تحلیل روند گسترش ماسه های روان با بهره گیری از شاخص های طیفی NDSI، NDSDI، BSI، CI، GSI، NDSLI و ASI در بازه زمانی 2013 تا 2024 (منطقه مورد مطالعه: منطقه رستم آباد ریگان استان کرمان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار، گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

ماسه های روان بخش های وسیعی را در منطقه  رستم آباد استان کرمان پوشش داده و سکونتگاه های انسانی را تهدید می کند. لذا در این تحقیق با بهره گیری از شاخص های طیفی به بررسی روند گسترش ماسهماسه های روان در این منطقه پرداخته شده است. به این منظور از شاخص های طیفی تفاوت نرمال شده ماسهماسه (NDSI)، تفاوت نرمال شده تپه های ماسه ای (NDSDI)، شاخص خاک بایر (BSI)، شاخص پوسته (CI)، شاخص تفاوت نرمال شده خاک (NDSLI) و شاخص اندازه ذرات (GSI) استفاده شده و با تجمیع و میانگین گیری از این شاخص ها، شاخص ماسه ای کل (ASI) ارائه گردید. روند فوق برای دوره زمانی 2013 تا 2024 انجام شده و مقادیر حاصله بر اساس روش طبقه بندی Jenks به چهار گروه تپه های ماسه ای فعال، نیمه فعال، ثابت و نیمه ثابت تقسیم شد. نتایج نشان می دهد که در سال 2024 و در شاخص ASI حدود 2/179 کیلومتر مربع اختصاص به نواحی فعال داشته است. در بازه زمانی 11 ساله وسعت این نواحی 5/9 درصد کاهش یافته است. در مقابل مشاهده می شود که مناطق تثبیت شده در این بازه زمانی با 8/27 درصد افزایش مواجه گردیده است. با این حال بیشترین پهنه در این منطقه با وسعتی معادل 4/259 اختصاص به پهنه های نیمه فعال داشته است. در تحلیل همبستگی پیرسون نیز مشاهده شده که بیشترین میزان همبستگی بین شاخص های ASI و NDSI به میزان 98/0 و سطح معنی داری 〖10〗^(-250)>P و شاخص های CI و ASI به میزان 97/0  و سطح معنی داری 〖10〗^(-300)>P به دست آمد که نشان دهنده سطح معنی داری بالایی است. برای محاسبه ضرایب همبستگی از 1480 نمونه استفاده شد. نتایج نشان داد که بر اساس نقشه ASI بخش های جنوبی روستای رستم آباد در محدوده نواحی فعال قرار داشته و سکونتگاه ها از این امر متاثر شده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Spatiotemporal Analysis of Mobile Sand [g1] Expansion Using Spectral Indices (NDSI, NDSDI, BSI, CI, GSI, NDSLI, and ASI) from 2013 to 2024: A Case Study in Rostamabad-Rigan, Kerman Province

نویسنده [English]

  • Mehdi Feyzolahpour
Associate Professor, Department of Geography, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده [English]

