بخشی از مقاله
چکیده
بررسی پوشش گیاهی مراتع در فواصل زمانی معین و آگاهی از روند وضعیت آن یکی از موارد مهم جهت برنامه ریزی و اعمال مدیریت صحیح بهره برداری مراتع و به عبارتی دیگر تفکیک میزان تأثیر گذاری دو عامل انسانی یا مدیریتی و اقلیمی بر روی وضعیت مراتع است. لذا در این تحقیق، از تکنیک فازی که یکی از روش های طبقه بندی در سنجش از دور می باشد به منظور تهیه نقشه کاربری اراضی استفاده گردید. منطقه مورد مطالعه، شهرستان کنگاور است. در این تحقیق از تصویر ماهواره ای لندست 8 با سنجنده OLI استفاده گردید. نتایج حاصل از ارزیابی دقت، صحت کلی طبقه بندی فازی %92/86 و ضریب کاپا %81/08 می باشد.
واژگان کلیدی:روش طبقه بندی فازی، شهرستان کنگاور، نقشه مرتع، OLI
مقدمه
بررسی پوشش گیاهی مراتع در فواصل زمانی معین و آگاهی از روند وضعیت آن یکی از موارد مهم جهت برنامه ریزی و اعمال مدیریت صحیح بهره برداری مراتع و به عبارتی دیگر تفکیک میزان تأثیر گذاری دو عامل انسانی یا مدیریتی و اقلیمی بر روی وضعیت مراتع است . - 1 - اکوسیستم های مرتعی از اجزای زنده پوشش گیاهی، حیوانات - و غیرزنده - توپوگرافی، خاک و... - تشکیل شده اند که آگاهی از آنها نقش مهمی در مدیریت اکولوژیک مراتع دارد . - 2 - تعیین وضعیت مراتع از جمله مسایل تعیین کننده سلامت مراتع بوده که توجه به آن امروزه از جمله موارد با اهمیت در مدیریت صحیح اکوسیستم های مرتعی است به همین دلیل مطالعات مختلفی در زمینه انتخاب بهترین روش و بر اساس شاخص های مختلف گیاهی که مهم ترین عنصر تأثیر گذار بر آن می باشد انجام شده است - . - 3
کاربری اراضی، توصیف نوع بهره برداری انسان از یک قطعه زمین می باشد که از دیرباز به منظور برنامه ریزی و مدیریت منابع مد نظر قرار گرفته است. سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی از جمله تکنولوژی های مورد استفاده در این امر می باشند. سنجش از دور عبارت است از: اندازه گیری خصوصیات پدیده های سطح زمین با استفاده از داده هایی که از راه دور توسط هواپیما و ماهواره کسب می شوند . - 4 - عصر بررسی و ارزیابی زمین از طریق فضا همزمان با ارسال ماهواره لندست یک در سال 1972 غاز شد و همزمان با روشن شدنمزایای تصاویر سنجش از دور همچون سهولت در دسترسی، کاهش هزینه ها و سرعت در به روز کردن اطلاعات، ماهواره های متعددی توسط کشورهای مختلف به فضا پرتاپ گردید.
از جمله تحقیقاتی که در رابطه با تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از تکنیک سنجش از دور انجام پذیرفته، می توان به تهیه نقشه کاربری اراضی شهرستان ملکان اشاره نمود که با استفاده از تصاویرETM + لندست 7 و با استفاده از الگوریتم طبقه بندی حداکثر احتمال انجام گرفت - . - 5 سفیانیان و همکاران نقشه کاربری اراضی مناطقی از استان همدان را با استفاده از روش فازی تهیه نمودند و نتیجه گیری نمودند که این روش قابلیت تهیه نقشه پوشش اراضی و الگوی کشت با صحت بالا را دارا می باشد - . - 6 علی خواه اصل و همکاران استفاده از روش طبقه بندی فازی برای تهیه نقشه کاربری اراضی حوزه آبخیز حبله رود و نتایج حاصل از این تحقیق کشت با صحت بالا را دارا می باشدکه تفکیک اراضی دیم و مراتع با وضعیت خوب و متوسط، با دقت خوبی صورت پذیرفته است و بیشترین خطای این روش، در مشخص نمودن مرز اراضی زراعی آبی و مراتع فقیر می باشد - . - 7
سیتو1 و همکاران در سال 2002 ، نقشه کاربری های اراضی قسمت جنوبی کشور چین را با استفاده از تصاویر لندست TM و با استفاده از تصاویر ماهواره ای چند زمانه تغییرات کاربری را بررسی نمود . - 8 - منطق فازی برای اولین بار در سال 1960 توسط دکتر لطفی زاده، استاد علوم کامپیوتری دانشگاه برکلی کالیفرنیا مطرح شد. منطق فازی درستی هر چیزی را با یک عدد که مقدار سنجش آن بین صفر و یک است نشان می دهد. این تکنیک در از دور، به منظور کمک به طبقه بندی داده هایی که دقیقا به یک طبقه تعلق ندارند به کار برده می شود . این طبقه بندی با استفاده از یک تابع عضویت عمل می نماید و مقدار یک پیکسل با توجه به این که به یک کلاس نزدیک تر از کلاس دیگر است تعیین می شود.
