جغرافیا و توسعه
سال:1390 | دوره:9 | شماره:پیاپی 22 |تعداد مقالات:10

کاربری اراضی یک خصوصیت مهم در فرآیند رواناب می باشد که بر روی نفوذ، فرسایش و تبخیر و تعرق اثر می گذارد. در این مطالعه، تاثیر الگوریتم های طبقه بندی تصاویر ماهواره ای بر نقشه های کاربری اراضی و شماره منحنی رواناب و همچنین دبی سیلاب به کمک GIS وRS بررسی شده است. این تحقیق بر روی حوضه آبریز منصورآباد بیرجند و به کمک تصاویر ماهواره لندست 7 (ETM+) انجام گردیده است. نقشه کاربری اراضی به کمک الگوریتم های حداکثر احتمال، حداقل فاصله و فاصله ماهالانوبیس با استفاده از تصاویر ماهواره ای تعیین شد. سپس نقشه پوشش گیاهی به کمک شاخص NDVI و نقشه گروه هیدرولوژی خاک با استفاده از نقشه های خاک، زمین شناسی و توپوگرافی تهیه گردید. با تلفیق نقشه های کاربری اراضی، پوشش گیاهی و گروه هیدرولوژی خاک در GIS و به کمک جدول SCS، نقشه شماره منحنی رواناب برای هر یک از الگوریتم ها تعیین شد. همچنین برای ارزیابی صحت شماره منحنی به دست آمده از هر یک از الگوریتم ها، دبی حداکثر سیلاب به کمک مدل HEC-HMS محاسبه و با مقدار اندازه گیری شده، مقایسه گردید. نتایج نشان داد که الگوریتم های حداکثر احتمال و فاصله ماهالانوبیس به ترتیب با ضریب کاپای طبقه بندی 7.0 و 65.0 و صحت دبی 80% و 72% با نتایج اندازه گیری شده، بهترین روش ها برای طبقه بندی تصاویر ماهواره ای هستند. این تحقیق همچنین مشخص کرد که تغییر الگوریتم طبقه بندی، اثر بسیار زیادی بر روی شماره منحنی و دبی سیلاب می گذارد.

بر اثراز کارافتادن تصحیح کننده خط اسکن (SLC) ماهواره لندست 7 سنجنده ETM+ در تاریخ 31.5.2003، تصاویر دریافتی از این تاریخ به بعد دچار اختلالاتی شده است، به طوری که در این تصاویر، تنها 36 کیلومتر (1200 پیکسل) در قسمت مرکزی هر گذر فاقد عیب است و هر قدر به حاشیه های گذر نزدیک می شود فضای خالی یا ناحیه مفقوده بین خطوط اسکن و یا دو نوار برداشت به تدریج افزایش یافته، به 14 پیکسل می رسد که موجب بروز مشکلاتی در امر پردازش و به کارگیری این تصاویر می شود.با توجه به کاربردهای گسترده و متعدد تصاویر ماهواره ای لندست در رشته های مختلف علوم زمین، تاکنون روش های متعددی برای برطرف نمودن این مشکل ارایه گردیده که از جمله آنها می توان به روش جایگزینی خطوط اسکن مفقوده با استفاده از داده های سایر ماهواره ها، فیلترهای وفق دهنده و درون یابی اشاره کرد که هر کدام از آنها با توجه به نوع کاربردشان دارای معایب و مزایایی هستند.در این مقاله با استفاده از روش برداشت متوالی داده های ماهواره لندست و محاسبات آماری مورد نیاز، به بازسازی تصاویر معیوب پرداخته شده است. برای اطمینان از نتایج به کارگیری این الگوریتم، با استفاده از تصاویر بازسازی شده، نقشه های کاربری و پوشش اراضی منطقه زنجان تهیه شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده دقت زیاد این روش در مقایسه با روش های قبلی است و می توان با به کارگیری این الگوریتم علاوه بر بازسازی تصاویر معیوب، به پردازش آنها جهت کاربردهای مختلف در علوم زمین پرداخت.

