Comparison of remote sensing indices and meteorological and agricultural drought index to determine drought status in regions with different climatic conditions

(1)

Iranian Journal of Soil and Water Research ISNN: 2423-7833 Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir

Comparison of remote sensing indices and meteorological and agricultural drought index to determine drought status in regions with different climatic

conditions

Samira Rahnama¹, Ali Shahidi^2, Mostafa Yaghoobzadeh³, Ali Akbar Mehran⁴

1. Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran, Email:

2. Corresponding Author, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran, Email: [email protected]

3. Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran, Email:

[email protected]

, California, United States, San Jose

, San Jose State University ,

gineering ment of Civil and Environmental En Depart

4.

[email protected] Email:

Article Info ABSTRACT

Article type: Research Article

Article history:

Received: Sep. 5, 2022 Revised: Oct. 11, 2022 Accepted: Oct. 25, 2022 Published online: Dec. 22, 2022

Keywords:

Drought, Landsat images, Remote Sensing Indices, SPI Index,

RDI Index

Effective and timely drought monitoring can contribute to the development of drought systems and the optimal management of water resources using these systems in turn can minimize the costs of drought. The purpose of this study is to investigate the drought using Landsat satellite data and meteorological and agricultural drought indices in three regions with different climatic conditions (Birjand, Shiraz and Rasht). For this purpose, drought indices based on satellite data including Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Soil Adjustment Vegetation Index (SAVI) and Simple Ratio (SR) were extracted from Landsat images for the period 2002, 2014 to 2020. Then the results of these indices were compared with the values of standard precipitation index (SPI) and Reconnaissance Drought Index (RDI). The study of indicators shows that the amount of indicators is high in all studied years in Rasht region. In Shiraz region, a significant decrease in the average value of indicators occurred in August and September from 2015 to 2020. Also, this decrease was seen in the average value of indicators in Birjand region from September 2002 to 2020. On the other hand, among the studied months, September 2015 in Rasht and Shiraz regions and 2014 (September) Birjand had the most drought in terms of remote sensing indicators. The results showed that in all three regions, remote sensing indices including NDVI and SAVI have a high correlation with SPI and RDI indices. The RDI index is superior to the SPI index for drought monitoring and prediction. As a result, the RDI index takes into account evapotranspiration in addition to rainfall and is more sensitive especially in dry areas such as Shiraz and Birjand where evapotranspiration is higher than rainfall.

Cite this article: Rahnama, S., Shahidi, A., Yaghoobzadeh, M., & Mehran, A. A. (2022) Comparison of remote sensing indices and meteorological and agricultural drought index to determine drought status in regions with different climatic conditions, Iranian Journal of Soil and Water Research, 53 (10), 2383-2398. https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.348275.669352 © The Author(s). Publisher: University of Tehran Press.

DOI: https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.348275.669352

(2)

Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir

زا هدافتسا اب یلاسکشخ تیعضو نییعت صخاش

و رود زا شجنس یاه یسانشاوه یلاسکشخ

ک و یزرواش

فلتخم میلقا اب قطانم رد

امنهر اریمس یدیهش یلع ،1

2

بوقعی یفطصم ،

3هداز یلع ، نارهم ربکا

4

1 . ناریا ،دنجریب ،دنجریب هاگشناد ،یزرواشک هدکشناد ،بآ یسدنهم و مولع هورگ :لیمیا ،

m [email protected]

۲ . ،لوئسم هدنسیون ناریا ،دنجریب ،دنجریب هاگشناد ،یزرواشک هدکشناد ،بآ یسدنهم و مولع هورگ

لیمیا ، : [email protected]

3 . ناریا ،دنجریب ،دنجریب هاگشناد ،یزرواشک هدکشناد ،بآ یسدنهم و مولع هورگ ،

:لیمیا [email protected]

4 طیحم و نارمع یسدنهم هورگ . ز

نس یتلایا هاگشناد ،تسی نس ،هزوخ

:لیمیا ،اکیرمآ ،اینرفیلاک ،هزوخ [email protected]

