شناسایی و پایش تغییرات پهنههای آبی با استفاده از آستانهگذاری ابتکاری شاخصهای طیفی؛ مطالعه موردی: خلیج گرگان و تالاب میانکاله
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی مهندسی نقشهبرداری، دانشکده مهندسی نقشهبرداری، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.
2 استاد گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشکده مهندسی نقشهبرداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.
3 دانشجوی دکتری سنجش از دور، گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
doi
10.22131/sepehr.2024.2041037.3096چکیده
خلیج گرگان و تالاب میانکاله از مهمترین پهنههای آبی ایران، نیازمند نظارت مستمر و پایش تغییرات مساحت آبی هستند. با توجه به چالشهای موجود در تهیه نقشه پهنه آبی از تصاویر ماهوارهای نوری (ابر و سایه) و عدم وجود رویکرد آستانهگذاری قابل اطمینان برای استخراج زمانی- مکانی پهنه آبی، مطالعه حاضر عملکرد شاخصهای طیفی NWI، EWI، MNDWI و WRI مستخرج از تصاویر ماهوارهای سنتینل-2 در بازه زمانی ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴ را به تفکیک فصول مختلف مورد بررسی قرار داده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، به کارگیری ابتکاری الگوریتم آتسو لبه به منظور پایش دقیق تغییرات مساحت پهنههای آبی و مقایسه عملکرد آن با شاخصهای طیفی مختلف است. بنابراین، مشارکت تحقیق حاضر، به کارگیری الگوریتم آتسو لبه و تهیه نقشه پهنه آبی به صورت سری زمانی در مقیاس فصلی است. نتایج ارزیابی کمی صحت استخراج پهنههای آبی با استفاده از شاخصهای طیفی نشان داد که شاخص طیفی WRI با صحت کلی 99 درصد و ضریب کاپای 0.99 بیشترین صحت و شاخص MNDWI با صحت کلی 98 درصد و ضریب کاپای 0.96 کمترین صحت را در حالت استفاده از آستانه بهینه ثبت کردهاند. همچنین، در شرایط اعمال حدود آستانه پیشفرض، شاخصهای طیفی WRI و NWI به ترتیب با صحتهای کلی 94 درصد و 86 درصد و ضرایب کاپای 0.88 و 0.65، بیشترین و کمترین صحتها را ثبت کردهاند. با توجه به نتایج کسبشده، میانگین سالانه مساحت آبی محدوده خلیج گرگان و تالاب میانکاله در محدوده زمانی مطالعاتی به ترتیب برابر با 399.73، 381.52، 374.18، 357.99، 311.63 و293.60 کیلومترمربع بوده است. لذا، تغییرات سالانه در این مدت به ترتیب معادل 4.55-%، 1.92-%، 4.32-%، 12.94-% و 5.78-% ثبت شدهاست. براساس تحلیل مساحت پهنه آبی از سال ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴، یک الگوی نزولی در این منطقه حاکم بوده و میزان کاهش در سال 2022 شدیدتر از سالهای دیگر به ویژه در تالاب میانکاله برآورد شدهاست.