امروزه، یکی از پدیده های بحث انگیز آب وهوایی ؛ توفان های غباری غرب و جنوب غرب ایران است. در این پژوهش با بررسی میزان افق دید از صفر تا 10000 متر، در مجموعه 6 ایستگاه هواسنجی از استان خوزستان طی سال های 1374 تا 1378، رخداد روزانه غبار با شناسه (06) استخراج شد. نخستین نتایج، نشانگر وقوع 288 توفان غباری بود که همگی در دوره گرم سال یعنی فاصله زمانی اردیبهشت تا مهرماه رخ داده اند. از این مجموعه بر پایه بیشینه دوام و گسترش مکانی، تعداد 10 توفان شاخص تعیین شد که با تهیه و بررسی نقشه های روزانه هوا طی روزهای غبارآلود، الگوهای همدید سامانه های فشار موثر در ترازهای پایین ومیانی جو برای روزهای آغازین، اوج و پایانی هر توفان طراحی شد.مقایسه الگوهای روزهای آغازین عموم توفان های غباری با روز اوج هر توفان در تراز دریای آزاد، نشانگر نزدیک شدن همزمان دو سامانه کم فشار ایران- پاکستان و سامانه پرفشار آزور به ترتیب از خاور و باختر سرزمین مورد پژوهش به همدیگر بود. احراز این نزدیکی در ترازهای بالا شامل 850 و 700 هکتوپاسکال در جنوبغرب ایران که از جمله نتایج آن افزایش شیب فشار و بالتبع ناپایداری جوی روی خوزستان بود؛ با کاهش افق دید درعموم شهرهای موردمطالعه طی روزهای اوج هماهنگ بود. همچنین استخراج سمت باد از نقشه های NCEP در تراز 700 هکتوپاسکال و تراز دریای آزاد، وقوع جریان های هوای شمال غربی از شرق عراق و جریان های هوای غربی ازشمال عربستان و در نتیجه انتقال غبار از سطح بیابان های برهنه و بی گیاه این مناطق را تایید کرد.

جابجایی توده ای مواد از قبیل لغزش از جمله فرآیندهای دامنه ای مشکل آفرین در حوضه جوانرود واقع در شمال غرب زاگرس چین خورده است. زیرا این پدیده تخریب اراضی جنگلی، زمین های کشاورزی و مراتع این منطقه را به همراه داشته و برای تردد جاده ای نیز یک تهدید به شمار می رود. از این رو شناسایی پهنه های حساس به زمین-لغزش برای ساکنین منطقه حائز اهمیت است. مطالعه حاضر در این راستا صورت گرفته است و جهت نیل به این هدف نیز از روش آماری دو متغیره تراکم سطح استفاده شده است.برای این منطور ابتدا لایه پراکنش 31 نقطه لغزشی به وقوع پیوسته درسطح حوضه به عنوان متغیر وابسته و 8 لایه تاثیرگذار بر وقوع لغزش مانند لیتولوژی، شیب، فاصله از جاده، فاصله از زهکش، فاصله از سکونتگاه، جهت گیری دامنه، شکل دامنه (مورفولوژی) و کاربری اراضی به عنوان متغیرهای مستقل تهیه گردیدند. سپس از طریق هم پوشانی و قطع یک به یک نقشه های عامل با نقشه پراکنش لغزش به طور مستقل و جداگانه، تراکم سطح لغزش در هر رده یا طبقه از عوامل فوق محاسبه گردید. آنگاه از ترکیب و تلفیق مقادیر وزنی تمام لایه ها با فرض وجود یک حداقل همبستگی بین هر متغیر با متغیر دیگر، نقشه پهنه بندی پتانسیل لغزش در 4 سطح: پهنه با خطر خیلی زیاد، پهنه با خطر زیاد، پهنه با خطر متوسط و پهنه با خطر کم به دست آمد. نتایج نشان داده است که از نظر لیتولوژی، رخداد بیشترین مقدار لغزش بر روی دو واحد گورپی و رادیولاریت بوده است. از لحاظ شیب، طبقه شیب 6-18 درصد، از نظر جهت گیری دامنه، دامنه های رو به شمال شرق و از نظر شکل دامنه و کاربری اراضی نیز، اراضی تپه ماهوری با دامنه های محدب و منظم و پوشیده از جنگل بلوط تخریب شده بیشترین مقدار تراکم لغزش را به خود اختصاص داده اند. اما مهمترین نتیجه، تبعیت بیشترین تراکم نقاط لغزشی تا شعاع 200 متری از جاده و بستر زهکش ها بوده است. بر اساس این نتایج حدود 65 درصد از اراضی حوضه جوانرود دارای پتانسیل لغزش با خطر زیاد و خیلی زیاد است.

