سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال:1397 | دوره:9 | شماره:3 (پیاپی 32) |تعداد مقالات:9

شتاب در روند تغییرات اقلیمی باعث دگرگونی سریع وضعیت اکوسیستم های مرتعی شده است که یافتن روش های نوین ارزیابی این تغییرات راهی جهت مدیریت پایدار مراتع محسوب می شود. به منظور بررسی روند تغییرات پوشش گیاهی ناشی از اثرات اقلیمی مراتع البرز مرکزی انتخاب شدند. شاخص نرمال شده تفاضل پوشش گیاهی (NDVI) با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست، سنجنده +TM، ETM و OLI برای سال های 1366 تا 1395 (30 سال) استخراج گردید. با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) روند خشکسالی مورد بررسی قرار گرفت. جهت پیش بینی تغییرات آتی پوشش گیاهی مراتع از مدل زنجیره مارکوف استفاده شد. نتایج نشان داد که شاخص (NDVI) از سال های گذشته تا حال نوسان داشته است به طوریکه ضمن افزایش موقتی تغییرات در بعضی سال ها 1366 (0. 86)، 1381 (0. 87)، 1384 (0. 87) و 1394 (0. 86)؛ اما روند تغییرات کلی به صورت کاهش در میزان این شاخص در سال های 1374 (0. 53)، 1376 (0. 65)، 1379 (0. 62) و 1387 (0. 61) به خصوص برای طبقات متوسط تا خیلی فقیر بوده است. همبستگی بالا (5/91%) بین شاخص SPI و NDVI نشان می دهد که تقریباً در تمامی سال های کاهش پوشش گیاهی، خشکسالی شدید تا متوسط رخ داده است. همچنین مدل پیش بینی مارکوف تغییرات کاهشی شدیدی در میزان شاخص پوشش گیاهی برای سال های 2031 و 2045 پیش بینی می کند. بنابراین مدیریت مراتع باید به گونه ای پیش برود که با روند افزایش تدریجی دما و تأثیرات منفی آن بر پوشش گیاهی، از طریق تنظیم ظرفیت چرایی و نیز جایگزینی دام های با عملکرد بالا و تقویت گونه های گیاهی مقاوم به خشکی نسبت به شرایط آینده آمادگی یابند.

آلودگی آب های زیرزمینی در حوزه طرقبه شاندیز در استان خراسان رضوی به دلیل افزایش جمعیت، توسعه صنعتی و همچنین فعالیت های کشاورزی یک مسئله مهم است. هدف از این تحقیق تهیة نقشه آسیب پذیری آب های زیرزمینی در این حوزه با استفاده از مدل دراستیک و سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد. داده های هفت پارامتر (سطح آب زیرزمینی، شبکه تغذیه، محیط آبخوان، جنس خاک، توپوگرافی، ناحیه غیراشباع، هدایت هیدرولیکی) مدل دراستیک جمع آوری و با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی به نقشه تبدیل شد. نتایج نشان داد که تغییرات شاخص دراستیک در محدودة 225-68 است. که خطر آلودگی آب های زیرزمینی منطقه در پنج ناحیه با آسیب پذیری خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد طبقه بندی گردید. نقشه دراستیک نشان می دهد که 15. 9% در آسیب پذیری خیلی کم، 20. 29% در آسیب پذیری کم، 26. 33% در آسیب پذیری متوسط، 24. 34% در آسیب پذیری زیاد و 13. 14% در آسیب پذیری خیلی زیاد قرار دارد. جریان آب رودخانه از شمال شرق منطقه سبب می شود که آب هنگام جریان به پایین دست کودهای زمین های کشاورزی را به آب های زیرزمینی تخلیه و ازاین رو منجر به آسیب پذیری آب های زیرزمینی این منطقه شود. صحت نقشه آسیب پذیری با انطباق نقشه تغییرات نیترات با نقشه شاخص دراستیک تعیین گردید. نتایج نشان داد که کلیه نقاطی که دارای یون نیترات بالا هستند در محدودة آلودگی خیلی زیاد قرارگرفته اند که این می تواند دقت و صحت مدل را تائید نماید.

