بخشی از مقاله
چکیده
مدیریت پایدار منابع نیازمند سامانه پایش است که قادر به نمایش روند تخریب سرزمین و تغییرات پوشش اراضی به دلایل تغییرات آب و هوایی و یاعوامل انسانی باشد. پیشفرض این در دسترس بودن اطلاعات فضایی صریح و روشن در بازه های زمانی کم برای تشخیص و تفکیک فصلی، ظهورشناسی پدیده تنوع در پوششگیاهی سالانه و بین سالی است که سامانه سنجندههای ماهوارهای از اوایل دهه80 میلادی با راهاندازی اولین سامانه با وضوح رادیومتری زیاد - AVHRR - را فراهم آورد.
سریهای زمانی NDVI حاصل از سنجندههای ماهوارهای در مطالعات زیادی جهت مستندسازی و ارزیابی پوششزمین و تغییرات آن در سطح جهانی از مطالعات کیفی تغییرات پوششگیاهی تا اندازهگیریهای کمی ویژگیهای بیوفیزیکی سطح زمین که مربوط به مسائل زیستمحیطی جهانی می باشد را شامل میشود. تجزیه مؤلفه اصلی و تبدیل فوریه از رایجترین روشها در زمینه انتقال دادههای تصویر و تشخیص تغییرات دورههای زمانی به شمار می آیند.
مقدمه
به طورکلی تغییر در محیط به چهار دلیل رخ میدهد، تغییرات طبیعی طولانی مدت در شرایط آبو هوایی، فرایندهای ژئومورفولوژی و زیست محیطی - اکولوژی - مانند فرسایش خاک و کاهش پوشش گیاهی، تغییرات ناشی از مداخله بشر در نتیجه بهره برداری مربوط به صنعتی شدن، شهرنشینی وکشاورزی ودرآخر تنوع آبو هوایی سالیانه مانند تفاوت توزیع بارش و تابش خورشیدی
بعد از کنوانسیون استکهلم در سال1972، بشریت پی برد که فعالیت های انسانی می تواند سبب تغییرات شدیددر آب و هوای زمین، وضعیت اقتصادی- اجتماعی و محیطزیست شود. درآن زمان عدم اطمینان از میزان تغییرات و همچنین عدم تصدیق این تغییرات توسط سامانه های طبیعی موجب بحث و تردید شد، که منجر به ایجاد سامانه دیده بانی زمین - 1 - EOS توسط ناسا باهدف بررسی تغییرات جهانی زمین، فرایندهای آن و ترویج مشاهدات مستمر آن شد
توصیف و نقشهبرداری از سطح زمین برای برنامهریزی و مدیریت منابع طبیعی - مانند توسعه و حفاظت - ، مدل سازی متغیرهای محیطی و درک توزیع زیستگاه ضروری است. سنجش ازدور و فرایند پردازش رقومیرقومی، توانایی مشاهده، شناسایی، نقشهبرداری، ارزیابی و نظارت بر پوششزمین2 در طیف گستردهای از مقیاس زمانی و موضوعی را فراهم میکند
شناسایی نوع پوشش زمین، اطلاعات پایه ای برای تولید نقشههای موضوعی و فعالیتهای نظارتی فراهم میکند. تغییرات پوشش اراضی را می توان به فرایندهای طبیعی - مانند جاری شدن سیل، آتش سوزی و غیره - و فعالیت های انسانی - مانند شهرنشینی و کشاورزی - مرتبط دانست. نرخ تغییر و تحول پوشش زمین در زمان و مکان می تواند متفاوت باشد. برخی مناطق در معرض تغییر و تحول سریع هستند - مثل توسعه مناطق شهری از مناطقی که سابقا پوششگیاهی بوده است - ونیز افزایش جمعیت انسانی و توسعه فناوری عامل شتاب بخشیدن به تغییرات پوششزمین است
بررسی محل، وسعت، نوع و تکرار تغییرات پوشش زمین، همچنین شناسایی الگوهای مکانی و زمانی تغییرات از طریق تفسیر و تجزیه و تحلیل نقشههای مکرر پوششزمینی، بینشی از فرایندهای مسبب تغییر اساسی را فراهم میکند
اطلاعات پوشش زمین سالیانه برای تدوین سیاست های اقتصادی- اجتماعی - مانند سیاست کشورهای عضو اتحادیه اروپا - و ارائه اطلاعات برای برنامههای زیستمحیطی - مانند آسیبپذیری و ارزیابی تنش - ارزشمند است - G¼ برای بررسی تغییرات چشم انداز، داشتن یک توالی زمانی ضروری است.
در اکثر موارد، مشاهدات بیشتر، روش آسانتری برای درک تغییرات نسبت به اسناد هستند. ازآنجا که از سال 1970تصاویر سنجشازدوری بهدست آمده از فضا بهعنوان یک منبع معتبر برای این مشاهدات ارائه نموده است، تصاویر ماهواره ای همراه با اطلاعات بهدست آمده از زمین در نقاط مختلف، تبدیل به بهترین منبع داده برای نقشهبرداری تغییرات چشمانداز در نواحی بزرگ شدهاست - Millward . - etal, 2006 اغلب نظارت بر فعالیتهای پوششگیاهی در مقیاس جهانی برپایه دادههای حاصل از سریهای زمانی شاخصNDVI بهدست آمده توسط سنجنده های ماهواره ای با دوره تکرار کوتاه مدت تصویربرداری به ویژه NOAA و AVHRR است. این سنجنده ها دارای قدرت تفکیک مکانی 1km×1km با پهنای نوار تصویربرداری بزرگ که تقریبا کل زمین را به صورت روزانه برداشت میکنند
ترا نام اولین سکوسکوی راهاندازی شده توسطEOS است که نشان دهنده توسعه علم سنجش از دور بودکه با ترکیب سنجندههای مختلف برای جمع آوری انواع داده طراحی شده است. مادیس2 - اسپکترورادیومتر تصویر بردار با قدرت تفکیک متوسط - از مهمترین سنجندههای سکو ترا است . مادیس تصاویری بی سابقه از سطح زمین، جو و فنولوژی اقیانوس برای یک جامعه گسترده از کاربران در سراسر جهان فراهم می کند و طیف های مرئی، مادون قرمزنزدیک، مادونقرمز میانی، که کل طیف 0/4تا 14/4میکرومتر را شامل میشود، پوشش میدهد.
نصب مادیس برروی دو ماهواره سبب تصویربرداری از یک منطقه در دو زمان متفاوت از روز می شود که در کنار تصویربرداری کل زمین در 1تا2روز امکان تفکیک زمانی مناسب برای مشاهده زمین، اقیانوس و شرایط جوی در مقیاس جهانی و منطقهای طراحی شدهاست. این سامانه دارای 36باند طیفی و یک میدان دید 55 درجه نسبت به نادیرکه توانایی برداشت تصویر در طول نوار 2330کیلومتری را فراهم میآورد. یک مزیت عمده استفاده از تصاویر مادیس، در دسترس بودن مجموعهای از محصولات اعم از تصاویر خام تا تولیداتی با سطح بالای پردازش ها مانند شاخص های پوشش گیاهی است. سطوح مختلف پردازشی تصاویر مادیس شامل: - 1 سطح0 - تصاویر رقومی خام - ، - 2 سطح - 1 ارزش بازتاب واسنجی شده - و - 3 سطح 3-2 محصولاتی با پردازش بیشتر که از محصولات سطح پایین تر مشتق شده اند. محصولات سطح 3-2 در دسترس شامل پوشش زمین، شاخص سطح برگ، شاخص تفاوت نرمال پوشش گیاهی و غیره می باشد.
سنجندهAVHRR در ابتدا برای کاربردهای هواشناسی طراحی شده بود و تنها دارای دوباند - قرمز و مادون قرمز - که می تواند برای تولید شاخصهای طیفی پوششگیاهی استفاده شود. سنجنده مادیس دارای مزایایی نسبت به AVHRR از جمله باندهای طیفی بیشتر است که برای تجزیه و تحلیل پوششگیاهی مورد استفاده قرارمی گیرد. شاخص های پوشش گیاهی مادیس برای مطالعه پویایی و ویژگیهای پوششگیاهی مناسب هستند، این شاخص ها نسبت به تغییرات پوششگیاهی - فصلی - در چنددوره حساس است و با شاخص سطح برگ در طیف گسترده از انواع گونهها، اشکال زندگی و تغییرات پوششزمین ارتباط دارد.
شاخصهای NDVI وEVI مادیس، از محدوده و حساسیت خوبی برای نظارت و ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی در میزان و شرایط پوشش گیاهی برخوردار است. شاخص NDVI به طورکلی به جذب تابش قرمز توسط کلروفیل و دیگر رنگدانههای برگ و همچنین به پراکندگی شدید تابش مادون قرمز توسط شاخ و برگ متکی است. به عنوان یک نتیجه بازتاب قرمز - - red زمانی که پوشش گیاهی یک پیکسل افزایش پیدا کند، کاهش مییابد درعین حال خواص ساختاری یک سایبان متراکم - مانند افزایش شاخص سطح برگ و درصد تاجپوشش - باعث افزایش بازتاب مادونقرمز نزدیک - NIR - میشود.
