator, and fuzzy gamma operator were applied. Based on zoning using gamma-fuzzy operator, 64.37, 7.45, 8.93, 12.49 and 6.76 percent of the area were classified as very low, low, medium, high and very high risk classes has taken.

    Keywords: landslide, fuzzy logic models, Kahman basin, geographic information systems
  • آزاد کاکه ممی، اردوان قربانی*، صیاد اصغری سراسکانرود، احسان قلعه، سحر غفاری
    پیشینه و هدف

     گسترش سریع شهرها به دلیل تغییرات گسترده در کاربری و پوشش زمین اثرات منفی بر کیفیت زیست محیطی جهانی داشته است. تغییرات کاربری/پوشش اراضی، توسعه مناطق شهری و کشاورزی و جنگل زدایی باعث تغییر رژیم دمای منطقه ای و محلی می شود. آگاهی از میزان دمای سطح زمین کمک قابل توجهی به طیف وسیعی از مسایل مرتبط با علوم زمین مانند اقلیم شهری، تغییرات جهانی محیطی و بررسی تعاملات انسان و محیط می نماید. آنچه به عنوان یک نقص اساسی در پایش دمای سطح زمین به شمار می آید، نبود ایستگاه های هواشناسی کافی جهت آگاهی از مقادیر دمایی در نقاط فاقد ایستگاه است. با توجه به محدودیت اطلاعاتی که در تامین داده ها به ویژه در وسعت زیاد با مشکلات و موانع فراوانی همراه است و دست یابی در زمان واقعی سخت و یا غیر ممکن است. بنابراین، لزوم استفاده از فن آوری سنجش از دور با شرایط زمانی، همراه با ویژگی پیوستگی و داده برداری در محدوده های گسترده بسیار می تواند کارا باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی دمای سطح زمین شهرستان نمین در یک بازه زمانی 28 ساله و مقایسه نتایج به دست آمده با تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی بوده است.

    مواد و روش ها

    داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل، تصویر ماهواره لندست 8 که از سنجنده OLI به منظور استخراج نقشه کاربری اراضی و از سنجنده TIRS به منظور استخراج دمای سطح زمین برای سال 2015 و همچنین از تصویر سنجنده TMلندست 5 به منظور تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از باندهای مریی و مادون قرمز و دمای سطح با استفاده از باندهای حرارتی برای سال 1987 استفاده شد. تصاویر در اواخر فصل بهار و اوایل فصل تابستان به منظور نبود پوشش های ابری و برفی بالا و همچنین بالا بودن شدت تابش نور خورشید اخذ شد. از نرم افزار eCognition8.9 برای طبقه بندی شی پایه استفاده شد. طبقه بندی در 5 کلاس (کشاورزی دیم و آبی، مرتع، جنگل و مسکونی) برای سال 1987 و 6 کلاس (کشاورزی دیم و آبی، مرتع، جنگل، مسکونی و آب) برای سال 2015 انتخاب شدند. جهت ارزیابی صحت و مقایسه نقشه های حاصل، از ماتریس خطا، صحت کلی و آماره ی کاپا استفاده شد. از روش پنجره مجزا برای استخراج دمای سطح زمین استفاده شد. در نهایت به منظور تجزیه و تحلیل ارتباط بین دمای سطح زمین با شاخص پوشش گیاهی، ضرایب همبستگی بین دمای سطح زمین و شاخص پوشش گیاهی براساس نوع کاربری در سال های 1987 و 2015 محاسبه شد.

