تشخیص تغییرات پهنه آبی تالاب میقان با بهره گیری از شاخص های طیفی NDWI، MNDWI، AWEI و مدل های نظارت شده SVM در بازه زمانی 1373 تا 1401 (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
هدف: تغییرات اقلیمی و سوء مدیریت در سال های اخیر در بخش های وسیعی از جهان به خصوص نواحی خشک و نیمه خشک باعث تخریب تالاب ها و دریاچه ها گردیده است. در بخش های مرکزی کشور ایران این پدیده مشهودتر بوده و بررسی ها نشان از خشک شدن تالاب ها و دریاچه ها داشته است. تالاب میقان یکی از مواردی است که با کاهش شدید سطح آب مواجه گردیده است. در این تحقیق، تغییرات مکانی و زمانی تالاب میقان از سال 1373 تا 1401 با استفاده از تصاویر TM و OLI ماهواره لندست ۵ و ۸ مورد ارزیابی قرار گرفت.روش و داده: به این منظور برای استخراج سطح آب از داده های تصویری از مدل ماشین بردار پشتیبانی و شاخص های طیفی آب تفاوت نرمال شده آب (NDWI)، شاخص اصلاح شده NDWI (MNDWI) و شاخص خودکار شده استخراج آب (AWEI) استفاده شد. عملکرد طیفی و مکانی هر طبقه بندی با استفاده از همبستگی پیرسون مقایسه شد. یافته ها: به طور کلی مدل SVM به همراه شاخص های NDWI، MNDWI و AWEI از نظر کیفیت طیفی و مکانی به نتایج بهتری دست یافتند. بر اساس روش های اعمال شده سطح دریاچه روند کاهشی شدیدی را بین سال 1373 تا 1401 نشان می دهد. نتایج نشان دهنده اثربخشی مدل های AWEI و MNDWI در تشخیص تغییرات سطح آب در بازه های زمانی معین داشته است.نتیجه گیری: بر اساس مدل AWEI مساحت تالاب از ۱۱۲/۶ کیلومتر مربع در سال 1373 به ۷۸/۵ کیلومتر مربع کاهش یافته است. بیشترین همبستگی پیرسون بین AWEI و MNDWI در سال های 1373، 1381، 1393 و 1401 به ترتیب با مقادیر ۰/۹۳، ۰/۹۶، ۰/۹۷ و ۰/۹۷ مشاهده شد. نوآوری، کاربرد نتایج: تاکنون در بررسی تالاب میقان از شاخص های طیفی و مدل های الگوریتم یادگیری استفاده نشده است. در این تحقیق از شاخص های جدیدی مانند AWEI نیز در کنار مدل ماشین بردار پشتیبانی بهره گرفته شده است.Detecting the changes in Miqan lagoon zone by using NDWI, MNDWI, AWEI and supervised SVM models in the period of 1373 to 1401
Aim: Climate changes and mismanagement in recent years have caused the destruction of wetlands and lakes in large parts of the world, especially arid and semi-arid areas. In the central parts of Iran, this phenomenon is more evident and studies have shown that wetlands and lakes are drying up. Miqan lagoon is one of the cases that has faced a sharp decrease in water level. In this research, spatial and temporal changes of Miqan lagoon from 1373 to 1401 were evaluated using TM and OLI images of Landsat 5 and 8 satellites.Material & Method: For this purpose, image data from SVM and NDWI, MNDWI and AWEI were used. The spectral and spatial performance of each classification was compared using Pearson's correlation.Finding: In general, SVM model along with NDWI, MNDWI and AWEI indices achieved better results in terms of spectral and spatial quality. Based on the applied methods, the lake level shows a sharp decrease between 1373 and 1401. The results show the effectiveness of AWEI and MNDWI models in detecting water level changes in certain time intervals.Conclusion: According to the AWEI model, the area of the lagoon has decreased from 112.6 square kilometers in 1373 to 78.5 square kilometers. The highest Pearson correlation between AWEI and MNDWI was observed in 1373, 1381, 1393 and 1401 with values of 0.93, 0.96, 0.97 and 0.97 respectively.Innovation: So far, spectral indices and learning algorithm models have not been used in the investigation of Miqan wetland. In this research, new indices such as AWEI have been used along with the support vector machine model.
تبلیغات
