Iranian Journal of Soil and Water Research ISNN: 2423-7833 Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir
Estimation of Rainfall Erosivity Map in Areas with Limited Number of Rainfall Station (Case study: Semnan Province)
Elham Amini1, Ali Asghar Zolfaghari2, Seyed Hasan Kaboli3, Mohammad Rahimi4
1.Department of Desertification, Faculty of Desert Science, Semnan University, Semnan, Iran, Email: [email protected]
2.Corresponding Author, Department of Arid Lands Management, Faculty of Desert Science; Semnan University, Semnan, Iran, Email: [email protected]
3.Department of Arid Lands Management, Faculty of Desert Science; Semnan University, Semnan, Iran,E-mail:
4. Department of Desertification, Faculty of Desert Science, Semnan University, Semnan, Iran, E-mail:
Article Info ABSTRACT
Article type: Research Article
Article history:
Received: May. 28, 2021 Revised: Sep. 23, 2022 Accepted: Sep. 26, 2022 Published online: Nov. 22, 2022
Keywords:
Auxiliary variables, Precipitation map, Random Forest model.
Water erosion is one of the most important challenges of agriculture and watershed management in the world and it has been considered by many researchers. To estimate water erosion, many experimental models have been proposed, of which the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is one of the most widely used models for estimation of soil erosion.
Rainfall erosivity (R) is one of the factors in this model. Direct calculation of R required meteorological gauge stations which are available at a limited number of synoptic stations. In this study, the attempt was to estimate rainfall erosivity using available data such as annual rainfall. Semnan province, with an area of 96816 km2, has a limited number of synoptic and rain gauge stations, makes it difficult to estimate rain erosivity in this province. In this study the auxiliary variables including digital elevation model (DEM), normalized vegetation index (NDVI), land surface temperature (LST) and global precipitation network data "Open Land Map Precipitation" (LMP) were used for spatial prediction of annual rainfall. The rainfall map of the study area was prepared using auxiliary data and using random forest (RF) model. Also in synoptic stations, the amount of erosivity was determined based on the EI30 index and average annual rainfall. Finally, the relation between rainfall and erosivity and annual rainfall was determined using nonlinear regression. Root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (r) of RF model for prediction of annual rainfall were 16.9 mm and 0.98, respectively. The results of the rainfall map in the study area showed that the rainfall varied between 70-420 mm year-1. Rainfall classification maps showed that near the half of the study area has annual rainfall less than 100 mm, 30% of the province has annual rainfall of between 100 and 150 mm and only about 17% of the province has annual rainfall more than 150 mm year-1. The maximum and minimum values of erosivity were 380 and 39 MJha-1mm h-1year- 1 in the northern and southern part of the study area, respectively. Our results indicated using new method of data mining, it is possible to spatial prediction of rainfall and erosivity, especially in areas with small number of synoptic stations.
Cite this article: Rajaei; Amini, A., Zolfaghari, A. A., Kaboli, S. H., Rahimi, M. (2022) Estimation of rainfall erosivity map in areas with limited number of rainfall station (Case study: Semnan province), Iranian Journal of Soil and Water Research, http//doi.org/ 10.22059/ijswr.2022.343710.669279, 53 (9), 2027-2044.
© The Author(s). Publisher: University of Tehran Press.
DOI: https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.343710.669279
Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir
هشقن دروآرب ناراب هاگتسیا اب یقطانم رد شراب و یگدنیاسرف یاه
ناتسا :یدروم هعلاطم( دودحم یجنس
)نانمس
ینیما ماهلا یلع ،1
یراقفلاوذ رغصا
2
یلباک نسح دیس ، یمیحر دمحم ،3
4
1 . هورگ نابایب
،نانمس هاگشناد ،یسانشریوک هدکشناد ،ییادز
