بررسی تغییرات سطحی آب دریاچه ارومیه با استفاده از ادغام داده های ماهواره لندست-8 و سنتینل-2
محورهای موضوعی : برنامه های کاربردی در مدیریت منابع آب
امیر غایبی
1
(مهندسی عمران،دانشکده مهندسی عمران،دانشگاه صنعتی شاهرود،شاهرود،ایران)
احمد احمدی
2
(دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران)
بهناز بیگدلی
3
(استادیار دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شاهرود)
کلید واژه: ادغام داده, دریاچه ارومیه, آب های سطحی, طبقه بندی نظارت شده, شناسایی تغییرات, سنجش‌ازدور,
چکیده مقاله :
در بین تغییرات زیست‌محیطی، آب نقش بسیار حیاتی را در مسائل سیاسی، اجتماعی و اقتصادی کشور‌ها ایفا می‌‌کند که می‌توان از آب‌های سطحی به عنوان یکی از کاربردی‌ترین منابع تأمین آب در دسترس انسان‌ها و حیوانات استفاده کرد. بررسی نوسانات سطح آب دریاچه‌ها به لحاظ اهمیت، موقعیت و ماهیت این مجموعه‌های آبی، در سال‌های اخیر اهمیت ویژه‌ای پیداکرده است. دریاچه ارومیه با وسعت 51200 کیلومترمربع به عنوان بزرگ‌ترین دریاچه داخلی ایران و بیستمین دریاچه جهان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار -است. جهت بررسی و ارزیابی تغییرات سطح آب دریاچه ارومیه، پوشش گیاهی و خاک اطراف آن از داده‌های ماهواره لندست-8 و سنتینل-2 برای سال‌های 2013 تا 2021 استفاده شد. ابتدا بر روی تصاویر، تصحیحات رادیومتریک و اتمسفریک صورت گرفت و سپس ضمن استفاده از ادغام‌گرهای Gram Schmidt و LMVM جهت افزیش توان تفکیک مکانی، به استخراج شاخص‌های NDWI، AWEI، WI2015 و NDVI به منظور متمایز کردن سطح آب دریاچه از غیر-آب پرداخته شد. در نهایت با ترکیب شاخص‌ها با یکدیگر و با انجام نمونه‌برداری نمونه‌های آموزشی و آزمایشی، به منظور طبقه‌بندی تصاویر، از طبقه‌بندی‌کننده‌های نظارت‌شده همچون حداکثر احتمال (Maximum Likelihood)، ماشین بردار پشتیبان (Support Vector Machine)، شبکه عصبی (Neural Network) و حداقل فاصله از میانگین (Minimum Distance to Mean) استفاده شد. همچنین جهت بهبود نتایج، خروجی طبقه‌بندی‌کننده‌ها به روش رأی‌گیری اکثریت (Majority Voting) ادغام شد. نتایج تحقیق نشان داد که روش رأی‌گیری اکثریت با بیشترین میزان دقت به عنوان مناسب‌ترین روش طبقه‌بندی‌کننده انتخاب شد. میزان سطح آب دریاچه ارومیه، پوشش گیاهی و خاک اطراف آن نیز طی سال‌های 2013 تا 2021 تغییرات چشم‌گیری داشته است، به طوری که در سال 2021 نسبت به سال 2020 میزان سطح آب 29/89 درصد کاهش، پوشش گیاهی 16/08 درصد افزایش و خاک 17/50 درصد افزایش یافته است.
Among environmental changes, water plays a very vital role in the political, social and economic issues of countries, which can be used as one of the most practical sources of water supply available to humans and animals. Investigating the fluctuations of the water level of the lakes in terms of the importance, location and nature of these water bodies has become especially important in recent years. Lake Urmia with an area of 51200 square kilometers is of special importance as the largest internal lake of Iran and the 20th lake in the world. Landsat-8 and Sentinel-2 satellite data for the years 2013 to 2021 were used to investigate and evaluate changes in the water level of Lake Urmia, vegetation and soil around it. First, radiometric and atmospheric corrections were made on the images, and then, while using Gram Schmidt and LMVM integrators to increase spatial resolution, NDWI, AWEI, WI2015 and NDVI indices were extracted in order to differentiate the lake water level from non-water. paid. Finally, by combining the indicators with each other and by sampling the training and test samples, in order to classify the images, supervised classifiers such as Maximum Likelihood, Support Vector Machine, Neural Network and Minimum Distance to Mean were used. Also, in order to improve the results, the output of the classifiers was merged using the majority voting method. The results of the research showed that the majority voting method was chosen as the most suitable classification method with the highest level of accuracy. The water level of Lake Urmia, the vegetation and soil around it have also undergone significant changes during the years 2013 to 2021, so that in 2021, compared to 2020, the water level decreased by 29.89%, and the vegetation increased by 16.08%. And the soil has increased by 17.50%.
_||_