سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال:1394 | دوره:6 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

تهیه نقشه کاربری/پوشش اراضی، برای برنامه ریزی و مدیریت مکانی ضروری است. امروزه تصاویر ماهوره ای و تکنیک های سنجش از دور، به دلیل فرآهم آوردن داده های بهنگام و قابلیت بالای آنالیز تصاویر، کاربرد گسترده ای در تمامی بخش ها از جمله بخش های کشاورزی و منابع طبیعی دارند. در پژوهش حاضر طبقه بندی کننده های شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان و شیءگرا جهت تهیه نقشه کاربری/پوشش اراضی شهرستان های اردبیل، نیر و نمین مورد ارزیابی قرار گرفت. تصویر سنجنده Operational Land Imager (OLI) لندست 8 (سال 2013) پس از تصحیحات هندسی و توپوگرافیکی تحت این الگوریتم ها قرار گرفته و به 9 طبقه کاربری و پوشش اراضی شامل پهنه های آبی، زراعت آبی، زراعت دیم، چمنزار، برونزدگی سنگی، جنگل، مرتع، عرصه های مسکونی و انسان ساخت و فرودگاه طبقه بندی شد. پس از ارزیابی صحت، صحت کلی برای نقشه حاصل از شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان و شیءگرا به ترتیب برابر با 89.91، 85.68 و 94.37 درصد و مقدار کاپای آن ها به ترتیب 0.88، 0.82 و 0.93 برآورد شد که نشان دهنده برتری روش شیءگرا در مقایسه با دو روش دیگر است. هر سه روش توانستند صحتی قابل قبول برای نقشه ها کاربری/پوشش اراضی ارائه دهند. در کل، سه روش طبقه بندی پیشرفته، در منطقه ناهمگن با تغییرات ارتفاعی بیش از 3600 متر با استفاده از نسل جدید تصاویر سنجنده لندست 8 آزمون و مناسب ترین روش تهیه نقشه کاربری/پوشش اراضی معرفی شد.

استفاده از سری زمانی تصاویر ماهواره ای یک روش ارزان و کارآمد برای بررسی روند تغیرات پدیده های طبیعی و انسانی می باشد. هدف از تحقیق تحلیل توسعه جزیره حرارتی شهر رشت با استفاده از سری زمانی تصاویر ماهواره ای می باشد. برای این تحقیق از سری زمانی تصاویر لندست بین سال های 1990 تا 2015 استفاده شد. از روش حد آستانه NDVI و کسر پوشش گیاهی برای بدست آوردن توان تشعشعی سطح زمین و از قانون پلانک برای تصاویر TM و + ETM و الگوریتم پنجره های مجزا برای تصاویر OLI/TIRS، برای بازیابی دمای سطح زمین استفاده شد. روند تغییرات جزیره حرارتی و کسر پوشش گیاهی نیز توسط روش های آماری و آزمون من-کندال تجزیه و تحلیل شد. بررسی آماری روند کسر پوشش گیاهی نشان داد که میانگین کسر پوشش گیاهی در دوره مورد مطالعه کاهش یافته است و چولگی داده ها به سمت کسر پوشش گیاهی پایین تغییر یافته است این روند کاهشی کسر پوشش گیاهی میانگین دمای نرمال شده در دوره مورد مطالعه را افزایش داده است و چولگی داده های دمای سطح زمین را به سمت دماهای بالا تغییر داده است. تحلیل فضایی روند من-کندال نشان داد که در بیشتر منطقه مورد مطالعه دمای سطح زمین دارای روند افزایشی و کسر پوشش گیاهی دارای روند کاهشی است و شدت این روند ها در مناطقی بیشتر دیده می شود که در دوره مورد مطالعه با تغییرات کاربری از اراضی کشاورزی و باغات به کاربری ساخته شده، مواجه بوده اند.

