پایش خطر سیل خرداد 1402 استان زنجان با استفاده از تصاویر سنتینل– 1 | ||
| نشریه سنجش از دور و GIS ایران | ||
| مقاله 5، دوره 17، شماره 4 - شماره پیاپی 68، 1404، صفحه 79-92 اصل مقاله (2.32 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/gisj.2024.234929.1210 | ||
| نویسندگان | ||
| عبدالله فرجی؛ نفیسه رحیمی* | ||
| گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: مدیریت مناسب سیل نیازمند دانستن مکان و زمان دقیق وقوع آن است تا برنامهریزان مدیریت بحران، با اقدامات مدیریتی مناسب و ازطریق بیان راهکارها، بتوانند خطرپذیری سیل را کاهش دهند. در این زمینه، محققان مطالعات گوناگونی انجام دادهاند و از روشهای متفاوتی، همچون بهکارگیری سنجندههای ماهوارهای سنتینل– 1 و سنتیل– 2، بهره بردهاند. طبق این مطالعات ثابت شده است که پایش سیل، بهکمک سنجش از دور، ابزاری مناسب برای استخراج سریع منطقۀ سیلزده است و میتوان آن را در مدیریت زودهنگام بلایای طبیعی، بهویژه سیل، به کار برد. ازاینرو هدف این مطالعه تهیۀ نقشۀ وسعت آب ناشی از سیلاب خرداد زنجان در 1402، با کمک تصاویر سنتینل– 1 است. این نقشه را میتوان، در مدیریت و برنامهریزی کاربری اراضی هنگام وقوع سیلاب، افزایش سطح آگاهی عمومی و هشدار دادن به ساکنان نقاط سیلخیز در منطقه، توسعۀ طرحهای کاهش خطرهای سیلاب، تهیۀ برنامههای جامع مدیریت خطرپذیری سیلاب و دستورالعمل رویارویی و تابآوری در برابر شرایط بحرانی، استفاده کرد. مواد و روشها: روش پژوهش چندین گام داشت. گام نخست جمعآوری داده با کمک سنتینل– 1 و گام دوم پیشپردازش دادههای SAR در محیط SNAP-6 بود. در گام سوم، تصاویر در محیط ENVI، بهکمک الگوریتم درخت، پسپردازش شد و در گام نهایی، تصاویر به فایل بردار تبدیل شد. نتایج و بحث: بررسی تغییرات آبگرفتگی، پساز گذشت هفت روز از وقوع سیلاب در منطقه، گویای این است که بیشترین وسعت آبگرفتگی در مناطق شمالی استان، در مجاورت رودخانههای اصلی و فرعی حوضۀ آبریز قزلاوزن و بهویژه در شهرستان طارم رخ داده که میزان آن 067192/312 هکتار بوده است. پساز آن، بیشترین میزان آبگرفتگی در شمال شهرستان زنجان و محدودۀ حوضۀ آبخیز قزلاوزن، زنجانرود پایین، چایپاره، غنیبیگلو با وسعت 713193/150 هکتار دیده شد که بیشتر این آبگرفتگیها تحت تأثیر ژئومورفولوژی منطقه در اطراف رودخانۀ قزلاوزن رخ داده بود. در شهرستان ماهنشان، عمدۀ آب ناشی از سیل در بخش شمالی آن شهرستان، ازجمله بخشهایی از ماهنشان و اوریاد، با وسعت آب 618086/26 هکتار دیده شد. در شهرستان ایجرود نیز در زرینآباد، بیشترین وسعت آب ناشی از سیلاب در مسیر رود ایجرود، با وسعت 06405/21 هکتار بود. در شهرستان ابهر آب ناشی از سیلاب در مرکز سلطانیه در زنگانرود (یکی از شعبههای رودخانۀ قزلاوزن) با وسعت 96 هکتار، بهصورت متمرکز در اطراف رودخانه دیده شد. طی سیلاب خرداد 1402 در استان زنجان، ارتفاع منطقه عامل مهمی در کنترل حرکت سیلاب و ماندگاری آب روی سطح زمین بود. میزان عقبنشینی آب سیلاب، در ارتفاعات، کمتر از 500 متر و درمقایسه با ارتفاعات بیشتر، خیلی اندک بود؛ بهگونهای که در ارتفاع 1000 متر و بیشتر، ماندگاری آب دیده نشد. در نقاط مرتفع زنجان همچون بخشهایی از طارم، زنجان و ماهنشان، بعداَز وقوع نزولات جوّی، آب از مناطق کمارتفاع و مسطح سریعتر جریان یافته بود و با گذشت هفت روز از وقوع سیل، ماندگاری آبی در این ارتفاعات دیده نشد؛ درصورتیکه در ارتفاعات کمتر از 500 متر، اغلب شامل نواحی کمارتفاع حوضۀ آبریز قزلاوزن و رودخانههای اصلی و فرعی آن، بیشتر روانابها در چالههای توپوگرافی طارم و زنجان جمع شد. پست بودن این مناطق باعث پخششدگی آب سیلاب و آبگرفتگی گستردهای، حتی در مراکز جمعیتی این نواحی شد. نتیجهگیری: در پژوهش پیش رو، بهمنظور سنجش وسعت آب ناشی از سیل و تهیۀ نقشۀ پهنهبندی سیلاب رخداده طی خرداد در استان زنجان و ارزیابی عوامل مؤثر در آن، همچون ارتفاع و پوشش گیاهی، تصاویر سنتینل– 1 متعلق به قبل و پساز وقوع سیل تهیه، پردازش و در سه کلاس، طبقهبندی و تحلیل شد. بدینترتیب مشخص شد که بیشترین حجم سیلاب واردشده به استان زنجان مربوط به شمال استان، بهویژه شهرستان طارم، بوده است. همچنین بررسی عامل ارتفاع در سیلخیزی منطقه نشان داد ارتفاعات کمتر از 500 متر، که اغلب زیرحوضههای قزلاوزن و رودخانههای اطراف آن را دربرمیگیرند، پتانسیل چشمگیری در آبگرفتگی داشتهاند. بررسی پوشش سطح زمین در بخشهای دچار آبگرفتگی نیز نشان داد که پوشش گیاهی علفزار، بهدلیل نارسایی در نفوذپذیری نزولات جوّی در این مناطق، پتانسیل سیلخیزی این نواحی را بیشتر کرده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| واژههای کلیدی: استان زنجان؛ پایش؛ سیلاب؛ سنتینل– 1؛ SNAP | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Flood risk Monitoring of June 1402 in Zanjan Province Using Sentinel-1 Images | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Abdullah Faraji؛ Nafiseh Rahimi | ||
