شناسایی مناطق در معرض هجوم ماسه‌‌های روان با استفاده از تکنیک‌‌های سنجش از دور و GIS مطالعه موردی: شهرستان‌‌های ریگان، فهرج و نرماشیر، استان‌‌کرمان

مهرابی, علی

doi:10.22111/jneh.2019.29225.1505

شناسایی مناطق در معرض هجوم ماسه‌‌های روان با استفاده از تکنیک‌‌های سنجش از دور و GIS مطالعه موردی: شهرستان‌‌های ریگان، فهرج و نرماشیر، استان‌‌کرمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

علی مهرابی

استادیار بخش جغرافیا و برنامه‌‌ریزی شهری، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان

10.22111/jneh.2019.29225.1505

چکیده

پیشرفت تپه‌‌های شنی و ماسه‌‌ای تهدید بزرگی برای زمین‌‌های کشاورزی، مناطق مسکونی و ساکنان بخش‌‌های شرقی و جنوب‌‌شرقی استان کرمان است. به طوری که امروزه وقوع طوفان‌‌های مکرر شن و ماسه، از اساسی‌‌ترین معضلات زیست محیطی این مناطق به شمار می‌‌آید. هدف از این تحقیق شناسایی و پتانسیل‌‌یابی محدوده شهرستان‌‌های ریگان، فهرج و نرماشیر به لحاظ هجوم ماسه‌‌های روان، است. بدین منظور از شاخص آسیب‌‌پذیری گسترش تپه‌‌های ماسه‌‌ای (SDEVI)^* استفاده شد. در این راستا از 5 فاکتور و عامل مؤثر در گسترش شن‌‌های روان شامل، شدّت باد، رطوبت خاک، توپوگرافی، نوع لیتولوژی و پوشش گیاهی استفاده شد. بعد از تهیه نقشه‌‌های مربوطه، تمامی آنها به لحاظ میزان تأثیر در آسیب‌‌پذیری رتبه‌‌بندی و در محیط GIS با هم تلفیق شده و نقشه آسیب‌‌پذیری نهایی تهیه گردید. بر این اساس منطقه‌‌ای به وسعت 3650 کیلومتر مربع از محدوده مورد مطالعه در بخش آسیب‌‌پذیری خیلی زیاد و زیاد قرار دارد. نیمه جنوبی شهر نرماشیر، تعداد 68 روستا و بخش‌‌هایی از راه ارتباطی بین سه شهرستان فهرج، ریگان و نرماشیر در معرض خطر خیلی زیاد هجوم شن‌‌های روان قرار دارد. به منظور صحت سنجی نتایج حاصل از شاخص SDEVI از تصاویر سنجنده OLI مربوط به ماهواره-ای لندست 8 و تصاویر راداری SENTINEL 1 استفاده شد. با تقسیم باند مادون قرمز بر باند آبی، مناطق ماسه‌‌ای مشخص شده و با اعمال تکنیک بارزسازی تغییرات همبستگی (CCD)^** بر روی تصاویر راداری، میزان پایداری و ثبات پهنه‌‌های ماسه‌‌ای مشخص شد. نتایج به دست آمده، صحت شاخص آسیب‌‌پذیری مذکور را مورد تأیید قرار می‌‌دهد.
* Sand Dune Encroachment Vulnerability Index
** Coherency Change Detection

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Detecting Areas Vulnerable to Sand Encroachment Using Remote Sensing and GIS Techniques; Case Study: Rigan, Fahraj and Narmashir Counties, Kerman Province

نویسنده [English]

Ali Mehrabi

Assistant Professor, Department of Geography and Urban Planning, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran

چکیده [English]

Sand dune advances pose a major threat to agricultural land, residential areas and residents of the eastern and southeastern parts of Kerman province. So that the occurrence of frequent sandstorms today is one of the most important environmental problems in these areas. The purpose of this research is to identify and potential the range of Rigan, Fahraj and Narmeshir cities in terms of Sand Encroachment. For this purpose, the sand dunes vulnerability index (SDEVI) was used. In this regard, five effective factors in the spread of sand, including wind intensity, soil moisture, topography, lithology type, and vegetation were used. After preparing the relevant maps, all of them were ranked in terms of impact on vulnerability and integrated into the GIS environment and the final vulnerability map was prepared. Accordingly, an area of 345 square kilometers is located in the area of high and very high vulnerability. The southern half of the city of Narmashir, 68 villages and parts of the communication network between the three Fahraj, Rigan and Narmeshir counties are in very high risk of Sand Encroachment. In order to verify the results of the SDEVI index, OLI sensor images related to Landsat 8 satellite and SENTINEL 1 radar images were used. By dividing the infrared band on the blue band, the sandy areas were identified and applying the correlation change technique (CCD) to radar images, the stability of sandy areas was determined. The results confirm the accuracy of the vulnerability index.