،نانمس ناریا ، :لیمیا [email protected]
2 . ،لوئسم هدنسیون
،نانمس هاگشناد ،یسانشریوک هدکشناد ،کشخ قطانم تیریدم هورگ
،نانمس ناریا :لیمیا ، [email protected]
3 . ریوک هدکشناد ،کشخ قطانم تیریدم هورگ
،نانمس هاگشناد ،یسانش
،نانمس ناریا :لیمیا ، [email protected]
4 . هورگ نابایب ییادز ،نانمس هاگشناد ،یسانشریوک هدکشناد ، ،نانمس
ناریا :لیمیا ، [email protected]
لاطا ههاقم تاعا هدیکچ
:هلاقم عون یشهوژپ ةلاقم
رات ی خ رد ی تفا : 7 / 3 / 1401
رات ی خ یرگنزاب : 1 / 7 / 1401
رات ی خ ذپ ی شر : 4 / 7 / 1401
رات ی خ راشتنا : 1 / 9 / 1401
هژاو :یدیلک یاه
غتم ی اهر ی کمک ی
،
،شراب هشقن فداصت لگنج لدم ی
. ارب
ی اسرف دروآرب ی
ش بآ ی برجت تلاداعم ی
ز ی دا ی ک هدش هئارا ناهج هلداعم ه ی
اسرف ی ش ( هدش حلاصا کاخ
RUSLE
)
ی ک ی رتدربراکرپ زا ی
ن ا ی ن .دوب تلاداعم ی
ک ی ا اهروتکاف زا ی
ن اسرف ،هلداعم ی
گدن ی ( ناراب م )R
ی دشاب ارب . ی هبساحم
قتسم ی م نR
ی زا هداد هب اه ی قد ی هق ا ی عت رد هک تسا شراب داد
دودحم ی ا زا ی هاگتس اه ی س ی تپون ی ک سرتسد و دراد دوجو ی
ا هب ی ن هداد تلاکشم اب اه ی
ا رد .تسا هارمه ی
ن هداد زا هدافتسا اب شهوژپ اه
ی ،هنلااس شراب طسوتم دننام سرتسد رد
اسرف رادقم ی گدن ی تعسو اب نانمس ناتسا .دش دروآرب ناراب ی
اب ربارب 96816 ک ی رتمول اراد ،عبرم ی دادعت دودحم ی ا ی هاگتس
س ی تپون ی ک ناراب و جنس ی رف دروآرب هک ،تسا اس
ی گدن ی ا رد ار ناراب ی
ن م راوشد ،ناتسا ی
دنک ا رد . ی ن روظنم هب هعلاطم
ا دوبمک نتخاس فرطرب ی
هاگتس اه ی ناراب جنس ی س و ی تپون ی
،ک غتم زا ی اهر ی کمک ی ( عافترا لماش ششوپ ،)DEM
گ ی ها ی ( هدش لامرن امد ،)NDVI
ی مز حطس ی ن ( هداد و )LST
اه ی هکبش ا ی ناهج ی شراب
"
Open Land Map
Precipitation(LMP)
"
ب هک ی رتش ی ن ارب .دش هدافتسا ،دنتشاد شراب اب ار طابترا ی
ا ی ن دافتسا اب ادتبا روظنم زا ه
هداد اه ی کمک ی غ لدم و ی طخر ی فداصت لگنج ی
( هت ناتسا شراب هشقن )RF
ی ه ا رد .دش ی هاگتس اه ی س ی تپون ی ک رادقم
سرف ای گدن ی صخاش ساسا رب گدنراب طسوتم وEI30
ی ا هنلااس ی گتس ها اه عت یی ن ب طابترا و ی ن اسرف و شراب ی
گدن ی ب نارا
سرگر زا هدافتسا اب ی
نو غ ی طخر ی عت یی ن اتن .دش ی ج م روذجم رادقم داد ناشن ی
گنا ی ن اطخ تاعبرم رض و ))RMSE
ی ب
گتسبمه ی ( لدم )r
ا شراب دروآرب ردRF
ی هاگتس اه ی هجوت دروم ربارب
اب 9 / 16 م یل ی رتم ( و
p<0.01) 98/0
هک ،دوب
زا ناشن لااب تقد ی ا ی ن م ناتسا شراب دروآرب رد لدم ی
دشاب م هک داد ناشن ناتسا شراب هشقن . ی
ناز هنلااس شراب
ب ناتسا فلتخم قطانم ی
ن 420 - 70 م یل ی رتم غتم ی ر م ی دشاب هشقن . اه ی هقبط دنب ی ن هک داد ناشن شراب ی
م ی ناتسا زا
اراد ی زا رتمک شراب 100
م یل ی رتم ی م ی دشاب . 30 راب ناتسا دصرد ش
ی ب ی ن 100 ات 150 م یل ی رتم ی دودح اهنت و دنراد
17 شراب ناتسا حطس زا دصرد ی
ب ی ش زا 150 م یل ی رتم سررب .تسا اراد ار ی
سرگر ی نو اه ی طخ ی غ و ی طخر ی داد ناشن
ناوت عبات هک ی بوخ هب ی اسرف دروآرب هب رداق ی
گدن ی تسا اب ناراب هداف هداد زا اه ی هب .دوب هنلااس شراب طسوتم یروط
هک
رض ی ب گتسبمه ی هلداعم یا اسرف هک ی گدن ی عبات ناونع هب ار ی
م دروآرب شراب زا ی
،دنک
** اب ربارب 96 / 0 .دمآ تسدب
بی رتش ی ن رتمک و ی ن داقم ی ر اسرف ی گدن ی ترت هب ناراب ی ب اب ربارب 380 و 39
MJha-1mm h-1year-1
لامش قطانم رد ی
بونج و ی اتسا ن اتن .دمآ تسدب ی
ج ا ی ن هک داد ناشن هعلاطم ش زا هدافتسا
ی هو یاه ون ی ن هداد واک ی هت تهج ی ه شراب هشقن
لدم و زاس ی حم رد شزادرپ و ی
ط همانرب ون ی س ی قطانم رد ی ا دودعم دادعت اب ی
هاگتس اه ی ناراب یجنس
، هت ی ه هشقن یاه
قد ی ق اسرف و شراب ی
گدن ی م نکمم ار ناراب ی
دزاس .
دانتسا : ما ین ی
؛ راقفلاوذ ،ماهلا ی
؛ لع ی لباک ،رغصا ی
؛ س ی
،نسحد حر ی م ی
؛ ( ،دمحم 1401 هشقن دروآرب ) یاه
اسرف ی گدن ی قطانم رد شراب و ی
ا اب ی هاگتس ناراب جنس ی هعلاطم( دودحم
دروم ی )نانمس ناتسا : ناریا کاخ و بآ تاقیقحت هلجم ،
، http//doi.org/ 10.22059/ijswr.2022.343710.669279 53،
( 9 ،) 2044 - 2027 .
https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.343710.669279
DOI:
.نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم :رشان .ناگدنسیون©
همدقم اسرف ی ش بآ ی ی ک ی مهم زا رت ی ن دهت ی اهد ی ز ی تس حم ی ط ی ناهج رسارس رد هدوب
هک رخت رب هولاع ی
ب نما ،کاخ ی ت اذغ و یی سوکا ی متس اه ی
بط یع یم دیدهت زین ار ی ( دنک
., 2017 et al Teng
رب ار یدایز یفنم تارثا و هدش کاخ و بآ تیفیک شهاک ببس شیاسرف نآ رب هولاع .)
متسیسوکا یم یعیبط یاه
( دراذگ
., 2015 et al Amundson ., 2017;
et al Teng
هعسوت و یسررب روظنم هب شیاسرف ندرک یمک نیاربانب.)
