MNDWI

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.

آب های سطحی به لحاظ ماهیّت پویای خود و همچنین گذر از مسیرهای مختلف،  به راحتی آلوده شده و در مدت کوتاهی، آلودگی را به محیط های دیگر منتقل می کنند. از دیدگاه های مختلف، پایش مداوم تغییر در کیفیت آب های سطحی مخصوصا زمانی که به پشت سدها منتهی می شوند، از نظر سلامت محیطی و انسانی، بسیار مهم است.  با توجه به اهمیت پایش مداوم کیفیت آب های سطحی منتهی  به آب های جمع شده در پشت سدها، در این مطالعه سعی شده است تا با استفاده از روش های مناسب، کیفیت آب های سطحی در حوضه رودخانه یامچی مورد مطالعه قرارگیرد. به منظور بررسی تغییرات در کیفیت آب های سطحی در محدوده فضایی(در مسیر رودخانه بالخلی چای تا سدّ یامچی) –زمانی(در بازه زمانی مطالعاتی 1390-1400)، از داده ها و اطلاعات سازمان ها،  نمونه های میدانی و همچنین از شاخص های مختلف، استفاده شد. برای بررسی کیفیت آب، از شاخص کیفی آب، شاخص برآورد ذرات معلق یعنی؛ SPM  (بر اساس داده های Landsat-8) و همچنین از شاخص تفاوت نرمال و اصلاح شده آب، یعنی  MNDWI(مشتق شده از تصاویر در محیط موتور گوگل ارث انجنین) برای دوره زمانی مورد مطالعه، استفاده گردید. در این مطالعه، برای بررسی تغییرات زمانی- فضایی کیفیت آب در دوره مطالعاتی از داده های کیفی (شامل : pH، EC، TDS، کدورت، Ca2+، DO، Mg2، Na+، Cl، HCO3، SO4،  نیترات، فسفات، BOD، COD، کلیفرم کل و کلیفرم مدفوعی) استفاده گردید. برای رسیدن به هدف مطالعه، از 18 پارامتر کیفی آب مانند : pH، EC، TDS، کدورت، Ca2+، DO، Mg2، Na+، Cl، HCO3، SO4، نیترات، فسفات، BOD، COD، کلیفرم کل و کلیفرم مدفوعی) استفاده شد. در پایان نیز نتایج با استفاده از امکانات سیستم اطلاعات جغرافیایی به صورت نقشه های پهنه بندی ارائه گردید. نتایج بررسی ها در محدوده سد یامچی اردبیل، نشان داد که پارامتر EC و TDS،  سختی، کلیفرم کل و DO از حد استاندارد تعیین شده سازمان بهداشت جهانی بالاتر است. بررسی شاخص کیفی آب (WQI) و استفاده از آنتروپی شانون نیز نشان داد که کیفیت آب محدوده مورد بررسی براساس طبقه بندی استاندارد جهانی در فصل مرطوب، مطلوب بوده ولی در فصل خشک نامطلوب است. همچنین بررسی نتایج ارائه شده در نقشه های تهیه شده با  استفاده از محاسبه شاخص SPM برای حوضه یامچی، بیانگر وجود مقدار بالای ذرات جامد معلق برای دوره مرطوب نسبت به دوره خشک در رودخانه یامچی می باشد. مقایسه بازه های زمانی نشان می دهد که مقدار تغییرات SPM در سال 1393 برای دوره مرطوب و در سال 1397 برای دوره خشک شدید تر است که دلیل آن می تواند متاًثر از عوامل طبیعی و انسانی در محدوده حوضه باشد. بررسی میزان کدورت نیز، بیانگر تغییرات شدید در دوره های مشابه است. بررسی ها همچنین نشان داد که پارامترهای مورد بررسی با شاخص SPM یا مقدار ذرات معلق، هم بستگی بالایی با یکدیگر دارند. بررسی روند تغییرات مقدار حاصل از به کارگیری شاخص MNDWI  نیز نشان داد که روند صعودی مقادیر منتج، منطبق بر دوره مرطوب و روند نزولی نیز منطبق بر دوره فصل خشک است و میزان این تغییرات در سطح حوضه در حدود 4 کیلومتر می باشد.

هدف از این تحقیق بررسی روابط بین LST و LULC در منطقه گردنه حیران می باشد. شاخص های LULC متشکل از شاخص های تفاوت نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) ، تفاوت نرمال شده ساخت و ساز (NDBI) و تفاوت نرمال شده و اصلاح شده آب (MNDWI) می باشد. مساحت منطقه مورد مطالعه 95/156 کیلومتر مربع بوده که از این میزان در سال 1401، حدود 7/122 کیلومتر مربع اختصاص به پهنه جنگلی داشته و تنها 2/33 کیلومتر مربع اختصاص به زمین کشاورزی دارد. مقادیر شاخص MNDWI در غنی ترین منطقه در سال 1397 از مساحتی معادل 27/12 کیلومتر مربع برخوردار بوده و با کاهش شدید در سال 1401 مواجه شده و به 68/1 کیلومتر مربع رسیده است. پهنه های ساخت و ساز شده (NDBI) تا سال 1397 با افزایش مواجه بوده و تا سال 1401 با کاهش قابل توجهی روبرو گردید. حداکثر دمای سطح زمین (LST) از 42/35 درجه سانتیگراد در سال 1392 به 04/39 درجه سانتیگراد در سال 1401 رسیده است. پهنه برخوردار از دمای 20 تا 25 درجه سانتیگراد از 9/67 کیلومتر مربع به 124 کیلومتر مربع رسیده است. در نهایت، روابط همبستگی پیرسون نشان داد که شاخص NDVI و MNDWI با شاخص LST از همبستگی منفی برخوردار بوده و بین شاخص LST با شاخص NDBI همبستگی مثبت برقرار است. بیشترین همبستگی مثبت به میزان 77/0 بین LST و NDBI مربوط به بهار 1397 بوده و بیشترین همبستگی منفی به میزان 71/0- متعلق به شاخص MNDWI و LST بوده که در پاییز 1397 به ثبت رسیده است.