Drought Spatial Analysis using remote sensing technique (Case study: Maharlo Bakhtegan Basin)

Subject Areas : Climatology

Marzieh Mogholi ¹

1 - Associate Professor, Department of Geography, Larestan Branch, Islamic Azad University, Larestan, Iran

Received: 2023-01-14 Accepted : 2023-04-10 Published : 2023-02-20

Keywords: Vegetation index, RS, Drough, Maharloo Bakhtegan Basin,

Abstract :

Drought is one of the most destructive climatic phenomena whose impact is more significant at the regional scale. The importance of drought in an area such as Maharloo Bakhtegan is more important due to the strategic conditions of the region, the extent of agricultural lands and the existence of Maharloo and Bakhtegan lakes. The purpose of this study was to assess drought using remote sensing, spatial statistics, and GIS in the Maharloo-Bakhtegan basin. In this study, to evaluate the effect of drought on vegetation, Madis images were used to calculate the normalized vegetation index (NDVI) and then the changes in vegetation area were investigated. The results showed that the area of vegetation decreased in the studied years. Reasons for these changes can be attributed to reduced winter rainfall, land-use changes, increased off-season grazing, and bushes. The results indicate the drought in the region. Also to study drought in Maharloo-Bakhtegan basin, meteorological data for estimation of normalized precipitation index (SPI) and spatial statistical analysis, from 6 selected synoptic stations (Shiraz, Zarghan, Droodzan Dam, Eqlid, Neyriz, and Abadeh) used from 1999 to 2018. The results of the Moran index for drought showed that the values for different years have a positive coefficient and close to one during the statistical period, indicating that the SPI drought index data have a cluster pattern. The results of the Z standard score and P-value also confirmed the clustering of the spatial distribution of drought.

References:

1- باعقیده، محمد، علیجانی، بهلول و ضیائیان، پرویز، بررسی امکان استفاده از شاخص پوشش گیاهی NDVI در تحلیل خشک­سالی­های استان اصفهان، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، (1390): شماره 3، صص 1-16.

2- حجازی زاده، زهرا؛ جوی زاده، سعید، (1398): تحلیل آمار فضایی خشک­سالی در ایران، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال نوزدهم، شماره 53، تابستان 98.

3- حجازی زاده، زهرا و پروین، نادر (1386): مدل سازی بارش و پیش بینی آن با استفاده از مدل­های SARIMA و پایش خشک­سالی به کمک شاخص BMI و نمایه PDRI در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، تحقیقات جغرافیایی، شماره 87،124 -97.

4- حکیم دوست، سید یاسر؛ پورزیدی، علی محمد؛ گرامی، محمد صالح، (1393): تحلیل مکانی بارش رگ­باری استان مازندران در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مقاله 14، دوره 26، شماره 102، تابستان 1396، صص 191-203.

5- خسروی، یونس؛ لشکری، حسن؛ متکان، علی اکبر؛ عساکره، حسین (1394): تحلیل فضایی فشار بخارآب در جنوب و جنوب غرب ایران با استفاده از تکنیک‌های خودهمبستگی فضایی با تاکید بر مراکز و کانون‌های جمعیتی، مدیریت شهری، شماره 39، تابستان 1394.

6- داداشی رودباری، عباسعلی؛ فلاح قالهری، غلام عباس؛ کرمی، مختار؛ باعقیده، محمد، (1394): تحلیل تغییرات بارش حوضۀ آبریز هراز با استفاده از روش‌های آماری و تکنیک تحلیل طیفی، سامانه مدیریت نشریات علمی، دوره 2، شماره 7، تابستان 1395، صص 59-86.

7- سرودی، م؛ جوزی، س (1390): پیش بینی تغییرات گیاهان با مدل مارکوف، مجله برنامه‌های سنجش از راه دور و GIS، 83-95.

8- عساکره، حسین، سیفی پور، زهره (1392): توصیف ساختار مکانی بارش سالانه ایران، فصل­نامه تحقیقتات جغرافیایی، شماره 4، سال 28.

10- قالهردی، غ. ع. اسدی، م و داداشی رودباری، ع.(1394): تحلیل فضایی پراکنش رطوبت در ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. 47(4): صص 637-650.