لاطا هلاقم تاع هدیکچ

:هلاقم عون یشهوژپ ةلاقم

رات ی خ رد ی تفا 14: / 6 / 1401

رات ی خ یرگنزاب 19 : / 7 / 1401

رات ی خ ذپ ی شر 3 : / 8 / 1401

رات ی خ راشتنا 1 : / 10 / 1401

هژاو :یدیلک یاه

واصت ی

،تسدنلر

صخاش اه ی ،رود زا شجنس

صخاش ،SPI

صخاش ،RDI

لاسکشخ ی . اپ

ی ش هب و رثؤم لاسکشخ عقوم ی

م ی دناوت هناماس هعسوت هب اه

ی لاسکشخ ی دم و ی ر ی ت هب ی هن بآ عبانم ی نک کمک ا و د ی ن

هناماس ن اه ی ز م دوخ هبون هب ی

دنناوت زه ی هن اه ی شان ی لاسکشخ زا ی مک هب ار ی هن ا زا فده .دنناسرب ی

ن سررب ،شهوژپ ی

لاسکشخ ی هداد زا هدافتسا اب اه

ی هراوهام ا ی جنس هدن صخاش و تسدنل اه

ی لاسکشخ ی ه سانشاو ی زرواشک و ی هس رد

ارش اب هقطنم ی

ط لقا ی م ی ب( توافتم ی

،دنجر ش ی زار م )تشر و ی دشاب دب . ی ن صخاش روظنم اه

ی لاسکشخ ی انبم رب ی

هداد اه ی هراوهام ا ی گ ششوپ توافت صخاش لماش ی

ها ی لامرن ( هدش گ ششوپ صخاش ،)NDVI

ی ها ی دعت ی ل هدننک

( کاخ تارثا گ ششوپ صخاش و )SAVI

ی ها ی اس تبسن ( هد ور زا )SR

ی واصت ی ر ارب تسدنل ی نامز هرود ی ۲00۲ ،

۲014 ات ۲0۲0 اتن سپس .دش جارختسا ی

ج ا ی ن صخاش داقم اب اه ی ر ( درادناتسا شراب صخاش اسانش صخاش و )SPI

یی

لاسکشخ ی ( اقم )RDI

ی هس درگ ی د سررب . ی صخاش کاح اه ی صخاش رادقم ندوب لااب زا ت رد اه

مام ی لاس اه ی دروم

سررب ی طنم رد م تشر هق ی دشاب ش هقطنم رد . ی

زار هجوت لباق شهاک ی

م رادقم رد ی گنا ی ن صخاش هام رد اه اه ی

August

و

September

لاس اه ی ۲015 ات ۲0۲0 نچمه .داتفا قافتا ی

ن ا ی ن م رادقم رد شهاک ی

گنا ی ن صخاش هقطنم رد اه

بی دنجر زا

September

لاس ۲00۲ ات ۲0۲0 دی هد فرط زا .دش ی م زا ی نا هام اه ی سررب دروم ی

، هام

September

لاس

۲015 ش و تشر قطانم رد ی

زار لاس و ۲014 (

September

ب ) ی دنجر ب ی رتش ی ن لاسکشخ ی صخاش رظن زا ار اه

ی جنس ش

هتشاد رود زا اتن .دنا

ی ج صخاش هقطنم هس ره رد هک داد ناشن اه

ی هلمج زا رود زا شجنس وNDVI

گتسبمهSAVI

ی

لااب یی صخاش اب اه ی وSPI

دRDI

ا اب .دنرا ی ن صخاش هک توافت اربRDI

ی اپ ی ش پ و ی ش بی ن ی لاسکشخ ی

، رب

صخاش رتربSPI

ی تن رد .دراد ی

،هج صخاش گدنراب رادقم رب هولاعRDI

ی

، خبت ی قرعتر ن ار ی ز م ظاحل ی دنک زا و

ساسح ی ت ب ی رتش ی ظن کشخ قطانم رد ًاصوصخ ی

ر ش ی زار ب و ی دنجر ت رادقم هک خب ی قرعتر ب ی رتش دقم زا گدنراب را ی م ی

،دشاب .تسا رادروخرب

دانتسا : مس ؛امنهر ی

،ار هش ی د ی

؛ لع ی

، ی بوقع فطصم ؛هداز ی

، لع ؛نارهم ی ( ،ربکا 1401 عت ) یی ن عضو ی ت لاسکشخ ی صخاش زا هدافتسا اب اه

ی لاسکشخ و رود زا شجنس ی

سانشاوه ی زرواشک و ی لقا اب قطانم رد ی

م فلتخم ناریا کاخ و بآ تاقیقحت هلجم . ،

53 ( 10 ،) 8 ۲39 - ۲383 .

https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.348275.669352 .نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم :رشان .ناگدنسیون©

https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.348275.669352 :

DOI

(3)

قم همد یم قافتا صاخ ینامز هزاب رد و یوج طیارش اب بسانتم هک تسا هقطنم یمیلقا طیارش رد رییغت یعون یلاسکشخ بانب ،دتفا

تیریدم نیار

ضرعم رد قطانم رد یبآ عبانم ( تسا بانتجا لباقریغ و یرورض یرما ،ناریا هلمج زا یلاسکشخ

Sharifan and Rahimi, 2014

.)

یم ار یلاسکشخ یمن دودحم یصاخ یمیلقا طیارش هب هک درک فیرعت نیعم نامز تدم رد یتفایرد شراب رادقم رد شهاک ناوت

ش هب و دو

دش یاهداب ،نییاپ یبسن تبوطر ،لااب یاهامد هلمج زا یلماوع ( دراد یگتسب لاس لوط رد نآ بسانمان عیزوت و شراب دوبمک ،دی

Bazrafshan

and Hejabi, 2017

یم ناشن یناهج یسانشاوه نامزاس طسوت یلاسکشخ فیرعت .) اسکشخ هک دهد

یل یگدنراب بیکرت ،یگدنراب ساسارب اه

وصحم رتماراپ و کاخ تبوطر ،تبوطر و امد اب صخاش ،ل

یخبت دروآرب و یمیلقا یاه هقبط قرعتر

یم یدنب ( دنوش

Bokusheva et al.,

ریثأت تحت ار کاخ رد دوجوم تبوطر دوبمک نیا ،سپس )یسانشاوه یلاسکشخ( هدش زاغآ شراب دوبمک اب ادتبا یلاسکشخ هدیدپ .)2016

یم رارق یم رثا ناهایگ درکلمع و دشر رب دوبمک نیا موادت هک دهد دوبمک تارثا .)یزرواشک یلاسکشخ( دراذگ

عبانم یور رب تدمزارد رد

بآ یم هدید ینیمزریز و یحطس یاه یداصتقا تارثا هدافتسا دروم یبآ عبانم هب هتسب تیاهن رد .)یکیژولوردیه یلاسکشخ( دوش

- یعامتجا

یعامتجا یلاسکشخ( دوب دهاوخ توافتم -

.)یداصتقا

لاس رد ن رد و کاخ بسانم تبوطر مدع ،هنایلاس شراب خرن شهاک ریخا یاه متسیسوکا رد هدش هریخذ بآ ریداقم شهاک هجیت

یاه

هب و ناسنا ییاذغ تینما دیدهت ،تادیدهت نیا هلمج زا هک تسا هدش هتخانش تلاوصحم تیفیک و تیمک هدننک دیدهت لماع ناونع هب یبآ ( تسا یداصتقا و یعامتجا تلاکشم نآ عبت

Karimi and Shahedi, 2018

یم نیاربانب .) اشک هک تفگ ناوت

یشخب نیلوا ناونع هب یزرو

یم رثا نآ رب یلاسکشخ هک تسا ( دراذگ

Hosseini, 2009

تیدودحم ،هتشذگ رد .) صخاش زا هدافتسا اب یلاسکشخ شیاپ رد یاه

یاه

یم هلمج نیا زا هک تشاد دوجو یکیژولوردیه و یمیلقا هاگتسیا یگدنکارپ هب ناوت

هطقن رامآ زا هدافتسا و کشخ قطانم رد صوصخب اه یا

هاگتسیا ( درک هراشا یرتموردیه و یسانشاوه یاه

EbrahimiKhusfi et al., 2010

.) صخاش نیا زا هدافتسا نیاربانب نادقف تروص رد اه

هداد ههد رد اذل .دوب دهاوخن دیفم یلاسکشخ یسررب رد یسانشاوه یاه رود زا شجنس کینکت ندرب راک هب اب ،ریخا یاه

(1

تهج )RS

لدم یلاسکشخ یزاس یم

قیقد جیاتن هب ناوت ( تفای تسد یرترثؤم و رت

Heim, 2002

جارختسا تهج ریواصت شزادرپ رد رتشیب تقد .)

