پایش خشکسالی با تصاویر MODIS در گوگل ارث انجین

خشکسالی یکی از بالایای طبیعی است که در همه شرایط اقلیمی و جغرافیایی میتواند رخ دهد. اگر بخواهیم یک تعریف ساده از خشکسالی ارائه دهیم، خشکسالی شرایط است که در آن بارش منطقه کمتر از دراز مدت می باشد. یعنی در شرایط اقلیمی مرطوب نیز امکان رخ دادن آن وجود دارد. شاخص ها و تکنیک های مختلف با استفاده از سنجش از دور در زمینه شناسایی خشکسالی وجود دارد. در آموزش پایش خشکسالی با تصاویر MODIS در گوگل ارث انجین با استفاده از سه شاخص VCI, TCI وVHI خشکسالی مورد بررسی قرار گرفته است.

خشکسالی یا  drought

خشکسالي یکي از پدیده‌های آب و هوایي است که در همه شرایط اقلیمي و در همه مناطق کره زمین به وقوع مي‌پیوندد. که يك عارضه طبيعي غير قابل پيش‌بيني مي‌باشد كه منشأ آن نقصان بارندگي در يك منطقه است. این پدیده یک دوره پیوسته و پایدار (از چند ماه تا چند سال) است که در این دوره مقدار آب موجود در منابع آبی منطقه به حد قابل توجهی کاهش می‌یابد و دچار کمبود می‌شود.

هدف کلي پایش خشکسالي، تهیه و تامین اطلاعاتي است که مردم و سازمان های مسئول در جهت انجام فعالیت‌هایي که باعث افزایش ضریب اطمینان برنامه‌ریزی‌ها و کاهش خسارت‌های ناشي از خشکسالي مي‌شوند را تشویق کند. اکثر اکوسیستم‌های پایش خشکسالي عمدتا بر مبنای داده‌های هواشناسی استوار است. این سیستم‌ها به عنوان مرحله نخست در ارزیابي خشکسالي نقش ارزشمندی را ایفا مي‌کنند.

ویژگی های دوره آموزشی پایش خشکسالی با تصاویر MODIS در گوگل ارث انجین

عنوان: شناسایی و پایش خشکسالی در گوگل ارث انجین با سنجنده مودیس

تصاویر: مودیس، MODIS

نرم افزار: سامانه گوگل ارث انجین

محصول: دانلودی

مدرس: مهندس آرمان صمدی

کد آماده دارد

موارد آموزش داده شده در محصول پایش خشکسالی با تصاویر MODIS در گوگل ارث انجین

آموزش فراخوانی تصاویر حرارتی مودیس

آموزش اعمال فیلترهای زمانی و مکانی

آموزش محاسبه پارامتر آماری حداکثر و حداقل

آموزش محاسبه شاخص خشکسالی VCI

آموزش محاسبه شاخص خشکسالی TCI

آموزش محاسبه شاخص خشکسالی VHI با تکنیک خاص

آموزش کار با تابع temporalCollection

آموزش محاسبه VHI  به صورت سری زمانی 16 روزه، ماهانه و سالانه

آموزش خروجی گرفتن از تصاویر به صورت میانگین و دیتاست

آموزش تهیه نقشه سری زمانی در قالب نمودار و فایل تیف

آموزش تهیه نقشه خشکسالی بر اساس آستانه در ارث انجین

بررسی پیامد و تاثیرات خشکسالی

خشکسالی تأثیرات و پیامدهای گسترده‌ای بر محیط زیست، اقتصاد، اجتماع و سلامت انسان‌ها دارد. در ادامه به برخی از این تأثیرات و پیامدها اشاره می‌شود و لازم است با توجه به این پیامد ها از تکنکیک های سنجش از دوری برای شناسایی و پایش خشکسالی استفاده شود. در زیر به صورت خلاصه پیامدها بررسی شده است.

کمبود آب

خشکسالی باعث کاهش تأمین آب شرب و آبیاری مزارع می‌شود. این موضوع به تدریج به کاهش تولید محصولات کشاورزی و کمبود منابع آبی منجر می‌شود.

کاهش عملکرد محصولات کشاورزی

کشاورزی به طور مستقیم به آب نیاز دارد. خشکسالی می‌تواند منجر به کاهش عملکرد محصولات کشاورزی شود که این موضوع می‌تواند به بحران غذایی منجر شود.

افت کیفیت آب

با کاهش جریان‌های آبی در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها در دوران خشکسالی، کیفیت آب نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرد. این افت کیفیت آب ممکن است به کاهش تأمین آب شرب و آبیاری مناطق شهری و روستایی منجر شود.