    نتایج و بحث

    بیشترین سطح اراضی در سال 1987 و 2015 متعلق به کاربری مرتع به ترتیب با 43781 و 34114 هکتار، دومین سطح مربوط به کاربری کشاورزی دیم به ترتیب با 23854 و 33277 هکتار است. کمترین سطح نیز در سال 1987 با توجه به عدم وجود کاربری آب متعلق به کاربری مسکونی با 1301 هکتار است در حالی که در سال 2015 با احداث سازه های آبی کاربری آب با مساحت 86 هکتار دارای کمترین سطح اراضی است. بیشترین افزایش سطح را کاربری کشاورزی دیم با 9423 هکتار افزایش دارا است که نسبت به سال 1987 افزایش چشمگیری را داشته است. بیشترین دمای ثبت شده برای شهرستان نمین در سال های 1987 و 2015 مربوط به کاربری کشاورزی دیم (به ترتیب با 34 و 27 درجه سانتی گراد) است. که نشان از تمرکز حرارت در این مناطق است. این کاربری به دلیل عواملی از جمله خشک بودن محصولات در این زمان و برداشت محصولات بیشترین دما را دارا است. کاربری کشاورزی دیم در سال 1987 بیشترین دما (34 درجه سانتی گراد) را دارا بوده است اما در سال 2015 با کاهش دما (27 درجه سانتی گراد) مواجه شده است کما اینکه در همین سال 2015 نیز نسبت به سایر کاربری ها دارای بیشترین دمای سطحی بوده است. علت آن را می توان در عامل برداشت محصول دانست. با توجه به اینکه محصولات دیمی محدوده مورد مطالعه،اغلب گندم بوده و در این زمان از فصل، بیشتر گندم ها رسیده ویا برداشت می شوند، بنابراین تعرق این محصولات ناچیزاست. کمترین دمای ثبت شده در شهرستان نمین به ترتیب مربوط به کاربری آب (21 درجه سانتی گراد)، جنگل (21 درجه سانتی گراد) و کشاورزی آبی (22 درجه سانتی گراد) است. با توجه به اینکه آب دارای ظرفیت گرمایی بالایی می باشد، لذا بیشترین اثر را در کاهش دما دارد. در کاربری های جنگل و کشاورزی آبی به دلیل پوشش گیاهی بیشتر دمای سطح زمین کمترین مقدار (به ترتیب 23 و 24 درجه سانتی گراد در سال 1987 و 21 و 22 درجه سانتی گراد در سال 2015) را نسبت به سایر کاربری ها دارا است. کاربری مربوط به کشاورزی در این ناحیه، بعد از مناطق جنگلی دارای کمترین دمای سطحی (24 درجه سانتی گراد در سال 1987 و 21 درجه سانتی گراد در سال 2015) می باشد. با توجه به اینکه محصولات زراعی کشت شده دراین محدوده گیاهانی ازجمله سیب زمینی است و این گیاهان دارای نیاز آبی بیشتری هستند. بنابراین،این گیاهان درخرداد ماه دارای سبزینگی بالایی بوده و همین امر باعث شده که در محدوده تحت کشت آن ها تعرق بیشتری نسبت به سایر نواحی صورت گیرد و بالطبع در خنک نگهداشتن دمایسطحی بسیارتاثیرگذار بوده است. کاربری مرتع در هر دو سال مورد مطالعه، دمای بالایی (به ترتیب 27 و 25 درجه سانتی گراد) را داشته است و اختلاف ناچیزی بین هر دو سال مشاهده می شود.

    نتیجه گیری

    نوع کاربری و تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی تاثیر محسوسی در تغییرات دمای سطح زمین دارد. هرچند نواحی عاری از پوشش گیاهی دارای دمای سطحی بالاتری نسبت به نواحی است که دارای پوشش گیاهی هستند. نتایج نشان داد همبستگی معنی داری بین پوشش گیاهی و دمای سطح زمین وجود ندارد که عمدتا ناشی از مقدار کافی پوشش گیاهی است. به طور کلی نتایج نشان داد، در اکثر مناطق با دمای کمتر، پوشش گیاهی انبوه تری وجود دارد که بیانگر رابطه معکوس بین شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین است.

    کلید واژگان: کاربری اراضی، دمای سطح زمین، پوشش گیاهی، استان اردبیل
    Azad Kakehmami, Ardavan Ghorbani *, Sayyad Asghari Sarasekanrood, Ehsan Ghale, Sahar Ghafari
    Background and Objective

    Rapid development of cities due to extensive changes in land use and land cover has had negative effects on global environmental quality. Land cover and  land use changes, and the development of urban and agricultural regions and deforestation are changing the regional and local temperature regime. Knowing the land surface temperature degrees contribute significantly to a wide range of issues relating to the Earth science such as urban climate, global environmental changes, and the study of the interaction of human and the environment. The lack of sufficient meteorological stations to be aware of temperature values in regions lacking a station is considered as a major flaw in monitoring the land surface temperature. Due to the information limitations, collecting data especially to a large extent,  is associated with many problems and obstacles, and the real-time access is difficult or impossible. Therefore, the need to use remote sensing technology with time conditions along with the feature of continuity and data collection in wide ranges can be very effective. The purpose of this study is to investigate the land surface temperature of Namin county in a period of 28 years and to compare the obtained results with land use and vegetation changes.

