پایش فرونشست زمین با تکنیک تداخل سنجی راداری(مطالعه موردی: دشت سرفیروزآباد کرمانشاه)
محورهای موضوعی : برنامه های کاربردی در خطر بلایای طبیعی
علی عبدالملکی
1
,
عبدالمجید احمدی
2
*
,
عباد رفیعی بوژانی
3
1 - دانشجوی مقطع دکتری ژئومورفولوژی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی. گروه جغرافیا، دانشگاه رازی کرمانشاه، ایران
2 - استادیار، گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی ، دانشگاه رازی ، کرمانشاه ، ایران
3 - دانش آموخته کارشناسی ارشد ژئومورفولوژی در برنامه ریزی محیطی. دانشکده ادبیات و علوم انسانی. گروه جغرافیا. دانشگاه رازی
کلید واژه: فرونشست, تکنیک تداخل¬سنجی راداری, مورفولوژی, سری زمانی, دشت سرفیروزآباد کرمانشاه,
چکیده مقاله :
پدیده فرونشست زمین یکی از مخاطراتی است که در طی سال‌های اخیر در بسیاری از مناطق رخ‌داده و معضلات زیادی برای زمین‌های کشاورزی، مناطق مسکونی و جاده‌ها را در برخی از دشت‌های کشور به وجود آورده است. این پدیده در اثر عوامل مختلفی از قبیل: تکتونیک، برداشت از ذخایر زیرزمینی، فعالیت‌های عمرانی و... به وجود می‌آید. یکی از مناسب‌ترین روش‌های شناسایی پدیده فرونشست استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری است. در مطالعه حاضر نرخ و دامنه فرونشست در سطح دشت سر فیروزآباد کرمانشاه، با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی راداری(insar)، در بازه زمانی 5 ساله 2017 الی 2022 بکار گرفته شد. بدین منظور تصاویر راداری سنتنیل1، (S_1A-IW-SLC)، با بیس لاین مکانی 100 متر در محیط نرم¬افزارهای SNAP SANTINEL و ARC GIS مورد استفاده و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. یافته‌های تحقیق مؤید حاکمیت میزان فرونشست 1 الی 4 سانتی‌متر در سطح منطقه مورد مطالعه می‌باشد. توزیع فضایی نواحی فرونشست یافته حاکی از بیشینه رخداد فرونشست در نواحی مرکز دشت، شمال، جنوب شرقی و غرب منطقه دارد. همنهاد سازی نقشه‌هاي فرونشست بیانگر ارتباط بین کاربری اراضی، شرایط زمین‌شناسی (آبرفت‌ها)، در مناطق مختلف دشت می‌باشد. در سال‌های اخیر برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی در مناطق مختلف دشت(توسعه کشت آبی(، و شرایط زمین‌شناسی، فرونشست را در این دشت تشدید نموده است. همچنین با استفاده از تداخل‌سنجی راداری(سری زمانی)، تصویر کوهرنسی در تکنیک تداخل‌سنجی راداری(insar)، انجام مشاهدات میدانی و تصویر ماهواره‌ای گوگل ارث نتایج مورد صحت‌سنجی و مطالعه قرار گرفت.
The phenomenon of land subsidence is one of the hazards that has occurred in many areas in recent years and has caused many problems for agricultural lands, residential areas and roads in some plains of the country. This phenomenon is caused by various factors such as: tectonics, mining of underground reserves, construction activities, etc. One of the most suitable methods for identifying the subsidence phenomenon is the use of radar interferometric technique. In the present study, the rate and range of subsidence in the Sar Firuzabad plain of Kermanshah, using the radar interferometric technique (insar), was used in the 5-year period from 2017 to 2022. For this purpose, Sentinel 1 (S_1A-IW-SLC) radar images with a 100-meter spatial baseline were used and analyzed in SNAP SANTINEL and ARC GIS software. The findings of the research confirm the rule of subsidence of 1 to 4 cm in the studied area. Spatial distribution of subsided areas indicates the maximum occurrence of subsidence in the central plain, north, southeast and west areas of the region. Co-organization of subsidence maps shows the relationship between land use, geological conditions (alluvium), in different areas of the plain. In recent years, indiscriminate extraction of underground water resources in different areas of the plain (development of irrigated agriculture), and geological conditions have intensified the subsidence in this plain. Also, by using radar interferometry (time series), coherence image in radar interferometry technique (insar), conducting field observations and Google Earth satellite image, the results were validated and studied.
1-Abedini, Musa. Ebadi, Elhama. Castle, Ehsan (1400). Investigating the subsidence of Mahidasht plain in Kermanshah province using radar interferometric method. Scientific journal of geography and planning, year 26, number 79, spring season, year 1401. pp. 220-207. 10.22034/gp.2021.44688.2789. (In Persian).
2- Berardino P, Fornaro G, Lanari R, Sansosti E. 2002. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 40(11): 2375-2383. doi:https://doi.org/10.1109/TGRS.2002.803792.
3- Caló F, Notti D, Galve JP, Abdikan S, Görüm T, Pepe A, Balik Şanli F. 2017. Dinsar-Based detection of land subsidence and correlation with groundwater depletion in Konya Plain, Turkey. Remote Sensing, 9(1): 83. doi:https://doi.org/10.3390/rs9010083.
4- Fruneau B, Sarti F. 2000. Detection of ground subsidence in the city of Paris using radar interferometry: isolation of deformation from atmospheric artifacts using correlation. Geophysical Research Letters, 27(24): 3981-3984. doi:https://doi.org/10.1029/2000GL008489.
