Remote Sensing and GIS Applications in Environmental Sciences

Investigating the effective geographic factors on the subsidence of Mashhad using the model ols

Document Type : Original Article

Authors

1 MSc of geography and urban planning, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran

2 Assistant Professor of Geography & Urban Planning, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran. h.soleymani@hsu.ac.ir

3 Department of remote sensing and Geographic Information System, Faculty of Geography and Environmental Science, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran.

10.22034/rsgi.2025.63505.1099

Abstract

The purpose of this research is to predict the amount of ground subsidence in Mashhad city. In order to achieve this goal, the D-insar technique of radar interferometry has been used. Sentinel 1 satellite data was done in the Snap8.1 software environment. Also, using the Ols model, the spatial analysis of factors affecting subsidence was done. In this research, an attempt has been made to carry out a spatial analysis of the subsidence of the city of Mashhad and to determine the extent and trend of its expansion during a period of 3 months in 2022. The effective factors of subsidence in this research include land use, distance from the fault, changes in the underground water level, distance from the river, elevation, slope and soil. The results of this method show that the rate of subsidence in Mashhad is increasing. In addition, during this period, the size of these areas has increased and the process of expansion towards the western areas is moving. Also, the results show that the highest amount of subsidence happened in the western and northwestern parts. The spatial comparison of subsidence with the level of underground water showed that in order to predict subsidence, the role and effect of other factors controlling subsidence should be obtained. According to the ols model, which sig shows a significant relationship between 7 effective factors, the most influential factor in the subsidence of the underground water level and the least influential factor of the subsidence was the slope

Keywords

Main Subjects

هدف: پدیدۀ فرونشست سطح زمین یکی از مهم‌ترین مخاطرات محیطی است که امروزه بسیاری از دشت‌های کشور را تحت‌تأثیر قرار داده است. هدف این پژوهش پیش بینی میزان فرونشست زمین در شهر مشهد است.

روش پژوهش: به منظور دست­یابی به این هدف از تکنیک تداخل­سنجی راداری روش (D-InSAR) استفاده گردیده است. داده­های ماهواره­ای سنتینل ۱ در محیط نرم افزار Snap8.1  انجام شد. همچنین با استفاده از مدل OLS تحلیل فضایی عوامل مؤثر بر فرونشست انجام پذیرفت. در این پژوهش سعی شده است، تحلیل فضایی فرونشست شهر مشهد و تعیین میزان و روند گسترش آن طی یک دورۀ زمانی ۳ ماهه در سال ۲۰۲۲ انجام شود. عوامل مؤثر فرونشست در این پژوهش شامل کاربری زمین، فاصله ازگسل، تغییرات سطح آب زیرزمینی، فاصله از رودخانه، طبقه ارتفاعی، شیب و خاک هستند.

نتایج: نتایج حاصل از این روش نشان‌دهندۀ آن است که نرخ فرونشست در شهر مشهد به‌طور فزاینده‌ای در حال افزایش است. علاوه بر آن طی این مدت بر وسعت این مناطق افزوده شده و روند گسترش به ‌سمت مناطق غرب در حرکت است. همچنین نتایج نشان می دهد که بیشترین‌ میزان فرونشست‌ در بخش‌ های غرب و شمال غربی بصورت پراکنده اتفاق افتاده است‌. مقایسه‌ مکانی‌ فرونشست‌ با میزان سطح‌ آب زیرزمینی نشان داد که‌ برای پیش‌ بینی‌ فرونشست‌، باید نقش‌ و تاثیر دیگر عوامل‌ کنترل کننده فرونشست‌ بدست‌ آید. باتوجه به مدل OLS که sig ارتباط معناداری بین ۷ عوامل مؤثر نشان می دهد بیشترین عامل تاثیرگذار در فرونشست سطح آب زیر زمینی بوده و کمترین عامل تاثیرگذار، شیب بوده است.