| Dep of Geography, Faculty of Literature and Humanities, Zanjan University, Zanjan, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction: Proper flood management requires the exact location and time of flooding so that crisis management planners can reduce the risk of flooding with proper management by providing solutions. Studies in this field have been carried out by researchers with different methods such as the use of Sentinel 1 and Sentinel 2 satellite gauges and it has been proven that flood monitoring with the help of remote sensing is a suitable tool for the quick direction of the flooded area. It is used in the early management of natural disasters, especially floods. The purpose of this study is to prepare a map of the extent of water caused by the flood of June Zanjan 1402 with the help of Sentinel 1 images. This map can be used in the management and planning of land users in flood plains, raising the level of awareness and warning people about flood spots. In the region, the development of flood risk reduction plans, the preparation of comprehensive flood risk management plans, and the preparation of guidelines for dealing with and resilience to critical conditions are contracted. Materials and Methods: The research method was carried out in steps: in the first step it was collected with the help of Sentinel-1, then in the second step: SAR data were pre-processed. The third step: the images were post-processed in the ENVI environment, with the help of the tree algorithm, and in the last step: the images were converted into vector files. Results and Discussion: Examining the changes in flooding after seven days of flooding in the region shows that the highest water level in the northern regions of the province is in the vicinity of the main and sub-rivers of the Qezal-Ozen watershed, especially in Tarem city. It was land with 312/067192, after which more number of polygons were seen in the north of Zanjan city in the area of Qezl-Ozen aquifer basin, Lower Zanjanrud, Pare, Ghani-Biglo, higher aquifer with the area of 150/713193, which these aquifers has taken more It has occurred under the impact of tectonics in the region around Qezl-Ozen river. Most of the flood water was seen in Mahenshan, in the northern part of Mahenshan city, in Mahenshan and Uriad divisions with 375 polygons and the extent of flood water was 26/618086. In Ijroud city in Zarin Abad, in the direction of the Ijroud river, most of the flood water was in the direction of the Ijroud river with the extent of 21/06405 and with flooding of 24 polygon centers, in Abhar city, the water is from the flood in Soltanieh center in Zangan. The river (one of the branches of the Qezal Ozen River) with an area of 96 lands was seen as a face with 547 flood polygons around the river.In the flood of June 1402 in Zanjan province, the height of the area was a key factor in controlling the direction of the flood and the persistence of water on the ground (5-b). The amount of flood water receding at altitudes less than 500 meters was very low compared to higher altitudes, in such a way that water retention was not seen at altitudes above 1000 meters, in the high places of Zanjan such as parts of Tarem, Zanjan and Mahenshan after Atmospheric precipitation had started to flow faster from the low-lying and flat areas, so that after seven days of the flood, water retention was not seen in these heights. While at altitudes of less than 500 meters, which mainly included the low altitude areas of the Qezl-Ozen catchment and its main and tributary rivers, most of the runoff was collected in the