بررسی روند فرونشست دشت اصفهان با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی تفریقی راداری
محورهای موضوعی : برنامه های کاربردی در خطر بلایای طبیعی
مرجان طالبی نیا
1
,
حسن خسروی
2
,
غلامرضا زهتابیان
3
,
آرش ملکیان
4
,
حمیدرضا کشتکار
5
1 - دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران
2 - دانشیار، گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران
3 - استاد، گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
4 - دانشیار، گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
5 - استادیار، گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران
کلید واژه: سنتینل-1, دشت اصفهان, کاربری اراضی, سیستم اطلاعات مکانی, فرونشست,
چکیده مقاله :
در تحقیق حاضر، جهت بررسی رخداد پدیده فرونشست زمین در دشت اصفهان، از نرم‌افزار اسنپ 8 و تکنیک تداخل‌سنجی تفریقی راداری استفاده گردید. به همین منظور، پس از پردازش تصاویر سنتینل-1، نقشه‌های نرخ و شدت فرونشست در بازه زمانی 1398-1394، تهیه شدند. همچنین تغییرات سطح ایستابی آب زیرزمینی در بازه زمانی 1397-1381، به‌عنوان یکی از عوامل ژئودوتیک مؤثر بر فرونشست، برای تطابق با نقاطی که دارای فرونشست هستند، موردبررسی قرار گرفت. در ادامه خروجی نرم‌افزار اسنپ با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (ArcGIS10.8)، با لایه‌های کاربری اراضی و متوسط تغییرات سطح ایستابی، موردمطالعه قرار گرفتند و نقشه‌های میانگین تغییرات فرونشست، افت آب زیرزمینی، انحراف معیار و زمان وقوع بیشترین مقدار فرونشست تهیه گردید. نتایج نشان داد، مناطق دارای افت آب زیرزمینی با کاربری شهری، راه و جاده‌سازی و اراضی کشاورزی دارای فرونشست با نرخ حداکثری 8/20-2/14 سانتی‌متر در سال‌های 1398-1397، هستند. متوسط تغییرات، بیانگر بیشینه فرونشست 6/9 سانتی‌متر در سال، در راستای خط دید ماهواره، در منطقه شهری است. همچنین تحلیل‌های مکانی مخاطرات فرونشست در نقاط استراتژیک نشان داد که منطقه مطالعاتی نیازمند ارائه هشدارهای لازم جهت رخداد بحران فرونشست در ابعادی وسیع‌تر در آینده است.
In the present study, to investigate the occurrence of land subsidence in Isfahan plain, SNAP8.0 software and radar differential interferometry technique were used. For this purpose, after processing Sentinel-1A images in the period 2019-2015, rate and intensity subsidence maps were prepared in the desired period. Also, changes in groundwater water level in the period 2002-2018, as one of the geodetic factors affecting subsidence, were studied to match the points that have subsidence. Then the output of SNAP software was studied using ArcGIS10.8, with land use layers and average water level changes and Maps of mean subsidence changes, groundwater drop, standard deviation and time of maximum subsidence were prepared. The results show the occurrence of subsidence phenomenon in areas with groundwater decline with urban use, roads and agricultural lands with a maximum rate of 14.2- 20.8 cm in the years 2018-2019. The average change represents the maximum subsidence of 9.6 cm per year, in line with the satellite line of sight, in the urban area. Also, spatial analysis of subsidence hazards at strategic points showed that the study area needs to provide the necessary warnings for the occurrence of subsidence crisis on a larger scale in the future.
1) Abidin H Z, Andreas H, Gumilar I, Sidiq TP, Gamal M. 2015. Environmental impacts of land subsidence in urban areas of Indonesia. In FIG Working Week. pp. 1-12.
2) Ahmadi N, Mousavi Z, Masoumi Z. 2018. Study of subsidence of Khorramdareh plain using radar interferometry technique and its hazards. Remote Sensing and GIS Iran, 10 (3), 52-33. (In Persian)
3) Allaby M. 2013. Dictionary of Geology and Earth Sciences (4th ed.). Oxford University Press.
4) An K. 2015. Investiging the Ralationship between Land Subsidence and Groundwater Depletion in the north Plain Using GRACE and ICESat Master's Thesis, University of California, Los Angeles. p44.
5) Arvin A, Wahabzadeh Gh, Mousavi R, Bakhtiari Kia M. 2020. Spatial modeling of land subsidence in the south of Minab watershed using remote sensing and GIS. Remote Sensing and Geographic Information System in Natural Resources.19-34. (In Persian)
6) Cigna F, Bateson L.B, Jordan C.J, Dashwood C. 2014. Simulating SAR geometric distortions and predicting Persistent Scatterer densities for ERS-1/2 and ENVISAT C-band SAR and InSAR applications: Nationwide feasibility assessment to monitor the landmass of Great Britain with SAR imagery. Remote Sensing of Environment. 152: 441–466.
