GIS and Remote Sensing (RS) Capability in the Extraction of Watershed and their Sub-Basins Cace Study: Asgar Khanlu Watershed

(1)

1

تیلباق و GIS

رود زا شجنس RS (

) وح جارختسا رد ض

زیخبآ ه هضوحریز و

-

نآ هب طوبرم یاه

ولناخ رگسع زیخبآ هضوح :یدروم هعلاطم

تیاده تماهش

1

یفیس گنشوه ،*

، 2

یزبس یدهم

3

لوا هدنسيون تاصخشم

1 و -*

:لووسم هدنسيون یرتکد یوجشناد

،یزرواشک هورگ ،تعارز شيارگ یزرواشک هاگشناد

سراپ دحاو یملاسا دازآ دابآ

،

[email protected]

مود هدنسيون تاصخشم

2 - شجنس دشرا سانشراک رودزا

شجنس هورگ ، همانرب و ایفارغج ،رودزا

،یزير هاگشناد زيربت ،

[email protected]

هدنسيون تاصخشم موس

شجنس دشرا سانشراک رودزا

شجنس هورگ ، همانرب و ایفارغج ،رودزا

،یزير هاگشناد زيربت

،

[email protected]

هضوح جارختسا خبآ یاه

رد ،عافترا یموقر لدم زا زی ArcMap

هب شور هب تبسن قیقد و بسانم شور کي ناونع یحاسم یاه

هشقن یتسد یبايزرا و یميدق یم هتخانش کیفارگوپوت یاه

دوش . رازبا Hydrology مرن یاهرازبا زا یکي

رازفا ArcMap ا

یارب هک تس

هضوح زرم نتسب خبآ یاه

لدم و زی هضوح لخاد بآ نايرج یزاس یم هدافتسا هطوبرم یاه

هداد زیلانآ هب رداق رازبا نيا .دوش یموقر یاه

،عافترا هب زیخبآ هضوح یکيژولوردیه خساپ ساسارب هضوح زرم و یشکهز یاهریسم میسرت ،زیخبآ هضوح یفارگويزیف تایصوصخ دروآرب

یم یگدنراب .دشاب

،انبم نیمهرب هضوح جارختسا و میسرت رضاح قیقحت فده

زیخبآ و هضوحريز رازبا زا هدافتسا اب ،نآ هب طوبرم یاه

Hydrology یم

دشاب . لین یارب رازبا زا هدافتسا اب ،فده نيا هب

Hydrology هدنجنس زا لصاح عافترا یموقر لدم و

Aster

، زرم

هضوح خبآ یاه ش هتسب زی نآ نایم زا و هد

، خبآ هضوح رگسع زی

.دش باختنا ولناخ لسکیپ ،یعمجت نايرج هشقن زا هدافتسا اب ،تياهن رد

یاه

،نآ قيرط زا و هدش صخشم تشابنا رثکادح یاراد هضوحريز

یاه A-1, A-2, A-3, A-int

، رگسع زیخبآ هضوح تسا ولناخ

خ .ديدرگ جار

زیخبآ هضوح یرصب ریسفت هدش جارختسا

هضوحريز و یاه

هب طوبرم نآ

وگ رد گ ل را یموقر لدم و ثرا عافت

هب هجیتن هک داد ناشن تسد

اذل .تسا رادروخرب یيلااب رایسب تقد زا هدمآ

، یم داهنشیپ هک دوش

و هعلاطم تهج تسد

هب ،نیمز لکش تاعلاطا هب یباي جارختسا یاج

هضوح رازبا زا یتسد و یتنس شور هب اه Hydrology

مرن رازفا ArcMap .دوش هدافتسا

ژاو ناگ :یدیلك ،زیخبآ هضوح ،GIS

ArcMap ،

Hydrology

، شجنس ( رودزا ،)RS رگسع ولنااخ

1 - همدقم خبآ هضوح

1زی یراج و هتفاي شراب بآ مامت هک تسا یکشخ کي زا یشخب هچنآ اب .دسرب یياهتنا هطقن کي هب نآ رد هدش