تعیین شایستگی مرتع با استفاده از شرایط محدود کننده روش فائو، به لحاظ تعدد عوامل و اینکه در برخی از موارد نیاز به عملیات آزمایشگاهی و تهیه نقشه دارد، زمان بر بوده و امکان قابلیت کاربرد آن توسط تمامی کارشناسان، وجود ندارد. از اینرو دستورالعمل طبقه بندی شایستگی مرتع برای چرای انواع دام در مناطق مختلف آب و هوایی، از طرف دفتر فنی مرتع پیشنهاد شد. بر اساس دستورالعمل پیشنهادی، شایستگی مرتع برای چرای انواع دام، از تلفیق سه معیار پوشش گیاهی (20 امتیاز)، آب (15 امتیاز) و فرسایش خاک (15 امتیاز) حاصل می شود. جهت ارزیابی قابلیت دستورالعمل ذکر شده در منطقه نیمه خشک، پژوهش حاضر در فصل رویش سال 1396 در مراتع کوهستانی امام کندی ارومیه انجام و نتایج حاصل از تعیین شایستگی تیپ های گیاهی بر مبنای دستورالعمل پیشنهادی با نتایج حاصل از روش شرایط محدود کننده فائو، توسط آزمون غیرپارامتری ویلکاکسون، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در روش شرایط محدود کننده فائو، در 83 درصد موارد، معیار تولید علوفه، در 46 درصد، معیار حساسیت خاک به فرسایش، در 11 درصد، معیار منابع آب، به عنوان معیارهای کاهش دهنده شایستگی تیپ های گیاهی می-باشند. ولی در دستورالعمل پیشنهادی، تنها حساسیت خاک به فرسایش، سبب کاهش امتیاز شاخص ها و در نتیجه، طبقات شایستگی شده است. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین دو روش از نظر طبقات شایستگی نهایی وجود ندارد (P≤ 0. 05)، و بیش از 85 درصد از مراتع منطقه، در دو روش به صورت یکسان طبقه بندی شدند. بنابراین دستورالعمل پیشنهادی، قادر به شناسایی و تفکیک مناطق مستعد و غیرمستعد از نظر چرای گوسفند می باشد و کارایی آن در مقایسه با روش شرایط محدود کننده فائو، با توجه به صرفه جویی در هزینه و سادگی، قابل توجه است. این دستورالعمل، کارشناسان را قادر خواهد ساخت که در هنگام تهیه طرح های مرتعداری چند منظوره (تلفیقی)، با روشی ساده و کاربردی در عرصه، به تناسب استفاده از مراتع جهت چرای دام پی ببرند.

به منظور استفاده هم زمان از اطلاعات طیفی و مکانی تصاویر ماهواره ای از روش های مختلف تلفیق تصاویر استفاده می گردد، اما روش های ادغام تصاویر معمولاً با اعوجاجات طیفی و مکانی در تصویر خروجی همراه بوده که میزان این انحرافات با توجه به روش و نیز داده های مورد استفاده متغیر است. هدف از این تحقیق کاربرد تلفیق تصاویر سنجش از دوری لندست 8 (OLI) مربوط به 18 دی 1396 و سنتینل-2 مربوط به 21 دی 1396 با روش های ادغام تصاویر، Gram Schmidt، CN، Brovey، DWT، SFIM و Multiplication در پایش شهر اهواز است. به منظور ارزیابی کیفیت تصاویر حاصل از ادغام، از شاخص های CC، SAM، PSNR، SIMM و فیلتر لاپلاسین استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که بین روش های مورد استفاده روش های DWT و Brovey به ترتیب بهترین روش از لحاظ حفظ اطلاعات طیفی و مکانی می باشند. همچنین بیشترین اعوجاجات از نظر طیفی با مقدار 1. 18 در شاخص SAM مربوط به روش Multiplication و بیشترین انحراف مکانی در شاخص DWT با مقدار همبستگی 0. 47 با تصویر مرجع مشاهده شد. همچنین نتایج نشان داد که روش SFIM از جنبه طیفی و مکانی دارای دقت مناسب می باشد.