شور قیقد تسایس هب شیاسرف نازیم هرابرد قیقد شناد رگید فرط زا .دراد یدایز تیمها یتظافح یاه
تیریدم یارب ناریدم و ناردم
یم کمک یضارا زا هدافتسا و رتهب لدم تلع نیمه هب .دنک
هفم ،یکیزیف یاه هعسوت شیاسرف دروآرب یارب ایند رد یناوارف یبرجت و یمو
هتفای ( دنا
Fenzin and Negtar. 2019; Lal, 2001
لدم نیب نیا رد هک .) نیب رد رتمک تابساحم نتشاد و یگداس تلع هب یبرجت یاه
دنراد تیعجرا شیاسرف دروآرب یارب نیققحم (
., 2015 et al Ailo
.) هلداعم کاخ تفر رده یناهج (
USLE1
) لدم نیلوا زا یکی یبرجت یاه
طسوت هک دوب کاخ شیاسرف دروآرب یارب هدش هئارا
( )1965 Wischmeier and Smith
ههد طساوا رد 1960
لاس رد .دش هداد هعسوت یاه
لدم راتخاس دعب .درک ادیپ یتارییغتUSLE
( )2003 ., et al Foster
( کاخ یناهج هدش حلاصا لدم
RUSLE2
رک هئارا ار ) هب لدم نیا هک دند
.تسا هتفرگ رارق هدافتسا دروم شیاسرف دروآرب یارب ایند فلتخم قطانم رد یناوارف یم کاخ شیاسرف داجیا ببس یفلتخم یاهروتکاف شنک مهرب تسرد تاعلاطا هک تسا مزلا نآ قیقد یبایزرا یارب نیاربانب ،دوش
( دشاب رایتخا رد اهروتکاف نیا زا کی ره زا یقیقد و
., 2015 et al ilo
.)A
لدم
RUSLE
( شیاسرف رب رثوم روتکاف جنپ یاراد لماش )E
ناراب یگدنیاسرف (3
( یفارگوپوت ،)R
( کاخ ،)LS
( یهایگ ششوپ ،)K
( تیریدم و )c
)p
شیاسرف نازیم و هدوب برض لصاح زا لدم نیا رد
یم نییعت ریز هلداعم ساسا رب و اهروتکاف نیا .دوش
هطبار 1
𝐸 = 𝑅 × 𝐾 × 𝐿𝑆 × 𝑝 × 𝑐 )
اسرف ی گدن ی ناراب ی ک ی رتمهم زا ی ن یدورو هدوب لدم نیا یاه کرت هک
یب ی ا ز تدش ، تدم و کی رد یگدنراب رادقم ور
ی داد شن یم نا دهد
(
Foster et al., 2003
.دراد یدایز تیمها کاخ شیاسرف دروآرب رد نآ قیقد رادقم نییعت هک ،) ناراب یگدنیاسرف میقتسم هبساحم یارب
داد دوجو ه ناراب یاه یم نییعت ار دادخر کی رد یگدنراب تدم و تدش اهنآ زا هدافتسا اب هک راگن
هداد .تسا یرورض ،دوش ناراب اه
طقف راگن
هاگتسیا زا یخرب رد عمج کینپونیس یاه
نآ هب یسرتسد و هدش یروآ یم نکممریغ ای و لکشم نیققحم زا یرایسب یارب اه
فرط زا .دشاب
ا کدنا دادعت رگید هاگتسی
هداد یاراد هک یکیتپونیس یاه ناراب یاه
یم ببس ،دنتسه راگن نورد هک دوش
زا هدافتسا اب ناراب یگدنیاسرف یبای
شور هزوح و قطانم زا یرایسب رد و دوب هارمه یدایز یاطخ اب یباینورد فلتخم یاه نکممریغ عقاوم یخرب رد یتح و قیقدریغ زیخبآ یاه
یم اطم دوجو نیا اب .دشاب ناتسا زا یخرب رد یدودحم تاعل
هنهپ روشک یاه شور زا هدافتسا اب ناراب یگدنیاسرف یدنب
باینورد یاه زا ی
شور هلمج لاثم ناونع هب .تسا هدش ماجنا رامآ نیمز یاه
(2019)
., salarvand et al
،ناتسرل ناتسا رد
Zareh et l., (2019)
ناتسا رد
و سراف
Shahossein et al., (2022)
د هنهپ یبرغ ناجیابرذآ ناتسا ر شور زا هدافتسا اب ار ناراب یگدنیاسرف یدنب
زا رامآ نیمز فلتخم یاه
شور زا هدافتسا رد هاگتسیا کدنا دادعت .دنداد ماجنا هلصاف سوکعم شور و کنیجیرکوک ،گنیجیرک لیبق یم ببس رامآ نیمز یاه
هک دوش
هنهپ ناتسا زا یعیسو یاه اد ،هعلاطم دروم یاه
یگدنیاسرف یناکم یلااب یریذپ رییغت اب ریاغم جیاتن نیا هک ،هدوب یگدنیاسرف هباشم ریداقم یار
یم ناراب یم رظن هب هدمآ تسدب جیاتن هب هجوت اب .دشاب کینکت زا هدافتسا هک دسر
هنهپ و دروآرب رد نیون یاه گدنیاسرف یدنب
یرورض یرما ی
.تسا تلع نیمه هب ناققحم
نتفای لابند هب نیب طابترا
یگدنیاسرف
و صوصخ ی تا سرتسد رد لیبق زا رت
نم هنلااس و هناهام شراب دروم قطا
( دنتسه هعلاطم
Weishmeier andSmith, 1980; Arnold, 1980; Panagos et al., 2016)
رد .
شور نیا یم اه هنلااس شراب تاعلاطا ناوت
شور زا هدافتسا اب ار هعلاطم دروم هقطنم هناهام و یاه
نورد ار یگدنیاسرف ریداقم هقطنم شراب هشقن زا هدافتسا اب سپس ،دومن نییعت یبای
یم دروآرب کینکت زا هدافتسا رد رگید فرط زا .دننک
نورد یاه ناراب هاگتسیا بسانم دادعت دوجو یبای
هاگتسیا شنکارپ هوحن و یجنس اه
ع هب روشک قطانم زا یرایسب رد هک یروط هب .دراد یدایز تیمها هشقن هیهت هاگتسیا بسانم دادعت نادقف تل
ناکما زین شراب قیقد یاه ریذپ
صوصخب دایز یاطخ اب ای و هدوبن عفترم قطانم رد
همین و کشخ ،یناتسهوک کشخ
تسا هارمه (
Ghazanfari et al., 2011
نیاربانب .)
