کتاب پایش ماهواره ای ریسک خشکسالی pdf

کتاب پایش ماهواره ای ریسک خشکسالی به قلم مصطفی عابدزاده، بهروز ارسطو و حمیدرضا نانکلی، ابتدا به بررسی تعدادی از شاخص های گیاهی پرداخته و به دنبال آن، شاخص NDVI به عنوان مناسب ترین شاخص برای پوشش گیاهی را معرفی می کند.

یکی از پیچیده ترین حوادث طبیعی خشکسالی کشاورزی است. به جهت تغییرات مکانی و زمانی این پدیده لازم است اطلاعات و ابزارهای موجود به منظور پایش خشکسالی در همه ی مقیاس ها بهبود یابند. برای بررسی و ارزیابی وسعت و شدت این پدیده، داده های سنجش از دور و GIS، یک ابزار پایش مناسب و اطلاعات دقیقی را در دسترس قرار می دهند. یکی از مهم ترین شاخص هایی که رخداد خشکسالی را مشخص می کند میزان رشد گیاه است.

داده های مورد استفاده در این کتاب شامل تصاویر ماهواره ای MODIS در استان سمنان است. محدوده زمانی تصاویر انتخابی بین سال های 2000 تا 2017 می باشد. در انتخاب تصاویر نکاتی در نظر گرفته شده است، بدین ترتیب که هر سال 4 تصویر انتخاب می گردد.

به ﻣﻨﻈﻮر ارزﯾﺎﺑﯽ دﻗﯿﻖ از رﺧﺪاد، ﮔﺴﺘﺮش و ﺷﺪت ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ، ﺑﺎﯾﺴﺘﯽ ﺗﺼﻮر ﺻﺤﯿﺤﯽ از ﺗﻮزﯾﻊ ﻣﮑﺎﻧﯽ و زﻣﺎﻧﯽ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻫﻮاﺷﻨﺎﺳﯽ، ﻫﯿﺪروﻟﻮژﯾﮑﯽ و ﻣﺘﻐﯿﺮﻫﺎی ﺳﻄﺤﯽ داﺷت. ﻣﺸﺎﻫﺪات ﻓﻀﺎﯾﯽ دارای ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﻻزم در اﯾﻦ زﻣﯿﻨﻪ ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﺪﯾﻦ ﺻﻮرت ﮐﻪ از ﻃﺮﯾﻖ درﯾﺎﻓﺖ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺎ ﻗﺪرت ﺗﻔﮑﯿﮏ ﻣﮑﺎﻧﯽ و زﻣﺎﻧﯽ در ﺳﻄﺢ وﺳﯿﻌﯽ از زﻣﯿﻦ و ﺑﻪ ﺻﻮرت درﯾﺎﻓﺖ، ﻧﺰدﯾﮏ ﺑﻪ زﻣﺎن واﻗﻌﯽ اﻣﮑﺎن ﭘﺎﯾﺶ روﻧﺪ ﺧﺸﮑﺴﺎﻟﯽ ﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﮑﻨﻮﻟﻮژی ﺳﻨﺠﺶ از دور و جی آی اس ﺑﺮاﺳﺎس ﺑﺎزﺗﺎﺑﻨﺪﮔﯽ ﻃﯿﻔﯽ در ﺑﺎﻧﺪﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ و امکان ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ در ﻫﺮ ﭘﯿﮑﺴﻞ ﻓﺮاﻫﻢ ﺧﻮاﻫﺪ کرد.

محققین برای پایش و بحران خشکسالی شاخص های متعددی ارائه نموده اند. هدف از کاربرد هر شاخص اندازه گیری سه ویژگی شدت، مدت و گسترش مکانی خشکسالی است. اکثر این شاخص ها بر اساس داده های اقلیمی طولانی مدت که از ایستگاه های هواشناسی جمع آوری می شود، تعریف شده است. داده های ایستگاه های هواشناسی دارای ساختار مکانی نقطه ای می باشند و پارامتر های اندازه گیری شده در آن فقط در سطح محدود اطراف ایستگاه معتبر است.

برای تعیین شدت و پراکنش خشکسالی باید تراکم ایستگاه های هواشناسی زیاد باشد که این کار مستلزم هزینه ای زیاد در راه اندازی و بهره برداری است. همچنین شاخص های خشکسالی که با استفاده از داده های هواشناسی تعیین می گردد، آمارهای طولانی مدت به میزان حداقل 30 سال نیاز دارد. این شاخص ها برای اکثر مناطق ایران که فاقد آمارهای طولانی مدت است دارای محدودیت است.

امروزه استفاده از داده های تصاویر ماهواره ای با توجه به دید وسیع و قابلیت دریافت آن در دوره های زمانی کم امکان نظارت و بررسی پدیده های متغیر روی زمین مانند خشکسالی را فراهم نموده است.

بر این اساس در سال های اخیر شاخص های مبتنی بر داده های تصاویر ماهواره ای برای مطالعه خشکسالی ارائه شده است. در این مبحث شاخص های سنجش خشکسالی از دیدگاه های مختلف بررسی می گردد.

در بخشی از کتاب پایش ماهواره ای ریسک خشکسالی می خوانیم:

کمبود آب به عنوان منبع ایجاد خشکسالی، می تواند ناشی از کمبود بارش باشد. بر این اساس در مراجع از شاخص های خشکسالی مبنی بر بارش جهت ارزیابی شدت خشکسالی استفاده می شود. اما از آن جا که افزایش تبخیر و تعرق نیز باعث کاهش آب می شود، کمبود بارش به تنهائی نمی تواند نماینده خوبی از وضعیت خشکسالی باشد.

شاخص بارش تبخیر- تعرق استاندارد شده (SPEI) مبتنی بر هر دو کمیت بارش و تبخیر تعرق می باشد. در این تحقیق با انجام یک مطالعه تطبیقی دو شاخص بارش استادارد شده SPI و شاخص SPEI در چند نمونه اقلیمی در استان سمنان مورد مقایسه قرار گرفتند.

آزمون های همگنی شامل آزمون من کندال و آزمون تشخیص نقطه تغییر بر روی سری های زمانی در پنجره های زمانی مختلف ماهانه، در فصل های مختلف و همچنین در مقیاس سالانه انجام شد. به جز چند مورد در چند ایستگاه، نتایج نشان داد که روند معنی داری در سری زمانی این دو شاخص در فصل های مختلف سال وجود ندارد.

وجود روند در بارش با وجود روند در سری SPI همخوانی دارد اما از آن جا که شاخص SPEI تنها تحت تاثیر بارش نمی باشد، دما و تبخیر تعرق حاصل از آن نیز در روند تغییرات این شاخص اثرگذار هستند.

همبستگی بین این دو شاخص به کمک ضریب همبستگی پیرسون نیز بررسی شد و مشخص شد که این دو شاخص در فصل تابستان کم ترین همبستگی و در فصل زمستان بیشترین همبستگی را برقرار می کنند. به علاوه، با بزرگتر شدن پنجره زمانی خشکسالی، از میزان همبستگی دو شاخص کاسته می شود.