ارزيابي شاخص‌هاي استخراج آب با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي لندست (مطالعه موردي: رودخانه گاماسياب كرمانشاه)

Evaluation of Water Extraction Indices Using Landsat Satellite Images (Case Study: Gamasiab River of Kermanshah)

آب به عنوان يكي از مهم‌ترين نياز‌هاي انساني براي ادامه حيات منابع آبي مي‌باشد. با توجه به اهميت موضوع، بحث مديريت و بهره‌برداري اصولي از منابع آب به يكي از موضوعات مهم جهاني تبديل شده است. داده‌هاي سنجش از دور در اغلب موارد در مطالعات استخراج پهنه‌هاي آبي مورد استفاده قرار مي‌گيرند و نوع داده‌هاي سنجش از دور مورد استفاده نيز نقش مهمي در استخراج آب دارند. در اين مطالعه به بررسي توانايي ماهواره لندست با اعمال شاخص‌هاي مربوطه، به ميزان استفاده از رودخانه گاماسياب در استان كرمانشاه و مقايسه اين شاخص‌ها پرداخته مي‌شود. ماهيت خاص رودخانه‌هاي كم‌عرض و كم‌عمق باعث افزايش پيچيدگي مطالعات چنين رودخانه‌هايي با استفاده از داده‌هاي موجود شده است. استخراج آب از تصاوير سنجش از دوري، طي دو دهه اخير بوده است. شاخص‌هاي آب در ابتدا با استفاده از سنجنده‌هاي TM و ETM توسعه يافتند. اما عملكرد بهتر آن‌ها در لندست 8 به خوبي توسط محققان مستند شده است. در اين تحقيق از شاخص‌هاي NDWI، MNDWI، AWEI_nsh، AWEI_sh و WRI استفاده شد. با استخراج آستانه بهينه از هيستوگرام شاخص‌ها و اعمال اين آستانه، منطقه مورد مطالعه به دو كلاس آب و غير آب طبقه بندي شد. سپس صحت كلي و ضريب كاپا از هر كدام از شاخص‌ها گرفته شد. در پايان نشان داده شد كه شاخص AWEI با صحت كلي 99.09 درصد و ضريب كاپاي 0.98 بهترين جواب را در بين شاخص‌ها در منطقه مورد مطالعه مي‌دهد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه اين رويكرد به راحتي قادر به استخراج آب از تصاوير ماهواره‌اي بوده است.

Water is one of most important human needs for life. According to importance of subject, discussion of management and utilization of water resources has become one of the most important global issues. Remote sensing data are often used in water body extraction studies and type of remote sensing data used plays an important role in water body extraction. In this study, ability of Landsat satellite with application of water indices, to extraction of Gamasiab River in Kermanshah and comparing these indices have been investigated. Specific feature of Low width and shallow rivers has increased the complexity of studies of such rivers using available data. Water body extraction from remote sensing images has been over the past two decades. Water indices were first developed using Landsat TM and Landsat ETM. But its better performance in Landsat 8 is well documented by the researchers. In this study, NDWI, MNDWI, AWEI_nsh, AWEI_sh and WRI indices were used. With extracting optimal threshold from histogram of indices and applying this threshold, the study area was classified into two classes of water and non-water. Then overall accuracy and kappa coefficient values were taken from each of the indices. Finally, AWEI index with overall accuracy of 99.09% and a Kappa coefficient of 0.98 was the best response among the indices in the study area. The results this study showed that approach can easily extract water from satellite imagery.