سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال:1397 | دوره:9 | شماره:2 (پیاپی 31) |تعداد مقالات:11

خشک سالی به عنوان یک مخاطره طبیعی همواره بخش هایی از کشور را متاثر نموده است. امروزه با استفاده از تکنیک سنجش ازدور می توان خشک سالی را از طریق اثراتی که بر روی گیاهان دارد، مطالعه و به نتایج دقیق تر و موثرتری برای مدل سازی خشک سالی دست یافت. هدف از این پژوهش بررسی رابطه خشک سالی هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی با استفاده از شاخص های خشک سالی و تکنیک سنجش ازدور در حوزه آبخیز قره سو است. برای این منظور، از تصاویر سنجنده مودیس (ماهواره Terra، محصول MODO9Q1)، داده های بارندگی پنج ایستگاه باران سنجی و داده های دبی پنج ایستگاه هیدرومتری از سال 2000 تا 2015 استفاده گردید. نتایج حاصل از مقایسه خشک سالی هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی بیانگر انطباق هر سه نوع خشک سالی در سال های 2000، 2001، 2004، 2005، 2007، 2009، 2010، 2011، 2012، 2013، 2014 و 2015 بود. باوجوداینکه مقادیر شاخص SPI و NDVI در سال های 2002، 2003 و 2008 مثبت بود، اما شاخص SDI وقوع خشک سالی هیدرولوژیکی (مقادیر منفی) را نشان داد. همچنین در سال 2006 علیرغم افزایش بارش اما این سال با خشک سالی کشاورزی و هیدرولوژیکی مواجه بوده است. بنابراین طبق نتایج به دست آمده هم زمانی انواع خشک سالی در تمام سال ها وجود ندارد. نتایج حاصل از همبستگی پیرسون نشان داد که بین میانگین شاخص NDVI و میانگین شاخص SPI و SDI همبستگی بالایی به ترتیب برابر با 0.706 و 0.788 در سطح معنی داری 0.01 وجود دارد. به طورکلی، نتایج شاخص SPI و SDI تا حدود زیادی نتایج شاخص NDVI را تایید می کند.

بیابان زایی یکی از پیچیده ترین تهدیدهای محیط زیست با اثرات منفی اقتصادی- اجتماعی است که باگذشت زمان نقش فزاینده ای درشدت تخریب زمین دارد. هدف از این تحقیق پایش تغییرات مکانی و زمانی عوامل موثر در بیابان زایی مناطق جنوبی استان خراسان رضوی است. داده های اولیه شامل پارامترهای اقلیمی، پوشش گیاهی، زمین شناسی، خاک شناسی، آب های زیرزمینی و سطحی، کشاورزی و اطلاعات اقتصادی-اجتماعی پس از جمع آوری، به محیط GIS معرفی و نقشه واحدکاری ژئوبیوفاسیس تهیه شد. سپس با استفاده از مدل ایرانی IMDPA شدت بیابان زایی محاسبه و عوامل موثر در بیابان زایی منطقه تعیین گردید. ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی معیارها و شاخص های موثر نیز بر اساس داده ها، نقشه های موجود، نظرات کارشناسی و بررسی تصاویر ماهواره ای انجام شد. نتایج ارزیابی شدت خطر بیابان زایی با مدل IMDPA نشان داد که منطقه در دو کلاس متوسط و شدید به ترتیب به مقدار 22 و 77 درصد قرار دارد. پایش دوره ای شاخص های موثر بیابان زایی نیز نشان داد که کمبود بارش در مدت 25 سال گذشته1388-1363، باعث افزایش خشکی و خشک سالی در تمامی منطقه شده است. بررسی تغییرات کاربری اراضی نیز در مدت 10 سال 1390-1380، بیانگر کاهش 6 درصدی سطح اراضی مرتعی و افزایش سطح اراضی کشاورزی بوده که دلیل اصلی آن افزایش 1.5 درصدی نرخ رشد جمعیت در مدت سال های 1390-1365 می باشد. برداشت بیش ازحد از سفره های آب زیرزمینی نیز باعث افت 10 درصد سطح آب در چاه ها شده که نتیجه آن افزایش شوری در اراضی و همچنین تشدید فرسایش بادی در بیش از 93 درصد منطقه بوده است.