صخاش یم اه نآ تیفیک دناوت لدم رد رتشیب ییاراک ثعاب تیاهن رد و دشخب ءاقترا ار اه

شیپ یاه ( دوش یلاسکشخ ینیب

Rhee et al.,

شجنس کینکت زا هدافتسا یایازم زا .)2010

یم رود زا عمج هب ناوت

هداد یروآ و رتلااب ینامز کیکفت تردق ،عیسو سایقم رد یناکم یاه

( درک هراشا رتمک هنیزه

Solimani et al., 2019

مهم زا یخرب همادا رد .) شهوژپ نیرت

هراوهام ریواصت زا هدافتسا هنیمز رد هدش ماجنا یاه یا

صخاش یریگراکب و .تسا هدش یسررب یلاسکشخ یاه

طسوت یشهوژپ

et al., (2020) Marumbwa

روظنم هب یبایزرا

شراب صخاش -

درادناتسا لیسناتپ قرعتریخبت (2

،)SPEI

صخاش

هدش لامرن یهایگ ششوپ توافت (3

یهایگ ششوپ تیعضو صخاش و )NDVI

(4

اقیرفآ بونج رد یضارا ششوپ فلتخم عاونا یور رب )VCI

ن .دنداد ماجنا ناشن جیات

داد لگنج هک یاه

هشیمه تحت زبس ت

أ یلاسکشخ ریث ۲015

- ۲016 هدوب نییاپ ،لاح نیا اب .دنا ریداقم نیرت

VCI

تبث اتسور یضارا ششوپ رد ناشن و هدش

بیسآ هدنهد یم یلاسکشخ ربارب رد ییاتسور عماوج یریذپ

دشاب .

et al., (2020)

یبایزرا هبSun

( یلاسکشخ صخاش شش ،SPI

،SPEI

،MI

،Pa

وK scPDSI

) یلاسکشخ هک داد ناشن لیلحت و هیزجت .دنتخادرپ نیچ زا یا هقطنم رد

.تسا توافتم صاخ یهایگ ششوپ هب هجوت اب هام شش ات کی زا هک ،دراد یهایگ ششوپ دشر رد ریخأت کی ناتسبات یط رد

et al.,

(2020)

صخاشZou

( فلتخم یلاسکشخ یاه ترارح هجرد تیعضو صخاش ،(VCI

(5

و )TCI

صخاش ملاس یهایگ ششوپ ت (6

)VHI

)

درادناتسا شراب صخاش( یسانشاوه یلاسکشخ رب تراظن یارب (7

لگنج رد ))SPI

نآ شهوژپ جیاتن .دندرک یبایزرا ییاوتسا یناراب یاه اه

صخاش نیا ییاناوت هک داد ناشن نامز اب یسانشاوه یلاسکشخ شیاپ یارب رود زا شجنس یلاسکشخ یاه

اش و تسا توافتم یدنب صخ

یاه

1 Remote Sensing

۲ Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) 3 Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)

4 Vegetation Condition Index (VCI) 5 Temperature Condition Index (TCI) 6 Vegetation Health Index (VHI) 7 Standardized Precipitation Index (SPI)

(4)

وVCI

یم لمع رتهب هنلااس و یلصف سایقم رظن زاVHI

صخاش نینچمه .دننک هرود رد یلاسکشخ تراظن رد ار درکلمع نیرتهبTCI

.دراد ار بوطرم و کشخ

(2020) Sur and Lunagaria

صخاش زا یاه

وSPI

و یزرواشک یلاسکشخ صخاش نیب طابترا یاربVCI

تارجگ تلایا رد رود زا شجنس ا دنه رد1

صخاش هک داد ناشن شهوژپ نیا .دندرک هدافتس حوضو لیلد هب رود زا شجنس یلاسکشخ یاه

هراوهام ریواصت یشهوژپ رد .دراد هقطنم رد یلاسکشخ یبایزرا رد یرثؤم شقن یا

et al., (2020)

( یلاسکشخ صخاش دنچAmin

،SPI

،NDVI

و VCI

باجنپ لات هقطنم یلاسکشخ یسررب تهج )STVI

ب ناتسکاپ ۲

زا هدافتسا اب هدش دیلوت یبیکرت رطخ هشقن .دندرب راک

هقطنم لک هک داد ناشن اهرتماراپ مامت زا ینزو ششوپ لیلحت و هیزجت یم ار

هب بیترت هب ناوت 1۲

/ ۲8 ، 76 / 1۲ ، 1۲ / 59 هقطنم لک زا دصرد

.درک یدنب هقبط یکشخ نودب و طسوتم ،فیفخ یکشخ هب شیاپ

س و یلاسکشخ لا

رد یهایگ ششوپ تم ب هاشنامرک ناتسرهش

زا هدافتسا ا

هراوهام ریواصت تسدنل یا

طسوت

Soltani et al., (2019)

.تفرگ رارق یسررب دروم

،شهوژپ نیا رد صخاش

یاه ،TCI

وVCI VHI

.دیدرگ هیهت یلاسکشخ شیاپ یارب تیاهن رد

جیاتن صخاش و تسدنل ریواصت داد ناشن هعلاطم نیا تیلباق یاراد هدش هتخاس یاه

لا یارب مز

یم یلاسکشخ شیاپ شاب

.دن

Abedzadeh et al., (2018)