در سیلاب های مختلف بخش های خاصی از دشت کرمانشاه زیر آب می رود. توپوگرافی نقش اساسی را در این شیوه آب گرفتگی بر عهده دارد. علاوه براین که خود سیلاب ها در تولید این توپوگرافی نقش ایفا نموده اند، به نظر می رسد تحول ویژه ای که در این دشت صورت گرفته است، در تشکیل توپوگرافی موثر در آب گرفتگی، نقش ایفا کرده است. در این تحقیق بر اساس پژوهش میدانی و نرم افزار آرک جی آی اس نقشه زمین ریخت شناسی تهیه شد تا ضمن درک نقش فرآیندهای تحول در وقوع سیل، مبنایی برای تهیه نقشه پیش بینی فراهم گردد. نتایج نشان داد که در دشت کرمانشاه پشته های موازی، تالاب های خلفی و چاک ها نقش مهمی در سیل گیری ایفا می کنند؛ ولی رسوبگذاری که در نتیجه جریانات گلی در دوران بارانی پلیئستوسن رخ داده است و فرسایش آبراهه ای که بعداً آنها را به صورت پشته هایی تراش داده است، عامل مهم در توزیع آب ها در هنگام وقوع سیل هاست. بر این اساس برای تهیه نقشه پیش بینی سیل، نخست دوره های برگشت سیل به کمک نرم افزار Hyfaبه دست آمد و سپس از طریق پرسشنامه نواحی تحت پوشش آب در دوره های مختلف استخراج گردید. تطبیق این نتایج با هم، در نرم افزار آرک جی آی اس نواحی سیل را در دوره های مختلف نشان داد. نتیجه بیان می کرد که در دوره های برگشت مختلف داخل دشت و همچنین پایکوه به صورت یکنواخت زیر اّب نمی روند و در حاشیه رود حریم سیل های مختلف به صورت ناهمگون از رود فاصله می گیرند.

در این تحقیق، به منظور تفکیک بخش های فعال و غیرفعال مخروط افکنه ها، چهار مخروط افکنه در زاگرس چین خورده بررسی شده است. تفکیک بخش های فعال و غیرفعال مخروط افکنه ها از نظر سیل خیزی با استفاده از شاخص های ساده ژئومورفولوژیکی مانندالگوی زهکشی، مورفولوژی سطح مخروط و شاخص تضاریس، رنگ مخروط ها در تصاویر ماهواره ای، حداکثر عمق برش مخروط ها و شاخص های هوازدگی مانند میزان هوازدگی آبرفت ها، حفره دار شدن قلوه سنگ های آهکی انجام شده است. جهت تعیین ناهمواری و حداکثر عمق برش سطح مخروط ها، با استفاده از دوربین نقشه برداری دو مقطع از سطح هر مخروط افکنه تهیه شد. تفکیک بخش های قدیمی و جدید مخروط افکنه ها بر اساس تن (رنگ) تصاویر و همچنین تعیین الگوی زهکشی کانال ها در مخروط های جدید و قدیمی بر اساس تصاویر ماهواره ای کویک برد انجام شد. بررسی شاخص های هوازدگی سطح مخروط ها نیز بر اساس مطالعات میدانی انجام گرفت. نتیجه این تحقیق نشان می دهد که مخروط های قدیمی یا غیرفعال اغلب دارای الگوی زهکشی همگرا یا شبکه درختی هستند درحالی که مخروط های جدید اغلب دارای الگوی زهکشی واگرا، شاخه شاخه و متقاطع هستند. بخش های غیرفعال مخروط ها، دارای تن رنگ تیره تری نسبت به مخروط های جدید در تصاویر ماهواره ای می باشند.مورفولوژی سطح مخروط های قدیمی (به علت غلبه فرسایش قهقرایی و توسعه بدلندها به سمت بالادست) ناهموارتر و دارای تضاریس بیشتری نسبت به مخروط های جدید هستند. به طور کلی حداکثر میزان برش در مخروط های قدیمی بیش از مخروط های جدید است. شاخص های هوازدگی مانند حفرات در ذرات آهکی نیز در مخروط های قدیمی وجدید کاملاً با هم متفاوت است به طوری که بخش های غیرفعال دارای هوازدگی و انحلال بیشتر و بنابراین دارای خاک ضخیم تری نسبت به مخروط های جدید هستند. تحقیق حاضر نشان می دهد که شاخص های ژئومورفولوژی ابزارمناسبی جهت تفکیک مناطق فعال و غیرفعال مخروط افکنه ها از نظر سیل خیزی می باشند. با این وجود به علت تاثیر عواملی مانند تکتونیک، تغییرات اقلیمی، لیتولوژی حوضه های بالادست مخروط ها و مساحت مخروط ها نمی توان از تمامی شاخص ها در هر مخروط استفاده نمود.

