بررسی غلظت رسوب معلق در دلتای هندیجان با استفاده از تکنیک سنجش ‌از‌ دور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

2 دانشیار، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران

3 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران،‌ ایران

4 استادیار، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

5 استادیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت، تهران

چکیده

بررسی غلظت رسوب معلق در دلتاها یکی از مهمترین مباحث محیط زیستی و مهندسی در دریا محسوب می‌شود. الگوی پخش رسوب معلق نزدیک سواحل را می­‌توان با توجه به توپوگرافی بستر و نوع جریان­‌های غالب منطقه، به‌وسیله نمونه‌برداری از رسوب معلق دریا و ترکیب آن با محصولات سنجش از دور پیدا کرد. این نوشتار دستاورد پژوهشی است که هدف آن تعیین الگوریتم حاکم بر غلظت رسوب معلق سطحی با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8، OLI و داده‌های میدانی در دلتای هندیجان در شمال غربی خلیج فارس بوده است. برای این منظور،  هم‌زمان با عبور ماهواره لندست 8 در تاریخ­‌های اول اسفند 1394 و 18 بهمن 1395، نمونه‌برداری از آب و رسوب در بیش از 60 ایستگاه انجام شد و محدوده تغییرات غلظت رسوب معلق در دلتای هندیجان (740-0)  اندازه‌­گیری شد. پس از تصحیح هندسی و اتمسفری تصاویر SWIR ماهواره لندست 8، OLI، روابط مقادیر غلظت رسوب معلق با کمیت بازتاب‌­های تصاویر فوق مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که همبستگی بالایی بین غلظت رسوب به‌دست آمده و بازتابش سطحی در نوارهای 4 و 5 ماهواره لندست 8 وجود دارد. با استفاده از آزمون‌های آماری و آزمودن بیش از 50 معادله، نوع الگوریتم حاکم بر غلظت رسوب معلق تعیین شد. بهترین الگوریتم با ترکیب نوار 4 و نوار 5 ماهواره لندست 8 و از نوع نمایی انتخاب شد. ضریب همبستگی پیرسن r=0.93 و میزان جزر میانگین ریشه مربعات خطا و خطای نسبی به‌ترتیب 28.12=RMSE و 34.24=PRMSE درصد به‌دست آمد. پس از اعمال الگوریتم به‌دست آمده بر تصاویر ماهواره­ای، نقشه پراکندگی رسوب معلق سطحی در دلتای هندیجان حاصل شد. طبق این نتایج، غلظت رسوب معلق در نزدیک ساحل هندیجان مقدار بالایی دارد و با دور شدن از ساحل، مقدار رسوب معلق کاهش می‌یابد. میزان این تغییرات از مناطق نزدیک به ساحل دلتا تا فاصله پنج کیلومتری به سمت دریا، حدود 2800 mgl-1 تا 20 mgl-1  در تاریخ اول  اسفند 94 و 800 mgl-1 تا 15 mgl-1 در تاریخ 18 بهمن 95 برآورد شد. نتیجه این‌که تصاویر لندست 8، OLI برای محاسبه غلظت رسوب معلق در دلتای هندیجان بسیار مناسب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Determination of suspended load concentration in Hendijan Delta using remote sensing technique

نویسندگان [English]

  • Saeedeh Shirinmanesh 1
  • Masoud Sadrinasab 2
  • Ali Karami khaniki 3
  • Amir Ashtari larki 4
  • Seyed mostafa Syadatmousavi 5
1 PhD Student, Faculty of marine science, Khorramshahr marine science and technology university, Khorramshahr, Iran
2 Associate Professor, Graduate Faculty of Environment, Tehran university, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of River Engineering and Coastal Protection, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Tehran, Iran
4 Assistant Professor, Faculty of marine science, Khorramshahr marine science and technology university, Khorramshahr, Iran
5 Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Suspended Load Concentration (SLC) estimation is one of the most important environmental and engineering issues in the coastal zone. The SLC distribution pattern near the coast can be determined by in situ measurement and combination with remote sensing products according to the topography and the types of dominant currents in the study area. The research objective was to identify the spatial and temporal variations of the surface SLC in the Hendijan Delta (Northern Persian Gulf) using remote sensing technique. The water samples were taken from more than 60 stations during the passage of the Landsat 8/OLI satellite over the study area on Feb. 20, 2016 and Feb. 6, 2017. The range of SLC variations was obtained between (0-740)  mgl-1. Atmospheric correction was applied using SWIR algorithm on Landsat 8/OLI images to estimate the net water reflectance. There is a high correlation between  provided from satellite data and the measured SLC. The empirical algorithm got an exponential form with the combination of the bands 4 and 5 performed using statistical tests. For developing this algorithm more than 50 types of equations were assessed. The proposed algorithm determines the SLC from the Landsat 8/OLI images with Pearson’s 0.93, root mean square error 28.12 mgl-1 and relative root mean square error 34.24%. The algorithm was applied to timescale of satellite images, and the spatial distribution of suspended sediment concentration has been mapped over the Hendijan Delta. According to this results, the rate of decline in SLC from near the coast to the distance of 5 km of the Hendijan Delta was estimated about 2800 to 20 mgl-1 on Feb 20, 2016 and 800 mgl-1 on Feb 6, 2017. Landsat images can be used effectively to retrieved SLC in the Hendijan River Delta.

کلیدواژه‌ها [English]

  • algorithm
  • Hendijan delta
  • In situ measurement
  • Landsat 8
  • Persian Gulf
  • Suspended load concentration estimation