هدف از این تحقیق ارزیابی کارایی سه الگوریتم ماشین بردار پشتیبان، درخت تصمیم گیری و شبکه عصبی مصنوعی فازی آرتمپ جهت تهیه نقشه پوشش زمین حوزه آبخیز ارکواز با استفاده از تصویر سنجنده OLI ماهواره لندست 8 (سال 1393) است. پس از تصحیح هندسی تصاویر و پیش پردازش های صورت گرفته، اقدام به تعیین نمونه های تعلیمی مربوط به طبقات پوشش زمین برای انجام عملیات طبقه بندی شد و ارزیابی تفکیک پذیری نمونه ها در هر کدام از طبقات پوشش زمین با استفاده از شاخص آماری واگرایی تعیین شد. به منظور ارزیابی صحت نتایج طبقه بندی هر کدام از الگوریتم ها، نقشه واقعیت زمینی با استفاده از روش سیستماتیک به ابعاد 550 متری طراحی و نوع پوشش زمینی آن ها در محل نمونه ها مشخص گردید. در نهایت، کارایی روش های طبقه بندی با استفاده از معیارهای صحت کلی، ضریب کاپا، صحت تولید کننده و صحت کاربر مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه صحت های کلی و ضریب کاپای کسب شده برای سه طبقه بندی کننده با مجموعه باندی مناسب در مقایسه با نقشه واقعیت زمینی نشان داد که طبقه بندی کننده ماشین بردار پشتیبان با مقدار صحت کلی 91.26% و ضریب کاپای 0.8731 نتایج مطلوب تری نسبت به سایر الگوریتم ها دارد. نتایج همچنین نشان داد که تفکیک و طبقه بندی اراضی جنگلی از سایر طبقات کاربری منطقه با صحت بالا صورت گرفته است.

یکی از ابزارهای اعمال مدیریت در جنگل که تاثیر مستقیم بر خصوصیات کمی و کیفی آن دارد، نشانه گذاری است. به منظور ارزیابی تاثیر عوامل فیزیوگرافی شکل زمین و جاده بر نشانه گذاری درختان برای بهره برداری، در طرح جنگل داری سری دو از بخش هفت طرح های جنگل داری شرکت نکاچوب استان مازندران از الگوی رگرسیون خطی چندگانه استفاده شد. بدین منظور در قطعه نمونه ای به مساحت 215 هکتار با استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی، اقدام به برداشت موقعیت درختان نشانه گذاری شد سپس با استفاده از این نقاط و مدل رقومی ارتفاع منطقه مورد مطالعه نقشه های درختان نشانه گذاری شده، ارتفاع از سطح دریا، جهت شیب و درصد شیب، خاک منطقه و نقشه فاصله از جاده در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه شد. جهت درک ارتباط هر یک از عوامل با نشانه گذاری درختان از الگوی چندگانه خطی استفاده شد، به طوری که نقشه های عوامل ذکرشده به عنوان متغیر مستقل و نقشه موقعیت درختان نشانه گذاری شده به عنوان متغیر وابسته وارد مدل رگرسیونی گردید. نتایج حاصل از مدل نشان داد که نشانه گذاری درختان منطقه در مناطق با ارتفاع کم و مناطق با شیب ملایم و پایین با خاک های عمیق و در جهات شمالی و شرقی و در نزدیکی جاده های جنگلی بیشتر از مناطق دیگر می باشد. نشانه گذاری درختان تحت تاثیر برخی عوامل فیزیوگرافی انجام می شود و عواملی مانند شیب یا نزدیکی به جاده باعث شود تا نشانه گذار تمایل به دخالت در این مناطق داشته باشد و از دخالت در مناطق با شیب بیشتر یا دور از جاده پرهیز نماید که این موضوع باعث دور شدن از هدف دخالت در تمام سطح جنگل و عدم اصلاح متوازن ساختار جنگل می شود.

این پژوهش در زیر حوزه غربی شهرک بهزیستی در استان گلستان به منظور ایجاد مدل های رگرسیون رطوبت خاک صورت گرفته است. در این پژوهش رطوبت با استفاده از دستگاه انعکاس سنج زمانی (TDR) در 18 نقطه و 6 روز متوالی بعد از بارندگی قابل توجه در اعماق مختلف خاک اندازه گیری شد. سپس مدل رقومی ارتفاع منطقه از تصاویر اول تراکم تهیه شده در سال 1393 در پیکسل هایی به ابعاد 1×1 متر تهیه گردید و از روی آن ویژگی های پستی و بلندی محاسبه شد. در نهایت مدل های رگرسیون بین این ویژگی ها و رطوبت خاک تهیه شد. نتایج نشان می دهد از خصوصیات پستی و بلندی مهم که با رطوبت خاک ارتباط بیشتری داشته و در مدل رگرسیونی وارد شده اند، می توان به انحنای افقی، جهت شیب، شاخص خیسی اشاره کرد. این نتایج موید این است که انحراف جریان مواد، مقدار آب موجود در خاک و جهت شیب، رطوبت خاک را کنترل کرده است. نتایج نشان می دهد مدل های به دست آمده در مقیاس حوزه آبخیز از حداقل 44 تا حداکثر 60 درصد از کل تغییرات رطوبت خاک را پیش بینی می کند.

