RiMARS: Μια αυτοματοποιημένη μέθοδος ανάλυσης μορφοδυναμικής ποταμών με βάση πολυφασματικά σύνολα δεδομένων τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 13:23, 19 Ιανουαρίου 2021

Εικόνα 1. Περιοχή μελέτης. (a) Τοποθεσία της λεκάνης απορροής της λίμνης Bakhtegan, (b) διάταξη των υδραυλικών υποδομών στην περιοχή μελέτης και (c) μηνιαίες ροές στο σταθμό Chamriz πριν και μετά την κατασκευή των φραγμάτων

Εικόνα 2. Λειτουργία αλγορίθμου συμπλήρωσης κενών

Εικόνα 3. Διαδικασία παραγωγής του κεντρικού άξονα ποταμού

Εικόνα 4. Απεικόνιση της δημιουργίας πλέγματος για την παρακολούθηση των αλλαγών του ποταμού

Εικόνα 5. Χωροχρονική σύγκριση των μεγαλύτερων μαιάνδρων για τη χρονική περίοδο μελέτης

Εικόνα 6. Σύγκριση αποτελεσμάτων των διαθέσιμων μεθόδων (a) PyRIS, (b) RiMARS και (c) RivaMAP

Αντικείμενο Εφαρμογής: Ανάπτυξη της αυτοματοποιημένης μεθόδου RiMARS για την ανάλυση της μορφοδυναμικής ποταμών με βάση πολυφασματικά σύνολα δεδομένων τηλεπισκόπησης

Πρωτότυπος Τίτλος: 'RiMARS: An automated rivermorphodynamics analysismethod based on remote sensing multispectral datasets'

Συγγραφείς: Abolfazl Jalali Shahrood(1), Meseret Walle Menberu(1), Hamid Darabi(1), Omid Rahmati(2), Pekka M. Rossi(1), Bjørn Kløve(1) and Ali Torabi Haghighi(1)

(1)	Water, Energy and Environmental Engineering Research Unit, University of Oulu, Oulu, Finland
(2)	Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sanandaj, Iran

Πηγή: Science of The Total Environment, Volume 719, 137336 (1)

Λέξεις Κλειδιά: Περιβαλλοντική παρακολούθηση,Ιράν, Landsat, MNDWI, Πολυφασματική εικόνα, RiMARS, Τηλεπισκόπηση, Μετανάστευση ποταμών, Ιζήματα