یم دش فيرعت هک نيا هب ناوت

هضوح لخاد هک دیسر هجیتن خبآ یاه

هناخدور ،زی هداج ،اه

لگنج ،اه رارق زین اهرهش یتح و اه

( دنراد K.Jha K.Verm و

، 2112 .) خبآ هضوح یتقو دنراب زی

یم تفايرد ار یگ هب ندیسر زا لبق ،یگدنراب زا یتمسق ،دنک

ههاربآ هکبش هب هضوح حطس یور ،اه

یحطس نايرج کي تروص یم یراج 2

نايرج نيا سپس .دوش لیکشت و هدش عمج اه

1Watershed

2Overland flow

(2)

2

جراخ زکرمت اي یجورخ هطقن زا اتياهن و هداد ار یلصا هناخدور یم

( دوش ،ناراکمه وLama

2112 .) هضوح ره زرم خبآ

طخ ،زی -

طخ ،نآ هدننکادج یاهزرم ،دنشاب مه رانک هضوح ود رگا ینعي ،تسا نآ تاعافترا سأرلا لشا نياربانب .تسا تاعافترا سأرلا

لیلحت هک یناکم ژولوردیه یاه

یم ماجنا نآ یور کي خبآ هضوح ،دوش

زی تسا نآ زا یشخب اي Gopinath(

،ناراکمه و 2112

.)

رب نیمز لکش دروم رد تاعلاطا هنیمز زا یرایسب یا

همانرب دننام ،اه هقطنم یزير

لگنج ،یزرواشک ،یا دیفم یرادزیخبآ و یراد

ینچمه و هقطنم کي رد نآ رییغت هوحن و بآ نايرج یگنوگچ زا یهاگآ ،انبم نیمهرب .تسا هضوح زرم ندش صخشم ن

یاه

خبآ یم زی دنکب کمک هنیمز نيا رد دناوت Padilla(

،ناراکمه و 2112

) ArcMap . هعومجمريز زا یکي

و یدربراک رایسب یاه

مرن هعومجم یساسا رازفا

Arc GIS for Desktop عمج تیلباق هک تسا

هریخذ ،یروآ ،لیلحت ،رییغت ،یبايزاب ،تيريدم ،یزاس

لدم یم اراد ار و یناکم تاعلاطا شيامن و یزاس دشاب

جارختسا هضوح خبآ یاه زی رد ،عافترا یموقر لدم زا ArcMap

هب ناونع

شور هب تبسن قیقد و بسانم شور کي هشقن یتسد یبايزرا و یميدق یحاسم یاه

یم هتخانش کیفارگوپوت یاه ( دوش

De

and Feldman ،

1991 .) رازبا Hydrology مرن یاهرازبا زا یکي

رازفا ArcMap هک تسا

یارب هضوح زرم نتسب خبآ یاه

زی

و لدم بآ نايرج یزاس هضوح لخاد

هطوبرم یاه سا

یم هدافت .دوش

هداد زیلانآ هب رداق رازبا نيا دروآرب ،عافترا یموقر یاه

هب زیخبآ هضوح یکيژولوردیه خساپ ساسارب هضوح زرم و یشکهز یاهریسم میسرت ،زیخبآ هضوح یفارگويزیف تایصوصخ یم یگدنراب رضاح قیقحت زا فده .دشاب

جارختسا و میسرت زیخبآ هضوح

ولناخرگسع هضوحريز و

،نآ هب طوبرم یاه اب

زا هدافتسا

رازبا Hydrology یم

دشاب .

2 - هعلاطم دروم هقطنم یياایفارغج تاصتخم اب ولناخرگسع زیخبآ هضوح

"

'24

˚12 22 اات

"

'12

˚21 22 و یقراش لواط

"

'12

˚24 14 اات

"

11

11' 19˚ رد یلامش ضرع لامش

،لیبدرا ناتسا برغ نیب

ناتاسرهش و یامرگ یااه

نیکاشم عاقاو رهاش لکاش( تاسا هداش

1 .)

دودح هضوح تحاسم 22144

راتکه یم شیب هک دشاب شخب رت

یاه بونج یقرش برغ ات یم لیکشت تاعافترا ار دانهد

ناايرج .

