سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال:1399 | دوره:11 | شماره:1 (پیاپی 38) |تعداد مقالات:6

کاربرد تکنیک های سنجش از دور در برآورد مکانی و زمانی مقادیر تبخیر و تعرق جایگزینی برای اندازه گیری های میدانی است. هدف از این مطالعه، تعیین حداکثر سهم روزانه گندم دیم از منابع آب سبز در شهرستان اهر با استفاده از اجرای الگوریتم سبال بر روی تصاویر مودیس است. در این پژوهش ابتدا کارایی الگوریتم سبال در برآورد تبخیر و تعرق گندم از مقایسه نتایج آن با روش الگامن افهولدر در اراضی گندم دیم و روش فائو پنمن مانتیث در اراضی گندم آبی ارزیابی شد و سپس حداکثر مقدار روزانه تبخیر و تعرق واقعی گندم دیم با استفاده از الگوریتم مذکور در سطح منطقه بدست آمد. از محصولات بازتاب سطحی و دمای سطح زمین سنجنده مودیس جهت رصد تغییرات مقادیر شاخص تفاضل گیاهی نرمال شده در طول دوره رشد گندم، تهیه نقشه اراضی گندم و برآورد مقادیر تبخیر و تعرق آن در سال 1389 در دوره خوشه رفتن تا طلایی شدن گندم استفاده شد. پس از ارزیابی کارایی الگوریتم سبال در دوره مذکور، حداکثر سهم روزانه گندم دیم از منابع آب سبز در 27 اردیبهشت سال 1398 محاسبه گردید. از مقایسه نتایج الگوریتم سبال با نتایج روش های محاسباتی در اراضی گندم میانگین خطای مطلق 0. 61 میلی متر بر روز و ضریب همبستگی 0. 9 بدست آمد. همچنین مشخص گردید که بیشترین میزان تبخیر و تعرق اراضی گندم در زمان به اوج رسیدن منحنی شاخص گیاهی آن می باشد که در این مقطع با استفاده از الگوریتم سبال حداکثر سهم روزانه گندم دیم از منابع آب سبز در سال 1398 حدود 0. 93 میلیون مترمکعب برآورد گردید.

یک گام مؤثر و کاربردی در بهبود مدیریت سرزمین، شناسایی و تعیین مناطق همگن عرضه خدمات اکوسیستمی است. ازاین رو در این مطالعه، پس از کمی سازی و نقشه سازی خدمات اکوسیستمی ارزش زیبایی شناسی، ارزش تفرجی و کاهش آلودگی صوتی، از روش خوشه بندی K-Means به منظور شناسایی مناطق همگن عرضه خدمات اکوسیستمی استفاده شد و پهنه بندی مناطق همگن در محیط GIS تهیه گردید. به منظور بررسی منابع اثرگذار بر عرضه خدمات اکوسیستمی، پارامترهای شیب، ارتفاع، تراکم جمعیت، فاصله از مسیرهای دسترسی، فاصله از مسیر رودخانه، درصد انواع کاربری های موجود و فاصله از مرکز بزرگ ترین منطقه شهری منطقه مطالعاتی، برای هر یک از مناطق همگن و یا خوشه ها استخراج گردید. براساس شاخص صحت سنجی دیویس-بولدین تعداد بهینه خوشه ها 4 به دست آمد. خوشه 2 با مساحت 686. 27 کیلومترمربع دارای بیشترین وسعت در منطقه است درحالی که خوشه یک با 119. 75 کیلومترمربع کمترین مساحت منطقه را به خود اختصاص داده است. بررسی پارامترهای محیطی-اجتماعی نشان داد که کاربری اراضی بیشترین تأثیر را در عرضه خدمات اکوسیستمی دارد. نتایج نشان داد که رابطه مستقیمی بین این پارامترها و عرضه خدمات اکوسیستمی در هر یک از خوشه ها وجود دارد. براساس نتایج این مطالعه بررسی مناطق همگن عرضه خدمات اکوسیستمی می تواند در بهبود برنامه ریزی و مدیریت کاربری زمین مؤثر واقع شود.