هر ساله هزاران تن خاک حاصلخیز از اراضی مختلف کشور مشتمل بر اراضی جنگلی، مرتعی و زراعی در اثر فرسایش خاک از دسترس خارج شده و با انباشت در مناطق رسوبگذاری موجب بروز خسارات قابل ملاحظه ای می شوند. برای جلوگیری و مهار این پدیده لازم است مناطق تولید رسوب (تحت فرسایش) همراه با شدت و مقدار آن شناسایی شوند تا از این طریق افزون بر تعیین نقاط بحرانی و رده-بندی مناسب بتوان اقدام به برنامه ریزی مقتضی در قالب طرح های حفاظت خاک و یا آبخیزداری نمود. لازمه این امر در اختیار داشتن ابزار مناسب یعنی روش یا مدل برآورد فرسایش و رسوب با دقت و کارآیی قابل قبول است. در این تحقیق با انتخاب 4 مدل برآورد فرسایش و رسوب شامل EPM، MPSIAC، هیدروفیزیکی و ژئومورفولوژی که در بیشتر تحقیقات پیشین به صورت یکجا مقایسه و بررسی نشده است، با هدف شناسایی و معرفی مدل مناسب توجه به محدودیت های استفاده از آن، اقدام به ارزیابی مدل ها درحوضه آبخیز کسیلیان شده است. نتایج حاصل از مقایسه مقادیر رسوب برآورد شده با مشاهده شده از طریق مقایسه مقادیر اختلاف مطلق و نسبی نشانگر این است که، مدل ژئومورفولوژی به رغم دارا بودن محدودیت از نظر حجم انجام محاسبات که ناشی از لزوم اجرای مدل در واحدهای همگن کاری است دارای دقت و کارآیی قابل ملاحظه با سه مدل دیگر مورد آزمون می باشد. به طوری که مدل ژئومورفولوژی با اختلاف نسبی 36.3 درصد (25.711 تن در سال) نسبت به متوسط سالانه مقدار رسوب مشاهده شده در مقایسه با نتایج مدل های EPM ،MPSIAC و هیدروفیزیکی با متوسط سالیانه مقدار رسوب مشاهده شده به ترتیب معادل 70.44 ، 7 و 30 درصد، مناسب ترین مدل با دقت و کارآیی قابل ملاحظه است.

حوضه آبریز دامن با مساحت3437 کیلومترمربع در جنوب شرقی ایران در استان سیستان و بلوچستان قرار گرفته است. در این تحقیق برای تعیین و مشخص نمودن خصوصیات حوضه آبریز دامن مانند تعداد زیر حوضه ها و نوع آنها، مساحت و محیط، شکل، شیب و زمان تمرکز ضمن بهره گیری از روشی نوین، با استفاده از توابع تحلیلی GIS و مدل رقومی ارتفاع (DEM) به مقایسه آن با روش های سنتی پرداخته شده است. تصاویر سنجنده ETM+ با داشتن اطلاعات باندی در طیف طول موج مرئی، نواحی در معرض سیل را به دلیل وجود پوشش گیاهی ضعیف و نیز رسوبات جدید در تراس های رودخانه ای تفکیک می نماید. در این تحقیق ترکیب های باندی مختلف از تصاویر لندست ETM+ برای حوضه و رودخانه دامن تهیه شد. بدین منظور روش های مختلف هیبریدی (نظارت نشده و چشمی) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تحقیق گویای این واقعیت است که بهره گیری ازتصاویر ماهواره ای برای مناطقی که فاقد آمار و اطلاعات کافی در خصوص پدیده سیل است بسیار مفید بوده و با تفسیر تصاویر با وضوح بالا می توان پهنه های آسیب پذیر از سیل را شناسایی و طبقه بندی نمود.

