کاربرد سنجش از دور و مدل ریاضی فراکتال در بررسی رفتار و تغییرات لندفرم های ژئومورفولوژیکی رودخانه ارس

Abstract

ارزیابی رفتار ژئومورفولوژی رودخانه یکی از موارد تعیین‌کننده و گامی مهم در مدل‌سازی ریاضی تغییرات لندفرم­های آن می‌باشد. ﺑﺮرﺳﻲ اﻟﮕﻮی ﺟﺮﻳﺎن در ﺑﺎزه‌ﻫﺎی ﭘﻴﭽﺎن­ﺮودی و واحدهای ژئومورفیک رودخانه ارس، فرآیند‌های تشکیل دهنده و روند تغییر آن­ها به دلایل متعددی در مطالعات ژئومورفولوژی رودخانه‌ای دارای اهمیت است و ﺑﺎﻋﺚ آﺷﻨﺎﻳﻲ ﻫﺮ ﭼﻪ ﺑﻬﺘﺮ ﻣﻬﻨﺪﺳﻴﻦ رودﺧﺎﻧﻪ ﺑﺎ روﻧﺪ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻣﻲ‌ﺷﻮد. هدف اصلی این پژوهش پیاده‌سازی بعد فراکتالی تغییرات ژئومورفولوژی مسیر رودخانه ارس است. با بهره­گیری از روش طبقه­بندی نظارت شده و الگوریتم حداکثر احتمال، لایه لندفرم­های ژئومورفولوژیکی محیط رودخانه ارس برای دو دوره زمانی در چهار کلاس لندفرم کانال، پوینت بار، دشت سیلابی، پادگانه رودخانه­ای و مخروط افکنه تهیه شد؛ سپس از مدل­های فراکتالی محیط - مساحت و تعداد تجمعی - مساحت برای بیان رفتار ریاضی این لندفرم­ها استفاده گردید. تغییرات مقدار DAP (محیط - مساحت) برای لندفرم­های مورد بررسی در محیط رودخانه ارس در دو سال 1987 و 2018 نشان داد که مقادیر DAP همه لندفرم­های مورد بررسی (به غیر از پوینت بار) در سال 2018 کوچک­تر از DAP لندفرم­ها در سال 1987 می­باشد. بنابراین، الگوی ژئومتری لندفرم­های رودخانه­ای ارس در سال 1987 نامنظم­تر و پیچیده­تر از سال 2018 است. در مورد لندفرم پوینت بار، این مقدار در سال 2018 نسبت به سال 1987 افزایش پیدا کرده است که نشان از منظم­تر شدن الگوی این لندفرم دارد. تغییرات مقدار D (تعداد تجمعی – مساحت) برای لندفرم­های مورد بررسی در محیط رودخانه ارس نشان داد که مقادیر آن در سال 2018 نسبت به سال 1987 افزایش پیدا کرده است که این افزایش D می­تواند یا بیانگر اجزای کم با اندازه بزرگ باشد و یا اجزای بیش­تر با اندازه کوچک. با توجه به بررسی تصاویر ماهواره­ای Landsat مورد استفاده در این پژوهش برای استخراج لندفرم­های ژئومورفولوژی رودخانه­ای در رود ارس طی سال­های 1987 و 2018، رفتار پیکسلی لندفرم­ها به­گونه­ای است که نشان از بزرگ­تر شدن لندفرم­های بررسی شده دارد. البته باید در مورد کانال رودخانه به این نکته اشاره نمود که با توجه به کاهش دبی و در نتیجه کاهش عرض کانال، می­توان در مورد کاهش مساحت آن اظهار نظر نمود.