یم جراخ هضوح لامش تمس زا و هتفرگ همشچرس تاعافترا نيا زا بآ هب هضوح بیش و عافترا نیگنایم .دوش

بیترت 421 و راتم

4112 یم دصرد .دشاب

لکش ( 1 هعلاطم دروم هقطنم تیعقوم )

(3)

3

3 - شور و داوم اه

3 - 1 - هداد هدافتسا دروم

یارب ةیهت ريز و زیخبآ هضوح جارختسا و هضوح

هب طوبرم یاه هقطنم

دروم هعلاطم زا هداد عافترا یموقر لدم هدنجنس1

Aster² هراوهام ، Terra

کیکفت تردق اب 2

/ 22 هدافتسا رتم هدش

تسا . هداد هراوهام تمرف هب یا Geo TIFF

تياس زا

USGS¹ دش هیهت

ادتبا هک حیضوت نيا اب ، نیمز نامزاس زا زاین دروم ريواصت

تفايرد طوبرم تياس زا و تساوخرد اکيرمآ یسانش

لودج( دش 1

.) یارب قیقحت نيا رد هدامآ

یزاس شزادرپ ، ريواصت

و یجورخ نتفرگ هشقن یاه یياهن زا مرن رازفا ArcMap

10.4.1 هدافتسا ديدرگ .

(لودج 1 تاصخشم) هداد

قیقحت رد هدش هدافتسا

هراوهام هدنجنس

فيدر رذگ

کیکفت تردق خيرات

انبم تاحیحصت حطس

Terra Aster

14 22

2 / 22 -

WGS84 LIT

3 - 2 - زیخبآ هضوح جارختسا

3 - 2 - 1 - یارجا Fill Sinksعبات

هچانچ نوماریپ یلسکیپ ،ار لسکیپ نآ رد بآ ،دننک هطاحا رتلااب یعافترا موقر اب یاه لسکیپ

یم هلت هب هب رداق و دتفا

نايرج ( دوب دهاوخن Lawrence

و Czajkowski

، 2111 .) عبات زا انبم نیمهرب Fill Sinks

هلاچ ندرک رپ یارب یاه

یم هدافتسا کچوک .تسا لکشم نيا هدننک فرطرب و دوش

ArcToolbox> Spatial Analyst Tools> Hydrology> Fill

3 - 2 - 2 - یارجا نایرج تهج عبات

4

طسوت راب نیلوا نايرج تهج موهفم وMark

Oaklagan لاس رد

1942 هب طاسوت اداعب و ،دش هتفرگ راک Johnson

و

Dominic لاس رد

1944 هدافتسا یرتسر لدم کي زا ههاربآ هکبش و هضوح زرم نییعت یارب ديدرگ

ناايرج تاهج عباات نايا .

ره حطس یور ار بآ لسکیپ

هب راک نيا .دنک یم نییعت شیب تهج نییعت هلیسو

ره زا بیش نيرت لسکیپ

هب لسکیپ روااجم یاه

ماجنا نآ یم دوش ( Lawrence و

Czajkowski

، 2111 ) لکش . 2 هب یام شياامن ار عباات نايا درکلمع کیتامش تروص .داهد

نيا یارجا زا لصاح یجورخ هيلا ،عبات

شزرا هک تسا یرتسر یا زا کي ره

لسکیپ نااشن نآ یاه نآ رد ناايرج تاهج هدانهد

لسکیپ یم دشاب لکش(

1 .) ArcToolbox> Spatial Analyst Tools> Hydrology> Flow Direction

1DEM (Digital Elevation Model)

2Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer

3United States Geological Survey

4Flow Direction

(4)

4

( لکش 2 عبات درکلمع هوحن ) نایرج تهج

( Flow Direction )

( لکش 3 ( نایرج تهج هشقن ) Flow Direction

)

3 - 2 - 3 - عبات یارجا

1هضوح

هعومجم نتفاي یارب نايرج تهج هيلا زا هدافتسا اب عبات نيا زا یا

لسکیپ تم یاه هب لص خبآ هضوح کي هب قلعتم هک مه زی

یم ماجنا ار لیلحت و هيزجت لمع ،دنتسه دهد

لکش(

2 .)

