سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال:1397 | دوره:9 | شماره:1 (پیاپی 30) |تعداد مقالات:11

مطالعات سنگ شناسی و نقشه های واحد های زمین شناسی به علت کاربرد های فراوان در عرصه های گوناگون مدیریت منابع طبیعی از اهمیت خاصی برخوردار است. استفاده از فن آوری سنجش ازدور درزمینه جداسازی واحد های زمین شناسی و سنگ شناسی باعث به دست آوردن نتایج دقیق و همچنین صرفه جویی در زمان و هزینه می شود. هدف از این پژوهش، مقایسه عملکرد روش های گوناگون بارزسازی تصاویر ماهواره برای جداسازی چهار واحد زمین شناسی موجود در حوزه آبخیز تفت یزد است. در این پژوهش، از تصاویر ماهواره ای لندست 8 استفاده شد. عملیات پیش پردازش، پردازش تصاویر و طبقه بندی تصاویر به دو صورت نظارت نشده و نظارت شده انجام شد. نقشه های زمین شناسی منطقه به کمک تصاویر گوگل ارث به هنگام گردید. نتایج مقایسه تصاویر ماهواره ای طبقه بندی شده با نقشه های زمین شناسی مبنا نشان می دهد که ضریب کاپا و صحت کلی برای نقشه طبقه بندی نظارت شده در نسبت باند های b7/b5 به ترتیب 0.78 و 86.7% دارای بیشترین مقدار است. برای سنجش صحت نتایج مقایسه، از نمودار QQ برای مقایسه درصد مساحت ها استفاده شد. در مقایسه درصد مساحت ها، درجه اریبی مربوط به نمودار نسبت باندی b7/b5 از دیگر نسبت های باندی مورد مقایسه، کمتر بود. مقادیر صحت سنجی انعکاس واحد های سنگی در محدوده های مشاهداتی و برآوردی در نقشه طبقه بندی نظارت شده b7/b5، در واحد های زمین شناسی Ks، gd، Kt-1، Qal به ترتیب 0.993، 0.980، 0.948 و 0.985 است که نشان دهنده این است که نسبت باندی b7/b5 نسبت به دیگر روش های طبقه بندی بهتر می تواند چهار واحد مختلف زمین شناسی حوزه موردمطالعه را تفکیک نماید.

تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین به دلیل تاثیر بر اکوسیستم های طبیعی به یک نگرانی برای حافظان و مدیران منابع طبیعی تبدیل شده است. تحقیق حاضر باهدف پیش بینی تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین و همچنین بررسی ارتباط خشک سالی با این تغییرات در زیر حوزه پارسل 2 B با مساحت 21100 هکتار با استفاده از مدل زنجیره ای مارکوف و شاخص استانداردشده بارش (SPI) انجام شد. به این منظور با استفاده از تصاویر پیش پردازش شده سنجنده های ETM+، TM و OLI به ترتیب برای سال های 1365، 1380 و 1395، نقشه کاربری اراضی و پوشش زمین به روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال تهیه شد. به منظور صحت سنجی مدل زنجیره ای مارکوف، نقشه کاربری اراضی و پوشش زمین برای سال 1395 پیش بینی و با نقشه کاربری مرجع 1395 مقایسه شد، پس از اطمینان از صحت نتایج پیش بینی برای سال 1395 اقدام به پیش بینی کاربری اراضی و پوشش زمین برای سال 1410 شد. نتایج تحقیق نشان دهنده داد که بین تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین با وضعیت خشک سالی ارتباط وجود دارد. بر اساس یافته های پیش بینی شده، برای سال 1410 کشاورزی دیم به میزان 6.95 درصد افزایش و اراضی مرتعی به میزان 6.66 درصد کاهش مساحت خواهند داشت. بنابراین در صورت وقوع خشک سالی و رها شدن اراضی کشاورزی دیم، فرسایش خاک افزایش خواهد یافت و همچنین فشار چرا بر مراتع باقی مانده سبب تخریب اراضی مرتعی خواهد شد. بنابراین اگر راهبرد فعلی استفاده از زمین با مدیریت فعلی ثابت باقی بماند تخریب اراضی در منطقه اجتناب ناپذیر خواهد بود.

