روش سبال

دمای سطح زمین همواره به دلیل عوامل انسانی و طبیعی در حال تغییر است که می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در میزان محصولات کشاورزی و فرایندهای خاکسازی در سطح زمین شود. در این راستا استفاده از سنجش از دور به عنوان یک تکنولوژی کارآمد در مطالعات تغییرات کاربری اراضی و نیز بررسی دمای سطح زمین همواره مورد نظر کارشناسان بوده است. در این مطالعه از روش سبال (SEBAL) (الگوریتم تعدیل یافته انرژی سطح برای زمین) در حوضه آبخیز طالقان به منظور مدل نمودن دمای سطح زمین (LST) و تعیین ارتباط آن با کاربری/پوشش اراضی (LULC) استفاده شده است. برای این منظور از تصاویر TM (1987) و ETM+ (2010) استفاده شده و پس از انجام مراحل مختلف پردازش تصاویر نسبت به استخراج نقشه های کاربری اراضی بر اساس روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) در دوره زمانی23 ساله اقدام گردید. دقت طبقه بندی به روش SVM با بررسی از طریق داده های حقایق زمینی، در تصویر TM و ETM+ برحسب ضریب آماری کاپا به ترتیب 83/0 و 89/0 و براساس دقت کلی 37/88 و 86/92 درصد بدست آمده است. بیشترین تغییرات کاربری اراضی در اراضی مرتعی به چشم می خورد که به اراضی مرتعی با اهمیت پایین تر یا اراضی بایر تبدیل شده اند. علاوه بر این، افزایش بیابان زایی و کاهش پوشش گیاهی، روند افزایش دمای سطح زمین (LST) را تحت تأثیر قرار می دهد. بیشترین LST در مناطق مسکونی و اراضی بایر با رخنمون سنگی مشهود است که با گذشت سالیان متمادی نیز روند افزایش دما قابل تأمل است. نتایج این پژوهش در مطالعات حفاظت منابع طبیعی بسیار کاربردی بوده و می تواند راهگشای برنامه ریزی های حفاظت منابع طبیعی قرار گیرد.

یکی از عوامل متأثر از فعالیت های انسانی، تغییر در کاربری اراضی است که می تواند منجر به تغییرات آلبیدوی سطحی و دمای سطح زمین شود و تغییر در این پارامترها آب وهوای طبیعی منطقه را متأثر می سازد. پژوهش حاضر به بررسی روند تغییرات کاربری اراضی و خصوصیات دمای سطح زمین و آلبیدوی سطحی در هر کاربری در حوضه آبخیز اَهرچای با استفاده از داده های لندست برای یک دوره 29 ساله پرداخته است. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای لندست 5 (TM) در سال 1987 و لندست 8 (OLI) برای سال 2015 استفاده شده و پس از انجام مراحل مختلفِ پردازش تصاویر، نسبت به استخراج کاربری اراضی براساس روش «ماشین بُردار پشتیبان» (SVM) اقدام شد. دقت طبقه بندی برحسب ضریب آماری کاپا به ترتیب 93/0 و 95/0 و براساس دقت کلی 09/95 و 20/96 به دست آمد. بیشترین تغییرات کاربری در اراضی مرتعی و پس از آن در زراعت دیم مشاهده شده است. تبدیل مراتع به زراعت دیم باعث کاهش پوشش گیاهی و تغییر الگوی توزیع و روند افزایش دمای سطح زمین و میزان آلبیدوی سطحی شده است که این میزان برای کاربری زراعت دیم با افزایش دمای تقریباً 8 درجه سانتی گراد و آلبیدوی سطحی 03/0 بوده است؛ بنابراین ملاحظه می شود که سطح حوضه تغییرات کاربریِ روی داده، موجب تغییر در میزان دمای سطح زمین و آلبیدوی سطحی شده است.

در این تحقیق با استفاده از تصاویر MODIS و الگوریتم سبال، مقدار تبخیر و تعرق برای مروست استان یزد در چهار ماه (نوامبر، فوریه، می، آگوست)سال 2017 برآورد گردید. حداکثر میزان تبخیر و تعرق هم زمان با فصل گرم یعنی ماه اگوست و رسیدن گیاه به بیشینه سبزینگی رخ داده است که میزان آن 582 میلی متر می باشد. سپس با کاهش تراکم گیاهی، روند تبخیروتعرق کاهشی بوده است که حداقل میزان تبخیر و تعرق در ماه فوریه (بهمن) بوده است. استخراج ضریب گیاهی انگور با روش فائو نشان داد، مقدار آن در ماه می (23/1) و آگوست (14/1) برآورده شده است. با توجه به بالا بودن میزان تبخیر و تعرق و گرما در این دوماه نیاز گیاه به آب بیشتر بوده است. میزان ضریب گیاهی در فصل پاییز(ماه نوامبر25/0) و زمستان (فوریه 29/0) به دلیل کاهش پوشش سطح برگ و کاهش تبخیر و تعرق مقادیر کمتری از دوره های رشد داشته است. سپس مقادیر تبخیر و تعرق و نیاز آبی انگور با 5 روش دیگر محاسبه شد و با استفاده از شاخص های آماری میانگین خطای مطلق (MAE) با روش فائو مقایسه شدند. نتایج نشان داد مدل تجربی هارگریوز-سامانی و بلانی-کریدل عملکرد مطلوبتری در برآورد تبخیر تعرق مرجع و نیازآبی دارند، اما در این تحقیق روش هارگریوز-سامانی به عنوان روش برتر و سایر روش ها در رتبه های بعدی قرار گرفتند. روش تراجکویک و برتی نتایج مناسبی بخصوص در ماه گرم از خود نشان ندادند.

برآورد دمای سطح زمین در پهنه ی وسیع از طریق سنجش از دور، نقصان پایش آن را در ایستگاه های محدود هواشناسی رفع می کند. با توجه به پایش دمای سطح زمین در تعداد محدودی از ایستگاه های هواشناسی به صورت نقطه ای و نیاز به توزیع مکانی دمای سطح در پهنه ی وسیع و به طور هم زمان، دمای سطح زمین محاسبه گردید. هدف از این مطالعه برآورد دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال (SEBAL) در حوضه ی آبخیز پریشان و تعیین ارتباط آن با کاربری/پوشش اراضی (LULC) می باشد. برای این منظور از تصاویر ETM+ سال های 2000 و 2013 استفاده شده و پس از انجام مراحل مختلف پردازش تصاویر نسبت به استخراج نقشه های کاربری اراضی بر اساس روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) در دوره ی زمانی 13 ساله اقدام گردید. نتایج این پژوهش نشان داد بیشترین تغییرات کاربری اراضی در کاربری دریاچه به چشم می خورد که حدود 35/97 درصد وسعت دریاچه در این دوره ی 13 ساله، تخریب شده و بخش عمده ی آن به زمین های بایر و اراضی کشاورزی تغییر کاربری داده است. علاوه بر این، افزایش بیابان زایی و کاهش پوشش گیاهی، روند افزایش دمای سطح زمین (LST) را تحت تأثیر قرار می دهد. بیشترین میزان دما (LST) در نمک زارها و اراضی بایر با رخنمون سنگی مشهود است که با گذشت سالیان متمادی نیز روند افزایش دما قابل تأمل است. نتایج این پژوهش در مطالعات حفاظت منابع طبیعی بسیار کاربردی بوده و می تواند راه گشای برنامه ریزی های حفاظت منابع طبیعی قرار گیرد.