ریواصت زا یشهوژپ رد

MODIS

یارب بسانم یناکم و ینامز کیکفت لیلد هب

هام رد نانمس ناتسا یلاسکشخ کسیر لیلحت لاس هیئوژ ات سرام یاه

یاه ۲000 ات ۲017 صخاش زا هعلاطم نیا رد .دنتخادرپ یاه

،NDVI

،SPI LST3

و

I

صخاش .دندرک هدافتسا هقطنم حطس رد هنایلاس شراب عومجم وSPE

هراوهام یاه لاس رد ار نانمس ناتسا ،یا

اه ی ۲000 ،

۲010 ، ۲013 و ۲016 یم ناشن یلاسکشخ ریثأت تحت .دنهد

لاس رد یلاسکشخ تدش ۲000

و ۲016 لاس ریاس زا رتشیب .دش هظحلام اه

لاس نینچمه ۲005

لاس ریاس و یلاسرت س ،اه

ا ل .دنتسه یطسوتم یاه

نایز و یرورپماد و یزرواشک ،یکیژولویب و یکیژولوکا عبانم ،بآ عبانم رب یتاراسخ بجوم یلاسکشخ نص هب یداصتقا یاه

فلتخم عیا

یم هنیزه نیاربانب .دوش تلود دح زا شیب هجوت ثعاب یلاسکشخ دیدش یعامتجا و یداصتقا یاه

ت .تسا هدش یلاسکشخ هلئسم هب اه عون

ش صخا صخاش زا کی چیه هک تسا نآ زا یکاح اه یمن ییاهنت هب اه

هیصوت ،ور نیا زا .دنوش عقاو رثؤم یلاسکشخ شیاپ هنیمز رد دنناوت

یم .دنریگ رارق هسیاقم دروم صخاش نیدنچ زا لصاح جیاتن ،یلاسکشخ صخاش کی یاج هب هک دوش یروآون اذل

بع ،شهوژپ نیا یاه ترا

:زا تسا 1

- کشخ هبساحم و بآ طیارش هس اب فلتخم میلقا هس رد یلاس

فلتخم ییاوه ۲

- زا شجنس یلاسکشخ صخاش هس هسیاقم

هدش لامرن یهایگ ششوپ توافت صخاش( یرود (

لیدعت یهایگ ششوپ صخاش ،)NDVI

کاخ تارثا هدننک (4

ششوپ صخاش و )SAVI

هداس تبسن یهایگ (5

( فورعم و درادناتسا یلاسکشخ صخاش ود اب ))SR

صخاش ( درادناتسا شراب یلاسکشخ ییاسانش صخاش و )SPI

6

( )RDI

زا ینلاوط ینامز هرود اب لاس دنچ یارب ) ۲00۲

ات ۲0۲0 . 3 - صخاش هسیاقم و SPI

ینامز سایقم ردRDI

یارب فلتخم یاه

ینامز سایقم نیرتهب نییعت 4

- صخاش نییعت دوخ هک لاس دنچ و رهش هس یارب رگید صخاش راهچ اب هسیاقم وSAVI

نیا ندروآ تسدب

رییغتم بیرض نتشاد لیلد هب نآ قیقد نییعت و یروآون یاراد صخاش .تسا مهم رایسبL

5 - صخاش نییعت هراوهام اب رود زا شجنس یاه

تخس رایسب رتکچوک میرف لیلد هب مه و دراد یرتشیب تقد مه سیدوم هب تبسن هک تسدنل یم رت

صخاش همه نییعت و دشاب نیا اب اه

ریواصت .تسا هدوزفا هلاقم تیفیکرب هک تسا هتفرگ تروص صخاش زا هدافتسا اب یلاسکشخ شیاپ هب ،شهوژپ نیا رد نیاربانب

شجنس یاه

لماش رود زا ،NDVI

وSAVI

صخاش نیا جیاتن تیاهن رد هک ،دش دهاوخ هتخادرپ توافتم ییاوه و بآ طیارش اب هقطنم هس ردSR

ب اه ا

ریداقم وSPI

یم هسیاقمRDI

.ددرگ

داوم شور و اه

هعلاطم دروم هقطنم

دودح یتحاسم اب ناریا 64

/ 1 ضرع نیب عبرمرتمولیک نویلیم ییایفارغج یاه

۲5 و 40 و یلامش هجرد 44

و 64 قطانم رد و یقرش هجرد

همین و کشخ ز رد دایز ریخبت و مک شراب نازیم تلع هب روشک نیا تحاسم مظعا تمسق .تسا هدرتسگ نیمز هرک کشخ

قطانم هرم کشخ

همین و ( تسا هتفرگ رارق کشخ

Khadempour et al., 2017

لودج و لکش .) 1

ناشن نیا یتاعلاطم قطانم تاصخشم و تیعقوم هدنهد

1 Gujarat ۲ Thal Punjab

3 Land Surface Temprature (LST) 4 Soil Adjustment Vegetation Index (SAVI) 5 Simple Ratio (SR)

6 Reconnaissance Drought Index (RDI)

(5)

یم ناریا هرتسگ رد شهوژپ نآ نییعت و باختنا هک دشاب

( نترامود متسیس اب قباطم اه

Fathi Taperasht et al., 2022

عونت ساسا رب و )

نا میلقا .دش ماج

لکش 1 - قطانم شنکارپ ناریا هشقن رد هعلاطم دروم

لودج 1 - نآ میلقا و یتاعلاطم قطانم ییایفارغج تاصخشم نترامود متسیس رد اه

)تشد( هقطنم یقرش لوط

یلامش ضرع )رتم( ایرد حطس زا عافترا

میلقا عون

دنجریب

"

'34 13

°059

"

'53 51

°3۲ 0

/ 1491 کشخ

زاریش

"

'00 35

°05۲

"

'33 35

°۲9 0

/ 1484 همین

کشخ

" تشر '۲0 35

°049

"