با توجه به هزینه های تعلق گرفته به اجرای طرح های منابع طبیعی، انجام مطالعات دقیق و کاربردی ضروری است چراکه عدم پاسخ مثبت طرح های انجام شده، هدر رفت سرمایه انسانی و بودجه مالی و عدم اعتماد ساکنین حوزه های آبخیز به مجریان طرح ها و ادارات منابع طبیعی را در پی خواهد داشت. هدف این تحقیق، مکان یابی عملیات اصلاحی و احیایی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به روش بولین و مقایسه نتایج آن با پروژه های طرح اجراشده در حوزه آبخیز میخوران در سال 1385 است. مکان یابی روش های اصلاح و احیائی به تفکیک بر اساس نقشه های بارندگی، شیب، وضعیت مرتع و خاک در مراتع مذکور انجام شد و سپس با تلفیق نقشه های پیش بینی شده برای همه عملیات قابل اجرا، نقشه پیشنهادی مکان های مناسب اجرا معرفی گردید. این نقشه نشان داد که بذرکاری در 4.761 کیلومترمربع، میانکاری در 6.973، کپه کاری در 15.154، پیتینگ در 0.127، ریپر زدن در 0.455، بذرپاشی در 0.046 و تبدیل دیمزارهای کم بازده به مرتع در 17.997 کیلومترمربع و قرق در تمام سطح حوضه قابل اجراست. در طی طرح اجراشده در بهار 1385 کپه کاری در مساحت 3.004، نهال کاری در 7.675، مدیریت چرای دام در مرتع 51.717، حفاظت از اراضی حساس در 15.271 و تبدیل دیمزارهای کم بازده به مرتع در 2.067 کیلومترمربع از سطح مراتع این حوزه اجراشده است که با تطبیق این دو نقشه، ضریب کاپا برابر 0.27 به دست آمده که نشان دهنده تطابق کم بین دو نقشه است. این نتیجه مبین عدم تناسب عملیات اصلاحی و احیایی اجراشده با عملیات مناسب بر اساس شرایط موجود در منطقه، است.

توسعه نیازمند زمین است و بدیهی ترین ویژگی توسعه، تغییر کاربری اراضی و به تبع آن آلودگی سیمای سرزمین است. برای بررسی اختلال سیمای سرزمین، پس از تولید نقشه کاربری اراضی با استفاده از تصویر ماهواره لندست سال 1395، با استفاده از سنجه های LPI، LSI، MPS و SHDI، دو نقطه دید در منطقه مطالعاتی در نظر گرفته و با اعمال ارتفاع ناظر بر روی نقشه DSM تولیدشده از منطقه، محدوده قابل دید از این نقاط استخراج معیار بصری اختلال بررسی گردید. با توجه به وجود کاربری های انسان ساخت و طبیعی موجود در منطقه کمی سازی معیار اختلال با استفاده از سنجه های مذکور انجام شد. محدوده مقادیر LSI که از 1 تا بی نهایت است، در نقطه دید اول به ترتیب 21.32، 19، 2.35 برای کاربری جنگل، مرتع و معدن و در نقطه دید دوم با مقادیر 7.27، 26.91، 22.24، 1.66، 3.90، 13.78 برای کاربری های مسکونی، جنگل، مرتع، آبزی پروری، کشاورزی و صخره ای محاسبه گردید. ارزش پایین شاخص LSI برای کاربری های معدن، آبزی پروری و کشاورزی و نزدیک بودن آن به عدد یک بیانگر حضور انسان است که برای کاربری های طبیعی این ارزش بسیار بالاتر از یک محاسبه شده است. نتایج سنجه های MPS و SHDI نشان دهنده انقطاع کاربری های طبیعی مرتع و جنگل توسط کاربری انسان ساخت معدن است. در نقطه دید دوم که کاربری جنگل، مرتع و صخره ها با مقادیر MPS بالا و نزدیک به هم، چهره بکری را به سیمای سرزمین داده است، حضور کاربری کشاورزی، مسکونی و آبزی پروری با مقادیر MPS پایین و متفاوت از کاربری های طبیعی، سبب فقدان طبیعی بودن این بخش از منطقه و ایجاد اختلال شده است. نتایج این مطالعه روش جدید برای درک و در نظر گیری اثرات تغییر سیمای سرزمین درزمینه برنامه ریزی و مدیریت را ارائه می نماید.