نتیجه­ گیری: واقعه فرونشست به علت برداشت بی رویه از سطح آبهای زیرزمینی در اغلب دشت­ها و شهرهای ایران نظیر شهر مشهد می­باشد. با توجه به اینکه علت مهم و اساسی فرونشست شهر مشهد، استفاده بی رویه از آب زیرزمینی و سطح آب زیر زمینی می باشد بنابراین باید مدیریت صحیح از سوی سازمان های ذیربط برای میزان برداشت از آب های زیر زمینی صورت گیرد.

Jannat, Kobra, Ghazifard, Ali, Roustaei, Mah-Asa, (2009), Monitoring land subsidence in the Golpayegan Plain using radar interferometry and fractometer methods, 6th Iranian Conference on Geology, Engineering and Environment, Mehr 2009, Tarbiat Modares University. [In Persian].
Khorrami, M., Abrishami, S. and Maghsoudi, Y. (2020). Mashhad Subsidence Monitoring by Interferometric Synthetic Aperture Radar Technique. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 51(6), 1187-1204. doi: 10.22060/ceej.2018.14300.5617. [In Persian].
Nasiri Khanaghah, Alireza, Sharifan Attar, Reza, (2019), Application of Radar Interferometry in Subsidence Studies, Illinois Publications. [In Persian].
Salehi Moteahd F, Hafezi Moghaddas N, Lashkaripour3 G, Dehghani4 M. (2019). Land Subsidence and its Consequences in Mashhad City by Integrating Radar Interferometry and Field Measurements. Journal of Engineering Geology; 13 (3) :435-462
URL: http://jeg.khu.ac.ir/article-1-2686-fa.html. Doi: 10.18869/acadpub.jeg.13.3.435. [In Persian].
Salehi, R., Ghafoori, M., Lashkaripour, G. R. and Dehghani, M. (2013). Evaluation of land Subsidence in Southern Mahyar Plain Using Radar Interferometry. Irrigation and Water Engineering, 3(3), 47-57. [In Persian].
Shafiei, N., GoliMokhtari, L., amir ahmadi, A. and Zandi, R. (2020). Investigation of subsidence of Noorabad plain aquifer using radar interferometry method. Quantitative Geomorphological Research, 8(4), 93-111. doi: 10.22034/gmpj.2020.106424. [In Persian].
References (in English)
Cina., Francesca, Deodato Tapete. (2021). Satellite InSAR survey of structurally-controlled land subsidence due to groundwater exploitation in the Aguascalientes Valley, Mexico, Remote Sensing of Environment, 254. https://doi.org/10.1016/j.rse.2020.112254.
Galloway, D. L., Hudnut, K. W., Ingebritsen, S. E., Phillips, S. P., Peltzer, G., Rogez, F. & Rosen, P. A. (1998). Detection of aquifer system compaction and land subsidence using interferometric synthetic aperture radar, Antelope Valley, Mojave Desert, California. Water Resources Research, 34 (10), 2573-2585. https://doi.org/10.1029/98WR01285.
Hu, R.L., Yue, Z.Q., Wang, L.C., & Wang, S.J. (2004). Review on current status and challenging issues of and subsidence in China. Engineering Geology. 76 (1-2). 65-77. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2004.06.006.
Massonnet, D., Feigl, K. L. (1998). Radar interferometry and its application to changes in the earth’s surface. Reviews of Geophysics, Vol. 36(4), pp. 441–500. https://doi.org/10.1029/97RG03139.
Pino, O., Guilera, G., Gómez, J., Rojo, J. E., Vallejo, J., & Purdon, S. E. (2006). Escala breve para evaluar el deterioro cognitivo en pacientes psiquiátricos. Psicothema, 18(3), 447–452
Remote Sensing and GIS Applications in Environmental Sciences
Volume 5, Issue 14
April 2025
Pages 37-21
  • Receive Date: 13 September 2024
  • Revise Date: 07 February 2025
  • Accept Date: 18 February 2025