Monitoring of lakes in the areas affected by desertification by remote sensing

Bc. Nikola Hillmerová

Master's thesis

Sledování jezer v oblastech probíhající desertifikace pomocí dat DPZ

Abstract:

Slané jezero Gav khuni ve středním Iránu patří mezi významné mezinárodní rezervace. V posledních letech dochází ke změně klimatu a stálému nárůstu spotřeby vody v zemědělství, průmyslu a domácnostech. Tyto faktory zapříčiňují desertifikaci a vysychání jezera, které slouží jako shromaždiště tažných ptáků. Gav khuni je znám pro svůj významný ekosystém a spadá pod Ramsarskou úmluvu. Jediným zdrojem vody je řeka Zayandeh Rud, která teče z hor Zagros přes třetí největší město Iránu, Esfahán. V této práci byly analyzovány meziroční a sezonní změny výskytu vodní plochy a přilehlé vegetace. Pro zpracování dat byla zvolena metoda dálkový průzkum Země. Změny vodní plochy a vegetace byly sledovány na družicových snímcích Sentinel 2 a Landsat 4-5,8. Pro analýzy byly použity satelitní snímky v období od roku 1987 až do 2018. Celkem byly analýzy prováděny na 503 snímcích. Pro mapování vegetace byl použit vegetační index NDVI a k detekci vodní plochy byl nejdříve použit index NDWI. Bylo zjištěno, že pro mapování vody v této oblasti je index NDWI nevyhovující, neboť zasolené vyschlé dno nabývá stejných hodnot jako vodní plochy. Proto byla dále použita metoda prahování blízkého infračerveného pásma, díky které byly získány binární mapy. Tato metoda vede k rozlišení vodních ploch od zasoleného dna. Z výsledků vyplývá, že vodní plocha se v jezeře vyskytuje hlavně v zimních měsících, naopak v letních měsících bývá jezero vyschlé. Od roku 2008 do listopadu 2018 bylo jezero trvale vyschlé, místo vodní plochy se zde nachází vyschlé solné dno. Vegetace se nachází hlavně v severní části jezera a kopíruje tok řeky Zayandeh Rud, která ústí do jezera Gav khuni. Vegetace je i v minimálním množství zastoupena každý rok.

Abstract:

The salt lake Gav khuni in central Iran is one of the major international reserves. In recent years, there has been a climate change and a steady increase in water consumption in agriculture, industry and households. These factors are the desertification and desiccation of the lake, which serves as a gathering place for towable birds. Gav khuni is known for its important ecosystem and falls under the Ramsar convention. The only source of water is the river Zayandeh Rud, which flows from the mountains of Zagros through the third largest city of Iran, Esfahán. In this work, annual and seasonal changes in the appearance of the water surface and adjacent vegetation were analysed. To process the data, the remote sensing method was selected. Changes in the water surface and vegetation were observed on the satellite images Sentinel 2 and Landsat 4-5,8. For analyses, satellite imagery was used in the period from year 1987 to 2018. In Total, analyses were carried out at 503 images. For vegetation mapping, the NDVI vegetative index was used and the NDWI index was first used to detect the water surface. It was found that the NDWI index is unsatisfactory for the mapping of water in this area as the salted dry bottom acquires the same values as the water surface. Therefore, the method of the close infrared band was used, thanks to which the binary maps were obtained. This method leads to the distinction of water areas from the saled bottom. The results show that the water surface in the lake occurs mainly in the winter months, on the contrary, in the summer months, the lake tends to dry. From 2008 to November 2018, the lake was permanently dry, instead of the water surface there is there a dry salt bottom. The vegetation is located mainly in the northern part of the lake and follows the flow of the river Zayandeh Rud, which leads to the lake Gav khuni. The vegetation is also represented in a minimum amount every year.

Keywords

rozsah vodních ploch, družicové snímání, jezero Gav khuni, Irán, vysychání jezer, Sentinel 2, Landsat

Keywords

water surface range, satellite sensing, Gav khuni lake, Iran, desiccation of lake, Sentinel 2, Landsat

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jan Kropáček, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape and Land Management / Landscape and Land Management