شور زا یرایسب ا هدافتسا اب هعلاطم دروم قطانم شراب دروآرب یپ رد ،نیون یاه
.دنتسه سرتسدرد یکمک یاهریغتم ز
لاس رد ب نیققحم ریخا یاه قطانم رد شراب ریداقم دروآرب یار
هداد دقاف هزادنا یاه ناراب دوبمک( یریگ
زا )جنس زا لصاح یاهریغتم
1 Universal soil loss equation 2 Revised USLE
3 erosivity
هراوهام ریواصت یا
هداد و هکبش یاه یا
کمک هتفرگ دنا هداد .
هراوهام یاه اب زکرمتم و عیسو یدید نتشاد اب یا
عمج عیزوت و هریخذ ،یروآ
یناکم و ینامز کیکفت تردق نتشاد نینچمه و هداد قطانم شیاپ هب لااب
دقاف ناراب جنس یم کمک دننک
دروآرب رد دامتعا لباق عبانم زا .
هداد ،شراب ریواصت یاه
هراوهام هداد وTRMM
هکبش یاه یا
Open Land Map Precipitation
( ) LMP
یم دنشاب (
8 Hengl., 201
)
هک داعبا اب ی ک دنچ ات ی ن ک ی رتمول بوخ هب ی غت دنور یی تار غتم ی اهر ی اوهو بآ یی م ناشن ار ی
دهد
Cohen Line et al., 2014)
.) ققحم ی ن
فلتخم ی ا زا ی ن هداد اه ک دوبهب تهج یف
ی ت هداد اه ی اب
،یگدنر ا ی داج هداد اب طابترا اه
ی مز ین ی شراب یموقر هشقن هیهت و دندومن هدافتسا
(Satge et al. 2017; Chen et al., 2012; Kimani et al., 2017).
هداد زا ییاهنت هب هدافتسا هتبلا شراب یاه
وTRMM
ردLMP
یم هارمه ییاهاطخ اب هاگتسیا دقاف قطانم یگدنراب دروآرب .دشاب
ا زا ی ن
،ور تاعلاطا کمک
و ی ا و باختن ی گژ ی اه بسانم ی مز حطس
ی ن هک
وق طابترا ی دراد شراب اب م ،
ی هداد یزاسزاب دنیآرف هب دناوت .دنک کمک ناراب یاه
رد یساسا هلاسم باختنا
یگژیو اه هک تسا نیا اب
ی د هب
تحار ی سرتسد رد دشاب
هدرتسگ ششوپ و ( دنشاب هتشاد
2017 , . et al Jing
شهوژپ رد .) ییاه
گ ششوپ شنکاو ی
ها حطس یامد و ،عافترا ،ی
نیمز
LST1
)نیمز حطس یامد(
وم شراب هب تسا هتفرگ رارق هعلاطم در
(
2020 , . et al 2005; Zhong ,
. et al Zhang
) صخشم و.
(دنتسه یراد ینعم یگتسبمه یاراد شراب اب روکذم تایصوصخ هک هدش
et Jing , 2009 , . et al Sokol , 2012 , . et al Spracklen
., 2017
.)al
بق تاعلاطم صیاقن یسررب و ،هتشذگ تاعلاطم یسررب هب هجوت اب ناتسا زا یخرب رد یگدنیاسرف یدنب هنهپ رد یل
ه فده ،روشک یا
هشقن هیهت ،تسخن ماگرد شهوژپ نیا ماجنا زا قد
ی ق اب نانمس ناتسا شراب هراوهام ریواصت زا لصاح یطیحم یاهریغتم کمک
عافترا و یا
یم ( ناراب یگدنیاسرف بیرض هبساحم نینچمه .دشاب
EI30
هداد ساسارب ) نیس هاگتسیا یاه
شراب یگدنیاسرف نیب طابترا یرارقرب کیتپو
یم هعلاطم نیا رگید فادها زا هنلااس هنهپ .دشاب
.تسا هعلاطم نیا ییاهن فده هعلاطم دروم هقطنم یارب ناراب یگدنیاسرف یدنب
شور و داوم
هعلاطم دروم هقطنم
تعسو اب نانمس ناتسا 96816
ک ی رتمول عبرم ، 8 / 5 ار روشک تحاسم زا دصرد ییایفارغج تاصتخم .تسا هداد صاصتخا دوخ هب
ناتسا
زا 15´
34˚
´ ات
˚20 37 ضرع یلامش
´ زا و
˚50 51
´ ات
˚03 57 لوط لکش( تساریغتم یقرش 1
نیا .) هنماد رد ناتسا هتشر یبونج یاه
هوک یم لیکشت ار ناتسا حطس زا یمین زا شیب هک تسا هدش عقاو ریوک تشد زا یشخب رد و زربلا یاه دب .دهد
ا عافترا بیترت نی زا ناتس
یم شهاک بونج هب لامش هنوگ هب دبای
زا شیب ات عافترا فلاتخا هک یا 3000
م رت رد حطس زا عافترا طسوتم .تسا هدهاشم لباق یا
ا رد ی ن
ربارب ناتسا 1067
رتم و ییایفارغج ةرتسگ نآ
یم ار هیاپهوک ،یناتسهوک تمسق هس هب ناوت سقت ریوک تشد تسپ یحاون و یا
ی درک م لقادح .