'05 16

°37 6

/ 8 - بوطرم رایسب

صخاش رود زا شجنس یلاسکشخ یاه

صخاش صخاش زا یهورگ یهایگ یاه یم رامش هب یفیط یاه

قیقد و رتشیب تاعلاطا هب یبایتسد فده اب هک دنیآ هشقن زا رت

اه سکع ، یاه

هراوهام ریواصت و ییاوه روم یا

یم رارق هدافتسا د صخاش نیا ،عقاو رد .دنریگ

یگژیو و یفیط یاهدناب بیکرت زا اه نآ یاه

خشم یارب اه ص

یم هدافتسا ریواصت رد یهایگ ششوپ دوجو مدع ای دوجو ندومن یناکم کیکفت تردق لیلد هب تسدنل ریواصت زا شهوژپ نیا رد .دننک

جوم لوط اب ییاهدناب هئارا و بسانم و فلتخم یاه

لاس یاه ۲00۲ ، ۲014 ، ۲015 ، ۲016 ، ۲017 ، ۲018 ، ۲019 و ۲0۲0 هام یاه ،May

،July August

و

September

هدمع .دش هدافتسا صخاش هبساحم صوصخ رد تلاکشم نیرت

هلمج زا اه یگدولآ و ربا رثاNDVI

یاه

شاب هتشاد دوجو یربا هکل ،دشاب دایز یهایگ ششوپ مکارت هک یلسکیپ رگا و تسا یوج تاعلاطا و درک دهاوخ ادیپ یدایز تفا نآ رادقم د

مرن زا هدافتسا اب ادتبا ،شهوژپ نیا رد .تفر دهاوخ تسد زا لسکیپ نآ رازفا

ENVI 5.3

کیرتمویدار تاحیحصت لماش مزلا تاحیحصت

متیروگلا(

Radiometric Calibration

متیروگلا( یرفسمتا و )

QUick Atmospheric Correction (QUAC)

ا ) دش ماجن

(

Bernstein et al., 2012 Aznarul et al., 2021;

صخاش سپس و ) ،تیاهن رد .دش هبساحم رظن دروم قطانم یارب یهایگ ششوپ یاه

مرن زا رازفا

Arc GIS 10.2

هشقن یارب .دش هدافتسا هقطنم یهایگ ششوپ زا یرادرب

( هداس تبسن یهایگ ششوپ صخاش ) SR

جوم لوط تبسن زا هک صخاش نیا ( یهایگ ششوپ یارب باتزاب نیرتشیب اب

( لیفورلک بذج نیرت قیمع زا جوم لوط و )NIR

لصاح )Red

یم یم دیفم مکارتم ریغ و مکارتم یهایگ ششوپ یاراد یحاون نیب زیامت تهج ،دوش ( دشاب

Birth and McVey, 1968; Melillos and

Hadjimitsis, 2020

هطبار ساسارب صخاش نیا .) 1

هبساحم لباق یم

.دشاب

هطبار 1 )

SR = NIR Red

،نآ رد هک ،هداس تبسن یهایگ ششوپ صخاشSR

و کیدزن زمرق نودام دنابNIR

یم ریوصت رد زمرق دنابRed

.دشاب

( هدش لامرن لضافت یهایگ صخاش ) NDVI

صخاش اک هب یهایگ ششوپ دقاف قطانم و یهایگ ششوپ یاراد قطانم ییاسانش و کیکفت روظنم هبNDVI

یم ر ( دور

Manandhar et

al., 2009

یم هبساحم زمرق نودام و زمرق یاهدناب ساکعنا زا هدافتسا اب صخاش نیا .) هطبار رد روکذم صخاش هبساحم شور .دوش

۲ هئارا

(6)

( تسا هدش

Kogan, 1993

.)

هطبار 2

NDVI =NIR − Red )

NIR + Red

نآ رد هک یپ ره رد یهایگ ششوپ لضافت هدش لامرن صخاشNDVI

هراوهام ریوصت لسک ،یا

و ریوصت رد زمرق دنابRed

نودام دنابNIR

یم کیدزن زمرق نیب صخاش نیا یددع شزرا .دشاب

1 - ات 1 ناشن ،کی یددع شزرا .تسا ریغتم + رتشیب یهایگ ششوپ اب یقطانم هدنهد

یم یهایگ ششوپ دقاف و ریاب قطانم هب طوبرم نآ هب کیدزن ریداقم و رفص و نم رد .دشاب

تزاب لیلد هب بآ و فرب ،یربا ششوپ اب یقطا با

یم لیامت رفص زا رتمک هب رادقم نیا کیدزن زمرق نودام فلاخرب یئرم هدودحم رد دیشروخ شبات رتشیب ( دبای

Rouse et al., 1973

نیدب .)

صخاش هک یقطانم تروص نآNDVI

زا رتلااب اه ۲

/ 0 .دش ضرف یهایگ ششوپ یاراد قطانم ناونع هب ،دشاب هب هجوت اب هناتسآ ریداقم

یم لامعا و نییعت هبرجت و ملع ،یبناج تاعلاطا ،هقطنم طیارش ( دوش

Alawi Panah et al., 2008

.)

لیدعت یهایگ ششوپ صخاش ( کاخ تارثا هدننک

) SAVI

صخاش حیحصت صخاش عقاو رد SAVI

هدش یمNDVI

صخاش رد کاخ تبوطر و تارثا شهاک نآ فده هک دشاب یمNDVI

.دشاب

هطبار تروص هب صخاش نیا 3

یم تسدب ( دیآ

Huete, 1988

.)

هطبار 3

SAVI = (1 + L)(NIR − Red) )

(NIR + Red + L)

نآ رد هک ششوپ و مکارتم یهایگ ششوپ اب یقطانم یارب بیترت هب کی و رفص نیب نآ هدودحم هک تسا کاخ تارثا حیحصت روتکافL

یم رییغت مکارت مک یهایگ رد نآ رادقم .دنک

( دنجریب نوچمه مک یهایگ ششوپ اب یقطانم 1

زاریش نوچمه طسوتم یهایگ ششوپ ،)L=

( 5 / 0 مکارت رد و )L=

( تشر نوچمه یهایگ ششوپ یلااب یاه ۲5

/ 0 یم )L=

( دشاب

Huete, 1988

دننامه صخاش نیا یددع شزرا .)

NDVI

نیب 1 - ات 1 ( تسا ریغتم +

Huete, 1988

.)