در دهه های اخیر، روش های سنجش از دور به دلیل کاهش هزینه های در مطالعات شناسایی خاک، به فراوانی مورد استفاده قرار گرفته اند. مطالعه حاضر با هدف مقایسه دو روش سنجش از دور و زمین آمار به منظور تخمین و تهیه نقشه مقادیر رس و کربنات کلسیم معادل خاک سطحی در پارک جنگلی چیتگر به مساحت 665 هکتار صورت گرفت. بدین منظور تعداد 116 نمونه سطحی (20-0 سانتی متری) به صورت شبکه منظم و با فاصله250 متر از عمق 20-0 سانتیمتری خاک برداشته شد. برای مدل سازی از دو روش زمین آماری کریجینگ و وزن دهی معکوس فاصله و دو تکنیک سنجش از دور آنالیز مادون قرمز نزدیک و برداشت پیوسته استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی تقاطعی نشان داد که دقت روش کریجینگ در تخمین مقادیر رس و کربنات کلسیم مناسب بود. استفاده از روش مادون قرمز نزدیک برای تخمین و تهیه نقشه کربنات کلسیم معادل به دلیل همبستگی پایین با باندهای این سنجنده مناسب ارزیابی نشد، اما این روش برای تخمین و تهیه نقشه مقدار رس (R2=0.52) مناسب بود. روش برداشت پیوسته برای هیچ کدام از متغیرهای مقدار رس و کربنات کلسیم از دقت لازم برخوردار نبود. بر اساس ضریب کاپا و صحت کلی نقشه های تولیدی، روش کریجینگ دقت بیشتری نسبت به روش سنجش از دور نشان داد. اگرچه، دقت مناسب روش های زمین آماری به دلیل استفاده از داده های اصلی دور از انتظار نیست، ولی دقت قابل قبول روش مادون قرمز نزدیک برای مدل سازی مقدار رس، با توجه به هزینه کمتر روش های سنجش از دور می تواند مورد توجه قرار گیرد.

هدف از این تحقیق، برآورد قابلیت داده های ماهواره لندست در آشکارسازی پهنه های جنگلی و ارزیابی تغییرات کیفی پوشش جنگلی، استخراج کاربری و درصد پوشش گیاهی در شهرستان رستم است. برای انجام تحقیق با استفاده از تصاویر ماهواره لندست (1366 و 1389)، نقشه های کاربری اراضی جنگلی، شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (NDVI) و کسر شاخص پوشش گیاهی (RVI)، با استفاده از الگوریتم بیشترین شباهت و طبقه بندی نظارت شده تهیه گردید. نتایج نشان داد که مساحت لایه های استخراج شده 48.78 کیلومترمربع برای لایه جنگل متراکم، 348.67 کیلومترمربع برای تراکم متوسط و 281.42 کیلومترمربع برای تراکم کم همچنین 68.81 کیلومترمربع برای مناطق بایر می باشد. ارزیابی نتایج طبقه بندی بیانگر دقت کلی با 94.3، صحت تولید کننده 91، صحت کاربر با 95 درصد و همچنین خطای گماشته 0.09 و خطای حذف شده 0.05 می باشد. که بالاترین صحت تولید کننده مربوط به جنگل با تراکم کم با 99 درصد و کم ترین جنگل متراکم با 80 درصد و بالاترین درصد صحت کاربر مربوط به کلاس بایر با 100 و کم ترین جنگل با تراکم متوسط با 87 درصد محاسبه شد. همچنین مقایسه نقشه های درصد و کسر شاخص پوشش گیاهی در سال 1366 و 1389 تغییرات معنی دار این شاخص را نشان نداد.