ناتسا یامد 8
/ 12 رثکادح ، 7 / 23 نآ طسوتم و 3
/ 18 یاراد .تسا هجرد 44
ناراب هاگتسیا و جنس
6 یگزات هب هک تسا کیتپوتیس هاگتسیا 3
طسوتم .دیدرگ هفاضا نآ هب زین رگید هاگتسیا یگدنراب
هنایلاس رد دودح ناتسا 136
یلیم رتم .تسا
سا اب ناتسا یگدنراب هشقن هیهت شور و یکمک یاهریغتم زا هدافت
هداد یواک
نپروکسا شور میهافم ساسا رب ناتسا یگدنراب طسوتم هشقن هیهت یارب (2
., (2020 et al McBratney
یگتسبمه هک یطیحم یاهریغتم ،
ینعم هاگتسیا یگدنراب اب یراد ( دندش باختنا دنراد اه
Ghobarzgabher et al., (2020
، م نیا نیب طابترا سپس هاگتسیا شراب اب اهریغت
اه
هداد شور زا هدافتسا اب یفداصت لگنج یواک
طاقن رد ناتسا شراب هشقن طیحم یاهریغتم زا هدافتسا اب تیاهن رد و تفرگ رارق یبایزرا دروم
هداد لدم ساسا رب و هداد دقاف لکش( دش نییعت ،هدش هئارا یواک
2 رم تاعلاطا اماش هراشا دروم یطیحم یاهریغتم .) صخاش( ششوپ هب طوب
هداد و ،عافترا ،نیمز حطس یامد ،)یهایگ ششوپ هکبش یاه
شراب یناهج یا
Open Land Map Precipitation هک دوب
یاهریغتم ناونع هب
هدش حیرشت همادا رد و دندش هدافتسا ناتسا شراب دروآرب رد یکمک .دنا
یهایگ ششوپ صخاش
غت یی ذپر ی ر ی قتسم روط هب NDVI
ی م غت اب یی تار و هب ،اوه و بآ ی
هژ غت یی تار گدنراب ی تسا طابترا رد (
Ghobarzgabher et al., 2020;
Richard et al., 1998
ب .) صخاش زا نیاربان اه
ی بNDVI
ه صخاش ناونع ینامز ییایوپ نداد ناشن یارب ییاه
- هدافتسا یگدنراب یناکم
1Land Surface Temperature 2 scorpion
یم دوش (
Zanjani et al., 2019
نیاربانب .) رضاح هعلاطم رد
اش صخ
NDVI
دروم شراب دروآرب یارب یکمک ریغتم ناونع هب رارق هدافتسا
هراوهام ریواصت هک ییاجنآ زا .تفرگ لاومعم یکمکریغتم و شراب نیب طابترا یرارقرب یارب ریوصت کی زا هدافتسا ،هدوب توافتم زور ره رد یا
لدم رد اطخ ببس یم یزاس
نیا زا .دوش ور
هنایم هامNDVI
یاه یدرورف دادرخ و تشهبیدرا ،ن 10
،ارِت هراوهام سیدوم هدنجنس ریخا لاس
ریواصت .دندش هتفرگرظن رد یهایگ ششوپ صخاش ناونع هب هدنجنس تلاوصحم زا یکیNDVI
یم ارِت هراوهام سیدوم ره هک دشاب
16
رد .دنتسهرتمولیک کی یناکم کیکفت تردق یاراد و هدش هیهت هعلاطم دروم قطانم زا رابکی زور هنایم هبساحم و شزادرپ شهوژپ نیا
رد ریواصت لگوگ طیحم
ثرا ( نیجنا ریواصت هک )GEE
16 NDVI
مان تحت روکذم ریواصت ینامز یرس هک هزور
"
MODIS/061/MOD13A2
"
یم هتخانش ییاهن ریواصت و ماجنا ،دنوش
.دندش ذخاNDVI
لکش 1 هاگتسیا تیعقوم و ناریا رد هقطنم تیعقوم- اب یاه
نار ناتسا یجنس
NDVI
LMP LST
DEM
لکش 2 هعلاطم دروم هقطنم رد شراب هشقن هیهت شور تراچولف-
نیمز حطس یامد
( امد شهاک ریثات لیلدب
Ghobarzgabher et al., (2020
هداد زا ، ( نیمز حطس یامد یاه )LST
رد یدیلک یاهرتماراپ زا یکی هک
نیمز حطس یکیزیف یاهدنیآرف هقطنم سایقم رد
هدرتسگ روط هب و تسا یناهج و یا زین دراد دربراک حطس یژرنا لداعت و یسانشاوه رد یا
د ناونع هب ی
غتمرگ ی ر کمک ی شراب دروآرب رد ( تسا هدش هدافتسا
Cheng et al., 2010
ارِت هراوهام سیدوم هدنجنس تلاوصحم زا یکی .)
( نیمز حطس هنازور یامد افتسا اب هک تسا )LST
زا هد )ازجم هرجنپ( متیروگلا
generalized split-window
هبساحم ار نیمز حطس یامد
یم
،دنک هداد ایند طاقن مامت زا هنازور تروص هب و هدوب رتمولیک کی یناکم کیکفت تردق یاراد لوصحم نیا یاه
نیولک بسح رب ارLST
( یم رارق رایتخا رد )K
هنلااس یامد طسوتم هعلاطم نیا رد .دهد نیگنایم اب نیمز حطس
هداد زا یریگ رد هنازور یاه
10 هب و نییعت ریخا لاس
هنلااس نیگنایم هبساحم و شزادرپ .دش هدافتسا یکمک ریغتم کی ناونع لگوگ طیحم ردLST
ثرا ( نیجنا ریواصت ینامز یرس هک )GEE
مان تحت وکذم
"
MODIS/061/MOD11A1
"
هناماس رد یم هتخانش
،دنوش دش ماجنا .
هداد هداد و شراب یا هکبش یاه عافترا یاه
هداد هکبش یاه هراوهام و یا
نتشاد اب شراب ی تردق
کیکفت ینامز و لااب یناکم قطانم یارب
یراع زا ناراب جنس یم هدافتسا رادقم اما ،ددرگ
نآ قلطم هداد هنوگ نیا زا لصاح شراب ریداقم و هدوبن هقطنم کی شراب رگنایب لاومعم اه نیا زا .تسا هارمه اطخ اب
،تقد شیازفا تهج ور
هسیاقم نآ ی هداد اب اه هاگتسیا رد دوجوم یاه هداد ذخا خیرات اب رظانتم هعلاطم نیارد .دراد ترورض شراب ینیمز یاه
هاگتسیا رد اه یاه
هداد کناب ریواصتزا ینیمز
"
"Open Land Map Precipitation LMP(
اب ربارب لولس هزادنا اب)
( رتمولیک کی
., 2007, et al
Hoffman
Hengl. 2018
هداد اب و جارختسا ،) هاگتسیا یاه
هداد .تسا هدیدرگ هسیاقم و یجنساو دوجوم یاه یا هکبش یاه
هدادLMP
طسوتم یاه
یم هئارا یرتمولیک کی یناکم کیکفت اب ار ایند لک هناهام شراب هداد ندمآ تسدب یارب هک دنک
،هناهام شراب یاه هداد زا
یمیلقا یاه
IMERG, CHELSA
و
worldclim
نییعت هناهام شراب زا هدافتسا اب هعلاطم دروم هقطنم هنلااس شراب هعلاطم نیا رد .تسا هدش هدافتسا
.دش ینعم طابترا هدنهد ناشن هعلاطم دروم هقطنم رد عافترا و شراب نیب یگتسبمه یسررب هاگتسیا عافترا و شراب نیب یراد
یم اه .دشاب
.دش هدافتسا شراب دروآرب رد یکمک ریغتم کی ناونع هب عافترا زا هعلاطم نیا رد اذل هشقن زا روظنم نیدب
هداد زا لصاحDEM
یاه
SRTM1
کیکفت تردق اب 90
دش هدافتسا رتم .
