بخشی از مقاله
چکیده
آگاهی از نسبت تغییرات کاربری اراضی برای مدیریت بهینه منابع خاک از ضروریات محسوب میشود. استفاده از تکنیک سنجش از دور به عنوان بهترین ابزار برای آشکارسازی و ارزیابی تغییرات شناخته شده است. در تحقیق حاضر تغییرات کاربری اراضی منطقه بم در یک دوره زمانی 18 ساله مورد ارزیابی قرار گرفت.
برای انجام تحقیق از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست سال 1366و همچنین تصاویر سنجنده ETM+ سال 1384استفاده شد. پس از انجام اقدامات مورد نیاز در مرحله پیش پردازش، با طبقهبندی نظارتشده در محیط نرمافزار ENVI 4.3 نقشه آشکارسازی تغییرات تهیه و نتایج نهایی ارائه گردید. به طور کلی نتایج نشان می دهد که گرایش غالب روند تغییرات کاربری اراضی منطقه بم افزایش سه درصدی باغات خرما میباشد. صحت کلی نقشه سال 1384، 99/98 درصد و ضریب کاپای آن 99/86 درصد میباشد.
مقدمه
سرعت تغییر اکوسیستمها در سالهای اخیر چنان شتابزده صورت گرفته که امکان سازگاری موجودات زنده با تغییرات محیطی به سختی صورت میگیرد. و این عارضه ناشی از عدم توجه به مقیاس زمان در بهره برداری از منابع پایه محیطی بوده است
کاربری اراضی شامل انواع بهره برداری از زمین به منظور رفع نیازهای گوناگون انسان است یکی از پیش شرطهای اصلی برای استفاده بهینه از زمین، اطلاع از الگوهای کاربری اراضی و دانستن تغییرات هر کدام از کاربردها در طول زمان میباشد
با اطلاع از نسبت تغییرات کاربریها در گذر زمان، میتوان تغییرات آتی را پیشبینی نموده و اقدامات مقتضی را انجام داد. در حال حاضر تکنولوژی سنجش از دور - RS - بهترین وسیله برای پایش تغییرات محیطی و استخراج کاربریهای اراضی بوده که بیشترین سرعت و دقت را دارد. با عطف به هزینه بالا و بهنگام نبودن تهیه این نقشهها به وسیله عملیات زمینی، در سالهای اخیر استفاده از تصاویر ماهواره-ای به عنوان روشی برای این کار مطرح شده است. با استفاده از دادههای چند زمانه سنجش از دور با کمترین زمان و هزینه میتوان نسبت به استخراج کاربریهای اراضی اقدام نموده و سپس با مقایسه آن در دورههای زمانی مختلف، نسبت تغییرات را ارزیابی نمود. طبقهبندی تصاویر رقومی ماهوارهای یکی از مهمترین روشها برای استخراج اطلاعات کاربری محسوب میشود.
بررسیهای زیادی توسط متخصصان سنجش از دور در زمینه تعیین کاربری و پوشش اراضی به عمل آمده است. گوماراسکا و همکاران - 1393 - ، تغییرات کاربری اراضی را از سال 1888 تا 1990 در منطقهای از میلان ایتالیا با استفاده از نقشههای توپوگرافی، عکسهای هوایی و دادههای رقومی TM بررسی کردند. آنها در این مطالعه نتیجه گرفتند که در طول یک قرن، اراضی مسکونی از 2/6 درصد به 32 درصد افزایش یافته و سطح چمنزارها و مراتع کاهش یافته و به مناطق مسکونی تبدیل شدهاند
همچنین اراضی جنگلی تغییر چندانی نکرده بود. راجش بهادر و مورایاما - 2006 - ، در مطالعهای در دره کاتماندو نپال وضعیت تغییرات در کاربریهای مختلف را نشان داد. آنها، با استفاده از تصاویر ماهوارهای مربوط به سالهای 1989 ،1999 و 2005 بیان نمود که تغییرات در اراضی کشاورزی نسبت به سایر کاربریها بسیار زیاد بوده است. در سال 1989 مناطق مسکونی 23 درصد کل حوزه را تشکیل میدادند در حالی که در سال 2005 این مقدار 17 درصد افزایش داشته است و سطح اراضی کشاورزی در طول این سال از 36 درصد کل حوزه در سال 1989 به 22 درصد کاهش یافته است.
