محاسبه شاخص اندیس بهینه برای پایش آلودگی منابع آب با تصاویر ماهواره ای، مطالعه موردی حوزه دریای عمان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی دانشگاه مازندران

2 استاد گروه جغرافیا دانشگاه مازندران

چکیده

 امروزه، یکی از مشکلات مهم جهان به‌خصوص ایران بحران آب می‌باشد؛ در این مقاله با استفاده از تصاویر ماهواره‌ایی سنجنده‌ لندست ۵ و بررسی کمیت‌های آماری برای ترکیب باندها، به بررسی نحوه تمیز آب‌شور، آب ورودی رودخانه و  فصلی در منطقه دریای عمان پرداخته شده است. در این تحقیق با استفاده از رفتار طیفی آب‌شور و شیرین، ناحیه فرکانسی قابل تمیز این دو پدیده، شناسایی شد و با بررسی کمیت‌های آماری همچون؛ شاخص فاکتوربهینه، ضریب همبستگی و انحراف معیار بهترین ترکیب رنگی که این دو پدیده را به‌خوبی تمیز می‌دهد، محاسبه شد. نتایج برای منطقه‌ دریای عمان با استفاده از سنجنده لندست ۵ که ترکیب ۵۴۱ با شاخص فاکتور بهینه ۳۵۹۰۶/۶۱ ، ضریب همبستگی ۲۸۰۲۱۹/۲ و انحراف معیار ۹۱۲۱/۱۳۹ بهترین ترکیب رنگی که دربردارنده بیشترین اطلاعات در مورد این پدیده بوده و برای بالابردن کیفیت تصویر از بالاترین توان تصویری لندست ۵ (۲۸۸ بیتی) به کمک نمودار هیستوگرام بررسی شد. استفاده از تکنیک شاخص فاکتور بهینه به‌صورت کیفی می‌تواند بهترین تصویر رنگی مجازی برای منطقه مورد هدف را ارائه دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Calculation of the Optimum Index Factor for Monitoring Water Resources pollution using Satellite Images: A Case Study of the Oman sea

نویسندگان [English]

  • Majid Hosseini hamid 1
  • Mohammad Akbarinasab 1
1 University of Mazandaran
چکیده [English]

The water crisis is one of the most important problems of the world, especially in Iran. Thus in this study, spectral behavioral features of Saltwater (The Oman sea) was compared with fresh water by using satellite images of Landsat. For evaluation, the optimum index factor (OIF) technique and statistical values such as correlation and standard deviation are used. Based on the results obtained from OIF, the highest value of OIF is 61.35906 with the first rank which is recorded in the band combination of 5-4-1 (correlation coefficient 2.280219and standard deviation 139.9121). Thus, this combination has the highest amount of information with least amount of duplication. Optimum index factor on qualitative technique scan is the best virtual color image to provide targeted area. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Landsat
  • optimum index factor
  • spectral behavior
  • fresh and salt water

[1] Johnson J R. Remote Sensing of the Environment, an Earth Resources Perspective. 2nd ed. Prentice-Hall, Inc.; Upper Saddle River, NJ: 2000. p. 544. 28.

[2] Martin S. An Introduction to Ocean Remote Sensing. Cambridge University Press; 2014. Mar 27.P.354.

[۳] مومی پور  مهدی. مطالعه کیفیت آب‌های ساحلی با تصاویر ماهواره‌ای فراطیفی Hyperion - مطالعه موردی ساحل اروندکنار. مجله علوم و فنون دریایی. 1395؛15(1):111-120.

[4] Al Muntshry NA.Evaluating the effectiveness of multi-spectral remote sensing data for lithological mapping in arid regions: a quantitative approach with examples from the Makkah Neoproterozoic region, Saudi Arabia. 2011.

[5] Baban SM. Detecting water quality parameters in the Norfolk Broads, UK, using Landsat imagery. International Journal of Remote Sensing. 1993 May 1;14(7): 1247-67.     

[6] Bhargava DS, Mariam DW. Cumulative effects of salinity and sediment concentration on reflectance measurements. International Journal of Remote Sensing. 1992 Jul 1;13(11): 2151-9.

[7] Carpenter DJ, Carpenter SM. Modeling inland water quality using Landsat data. Remote Sensing of Environment. 1983 Sep 30;13(4): 345-52.

[8] Chavez PS, Berlin GL, Sowers LB. Statistical method for selecting Landsat MSS ratios. Journal of applied photographic engineering. 1982 Feb;8(1):23-30.

 [9] Dehnavi AG, Sarikhani R, Nagaraju D. Image processing and analysis of mapping alteration zones in environmental research, East of Kurdistan, Iran. World Applied Sciences Journal. 2010;11(3):278-83.

[10] Dwivedi RS, Rao BR. The selection of the best possible Landsat TM band combination for delineating salt-affected soils. International Journal of Remote Sensing. 1992 Jul 1;13(11): 2051-8.

[11] Khorram S. Remote sensing of water quality in the Neuse River Estuary, North Carolina. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1985;51(3): 329-41.

[12] Qaid AM, Basavarajappa HT. Application of optimum index factor technique to Landsat-7 data for geological mapping of north east of Hajjah, Yemen. American-Eurasian Journal of Scientific Research. 2008;3(1): 84-91. Hydrogeology Journal. 2010 Feb 1;18(1): 247-60.

[13] Soffianian A, Nadoushan MA, Yaghmaei L, Falahatkar S. Mapping and analyzing urban expansion using remotely sensed imagery in Isfahan, Iran. World Applied Sciences Journal. 2010;9(12):1370-8.

[14] Wen XP, Yang XF. Monitoring of Water Quality Using Remote Sensing Data Mining. INTECH Open Access Publisher; 2011.                    

[15] Available at: http: //landsat. usgs. gov

[16] Available at: http: //aquasmile. com. ua