ArcToolbox> Spatial Analyst Tools> Hydrology> Basin

1Basin

(5)

5

لکش ( 4 ) ( هضوح هشقن Basin

)

لکش 2 هضوح یم شيامن ار عافترا یموقر لدم یور زا هدش جارختسا یاه هضوح زا یکي یياهن هجیتن زا سپ .دهد

اانب ااه

باختنا ققحم زاین هب یم

دوش یسررب و هعلاطم دروم ات یدعب یاه

زایخبآ هاضوح قایقحت نيا رد .دریگ رارق رگاسع

ولناخ تاهج

هضوحريز جارختسا یاه

.ديدرگ باختنا نآ هب طوبرم

3 - 3 - هضوحریز جارختسا

1

3 - 3 - 1 - یعمجت نایرج عبات یارجا

2

نيا یم هبساحم لسکیپ ره رد ار یعمجت نايرج رادقم نايرج تهج هيلا قيرط زا عبات هب .دنک

ناايرج تهج ريداقم رگيد ترابع

هب ناونع تحت و هدش هبساحم لسکیپ ره رد یعمجت تروص Flow Accumulation

مرن رد رازفا ArcMAp یام جارختاسا

-

( ددرگ Rathore و

ناراکمه ، 2114 هيلا ،عبات نيا یارجا زا لصاح یجورخ .) لسکیپ زا کي ره شزرا هک تسا یرتسر یا

یااه

ناشن نآ لسکیپ یعمجت دادعت هدنهد یاه

تکراشم تسدلااب یم لسکیپ نآ نايرج دادخر رد هدننک

دشاب لکش(

2 ).

ArcToolbox> Spatial Analyst Tools> Hydrology> Flow Accumulation

1Sub-basin

2Flow Accumulation

(6)

6

( لکش 5 یعمجت نایرج هشقن ) Flow Accumulation (

)

3 - 3 - 2 - عبات یارجا Snap Pour Point

عبات یارجا زا لبق Snap Pour Point

، لسکیپ زا هتسد نآ ،زیخبآ هضوح لخاد یعمجت نايرج هشقن یسررب قيرط زا -

تبسن هک ار یياه لسکیپ هب

رارق یياسانش دروم دنرادروخرب بآ نايرج تشابنا رثکادح زا دوخ فارطا یاه هتفرگ

و یليااف پیش

هب تروص لسکیپ زا کي ره یور رب طاقن دايز تشابنا یاراد یاه

یم داجيا دوش . هب یعمجت نايرج هيلا و طاقن نيا قيرط زا تاسد

لسکیپ زا کي ره یارب هدمآ هب اه

عبات هناگادج تروص Snap Pour Point

یم ارجا لاسکیپ راهچ هعلاطم دروم هضوح رد .دوش

لسکیپ نيا قيرط زا و هدش یياسانش تشابنا رثکادح یاراد هب هطقن راهچ اه

عباات و دايدرگ دااجيا ازاجم تروص Snap Pour

Point نآ زا کي ره یارب ح رد هضوحريز راهچ هک تسانعم نيدب نيا .دش ارجا اه

هاتفرگرارق یياسانش هعلاطم دروم زیخبآ هضو

.دش دهاوخ جارختسا و ArcToolbox> Spatial Analyst Tools> Hydrology> Snap Pour Point

3 - 3 - 3 - عبات یارجا Watershed

لسکیپ هعومجم عبات نيا یام نییعت ،دنراد رارق تشابنا رثکادح یاراد لسکیپ تسدلااب رد هک ار یياه

اراب .دانک ی

اراجا عباات ی

Watershed و نايرج تهج هيلا ود زا

Snap Pour Point یام هدافتسا

لکاش .دواش 4

هاضوحريز رد هداش جارختاسا یااه

یم شيامن ار هعلاطم دروم زیخبآ هضوح .دهد

(7)

7

( لکش 6 هضوحریز ) خ رگسع هضوح هدش جارختسا یاه

ولنا

- هجیتن گ ی یر

یهاگآ هنیمز زا یرایسب یارب نیمز لکش دروم رد همانرب دننام ،اه

هقطنم یزير لگنج ،یزرواشک ،یا

یرادزیخبآ و یراد

،انبم نیمهرب .تسا دیفم هضوح زرم ندش صخشم

هضوحريز و اه هجیتن رد و یسررب و هعلاطم تهج نآ هب طوبرم یاه

یم هنیمز نيا رد ماق نیلوا نیمز لکش تاعلاطا هب یبایتسد .دشاب

هضوح جارختسا خبآ یاه

وقر لدم زا زی رد ،عافترا یم

ArcMap هب

شور هب تبسن قیقد و بسانم شور کي ناونع هشقن یتسد یبايزرا و یميدق یحاسم یاه

کیفارگوپوت یاه

یم هتخانش دوش

رضاح قیقحت رد ساسا نیمه رب . رازبا زا هدافتسا اب

Hydrology هدنجنس زا لصاح عافترا یموقر لدم و

Aster هضوح زرم ، و هدش هتسب زیخبآ یاه

هشقن زا هدافتسا اب ،تياهن رد .دش باختنا ولناخرگسع زیخبآ هضوح ،نآ نایم زا

لسکیپ ،یعمجت نايرج هضوحريز ،نآ قيرط زا و هدش صخشم تشابنا رثکادح یاراد یاه

یاه A-1, A-2, A-3, A-int ،

هضوحريز و هدش جارختسا زیخبآ هضوح یرصب ریسفت .ديدرگ جارختسا ولناخرگسع زیخبآ هضوح یاه