با توجه به توقف بهره برداری از جنگل های صنعتی شمال ایران، پژوهش پیش رو به منظور تعیین اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان با تحلیل سلسله مراتبی فازی و سیستم اطلاعات جغرافیایی انجام شد. شاخص های مورد استفاده شامل چهار شاخص اصلی منابع آبی دردسترس، کاربری اراضی، اقلیمی و خاکشناسی و 22 زیرشاخص های مربوط به آنها (بافت خاک، عمق خاک، اسیدیته خاک، شوری خاک، فاصله از رودخانه ها، دبی آب رودخانه ها، شوری آب رودخانه ها، عمق آب های زیرزمینی، شوری آب های زیرزمینی، میانگین دمای سالانه، میانگین حداقل دمای سالانه، میانگین حداکثر دمای سالانه، حداقل مطلق دما، حداکثر مطلق دما، میانگین بارندگی سالانه، میانگین رطوبت نسبی سالانه، میانگین سرعت باد سالانه، بیشه زارهای حاشیه رودخانه ها، تپه های شنی (شن زارها)، اراضی جهاد نصر، زمین های خالی حاشیه کانال های نصر و زمین های خالی نزدیک به منابع آبی) بودند. نقشه های کلیه این عوامل، با استفاده از رقومی سازی با تصاویر ماهواره ای گوگل ارث (از تابستان 2017 تا تابستان 2019)، نمونه برداری زمینی (در شهریورماه 1398) و اطلاعات موجود تهیه شدند. همچنین نقشه اکالیپتوس کاری ها در استان خوزستان با استفاده از اطلاعات موجود در اداره کل منابع طبیعی استان و نمونه برداری زمینی با GPS در شهریورماه 1398 تهیه شد. نقشه کاربری اراضی با رقومی سازی کاربری اراضی/پوشش از تصاویر گوگل ارث 2017 تا 2019 تهیه شد. صحت نقشه کاربری اراضی تهیه شده با 60 نقطه کنترل زمینی بررسی شد. وزن شاخص های مؤثر در پتانسیل یابی زراعت چوب اکالیپتوس با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی فازی محاسبه شد. بدین منظور تعداد 30 پرسشنامه برای مقایسه زوجی شاخص های اصلی و زیرشاخص ها، بین کارشناسان زراعت چوب در عرصه های منابع طبیعی توزیع شد. سپس میانگین پرسشنامه های تکمیل شده، به دست آمده و با روش آنالیز توسعه ای فازی مثلثی چانگ تجزیه و تحلیل شد. بر این اساس، وزن نرمال میانگین هر شاخص و زیرشاخص با روش تحلیل سلسله مراتبی فازی محاسبه شد. با ترکیب خطی وزنی نقشه های زیرشاخص های مؤثر، ابتدا نقشه شاخص های اصلی و سپس نقشه اراضی مستعد زراعت چوب اکالیپتوس تهیه شد. درنهایت، نقشه پتانسیل زراعت چوب با استفاده از نقشه مناطق کشت گونه اکالیپتوس اعتبارسنجی شد و دقت آن در شناسایی مناطق مستعد زراعت چوب اکالیپتوس در استان خوزستان ارزیابی شد. نتایج نشان داد که از بین شاخص های اصلی، منابع آبی و کاربری اراضی بیشترین اهمیت را براساس فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی در تعیین اراضی مستعد کشت اکالیپتوس در استان خوزستان داشتند. براساس نتایج به دست آمده، 12. 83 درصد از منطقه پتانسیل بسیار خوب و 10. 47 درصد آن پتانسیل خوب برای اکالیپتوس کاری داشت. نتایج ارزیابی صحت نقشه پتانسیل زراعت چوب نیز نشان داد که فرایند تحلیل سلسله مراتبی فازی با صحت کلی 82 درصد دقت مطلوبی در شناسایی مناطق مستعد زراعت چوب در استان خوزستان داشته است.

خورها یکی از مهمترین منابع طبیعی ساحلی محسوب می شوند. نظارت بر کلروفیل-آ (Chl-a) که رنگدانه فیتوپلانکتون آب های اقیانوسی و ساحلی است می تواند با استفاده از فناوری نوین سنجش از دور اندازه گیری و ارزیابی شود. وجود طول موج های آبی، سبز و قرمز در ماهواره های مشاهدات اقیانوسی همواره راه را برای نظارت بر رنگ اقیانوس ها هموار نموده است. هدف از این پژوهش استفاده از الگوریتم های بیو اپتیکی OC2 و OC3 و از داده های ماهواره ای Sentinel-2 Multi-Spectral Instrument و Landsat-8 OLI در فروردین سال 1398 به منظور تخمین غلظت کلروفیل-آ در منطقه خور تیاب است. جهت ایجاد همبستگی و ارزیابی نتایج از داده های میدانی نمونه برداری استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که الگوریتم OC2 در ماهواره های لندست-8 و سنتینل-2 به ترتیب دارای بیشترین مقدار ضریب تعیین (R2) معادل با 0. 91 و 0. 64 بود و همچنین مقدار خطای ریشه میانگین مربعات (RMSe) به ترتیب در تصاویر ماهواره ای معادل با 0. 13 و 0. 33 بود. این نتایج بیانگر دقت بالای الگوریتم OC2 در تصاویر ماهواره ای مورد استفاده است و به عنوان مناسب ترین الگوریتم برای تهیه نقشه غلظت کلروفیل-آ منطقه مورد مطالعه انتخاب شد.