topographic holes of Tarem and Zanjan, in these low-lying areas. The region caused widespread flooding and flooding even in the population centers of these regions. Conclusion: In the upcoming research, in order to measure the extent of water caused by the flood and to prepare a flood zoning map for the month of June in Zanjan province and to evaluate the factors affecting it such as height and vegetation, Sentinel-1 images were prepared for before and after the flood. It was processed and classified into three classes and analyzed, and it was found that the largest amount of flood that entered Zanjan province was from the north of the province, especially Tarem city. Also, the study of the height factor in the flooding of the region showed that the heights of less than 500 meters, which mainly included the sub-basins of Qezl-Ozen and the rivers around it, had a high potential for flooding. Flooding also showed that the grassland vegetation has increased the flood potential of these areas due to insufficient permeability of rainfall in these areas. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Keywords: Zanjan province, Monitoring, Flood, Sentinel-1, SNAP | ||
| مراجع | ||
|
Agnihotri, A.K., Ohri, A., Gaur, S., Das, N. & Mishra, S., 2019, Flood Inundation Mapping and Monitoring Using SAR Data and Its Impact on Ramganga River in Ganga Basin, Environmental Monitoring and Assessment, 191(12), PP. 1-16, DOI: 10.1007/s10661-019-7903-4.
Amini, L., Argany, M. & Abdollahi Kakroodi, A., 2022, Detection of Flooded Areas in Golestan Province Using VV, VH and VV + VH Polarizations of Sentile-1 and Landsat-8 Images, Geography and Environmental Studies, 11(43), PP. 94-107, SID, https://sid.ir/paper/1034827/en. DOI:10.3390/rs12020266. Amirahmadi, A. & Ebrahimi, M., 2012, Microzonation of Flood Risk in Sabzevar Suburb with the Aim of Sustainable Urban Development, Environmental Based Territorial Planning (Amayesh), 5(16), PP. 17-32, SID, https://DOI.sid.ir/paper/130590/en. Amirahmadi, A., Keramati, S. & Ahmadi, T., 2012, Microzoning of Flood Hazard in Neyshabur in Order to Urban Development, Research and Urban Planning, 2(7), PP. 91-110, SID, https://DOI.Sid.ir/220346.en. Azhand, D. Pirasteh, S., Varshosaz, M., Shahabi, H., Abdollahabadi, S., Teimouri, H., Pirnazar, M., Wang, X. & Li, W., 2024, Sentinel 1a-2a Incorporating an Object-Based Image Analysis Method for Flood Mapping and Extent Assessment, ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, X-1-2024, PP. 7-17, 10.5194/isprs-annals-X-1-2024-7-2024, DOI: 10.1080/01431161.2016.1192304.
Borah, S.B., Sivasankar, T., Ramya, M.N.S. & Raju, P.L.N., 2018, Flood Inundation Mapping and Monitoring in Kaziranga National Park, Assam Using Sentinel-1 SAR Data, Environmental Monitoring and Assessment, 190(9), P. 520, DOI: 10.1007/s10661-018-6893-y. Emadodin, S. & Mohammad Ghasemi, M., 2021, Monitoring of Flood Expansion Maps Using Radar Images (SAR) (Case Study: Flood in March 2019, Aq Qala City), Climate Change Research, 2(6), PP. 79-96, DOI: 10.30488/ccr.2021.308697.1053. Ghahraman, K. & Zanganeh Asadi, M.A., 2022, Determination of Flood-Prone Areas Using Sentinel-1 Radar Images (Case Study: Flood on March 2019, Kashkan River, Lorestan Province), https: //civilica.com/doc/1617684, DOI: 10.61186/ jeer.14.1.1. Ghouri, A.Y., Ur Rehman, A., Rasheed, F., Miandad, M. & Rehman, G., 2023, Flood Mapping Using the Sentinel-1 SAR Dataset and Application of the Change Detection Approach Technique (CDAT) to the Google Earth Engine in Sindh Province, Pakistan, Ecological Questions, 35(2), PP. 1-18, https://DOI.org/10.12775/ EQ.2024.024. Jahanbakhshi, F. & Ekhtesasi, M.R., 2019, Evaluation of Three Image Classification Methods (Random Forest, Support Vector Machine and the Maximum Likelihood) in Land Use Mapping, Journal of Water and Soil Science (Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 22(4), PP. 235-247, DOI: 10.29252/jstnar.22.4.235. Kouassi, H., Alexis, N., Anoh, K., Tanoh, J.