بخشی از مقاله
چکیده
امروزه، به منظور برنامهریزي موفق و اجراي کارآمد برنامهها، مدیران و تصمیمگیران نیازمند اطلاعات به هنگام و دقیق از نسبت کاربريهاي اراضی هستند. این امر در خصوص توسعه و ترویج فعالیتهاي هدفمند کشاورزي اهمیتی دو چندان دارد؛ زیرا بدون آگاهی و کسب اطلاعات صحیح از ویژگیها و نسبت اراضی زیر کشت، و سایر کاربريها و همچنین تغییرات کاربريهاي مختلف طی دورههاي زمانی مشخص نمیتوان به طور اصولی از قابلیتهاي هر سرزمینی بهرهبرداري نمود بنابراین، در مطالعه جاري سعی شد تا براي یک دوره 5 ساله با استفاده از تصاویر سنجنده HDR ماهواره SPOT و تصاویر ماهوارهاي ASTER که به ترتیب براي سالهاي 2005 و 2010 مورد استفاده قرار گرفتند، پس از انجام مقدمات پردازش، با طبقهبندي1 شیءگرا2 در محیط نرمافزارهاي ArcGIS، ENVI و eCognation نقشه آشکارساز تغییرات نهایی تهیه شد و سپس نتایج ارائه گردید.
واژههاي کلیدي: تغییرات کاربري اراضی، الگوریتمهاي طبقهبندي شیءگراي، تصویر SPOT، تصویر ASTER، شهرستان تبریز
-1 مقدمه
سرعت تغییرات اکوسیستم ها در سال هاي اخیر چنان شتابزده صورت گرفته است که امکان سازگاري موجودات با تغییرات محیطی به سختی صورت میگیرد و این عارضه ناشی از عدم توجه به مقیاس زمان در بهرهبرداري از منابع محیطی پایه بوده است .[6] اطلاع از نسبت کاربريها و نحوه تغییرات آن در گذر زمان یکی از مهترین موارد در برنامه ریزي ها می باشد. با اطلاع از نسبت تغییرات کاربريها در گذر زمان میتوان تغییرات آتی را پیشبینی نموده و اقدامات مقتضی را انجام داد .[9] نقشه هاي پوشش اراضی در مدیریت منابع طبیعی و محیط زیست و شناخت توان و استعداد اراضی کاربرد دارند و به عنوان یک منبع مهم اطلاعاتی براي اتخاذ سیاست هاي اصولی و تدوین برنامه هاي توسعه به شمار می آید. تهیه نقشههاي کاربري اراضی با توجه به موقعیت جغرافیایی - ارتفاعات، وضعیت جوي، میدان دید و ... - و همچنین هزینه هاي بالا و زمان بر بودن قضیه با استفاده از روشهاي میدانی و یا به کارگیري عکس هاي هوایی امري بس دشوار به نظر میرسد که یک سازمان و یا نهاد به تنهایی شاید نتواند این کار را انجام دهد.
ضمن این که به روزرسانی و قابلیت پیگیري تغییرات نیز می تواند بسیار مشکل باشد. در صورتی که با استفاده از قابلیت هاي تصاویر ماهواره اي و فنون سنجش از دور می توان به سهولت در بحث شناخت کاربري اراضی و همچنین تغییرات آن استفاده نمود. نقشه پوشش و کاربري اراضی یکی از الزامات هرگونه برنامهریزي توسعهاي ملی و منطقهاي است که مدیران، برنامهریزان و کارشناسان را قادر میسازد با شناسایی وضع موجود و مقایسه با قابلیتها و پتانسیلها، در زمینه رفع نیازهاي حال و آینده اقدامات لازم را طراحی و اجرا نمایند. نقشه پوشش و کاربري اراضی براي بسیاري از مدلهاي هیدرولوژیکی، اکولوژیکی، ژئولوژیکی و گیاهی یک ورودي مطلوب است .
در حوضه هاي آبریز نوع پوشش و کاربري اراضی مشخصه مهمی است که در فرآیند رواناب بر روي می زان نفوذ، فرسایش، تبخیر و تعرق تاثیر میگذارد. از اینرو تقریبا در هر مدل هیدرولوژیکی به نوعی ازاطلاعات پوشش و کاربري اراضی استفاده میشود. بویژه در مدلهاي توزیعی، اطلاعات خاصی از پوشش و کاربري اراضی و مکان حوضه آبریز در آنها مورد نیاز است. لذا آگاهی از نوع و درصد پوشش و کاربري و مطالعه تغییرات و اثرات آنها روي رواناب و الگوهاي رسوبدهی براي مدیریت و طراحی منابع آب بویژه در حوضههاي آبریز لازم است . دادههاي ماهوارهاي این قابلیت را دارند که با صرف هزینه و زمان کمتر، نوع و سطح پوشش و کاربريهاي مختلف را با دقت بالا بمنظور بررسی تاثیر پارامترهاي مدیریتی در یک سال خاص و یا سالهاي مختلف استخراج نماندی . استفاده از این دادهها بویژه براي تهیه نقشه پوشش و کاربري اراضی از مناطق کوهستانی لازم است .
