نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه سنجش از دور و GIS، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشیار بخش مرتع و آبخیزداری دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز

10.52547/gisj.2022.225243.1069

چکیده

با توجه به تاثیر خشکسالی بر روی کیفیت و کمیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس، ایران می باشد. برای این منظور شاخص های خشکسالی PCI, TVDI, NDVI در سال های 2000 تا 2020 برای بررسی خشکسالی استفاده شد. در ادامه نقشه های پهنه بندی عناصر موجود در آب (Ca, Cl, EC, K, Na, Mg) برای 30 نقطه با استفاده از روش کریجینگ تولید شد. سپس با استفاده از روش شبکه های عصبی (MLP) میزان عناصر موجود در آب با استفاده از شاخص های خشکسالی پیش بینی شد. نتایج نشان داد که با توجه به مقادیر شاخص های خشکسالی روند تغییرات خشکسالی در منطقه از سال 2000 تا 2020 افزایشی بوده و بخش های جنوبی منطقه در وضعیت حادتری نسبت به سایر بخش ها قرار دارد. نتایج حاصل از نقشه های پهنه بندی عناصر موجود در آب هم نشان داد که بخش های جنوبی غلظت املاح بیشتر از بخش های شمالی می باشد. نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص های خشکسالی و مقادیر عناصر در آب نشان داد که Ca همبستگی بالایی (R=0.820) با شاخص TVDI دارد، و همچنین عناصر Cl, EC, K, Na, Mg دارای همبستگی معنی‌داری (R>0.80) با شاخص PCI می باشند. نتایج حاصل از روش MLP برای پیش بینی وضعیت کیفیت آب با استفاده از شاخص های خشکسالی نشان داد که مناطق جنوبی دارای میزان املاح بیشتر و در نتیجه کیفیت آب کمتری هستند. میزان دقت مدل در پیش بینی عناصر Cl, EC, K, Na, Mg, TDS, TH با استفاده از شاخص PCI برابر با R2=0.85 و برای عنصر Ca با استفاده از شاخص TVDI برابر با R2=0.71 می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Assessing the relationship between drought and reducing water quality using remote sensing and GIS

نویسندگان [English]

  • Mehran Shaygan 1
  • Marzieh Mokarram 2

1 Assistant Professor, Dept. of Remote Sensing & GIS, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

2 Associate Professor, Department of Range and Watershed Management, College of Agriculture and Natural Resources of Darab, Shiraz University

چکیده [English]

با توجه به تاثیر خشکسالی بر روی کیفیت و کمیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس، ایران می باشد. برای این منظور شاخص های خشکسالی PCI, TVDI, NDVI در سال های 2000 تا 2020 برای بررسی خشکسالی استفاده شد. در ادامه نقشه های پهنه بندی عناصر موجود در آب (Ca, Cl, EC, K, Na, Mg) برای 30 نقطه با استفاده از روش کریجینگ تولید شد. سپس با استفاده از روش شبکه های عصبی (MLP) میزان عناصر موجود در آب با استفاده از شاخص های خشکسالی پیش بینی شد. نتایج نشان داد که با توجه به مقادیر شاخص های خشکسالی روند تغییرات خشکسالی در منطقه از سال 2000 تا 2020 افزایشی بوده و بخش های جنوبی منطقه در وضعیت حادتری نسبت به سایر بخش ها قرار دارد. نتایج حاصل از نقشه های پهنه بندی عناصر موجود در آب هم نشان داد که بخش های جنوبی غلظت املاح بیشتر از بخش های شمالی می باشد. نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص های خشکسالی و مقادیر عناصر در آب نشان داد که Ca همبستگی بالایی (R=0.820) با شاخص TVDI دارد، و همچنین عناصر Cl, EC, K, Na, Mg دارای همبستگی معنی‌داری (R>0.80) با شاخص PCI می باشند. نتایج حاصل از روش MLP برای پیش بینی وضعیت کیفیت آب با استفاده از شاخص های خشکسالی نشان داد که مناطق جنوبی دارای میزان املاح بیشتر و در نتیجه کیفیت آب کمتری هستند. میزان دقت مدل در پیش بینی عناصر Cl, EC, K, Na, Mg, TDS, TH با استفاده از شاخص PCI برابر با R2=0.85 و برای عنصر Ca با استفاده از شاخص TVDI برابر با R2=0.71 می باشد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought
  • Water quality
  • remote sensing
  • MLP Neural Network Method