بخشی از مقاله
برخی از منابع:
1. آخوندزاده، مهدي. سراجیان، محمدرضا. (1385)، »تهیه نقشه ضریب گسیل ایران با استفاده از تصاویر ماهوارهاي سنجنده .«MODIS همایش ژئوماتیک 85، تهران.
2. اسمعیل پور، مرضیه، (1386)، »ارزیابی بیلان آب براي استفاده کشاورزي در حوضه جنوبی رود ارس«، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه تبریز.
3. جامعی، مژده، حجام، سهراب (1387)، »ارزیابی روشهاي زمین آماري در برآورد منطقهاي تبخیر و تعرق مرجع- مطالعه موردي: استان خوزستان«، مجموعه مقالات سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه تبریز.
4. جهانبخش اصل، سعید. موحد دانش، علی اصغر. مولوي، احد، (1380)، »تحلیل مدلهاي برآورد تبخیر- تعرق براي ایستگاه هواشناسی تبریز«، دانش کشاورزي، شماره 2 جلد 11، .65 -51
5. دین پژوه، یعقوب، جهانبخش، سعید (1387)، »بررسی تبخیر- تعرق گیاه مرجع در ایران با استفاده از روش هارگریوز«، مجموعه مقالات سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه تبریز.
مقدمه
ایران کشوري است که به لحاظ اقلیمی جزو کشورهاي خشک و نیمه خشک جهان محسوب شده، بطوریکه از یک سو متوسط بارندگی سالانه آن حدود یک سوم متوسط بارندگی خشکیها و کمتر از یک سوم بارندگی متوسط کره زمین و از سوي دیگر میزان تبخیر آن حدود سه برابر تبخیر خشکیهاي زمین میباشد (جهانبخش و همکاران، 1380 ص .(51 در کشور ما بخش کشاورزي حدود 94 درصد کل آب مصرفی را به خود اختصاص میدهد که بیشترین میزان تبخیر- تعرق در آن اتفاق میافتد (زاهدي و بیاتی خطیبی، 1387 ص .(109 تبخیر- تعرق یکی از مؤلفههاي اصلی بیلان آبی هر منطقه و همچنین یکی از عوامل کلیدي براي برنامه ریزي درست و مناسب آبیاري براي بهبود راندمان آب مصرفی در منطقه میباشد .(Granger, 1999, 72) از طرف دیگر تبخیر- تعرق نقش قابل ملاحظهاي در اقلیم جهانی از طریق چرخه هیدرولوژي ایفا کرده و تخمین آن کاربردهاي مهمی در پیش بینی رواناب، پیش بینی عملکرد محصول و طراحی کاربري اراضی، طراحی کانالهاي آبیاري و ابنیه تقسیم آب داشته و همچنین بر روي بلایاي طبیعی نظیر خشکسالی موثر است (مباشري و همکاران، 1384 ص (1 به طور متوسط 70 درصد بارانی که به سطح زمین میرسد مجدداً توسط فرآیند تبخیر- تعرق به اتمسفر باز میگردد (رحیم پور، 1387 ص (492 که این میزان در مناطق خشک که اکثر مناطق کشورمان را تشکیل میدهد به 90 درصد میرسد (دین پژوه
و جهانبخش، 1387 ص (501 بنابراین با توجه به اهمیت عامل تبخیر- تعرق لازم است این پارامتر حتی الامکان بطور دقیق برآورد شود. اما در عمل به دلیل آنکه تبخیر- تعرق به طور مستقیم اندازه گیري نمیشود و تنوع فضائی
و زمانی زیادي دارد برآورد آن بسیار مشکل است .(Caselles, 1998, 2) در این تحقیق سعی میشود به این سوالها که آیا میتوان با استفاده از تکنیکهاي سنجش از دور و GIS، مقدار تبخیر- تعرق واقعی منطقه را محاسبه نمود؟ و ارتباط آن با کاربري زمین چگونه است؟ پاسخ داده شود. در این ارتباط رحیم پور در برآورد تبخیر- تعرق به روش پرایسلی- تیلور در حوضه نازلو چاي از GIS استفاده نموده و نتایج کار خود را رضایت بخش توصیف نموده است
برآورد تبخیر- تعرق واقعی و تحلیل ارتباط آن با کاربري زمین در محیط GIS
41
(رحیم پور، 1387 ص .(492 شهابی فر و همکارانشان با استفاده از زمین آمار و تکنیک سنجش از دور اقدام به برآورد مقدار تبخیر استان تهران نموده و بهترین روش درونیابی براي تعمیم دادههاي نقطهاي حاصل از محاسبه مقادیر تبخیر را به سطح روش کریجینگ اعلام نمودهاند (شهابی فر و همکاران، 1387 ص .(496 در این تحقیق با استفاده از توابع تحلیلی GIS و دادههاي حاصل از اندازه گیريهاي زمینی و تصاویر ماهوارهاي اقدام به برآورد مقدار تبخیر- تعرق واقعی در شهرستان مشکین شهر شده است.
معرفی منطقهي مورد مطالعه
شهرستان مشکین شهر در شمال غربی ایران و فاصله 839 کیلومتري تهران واقع شده است. آب و هواي این شهرستان معتدل کوهستانی است و دماي هوا در طول سال بین -30 و +30 درجه سانتیگراد متغیر است. کوه معروف سبلان در 25 کیلومتري این شهر واقع شده است. مساحت این شهرستان در حدود 3900 کیلومتر مربع میباشد. این شهرستان دومین شهر استان اردبیل بعد از مرکز استان میباشد. این شهرستان بر روي مختصات جغرافیایی 38/2 تا 39 درجه عرض شمالی و 47/3 تا 48/3 درجه طول شرقی واقع شده است.
