بخشی از مقاله
چکیده
تالاب ها از مناظر مهمی هستند که میتوانند در نگهداري و رهاسازي آرام آب سیلاب، بازساز ي آبها ي زیرزمینی، فیلتر پاك کننده آب آلوده و بهبود کیفی آن، و فراهم کردن زیستگاه حیات وحش براي گونه هاي در معرض تهدید و خطر، استفاده شوند. پوشش گیاهی یک بخش مهم سیستم زیستمحیطی تالاب را تشکیل داده است. پوشش گیاهی فراهم کننده پناهگاه و زیستگاه پرندگان آبزي و کنار آبزي است. در این تحقیق با توجه به تناسب تفکیک مکانی ماهواره Landsat8 با تراکم پوشش گیاهی تالاب میقان، همچنین دسترسی آسان و رایگان به تصاویر، از این ماهواره در انجام تحقیق استفاده شده است.
از شاخص هاي پوشش گیاهی NDVI، SAVI، NDWI، DVI و PCA2 در طبقه بندي شبکه عصبی استفاده شده است. از داده هاي آموزشی و آزمایشی استخراج شده از نقشه کاربري 1:100000 در طبقه بندي و ارزیابی دقت، استفاده شده است.دو روش طبقه بندي شبکه عصبی - ANN - و ماشین بردار پشتیبان - SVM - در تهیه نقشه دقیق تراکم پوشش گیاهی تالاب استفاده شده است. دقت کلی روش ANN و SVM به ترتیب 69,21 و 69,04 درصد بوده است. طبقه بندي شبکه عصبی مصنوعی بهتر توانسته کلاس ها پوشش گی اهی راتفکیک کند.
واژههاي کلیدي:Landsat8، تالاب میقان، شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان و شاخص گیاهی
-1 مقدمه
طبق تعریف کنوانسیون رامسر تالاب ها مناطق مردآبی،توربزار و آبی به صورت طبیعی، مصنوعی، دائم ی ا موقت با آب ساکن و یا جاري شیرین، شور و یا لب شور میباشند.[26] میزان تبخیر در ایران بیش از میزان بارش است، میزان بارش متوسط سالانه جهان 850 - میلیمتر - است درحالیکه کشور ما به طور متوسط 250 میلیمتر بارش دریافت میکند. اهمیت ویژه تالاب هاي ایران به دلیل منطقه خشک و نیمه خشکی هست که در آن قرارگرفته است. تالاب هاي ایران ازلحاظ تنوع زیستی در سطح خاورمیانه بیبد یل است و این کشور بهعنوان خاستگاه کنوانسیون بین المللی رامسر همواره تعهد و تمایل خود را به حفظ تالابها ثابت کرده است.
بااین حال روند روبه رشد کشور در دههها ي اخیر فشار زیادي به منابع آبوخاك تحمیل کرده است، به طوريکه مناطق حفاظت شده براي حفظ این تالابها، اهمیت جهانی و تنوع زیستی آن ها همواره با چالش هاي زیادي روبه رو بوده اند.تالاب ها اراضی حد واسط بین اکوسیستم ها يخشک ی و آبی هستند که فراهم کننده کالاها و خدمات بسیاري ازجمله کنترل سیل، حفظ کیفیت آب، زیستگاه حی ات وحش و کنترل فرسایش خاك هستند.همان طور که ارزش تالاب ها به جامعه شناخته شده است، لذا حفظ و حراست از آن وظیفه اي همگانی محسوب میشود و این مهم نیازمند روش هاي دقیق و سریعی است، که از طریق آن ها بتوان اطلاعات کافی و موردنیاز را به دست آورد.