7) Farr, T.G. and Kobrick, M. 2000. Shuttle Radar Topography Mission produces a wealth of data, Eos, Transactions American Geophysical Union, 81(48): 583-585.
8) Ferretti A, Prati C, Rocca F. 2001. Permanent scatterers in SAR interferometry, IEEE Transactions on geoscience and remote sensing, 39(1): 8-20.
9) Fotohi S, Almodaresi A, Delaram R. 2021. Investigation of land subsidence using radar interferometry (D-InSAR) technique in Nehbandan-Sahlabad plain. Remote sensing and GIS in natural resources. (In Persian)
10) Goldstein R.M, Werner C.L. 1998. Radar interferogram filtering for geophysical applications, Geophysical research letters, 25(21): 4035-4038.
11) Haghighatmehr P, Valadanzouj M. J, Tajik R, Jabari S, Sahebi M. R, Eslami R, Dehghani M. 2012. Time series analysis of Hashtgerd subsidence using radar interferometry and global positioning system. Journal of Geoscience, 22(85), 105-114. (In Persian)
12) Hanssen R.F. 2001. Radar interferometry: data interpretation and error analysis (Vol. 2), Springer Science & Business Media.
13) Mahdavian Ch, Mahdavian A. 2014. Principles and methods of application of radar interferometry method in earthquake study. First National Conference on the Application of Advanced Spatial Analysis Models (Remote Sensing and GIS) in Land Management. (12), 5-10. (In Persian)
14) Mortazavi M, Soleimani K, Ghaffari F. 2010. Water Resources Management and Sustainable Development, Case Study of Rafsanjan Plain, Journal of Water and Waste water, 3: 131-126.
15) Massonnet D, Feigl K.L. 1998. Radar interferometry and its application to changes in the Earth's surface, Reviews of geophysics. 36(4): 441-500.
16) Motaq M, Davoodi Jam M, Momeni M, Hashemi M. 2012. Detection and display of subsidence of Mahyar plain of Isfahan with the help of radar interferometry, scientific journal promoting surveying engineering and spatial information, 3(2). (In Persian)
17) Motagh M, Shamshiri R, Haghighi M.H, Zschau J, Arabi S. 2007. Land subsidence in Mashhad Valley, northeast Iran: results from InSAR, levelling and GPS. Geophysical Journal International, 168(2): 518-526.
18) Organization of Geology and Mineral Exploration of the country (review of regional land meeting in Iran and compilation of land subsidence database.
19) Poland J. S. 1984. Guidebook to studies of land subsidence due to ground-water withdrawal. UNESCO.
20) Qara Cheloo S, Akbari Quchani H, Galian S, Ganji K. 2021. Assessment of land subsidence in relation to groundwater with the help of Sentinel-1 and Alus-1 radar satellites (study area: Mashhad plain). Remote Sensing and Geographic Information System in Natural Resources, 12 (3), 11-14. (In Persian)
21) Radutu, A. Gogu, R. 2019. Chronological reflection on monitoring urban areas subsidence due to groundwater extraction. E3S Web of Conferences 85, 07015. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20198507015
22) Salehi Motahed F. 2019. Assessment of land subsidence by combining radar interference method and field measurements and study of its causes and effects on the city of Mashhad. Kharazmi University. Journal of Engineering Geology, 13(3). (In Persian)
23) Sharifi Kia M. 2012. Determining the rate of land subsidence using radar interferometry (DInSAR) in East Nogh - Bahrman, Lecturer of Humanities - Space Planning and Planning, 16 (3). (In Persian)
24) Smith, R.G, Knight R, Chen J, Reeves J, Zebker H.A, Farr T. 2017. Estimating the permanent loss of groundwater storage in the southern San Joaquin Valley, California, Water Resources Research journal, 53: 2133-2148.
25) Taheri Tizro A. 2008. Groundwater. Razi University Press, Second Edition. (In Persian)
26) Turani M, Aq Atabai M, Rustaei M. 2019. Study of subsidence in the west of Golestan province using radar interferometry method. Journal of Spatial Planning. Journal of Golestan University. 8(27): 65-79. (In Persian)
27) Talebiniya M, KhosraviH, Zehtabian GH, Malekian A, Keshtkar H. 2022. Investigating the role of meteorological drought and geodetic factors on land subsidence vulnerability using fuzzy overlay. Desert
28) UNESCO. 2015. Land Subsidence. Retrieved from Land Subsidence: http://landsubsidenceunesco.org/ content/what-land-subsidence.
29) Yamani M, Najafi I, Abedini M. 2009. The relationship between land subsidence and groundwater level drop in Qarabolagh plain of Fars province. Geography Quarterly, Islamic Azad University - Central Tehran Branch 3 (9, 8): 27-9. (In Persian)