هاگتسیا عافترا نییعت یارب هداد دقاف طاقن و )یریگ هزادنا هداد یاراد طاقن( اه
هزادنا یاه یریگ
ب و شرا
اب ربارب لولس هزادنا اب عافترا یموقر لدم ،هدافتسا دروم یکمک یاهریغتم یناکم کیکفت تردق ندرک ناسکی یارب 90
زا هدافتسا اب رتم
شور
resampling
هشقن هب ناونع هب و هقطنم عافترا یموقر هشقن ناونع هب روکذم هشقن زا و تفای رییغت رتمولیک کی کیکفت تردق اب ی
زا یکی .دش هدافتسا ،یکمک یاهریغتم
هداد لدم شراب دروآرب یواک
متیروگلا لگنج فداصت
2ی
RF( ., (2010)) et al
Cheng
یارب لدم یزاس شراب دروآرب و .دش هدافتسا
اب شراب و یکمک یاهریغتم نیب طابترا
لدم زا هدافتسا یاهریغتم یاراد اما( شراب هداد دقاف قطانم رد سپس و دمآ تسدبRF
هدافتسا ،یلبق زاف رد هدش هداد شرتسگ لدم )یکمک
لدم .دش هیهت شراب هشقن و یسیون همانرب طیحم ردRF
هتسب زا هدافتسا اب وR caret
.دش ارجا
متیروگلا یرارقرب یارب RF
هدیچیپ طباور یکمک یاهریغتم و شراب نیب
بسانم ،دنراد )شراب( فده ریغتم اب یطخریغ هطبار هک
یم دشاب . د لدم نیا ر هقبط
نویسرگر و یدنب تخرد دننام
یم داجیا دوش جنپ روتکاف لماش
، ره دشر یارب هدافتسا دروم یاهریغتم دادعت
تخرد
( ،)mtry
دنوش تشک لگنج رد دیاب هک یناتخرد دادعت
ntree)
هرگ دادعت لقادح ،)
ییاهتنا یاه
nodesize)
هنومن تبسن و)
هتفرگ یاه
درفنم تخرد کی رد هدش زا
و دنتسه دوجوم مهم یاهرتماراپ یم دشر هزادنا رثکادح رد سره نودب ناتخرد همه
ساسارب تخرد ره .دننک
هداد یفداصت هعومجم ریز یم هداد شزومآ )ینیزگیاج اب( هنومن یاه
وش ن تخرد شزومآ یارب زین اهریغتم یفداصت هعومجم ریز کی .د
یم باختنا شیپ ریداقم .دوش
اهرتماراپ ضرف
، داقم هداد هعومجم اب هداد شیامزآ یدادعت ساسا رب هک دنتسه یبرجت ری ماگنه فلتخم یاه
یم باختنا لدم هعسوت نوش
( د
Liao et al. 2002
.)
1 Shuttle Radar Topography Mission 2 Random Forest
باختنا هاگتسیا اه و عمج یروآ رامآ یگدنراب
هاگتسیا دادعت هکنیا هجوت اب ناراب یاه
هنهپ تهج راگن ربور تیدودحم اب ناتسا رد یگدنیاسرف یدنب
نیا زا ،هدوب و لک شراب هشقن ادتبا ور
.دش هیهت ناتسا رارقرب روظنم هب
ی ب طابترا ی ن غتم ی اهر ی کمک ی و شراب و دروآرب
ارب بسانم لدم ی
مزلا ،هقطنم ب دوب
سیا شرا هاگت اه ی
ناراب جنس ی س و ی تپون ی ک رد ی تفا ب طابترا سپس و ی
ن غتم و نآ ی اهر ی کمک ی آ تسدب ی د رضاح شهوژپ رد .