کلیدواژه‌ها [English]

Sand Dunes Expansion
Vulnerability
SDEVI Index
Satellite Image Processing
Kerman Province

مراجع

اماندادی روح الله (1383). بررسی و مطالعه رسوبشناسی نهشته های رسوبی تلماسه ای منطقه فهرج و ریگان بم. پایاننامه کارشناسی ارشد، گروه زمین شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود.

خسروی محمود.، فتوحی صمد.، پیروزاده سلیمان (1394). بررسی تغییرات زمانی- مکانی تپههای ساحلی ماسهای با استفاده از سنجش ازدور مورد مطالعه: منطقه غرب زرآباد. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال دوم، شماره 4،صص. 1-14.

رفاهی حسینقلی (1383). فرسایش بادی و کنترل آن .چاپ سوم. تهران، انتشارات دانشگاه تهران.

مقصودی مهران.، محمدی ابوطالب.، خانبابائی زهرا.، محبوبی صدیقه.، بهاروند مهدی.، حاجیزاده عبدالحسین (1396). پایش جابجایی ریگ و برخانهای غرب لوت (پشوئیه). پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال 5، شماره 4، صص. 176-189.

مهرابی علی (1397). شناسایی شواهدی بر وجود گنبد نمکی مدفون و جدید در ناحیه زاگرس با استفاده از روش تداخل‌سنجی تصاویر راداری سنتینل-1 و ایسار. نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 9، شماره 4، صص. 90-101.

Afrasinei, G., Melis, M., Claudio Arras, C., Pistis, M., Buttau, C., Ghiglieri, G., (2018), Spatiotemporal and spectral analysis of sand encroachment dynamics in southern Tunisia, European Journal of Remote Sensing, 51(1): 352–374

Ahmady-Birgani, H., McQueen, K.G., Moeinaddini, M., Naseri, H., (2017), Sand dune encroachment and desertification processes of the Rigboland Sand Sea, Central Iran. Sci. Rep. 2017, 7, 1523

Al-Harthi, A.A., (2002), Geohazard Assesment of Sand Dunes between Jeddah and Al-lith, Western Saudi Arabia, Environmental geology.

Attanayake, A., Xu, D., Guo, X., Lamb, E., (2018), Long-term sand dune spatiotemporal dynamics and endemic plant habitat extent in the Athabasca sand dunes of northern Saskatchewan, Remote Sensing in Ecology and Conservation, 9(3): 1-17.

Bodart, C., Ozer, A., (2007), The use of SAR interferometric coherence images to study sandy desertification in southeast Niger: Preliminary results, In Proceedings of the Envisat Symposium, Montreux, Switzerland, 23–27 April

Bullard, J.E., White, K., (2012), Quantifying iron oxide coatings on dune sands using spectrometric measurements: An example from the Simpson-Strzelecki Desert, Australia. J. Geophys. Res. Solid Earth 107. ECV 5-1–ECV 5-11.

Effat, H.A., Hegazy, M.N., Haack, B., (2011), Mapping sand dunes risk related to their terrain characteristics using SRTM data and cartographic modeling, J. Land Use Sci. 23(6): 231–243.

Fadhil, A., (2013), Sand dunes monitoring using remote sensing and GIS techniques for some sites in Iraq, Intelligent Information, Control, and Communication Technology for Agricultural Engineering, PIAGENG.

Gaber, A., Abdelkareem, M., Abdelsadek, I.S., Koch, M., El-Baz, F., (2018), Using InSAR Coherence for Investigating the Interplay of Fluvial and Aeolian Features in Arid Lands: Implications for Groundwater Potential in Egypt, Remote Sens. 2018(10): 832-845.