یسانشاوه یلاسکشخ صخاش

SPI

خاش ( درادناتسا شراب ص کم طسوت راب نیتسخن )SPI

( ناراکمه و یک

McKee et al., 1993

ودارلک تلایا رد یلاسکشخ شیاپ یارب )

.دش هئارا صخاش هبساحم رد ماگ نیتسخن .تسا راوتسا ینامز هرجنپ ره رد شراب تلاامتحا هبساحم رب درادناتسا شراب صخاش ساسا

س رب بسانم یرامآ عیزوت کی شزارب هداد ینامز یر

یم شراب یاه هعلاطم رد .دشاب

یا

Bazrafshan, (2002)

عیزوت شزارب هسیاقم اب

لامرن گول ،لامرن( فلتخم تلاامتحا ۲

لامرن گول ،یرتماراپ 3

اماگ ،یرتماراپ ۲

عون نوسریپ ،یرتماراپ عون نوسریپ گول ،III

وIII

میلقا رد )لبماگ دیسر هجیتن نیا هب ناریا فلتخم یاه

ینامز هرجنپ راهچ رد هک 3

، 6 ، 1۲ و ۲4 بسانم شزارب اماگ عیزوت ههام رب یرت

هداد هطبار تروص هب عیزوت نیا لامتحا یلاگچ عبات هک ،دراد شراب یاه 4

.تسا هدش فیرعت

هطبار 4 )

𝑓_𝑥(𝑥) =^{(𝑥 𝛽}^{⁄ )}

𝛼−1exp (−𝑥 𝛽⁄ )

𝛽Γ(𝛼) 𝑥. 𝛼. 𝛽 > 0

نآ رد هک ،لکش رتماراپα

β ،سایقم رتماراپ عبات و شراب رادقمx

Γ(α)

یم اماگ عبات یعمجت لامتحا عیزوت عبات ،دعب هلحرم رد .دشاب

( شراب لک

𝐹_𝑥(x)

یلیم رفص شراب یازا هب اماگ عبات نوچ( دشاب مه رفص ریداقم هدنریگربرد هک ) (رتم

عیزوت و تسا هدشن فیرعت )x=0

)دشاب رفص ریداقم یاراد تسا نکمم شراب یم هبساحم

هطبار( دوش 5

.)

هطبار 5

𝐹_𝑥(𝑥) = 𝑞 + (1 − 𝑞)𝐹_𝑥(𝑥) )

نآ رد هک یم رفص شراب لامتحاq

رگا .دشاب هداد دادعتm

نآ رادقم هک دشاب شراب یاه هاگنآ ،تسا رفص لداعم ینامز یرس رد اه

q

( هطبار زا 6 .دوب دهاوخ هبساحم لباق )

هطبار 6 )

𝑞 =𝑚 𝑛

هبساحم زا سپ ( لک یعمجت عبات

𝐻_𝑥(x)

درادناتسا لامرن یفداصت ریغتم هب اماگ یعمجت عبات یلامتحا مه لکش رییغت ،) ای(Z

)SPI

یم تروص کی سنایراو و رفص نیگنایم اب و زتیووماربآ بیرقت زا درادناتسا لامرن یفداصت ریغتم هب یعمجت تلاامتحا لیدبت تهج .دریگ

( نوسگتا

Bazrafshan and Hejabi, 2017 gun, 1965;

Abramowitz amd Ste

یم ) طباور( درک هدافتسا ناوت 7

ات 10 .)

هطبار 7

𝑍 = 𝑆𝑃𝐼 = − [𝑡 − 𝐶₀+ 𝐶₁𝑡 + 𝐶₂𝑡² )

1 + 𝑑₁𝑡 + 𝑑₂𝑡²+ 𝑑₃𝑡³] . 𝑓𝑜𝑟 0 < 𝐻_𝑥(𝑥) ≤ 0.5

(7)

هطبار 8

𝑍 = 𝑆𝑃𝐼 = + [𝑡 − 𝐶₀+ 𝐶₁𝑡 + 𝐶₂𝑡² )

1 + 𝑑1𝑡 + 𝑑2𝑡²+ 𝑑3𝑡³] . 𝑓𝑜𝑟 0.5 < 𝐻𝑥(𝑥) ≤ 1.0

نآ رد هک

،اه

هطبار 9 )

𝑡 = √ln ( ¹

(𝐻_𝑥(𝑥))²), 𝑓𝑜𝑟 0 < 𝐻_𝑥(𝑥) ≤ 0.5

هطبار 10 )

𝑡 = √ln ( ¹

(1.0−𝐻_𝑥(𝑥))²), 𝑓𝑜𝑟 0.5 < 𝐻_𝑥(𝑥) ≤ 1.0

زین لااب طباور بیارض یم هبساحم لباق تروص نیدب

.دشاب

𝐶₀= 2.515517. 𝐶₁= 0.802853. 𝐶₃= 0.010328. 𝑑₁= 1.432788. 𝑑₂= 0.189269. 𝑑₃= 0.001308 )11 هطبار لاس رد یلاسکشخ یتخس هجرد نییعت یارب هناتسآ هک تسا مزلا فلتخم یاه

یارب ییاه لودج .دنوش فیرعتSPI

۲ هناتسآ نیا اه

یم ناشن ار .دهد

لودج 2 - صخاش فلتخم تاقبط فیصوت و دودح SPI

(McKee et al., 1993)

هقبط تیعضو ( یلاسرت

) *W ( لامرن

) **N ( یلاسکشخ

) ***D

فیفخ 5

/ 1

≥ +

≥SPI 0 / 1 + ( W1

) 0 / 1

≥ +

≥SPI 0 / 1 - ( ) N 0 / 1

≥-

≥SPI 5 / 1 - ( D1

)

طسوتم 0

/ ۲

≥ +

≥SPI 5 / 1 + ( W2

) 5

/ 1

≥-

≥SPI 0 / ۲ - ( D2

)

دیدش

≥SPI 0 / ۲ + ( W3

) 0

/ ۲

≥- ( SPI

D3

)

*Wet - ** Normal - ***Drought

( یلاسکشخ ییاسانش صخاش ) RDI

( یلاسکشخ ییاسانش صخاش طسوت )RDI

Tsakiris and Vangelis, (2005)

یدورو .تفای راشتنا نیا هبساحم یارب زاین دروم یاه

لیسناتپ قرعتریخبت و شراب صخاش یم هناهام سایقم رد

،مرف ود رد صخاش نیا .دنشاب و هدش لامرنRDI

هدش هئارا هدش درادناتساRDI

هبساحم لحارم .تسا یم ریز حرش هبRDI

دشاب .