-J., Koua, T., Stoleriu, C.C., Rezgallah, H., Al-Amoush, A.-H., … & Yang, J., 2020, Contribution of Sentinel 1 Radar Data to Flood Mapping in the San-Pédro River Basin (South-west Côte d'Ivoire), Asian Journal of Geographical Research, 3(2), PP. 1-8, DOI: 10.9734/ajgr/2020/v3i230101. Massari, C., Tarpanelli, A. & Moramarco, T., 2015, A Fast Simplified Model for Predicting River Flood Inundation Probabilities Conditioned on Flood Extent Data, Hydrol. Process., 29, PP. 2275-2289, https://doi.org/10.1002/hyp.10367. Mohamad Nejhad, V., 2021, Flood Extent Area Mapping Using Sentinel 1 SAR Image (A Case Study: The Flood of Poledokhtar, March 1398), Geographical Planning of Space, 11(41), PP. 69-80, DOI: 10.30488/ gps.2020.226387.3224. Namazi Rad, A., Mohseni, N. & Hosseinzadeh, S.R., 2021, Flood Inundation Monitoring Using Sentinel SAR Data and Hydraulic Modeling, Quantitative Geomorphological Research, 10(3), PP. 40-56, DOI: 10.22034/ gmpj.2021.311053.1311. Panjehkoobi, P., Jrayahni Parvari, M., Javardi, M. & Rahmannia, M.R., 2020, Investigation of Intensity- Duration- Area of Rainfall and its Impact on Floods Using Radar Images (Case Study of the Flood on May 2014), Iranian Journal of Remote Sensing & GIS, 12(1), PP. 73-86, DOI: 10.52547/gisj.12.1.73. Peymankhah, P., Attarchi, S. & Moharrami, M., 2023, Rapid Flood Monitoring Using Sentinel-1 and Landsat-8 Images (Case Study: Kashkan River, Poldakhter City), Nivar, 47(122-123), PP. 82-94, DOI: 10.30467/nivar.2023.417413.1265. Rahman, R. & Thakur, P., 2017, Detecting, Mapping and Analysing of Flood Water Propagation Using Synthetic Aperture Radar (SAR) Satellite Data and GIS: A Case Study from the Kendrapara District of Orissa State of India, The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, 10(2), DOI: 10.1016/j.ejrs.2017. 10.002. Refice, A., Capolongo, D., Pasquariello, G., D’Addabbo, A., Bovenga, F., Nutricato, R., Lovergine, F.P. & Pietranera, L., 2014, SAR and InSAR for Flood Monitoring: Examples With COSMO-SkyMed Data, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 7(7), PP. 2711-2722, July 2014, DOI: 10.1109/JSTARS.2014.2305165. Rezaei Moghaddam, M.H., Servati, M.R. & Asghari Sareskanrood, S., 2012, Investigate of Meander Pattern of Gezel Ozan River by Use of Central Angel and Sinuosity Ratio Indexes, Geography, 10(34), PP. 85-102, SID, https://sid.ir/paper/150533/en, DOI: 10.61186/jwmr.2012. Roth, F., Bauer-Marschallinger, B., Tupas, M.E., Reimer, C., Salamon, P. & Wagner, W., 2022, Sentinel-1 Based Analysis of the Pakistan Flood in 2022 (1.0.0) [Data set], TU Wien, https://DOI.org/10.48436/zvvmh-nan78. Solaimani, K., Sharifipour, M. & Abdoli Bojani, S., 2020, Flood Damage Detection Algorithm Using Sentinel-2 Images (Case Study; Golestan Province, March 2019), Iranian Journal of Ecohydrology, 7(2), PP. 303-312, SID, https://sid.ir/paper/360777/ en, DOI: 10.22059/ije.2020.292005.1233. Soleimani Sardoo, F., Rafiei Sardooi, E., Mesbahzadeh, T. & Azareh, A., 2021, Utilizing Sentinel 1 Images for Monitoring Damage of Flood Event in March 2020, the South of Kerman Province Based on Random Forest Algorithm, Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 15(53), PP. 23-32, SID, https://sid.ir/paper/ 393773/en, DOI: 10.22034/2008.9504. Tarpanelli, A., Mondini, A. & Camici, S., 2022, Effectiveness of Sentinel-1 and Sentinel-2 for Flood Detection Assessment in Europe, Natural Hazards and Earth System Sciences, 22, PP. 2473-2489, 10.5194/, DOI: 10.5194/nhess-22-2473-2022. Zambon, M., Lawrence, R., Bunn, A. & Powell, S., 2006, Effect of Alternative Splitting Rules on Image Processing Using Classification Tree Analysis, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 72(1), PP. 25-30, DOI: 10.14358/PERS.72.1.25. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 775 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 309 |
||