    Materials and Methods

    The data used in this study included  Landsat 8 satellite image of the OLI sensor in order to extract land use map and  TIRS sensor image to extract land surface temperature for the year 2015. Moreover, Landsat 5 satellite image of the TM sensor were used to extract land use map by using visible and infrared bands, and also to extract land surface temperature by using thermal bands for the year 1987. Images were taken in late spring and early summer due to the lack of high cloudy and snowy covers , as well as the high intensity of sunlight. The eCognition8.9 software was used for object-based classification. Classification in five classes (dry and irrigated farming, rangeland, forest and residential) and six classes (dry and irrigated farming, rangeland, forest, residential and water bodies) were selected  for the years 1987 and 2015 respectively. To assess the accuracy and comparison of the obtained maps, the error matrix, overall accuracy, and kappa statistics were used. Split-Window method was used to extract the land surface temperature of the study area. Finally, in order to analyze the relationship between land surface temperature with vegetation index, the correlation coefficients between land surface temperature and vegetation index were calculated based on land use types in the years 1987 and 2015.

    Results and Discussion

    The highest land use area in the years 1987 and 2015 belongs to the rangeland use with 43781 and 34114 hectares  respectively and the second land use area belongs to dry farming use with 23854 and 33277 hectares respectively. Moreover due to the lack of water use , the lowest land use area in 1987 belongs to residential use with 1301 hectares, while in 2015 with the construction of water structures, water use with an area of 86 hectares has the lowest land use area. The highest land use area increase was in the dry farming with 9423 hectares, which is a significant increase compared to 1987. The highest recorded temperature for Namin county in 1987 and 2015 was related to dry farming use (34°C and 27°C, respectively), indicating the concentration of heat in these regions. This type of land use has the highest temperature due to the factors such as the dryness of the products at this time and the harvest of the products. In 1987, dry farming use had the highest temperature (34°C), but in 2015 it experienced a decrease in temperature (27°C), despite the fact that it had the highest land surface temperature compared to other  types of land uses in 2015. The reason can be attributed to the factor of harvesting crops. Due to the fact that the rainfed crops in the study area are mostly wheat, and at this time of the season, most of the wheat is ripe or harvested, so the transpiration of these products is insignificant. The lowest recorded temperatures in Namin county are related to the uses of water bodies (21°C), forest (21°C) and irrigated farming (22°C), respectively.  Since water has a high heat capacity, it has the greatest effect on reducing the temperature. In forest and irrigated farming land uses, due to the higher vegetation density, the land surface temperature has the lowest value (23°C and 24°C in 1987 and 21°C and 22°C in 2015 respectively) compared to the other land use types. Agricultural land use in this area has the lowest land surface temperature (24°C in 1987 and 21°C in 2015) after forest areas. Due to the fact that the crops cultivated in this area are plants such as potatoes and these plants have more water needs, therefore these plants have a high greenness value at June to early July, which has led to more transpiration in the area where they are cultivated than other areas, thus it has been very effective in keeping the land surface temperature cool. The rangeland use has had high land surface temperatures (27°C and 25°C, respectively) in the two study  years, and there is little difference between the two years. According to the study season which was late June to early July, the high temperature of this land use type is due to the increase in the areas lacking canopy cover or areas having low or scattered vegetation. Due to the fact that in August, most of the leaves and brunches of the existing plants are dry and the transpiration is low, high temperatures are also recorded. The relationship between land surface temperature and vegetation index in rangeland use in the two study years had the highest correlation (0.91 in 1987 and 0.83 in 2015), while the correlation coefficient of the forest use was the lowest (0.46 in 1987 and 0.23 in 2015).

    Conclusion

    Land use type and land use and vegetation changes have a significant effect on land surface temperature changes. However, areas without vegetation have a higher land surface temperature than the areas with vegetation. The results showed that there was no significant correlation between vegetation cover and land surface temperature, which is mainly due to sufficient vegetation. In general, the results showed that in most areas with lower temperatures, there is high density vegetation indicating an inverse relationship between vegetation index and land surface temperature.

    Keywords: land use, Land surface temperature, Vegetation, Ardabil province analysis
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • احسان قلعه
    احسان قلعه
    (1397) کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشگاه محقق اردبیلی
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال