بخشی از مقاله
یکی از پارامترهای مهم برای مدیریت بهینه جنگل ها تراکم جنگل می باشد. تصاویر ماهواره ای قابلیت تهیه این نقشه ها را دارند.طبقه بندی یکی از بهترین و در عین حال کاملترین روش معمول سنجش از دور، برای استخراج اطلاعات از تصاویر ماهواره ای می باشد.انتخاب نمونه های تعلیمی مناسب و نماینده کلاسهای طیفی، اساس این روشها و تصمیم گیریهای بعدی را تشکیل می دهد که بایستی طوری انتخاب گردند که حداکثر تفکیک پذیری را از هم داشته باشند تشابه بازتاب طیفی خاک و پوشش جنگلی بویژه در جنگلهای تنک ونیمه انبوه که بازتاب زمینه زیاد است، باعث می شود که نمونه های تعلیمی طیفی کلاسها، به میزان زیادی همپوشانی داشته و در نتیجه غلط طبقه بندی شوند.
نتایج کارهای انجام شده نشان می دهد که همپوشانی طیفی کلاسها باعث طبقه بندی غلط پیکسل ها و کاهش دقت شده و علت اصلی آن هم تداخل طیفی خاک و زمینه با پوشش جنگلی به ویژه در کلاسهای با تراکم کم می باشد. بدین منظور روش مدل مبنایی تحت نام مدل تراکم جنگل پیشنهاد می شود که این مدل با استفاده از چهار اندکس خاک، سایه، پوشش گیاهی و اندکس حرارتی، تراکم جنگل را محاسبه می کند. در این تحقیق با استفاده از این مدل، با استفاده از تصاویر ETM+ ماهواره لندست به تاریخ ۷ آگوست ۲۰۰۲ میلادی نقشه تراکم برای منطقه ای از جنگلهای کشور واقع در استان گیلان با دقت کلی ۳۸ درصد و ضریب کاپای ۸۷/۰ تهیه شد که بیانگر نتایج بهتر نسبت به سایر روشها می باشد.
کلمات کلیدی:تراکم پوشش گیاهی، اندکس گیاهی، اندکس خاک، اندکس سایه، اندکس حرارتی
تصاویر ماهواره ای، به عنوان یک منبع اطلاعات مکانی، نسبت به سایر منابع متداول - نظیر نقشه ها - دارای مزایایی از جمله: پوشش فراوان، هزینه کمتر برای داده های هر واحد زمین، نیاز کمتر به انجام نقشه برداری و عملیات کنترل زمینی و ... می باشند. جنگل ها از ابتدای خلقت جوامع بشری تا کنون، تکامل و تعالی شرایط زیست جوامع رافراهم نموده اند. علم جنگلداری دارای اهمیت زیادی در رفاه اقتصادی بسیاری از ملل دارد و تصاویر ماهواره ای، داده های ارزشمندی برای مطالعه منظم و دقیق جنگل ها، تامین می نماید که برای مدیریت موثر جنگل ها ضروری می باشند. یکی از پارامترهای مهم در بحث مدیریت موثر جنگلها، تراکم جنگل می باشد که به روشهای مختلفی از جمله روش مستقیم برداشت زمینی، روش تفسیر عکسهای هوایی و استفاده از تصاویر ماهواره ای، تهیه می شود ]۹. [
روش برداشت زمینی به خاطر وقت گیر و هزینه بر بودن معمولا اطلاعات به هنگامی از وضعیت موجود، در دسترس مدیران قرار نمی دهد. روش تفسیر عکسهای هوایی به شدت به عامل تحلیل کننده بستگی دارد و ممکن است نتایج از شخصی به شخص دیگر تغییر کند. اندازه گیری تراکم با استفاده از تصاویر ماهواره ای به سه روش تفسیر بصری تصاویر ماهواره ای، روشهای معمول سنجش از دور و روش مدل بیوفیزیکی انعکاس طیفی عوارض - که یک روش مدل مبنا می باشد - صورت می گیرد. روشهای معمول زیادی نظیر روش طبقه بندی تک باندی1، روش محاسبه ای تصویر۲،روش تقسیم بندی۳ و روش طبقه بندی چند طیفی۴ با اهداف مختلف توسط محققین ارائه شده اند]۱. [
طبقه بندی یکی از معمولترین و در عین حال کاملترین این روشها می باشد. تشابه بازتاب طیفی خاک و پوشش جنگلی بویژه در جنگلهای پراکنده و با تراکم کم که بازتاب زمینه۵ زیاد است، باعث می شود که نمونه های تعلیمی طیفی کلاس ها، به میزان زیادی هم پوشانی داشته و در نتیجه دقت طبقه بندی را کاهش دهد. یک نمونه از کارهای انجام شده در مورد بدست آوردن تراکم جنگل با استفاده از این روش در منطقه جنگلهای زاگرس صورت گرفته که محقق، با مشکل فوق روبرو شده و به منظور افزایش دقت طبقه بندی، دو کلاس تراکمی را که بیشترین تداخل را در این روش دارند - کلاسهای ۲ و۳ - ، با هم ادغام کرده و به بالاترین دقت کلی و ضریب کاپا در طبقه بندی سه کلاسه ای به ترتیب معادل%۰۷ و ۵۴/۰ با ترکیب باندهای TM - 4,NDVI,2 - و طبقه بندی کننده حداکثر احتمال۶ دست یافته است]۲. [
مقایسه نتایج حاصل از طبقه بندیها در این روش نشان می دهد که همپوشانی طیفی کلاسه ها باعث طبقه بندی غلط پیکسلها و کاهش دقت شده و علت اصلی هم تداخل طیفی خاک و زمینه با پوشش جنگلی بویژه کلاس های با تراکم کم می باشد.در این روش از باند ۶ TM به دلیل ماهیت حرارتی آن و قدرت تفکیک ۰۲۱ متری استفاده نشده است. در این تحقیق پیشنهاد گردید جهت کاهش اثر بازتاب طیفی خاک و زمینه با استفاده از داده های با قدرت تفکیک بالاتر و همچنین داده های چند سنجنده ای و بکار بردن تکنیکهای ویژه، تحقیقاتی در این راستا انجام و نتایج مورد ارزیابی و مقایسه قرار گیرند. به همین منظور استفاده از متد سوم - مدل تراکم پوشش جنگل - در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت.
جنگلهای منطقه شمال که در ضلع شمالی رشته کوه های البزر قرار گرفته به مساحت در حدود ۴/۳ میلیون هکتار بوده و مهمترین بخش جنگلهای تجارتی ایران را تشکیل می دهند. گونه های عمده این جنگلها از نظر حجم عبارتند از: ممرز %۳۳، راش %۶۲، توسکا %۹، بلوط %۸، افرا %۸ و بقیه گونه های دیگر از قبیل نمدار، نارون، انجیلی،زبان گنجشکی، آزاد و غیره هستند. منطقه مورد مطالعه در این تحقیق قسمتی از جنگلهای شمال کشور واقع در استان گیلان می باشد که از شهر رودبار شروع شده و تا شهر رشت ادامه می یابد. منطقه مزبور بر اساس نقشه ۰۰۰۰۵:۱ و نیزتصاویر ماهواره ای موجود دارای وسعت ۵/۲۷ در۵/۲۷ کیلومتر می باشد که این ناحیه در تصویر ماهواره LandsatETM+ معادل ۰۰۵۲ در ۰۰۵۲ پیکسل و ما بین طول جغرافیایی ۷۲ ۰۱ ۹۴ تا ۱۱ ۹۵ ۹۴ درجه و عرض جغرافیایی۷۰ ۲۴ ۶۳ تا ۳۰ ۰۲ ۷۳ درجه می باشد.
داده های مورد استفاده در این تحقیق تصاویر ماهواره بهتاریخ ۷ آگوست سال ۲۰۰۲ می باشد. سیستم تصویر مورد استفاده برای زمین مرجع نمودن این تصاویر، UTMوبیضوی WGS84 می باشد. این تصاویر بر اساس نقشه های ۰۰۰۵۲:۱ سازمان نقشه برداری ونقاط برداشت شده توسط GPS با RMSE=0.34 ﮊئورفرنس گردید.روشهای مرسوم کاربرد سنجش از دور در مدیریت جنگل، برپایه آنالیزهای کیفی اطلاعات که از مناطق تعلیمی استخراج می شوند، استوار می باشد. از معایب این کار زمان و هزینه مورد نیاز برای تعریف مناطق تعلیمی می باشد تا به دقت بالا و مطمئن برسیم. روش مدل تراکم پوشش جنگل - FCD1ن 8بر خلاف روش معمول قراردادی، نشان دهنده رشد پدیده ها در جنگل بوسیله آنالیزهای کمی- مقداری می باشد. درجه تراکم جنگل با درصدهایی از FCD نمایش داده می شود . مثل ] 10%FCD,20%FCD,…۳. [