هیلوا ریداقم ادتبا

α₀

یط ،لیسناتپ قرعتریخبت عومجم هب شراب عومجم تبسن ریداقم زا هدافتسا اب نیعم ینامز هرجنپ کی یارب

لاس اه ( هطبار قباطم فلتخم ی 11

یم هبساحم ) .دوش

هطبار 11 )

α₀⁽ⁱ⁾= ∑¹²_j=1P_ij

∑¹²_j=1PET_ij . i = 1.2. … . N & j = 1.2. … . 12

،نآ رد هک

P_ij

و

PET_ij

هام لیسناتپ قرعتریخبت و شراب ریداقم بیترت هب لاس زا ماj

و ماi

لاس دادعت اب رباربN

یاه یم یرامآ .دشاب

تسخن مرف ایRDI

( هدش لامرنRDI RDI_n

( هطبار زا هدافتسا اب ،) 1۲

یم هبساحم ) .دوش

هطبار 12 )

RDI_n⁽ⁱ⁾=α₀⁽ⁱ⁾ α0

̅̅̅ − 1

،نآ رد هک

α₀

ریداقم یباسح نیگنایم ̅̅̅

α₀

تیعبت ضرف اب .تسا یرامآ هرود یط رد

α₀

مود مرف ،لامرن گول عیزوت زا هکRDI

( هدش درادناتساRDI RDI_st

یم هدیمان ) ( هطبار تروص هب ،دوش

13 یم فیرعت ) .ددرگ

هطبار 13 )

RDI_st⁽ⁱ⁾=y⁽ⁱ⁾− y̅

σ

̂

،نآ رد هک

y⁽ⁱ⁾

اب تسا ربارب وy̅

σ

و̂ ln(α⁽ⁱ⁾)

فارحنا و نیگنایم بیترت هب ریداقم رایعم

y⁽ⁱ⁾

لودج .دنتسه 3

هقبط ش یدنب صخا

یم ناشن هدش درادناتساRDI

.دهد

لودج 3 - هقبط تاقبط فیصوت و دودح ( یلاسکشخ ییاسانش صخاش یدنب

Tsakiris et al., 2005 )

هقبط تیعضو ( یلاسرت

) *W ( لامرن

) **N ( یلاسکشخ

) ***D

طسوتم 5

/ 1

≥ +

≥RDI 0 / 1 + ( W1

) 0 / 1

≥ +

≥RDI 0 / 1 - ( ) N 0 / 1

≥-

≥RDI 5 / 1 - ( D1

)

دیدش 0

/ ۲

≥ +

≥RDI 5 / 1 + ( W2

) 5

/ 1

≥-

≥RDI 0 / ۲ - ( D2

)

دیدش رایسب

≥RDI 0 / ۲ + ( W3

) 0

/ ۲

≥- ( RDI

D3

)

*Wet - ** Normal - ***Drought

(8)

و جیاتن ثحب

لسکیپ یبایزرا زا فده صخاش هبساحم و تسدنل ریواصت یاه

نودب قطانم زا یهایگ ششوپ یاراد قطانم یزاسادج یلاسکشخ یاه

رد و یهایگ ششوپ یم هقطنم رد یلاسکشخ شیاپ عقاو

صخاش زا لصاح یلاسکشخ ریداقم .دشاب رد هعلاطم دروم قطانم رد فلتخم یاه

لکش ۲ یم هدهاشم هک روطنامه .تسا هدش هداد ناشن صخاش دوش

یاه وNDVI

یم و دنراد مهب کیدزن ریداقم رایسبSAVI

نایب ناوت

صخاش هک درک صخاش هدش حیحصت SAVI

هک تسا NDVI

یم نیب زا ار کاخ ریثأت ششوپ رادقم هک تشر هقطنم رد عقاو رد .درب

یم دایز یهایگ یم هتساک قطانم رد یهایگ ششوپ زا هک دنجریب و زاریش قطانم رد و دنتسه کیدزن مه هب رایسب صخاش ود نیا دشاب

دوش

یم ناشن هک هدش رتشیب مه زا صخاش ود نیا هلصاف ،تسا رتشیب کاخ ریثأت و دهد

صخاش هب تبسن دنجریب و زاریش قطانم یاربSAVI

صخاش نوچ ینارگشهوژپ .دراد یرتهب ییاراکNDVI

Sun et al., (2020)

و نیچ لامش زا یقطانم رد

Zou et al., (2020)

نیدنچ رد

لامش زا هقطنم صخاش .دنتفای تسد شهوژپ نیا جیاتن اب یهباشم جیاتن هب اکیراتساک یبرغ

تشر هقطنم ردSR

یهایگ ششوپ لیلد هب

شهوژپ جیاتن هک تسا هداد صاصتخا دوخ هب ار یرتشیب ریداقم )مک یهایگ ششوپ( دنجریب و زاریش هب تبسن دایز

Adeyeri et al.,

(2017)

یم دییات ار بلطم نیا صخاش نیا رادقم ندوب لااب زا یکاح جیاتن نینچمه .دنک

لاس یمامت رد اه شر هقطنم رد یسررب دروم یاه

ت

یم یم هک ،تسا هدش هتساک هقطنم رد یهایگ ششوپ نازیم زا نامز تشذگ اب اما دشاب هقطنم رد یلاسکشخ نامز رورم هب درک ناونع ناوت

یم شیازفا صخاش نیگنایم رادقم رد یهجوت لباق شهاک زاریش هقطنم رد .دبای

هام رد اه یاه

August

و

September

لاس یاه ۲015 ات

۲0۲0 خر اب نامزمه لاس نیا رد یلاسکشخ داد

صخاش نیگنایم رادقم رد شهاک نیا نینچمه .داتفا قافتا اه زا دنجریب هقطنم رد اه

September

لاس ۲00۲ ات ۲0۲0 شهوژپ .دش هدید

Zarei et al., (2013)