الگوریتم های شناسایی تغییرات در تصاویر سنجش ازدور به دو دسته پیکسل پایه و شیءگرا بر پایه حداقل واحد پردازش تقسیم می شوند. هدف از این پژوهش مقایسه عملکرد روش های پیکسل پایه و شیءگرا در طبقه بندی کاربری اراضی در دشت های اصفهان- برخوار، نجف آباد و چادگان و بررسی تغییر کاربری اراضی در طول دوره آماری با استفاده از تصاویر لندست (TM (1985 و (OLI (2015 است. طبقه بندی کاربری اراضی شامل قطعه بندی داده های تصویری با استفاده از الگوریتم قطعه بندی چندمقیاسه در محیط نرم افزار eCognition انجام شد. سپس این قطعات انتخاب شده و با استفاده از الگوریتم نزدیک ترین همسایه شیءگرا طبقه بندی شدند. طبقه بندی پیکسل پایه نظارت شده شامل انتخاب نمونه های تعلیمی با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال انجام شد. ارزیابی صحت در هر دو روش انجام شد. نتایج نشان داد که طبقه-بندی شیءگرا با صحت کلی بالای 90 درصد نسبت به طبقه بندی پیکسل پایه از دقت بالاتری برخوردار است. نقشه های کاربری اراضی نشان داد به ترتیب در دشت های اصفهان- برخوار، نجف آباد و چادگان مساحت کاربری مسکونی برابر با 2.09، 9.66، 3.74 درصد افزایش و کاربری مرتعی برابر با 7.48، 10.94 و 17.73 درصد کاهش در طول دوره موردمطالعه داشته اند. همچنین در دشت چادگان سطح اراضی زراعی و تحت آیش به ترتیب به میزان 8.31 و 5.64 درصد افزایش داشته اند.

در سال های اخیر، طوفان های گردوغبار یکی از مهم ترین چالش های آلودگی هوای استان خوزستان بوده است. با توجه به پژوهش های مختلفی که تاکنون انجام پذیرفته است، کشورهای عراق و سوریه به عنوان منشا اصلی گردوغبارهای رسیده به خوزستان گزارش می گردد که بیانگر لزوم مطالعه پایش مکانی گردوغبارهای این منطقه می باشد. در این تحقیق، با استفاده از شاخص عمق اپتیکی اخذشده از تصاویر سنجنده MODIS، روند تغییرات سالانه گردوغبار استان خوزستان از ماه مارس سال 2000 تا پایان 2016 تعیین گردید. تغییرات اصلی شاخص گردوغباری خوزستان در سال های 2005، 2009 و 2015، به عنوان شاخص بررسی روند تغییرات مکانی گردوغبار منطقه غرب ایران انتخاب گردید. نتایج نشان داد که شاخص های گردوغباری منطقه غرب ایران در سال 2005 شباهت زیادی با سال 2015 داشته است. بااین وجود در سال 2015 از فعالیت کانون های گردوغباری بخش هایی از شرق و شمال کشور عراق (شمال دریاچه تارتار) کاسته شده و بر فعالیت کانون هایی واقع در داخل و جنوب کشور کویت و شمال شرقی عربستان افزوده شده است. همچنین فعالیت کانون های گردوغباری مناطقی در شمال غربی عراق و شرق سوریه در سال 2009 به طور موقت افزایش داشته است که منجر به بالا رفتن شاخص های گردوغباری استان خوزستان طی آن سال گردید. در کنار تغییرات فعالیت کانون های خارجی، افزایش فعالیت کانونی در جنوب شرق اهواز هم در سال 2015 در مقایسه با سال های 2005 و 2009 افزایش داشته که با توجه به مجاورت با شهر اهواز می تواند نقش قابل توجهی در بحران های گردوغباری سال های اخیر استان خوزستان داشته باشد.