زی را دسترسی به این نواحی به علت ارتفاعات و ناهواري زمین دشوار است. امروزه تکنی کهاي سنجش از دوري مختلفی جهت تهیه نقشه پوشش و کاربري اراضی از تصاویر ماهوارهاي ارائه شده که بیشتر آنها صرفا از دادههاي طیفی براي طبقهبندي تصویر استفاده میکنند. جهت افزایش دقت این نقشهها از یک طرف میتوان اطلاعات طیفی را با دیگر اطلاعات جانبی نظیر نقشههاي رطوبتی، شیب، جهت شیب و پوشش گی اهی و ...منطقه ترکیب کرد، از طرف دیگر از الگوریتم هاي جدیدتر و کاملتر استفاده نمود تا نقشههاي بهتر و دقیقتري جهت تصمیمگیري در اختیار مدیران و برنامهریزان قرار گی رد. مطالعات و بررسیها ي گوناگونی پیرامون اندازه گیري و پایش تغییرات کاربري و پوشش اراضی در دوره هاي زمانی مختلف با استفاده از سنجش از دور صورت گرفته است.
نمونه اي از این بررسی ها، برنامه هاي جهانی ابعاد انسانی تغییرات مح یط زست،ی ژئوسفر/ بیوسفر و تغییرات کاربري و پوشش اراضی است که به صورت برنامه بین المللی بین سالهاي 1995 تا 2005 در سطوح محلی، منطقهاي، ملی و بینالمللی به بررسی تغییرات کاربري اراضی پرداخته است.[12]از تحقیقات صورت گرفته در ایران نیز در زمینه بررسی تغییرات پوشش زمین، با عنوان »ارزی ابی روند تغییرات تالاب انزلی با استفاده از سنجش از دور و ارائه راه حل مدیریتی[4] « است که در یک دوره زمانی ده ساله از 1991 تا 2001 تغییرات سطح و پوشش اراضی وابسته به تالاب و کاربريها ي اطراف آن را مورد بررسی قرار داده است .
از جمله سایر مطالعاتی که توسط محققین داخل کشور در زمینه آشکارسازي تغییرات کاربري اراضی صورت گرفته میتوان به موارد زیر اشاره کرد: در تحقیقی در دشت قزوین از روشهاي تفاضل تصاویر، تحلیل مؤلفههاي اصلی، طبقهبندي تصویر و مقایسه پس از طبقهبندي براي آشکارسازي تغییرات استفادهکرد .[5] نتایج نشان داد که روش طبقه بندي و مقایسه بعد از آن بهترین روش بوده و نوع تغییرات نیز در این روش مشخص میگردد. نتایج همچنین نشان داد که %19/9 از منطقه دچار تغییرات شده است. جهت آشکارسازي تغییرات کاربري اراضی با استفاده از تصاویر سنجندة TM در منطقه جنوب تهران با فاصله زمانی شش سال از روش هاي تحلیل مؤلفههاي اصلی و منطق فازي استفاده شد .[6]
در این تحقیق با استفاده از تصاویر باقیمانده و آنالیز رگرسیون، تغییرات و عدم تغییرات کاربري اراضی تشخیص داده شد. [11] در تحقیقی در ارتباط با تشخیص تغییرات کاربري اراضی و بیابانزایی به این نتیجه رسیدند که دادههاي TM ،MSS و ETM+ براي تهیه نقشههاي آشکارسازي تغییرات مناسب هستند. [7] با استفاده از تصاویر 1988 و
2001 ماهواره لندست به بررسی پنج فن تفاضل تصویر، نسبتگیري تصویر، تفاضل NDVI ، با دقتکل 95/5 و ضریب کاپاي %97 از بین تکنیکهاي پایش مورد استفاده در این مطالعه بیشترین دقت و روش نسبتگیري باند قرمز با دقت کل 97/5 و ضریب کاپاي%50 3 کم تریندقت را در پایش تغییرات کاربري اراضی/ پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه داشتهاند.
-2 معرفی منطقه مورد مطالعه
شهرستان تبریز یکی از شهرستانهاي 21 گانه استان آذربایجان شرقی در قسمت شمال غربی کشور می باشد. ارتفاع تقریبی شهرستان از سطح دریا 1352 متر و جمع مساحت این شهرستان طبق آخرین مرزبندي استانداري آذربایجان شرقی برابر با 2275/9 کیلومتر مربع می باشد. در شکل 1 موقعیت جغرافیایی شهرستان تبریز و همچنین تصویر ماهوارهاي ASTER براي سال 2010 آورده شده است.
-3 روش تحقیق
براي بررسی تغییرات کاربري اراضی شهرستان تبریز در سالهاي 2005 - 2010 به ترتیب از تصاویر ماهوارهاي سنجدهي - Aster سال - 2010 و سنجندهي HDR ماهواره SPOT 5 - سال - 2005 استفاده شده است. نقطه قوت این تحقیق برداشت بالاي نقاط زمینی با استفاده از GPS، مشاهدات میدانی، نمونهها ي برداشت شده از طریق Google Erath، SRTM با قدرت تفکیک 30 متر استفاده شده است؛ در جدول شماره 1 تعداد و منبع نمونه هاي تعلیمی آمده است. همچنین به منظور پردازش و استخراج تغییرات کاربري هاي اراضی از توابع تحلیلی پردازشی نرمافزارهاي ArcGIS 10.2.2، ENVI 5.1 و نیز براي طبقهبندي به روش شیگرا از نرمافزار eCognition 9 استفاده شده است. در ادامه مطالب در نمودار شماره 1 مراحل انجام تحقیق آمده است.
