تغییرات اقلیمی از دیرباز تا کنون تأثیرات اساسی بر روند تکامل بشر داشته است. برخی از این تغییرات، همراه با فعالیت های انسانی بوده و اثرات قابل توجهی بر روند تغییرات اقلیمی را به همراه داشته اند. کاهش تراز آب دریاها و پهنه های آبی یکی از اثرات جدی تغییرات اقلیمی است که تأثیر مستقیمی بر وضعیت زیست انسانی و اقتصاد دارد. این مسئله در سال های اخیر به ویژه بر تاسیسات ساحلی مانند بنادر، اثرات قابل ملاحظه ای گذاشته است. هدف این تحقیق، ارائه یک روش با خطا و هزینه محاسباتی پایین به منظور تهیه نقشه تغییرات سطوح آبی است. این روش امکان سنجش ازدور مناطق گسترده را فراهم می آورد و با کاهش شدید هزینه های مالی و نیروی انسانی همراه است. در این مقاله، پایش بلند مدت تغییرات پهنه آبی خلیج گرگان با استفاده از ترکیبی از شاخص های سنجش از دور و مدل سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است. از داده های تصویر ماهواره ای و شاخص های آبی مانند NDWI، AWEI و WRI برای تحلیل تغییرات آبی استفاده شده است. سپس از روش های پردازش تصویر و ماشین بردارپشتیبان برای طبقه بندی تصاویر از دو کلاس آب و خشکی و تحلیل دقیق داده های دریایی بهره گرفته شده است. همچنین، مدل سازی حرکت امواج و تحلیل دقیق داده های دریایی با استفاده از نرم افزار MIKE 21 به عنوان ابزارهای موثر در پایش تغییرات محیطی و منابع آبی معرفی شده است. دقت کلی طبقه بندی در یک دوره زمانی در حالت پایه با شاخص NDWI و کرنل پردازشی خطی 47/94 درصد و در بهترین روش به کمک شاخص AWEI و کرنل تابع پایه شعاعی 51/97 درصد بود که بیانگر قابلیت خوب استفاده از این روش در پهنه های آبی گسترده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از شاخص AWEI با کرنل تابع پایه شعاعی، بهبود قابل توجهی در دقت طبقه بندی تصاویر داشته است.