به منظور مدیریت پایدار منابع آب، تعیین بیلان آب و اجزای آن، امری ضروری است. در این تحقیق، با هدف به دست آوردن یک دید کلی نسبت به وضعیت بیلان و اجزای تشکیل دهنده آن، بیلان رطوبتی خاک با استفاده از مدل تورنت وایت- ماتر در حوزه آبخیز بهشت آباد طی سال های 2015 – 2003 محاسبه شد. نقشه های توزیعی شامل بارش، دما، تبخیروتعرق پتانسیل و واقعی، ذخیره رطوبتی خاک، نفوذ سطحی، رواناب سطحی و شاخص سطح برگ تهیه گردید. نتایج نشان داد که از نظر توزیع مکانی، در بهار و تابستان بیشترین رواناب در ارتفاعات (8.98 mm) و کمترین مقادیر آن در خروجی حوزه و در پاییز و زمستان بیشترین رواناب در خروجی حوزه (46.72 mm) و کمترین آن در ارتفاعات اتفاق می افتد. بین رواناب مشاهده شده و محاسبه شده همبستگی 53 درصدی وجود دارد. میزان نفوذ سطحی در ماه های خشک کاهش می یابد، بیشترین نفوذ سطحی (محدوده بین 16mm تا 31) در محدوده خاک های با بافت لومی شنی و لومی رسی و در کاربری های اراضی کشاورزی و مراتع با پوشش خوب و متوسط اتفاق افتاده است. از نظر توزیع مکانی، کاربری های کشاورزی، مراتع خوب و متوسط دارای تبخیروتعرق واقعی بیشتری دارند که این مناطق، غالبا منطبق بر نقاطی است که بیشترین شاخص سطح برگ را دارند. به طور کلی نتایج به دست آمده از این تحقیق می تواند در شناسایی وضعیت رطوبتی خاک و زوایای مختلف این سیستم پیچیده و همچنین مدیریت حوزه آبخیز مفید باشد.

مسیرهای دسترسی از نیازهای اساسی جهت دست یابی به مناطق تفرجی و برنامه ریزی گردشگری هستند. هدف از این تحقیق، طراحی و ارزیابی شبکه جاده جنگلی به منظور انتخاب شبکه جاده بهینه جهت توسعه گردشگری در منطقه حفاظت شده ارسباران است. بدین منظور مناطق مستعد تفرجی با استفاده از روش سیستمی مخدوم و شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) ارزیابی و شناسایی شدند. برای تهیه نقشه شایستگی عبور جاده، معیارهای موثر بر طراحی جاده با روش منطق فازی استانداردشده و با توجه به اهمیت نسبی حاصل از فرایند تحلیل سلسله مراتبی تلفیق شدند. سپس گزینه های شبکه جاده جهت دسترسی به مناطق تفرجی در محیط GIS طراحی و از جهات فنی، محیط زیستی و اجتماعی- اقتصادی ارزیابی گردید. نتایج ارزیابی مناطق مستعد گردشگری نشان داد، بخش هایی از منطقه دارای توان برای تفرج متمرکز طبقه 2 (0.17%) و تفرج گسترده طبقه 2 (10.09%) می باشد. با توجه به نتایج وزن دهی معیارها، معیار شیب با مقدار 0.289 و معیار ارتفاع با مقدار 0.033 به ترتیب بیشترین و کمترین وزن را به خود اختصاص دادند. در کل 14 گزینه شبکه جاده طراحی شدند و بر اساس ارزیابی نهایی گزینه 7 با تراکم 3.34 متر در هکتار، قابلیت دسترسی (سخت) 64.68 درصد و با حداقل هزینه و اثرات محیط زیستی به عنوان گزینه بهینه انتخاب شد. بنابراین با در نظر گرفتن هزینه و اثرات محیط زیستی و با به کارگیری قابلیت های GIS می توان به طراحی اصولی شبکه جاده و درنتیجه توسعه جاده های دسترسی موجود به منظور توسعه گردشگری در منطقه پرداخت.