Περίληψη: Η εκτίμηση και η παρακολούθηση της μορφολογίας των ποταμών κατέχουν σημαντικό ρόλο στη υδραυλική μηχανική καθώς, οι αλλαγές στη μορφολογία του ποταμού, συμπεριλαμβανομένης της διάβρωσης και της καθίζησης, επηρεάζουν τις διατομές και τους τρόπους ροής του. Για την Ανάλυση Μορφοδυναμικής Ποταμού βασισμένη στην Τηλεπισκόπηση (RiMARS) αναπτύχθηκε ένα μοντέλο και δοκιμάστηκε στην περίπτωση της κατασκευής του φράγματος Mollasadra στον ποταμό Kor του Ιράν. Οι πολυφασματικές εικόνες Landsat που λαμβάνονται από το ανοιχτό σύνολο δεδομένων USGS, χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή της δυναμικής της μορφολογίας του ποταμού χρησιμοποιώντας τον Τροποποιημένο Δείκτη Νερού Κανονικοποιημένης Διαφοράς (MNDWI). Το RiMARS τρέχει με μια λειτουργία απόδοσης ποταμού που είναι ανεξάρτητη από τις μεθόδους τμηματοποίησης κατωφλίου για την παραγωγή εικόνων δυαδικού επιπέδου. Επιπλέον, το RiMARS είναι εξοπλισμένο με ανεπτυγμένους δείκτες για την αξιολόγηση των μορφολογικών αλλαγών. Πέντε χαρακτηριστικά της μορφολογίας του ποταμού (χωροχρονικός δείκτης Sinuosity (SI), Absolute Centerline Migration (ACM), Rate of Centerline Migration (RCM), River Linear Pattern (RLP) και Meander Migration Index (MMI)), εφαρμόζονται για τον ποσοτικό προσδιορισμό των αλλαγών της μορφολογίας του ποταμού. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κεντρική γραμμή του ποταμού Kor υποβλήθηκε σε μέση ετήσια μετανάστευση 40 cm προς τα νοτιοδυτικά κατά την περίοδο 1993–2003 (επίπτωση πριν από την κατασκευή), 20 cm στα βορειοανατολικά κατά το 2003–2011 και 40 cm προς τα νοτιοδυτικά κατά την περίοδο 2011–2017 (επιπτώσεις μετά την κατασκευή). Χωρικά, καθώς ο ποταμός Kor κατευθύνεται προς το φράγμα Doroudzan, οι αλλαγές στη μορφολογία του ποταμού έχουν αυξηθεί από τα ανάντι στα κατάντι, κάτι που γίνεται ιδιαίτερα εμφανές όπου ο ποταμός ρέει σε πεδιάδα αντί για κοιλάδα. Με βάση τις τιμές SI, υπήρξε αλλαγή 5% στην κατηγορία ημιτονοειδούς ευθείας ροής κατά την περίοδο πριν από την κατασκευή, αλλά μείωση κατά 18% στην κατηγορία ευθείας ροής κατά την περίοδο μετά την κατασκευή. Στη συγκεκριμένη μελέτη παρουσιάζεται η εφαρμογή του RiMARS στην εκτίμηση του αντίκτυπου της κατασκευής φράγματος σε μορφομετρικές διεργασίες στον ποταμό Kor, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση άλλων αλλαγών στον ποταμό, συμπεριλαμβανομένης της παρακολούθησης της μη εξουσιοδοτημένης κατανάλωσης νερού χρησιμοποιώντας κανάλια εκτροπής. Το RiMARS μπορεί να εφαρμοστεί σε πολυφασματικές εικόνες. Αντικείμενο μελέτης: Οι παράμετροι των μορφολογικών χαρακτηριστικών των ποταμών, συμπεριλαμβανομένου του δείκτη ημιτονοειδούς μορφής (SI), του μέσου πλάτους καναλιού (W) και του μήκους ροής (L), μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ποσοτικοποίηση μορφολογικών αλλοιώσεων σε ποτάμια, αλλά απαιτούνται αρκετές διαφορετικές παράμετροι για καλύτερη κατανόηση και ανάλυση των μεταναστεύσεων των ποταμών. Λαμβάνοντας υπόψη το μήκος, το βάθος και την κάλυψη της βλάστησης των ποταμών, οποιαδήποτε τοπική αξιολόγηση των γεωμορφολογικών αλλαγών είναι πιθανό να είναι δαπανηρή και χρονοβόρα. Η χρήση νέων τεχνικών όπως η τηλεσκοπική ανάλυση (RS) μπορεί να συμβάλλει στην αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων. Η RS είναι γνωστή ως εναλλακτική λύση στις δαπανηρές και χρονοβόρες προσπάθειες όπως η χωρομέτρηση, ειδικά για παρακολούθηση μεγάλης κλίμακας και μελέτη μορφολογικών αλλαγών σε ποτάμια. Η αξιοπιστία και η αποτελεσματικότητα της τηλεπισκόπησης έχει αποδειχθεί σε μελέτες στους ποταμούς Pearl (Zhang et al., 2015), Manu (Deb et al., 2012), Jamuna (Uddin et al., 2011), Ganga (Gupta et al., 2013) ) και Zambezi (Ronco et al., 2010). Οι μέθοδοι απόδοσης του υδάτινου σώματος που χρησιμοποιούνται συνήθως, αξιοποιώντας δεδομένα τηλεπισκόπησης είναι η αυτοματοποιημένη ταξινόμηση και η ανάλυση φασματικών χαρακτηριστικών (Guo et al., 2017). Τόσο οι επιβλεπόμενοι όσο και οι μη επιβλεπόμενοι αυτοματοποιημένοι αλγόριθμοι ταξινόμησης έχουν χρησιμοποιηθεί από πολλούς συγγραφείς (Boruah et al., 2008; Gilvear et al., 2004; Wright et al., 2000) για την ταξινόμηση διαφορετικών αντικειμένων στην εικόνα, κατηγοριοποιώντας τα εικονοστοιχεία. Οι μέθοδοι ανάλυσης φασματικών χαρακτηριστικών έχουν αυτοματοποιηθεί πρόσφατα και έχουν γίνει πολλές προσπάθειες σχετικά με την απόδοση της κάτοψης ποταμού και την ποσοτικοποίηση της μαιανδρικής μορφοδυναμικής από πολυφασματικές εικόνες, κλίμακες του γκρι ή εικόνες δυαδικού επιπέδου, συμπεριλαμβανομένων των RivMAP (Schwenk, 2019), PyRIS (Monegaglia et al. , 2018), RivaMap (Isikdogan et al., 2017) και SCREAM (Rowland et al., 2016). Τα RivaMAP και PyRIS λειτουργούν με πολυφασματικές εικόνες, ενώ τα πακέτα RivMAP και SCREAM υπολογίζουν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά στις δυαδικές μάσκες που παρέχει ο χρήστης. Η ανάπτυξη του RiMARS εμπνεύστηκε και ενθαρρύνεται από τις παρόμοιες προσπάθειες που αναφέρθηκαν παραπάνω. Φαίνεται ότι λείπει ο συνδυασμός μιας λειτουργίας απόδοσης και μορφολογικής ανάλυσης σε ένα ολοκληρωμένο πακέτο. Παρόλο που το PyRIS περιλαμβάνει τη μορφολογική εκτίμηση των ποταμών καθώς και την απόδοση των χαρακτηριστικών της ποτάμιας ροής του, το RiMARS είναι εξοπλισμένο με διάφορους δείκτες όπου αξιολογούνται οι ρυθμοί μετανάστευσης του άξονα του ποταμού. Επιπλέον, το RiMARS είναι σε θέση να εντοπίσει τους μαιάνδρους σε έναν κλάδο. Ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να αναπτύξει ένα αυτοματοποιημένο πακέτο λογισμικού στο MATLAB για Ανάλυση Μορφοδυναμικής Ποταμών με χρήση Τηλεπισκόπησης (River Morphodynamics Analysis based on RS - RiMARS), όπως και η ανίχνευση και η απόδοση του κεντρικού άξονα του ποταμού και η χρήση πολλών δεικτών για την αξιολόγηση των μορφολογικών αλλαγών (Shahrood, 2018). Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικοί δείκτες για να υποστηριχθεί το υπάρχον SI για τον καλύτερο χαρακτηρισμό των χωρικών μορφολογικών αλλαγών στα ποτάμια. Μια έκταση 40 χιλιομέτρων του ποταμού Kor με μέσο πλάτος 100 m στο νότιο Ιράν επιλέχθηκε ως μελέτη περίπτωσης για τη δοκιμή του λογισμικού RiMARS. Η επιλεγμένη έκταση του ποταμού βρίσκεται ανάμεσα σε δύο φράγματα (Mollasadra προς τα πάνω και Doroudzan κατάντη). Διερευνάται η επίδραση της αλλαγής του καθεστώτος ροής λόγω της κατασκευής του φράγματος Mollasadra στη μορφολογία του ποταμού. Στο τέλος, το αποτέλεσμα απόδοσης του RiMARS συγκρίθηκε με δύο υπάρχοντα πακέτα (δηλαδή τα RivaMAP και PyRIS).