فان و همکاران - 2007 - ، آشکارسازی تغییرات پوشش و کاربری اراضی را برای 5 شهر در منطقه کوانگ ژو - Guangzhow - چین انجام دادند و از روش مقایسه بعد از طبقهبندی برای نشان دادن نرخ، نوع و الگوی تغییرات استفاده نمودند. آنها از تصاویر TM و ETM+ ماهواره لندست مربوط به سالهای 1998 و 2003 برای تهیه نقشه کاربری اراضی و پوشش اراضی استفاده کردند. در این تحقیق کاربری اراضی با استفاده از طبقهبندی نظارت شده با روش حداکثر احتمال تهیهشدند. وُی و همکاران - 2006 - به پایش و پیشبینی تغییرات کاربری اراضی در پکن با استفاده از سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی پرداختند. الگوی کاربری اراضی برای سالهای 1986، 1991، 1996 و 2001 با استفاده از تصاویر TM نقشه برداری شد. در این مطالعه از روش طبقهبندی نظارت شده با حداکثر احتمال استفاده گردید.
زاهدی فرد - 1381 - ، با استفاده از دادههای سنجنده TM، نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز بازفت در استان چهارمحال و بختیاری را تهیه نموده است. ایشان در روش طبقهبندی نظارت شده، بالاترین دقت کلی و ضریب کاپا مربوط به طبقهبندی کننده حداکثر احتمال و به ترتیب برابر 89/15 و 87 درصد به دست آوردهاند. همچنین برای افزایش دقت نقشه، از روش هیبرید و GIS استفاده نمود و در نهایت با تلفیق لایههای مختلف، نقشه نهایی را تولید نمودهاند.
پژوهش حاضر در راستای تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده TM و ETM+ ماهوارهای لندست در سالهای 1366 تا 1384 در منطقهی بم- استان کرمان- انجام پذیرفت.
مواد و روشها
معرفی منطقهی مطالعاتی
پژوهش حاضر در منطقهی بم، واقع در استان کرمان انجام گرفت. بم یکی از شهرهای تاریخی ایران است که دارای شهرت جهانی میباشد. این منطقه در ایران مرکزی قرار داشته و در محدوده عرضهای جغرافیایی 28 51' 2'' تا 29'' 29 10' شمالی و بین طولهای جغرافیایی 58 10' 14'' تا 58 31' 10'' شرقی با ارتفاع متوسط 1100 متر از سطح دریاست. مساحت منطقه مورد مطالعه در حدود 66830 هکتار معادل 6/683 کیلومتر مربع میباشد. موقعیت منطقه مورد مطالعه در شکل - 1 - نشان داده شده است.
شکل .1 نشاندهنده منطقهی مورد مطالعه
در این تحقیق از دادههای سنجنده TM سال 1366 و ETM+ سال 1384 در یک بازه زمانی 18 ساله و نقشههای توپوگرافی منطقه مورد مطالعه استفاده شد. این دادهها که به صورت زمین مرجع تهیه شدند، از کیفیت خوبی برخوردار بوده و عاری از هرگونه خطای رادیومتریک و پوشش ابر بودند. در این مرحله اقدام به اعمال تصحیحات مورد نیاز در مرحله پیش پردازش نمودیم. این مرحله شامل تصحیحات هندسی و اتمسفری بود که ابتدا تصحیحات هندسی بر روی تصاویر اعمال گردید برای انجام این کار نقاط کنترول زمینی با پراکنش مناسب از سطح منطقه جمعآوری و وارد نرمافزار ENVI 4.3 شده و با استفاده از روی هماندازی1 لایه راههای نقشه توپوگرافی 1:250000 منطقه و تصاویر ماهوارهای، از زمین مرجع بودن دقیق دادهها اطمینان حاصل گردید. در مرحله بعد با استفاده از روش آشکارسازی2 خطی تمایز بیشتری بین کلاسهای مختلف ایجاد شد. سپس با استفاده از روش طبقهبندی نظارت شده با الگوریتم حداکثر احتمال3 که بنابر نتایج محققین پیشین و این مطالعه از صحت و دقت بالاتری نسبت به سایر الگوریتمها برخوردار بود، کلیه تصاویر مورد پردازش قرار گرفتند.
نتایج
نظر به اینکه از بین الگوریتمهای مختلف طبقهبندی نظارت شده، الگوریتم حداکثر درست نمایی بهترین نتیجه را در طبقهبندی کاربری مورد نظر در منطقه مورد مطالعه داشته است، لذا از الگوریتم حداکثر احتمال جهت طبقهبندی تصاویر استفاده شد. پس از اعمال پردازشهای مذکور طبقهبندی اراضی به روش نظارت شده انجام و کاربری اراضی در کلاس باغ-های خرما، اراضی بایر و اراضی فرسایشی استخراج گردید. شکل - 2 - نقشه کاربری اراضی منطقه را در کلاسهای مذکور نشان میدهد. بر اساس نتایج حاصله کلاس اراضی بایر بالاترین و کلاس اراضی فرسایشی پائینترین درصد از سطح منطقه را به خود اختصاص دادهاند.