، رامآ زا 50 ا ی هاگتس ناراب جنس ی
ط ی هرود 20 .دش هدافتسا هلاس ناراب تاعلاطا
ناراب یاراد کیتپونیس هاگتسیا راگن یدهم ،راسمرگ ،ناغماد ،نانمس یاهرهش رد راگن
،رهش
د هدش هیارا شور زا هدافتسا اب ناراب یگدنیاسرف صخاش و ذخا یسانشاوه نامزاس زا دازریمهش و یکناویا ،دورهاش ، یمایم ب تمسق ر
دع
هاگتسیا دقاف ،دندوب یگدنراب نیرتشیب یاراد هک ناتسا یلامش قطانم .دش هبساحم ناراب یگدنیاسرف صخاش هبساحم یارب کیتپونیس یاه
هاگتسیا زا تلع نیمه هب .دنتسه مه ناتسا کیتپونیس یاه
یم ناتسا یلامش قطانم هباشم یگدنراب یاراد هک راوج هاگتسیا لماش دشاب
یاه
س لپ ،رسایک کیتپونی .دش هدافتسا ناراب یگدنیاسرف هبساحم یارب زین تشلاآ و دیفس
ناراب یگدنیاسرف صخاش هبساحم ) R
EI30
(
دوجو ناراب یگدنیاسرف صخاش هبساحم همزلا هداد
ناراب یاه راگن
روظنم نیدب .تسا فارگ
مرن دراو هدش نکسا تروص هب یگدنراب یاه رازفا
Weather Graph Analysis System
هناماس(
تفایزاب هداد زا فارگ یاه هداد و هدش )یسانشاوه ینامز هیاپ اب یگدنراب یاه
10 ،هقیقد
هب موادت اب یگدنراب تدش بیترت نیدب .دیدرگ جارختسا لسکا لیاف تروص 10
.دش هبساحم شراب نامز رب یگدنراب رادقم میسقت اب ،هقیقد
هبساحم یارب سپس صخاش
گدنیاسرف
هزاب هب شراب نامز لیدبت زا سپ ،رابگر کیی
یاه 10 هقیقد یارب دحاو یشبنج یژرنا رادقم ادتبا ،یا
هرود ره
1) mm- 1
MJha-
هرود نآ تدش هب هجوت ابEu ( I
1) (mm h-
( دیدرگ هبساحم ریز هطبار زا هدافتسا اب
., et al Nearing
.)2017
هطبار 2
Eu= 0.119 + 0.0873Log10(I) )
هرود مامت یشبنج یژرنا لک عمج اب رابگر نآ یشنج یژرنا ،اه
1) MJha-
هب(
لصاح زا سپس .دمآ تسد رثکادح برض
تدش 30
هقیقد یا
1) mmh-
دادخر کی( (
I30
( یگدنیاسرف صخاش رادقم ،نآ لک یشبنج یژرنا رد) EI30
)
)
1
mm h- 1
MJha-
هدافتسا اب رابگر ره یارب(
( هطبار زا 3 هبساحم ) .دیدرگ
هطبار 3
R = Eu × I30 )
یگدنیاسرف صخاش همادا رد
( EI30
هنلااس )
1) year- 1
mm h- 1
MJha-
لاس ره رد هاگتسیا ره یارب(
عمج لصاح زا
EI30
هب طوبرم
دادخر کی یاه هب هاگتسیا نآ لاس .دمآ تسد
معم یگدنراب تدش و یشبنج یژرنا رب ینتبم ناراب یگدنیاسرف صخاش جارختسا نامز و لکشم لاو
م رگید فرط زا و هدوب رب هبساح
هاگتسیا رد طقف صخاش نیا هداد یاراد کیتپونیس یاه
ناراب یاه ناکما ،راگن
هب .تسا ریذپ صخاش زا دنراد یعس ناققحم تلع نیمه
یاه
هداس صخاش نیب ینویسرگر طابترا یرارقرب و یگدنراب رادقم دننام یرت
EI30
هاگتسیا یارب شراب و ناراب دقاف یاه
نیا رد .دننک هدافتسا راگن
هاگتسیا رد یگدنیاسرف صخاش ادتبا رد هعلاطم ناراب ناراد یاه
هتسب زا هدافتسا اب راگن
Rainfall Erosivity Factor
یسیون همانرب طیحم رد
ف صخاش و کیتپونیس هاگتسیا هنایلاس طسوتم شراب نیب یطخ ریغ ینویسرگر هطبار سپس و نییعتR
ب یگدنیاسر .دمآ تسدب نارا
لدم یبایزرا
ارب ی زرا ی با ی شور درکلمع هرامآ ود زا ،شراب دروآربردRF
نییبت بیرض
(1 R2
) اطخ تاعبرم نیگنایم هشیر و
(2
)RMSE
.دیدرگ هدافتسا
و تسا ینویسرگر لدم بوخ طیارش رگنایب کی هب کیدزن ریداقم لوا هرامآرد رب
هرامآ ساسا ا بسانم یلدمRMSE
هب نآ رادقم هک تس
:تسا ریز لکش هب ود نیا یضایر طباور .دیامن لیم رفص هطبار 4
𝑅2= ⌈∑𝑛𝑖=1(𝑜𝑖− 𝑜̅)(𝑃𝑖− 𝑃̅)⌉2 )
∑𝑛𝑖=1(𝑂𝑖− 𝑂̅)2∑𝑛𝑖=1(𝑃𝑖− 𝑃̅)2
هطبار 5
𝑅𝑀𝑆𝐸 = √∑𝑛𝑖=1(𝑃𝑖− 𝑂𝑖)2 )
𝑛
Pi
و
Oi
هب بیترت ریداقم یتادهاشم و
و شراب هدش دروآرب دادعتn
هداد هزادنا اه هدش یریگ یم
.دشاب
1 Coefficient of determination 2 Root Mean Square Error (RMSE)
اتن ی ج ثحب و
هدافتسا دروم یکمک یاهریغتم یرامآ هصلاخ
رثوم یاهریغتم زا یدادعت ،شراب قیقد هشقن هب یبایتسد تهج شهوژپ نیا رد
NDVI( LST، DEM،
راب داجیا رد ) هداد و ش
شراب یاه
یا هکبش هاگتسیا شراب اب لماوع نیا طابترا و دش هتفرگ رظن ردLMP
لدم ینیمز یاه یگژیو .دیدرگ یزاس
اه ی رامآ ی یکمک یاهریغتم
هدافتسا دروم ( لودج رد
1 شراب رادقم .تسا هدش هداد ناشن ) هداد
هکبش یاه یا
نیب LMP
35 / 77 ات 544 رادقم ،رتمیلیم NDVI
رد
نم مکارتم ششوپ اب قطانم ات ششوپ نودب قطا نیب
002 / 0 - ات 85 / 0
، ریداقم نیبLST
67 / 293 ات 81 / 328 نیولک و نیبDEM
700
ات 3890 دوب ریغتم رتم .
