بخشی از مقاله
چکیده
آتشسوزی جنگل باعث نابودی این عرصهها میشود و اثرات مخرب و زیانبار اقتصادی- اجتماعی و زیست محیطی در پی دارد. استفاده از روشهای میدانی برای بر آورد خسارات در این مناطق هزینهبر و زمانبر میباشد. در مقابل استفاده از تکنیک های سنجش از دور و تصاویر ماهوارهای به دلیل دسترسی سریع و آسان ، دید گسترده و صرفه جویی در هزینه و زمان قابلیت بالایی در پایش مناطق آتش-سوزی دارند.
بنابراین در این تحقیق منابع مختلف داخلی و خارجی به منظور ارزیابی مزایای استفاده از سنجش از دور در کشف و پایش آتشسوزیهای اتفاق افتاده در عرصههای منابع طبیعی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که سنجندههای مختلفی مانند MODIS,LANDSAT,ASTER و روشهای متفاوتی متناسب با شدت و مساحت آتشسوزی مورد استفاده قرار میگیرد. بنابراین با توجه به ارزش بالای اراضی جنگلی ایران و آتشسوزیهای مکرری که مخصوصا در جنگلهای هیرکانی و زاگرس اتفاق میافتد پیشنهاد میشود که به منظور کشف، پایش، مدیریت بهینه و کاهش اثرات زیانبار آتشسوزیها از تکنیکهای سنجش از دور استفاده شود.
.1 مقدمه
منابع طبیعی یکی از ثروتهای ارزشمند برای نسلهای کنونی و آینده است که نقش مهمی در تعادل بوم شناختی، درآمدزایی و توسعه روستایی دارد. جنگلها یکی از مهمترین منابع طبیعی تجدید شونده هستند که نقش مهمی درتداوم حیات، حفظ و پایداری زیست بومها، حفظ و تولید خاک، تعدیل آب و هوای یک منطقه و مبارزه با آلودگی هوا دارند و بر اقتصاد و زندگی اجتماعی تأثیر میگذارند.[1] آتشسوزی اثرات زیانباری نظیر تخریب چرخه طبیعت و محیط زیست، گرم شدن زمین، از بین بردن پوشش گیاهی و خشک شدن خاک منطقه را درپی دارد.
در نتیجه پیشبینی و جلوگیری از گسترش آتشسوزی مناطق جنگلی از اهمیت زیادی برخوردار است در این رابطه سنجش از دور میتواند اطلاعات مفیدی را درباره شرایط جنگلها قبل و بعد و در حین آتشسوزی برای ما فراهم آورد.[2] به منظور شناسایی مناطق آتش-سوزی شده و تهیهی نقشهی مناطق دارای پتانسل آتشسوزی مطالعات مختلفی صورت گرفته است که میتوان به مطالعات اردکانی و همکاران - 1388 - به تجزیه و تحلیل طیفی آتش به منظور شناسایی و برآورد وسعت مناطق دچار حریق با استفاده از تصاویر ماهوارهای پرداختند.[3]
اردکانی و همکاران - 1389 - دقت مکانی و زمانی سنجنده مادیس را مورد بررسی قرار دادند.[4] پورشکوری و همکاران - 1393 - کارایی الگوریتم جهانی کشف آتش را برای شناسایی آتشهای فعال بررسی کردند.[5] وراوبیک و همکاران - 2014 - صحت محصولات آتش فعال و محصول آتش منطقهی سوخته شده را مورد ارزیابی قرار دادند.[6] ماسوکا و همکاران - 2017 - به ارزیابی صحت محصولات آتش فعال پرداختند اشاره کرد.[7] هدف از این مطالعه ارزیابی مزایای استفاده از سنجش از دور در کشف و پایش آتشسوزیهای اتفاق افتاده در عرصههای منابع طبیعی میباشد.