طبقه بندی فازی مرزهای معینی ندارد و هر پیکسل می تواند متعلق به چند کلاس باشد - . - 9 در این طبقه بندی، همانند طبقه بندی نظارت شده نمونه های تعلیمی مورد استفاده قرار می گیرد اما بزرگترین تفاوت آن با روش نظارت شده آن است که قادر است طلاعات را از کلاس های مختلفی که در پیکسل های مخلوط یافت می شوند به دست آورد و علاوه بر آن، در طبقه بندی فازی مکان های تعلیمی نبایستی پیکسل های کاملا مشابه داشته باشند . - 10 - تحقیقات نشان می دهد که تصاویر سنجش از دور از قابلیت بالایی برای استخراج نقشه های کاربری اراضی برخوردار بوده لذا در این تحقیق، از تکنیک فازی در سنجش از دور به منظور تهیه نقشه مرتع استفاده گردید.
مواد وروش
معرفی منطقه مورد مطالعه شهرستان کنگاور با وسعت 91588 هکتار در استان کرمانشاه واقع شده است. در موقعیت 34 .05 . 30 تا 34 .49 . 40 عرض جغرافیایی و 47 .35 . 02 تا 48 .03 . 08 طول جغرافیایی قرار گرفته است - شکل. - 1
نتایج
پس از اعمال طبقه بندی فازی بر روی تصویر ماهواره ای لندست 8 با سنجنده OLI نقشه مرتع تهیه گردید - شکل. - 2سپس دقت طبقه بندی فازی مورد ارزیابی قرار گرفت نمونه های آموزشی برای هر کدام از کلاس ها به صورت طبقه بندی تصادفی از سطح منطقه مورد مطالعه جمع آوری گردید. پس از پیاده سازی نمونه های آموزشی بر سطح تصویر مشخصات آماری دقت تولید کننده و دقت استفاده کننده برای هر کدام از کلاس ها تعیین گردید و در نهایت با استفاده از دقت کلی، دقت نقشه های حاصل از طبقه بندی فازی مشخص شد که نتایج حاصل از آن ها در جدول - - 1 می باشد.مساحت کلاس نقشه مرتع بدست آمده از طبقه بندی فازی 22200 هکتار می باشد.
روش
در این تحقیق از تصویرماهواری لندست 8 با سنجنده OLI در سال 2015 استفاده گردید. با کمک نقشه های 1:25000 و 20 نقطه کنترلی زمین مرجع گردید. به منظور افزایش قدرت تفکیک، عمل فیوژن انجام گردید. به منظور اجرای این فرآیند، از میان سه روش موجود در نرم افزار ERDAS IMAGING روش تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی2 استفاده گردید تا کمترین تاثیر روی پیکسل های نهایی اجرا شود و در قسمت نمونه گیری مجدد، از روش نزدیک ترین مسایه برای بازنویسی پیکسل ها به حالت اولیه استفاده گردید. پس از طی مراحل مذکور، ابتدا بر روی تصویر یک طبقه بندی نظارت نشده اعمال گردید. سپس با استفاده از الگوریتم آماری3 تعداد 30 نقطه نمونه ایجاد شدکه این نقاط به کمک بازدید صحرایی و GPS نوع کاربری دقت تولید کننده دقت کاربر ضریب کاپابررسی گردیدند. در نهایت از 30 نقطه ثبت شده در باز دید صحرایی،15 نقطه به عنوان تعلیمی و 15 نقطه دیگر برای نقاط شاهد استفاده گردید. سپس محدوده مورد نظر تعیین گردید. سپس از اعمال طبقه بندی فازی اقدام به ارزیابی دقت طبقه بندی شد . برای انجام این کار نمونه های آموزشی برای هر کدام از کلاس ها به صورت تصادفی از سطح منطقه مورد مطالعه جمع آوری گردید، که 30 نقطه ثبت شده در باز دید صحرایی، 15 نقطه به عنوان تعلیمی و 15 نقطه دیگر برای نقاط شاهد استفاده گردید. که در ارزیابی صحت مورد استفاده قرار می گیرد.
بحث
در این مطالعه از روش طبقه بندی فازی جهت استخراج نقشه کاربری مرتع از تصویر ماهواره ای لندست 8 با سنجنده OLI استفاده شده است. طبقه بندی فازی مرزهای معینی ندارد و هر پیکسل می تواند متعلق به چند کلاس باشد . - 9 - نظریه مجموعه های فازی که به منظور از بین بردن ابهام در داده ها به کار میرود، یک مفهوم جدیدی است که بر اساس آن عضویت جزیی اجازه می دهد که اطلاعات در موقعیت های یچیده تر مثلا " پوشش های مخلوط یا شرایط حد واسط بهتر نمایش داده شده و به کار روند، اگر چه تحلیل تصاویر سنجش از دور با استفاده از مجموعه های فازی دشوار و مشکل است . - 6 -
نتایج تحقیق نشان می دهد که تصویر ماهواره ای لندست 8 با سنجنده OLI قابلیت خوبی برای استخراج نقشه کاربری ها برخوردار است. از آن جایی که طبقه بندی فازی موجب آگاهی بیشتری از پیکسل های واقع در مرز بین دو کاربری می شود لذا اشتباهات این روش از روش طبقه بندی نظارت شده کمتر می باشد و استفاده از این روش موجب افزایش دقت طبقه بندی گردیده است - . - 7
در این تحقیق صحت کلی طبقه بندی فازی %92/86 و ضریب کاپا %81/08 می باشد. و از آن جایی که دقت روش فازی در تهیه نقشه کاربری اراضی توسط سفیانیان و همکاران در سال 1390 نیز تایید گردیده است، لذا استفاده از آن به منظور تهیه نقشه کاربری اراضی پیشنهاد می گردد.
