ارزش و اهمیت ریزش های جوی و به خصوص حالت غیرمایع آن مانند برف؛ در بحث تامین آب مورد نیاز مجتمعات انسانی غیرقابل انکار است. در کشور ما که منطقه ای نیمه خشک محسوب می شود، ویژگی های برف و ذوب تاخیردار آن اهمیت بالایی در تامین آب در فصول کم آب سال دارد. از این رو مطالعه کمیت این پدیده همواره مورد توجه بوده است. دادهای سنجش از دوری به دلیل داشتن پوشش تکراری در زمینه پایش سطوح برفی به خوبی می توانند مورد استفاده قرار گیرند. روش های آشکارسازی مختلفی قابلیت استفاده در این زمینه را دارا هستند. شاخص های طیفی که به نوعی مبتنی بر استخراج بازتاب طیف های جذب و انعکاس برف هستند، به صورت خودکار قابلیت سطوح برفی را دارا هستند. در این مطالعه که به منظور ارزیابی چهار شاخص مهم در برف سنجی و معرفی یک شاخص طیفی جدید انجام شده است، از داده های ماهواره ای لندست8 و سنتینل2 بهره گرفته شده است. شاخص های طیفی برف مورد استفاده عبارت هستند از NDSI-S3-NDSII-SWI و شاخص پیشنهادی PCSWIRI که مبتنی بر تحلیل مولفه های اصلی (PCA) است، بر روی تصاویر مورد استفاده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی شاخص ها با استفاده از معیارهای ضریب کاپا و صحت کلی؛ نشان دهنده دقت بالاتر شاخص پیشنهادی (ضریب کاپای 1 برای تصویر لندست 8 منطقه اصلی، و 0. 96 برای تصویر منطقه ارزیابی 1) در تفکیک شباهت های طیفی برف و سایر پدیده ها در منطقه مورد مطالعه است. از این رو شاخص جدید می تواند جایگزین شاخص های برف؛ در مناطقی که اختلاط طیفی پدیده ای مانند نمک، باعث خطا در استخراج سطوح برفی می شود؛ باشد. همچنین برای محاسبه خودکار شاخص ها و شاخص پیشنهادی؛ برنامه کاربردی در محیط نرم افزار MatLAB توسعه داده شده و به صورت رابط گرافیکی تهیه گردید.

در این تحقیق تاثیر قدرت تفکیک پذیری مکانی اطلاعات ماهواره ای در تعیین سطح زیر پوشش برف بررسی شد. بدین منظور سنجنده AVHRR ماهواره نوآ با قدرت تفکیک پذیری اسمی معادل 1100 متر و سنجنده TM ماهواره لندست با قدرت تفکیک پذیری اسمی معادل 28.5 متر انتخاب و مقایسه شدند. نتیجه این تحقیق که در مناطق برفگیر حوزه کارون واقع در زاگرس ایران انجام شده است، نشان می دهد مساحت پوشش برفی در تصاویر ماهواره ای نوآ و لندست در دو تاریخ متفاوت، یکی در اوایل فصل ذوب و دیگری در اواخر فصل ذوب، به ترتیب 15 و 17 درصد با هم اختلاف دارند. همچنین نتیجه این تحقیق نشان می دهد که مساحت مشترک پلی گون ها در همپوشانی مکانی برای دو ماهواره از مساحت پلی گون در دو تصویر بمراتب کمتر است، ولی مساحت همپوشانی در پلی گون های مختلف با مساحت کل برف پلی گون های هر ماهواره همبستگی زیادی را نشان می دهد. به علاوه هر چه قدرت تفکیک پذیری مکانی اطلاعات ماهواره ای کمتر باشد، سطح زیر پوشش برف بیشتر از حد برآورد می شود. مساله دیگر اینکه برای تشخیص میدان های برفی از تصاویر ماهواره ای، اندازه میدان های برفی باید بزرگ تر از چند پیکسل سنجنده باشد.

با استفاده از تولیدات روزانه و هشت روزه پوشش برف سنجده مادیس، می توان تغییرات سطح پوشش برف را در حوضه های کوچک و بزرگ و دور از دسترس از سال 2000 مورد مطالعه قرار داد. اما یکی از بزرگترین مشکلات در استفاده از تولیدات سطح پوشش برف از تصاویر مادیس، ابرناکی آسمان می باشد که به شدت کاربرد این تولیدات را در شرایط ابری با محدودیت مواجه می سازد. در این تحقیق با استفاده از تولیدات هشت روزه سطح برف سنجنده مادیس تغییرات پوشش برفی در حوضه کارون که در غرب ایران قرار دارد، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین به منظور غلبه بر محدودیت کاربرد تولیدات سطح برف در شرایط ابری، استفاده همزمان از تصاویر سنجنده نوری مادیس و سنجنده مایکرویو AMSR-E جهت پایش سطح پوشیده از برف در یک دوره یکماهه پیشنهاد گردید. بدین منظور با ترکیب تصاویر روزانه مادیس و AMSR-E وسعت سطح پوشش برف با گام زمانی روزانه استخراج شد و نتایج آن با سطح پوشش برف که از هر کدام از تصاویر مادیس و AMSR-E به تنهایی استخراج شده بود در روزهای ابری و ابر آزاد مقایسه گردید. نتایج نشان می دهند که با وجود نفوذ امواج مایکرویو از پوشش ابری، به دلیل قدرت تفکیک مکانی پایین تصاویر AMSR-E، این تصاویر درصد پوشش برف را به طور میانگین 16 درصد نسبت به تصاویر مادیس بیشتر نشان می دهند. نتایج همچنین نشان می دهند که با استفاده از رابطه بین درصد پوشش سطح برف در تصاویر AMSR-E و تصاویر مادیس در روزهای ابرآزاد، اختلاف میانگین سطح پوشش برف از 16 درصد به 5 درصد کاهش می یابد. همچنین نتایج صحت سنجی با استفاده از اطلاعات مربوط به دبی روزانه نشان می دهد که همبستگی داده های پوشش برف حاصل از تصویر ترکیبی در مقابل دبی با ضریب همبستگی 66/0 از دقت بالاتری نسبت به تصاویر مادیس با ضریب همبستگی 55/0 برخوردار هستند.