Drifting sands have covered vast areas in the Rostamabad region of Kerman Province, posing a serious threat to human settlements. Therefore, this study investigates the expansion trend of drifting sands in the area using spectral indices. For this purpose, the following indices were employed: the Normalized Difference Sand Index (NDSI), the normalized difference of dunes index (NDSDI), the barren soil index (BSI), the Crust Index (CI), the normalized difference soil index (NDSLI), and the Grain Size Index (GSI). These indices were aggregated and averaged to formulate an Aggregate Sandification Index (ASI). The analysis was conducted over the period from 2013 to 2024, and the resulting ASI values were categorized into four groups using the Jenks Natural Breaks Classification Method: active dunes, semi-active dunes, stabilized dunes, and semi-stabilized dunes. The results indicate that approximately 179.2 square kilometers were classified as active dune areas according to the ASI. Over the 11 years, the extent of these active areas decreased by 9.5%. Pearson correlation analysis revealed positive correlations among all indices, with the highest correlations observed between NDSI and CI at 0.98 and 0.97, respectively. Moreover, the ASI and NDSI demonstrated the highest Kappa coefficients, measured at 0.95 and 0.94, respectively. The findings further showed that extensive parts of the settlements and farmlands in the southern section of Rostamabad village have been severely affected by the expansion of drifting sands.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spectral Indices
  • ASI
  • Human Settlements
  • Desertification
  • Rostamabad
سرگزی، حسین.، اونق، مجید.و بارانی، حسین. (1398). بررسی و رتبه بندی عوامل مدیریت تخریب زمین و بیابان زایی دشت سیستان، مخاطرات محیط طبیعی، 8(21)، 129-146. 10.22111/jneh.2019.25122.1407
صالح پور جم، امین.و طباطبایی، محمودرضا. (1397). بررسی اثر خصوصیات خاک شناسی بر پتانسیل بیابان زایی مخروط افکنه ها با کاربرد روش AHP-FUZZY SAW(مطالعه موردی: مخروط افکنه های مشرف به ارتفاعات حلقه دره وجارو، منطقه اشتهارد)، مخاطرات محیط طبیعی، 17(3)، 195-212. 10.22111/jneh.2018.19785.1236
Adnani, M., Azzaoui, M., Elbelrhiti, H., Ahmamou, M., Masmoudi, L., & Chiban, M. (2016). Yerdi sand dunes (Erfoud area, southeastern Morocco): color, composition, sand’s provenance, and transport pathways. Arabian Journal of Geoscience 9(5), 366- 375. https://doi.org/10.1007/s12517-016-2394-x
Ahmady-Birgani, H., McQueen, K.G., Moeinaddin, M., & Naseri, H. (2017). Sand Dune Encroachment and Desertification Processes of the Rigboland Sand Sea, Central Iran. Scientific Reports 7, 1523.
Aydda, A., Althuwaynee, O., Algouti, A., & Algouti, A. (2019). Evolution of sand encroachment using supervised classification of Landsat data during the period 1987–2011 in a part of Laˆayoune-Tarfaya basin of Morocco. Geocarto International 34 (13), 1514–1529. https://doi.org/10.1080/10106049.2018.1493154
Aydda, A., Althuwaynee, O., & Pokharel, B. (2020). An easy method for barchan dunes automatic extraction from multispectral satellite data. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 419, 012015. https://doi.org/10.1088/1755-1315/419/1/012015
Chen, W., & Liangyun Liu, L. (2004). Monitoring the seasonal bare soil areas in Beijing using multi-temporal TM images, IGARSS '04. Proceedings 5, 3379 – 3382.
Dakir, D., Rhinane, H., Saddiqi, O., El Arabi, E., & Baidder. L. (2016). Automatic extraction of dunes from Google Earth images new approach to study the dunes migration in the Laˆayoune city of Morocco. The international archives of photogrammetry, remote sensing, and spatial information sciences. 42. https://doi.org/10.5194/isprs-archives-XLII-2-W1-53-2016
Deng, Y., Wu, C., Li, M., & Chen, R. (2015). RNDSI: a ratio normalized difference soil index for remote sensing of urban/suburban environments. Earth Observation and Geoinformation. 39, 40–48. https://doi.org/10.1016/j.jag.2015.02.010
Dong, G R., Shen, J Y., & Jin, J. (1988). Conceptions of desertification and desertization (in Chinese). Arid Land and Geography 11, 58–61
Fadhil Al-Quraishi, A.M. (2009). Land Degradation Detection Using Geo-Information Technology for Some Sites in Iraq. Al-Nahrain. Journal of Al-Nahrain University 12, 94–108. https://doi.org/10.22401/JNUS.12.3.13
Fadhil, A. M. (2011). Drought mapping using Geoinformation technology for some sites in the Iraqi Kurdistan region, International Journal of Digital Earth 4(3), 239-257. https://doi.org/10.1080/17538947.2010.489971
Fadhil, A.M. (2013). March. Sand dunes monitoring using remote sensing and GIS techniques for some sites in Iraq. In: PIAGENG 2013: Intelligent Information, Control, and Communication Technology for Agricultural Engineering, vol. 8762. International Society for Optics and Photonics, p. 876206. https://doi.org/10.1117/12.2019735
Karnieli, A. (1997). Development and implementation of spectral crust index over dune sands. International Journal of Remote Sensing 18(6), 1207–1220. https://doi.org/10.1080/014311697218368
Koch, M. (2000). Geological controls of land degradation as detected by remote sensing: A case study in Los Monegros, north-east Spain. International Journal of Remote Sensing 21 (3), 457–473. https://doi.org/10.1080/014311600210687
Ndabula, C., Jidauna, G.G., Oyatayo, K., & Ati, O.F. (2018). Micro-Climatic Patterns of Land Degradation/Desertification Status in a Part of North-Eastern Sudano-Sahelian Zone of Nigeria. FUDMA Journal of Science (FJS)2 (1), 116-129.
Ndabula, C. (2021). Spectral Analysis of sandy desertification in the Semi-arid zone of North eastern Nigeria, Journal of natural Sciences Research 12(14), 27-44.
Pan, X., Zhu, X., Yang, Y., Cao, C., Zhang, X., & Shan, L. (2018). Applicability of downscaling land surface temperature by using normalized difference sand index. Scientific Reports. 8 (1), 1–14.
Rogers, A.S., & Kearney, M.S. (2004). Reducing signature variability in unmixing coastal marsh Thematic Mapper scenes using spectral indices, International Journal of Remote Sensing 25 (12), 2317-2335.
Sahar, A.A., Alhadithi, A.A., Hassan, M.A., & Jasim, A.A. (2021). Integrated remote sensing and GIS for developed new spectral index for estimating Sandy land and its potential hazards. Case study: North-East Al-Muthanna Province area, south of Iraq. Arabian Journal of Geosciences 14 (3), 1–11.
Wand, T., Wu, W., Xue, X., Sun, Q., & Chen, G. (2004). Study of spatial distribution of sandy desertification in North China in recent 10 years. Earth Sciences 47, 78-88.
Wang, X. (2013). Sandy desertification: Borne on the wind. Chinese Science Bulletin 58 (20), 2395 – 2403.
Wang, Y. (2010). Typical agricultural areas of China _Dezhou city’s structure changes based on past Decade data. Journal of Geography and Geology 2 (1), 93-97
Wu, Z. (2003). Superficial review about the desertification in the North zone of China (in Chinese). Acta Geographica Sinica 46, 266–276 27.  https://doi.org/10.11821/xb199103002
Xiao, J., Shen, Y., Tateishi, R., & Bayaer, W. (2006). Development of topsoil grain size index for monitoring desertification in arid land using remote sensing. International Journal of Remote Sensing 12, 2411–2422.
Yang, G.S., Liu, Y.X., & Shi P J. (1986). Several problems on desertification in China. Arid Zone Research 3, 73–78.
Zhu ZD. (1994). Current situation and prospect of land desertification problem (in Chinese). Geographical Research 13,105–113.
Zhu, Z D., & Chen, G T. (1994). Sandy De ser tificati on in China (in Chinese). Beijing: Science Press 7, 15- 22.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 13 آذر 1404
  • تاریخ دریافت: 06 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 25 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش: 13 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 13 آذر 1404
  • تاریخ انتشار: 13 آذر 1404