تبخیر و تعرق یکی از مولفه های مهم در بحث بیلان آب می باشد که با روش های متعددی اندازه گیری و برآورد می گردد. ازآنجاکه این روش ها عمدتاً شامل اندازه گیری به صورت نقطه ای بوده و نیازمند داده های اندازه گیری شده زمینی زیادی می باشند، دارای محدودیت هستند. در این پژوهش، مقادیر تبخیر و تعرق پتانسیل با استفاده از روش پریستلی-تیلور و تکنیک سنجش از دور در منطقه فریمان در استان خراسان رضوی، برای 8 روز در سال های 1393 و 1394 و 1395 با استفاده از تصاویر سنجنده لندست 8 تخمین زده شد. جهت تعیین صحت برآورد بدست آمده، نتایج این مطالعه با روش فائو پنمن-مانتیث (روش مرجع برای تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل) مقایسه گردید. مقایسه نتایج بدست آمده از روش پریستلی-تیلور با روش فائو پنمن-مانتیث نشان می دهد که ضریب تبیین 0. 91 (R2) و همچنین خطای جذر میانگین مربعات 0. 78 (RMSE)، میلی متر در روز می باشد. این نتایج بیانگر دقت بالای روش پریستلی-تیلور در تخمین مقدار تبخیرو تعرق پتانسیل در اقلیم نیمه خشک می باشد.

در این تحقیق، قابلیت داده سنجنده OLI ماهواره لندست 8 در تهیه نقشه کربن آلی مراتع نیمه استپی استان چهارمحال و بختیاری ارزیابی شده است. بدین منظور، در خرداد ماه سال 1392 به روش نمونه برداری سیستماتیک-تصادفی در 24 سایت با استقرار 3 ترانسکت و در طول هر ترانسکت 5 پلات نمونه های خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری برداشت شده و میزان کربن آلی خاک اندازه گیری شد. به منظور مقایسه مقادیر کربن آلی برداشت شده با مقادیر متناظر بازتابش پیکسل های ثبت شده، از تصاویر سنجنده OLI ماهواره لندست 8 (خرداد ماه سال 2013) استفاده شد. شاخص های گیاهی و تبدیل تسلدکپ پس از انجام تصحیحات لازم (هندسی و اتمسفری) برای منطقه مورد مطالعه محاسبه و استخراج گردید. مقادیر شاخص های گیاهی و باندهای تبدیل تسلدکپ (متغیر وابسته)، در مقابل کربن آلی خاک (متغیر مستقل) در محل هر سایت وارد نرم افزار SPSS گردید. شاخص های گیاهی و باندهای تبدیل تسلدکپ جهت تهیه مدل رگرسیونی و بهترین مدل برازش شده جهت تهیه نقشه کربن آلی انتخاب شدند. شاخص ( PVI (R=0. 53 در میان شاخص های گیاهی و باند روشنایی حاصل از تسلدکپ(R=0. 63) بیشترین همبستگی را با مقادیر مواد آلی خاک نشان دادند. نهایتاً با محاسبه برازش رگرسیون خطی دو جمله ای نقشه های کربن آلی تهیه شد. نتایج اعتبار سنجی مدل نشان دهنده عدم وجود اختلاف معنی دار بین داده های زمینی مواد آلی خاک و داده های حاصل از شاخص های گیاهی و باندهای تبدیل تسلدکپ است. بنابراین داده های طیفی تصاویر سنجنده لندست-8 منبع ارزشمندی برای تعیین تغییرات کربن آلی در چنین مناطقی می باشد.