نینچمه تارییغت بیرض هداد
یاه
،LMP ،NDVI
،LST
اب ربارب بیترت هبDEM
41 ، 62 ، 5 / 1 و 41 دصرد تسدب
.دمآ نامه بیرض جیاتن هک روط تارییغت
یم ناشن زین (CV)
تارییغت بیرض دصرد نیرتمک هعلاطم دروم یاهریغتم نیب رد دهد
(CV)
ریغتم هب طوبرم ریغتم هب طوبرم نآ نیرتشیب وLST
یمNDVI
ناشن تارییغت بیرض .دشاب ره هک هدوب ریغتم کی یریذپرییغت هنماد هدنهد
ناشن دشاب رتمک بیرض نیا رادقم هچ ی شنکارپ هدنهد
تخاونک یم هعلاطم دروم یگژیو رت بیرض یریذپرییغت سلاک هب هجوت اب .دشاب
تارییغت
رایعم ساسا رب هئارا
هدش گنیدلیو طسوت (
Wilding, 1985
) زا رتمک تارییغت بیرض دصرد رگا 15
بیرض نیا رگا ،مک یریذپرییغت ،دشاب
نیب 15 ات 35 زا رتشیب تارییغت بیرض رگا و طسوتم یریذپرییغت ،دشاب دصرد 35
% اب ساسا نیمه رب .تسا دایز یگژیو یریذپرییغت ،دش
ریغتم ناشن جیاتن نیا .دندوب یدایز یریذپ رییغت اب سلاک رد هدافتسا دروم یکمک یاهریغتم رگید یمامت و مک یریذپ رییغت یارادLSD
ا یاراد ناتسا یبونج قطانم .دوب ناتسا رد عافترا و شراب ،یهایگ ششوپ رد دایز رایسب عونت هدنهد ک هدوب مک بیش اب و حطسم یضار
هب ه
یم طبترم ناریا یزکرم ریوک زا رتمک قطانم نیا رد شراب رادقم و هدوب کدنا یهایگ ششوپ یاراد قطانم نیا ،دنوش
100 یم رتمیلیم .دشاب
لودج 1 - هرامآ ریغتم یفیصوت یاه هراوهام ریواصت تفایرد زا لصاح یکمک یاه
یا
( تارییغت بیرض
)CV رایعم فارحنا نیگنایم هنیشیب هنیمک اهریغتم
41
% 56/28 135/03 544 77/35 Rain LMP (mm)
62
% 0/05 0/086 0/85 0/002 NDVI
% 5 /
1 5/14 320/44 328/81 293/67 LST (K)
41
% 440/37 1067/63 3890 700 DEM (m)
یسررب یگتسبمه نیب
هاگتسیا شراب اه
و یکمک یاهریغتم
روظنم هب ییاسانش
طابترا دنور و دوجو .دش هدافتسا یگتسبمه بیرض زا یکمک یاهریغتم اب شراب نیب
هدمآ تسدب جیاتن هب هجوت اب
یفنم یگتسبمه ینعم
یراد نیمز حطس یامد نیب (
هداد اب )LST
هدهاشم شراب یاه ( دیدرگ
81**
/ 0 -
= لودج( )r
2 ).
ناشن هک هدنهد
ا رد امد شهاک رثا رد شراب شیازفا یم ناتس
نییاپ یامد اب قطانم رگید ترابع هب ،دشاب .دنتسه یرتشیب یگدنراب یاراد رت
ک هتبلا امد شها
یم هارمه عافترا شیازفا اب لاومعم ناتسا رد یم نیاربانب دشاب
ادیپ شیازفا یگدنراب و شهاک امد ،عافترا شیازفا اب هک تشاد راظتنا ناوت
یم ( دنک
Zanjani et al., 2019
.)
Kavoi et al. (2013)
ینعم طابترا اقیرفآ برغ رد شرازگ یگدنراب و نیمز حطس یامد نیب یفنم راد
کاخ رد و فیعض یلگنج یضارا رد طابترا نیا .تسا هدوب توافتم نیمز ششوپ عون هب هتسب هک دندومن .تسا هدوب رتلااب ،ششوپ دقاف یاه
هداد هکبش یاه شراب یا
اب ار یگتسبمه نیرتشیب LMP
هاگتسیا شراب یروط هب ،دنشاد اه
هک گتسبمه ی نیب هداد یاه شراب وLMP
هاگتسیا اب ربارب و تبثم ،ینیمز یاه 85
/ 0
** ( 85 / 0 دمآ تسدب )r=
لودج(
2 ،) ناشن هک هداد نیا یلااب تیلباق هدنهد شراب دروآرب رد یاه
قطانم دقاف هاگتسیا یجنساراب یاه هک داد ناشن جیاتن نیا هتبلا .تسا
هداد یعقاو ریداقم زا هدافتسا هکبش یاه
ببس تسا نکمم شراب یا
یاطخ داجیا 15
و دوش هداد دقاف قطانم شراب دروآرب رد یدصرد تسا زاین
هداد نیا هک نیا هداد زا هدافتسا اب اه
.دنوش یجنساو ینیمز یاه
ریغتم نیب تبثم یگتسبمه هب هجوت اب
NDVI
هداد و هاگتسیا شراب ی نیمز یاه
( 76**
/ 0 )r=
لودج(
2 ) یم رب یگدنراب ریثات .درب یپ ناوت
.تسا هدوب هظحلام لباق ناهایگ ششوپ دشر
2019( et al.) Zanjani
هطبار ی ب ی ن صخاش اهرتماراپ و NDVI
ی گدنراب ی ار نعم ی اد ر
شرازگ دندومن
. (2013) al
et Chou
زین نعم هطبار ی راد
**( ی 75 / ) r=
بی ن م ی گنا ی ن شراب وNDVI
م دندروآ تسدب هناها .
یموقر هشقن
یعافترا
DEM(
ینعم و تبثم طابترا یگدنراب اب )
( یراد 76**
/ 0 یم هک داد ناشن ار )r=
یگدنراب رب تاعافترا تاریثات زا یشان ار نآ ناوت
سا یبونج یضارا هک یلاح رد ،دنتسه شراب نیرتشیب و عافترا نیرتشیب یاراد ناتسا لامش یناتسهوک قطانم .تسناد ات
یرتمک عافترا هک ن
یم زین یرتمک شراب یاراد دنراد .دنشاب
هعلاطمرد ی
2015( Kavian et al. ) Hakim Khani et al. (2010); Niknami et al. (2014);
