شناسایی و پایش تغییرات پهنه های آبی با استفاده از آستانه گذاری ابتکاری شاخص های طیفی؛ مطالعه موردی: خلیج گرگان و تالاب میانکاله

خلیج گرگان و تالاب میانکاله از مهم ترین پهنه های آبی ایران، نیازمند نظارت مستمر و پایش تغییرات مساحت آبی هستند. با توجه به چالش های موجود در تهیه نقشه پهنه آبی از تصاویر ماهواره ای نوری (ابر و سایه) و عدم وجود رویکرد آستانه گذاری قابل اطمینان برای استخراج زمانی- مکانی پهنه آبی، مطالعه حاضر عملکرد شاخص های طیفی NWI، EWI، MNDWI و WRI مستخرج از تصاویر ماهواره ای سنتینل-۲ در بازه زمانی ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴ را به تفکیک فصول مختلف مورد بررسی قرار داده است. هدف اصلی تحقیق حاضر، به کارگیری ابتکاری الگوریتم آتسو لبه به منظور پایش دقیق تغییرات مساحت پهنه های آبی و مقایسه عملکرد آن با شاخص های طیفی مختلف است. بنابراین، مشارکت تحقیق حاضر، به کارگیری الگوریتم آتسو لبه و تهیه نقشه پهنه آبی به صورت سری زمانی در مقیاس فصلی است. نتایج ارزیابی کمی صحت استخراج پهنه های آبی با استفاده از شاخص های طیفی نشان داد که شاخص طیفی WRI با صحت کلی ۹۹ درصد و ضریب کاپای ۰.۹۹ بیش ترین صحت و شاخص MNDWI با صحت کلی ۹۸ درصد و ضریب کاپای ۰.۹۶ کم ترین صحت را در حالت استفاده از آستانه بهینه ثبت کرده اند. همچنین، در شرایط اعمال حدود آستانه پیش فرض، شاخص های طیفی WRI و NWI به ترتیب با صحت های کلی ۹۴ درصد و ۸۶ درصد و ضرایب کاپای ۰.۸۸ و ۰.۶۵، بیش ترین و کم ترین صحت ها را ثبت کرده اند. با توجه به نتایج کسب شده، میانگین سالانه مساحت آبی محدوده خلیج گرگان و تالاب میانکاله در محدوده زمانی مطالعاتی به ترتیب برابر با ۳۹۹.۷۳، ۳۸۱.۵۲، ۳۷۴.۱۸، ۳۵۷.۹۹، ۳۱۱.۶۳ و۲۹۳.۶۰ کیلومترمربع بوده است. لذا، تغییرات سالانه در این مدت به ترتیب معادل ۴.۵۵-%، ۱.۹۲-%، ۴.۳۲-%، ۱۲.۹۴-% و ۵.۷۸-% ثبت شده است. براساس تحلیل مساحت پهنه آبی از سال ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۴، یک الگوی نزولی در این منطقه حاکم بوده و میزان کاهش در سال ۲۰۲۲ شدیدتر از سال های دیگر به ویژه در تالاب میانکاله برآورد شده است.

کلیدواژه ها:

سنجش از دور ، گوگل ارث انجین ، استخراج پهنه آبی ، شاخص های طیفی ، آستانه گذاری ، خلیج گرگان ، تالاب میانکاله