ششوپ مکارت شیازفا زا یکاح زین ناریا فلتخم قطانم رد

لاس رد یهایگ ۲00۲

دم یط رد ار نآ شهاک سپس و یم هعلاطم دروم ت

و ربا ششوپ ،داب ،امد ،کاخ تبوطر نوچ یلماوع هتبلا .دشاب

.تسا راذگریثأت یلاسکشخ رب یگدنراب ینامز عیزوت لکش 3 کشخ زا یریواصت هام نیرت

صخاش رظن زا ار قطانم نیا رد یسررب دروم یاه یم ناشنNDVI

صخاش نیا رادقم تشر رد هک دهد

ربارب 30 / 0 زاریش ، 13 / 0 دنجریب و 08 / 0 یم هعلاطم دروم قطانم رد یهایگ ششوپ یور رب یلاسکشخ رثا هدنهد ناشن تارییغت نیا .دشاب

یم و تسا راتفر و تسا هدرک رییغت مه یهایگ ششوپ صخاش ریداقم یلاسرت ای یلاسکشخ تمس هب یمیلقا دنور رییغت هک تفگ ناوت

هتشاد یهباشم ( دنا

et al., 2020 Marumbwa

.)

Darwish and Faour, (2008)

صخاش یمومع ارNDVI

یبایزرا رد صخاش نیرت

.دندرک هدافتسا صخاش نیا زا دوخ تاعلاطم رد یدایز ناققحم و دنداد رارق یهایگ ششوپ صخاش زا لصاح جیاتن ساسارب رادقمSAVI

37 / 0 ( تشر رد

September 2015

،) 16 / 0 ( زاریش رد

September 2015

و ) 15 / 0 رد

هقطنم ( دنجریب

September 2014

یم ناشن قطانم نیا رد ار یرتدیدش یلاسکشخ تیعضو ) لکش( دنهد

4 جیاتن اب شهوژپ نیا جیاتن .)

Fadaei, (2018)

و

MirMousavi et al., (2010)

یم ناشن و تسا هدوب وسمه لیلحت اب طابترا رد صخاش نیا زا هدافتسا هک دهد

هدرک هئارا ار یبوخ جیاتن یلاسکشخ .تسا

لکش( شهوژپ نیا رد نینچمه 5

هام نایم زا ) هام رد زاریش و تشر قطانم رد یسررب دروم یاه

September

لاس ۲015 رد و

رد دنجریب

September

لاس ۲014 صخاش رظن زا ار یلاسکشخ نیرتشیب هتشادSR

یم سپ .دنا ششوپ نامز تشذگ اب هک درک ناونع ناوت

تسا هتفای رییغت هقطنم یهایگ یلاسکشخ دوجو .تسا هدش هتساک یهایگ ششوپ مکارت زا عقاو رد و

یامد زا یشان رهش هدودحم رد اه لااب

هدمع زا ینوکسم یحاون هک ارچ تسا یحاون نیا رد یم هیحان کی رد امد شیازفا لیلاد نیرت

جیاتن اب زین شخب نیا جیاتن .دشاب

Yaghoobzadeh et al., (2009)

و

Barati et al., (2011)

یسررب زا لصاح جیاتن نینچمه .دراد یناوخمه هشقن یاه

صخاش یاه یاه

هام هک داد ناشن یسررب دروم لاس May

۲00۲ بوطرم هقطنم هس ره رد شهوژپ جیاتن .تسا هداد صاصتخا دوخ هب ار هام نیرت

یاه

Wilson et al., (2016)

و

Fadaei, (2018)

یم ناشن صخاش نیا زا هدافتسا هک دهد اه

کی رد یلاسکشخ تیعضو زا رتهب کرد هئارا هب

یم هیحان .دراد تقباطم شهوژپ نیا جیاتن اب هک ،ددرگ

(9)

فلا - ب تشر

- زاریش

ج - دنجریب

لکش 2 - صخاش تارییغت لاس رد یلاسکشخ یاه

فلا( فلتخم قطانم رد یسررب دروم یاه ب ،تشر-

ج و زاریش- -

)دنجریب

فلا - ب تشر

- زاریش

لکش 3 - صخاش نیگنایم هشقن کشخ رد یلاسکشخ یاه

لاس رد هام نیرت صخاش رظن زا فلتخم قطانم رد یسررب دروم یاه

NDVI

-فلا(

ب ،تشر ج و زاریش-

- )دنجریب

۰.۰ ۰.۵ ۱.۰ ۱.۵ ۲.۰ ۲.۵ ۳.۰ ۳.۵ ۴.۰ ۴.۵

صخاش

نامز ( هام ،لاس )

NDVI SAVI SR

۰.۰ ۰.۵ ۱.۰ ۱.۵ ۲.۰ ۲.۵ ۳.۰

صخاش

NDVI SAVI SR

۰.۰ ۰.۲ ۰.۴ ۰.۶ ۰.۸ ۱.۰ ۱.۲ ۱.۴ ۱.۶ ۱.۸ ۲.۰

صخاش

NDVI SAVI SR

(10)

فلا - ب تشر

- زاریش

لاس رد هام نیرت ب دروم یاه

صخاش رظن زا فلتخم قطانم رد یسرر SAVI

-فلا(

- )دنجریب

فلا - ب تشر

- زاریش

لاس رد هام نیرت صخاش رظن زا فلتخم قطانم رد یسررب دروم یاه

فلا(SR -

- )دنجریب

یسررب تهج ( درادناتسا شراب صخاش یلاسکشخ

) SPI

( یلاسکشخ ییاسانش صخاش و )RDI

سایقم رد ینامز یاه

3 ، 6 و 1۲

سایقم رد یلاسکشخ شیاپ هکنیا لیلد هب .دش هبساحم همانرب تهج هقطنم ره رد صخشم ینامز یاه

بآ زا هدافتسا یارب دنمفده یزیر