چشم اندازهای ژئومورفولوژی پایه و اساس بررسی های منابع طبیعی حوزه های آبخیز به شمار می رود. زیرا که این مناظر تحت تاثیر عوامل بسیاری مانند آب وهوا، خاک، هیدرولوژی، محیط زیست، زمین شناسی و غیره هستند. در این پژوهش، منطقه سبزوار با روند ژئومورفولوژیکی متنوع از کوهستان تا پلایا انتخاب گردید تا با استفاده از سنجش ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی رخساره ای ژئومورفولوژی آن شناسایی و تفکیک گردد. برای این منظور از تلفیق دو روش روی هم گذاری لایه ها و تفسیر بصری واحدهای فتومورفیک استفاده شد. درروش روی هم گذاری لایه ها نقشه های شیب، ارتفاع و زمین شناسی تهیه و طبقه بندی شد. در بخش تفسیر بصری، تصاویر ماهواره ای لندست 5 سنجنده TM مورداستفاده قرار گرفت. پس از پیش پردازش تصاویر، تکنیک های تحلیل مولفه های اصلی، شاخص OIF، تصاویر کاذب رنگی، روش هیستوگرام متعادل شده و شاخص NDVI مورداستفاده قرار گرفت تا با تفسیر بصری، واحدهای فتومورفیک تفکیک گردند. درنهایت 4 واحد، 10 تیپ و 96 رخساره (در 261 تکرار) تفکیک شد. بررسی آماری با استفاده از آزمون مربع کای نشان داد که بین مساحت واحدها، تیپ ها و رخساره های بیابان زایی تفاوت معنی دار در سطح اطمینان 99 درصد مشاهده می شود که نشان دهنده تفکیک فضایی مناسب منطقه است. واحد دشت سر (50.97%)، تیپ دشت سر پایینی (25.97%) و رخساره مخروط افکنه با فرسایش آبراهه ای (375.43 هکتار) بیشترین پراکنش فضایی را در منطقه به خود اختصاص دادند. درنهایت می توان گفت روش روی هم گذاری لایه ها برای مناطق بیابانی ناتوان است و استفاده تلفیقی از تفسیر بصری واحدهای فتومورفیک می تواند این نقیصه را برطرف کرده و دقت نقشه خروجی را افزایش دهد. نقشه مذکور، جهت تهیه و اجرای طرح های مربوط به تعیین قابلیت اراضی، منابع طبیعی و مقابله با بیابان زایی می تواند مورداستفاده قرار گیرد.

ارزیابی توان اکولوژیکی سرزمین، مرحله میانی فرآیند آمایش سرزمین است که طی آن متناسب ترین کاربری ها برای یک منطقه تعیین می شوند. لذا انجام این مطالعات، برای دستیابی به توسعه پایدار امری ضروری بوده و نیازمند تحقیق در مکان از دیدگاه های مختلف است. هدف تحقیق حاضر، تعیین توان اکولوژیک اراضی برای کاربری های کشاورزی و مرتع داری و همچنین مشخص کردن نوع و مساحت کاربری های غیرمجاز و خارج از توان اکولوژیک در حوزه آکوجان قزوین است. بدین منظور، ابتدا نقشه طبقات منابع اکولوژیک آبخیز آکوجان شامل بارش، ارتفاع، شیب، اجزاء واحد اراضی (عمق و بافت خاک)، پوشش گیاهی و شدت فرسایش تهیه و از انطباق آن ها، نقشه واحدهای همگن زیست محیطی حاصل شد. سپس تناسب هر واحد همگن مطابق با مدل اکولوژیکی کشاورزی و مرتع داری، برای کاربری های کشاورزی و مرتع داری تعیین شد. درنهایت مساحت و نوع کاربری های غیرمجاز با استفاده از انطباق نقشه کاربری اراضی فعلی با نقشه کاربری های حاصل از توان اکولوژیک، استخراج شد. نتایج نشان داد که درمجموع 3188 هکتار (44%) از اراضی سطح آبخیز تحت کاربری های غیرمجاز قرار دارد که سهم کاربری های غیرمجاز دامداری و مرتع داری، کشت و باغات آبی و دیم زارها به ترتیب برابر 2569 هکتار (34.9%)، 211 هکتار (2.8%) و 408 هکتار (5.5%) می باشد. نتایج این تحقیق نشان داد که در آبخیز آکوجان، تفاوت زیادی بین کاربری های مناسب و کاربری های فعلی اراضی موجود است که بیانگر میزان انحراف از اصول توسعه پایدار محسوب می شود.