پایش تغییرات دریاچه زریبار کردستان با استفاده از شاخص‌های طیفی تفاضل نرمال و تصاویر لندست در سامانه Google Earth Engine

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه انرژی‌های نو و محیط‌زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، تهران، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

4 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سنجش از دور و GIS، دانشگاه تهران، تهران، ایران

5 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

6 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیز، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

چکیده

دریاچه‌ها از منابع ملی باارزش هر کشور محسوب می‌شوند و بررسی تغییرات سطح و حجم آب دریاچه ها به منظور حفاظت آن ها و همچنین برای تصمیم‌گیری و مدیریت بهتر منابع آب، همواره از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بررسی تغییرات در سال های اخیر در بین کشورها جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. در این پژوهش به پایش تغییرات مساحت دریاچه زریبار واقع در استان کردستان در بازه زمانی بلندمدت 36 ساله 2020-1984 پرداخته شده است. قابل ذکر است که در این مطالعه از سامانه Google Earth Engineیا به‌اختصار GEE استفاده شد که سامانه‌ای نوپا و بسیار کاربردی در سال‌های اخیر است. این سامانه، حجم بالایی از اطلاعات را با کد نویسی در کمترین زمان در دسترس قرار می‌دهد. در پژوهش حاضر با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست 5 و 8 و سامانه GEE و الگوریتم‌های طیفی NDWI و MNDWI در کمترین زمان و هزینه، جداسازی پهنه آبی از سایر پدیده‌ها با استفاده از آستانه‌گذاری صورت گرفت و تغییرات بلندمدت مساحت آن بررسی شد. تغییرات یادشده برای مدیریت منابع آبی و نیز مدیریت بحران در منطقه با توجه به اهمیت دریاچه زریبار، حائز اهمیت است. اعتبارسنجی نتایج و مقایسه بین شاخص‌ها برای دریاچه زریبار نشان داد که شاخص MNDWI با ضریب کاپای 94/0 و دقت کلی 97 درصد برای دوره اخیر، شاخصی بسیار مناسب برای این منطقه محسوب می‌شود و نتایج آن از شاخص NDWI بسیار بهتر و در نتیجه کارآمدتر است. نوسانات سطح دریاچه زریبار در بازه زمانی بلندمدت 36 ساله، زیاد بوده است. به طور نمونه میانگین سطح دریاچه در بازه زمانی 1995-1984 با شاخص MNDWI960/852 هکتار بوده و در بازه زمانی 2020-2015 با همین شاخص، 371/989 هکتار است. توصیه می‌شود پژوهشگران از شاخص‌های طیفی و سامانه GEEبا توجه به قابلیت‌های بالایی که دارند برای شناسایی روند تغییرات پهنه‌های آبی در مدیریت منابع آب بهره گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Monitoring the Changes of Zaribar Lake in Kurdistan Using Spectral Indicators and Landsat Images in Google Earth Engine System

نویسندگان [English]

  • Hossein Yousefi 1
  • hasan torabi podeh 2
  • ali haghizadeh 3
  • arman samadi 4
  • azadeh arshiya 5
  • yarahmadi yarahmadi 6
1 Associate Professor, Department of New Energy and Environment, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Lorestan University, Lorestan, Iran
3 Associate Professor, Department of Watershed Management, Lorestan University, Lorestan, Iran
4 Graduate of Remote Sensing and GIS, University of Tehran, Tehran, Iran
5 PhD student in Hydraulic Structures, Lorestan University, Lorestan, Iran
6 PhD student in Watershed Science and Engineering, Kashan University, Kashan, Iran
چکیده [English]

Lakes are one of the valuable national resources of any country and the study of changes in the level and volume of water in lakes in order to protect them and to better decide and manage water resources, is always of particular importance. The study of water area changes in recent years has found a special place among countries. In this study, the changes in the area of Zarivar Lake located in Kurdistan province in the long-term period of 36 years, 1984-1920, have been studied. It is noteworthy that in this study, Google Earth Engine system or GEE for short, which is a new and very useful system in recent years, was used. This system makes a lot of information available with coding in the shortest time. In the present study, using Landsat 5 and 8 satellite images and GEE system and NDWI and MNDWI spectral algorithms in the shortest time and cost, water zone separation from other phenomena was done using thresholding and long-term changes in its area. Checked out. These changes are important for water resources management as well as crisis management in the region, given the importance of Lake Zaribar. Validation of the results and comparison between the indicators for Zaribar Lake showed that the MNDWI index with a kappa coefficient of 0.94 and an overall accuracy of 97% for the recent period is a very suitable index for this region and its results are much better than the NDWI index. Fluctuations in the surface of Lake Zaribar have been high over a long period of 36 years. For example, the average level of the lake in the period 1995-1984 with the index MNDW I960 / 852 hectares and in the period 2020-2015 with the same index, is 989.371 hectares.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Google Earth Engine
  • MNDWI
  • NDWI
  • Water Zone
  • Zaribar