Περιοχή μελέτης: Ο ποταμός Kor (Εικόνα 1), που βρίσκεται στη λεκάνη της λίμνης Bakhtegan, είναι μια από τις πιο σημαντικές πηγές γλυκού νερού στην επαρχία Fars του Ιράν. Πηγάζει από τα βουνά Zagros (υψόμετρο 3600 μ.) και συνδέεται με τον ποταμό Sivand στη γέφυρα Polkhan. Ρέει στην πεδιάδα του Korbal, και τελικά καταλήγει στη λίμνη Bakhtegan. Ο ποταμός Kor ρυθμίζεται από δύο φράγματα αποθήκευσης νερού, το Mollasadra (0,44 km3, 2006) και το Doroudzan (0,993 km3, 1972).

Μεθοδολογία:

• Έγινε λήψη πολυφασματικών εικόνων από το αρχείο Landsat. Κρίθηκε απαραίτητη μια προκαταρκτική επεξεργασία για τη διασφάλιση της καταλληλότητας των εικόνων. Η επιλογή εικόνας βασίστηκε σε υδρολογικές συνθήκες (προκειμένου να διακρίνονται τα υδάτινα σώματα κατά μήκος του ποταμού), στη νεφοκάλυψη και τη συγκεκριμένη ημερομηνία κατά την οποία αποκτήθηκε η εικόνα. Eφαρμόστηκε ο δείκτης MNDWI (Xu, 2006) στις εικόνες Landsat για την οριοθέτηση των εικονοστοιχείων που αντιπροσωπεύουν το νερό ως εξής:

Μετά την εξαγωγή του άξονα του ποταμού με επεξεργασία εικόνας, οι μορφολογικές μεταβολές στο ποτάμι αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας πέντε διαφορετικούς δείκτες. Έτσι, ποσοτικοποιήθηκαν είτε αλλαγές στη θέση του ποταμού, με τα Absolute Centerline Migration (ACM), Rate of Centerline Migration (RCM) και River Linear Pattern (RLP), είτε αλλαγές σε τοπικούς μαιάνδρους, με τα SI και Meander Migration Index (MMI).

• Η κεντρική γραμμή του ποταμού οριοθετήθηκε σε τρία κύρια βήματα: εφαρμογή MNDWI, διαλογή και πλήρωση κενών. Κάθε εικόνα που συλλέχθηκε από το Landsat είναι διατεταγμένη σε πίνακα εικονοστοιχείων (m x n) και οι τιμές για κάθε εικονοστοιχείο υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας τον δείκτη MNDWI. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια εικόνα σε κλίμακα του γκρι με τιμές που κυμαίνονται μεταξύ −1 και +1. Οποιοδήποτε κατώφλι μπορεί να εφαρμοστεί για την παραγωγή πίνακα δυαδικού επιπέδου που περιέχει νερό και εικονοστοιχεία χωρίς νερό, αλλά η διαδικασία δεν εξαρτάται από μεθόδους τμηματοποίησης κατωφλίου, δεδομένου ότι ο αλγόριθμος δεσμεύεται να εξάγει σημεία σε μια ζώνη επιρροής. Στο RiMARS, οι μέγιστες τιμές του MNDWI σε κάθε σειρά και στήλη του πίνακα θεωρούνται ότι αντιπροσωπεύουν τα σημεία του κεντρικού άξονα του ποταμού στο βήμα διαλογής (τα υπόλοιπα σημεία θα αφαιρεθούν σε αυτό το βήμα). Αυτό το βήμα έχει ως αποτέλεσμα μια αρχική διάταξη του ποταμού που αντιπροσωπεύει τον κεντρικό άξονα, αλλά με σημαντικά κενά μεταξύ των σημείων. Για την επίτευξη ενός ευκρινέστερου κεντρικού άξονα του ποταμού, το βήμα διαλογής ακολουθείται από ένα βήμα συμπλήρωσης κενών. Στη συμπλήρωση κενών παράγονται νέα σημεία και εισάγονται μέσα στο ποτάμι σε μια επαναληπτική διαδικασία.

• Για τη χρήση των χρονικών δεικτών μετανάστευσης του άξονα του ποταμού, πρέπει να δημιουργηθεί ένα πλέγμα βάσει του Γραμμικού Μοτίβου Ποταμού (River Linear Pattern - RLP) (Εικόνα 4). Το RLP είναι μια γραμμική προσαρμογή πρώτης τάξης (που ονομάζεται γραμμή αναφοράς) που εφαρμόζεται στα σημεία του κεντρικού άξονα του ποταμού, μετά την επεξεργασία, κατά το έτος αναφοράς (εδώ, μαύρη γραμμή στην Εικόνα 4). Για την ανάπτυξη του πλέγματος, δημιουργούνται δύο γραμμές (μπλε γραμμές στην Εικόνα 4, παράλληλες με τη γραμμή αναφοράς) που συνοδεύουν τη σειρά των κάθετων (κυανές γραμμές στην Εικόνα 4). Οριοθετώντας το πλέγμα στον κεντρικό άξονα του ποταμού, παρέχεται η θέση των τομών του ποταμού με τις κυανές γραμμές κάθε χρόνο (Εικόνα 4). Επακολούθως, καταγράφοντας και μετρώντας τις ετήσιες μεταβολές, προκύπτουν οι χρονικοί δείκτες μετανάστευσης του άξονα του ποταμού.