فضای سبز نقش مهمی در کیفیت محیط زیست شهری دارد. هدف این بررسی تعیین رابطه فضای سبز شهری با آلودگی هوا، صوت و دما در شهر تهران با استفاده از سنجه های سیمای سرزمین است. بدین منظور، ابتدا نقشه فضای سبز تهیه و به روزرسانی شد و سنجه های سیمای سرزمین محاسبه شدند. سپس نقشه های آلودگی هوا و صوت با استفاده از میانگین داده های سالیانه درون یابی شدند و نقشه دما نیز با روش رگرسیون تهیه شد. درنهایت اطلاعات موردنیاز از نقشه های تهیه شده، برای 52 واحد مطالعاتی استخراج شد و با استفاده از رویکرد مدل سازی معادلات ساختاری تجزیه وتحلیل شدند. نتایج نشان داد که فضای سبز اثر کاهشی بر میزان آلودگی هوا، صوت و دما دارد. بطوریکه به ازای یک واحد افزایش در انحراف معیار فضای سبز، 0.509 واحد در انحراف معیار دما، 0.462 واحد در انحراف معیار میزان آلودگی صوت و همچنین 0.831 واحد در انحراف معیار آلودگی هوا کاهش مشاهده می شود. در سازه فضای سبز، شاخص انسجام و تراکم لکه بیشترین نقش و شاخص مساحت کمترین نقش را در کاهش آلودگی هوا، صوت و دما داشت. بیشترین و کمترین میزان اثر کاهشی فضای سبز برسازه آلودگی هوا به ترتیب مربوط به ذرات کمتر از 2.5 میکرون و دی اکسید سولفور بود. میزان آلفای کرونباخ 0.807 و ضریب پایایی مرکب 0.808 نشان دهنده پایایی بالا و میانگین واریانس استخراج شده 0.523 نشان دهنده روایی همگرایی بالا در سازه آلودگی هوا هستند. در سازه فضای سبز شاخص عامل تورم واریانس نشان دهنده عدم خطای هم خطی است.

مطالعه انعکاس طیفی پدیده ها از طریق شاخص های طیفی امکان استفاده بهینه از دامنه وسیع طول موج های طیفی را در داده های ابرطیفی فراهم می کند. هدف از تحقیق، معرفی و ارزیابی عملکرد شاخص های طیفی در تفکیک گونه های غالب باغی در استان چهارمحال و بختیاری است. در این تحقیق 150 نمونه طیفی در محدوده 350 الی 2500 نانومتر، از گونه های انگور، گردو و بادام در انواعی از شرایط برداشت شد و پس از تصحیح اولیه، 30 عدد از مهم ترین شاخص های طیفی موجود در این زمینه استخراج شدند. آزمون واریانس و مقایسه میانگین ها جهت شناسایی شاخص های بهینه در تفکیک گونه ها، در سطح 99 درصد اطمینان اجرا شد. سپس از دو رویکرد شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان جهت ارزیابی عملکرد شاخص ها در تفکیک گونه ها استفاده شد. نتایج آزمون واریانس نشان داد که شاخص های تنش رطوبت، نسبت باند در 1200 نانومتر، شاخص نرمال شده فئوئوفیتین و شاخص جذب سلولز جهت تفکیک گونه های موردمطالعه بهینه هستند. نتایج ارزیابی عملکرد شاخص های معرفی شده نتیجه 100درصد تفکیک گونه ها را در دو رویکرد شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان، در هر دو مرحله آموزش و آزمون نشان داده است. این نتایج لزوم انجام مطالعات طیف سنجی را برای تفکیک گونه های باغی پیش از تحلیل داده های تصویری ابرطیفی به دلیل حجم وسیع و هزینه بیشتر تهیه و تحلیل آن ها نشان می دهد.