Giannini, A., Biasutti, M., Verstraete, M.M., (2008), A climate model-based review of drought in the Sahel: Desertification, the re-greening, and climate change. Glob. Planet. Chang. 24(64): 119–128.

Gomez, D., Salvador, P., Sanz, J., Casanova, C., Casanova J., (2018), Detecting Areas Vulnerable to Sand Encroachment Using Remote Sensing and GIS Techniques in Nouakchott, Mauritania, Remote Sens. 24(10): 541-564.

Hamdan, M.A., Refaat, A.A., Abdel Wahed, M., (2016), Morphologic characteristics and migration rate assessment of barchan dunes in the Southeastern Western Desert of Egypt, Geomorphology 16(257): 57–74.

Havivi, S., Amir, D., Schvartzman, I., August, Y., Maman, S., Rotman, S.R., Blumberg, D.G., (2018), Mapping dune dynamics by InSAR coherence, Earth Surf. Process. Landf. 2018(43): 1229–1240.

Holden, S., Shiferaw, B., (2004), Land degradation, drought and food security in a less-favored area in the Ethiopian highlands: A bioeconomic model with market imperfections. Agric. Econ. 20(30): 31–49.

Hugenholtz, C.H., Bender, D., Wolfe, C.A., (2010), Declining sand dune activity in the southern Canadian prairies: Historical. context, controls, and ecosystem implications, Journal of Aeolian Research, 21(12): 71–82.

Lancaster, N., Helm, P. A., (2000), a test of a climatic index of dune mobility using measurements from the southwestern United States. Earth Surf. Process. Landf. J. Br. Geomorphol. Res. Group 20(25): 197–207.

Livingstone, I., Warren, A., (2014), Aeolian Geomorphology: An Introduction; Longman: Harlow, UK.

Liu, J.G., Black, A., Lee, H., Hanaizumi, H., Moore, J.M., (2001), Land surface change detection in a desert area in Algeria using multi-temporal ERS SAR coherence images, Int. J. Remote Sens., 22(31): 2463–2477.

Mehrabi, A., Dastanpour, M., Radfar, Sh., Vaziri, MR., Derakhshani, R., (2015), Detection of fault lineaments of the Zagros fold-thrust belt based on Landsat imagery interpretation and their spatial relationship with Hormoz Series salt dome locations using GIS analysis, Geosciences, 24 (95): 17-32.

Mehrabi, A., Derakhshani, R., Rahnama-Rad, J., (2009), Spatial Association of Mineralization and Fractures in Meiduk Porphyry Copper Mine, Journal of Geotechnical Geology (Applied Geology), 5(2): 148-155.

Mehrabi, A., Derakhshani, R., (2010), Generation of an integrated geochemical-geological predictive model of porphyry-Cu potential, Chahargonbad District, Iran, Geochimica et Cosmochimica Acta, 74(12): A694-A694.

Mihi, A., Tarai, N., Chenchouni, H., (2017), Can palm date plantations and oasification be used as a proxy to fight sustainably against desertification and sand encroachment in hot drylands? Ecol. Indic. 12(2): 23-41.

Pye, K., Tsoar, H., (2008), Aeolian Sand and Sand Dunes; Springer: Berlin, Germany.

Schlenker, W., Lobell, D.B., (2010), Robust negative impacts of climate change on African agriculture, Environ. Res. Lett. 2010(5): 10-23.

United Nations Convention to Combat Desertification (UNCCD)., (2004), Preserving Our Common Ground: UNCCD 10 Years on; United Nations Convention to Combat Desertification: Bonn, Germany.

Varma, S., Shah, V., Banerjee, B., Buddhiraju, K., (2014), Change Detection of Desert Sand Dunes: A Remote Sensing Approach, Advances in Remote Sensing, 2014(3): 10-22.

Yizhaq, H., Ashkenazy, Y., Tsoar, H., (2009), Sand dune dynamics and climate change: A modeling approach. J. Geophys. Res. Earth Surf, 9(12):103-114.

Zhao, H., Yi. Y., Zhou. R., Zhao. X., Zhang, T., Drake, S., (2006), Wind erosion and sand accumulation effects on soil properties in Horqin Sandy Farmland, Inner Mongolia, Journal of Catena, 6(2): 71-79.