یکی از روش هایی که امروزه در بررسیوضع یت و تغیی رات تالابها موردتوجه کارشناسان است، تکنیک فناوري سنجش ازدور بوده، میتواند ابزار بسیار کارآمد و مناسبی براي کسب اهداف فوق باشد. سنجش ازدور براي مطالعه انواع تالابها استفاده شده است . سنجشازدور در تهی ه نقشه از اکوسیستم تالاب هاي بزرگ استفاده شده است [9] - ، . - [10]در دسترس بودن تصاویر ماهواره اي با حد تفکی ک مکانی و طیفی بالا، ظرفیت تهیه نقشه تالاب ها، ماندآب نمک و سایر مناطق ساحلی را به طور قابلتوج هی افزایش داده است [23] - ، [12]، [14]، . - [25] تصویربرداري چند زمانی اغلب در اهداف طبقه بند ي تالاب و تفکیک سازي آن از دیگر کلاس هايپوشش یزم ین استفادهشده است - [8]، [22]، [13]، . - [15] سلامت تالاب ها به مقدار زیادي متأثر از روان آب هاي زمین و استفاده در همان حوزهي آبریز است. براي مطالعه اثر روان آب ها روي اکوسیستم تالاب ها، ترکیبی از مدل ها مکرران استفادهشده که شامل حوزه ي آبری ز، جری ان آب، کیفیت آب و مدلهاي منابع زنده است [18] - ، . - [17]
اکثر تحقیقات صورت گرفته درزمینه پوشش گی اهی تالاب بهوس یله تصاویرسنجش ازدوري براي طبقه بندي تصاویر از روش هاي غیرترکیبی بوده و کمتر به طبقه بند ي ترکیب ی توجه شده است [21].، از مجموع 57 داده لندست MSSدر فصل رشد May - تا - October اخذشده از ناحی ه تالاب در یاچه در بخش غربی منطقه Sandhillآمریکا بین سال هاي 1979 و 1989 براي بررسی روند و الگو تغییرات پوشش گی اهی به وسیلهNDVI، استفاده کرده اند.[24]، از شاخص پوشش گی اهیDVIتصویر اکتبر 2000 لندست +ETM به منظور تخمین زیست توده گیاهی منطقه محافظت شده تالاب بین المللیPoyang چین، استفاده کرده اند.[16]، به منظور تهیه نقشه جامعه گیاهی مهاجم 4 تالاب رودخانه Hudson، از تصاو یر ماهواره QuickBirdو روش طبقه بندي بیشترین شباهت در نقشه پوشش زمینی جامعه گیاهی استفاده کرده .
20 کلاس نقشه پوشش زمینی توسط یا ن روش براي تالاب تول یدشده [20].، از 23 تصویر سري زمانی 16 روزه NDVIسنجنده MODISبا سیکلیک ساله از Jun 1تا 2005December 18و روش طبقهبندي نظارتشده بر اساس شاخص اندازه گیري شباهت المان مبنا فوریه - FCSM - معرفیشده بهوس یلهEvansو Geerkenبهمنظور طبقه بند ي پوشش گیاهیتالابSanjiang Plain شمال شرقی استان Heilongjiangچین، استفاده کردهاند.در مطالعه [5]، به منظور مدیریت دوره اي تالاب میقان اراك، از طبقه بندي عوارض با استفاده از شاخصها ي مختلف طیف ی NDVI - ، SAVI، OSAVI، NDWIو ... - و تصویر سنجنده Landsat TMمربوط به 3 زمان مختلف - 1998، 2000 و - 2009 استفاده کرده اند. ارزیابی این شاخص ها توسط طبقه بند ي بیشترین شباهت، نشاندهنده توانایی بالاي شاخصهاي طیفی بوده.
-2 منطقه مورد مطالعه و روش تحقیق
-1-2 معرفی منطقه مطالعه
تالاب میقان واقع در حوزه آبخیز کویرمیقان، از تالاب هاي کویري ایران است که در استان مرکز ي و در 15 کیلومتري شمال شرقی اراك و جنوب غربی داوودآباد قرار گرفته است - شکل. - 1 ارتفاع تالاب از سطح دریاهاي آزاد 1650 متر است. این تالاب جزء مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. کویر میقان مرتفع ترین کویر در ایران می باشد و داراي پوشش گیاهی شور پسند و مهمترین رویشگاه قره داغ در ایران می باشد.[7]منابع تامین آب تالاب را بارش هاي جوي، آب سه رودخانه قره کهریز، فراهان و شهراب و پساب تصف یه فاضلاب اراك تشکیل میدهند. وسعت کویر میقان حدود 25000 هکتار است.
سطح آبگیر آن حدود 12 هزار هکتار است که روان آبهاي ناشی از حوزه آبخیز میقان را با سطحی بالغ بر 550 هزار هکتار در داخل یا ن دریاچه جمع آوري می شود.باتوجه به مساحت کل حوزه آبخیز، حجم نزولات جوي سالانه در حدود 1,43 میلیارد مترمکعب است.[2]شکل 2 نقشه پوشش گیاهان استان مرکزي از 71 خانواده گیاهی، 440 جنس و 1100 گونه میباشد، که سهم کویر میقان اراك حداقل داراي 77 گونه گیاهی متعلق به 16 خانواده، شناسایی شده است که در غالب 14 تیپ گیاهی قرار دارند .[3] همچنین پوشش گیاهی منطقه بیشتر از نوع گیاهان شورپسند یا هالوفیت بوده که از این نظر نیز تالاب یکی از ذخیره گاههاي مهم گیاهان شور کشور به شمار میرود. منطقه کو یر میقان جزء ناحیه ایرانی- تورانی می باشد .[6]