.2 شناسایی آتشسوزی:
.1-2 منابع ایجاد آتشسوزی:
آشفتگیهای طبیعی و انسانی زیادی از جمله ریزگردها ، بارش بارانهای شدید و سیلاب، آفات و بیماریهای گیاهی، آتش-سوزی، چرای بیرویه، قطع بیرویه درختان و تخلیهی زبالههای شهری، جنگلها را تحت تأثیر قرار میدهند .[8] یکی از مهم-ترین این آشفتگیها آتشسوزی است که بر اثر عوامل طبیعی و انسانی رخ میدهد. آتشسوزیهای طبیعی از منابعی همچون آتش گرفتن گیاهان خشک بر اثر آذرخش، آتشسوزی بر اثر کاهش رطوبت نسبی و افزایش درجه حرارت هوا، آتشسوزی بر اثر وزش بادهای گرم و سوزان ناشی میشوند. آتشسوزیهای انسانی میتوانند به صورت عمدی یا غیر عمدی باشند. از میان عوامل انسانی میتوان آتشهایی که برای تولید علوفهی بیشتر یا به قصد تبدیل جنگل به کشتزار صورت میگیرد اشاره کرد .[9]
.2-2 آثار ناشی از آتشسوزی:
آتشسوزی جنگلها با منشأ طبیعی یا انسانی آثار زیانباری بر زندگی بشر میگذارد .[9] به این نحو که سالانه هزاران هکتار از درختان، درختچهها و گیاهان را طعمه خود میسازد، باعث خسارت اقتصادی و آلودگی محیط زیست میشود ، بر آب و هوای منطقه تأثیر میگذارد و باعث از بین رفتن چشم انداز جنگلها میشود و در صورتی که شدت، تداوم و دوره تکرار آتش زیاد باشد سبب از بین رفتن گونههای مرغوب و استقرار گونههای نامرغوب و غیر تجاری که فاقد ارزش اقتصادی هستند میشود .[10] آتشسوزیها به دلیل نابودی پوشش گیاهی میتوانند باعث فرسایش آبی و خاکی شوند و همچنین موجب جنگلزدایی و بیابانزایی شوند .[11] به دلیل میزان خساراتی که این پدیده به بار میآورد طراحی و توسعهی روشهای مقابله با آن برای به حداقل رساندن صدمات ضروری میباشد.[10]
.3-2 کشف آتشسوزی جنگل:
به منظور جلوگیری از گسترش آتشسوزی و رساندن افراد و وسایل آتشنشانی به محل وقوع آتشسوزی نیاز است که محل آتشسوزی مشخص گردد. کشف و اعلام فوری این امر به مراکز آتشنشانی در محدود ساختن دامنه خطر و میزان خساراتی که از بروز آتشسوزی وارد میشود بسیار موثر است. پایش جنگلها برای شناسایی آتش در گذشته بهروشهای سنتی از قبیل برجهای دیدبانی، گشتهای زمینی و گشتهای هوائی انجام میشد.[9] با ورود فناوری فضایی به عرصهی زندگی بشر، تصاویر ماهوارهای به تدریج جایگزین روشهای سنتی شد.