• Για τις μεθόδους ανάλυσης των μαιάνδρων του ποταμού, ο υφιστάμενος δείκτης ημιτονοειδούς ευθείας (Sinuosity Index - SI) υπολογίζεται για όλες τις ομάδες σημείων του ποταμού κάθε χρόνο. Στη συνέχεια, οι κατηγορίες SI αντιστοιχίζονται σε κάθε εύρος τιμών SI ώστε να ληφθεί το ποσοστό κάθε κατηγορίας σε ολόκληρη την έκταση του ποταμού. Χρησιμοποιώντας τα ποσοστά, θα δημιουργηθεί ένας χάρτης διανομής κατηγορίας SI. Στη συνέχεια, το Meander Migration Index (MMI) χρησιμοποιείται για την ποσοτική αξιολόγηση της μετανάστευσης των μαιάνδρων.

• Έγινε επικύρωση του αποτελέσματος των εξαγόμενων σημείων, χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα δεδομένα της έρευνας που συλλέχθηκαν από την Τοπική Αρχή Υδάτων του Fars. Εκτός αυτού, συγκρίθηκε η αξιοπιστία της απόδοσης του RiMARS με δύο υπάρχοντα πακέτα στα ίδια δεδομένα Landsat. Τα PyRIS και RivaMAP χρησιμοποιήθηκαν για να εξαγάγουν αποτελέσματα για τη ροή του ποταμού από μια εικόνα που πάρθηκε στις 28/03/2011.

Αποτελέσματα:

• Σχετικά με το Γραμμικό Μοτίβο Ποταμού (RLP), η αρχική εκτίμηση του κεντρικού άξονα στην έκταση 40 χιλιομέτρων του ποταμού Kor που έγινε από το RiMARS (μεταξύ του φράγματος Ab-Mahi και Doroudzan) αποκάλυψε ότι η κίνηση του άξονα του ποταμού αυξάνεται κατά μήκος αυτής της έκτασης. Η μικρότερη αλλαγή στον άξονα του ποταμού παρατηρήθηκε σε ανάντη τμήματα (θέση εκκίνησης) του ποταμού, ενώ η μέγιστη αλλαγή ήταν στο κατάντη άκρο του ποταμού, όπου συνδέεται με το φράγμα Doroudzan. Η αλλαγή του γραμμικού μοτίβου του ποταμού ξεκινά κυρίως στο τελευταία τέσσερα δέκατα της έκτασης του ποταμού, σε απόσταση 24 χλμ. από το Ab-Mahi. Αυτό είναι σαφές από τις γραμμικές προσαρμογές, καθώς η κατεύθυνση και οι κλίσεις των επικαλυμμένων γραμμικών προσαρμογών διαφέρουν. Επιπλέον, σημαντικές αλλαγές εντοπίστηκαν στα 32 χλμ. από το Ab-Mahi προς τη λίμνη Doroudzan.

• Όσον αφορά τη μετανάστευση του κεντρικού άξονα του ποταμού, οι μικρότερες μεταναστεύσεις (<1 m) παρατηρήθηκαν στο τρίτο δέκατο της έκτασης των 40 χιλιομέτρων του ποταμού (δηλαδή, 20-30%) σε διαφορετικά έτη. Ωστόσο, στο τελευταίο δέκατο, παρατηρήθηκαν μέγιστες κεντρικές μεταναστεύσεις περίπου 100m. Οι περισσότεροι μαίανδροι εντοπίστηκαν στο τελευταίο δέκατο, ένα μέρος που είναι κοντά στο φράγμα Doroudzan. Η σύγκριση των τιμών ACM μεταξύ κάθε έτους (2003, 2011 και 2017) και του έτους αναφοράς (1993) αποκάλυψε ότι σημειώθηκαν σημαντικές μεταναστεύσεις στο τέταρτο, έκτο, έβδομο, όγδοο, ένατο και τελευταίο δέκατο της έκτασης του ποταμού που μελετήθηκε. Με την πάροδο του χρόνου, οι μεταναστεύσεις έδειξαν μεγάλες τιμές, π.χ., η τιμή μετανάστευσης στο τέταρτο δέκατο του άξονα του ποταμού ήταν 34,47m κατά τη διάρκεια του 1993-2003, ενώ αυξάνεται κατά 7,36m και 7,88 κατά τη διάρκεια 1993-2011 και 1993-2017, αντίστοιχα. Μια αντίστοιχη αύξηση σημειώθηκε στα πέμπτα, έβδομα και όγδοα δέκατα.