5- Gabriel AK, Goldstein RM, Zebker HA. 1989. Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 94(B7): 9183-9191. doi:https://doi.org/10.1029/JB094iB07p09183.
6- Graham LC. 1974. Synthetic interferometer radar for topographic mapping. Proceedings of the IEEE, 62(6): 763-768. doi:https://doi.org/10.1109/PROC.1974.9516.
7- Glopper, R.J, 1989, Land Subsidence and soil ripening Flevobericht 306. Rijkswaterstaat, Directie Flevoland, Lelystad, 49p.
8- Gao M, Gong H, Chen B, Li X, Zhou C, Shi M, Si Y, Chen Z, Duan G. 2018. Regional land subsidence analysis in eastern Beijing plain by insar time series and wavelet transforms. Remote Sensing, 10(3): 365. Doi:https://doi.org/10.3390/rs10030365.
9- Gorelick, M Steven. Erban, L. Zebker, H(2014). Groundwater extraction, land subsidence, and sea-level rise in the Mekong Delta, Vietnam. Environ. Res. Lett. 9 (2014) 084010 (6pp) doi:10.1088/1748-9326/9/8/084010.
10--Karimzadeh S, Matsuoka M, Miyajima M, Adriano B, Fallahi A, Karashi J. 2018. Sequential SAR coherence method for the monitoring of buildings in Sarpole-Zahab, Iran. Remote Sensing, 10(8): 1255. doi:https://doi.org/10.3390/rs10081255.
11-Khoshlahjeh Azar M, Maghsoudi Y, momeeni S. 2018. Displacement analysis of the 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab earthquake by SAR interferometry using Sentinel – 1. Conference: The 3rd National Conference on Geospatial Information Technology. Doi: 10.13140/RG.2.2.33839.18083.
12-Lashkaripoor G, Ghafoori M, Bagherpoor Moghadam B, Talebian S. 2007. Investigation of Groundwater Depletion on Land Subsidence case study. 1st International Applied Geological ongress May 2007, Mashhad, Iran.Vol 2:15-21. (In Persian).
13- Lashkaripour GR, Ghafoori M, Maddah MM. 2014. An investigation on the mechanism of land subsidence in the Northwest of Mashhad city, NE Iran. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES) Vol, 5: 321-327.
14-Lundgren P, Usai S, Sansosti E, Lanari R, Tesauro M, Fornaro G, Berardino P. 2001. Modeling surface deformation observed with synthetic aperture radar interferometry at Campi Flegrei caldera. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 106(B9): 19355-19366. doi:https://doi.org/10.1029/2001JB000194.
15- Massonnet D, Rossi M, Carmona C, Adragna F, Peltzer G, Feigl K, Rabaute T. 1993. The displacement field of the Landers earthquake mapped by radar interferometry. Nature, 364(6433): 138-142. doi:https://doi.org/10.1038/364138a0.
16- Motagh M, Vajedian S, Behling R, Haghshenas Haghighi M, Roessner S, Akbari B, Wetzel H-U, Darabi A. 2018. 12 November 2017 Mw 7.3 Sarpol-e Zahab, Iran, earthquake: Results from combining radar and optical remote sensing measurements with geophysical modeling and field mapping. In: EGU General Assembly Conference Abstracts. p 10528.
17- Maleki, Amjad. Rezaei, Payman (2014). Prediction of places at risk of subsidence in Kermanshah plain using fuzzy model. Space planning and preparation, 20th volume, number 1. Spring 2015. (In Persian).
18- Qanadi MA, Enayati H, Khasali E. 2018. Generating Digital Elevation Model of the Earth Using Sentinel-1 Images and Interferometry. Geographical Information Scientific-Research Quarterly. Volume 27, Number 108, winter 2019. 10.22131/SEPEHR.2019.34623.
19- Ranjbar M. Jafari N. 2009. Investigating the Factors Affecting the Subsidence of the Lands of the Ashtar Plain. Geography Quarterly (Scientific-Research Journal of Iranian Geographic Society). (18-19): 1-155. (In Persian).
20- Raspini F. Loupasakim C. Rozos D. Moretti S. 2013. Advanced interpretation of land subsidence by validating multi-interferometric SAR data: the case study of the Anthemountas basin (Northern Greece). Natural Hazards and Earth System Sciences. doi:10.5194/nhess-13-2425-2013
21- Rajabi M. rostaei S. Moatai S. 2021. Evaluation of time heads of land subsidence in Kermanshah plain using InSAR technique. Quarterly Journal of Natural Geography Research. 10.22059/JPHGR.2023.354497.1007744.
22- Stepen, 2011, Subsidence: Dissoultion &Human Related Causes Natural Disasters, Tulane University, PP: 1-10.
23- Sharifikia M. Amiri's propertyN; Shayan S. 2012. Measuring the vulnerability of urban tissues against the risk of land sales. A case study (a part of the south of Tehran). Geography and regional risks. Number five. pp. 91-105.
24- Sharifikia M. 2010. Earthquake land surface deformation analysis bases on remote sensing techniques. 4th International Congress of the Islamic World Geograohers. 14-16 April 2010. Zahedan, Iran. (In Persian).
25- USGS. 2017. https://ca.water.usgs.gov/land_subsidence/.
26- Wang.G.Y. 2008. Long term land subsidence and strata compression in Changzhou, china, Engineering, Geology, Elsevier, and p: 72-89.