تمامی این اقدامات در جهت حضور به موقع نیروهای اطفای حریق در جنگل و به تبع آن کاهش خسارتهای ناشی از آتشسوزی است .[12] اهمیت جنگلها به خصوص در حفظ آب و خاک بر کسی پوشیده نیست. بنابراین حفظ و نگهداری این جنگلها به خصوص در مقابل عوامل تخریب که یکی از آنها آتشسوزی است از دغدغههای مدیران منابع طبیعی میباشد. با توجه به برگشتپذیری دشوار جنگلها بعد از آتشسوزی، ضرورت شناسایی و هشدار به موقع آتشها مطرح میشود. جمعآوری دادههای مورد نیاز جهت مطالعه آتشسوزی به روشهای میدانی بسیار هزینهبر و زمانبر میباشد .[13]
عدم وجود گزارشهای واقعی درباره وقوع آتشسوزی و توزیع مکانی آن یک موضوع مهم است که بر مدیریت آتشسوزی اثر میگذارد و بدون اطلاع دقیق از توزیع مکانی و گسترش آتشسوزی جنگل، مدیریت موثر آن ممکن نیست .[14] با تکیه بر دلایل ذکر شده ، تولید نقشههای به موقع و دقیق از نواحی آتش گرفته و آسیب دیده و همچنین ایجاد نقشههای مناطق با احتمال آتشسوزی بالا ضروری میباشد. در این راستا دادهها و تکنیکهای سنجش از دور، از جمله متداولترین و مناسبترین راههایی است که امروزه استفاده میشود .[15] تصاویر ماهوارهای از ابزارهای مهم و موثر در شناسایی آتشهای فعال در دنیا هستند. اما هنوز در کشور ایران به این منظور استفاده نمیشوند.[16]
.4-2 قابلیتهای سنجش از دور در کشف آتشسوزی:
کلیه دادههای سنجش از دور به دلیل یکپارچه و وسیع بودن، تنوع طیفی، تهیه پوششهای تکراری و ارزان بودن، در مقایسه با سایر روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیتهای ویژهای برخوردار هستند و در بسیاری از زمینههای علمی و تحقیقاتی مثل مدیریت مخاطرات طبیعی که شامل برآورد میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، آتشفشان، طوفان و آتشسوزی در عرصههای منابع طبیعی است کاربردهای گستردهای دارند .[17]
سنجش از دور در زمینه شناسایی مناطق دارای آتش فعال، نواحی دارای پتانسیل آتشسوزی و تهیهی نقشهی مناطق سوخته شده کاربرد زیادی دارد. این مسئله برای مناطقی که گزارش دقیق آتشسوزی موجود نباشد و برای نواحی جنگلی بزرگ و غیر قابل دسترس مفید میباشد.[18] به علاوه اطلاعات بدست آمده از تحلیل و آنالیز دادههای ماهوارهای به راحتی در سیستمهای اطلاعات جغرافیایی قابل استفاده هستند که به ما اجازه میدهد تا حجم زیادی از اطلاعات را ذخیره، تحلیل و بازیابی کنیم .[15]
.5-2 ویژگیها و رفتارهای طیفی آتش در تصاویر سنجش از دوری:
در تصاویر سنجش از دوری کشف آتش عموما بر مبنای پردازش و تجزیه و تحلیل باندهای حرارتی این تصاویر میباشد. به همین دلیل بررسی رفتار طیفی آتش در این محدوه از طیف الکترومغناطیس میتواند منجر به آشکارسازی نقاط آتشسوزی در تصاویر ماهواهای شود.[18] تمامی عوارض سطح زمین در دمای بالاتر از صفر مطلق از خود امواج الکترومغناطیسی ساطع می-کنند که به آن تابش حرارتی گویند.
بنا به قانون جا به جایی وین بین درجه حرارت جسم سیاه و طول موجی که حداکثر تشعشع را دارد رابطه معکوس وجود دارد، یعنی اگر منحنی رادیانس طیفی پدیدههای مختلف با درجه حرارتهای متفاوت بر حسب طول موج ترسیم شود مشاهده میگردد که با افزایش درجه حرارت نقطه حداکثر تشعشع پدیدهها به سمت امواج کوتاه-تر تمایل پیدا میکند - شکل. - 1 بنابراین با دانستن درجه حرارت آتشسوزی برای پدیدههای مختلف میتوان مناسبترین منطقه طیفی را برای آشکارسازی آتشسوزی انتخاب نمود.
رادیانس طیفی درهر دو محدوده طول موجهای کوتاه مادون قرمز 3/7 - میکرومتر - و طول موجهای بلند مادون قرمز - 11میکرومتر - تابعی از درجه حرارت میباشد، ولی تغییرات آن در محدوه 3/7 میکرومتر بیشتر است بطوری که با افزایش درجه حرارت، مقدار آن به شدت افزایش مییابد، همچنین درجه حرارت روشنایی باند 3/7 میکرومتر به شدت تحت تاثیر ابعاد آتشسوزی میباشد در حالیکه باند 11 میکرومتر حساسیت بسیار پایین-تری دارد. استفاده ترکیبی از این دو باند برای اهداف حرارتی با دماهای بسیار بالا مناسب میباشد.[19]