کاهش تولید انرژی

در اکثر نیروگاه‌ها برای تولید برق از آب بهره می‌برند. خشکسالی می‌تواند منجر به کاهش تولید انرژی در نیروگاه‌های برق آبی شود.

از دست رفتن تنوع زیستی

خشکسالی می‌تواند به کاهش تنوع زیستی و از دست رفتن گونه‌های گیاهی و حیوانی منجر شود که به طور مستقیم به تخریب محیط زیست و اختلال در سیستم‌های زیستی منطقه انجام می‌پذیرد.

افزایش کمبود منابع طبیعی

خشکسالی منابع طبیعی مثل جنگل‌ها و مرتع‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد و ممکن است منجر به کاهش تدریجی این منابع و افزایش کمبود منابع طبیعی شود.

تأثیرات بر سلامت

خشکسالی می‌تواند به کاهش کیفیت هوای منطقه و افزایش آلودگی هوا منجر شود، که این مسئله ممکن است به افزایش بیماری‌های تنفسی و مشکلات سلامت عمومی منجر شود.

تأثیرات اجتماعی

خشکسالی می‌تواند به کاهش اشتغال و افزایش بیکاری در مناطق کشاورزی و به اختلافات بین اقوامی و اجتماعی منجر شود.

کاهش امنیت غذایی

افزایش خشکسالی‌ها ممکن است منجر به کاهش تولید محصولات کشاورزی و افزایش قیمت‌های غذایی شود، که این موضوع به کاهش امنیت غذایی و افزایش قحطی غذایی منجر می‌شود.

شاخص های سنجش از دور سنجنده مودیس

در این مطالعه سه شاخص مختلف مورد استفاده قرار گرفته است.

Vegetation condition index (VCI)

Temperature condition index (TCI)

Vegetation Health Index (VHI)

شاخص شرایط گیاهی(VCI)

برای مناطق رویشی، تغییرات NDVI مربوط به آب و هوا کمتر از اکوسیستم تاثیر می‌پذیرد و اثرات خشکسالی بر روی گیاهان به طور مستقیم از داده NDVI قابل شناسایی نیست. از این رو، در سال 1995شاخص شرایط پوشش گیاهی (vegetation condition index) را برای کنترل تفاوت‌های محلی در بهره‌وری از اکوسیستم را توسعه داد. فرض VCI برای نظارت بر خشکسالی این است که پوشش گیاهی بوسیله تغییرات آب و هوایی تحت تاثیر قرار می گیرد. شاخص VCI تنش خشکی روی گیاه نسبت به NDVI بهتر نمایش می‌دهد.

شاخص درجه حرارت (TCI)

در جریان خشکسالی، سطح زمین شاهد یک استرس حرارتی است. از این رو، برای تعیین پدیده خشکسالی از شاخص شرایط دما (Temperature Condition Index)، که یک شاخص استرس حرارتی مربوط به دما، مبتنی بر سنجش از دور بود پیشنهاد شده است. این شاخص فرض می‌کند که رویداد خشکسالی رطوبت خاک را کاهش می‌دهد و باعث ایجاد تنش گرمایی در سطح زمین می‌شود و در سال خشکسالی LST بالاتر از همان ماه سال‌های عادی است.

شاخص سلامت گیاهی VHI

شاخص سلامت گیاهی یا Vegetation Health Index (VHI) یک شاخص مهم در زمین‌شناسی مرتبط با مطالعه و نظارت بر سلامت گیاهان و پوشش گیاهی در مناطق مختلف جهان است. این شاخص به طور گسترده در برنامه‌ها و تحقیقات مرتبط با مدیریت منابع طبیعی، کشاورزی، زراعت، پیش‌بینی خشکسالی و بلایای طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تهیه نقشه های خشکسالی

بر اساس مقدار هر شاخص در آستانه های مختلف قرار خواهند گرفت. برای نمونه برای شاخص VCI مقادیر که زیر 0.1 هستند دارای خشکسالی بسیار شدید هستند (آستانه ها در رفرنس های آموزش ارائه شده است) به صورت کلی بر اساس این آستانه ها 5 کلاس مختلف داریم. در این آموزش کلاس های مختلف در د اخل سامانه ارث انجین استخراج شده و کد های ان در اختیار شما عزیزان قرار خواهد گرفت.

آموزش هایی که برای شما مفید است

آموزش جامع کار با تصاویر MODIS  در گوگل ارث انجین

پایش خشکسالی با تصاویر لندست 8 در گوگل ارث انجین