بخشی از مقاله
چکیده
در سالیان اخیر، خشکسالی پوشش گیاهی بعنوان یکی از بلاهای طبیعی، به مرور زمان در حال تاثیر برروی کره ی خاکی می باشد. دلایل زیادی برای به وجود آمدن این بلای طبیعی وجود دارد که مهمترین آن گرم شدن دمای سطح زمین - - LST می باشد. در این پژوهش به منظور شناسایی و ارزیابی میزان پوشش گیاهی از روش ماشین بردار پشتیبان - - SVM و به منظور بررسی تغییرات دما از الگوریتم تک کاناله - SC - استفاده شده،که تمامی این آنالیز ها برروی تصاویر ماهواره ای لندست 8 صورت گرفته است. این تصاویر از فصل رشد گیاهان از شهر شیراز تهیه شده است تا بتوان میزان پوشش گیاهی را به خوبی محاسبه کرد.
از آنالیز های صورت گرفته نتیجه گیری می شود که دمای سطح زمین در سال 2017 نسبت به سال2013 افزایش یافته است، و از تغییرات پوشش گیاهی در بازه 5 ساله مشخص شده است که میزان پوشش گیاهی در سالیان اخیر همچنان روبه کاهش بوده که سال 2017 نسبت به سال 2013 میزان 3,778 درصد کاهش یافته است. میزان دقت برای الگوریتم ماشین بردارپشتیبان برای سال 2013برابر 98,94 درصد بوده و برای سال 2017 برابر 99,85 درصد می باشد. می توان نتیجه گرفت که در راستای افزایش دمای سطح زمین ، پوشش گیاهی کاهش یافته که تنها دلیل کاهش پوشش گیاهی را نمی توان تغییرات دما دانست، ولی یکی از مهمترین و تاثیر گذار ترین عامل می باشد.
1مقدمه
خشکسالی یک نوع پدیده طبیعی است که بصورت آهسته بر روی محل موردنظر تاثیر می گذارد. خشکسالی انواع مختلفی دارد که یکی از مهمترین آن خشکسالی پوشش گیاهی می باشد. پوشش گیاهی که ازحد مجاز کاسته شود نشان دهنده خشکسالی می باشد ،که این کاهش به عواملی بسیاری مانند گرمای سطح زمین، قطع بی رویه زمین، قطع بی رویه درختان، تبدیل مناطق پوشش گیاهی به زمین بایر جهت ساخت مسکن و غیره مربوط می شود، زمانی که پوشش گیاهی از بین برود در واقع بیابان زایی صورت گرفته است، بیابان زایی یکی از عوامل تهدید کننده حیات بشری است که موجب تخریب منابع طبیعی می شود.
همچنین می تواند آثاری در محصولات کشاورزی و جنگل های طبیعی داشته باشد، خشکی و خشکسالی مهمترین عوامل تنشزای محیطی هستند که تولید محصولات کشاورزی را با مشکل مواجه میسازند[2] ،همانگونه که بیان شد یکی از مهمترین عامل از بین رفتن پوشش گیاهی گرم شدن سطح زمین باشد که به عواملی همچون کارخانه ها وسایل نقلیه وغیره مربوط می شود،که تاثیر بسزایی بر روی پوشش گیاهی و رشد درختان می گذارد. سالیان اخیر توسط محققان و پژوهشگران مطالعات بسیاری در این زمینه صورت گرفته است،که می توان از این مطالعات جهت جلوگیری از این بحران های در آینده استفاده کرد و برای حل این مشکل برنامه ریزی هایی مناسب انجام داد و از آسیب مخرب و جبران ناپذیر آن جلوگیری کرد .
فناوری سنجش از دور در سالیان اخیر جهت چنین مطالعاتی رشد بی نظیری یافته است، به دلیل اینکه تصاویری که از انواع مختلف ماهواره تهیه می شود، دارای پوشش مناسبی ازبخش های مختلف زمین می باشندو همچنین به دلیل اینکه بازه ی گذر از هر منطقه در حد چند روز می باشد می تواند تغییرات را به خوبی نمایش دهد، بعلاوه هزینه بسیار کمتری نسبت به مطالعات میدانی و یا آزمایشگاهی در تهیه اطلاعات دارد،که باتوجه به اینکه تغییرات را به خوبی نمایش می دهد می توان از آن برای شناسایی مناطق دارای پوشش گیاهی و همچنین تغییرات دما استفاده کرد.
در پژوهش پیش رو هدف ارزیابی خشکسالی میزان پوشش گیاهی و بررسی تغییرات دما می باشد که جهت بررسی تغییرات دما از الگوریتم تک کاناله - SC - ،و جهت بررسی میزان پوشش گیاهی ازالگوریتم ماشین بردار پشتیبان - SVM - استفاده شده است، ماشینهای بردار پشتیبان - - SVM پتانسیل قابلتوجهی برای آنالیزهای طبقهبندی تحت نظارت دارند [3] ، وهمچنین در سالیان اخیر روش ماشین بردار پشتیبان مورد توجه بسیاری از محققان فرار گرفته است که بیان کننده مناسب بودن این الگوریتم می باشد، وبعضی از این محققان الگوریتم ماشین بردار پشتیبان را با سایر الگوریتم ها مقایسه کرده اند.در مطالعه ای که بین دو روش ماشین بردار و درخت تصمیم گیری انجام داده اند،نتیجه گیری شده که به طورقابل ملاحضه ای برای شناسایی مناطق دارای پوشش گیاهی در محیطهای آشفته یا تپهای مناسب است.[5]
.2منطقه مورد مطالعه
منطقه مطالعاتی مربوط به شهر شیراز مرکز استان فارس-ایران می باشد که در طول جغرافیایی33 درجه و 52 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 39 درجه و 29 دقیقه شمالی و به طول 40 کیلومتر و عرضی متفاوت بین 15 تا 30 کیلومتر با مساحت 1268 کیلومتر مربع به شکل مستطیل می باشد و از لحاظ جغرافیایی در جنوب غربی ایران قرار گرفته است .[3] دارای آب و هوایی معتدل است که در منطقه کوهستانی زاگرس قرار گرفته ،که متوسط بارش سالیانه در این شهر مطابق آمار اندازه گیری 2005-1951 برابر 346 میلی لیتر می باشد و همچنین دارای متوسط دمای 18 درجه سانتی گراد است.
.3اطلاعات مورد استفاده
اطلاعات مورد استفاده در پژوهش پیش رو متشکل از تصاویر ماهواره لندست 8 می باشد که این ماهواره دارای قدرت تفکیک مکانی 30 متر بوده ،به عبارتی ابعاد هر پیکسل 30*30 متر می باشد وبازه ی تصویر برداری مکرر آن از یک منطقه 17روز است و همچنین 11 باند جهت اخذ تصویر دارد،که این تصاویر از سایت Http//: earthexplorer.usgs.gov قابل دانلود است، که تصاویرجهت آنالیز مورد نظر از فصل رشد گیاهان از سال 2013 و 2017 ماه جولای تهیه شده است ، نمودار 1 نشان دهنده فرآیند روش تحقیق است.