• Σχετικά με τους μαιάνδρους, υπολογίστηκαν οι αναλογίες κάθε κατηγορίας SI και εκφράστηκε ποιοτικά και ποσοτικά η ημιτονικότητα του ποταμού. Ποσοτικοποιήθηκε η μετανάστευση κάθε μεγάλου μαιάνδρου στο ποτάμι χρησιμοποιώντας τη μετανάστευση του κεντροειδούς του με την πάροδο του χρόνου.

• Για την επικύρωση του μοντέλου, έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων (εξήχθη ο κεντρικός άξονας από το αυτοματοποιημένο πλαίσιο) του πιο κοντινού έτους με τα δεδομένα παρατήρησης του 2011. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το 92% των εξαγόμενων κεντρικών σημείων τοποθετούνται εντός των παρατηρούμενων ορίων του ποταμού. Παρατηρείται ότι υπάρχουν ορισμένες αβεβαιότητες λόγω της χρονικής ασυμμετρίας των προσομοιωμένων και παρατηρούμενων δεδομένων. Εκτός αυτού, συγκρίθηκε η απόδοση του RiMARS με δύο υπάρχοντα πακέτα. δηλαδή, τα RivaMAP και PyRIS. Και οι τρεις μέθοδοι εφαρμόστηκαν στην ίδια εικόνα Landsat το 2011 (Εικόνα 6). Τα αποτελέσματα του RivaMAP αποκάλυψαν τεράστια κενά μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του ποταμού (Εικόνα 6c, d, f), πιθανώς λόγω του επιλεγμένου κατωφλίου και της έλλειψης νερού μέσα στο ποτάμι για τη χρήση του MNDWI, ενώ το RiMARS μπόρεσε να αποδώσει τα υπόλοιπα σημεία (Εικόνα 6b, d,e), λόγω της λειτουργίας πλήρωσης κενών και της ανεξαρτησίας των μεθόδων κατωφλίου. Η PyRIS κατάφερε επίσης να εντοπίσει το ποτάμι χωρίς να έχει κενά στα σημεία (Εικόνα 12a, e, f) αν και, σε πολύπλοκα τμήματα του καναλιού, παρέχει λάθος ροή ποταμού. Σε πολύπλοκα τμήματα, οι συντεταγμένες ενός επιλεγμένου σημείου είναι μια μέση τιμή των αριστερών και δεξιών εικονοστοιχείων του, έτσι σε τέτοια τμήματα του ποταμού, ο παραγόμενος κεντρικός άξονας δεν διέρχεται μέσω του διαδρόμου της ροής του ποταμού (Εικόνα 6a2, a3, a4 ). Σε πολύπλοκα τμήματα, το RivaMAP λειτουργεί καλύτερα από τα RiMARS και PyRIS (Εικόνα 6c2).