ارتفاع متوسط این شهرستان 1830 متر و بلندترین نقطه آن قله سبلان با ارتفاع 4811 متر از سطح آبهاي آزاد است مشکین شهر از طرف شمال با مغـــان (شهرستان گرمی) از طرف جنوب با کوه سبلان و شهرستان سراب (آذربایجان شرقی) و از طرف غرب با شهرستانهاي اهر و هریس (آذربایجان شرقی) و از مشرق با شهرستان اردبیل و از طرف شمال شرقی به طول 56 کیلومتر با کشور جمهوري آذربایجان هم مرز است. (وب سایت فرمانداري مشکین شهر(5
شکل :(1) منطقه مورد مطالعه در کشور و استان اردبیل (در تصویر سمت چپ مختصات فریم ماهوارهاي منطقه نیز نشان داده شده است)
5. www.meshkin.gov.ir
24 فصلنامه ي علمی- پژوهشی فضاي جغرافیایی، سال دوازدهم، شمارهي 37، بهار 1391
مواد و روشها
لایههاي اطلاعاتی به کار رفته در این تحقیق به شرح زیر میباشد: تصویر Landsat/ETM+ مربوط به تاریخ 5 ژوئن 2000
.1 دادههاي هواشناسی ایستگاههاي هواشناسی منطقه مورد مطالعه در دوره 2005 - 1986 مراحل انجام عملیات براي برآورد تبخیر- تعرق واقعی به شرح زیر بوده است:
الف) آماده سازي تصویر:
در این پژوهش از تصاویر ماهواره لندست با سنجنده ETM+ استفاده گردیده است. منطقه مورد مطالعه بخشی از فریم 167-33 بوده و تاریخ تصویر برداري آن 5 ژوئن 15) 2000 خرداد (1379 است. پس از انتخاب تصویر مورد نظر، عملیات زیر بر روي تصویر انجام پذیرفت:
تصحیحات هندسی: هرچند که تصویر مورد نظر در فرمت GEOTIFF ارائه شده بود ولی براي اطمینان از صحت هندسی تصویر با استفاده از نقاط GPS و همچنین سایر تصاویر با صحت هندسی در محیط نرم افزار ERDAS به روش تصویر به تصویر تصحیح هندسی به عمل آمد.
:Subset با توجه به اینکه منطقه مورد مطالعه بخشی از فریم کامل است لذا در این مرحله، در تمام باندها، منطقه مورد مطالعه جدا شده و ذخیره گردید. براي این مرحله لایه شهرستان مشکین شهر به صورت فرمت وکتوري وارد شده و مبناي Subset انتخاب گردید.
تصحیحات اتمسفري: تصحیح اتمسفري مورد استفاده، تصحیح کلی6 جهت باندهاي انعکاسی با استفاده از گزینه Dark subtract میباشد. با استفاده از نرمافزار ENVI4.5 و گزینه Thermal Atm correction، تصحیح اتمسفري باند حرارتی انجام شد.
ب) تهیه نقشه کاربري:
در این تحقیق پس از اعمال مراحل پیش پردازش، پردازش و پس پردازش بر روي تصاویر، نقشه کاربريهاي اراضی شهرستان استخراج شده و درصد هرکدام از کاربريها محاسبه و در مرحله بعد دقت طبقه بندي، با استفاده از شاخصهاي آماري برآورد شده است. در شکل شماره 1 نقشه کاربري منطقه و در جدول شماره 1 مقادیر هر یک از آنها ارائه شده است.
6. Bulk Correction
برآورد تبخیر- تعرق واقعی و تحلیل ارتباط آن با کاربري زمین در محیط 43 GIS
شکل :1 نقشه کاربري اراضی منطقه مورد مطالعه
جدول :1 مقادیر کاربريهاي استخراج شده
کد کاربري کاربري درصد مساحت بر حسب کیلومتر مربع
1 جنگل و بیشه انبوه 1/26 49/3894
2 جنگل و بیشه نیمه انبوه 4/14 160/4880
3 جنگل و بیشه تنک 1/15 44/8227
4 اراضی شهري و ساخته شده 0/02 0/7149
5 اراضی زراعی آبی مخلوط زراعت و باغ 2/46 96/0213
6 درخت زار 1/92 74/6857
7 اراضی زراعی دیم 30/74 1199/6215
8 مخلوط کاربري مرتع و دیم 4/73 185/6696
9 مراتع خوب 25/18 982/6363
10 مراتع متوسط 10/73 418/4962
11 مراتع ضعیف 17/67 689/0904
مجموع 100 3901/6360
44 فصلنامه ي علمی- پژوهشی فضاي جغرافیایی، سال دوازدهم، شمارهي 37، بهار 1391
ج) تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی به هنجار شده (7NDVI)
شاخص پوشش گیاهی به هنجار شده NDVI)) نسبت تفریق باند مادون قرمز نزدیک از باند قرمز به مجموع آنهاست. براي تولید این نقشه ابتدا DN به رادیانس و سپس به بازتابندگی تبدیل شده و مورد استفاده قرار گرفته است.
NDVI= (NIR-R)/ (NIR+R) (1)
در این پژوهش باند سه (قرمز) و چهار (مادون قرمز نزدیک) سنجنده ETM+ انتخاب شد و در محیط نرم افزار ERDAS مدل آن ایجاد گردید. مقادیر NDVI مابین +1 و -1 قرار دارد. سطوح داراي پوشش گیاهی مقادیر بین صفر تا 1 و آب و ابر نیز مقادیر کمتر از صفر را خواهند داشت. در شکل 2 مقادیر حاصل از NDVI در منطقه مورد مطالعه ارائه شده است