11- قهرودی، م. و بابایی، ا. (1393): درآمدی بر سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (رشته جغرافیا). انتشارات دانشگاه پیام‌نور.

12- کرمی و داداشی رودباری، ع. (1393): ارزیابی الگوهای بارشی استان خراسان رضوی با استفاده از روش‌های نوین آمار فضایی، مجلة علمی- ترویجی سامانه و سطوح آبگیرباران، 4(3): صص 61 ـ 72.

13- مهدوی، ع؛ و س. ر. فلاح شمسی (1391): تهیه نقشه تغییرات سطح جنگل با استفاده از عکس‌های هوایی و تصاویر ماهواره IRS مطالعه موردی: شهرستان ایلام، مجله پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 19 (1): صص 77-90.

14- میرموسوی، سید حسین؛ کریمی، حمیده (1389): مطالعۀ اثر خشک­سالی بر روی پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر سنجندهی MODIS، جغرافیا و توسعه، شماره 31.

 

15- Allard, D. And Soubeyrand, S. (2018). ''Skew-Normality For Climatic Data And Dispersal Models For Plant Epidemiology: When Application Fields Drive Spatial Statistics''. Spatial Statistics, 1, 50-64.

16- Anselin, L. (1988), Spatial Econometrics: Methods And Models, Kluwer, Boston.

17- Anselin, L. (1995a): Spacestat Version 1.80 Users Guide Research Institute. West Virginia.

18- Bajat, B. Blagojević, D. Kilibarda, M. Luković, J. And Tošić, I. (2014): ''Spatial Analysis Of The Temperature Trends In Serbia During The Period 1961–2010''. Theoretical And Applied Climatology. 1-13.

19- Bruce, J.P. (2016): Natural Disaster Reduction And Global Change. Bulletin Of The American Metrological Society, Vol. 75, NO. 10, PP.181-1835.

20- Chao-Bing, H.L. M.D. And Ning, L.I. (2017. ''A Review On The Hotspot Issues Of Urban Heat Island Effect''. Journal Of Meteorology And Environment. 4. 011.

21- N.S. Giorgi, F. And Pal, J. S. (2018): "Climate Change Hotspots In The United States". Geophysical Research Letters. 35 (16),140-150.

22- Heim RR, 2002. A Review Of Twentieth-Century Drought Indices Used In United States. Bulletin Of The American

23- Jia, S. Zhu, W. Lű, A. And Yan, T. (2019): ''A Statistical Spatial Downscaling Algorithm Of TRMM Precipitation Based On NDVI And DEM In The Qaidam Basin Of China''. Remote Sensing Of Environment. 115 (12), 3069-3079.

24- Killeen, T.J. Douglas, M. Consiglio, T. Jorgensen, P.M. And Mejia, J. (2007): "Dry Spots And Wet Spots In The Andean Hotspot''. Journal Of Biogeography. 34 (8), 1357-1373.

25- Matkan, Ali Akbar. Shahri, Matin. Mirzaie, Mojgan (2013): BIVARIATE MORAN’S I AND LISA TO EXPLORE THE CRASH RISKY LOCATIONS IN URBAN AREAS. N-AERUS XIV Enschede 12 - 14th September 2013.

26- Mckee, T.B. Doesken, N.J And Kleist, J. (1993): The Relationship Of Drought Frequency And Duration To Time Scales, 8th Conference On Applied Climatology, 17-22 January, Anaheim, CA, Pp. 176- 184.

27- Moran, P. A. P. (1948): The Interpretation Of Statistical Maps. Journal Of The Royal Statistical Society B 10: 243–51

28- Obasi, G. O. P. (1994): WMO’s Role In The International Decade For Natural Disaster Reduction. Bulletin Of The American Meteorological Society, 75, 1655-1661.

30- Ohayon, B. (2011): Statistical Analysis Of Temperature Changes In Israel: An Application Of Change Point Detection And Estimation Techniques.170-189.

40- Wilhite D.A. )2017): Responding To Drought: Common Threads From The Past, Vision For The Future. Journal Of The American Water Resources Association, 33(5): 951-959.