شناسایی مناطق مستعد فرسایش می تواند به عنوان یکی از مهمترین پیش زمینه های ضروری برای اجرای اقدامات حفاظت خاک درنظر گرفته شود. در این تحقیق کارایی مدل دمپستر-شافر در پتانسیل یابی مناطق مستعد فرسایش حوزه آبخیز کاکارضا در استان لرستان موردبررسی قرار گرفت. ابتدا لایه های رقومی متغیرهای مؤثر در فرسایش شامل ارتفاع، شیب، جهت شیب، انحنای سطح زمین، سنگ شناسی، کاربری اراضی، فاصله از رودخانه، خاک و شاخص رطوبت توپوگرافی تهیه گردید. همچنین 29 موقعیت فرسایش یافته از نقاط فرسایشی موجود منطقه در بازدید میدانی که موقعیت آن ها در تاریخ 20 تیرماه 1395 با GPS و از طریق گوگل ارث به دست آمده بود به صورت لایه موقعیت رقومی درآمده و به صورت تصادفی به گروه های آموزش (70%) و اعتبارسنجی (30%) تقسیم گردید. لایه های مربوط به متغیرهای محیطی نظیر کاربری اراضی ابتدا بر اساس بازدیدهای میدانی اصلاح و طبقه بندی شد و بر اساس تراکم نقاط فرسایشی در منطقه موردنظر و تجزیه وتحلیل مدل دمپستر-شافر، وزن هریک از کلاس ها تعیین و نقشه پتانسیل مناطق حساس به فرسایش بر اساس مدل دمپستر-شافر تهیه شد. اعتبارسنجی نقشه نهایی بر اساس داده های گروه اعتبارسنجی و روش منحنی مشخصه عملکرد نسبی (ROC) انجام شد. نتایج نشان داد که نقشه دارای میزان اعتبار 21% بوده که بیانگر قابلیت ضعیف این مدل در پتانسیل یابی مناطق حساس به فرسایش خاک می باشد. بنابراین می توان بیان داشت این مدل بر خلاف توانایی خوبی که در تعیین مناطق مستعد و حساس به سایر پدیده هایی نظیر سیل، فرسایش خندقی و غیره دارد، قابلیت پتانسیل یابی فرسایش سطحی را ندارد.

شور شدن خاک، فرآیند غالب در تخریب خاک های مناطق خشک و نیمه خشک است که موجب کاهش میزان عملکرد محصولات زراعی، افزایش فرسایش و تشدید بیابان زایی می گردد. منطقه زاهد شهر در جنوب و شرق شهرستان فسا در استان فارس قرار دارد و در سال های اخیر شوری خاک، بخش زیادی از مزارع و باغ های این منطقه را تحت تأثیر قرار داده است. هدف از این مطالعه بررسی میزان تغییرات شوری خا ک ها ی منطقه در یک دوره زمانی 17 ساله با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 7 و 8، روش نقشه بردار زاویه طیفی است. جهت انجام تحقیق، ابتدا طیف خاک های شور از داده های ماهواره ای استخراج و سپس با استفاده از طبقه بندی نظارت شده مناطق با خاک شور تعیین گردید و تغییرات مساحت خاک های شور در نرم افزار ArcGIS مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات صحرایی، برداشت نمونه خاک سطحی، تجزیه شیمیایی و مطالعات طیفی خاک به روش طیف سنجی و شناسایی کانی های موجود در خاک به روش XRD انجام گرفت. نتایج بدست آمده از داده های طیف سنج مرئی مادون قرمز و XRD حضور کانی های تبخیری (ژیپس، کلسیت، هالیت) را تأیید می کند. با مقایسه با داده های واقعیت زمینی روش نقشه برداری زاویه طیفی(SAM) روشی کارآمد در طبقه بندی خاک شور تشخیص داده شد. بررسی میزان تغییرات شوری در بازه زمانی 17 ساله نشان داد که مساحت اراضی شور منطقه از 1600 هکتار در سال 2000 به 6500 هکتار در سال 2017 رسیده است.