Συμπεράσματα: Παρουσιάστηκε το RiMARS ως μια νέα μέθοδος για την παραγωγή του κεντρικού άξονα του ποταμού από πολυφασματικές εικόνες και για την ανάλυση των μορφολογικών αλλαγών στα ποτάμια χρησιμοποιώντας τηλεσκοπικά δεδομένα με τη βοήθεια του προγραμματιστικού περιβάλλοντος MATLAB. Χρησιμοποιήθηκαν πέντε δείκτες (RLP, ACM, RCM, MMI και SI) για την ανάλυση των φυσικών χαρακτηριστικών και των αλλαγών στον κεντρικό άξονα του ποταμού και στους μαιάνδρους του ποταμού. Η αυτοματοποίηση αυτών των δεικτών συμβάλλει στην καλύτερη εμφάνιση των αλλαγών στη μορφολογία του ποταμού σε χωροχρονική κλίμακα, κάτι που αποτελεί πλεονέκτημα του RiMARS. Η λειτουργία αυτόματης αναγνώρισης μαιάνδρου βρίσκει και ταξινομεί τους κύριους μαιάνδρους σε μεγαλύτερη ακρίβεια και μικρότερο χρόνο από τις παραδοσιακές μεθόδους. Επιπλέον, παρουσιάστηκε ένα χωροχρονικό χαρακτηριστικό της διάταξης του ποταμού με βάση την ταξινόμηση των μαιάνδρων κατά μήκος του κεντρικού άξονα του ποταμού. Η μέθοδος χρησιμοποιήθηκε σε μήκος 40 χιλιομέτρων του ποταμού Kor στο Ιράν, πριν και μετά την κατασκευή του φράγματος Molasadra το 2006 και η ακρίβεια της μεθόδου δοκιμάστηκε σε 5 χιλιόμετρα από την έκταση του ποταμού χρησιμοποιώντας δεδομένα επιτόπιων μετρήσεων πεδίου. Στη συνέχεια έγινε σύγκριση χρησιμοποιώντας δύο υπάρχοντα πακέτα λογισμικού (PyRIS και RivaMAP). Η εφαρμογή των δεικτών αποκάλυψε λεπτομερείς πτυχές των μορφολογικών αλλαγών, π.χ., το RLP αποκάλυψε ότι οι περισσότερες μορφολογικές αλλαγές συνέβησαν στο δεύτερο μισό, και ιδιαίτερα στο τελευταίο τμήμα της έκτασης του ποταμού, όπου φτάνει στο φράγμα Doroudzan. Η ACM έδειξε το μέγεθος και την κατεύθυνση της μέσης μεσαίας μετανάστευσης κάθε χρόνο, με σημαντική μετανάστευση περίπου 100 μέτρων κοντά στο φράγμα Doroudzan, που αποκάλυψε ότι η ύπαρξη του ποταμού Kor σε πεδιάδα είναι πηγή τεράστιων μεταναστεύσεων. Από την άλλη πλευρά, οι μεταναστεύσεις στα πρώτα έως τρίτα δέκατα της έκτασης του ποταμού αποκάλυψαν ότι η κοιλάδα στην οποία ρέει ο ποταμός Kor λειτουργεί ως εμπόδιο που περιορίζει το μέγεθος των μεταναστεύσεων (π.χ. μέση μετανάστευση 6 m). Ο δείκτης RCM αποκάλυψε ότι η μετανάστευση του κεντρικού άξονα είναι συνάρτηση του χρόνου, π.χ. στο τελευταίο δέκατο της έκτασης του ποταμού, ο άξονας μετανάστευσε κατά 7,5 m το χρόνο πριν από την κατασκευή του φράγματος αλλά κατά 0,63 m το χρόνο μετά την κατασκευή. Ο διαχωρισμός των τιμών SI σε τάξεις έδειξε ότι μετά την κατασκευή του φράγματος Mollasadra, το ποσοστό της τάξης μαιάνδρου αυξάνεται σταδιακά, κατά 2,6%, κατά την περίοδο 2011-2017, ενώ το ποσοστό της ευθείας τάξης μειώθηκε σημαντικά, κατά 17,5%. Επιπλέον, τα αποτελέσματα αποκάλυψαν τον βασικό ρόλο που διαδραματίζουν τα τεκτονικά και γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά του γύρω τοπίου (κοιλάδα, πεδιάδες) στις αλλαγές στη μορφολογία του ποταμού Kor σε διάφορες χωρικές και χρονικές κλίμακες. Αν και το RiMARS εξακολουθεί να έχει κάποιες αδυναμίες, οι προκαταρκτικές έρευνες δείχνουν ότι μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω και ότι παρέχει έναν τρόπο αύξησης της ακρίβειας της μορφολογικής ανάλυσης με μαθηματικά μέσα.