لوگ رد نآ هب طوبرم و ثرا

هب هجیتن هک داد ناشن عافترا یموقر لدم یم داهنشیپ ،اذل .تسا رادروخرب یيلااب رایسب تقد زا هدمآ تسد

هعلاطم تهج هک دوش

تسد و هب ،نیمز لکش تاعلاطا هب یباي هضوح جارختسا یاج

رازبا زا یتسد و یتنس شور هب اه Hydrology

مرن رازفا

ArcMap افتسا

.دوش هد

هدافتسا دروم عبانم

1. Czajkowski, K. and Lawrence, P. L. 2013. GIS and Remote Sensing Applications for Watershed Planing in the Maumee River Basin, Ohio, In Geospatial Tools for Urban Water Resource (pp. 131-144), Springer Netherlands, Biotechnology, 8(1): 29-36.

2. De, V., and Feldman, A.D., 1993. Review of GIS Applications Hydrologic Modeling, J. Water Resource Planing and Management, 119(2): 246-261.

3. Gopinath, G., Swethe, T. v. and Ashitha, M. K. 2014. Automated Extraction of Watershed Boundery and Drainage Network from SRTM and Comparson with Survey of India Toposheet, Arabian Journal of Geosciences, 7(7): 2625-2632.

4. Lama, T. D., Singh, R. K., Saikia, U. S. and Satapathy, K. k. 2015. Geomorphometric Analysis of a Hilly Watershede in North East India, International Journal og Agriculture, Environment and Biotechnology, 8(1):

29-36.

5. K.Verma, A., K.Jha., 2017. Extraction of Watershed Characteristics Using GIS and Digital Elevation Model, International Journal of Engineering Scinene Invention, 6(7): 1-6.

(8)

8

6. Padilla, R. F. Q., Vrisologo, E. S., Romarate, I. I., Rodolfo, A. and Vedra, S. A. 2015. Analysis of Vegetation Degardation Using GIS and Remote Sensing at Lake Mainit Watershed, Philippines, Advances in Environmental Sciences, 7(3): 409-414.

7. Rathore, R., Kumar, V., Ranjan, A., Tiwari, SH., Geswami, A. and Agwan, M. 2018. Extraction of Watershed Characteristics Using GIS and Digital Elevation Model, International Journal of Research in Engineering, Science and Management (IJRESM), 1(4): 62-65.

GIS and Remote Sensing (RS) Capability in the Extraction of Watershed and their Sub-Basins

Cace Study: Asgar Khanlu Watershed

Abstract

The extraction of watersheds from the digital elevation model, in ArcMap is known as a proper and accurate methodology of old landmarking techniquse and manual assessment of topological maps. Hydrology tool is one of the ArcMap software tools used to close the watershed boundary and water flow modeling within the relevant basins. This tool is capable of analyzing digital elevation data, estimating physiographic charactreistics of the watershed, plotting drainage routes and basin boundaries based on hydrologic response of the watershed to rainfall. Based on this, the purpose of this research is to draw and extract watershed and their sub-basins using the Hydrology tool. In order to achieve this goal, using Hydrology tool and the digital elevatiom model of the Aster sensor, the boundary of the watersheds was closed and from among them, Asgar Khanlu watershed was selected. Finally using the Flow Accumulation map, the maximum accumulation of pixels was determined and through it, the sub-basins of A-1, A-2, A-3, A-int, Asgar Khanlu watershed were extracted. The visual interpretation of the watershed extracted from the sub-basin in Googel Earth and the digital elevation model showed that the result obtained is very high. Therefore, it is suggested that ArcMap software is used to study and access the landform information, instead of extracting the basins in a traditional and manuual way.

Keywords: Watershed; GIS; ArcMap; Hydrology; Remote sensing (RS); Asgar Khanlu