بررسي غلظت رسوب معلق در دلتاي هنديجان با استفاده از تكنيك سنجش ‌از‌ دور

Determination of suspended load concentration in Hendijan Delta using remote sensing technique

بررسي غلظت رسوب معلق در دلتاها يكي از مهمترين مباحث محيط زيستي و مهندسي در دريا محسوب مي‌شود. الگوي پخش رسوب معلق نزديك سواحل را مي­‌توان با توجه به توپوگرافي بستر و نوع جريان­‌هاي غالب منطقه، به‌وسيله نمونه‌برداري از رسوب معلق دريا و تركيب آن با محصولات سنجش از دور پيدا كرد. اين نوشتار دستاورد پژوهشي است كه هدف آن تعيين الگوريتم حاكم بر غلظت رسوب معلق سطحي با استفاده از تصاوير ماهواره لندست 8، OLI و داده‌هاي ميداني در دلتاي هنديجان در شمال غربي خليج فارس بوده است. براي اين منظور، هم‌زمان با عبور ماهواره لندست 8 در تاريخ­‌هاي اول اسفند 1394 و 18 بهمن 1395، نمونه‌برداري از آب و رسوب در بيش از 60 ايستگاه انجام شد و محدوده تغييرات غلظت رسوب معلق در دلتاي هنديجان (740-0) اندازه‌­گيري شد. پس از تصحيح هندسي و اتمسفري تصاوير SWIR ماهواره لندست 8، OLI، روابط مقادير غلظت رسوب معلق با كميت بازتاب‌­هاي تصاوير فوق مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه همبستگي بالايي بين غلظت رسوب به‌دست آمده و بازتابش سطحي در نوارهاي 4 و 5 ماهواره لندست 8 وجود دارد. با استفاده از آزمون‌هاي آماري و آزمودن بيش از 50 معادله، نوع الگوريتم حاكم بر غلظت رسوب معلق تعيين شد. بهترين الگوريتم با تركيب نوار 4 و نوار 5 ماهواره لندست 8 و از نوع نمايي انتخاب شد. ضريب همبستگي پيرسن r=0.93 و ميزان جزر ميانگين ريشه مربعات خطا و خطاي نسبي به‌ترتيب 28.12=RMSE و 34.24=PRMSE درصد به‌دست آمد. پس از اعمال الگوريتم به‌دست آمده بر تصاوير ماهواره­اي، نقشه پراكندگي رسوب معلق سطحي در دلتاي هنديجان حاصل شد. طبق اين نتايج، غلظت رسوب معلق در نزديك ساحل هنديجان مقدار بالايي دارد و با دور شدن از ساحل، مقدار رسوب معلق كاهش مي‌يابد. ميزان اين تغييرات از مناطق نزديك به ساحل دلتا تا فاصله پنج كيلومتري به سمت دريا، حدود 2800 mgl-1 تا 20 mgl-1 در تاريخ اول اسفند 94 و 800 mgl-1 تا 15 mgl-1 در تاريخ 18 بهمن 95 برآورد شد. نتيجه اين‌كه تصاوير لندست 8، OLI براي محاسبه غلظت رسوب معلق در دلتاي هنديجان بسيار مناسب است.

Suspended Load Concentration (SLC) estimation is one of the most important environmental and engineering issues in the coastal zone. The SLC distribution pattern near the coast can be determined by in situ measurement and combination with remote sensing products according to the topography and the types of dominant currents in the study area. The research objective was to identify the spatial and temporal variations of the surface SLC in the Hendijan Delta (Northern Persian Gulf) using remote sensing technique. The water samples were taken from more than 60 stations during the passage of the Landsat 8/OLI satellite over the study area on Feb. 20, 2016 and Feb. 6, 2017. The range of SLC variations was obtained between (0-740) mgl-1. Atmospheric correction was applied using SWIR algorithm on Landsat 8/OLI images to estimate the net water reflectance. There is a high correlation between provided from satellite data and the measured SLC. The empirical algorithm got an exponential form with the combination of the bands 4 and 5 performed using statistical tests. For developing this algorithm more than 50 types of equations were assessed. The proposed algorithm determines the SLC from the Landsat 8/OLI images with Pearson’s 0.93, root mean square error 28.12 mgl-1 and relative root mean square error 34.24%. The algorithm was applied to timescale of satellite images, and the spatial distribution of suspended sediment concentration has been mapped over the Hendijan Delta. According to this results, the rate of decline in SLC from near the coast to the distance of 5 km of the Hendijan Delta was estimated about 2800 to 20 mgl-1 on Feb 20, 2016 and 800 mgl-1 on Feb 6, 2017. Landsat images can be used effectively to retrieved SLC in the Hendijan River Delta.