دسترسی به نقشه مناسب از عوارض و پدیده های زمینی بسیار مهم است، چراکه این عوارض و فرآیند حاکم بر آن ها منشا بسیاری از مخاطرات و منابع محیطی هستند. هدف این تحقیق، مقایسه داده های اپتیک و رادار در استخراج عوارض و پدیده های زمینی است. از تصویر پانزده متری باند پن کروماتیک لندست 8 (OLI) به عنوان تصویر اپتیک و تصویر باند C سنجنده سنتینل-1 (Sentinel-1) برای تصویر رادار باقدرت تفکیک 22×20 متری هر پیکسل، استفاده شد. دو تصویر رادار (رادار 1 و 2) در دو جهت دید مختلف، با زاویه دید متفاوت موردبررسی قرار گرفتند و برای کاهش اثر توپوگرافی تصویر رادار با مدل رقومی سه ثانیه تصحیح شد (رادار اصلاح شده). در این مطالعه، 4 عارضه دره، تیغه، مخروط افکنه و شیب واریزه ای به روش تفسیر بصری از تصاویر لندست 8 و سنتینل-1 استخراج و نتایج با تفسیر بصری تصاویر توان تفکیک بالای World Imagery مقایسه گردید. شاخص های صحت، دقت، کیفیت، کاپا و آزمون z جهت برآورد صحت نتایج به دست آمده محاسبه شد. نتایج نشان داد بالاترین صحت در استخراج عارضه های دره و تیغه از تصویر اپتیکی به ترتیب 83.90 و 87.88 درصد و بالاترین صحت استخراج عوارضی چون مخروط افکنه و شیب واریزه ای نیز از تصویر راداری اصلاح شده به ترتیب 82.76 و 83.72 درصد می باشند. بالاترین ضریب کاپا مربوط به رادار اصلاح شده با 54.72 درصد (لندست 49.74 درصد)، بیشترین میزان آزمون z مربوط به لندست-رادار1 با 0.9871 به دست آمده آمد (رادار اصلاح شده-لندست 0.6443 درصد).

جهت ایجاد توسعه پایدار در صنعت توریسم، درک صحیح از پتانسیل های محیطی و میزان حساسیت آن به کنش های انسانی بسیار مهم است. پژوهش حاضر به شناسایی و اولویت بندی پتانسیل سایت های اکوتوریسم، در حوزه کجور استان مازندران پرداخته است. معیارهای فیزیوگرافی شامل شیب، جهت، ارتفاع و همچنین معیارهای فاصله از جاده، رودخانه، روستا، مکان های لغزشی و درصد تاج پوشش به عنوان شاخص مناسب انتخاب شدند. معیارها با استفاده ازنظر کارشناسان و روش تحلیل سلسله مراتبی ارزیابی و فازی شدند. سپس با استفاده از سناریوهای روش میانگین وزنی مرتب (OWA)، پهنه های مناسب سایت اکوتوریسم مشخص گردید. جهت کاهش ریسک و افزایش قدرت مدیریتی از منطق بولین استفاده شد. نتایج نشان داد که زمین لغزش و جاده به ترتیب با وزن های 0.315 و 0.238 بیشینه ارزشی رادارند. خروجی نقشه های سناریوهای میانگین وزنی مرتب نشان دادند که محدوده شمال شرقی حوزه کجور، بهینه ترین مکان جهت تاسیس سایت اکوتوریسم است و منطقه شمالی در رتبه بعدی قرار گرفت. در سناریوی سطح ریسک پایین و عدم جبران و سناریوی سطح ریسک پایین و مقدار اندک جبران 83 هکتار از اراضی را گستره بهینه شناسایی شدند درحالی که سناریوهای سطح ریسک میانگین و جبران کامل، سطح ریسک بالا و جبران اندک، سطح میانگین ریسک و عدم جبران و سطح بالای ریسک و بدون جبران به ترتیب 3179، 1255، 1909 و 2577 هکتار را مناسب سایت اکوتوریسم نشان داده شد. خروجی منطق بولین نشان داد حدود 47 هکتار از اراضی شمال شرقی حوزه کجور، سایت مناسب اکوتوریسم است.