استخراج پهنه‌های سیلابی با استفاده از نسبت‌گیری طیفی داده‌های ماهواره‌ای Landsat-8 و Sentinel-2 (مطالعه موردی: سیل آق‌قلا)

نویسندگان
1 کارشناس ارشد آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه صنعتی شاهرود و نویسنده مسئول؛
2 استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود.
3 دانشیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود.
چکیده
امروزه با تغییرات به‌وجود آمده در ساختار محیط‌زیست شاهد وقوع روزافزون بلایای طبیعی از جمله سیلاب‌های ناگهانی در برخی نقاط کشور می‌باشیم. شهرستان آق‌قلا به‌دلیل عبور رودخانه گرگانرود همواره سیلاب‌های مخربی را تجربه کرده است. در تحقیق حاضر به‌منظور پهنه‌بندی سیلاب رخ داده در فروردین ماه 1398 و برآورد مساحت و تغییرات سری زمانی پهنه‌های سیلابی از تصاویر ماهواره‌ای سنتینل-2 و لندست-8 به‌دلیل توان تفکیک مکانی نسبتا بالا، رایگان و در دسترس بودن استفاده شده است. بعد از پیش پردازش‌های انجام شده بر روی تصاویر، شاخص NDWI و MNDWI بر تصاویر اعمال گردید. مساحت پهنه‌های سیلاب برای سری زمانی مورد نظر بر اساس دو شاخص ذکر شده برای شهرستان و شهر آق‌قلا به تفکیک محاسبه گردید. شاخص MNDWI نسبت به شاخص NDWI برای شناسایی پهنه‌های سیلابی دارای گل‌ولای و پهنه‌های با رطوبت بالا مناسب‌تر است، به همین دلیل مساحت پهنه‌های بدست آمده برای شهرستان و شهر آق‌قلا با استفاده از شاخص MNDWI به‌ترتیب 5/38 و 88 درصد از مساحت پهنه‌های بدست آمده از شاخص NDWI بیش‌تر است. بیش‌ترین مساحت پهنه‌های سیلاب مربوط به شاخص MNDWI در تاریخ چهاردهم فروردین 1398 بود که برای شهرستان و شهر آق‌قلا به‌ترتیب برابر 453/262 و 091/51 کیلومتر مربع می‌باشد، نقشه‌های پهنه‌بندی در این تاریخ ناشی از دبی پیک 739 مترمکعب بر ثانیه با دوره بازگشت 50 ساله می‌باشد. با توجه به نقشه‌های بدست آمده بارش با دوره بازگشت 50 ساله باعث آبگرفتگی شمال و شرق شهر آق‌قلا می‌شود. شاخص MNDWI برای محاسبه مساحت پهنه‌های سیلاب هنگامی که سیلاب همراه با گل‌ولای باشد، 52 درصد نتایج بهتری نسبت به NDWI ارائه می‌کند.   
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Flooding Zone Extracting Using Spectrum Proportionality of Sentinel-2 and Landsat-8 Satellite Data (Case Study: Aq’Qala County Flooding)

نویسندگان English

Kamran Ganji 1
Saeid Gharechelou 2
Ahmad Ahmadi 3
چکیده English

Nowadays, the environmental structure has been changing and natural disasters, including sudden floods increasing. Due to the crossing of Gorganrood River in the city of Aq’qala, it has always been in the risk of flood in the spring and summer. In this study for time series flood zones and flood’s map area calculating which occurred in 23rd March 2019, we used Sentinel-2 and Landsat-8 data because of high spatial resolution and free accessibility. For removing noise and clouds applied the atmospheric and radiometric correction on images and then used MNDWI and NDWI indexes for identifying of water and high moisture soil. The results shown the MNDWI index was better than the NDWI index for identify the moody water and high moisture zones. Flood zones maps produced by MNDWI index are shown more flooding area than NDWI index map. The area of flood maps for Aq’qala county and Aq’qala city were 262.453 and 51.091 Km2, respectively. The maximum flow rate discharge with 50 years returns period was 739 m3/s that the northern and eastern of Aq’qala city were flooded. When the flood is muddy, using MNDWI index is 50 percent better than NDWI index.

کلیدواژه‌ها English

Aq’qala
Flood
Mapping
MNDWI
NDWI
Landsat-8
Sentinel-2