در سال های اخیر خشکسالی با تاثیرات مخرب در بخش های مدیریت منابع آب، زیست محیطی، اکولوژیکی به عنوان بحران جدی تلقی می شود. برنامه ریزی و اقدامات پیشگیرانه در برابر خشکسالی در کاستن اثرات آن از اهمیت چشمگیری برخوردار است. در این راستا استفاده از روش مناسب پایش و پیش بینی خشکسالی می تواند تاثیر قابل توجهی در مقابله با این پدیده داشته باشد. در این تحقیق جهت پایش خشکسالی از اطلاعات حاصل از تصاویر سنجنده MODIS در استخراج شاخص های NDVI، NDWI، DSI،VTCI استفاده شده است. هدف انتخاب شاخص مبنا بر اساس ارتباط با عامل موجد خشکسالی در حوضه آبریز سفید رود جهت بررسی و مطالعه خشکسالی و اثرات آن می باشد.متوسط خطای حاصل از محاسبات دمای سطح زمین با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا توسعه داده شده توسط پرایس 84.3 درجه سانتی گراد بوده است. بیشترین مقدار ضریب همبستگی بین بارش ماهانه با شاخص های مورد مطالعه مربوط به شاخص VTCI می باشد. همچنین سایر شاخص های مورد مطالعه بجز شاخص VTCI دارای تاخیر زمانی نسبت به زمان وقوع بارش هستند. کمترین میزان ضریب همبستگی مربوط به شاخص NDVI می باشد که دلیل آن را می توان در نوع پوشش گیاهی حاکم در منطقه مورد مطالعه دانست. بنابراین شاخص VTCI در تعیین شرایط خشکسالی (زمان واقعی) به علت تلفیق خصوصیات حرارتی (دمای سطح زمین) و اطلاعات حاصل از بازتاب طیفی (شاخص های پوشش گیاهی) در قالب فرمول بندی مناسب، می تواند مثمرثمرتر باشد.

یکی از شاخه های مهم اقلیم شناسی همدید، شناسایی حالت های فرین ویژگی های محیطی و تعیین الگوهای گردشی مسبب آنها است. هدف اصلی این پژوهش تحلیل همدید سرماهای فرین ایران است. بدین جهت از آمار روزانه دمای مربوط به 663 ایستگاه اقلیمی و همدید در قلمرو مورد مطالعه، طی دوره آماری 1.1.1340 تا 29.12.1382 (15701 روز) استفاده گردید. سپس به روش درون یابی کریگینگ با یاخته های 18×18 کیلومتر یک ماتریس 5214×15701 فراهم شد. میانگین دمای روزانه برای پهنه مورد نظر (5214 یاخته) طی دوره مورد مطالعه محاسبه شد. با استفاده از شاخص فومیاکی روزهایی که سرمای فرین اتفاق افتاده، مشخص شد. سپس داده ها برحسب شدت سرما و گستره زیرپوشش مرتب شد. از بین روزهای همراه با رخداد سرمای فرین، 500 روز اول به عنوان نمونه برگزیده شد. روزهای برگزیده شده تقریباً 2 انحراف معیار از میانگین بلندمدت خود بر اساس شاخص فومیاکی کمتر بودند.مقادیر فشار تراز دریا با تفکیک مکانی- زمانی 5.2×5.2 درجه و 6 ساعته، برای 500 روز نمونه از سازمان هواشناسی و اقیانوس شناسی کشور ایالات متحده امریکا استخراج شد. انجام تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدسی مقادیر تراز سطح دریا برای 500 روز انتخاب شده، نشان داد که سرماهای فرین ایران حاصل 5 الگوی گردشی می باشند: 1- الگوی پرفشار سیبری-اروپا؛ 2- الگوی پرفشار سیبری کم فشار ایسلند؛ 3- الگوی پرفشار سیبری؛ 4- الگوی پرفشار شمال خزر- سیبری؛ 5- پرفشار شمال خزر.