فن آوری سنجش از دور یکی از ابزارهای کارآمد برای پایش، مطالعه و تعیین سطح زیر کشت محصولات کشاورزی و باغی بویژه در سطوح وسیع می باشد. برنامه ریزان، مجریان و کشاورزان با آگاهی از نوع رقم و سطح زیر کشت محصولات کشاورزی می توانند سیاست-های مدیریتی و اجرایی مناسبی اتخاذ نمایند. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی قابلیت طبقه بندی نظارت شده تصاویر ماهواره ای چند باندی لندست-8 و سنتینل-A2 در تعیین محدوده، سطح زیر کشت و نوع رقم چهار نوع پسته اکبری، کله قوچی، احمد آقایی و فندوقی در یک مزرعه مطالعاتی در استان یزد می باشد. دقت چهار الگوریتم طبقه بندی متوازی السطوح، کمترین فاصله، فاصله ماهالانوبیس و بیشترین تشابه و همچنین بهترین زمان در تفکیک ارقام پسته مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، الگوریتم حداکثر تشابه در طبقه بندی تصویری در تاریخ 22 خرداد 1397 ماهواره لندست-8 با دقت نهایی و ضریب کاپای به ترتیب 76. 8 درصد و 0. 67 از بالاترین دقت و الگوریتم طبقه بندی متوازی السطوح به ترتیب با دقت نهایی و ضریب کاپای 7/64 و 47/0 از کمترین دقت برخوردار بود. همچنین بر اساس نتایج، بهترین زمان برای تفکیک ارقام پسته مورد بررسی اواخر خرداد می باشد. به طوری که ضریب کاپای طبقه بندی با الگوریتم حداکثر تشابه در تصویر تاریخ 22 خرداد 1397 ماهواره لندست، 0. 67 و به ترتیب در تاریخ های 23 تیر، 24 مرداد و 25 شهریور 0. 64، 0. 63 و 0. 63 بدست آمد. دقت نهایی و ضریب کاپای طبقه بندی با استفاده از الگوریتم حداکثر تشابه در تصویر تاریخ 24 خرداد 1397 ماهواره سنتینل-A2 به ترتیب 80 درصد و 0. 71 بدست آمد. با انجام عمل فیلتر میانه با اندازه پنجره سه در سه بر روی تصویر طبقه بندی شده سنتیل-A2 میزان دقت نهایی و ضریب کاپا به ترتیب به 82. 6 و 0. 75 افزایش یافت. دقت نهایی و ضریب کاپای طبقه بندی و تفکیک ارقام پسته در تصاویر سنتینل-A2 نسبت به تصاویر لندست 8 بالاتر بود. در مجموع بر اساس نتایج، تکینک های طبقه بندی سنجش از دور و نیز تصاویر ماهواره ای چند باندی، از قابلیت مناسبی برای نقشه برداری کشاورزی و باغی برخوردار می باشند.

جنگل های زاگرس از جمله مناطق مهم و با ارزش منابع طبیعی ایران هستند که با توجه به خشکیدگی های درختان در سال های اخیر بررسی، مدیریت و احیای این درختان دارای اهمیت است. هدف از تحقیق، تهیه نقشه پراکنش مکانی خشکیدگی درختان بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl)، تجزیه وتحلیل، تشریح پراکنش مکانی با استفاده از تلفیق تکنیک زمین آمار و سنجش از دور در دشت برم استان فارس است. ابتدا تصویر ماهواره ای RapidEye با طبقه بندی نظارن شده به روش حداکثر احتمال به دوطبقه درختان سالم و خشکیده طبقه بندی شد. صحت کلی و ضریب کاپا به ترتیب 80 و 73 درصد به دست آمد. درصد خشکیدگی در قطعه نمونه هایی دایره ای شکل به مساحت 2000 مترمربع (با شعاع 25. 24 متر) بر اساس شبکه ای به ابعاد 300 × 300 متر با روش منظم – تصادفی جمع آوری شد. پس از تهیه نقشه نقطه ای درصد خشکیدگی تصویر طبقه بندی شده از روش های درون یابی کریجینگ ساده، معمولی، و عام تعیین شد که با استفاده از سه مدل نمائی، کروی و گوسی ارزیابی شدند. پس از ارزیابی داده ها با استفاده از نتایج ارزیابی متقابل، دقیق ترین برازش را روش کریجینگ ساده با مدل نمایی نشان داد (میانگین خطای برآورد 0. 023). نقشه خشکیدگی در طبقه های صفر تا 10، 10-20، 20-30، 30-40 و > 40، درصد ترسیم شد. بیشترین سطح خشکیدگی به طبقه 20% تا 30% با 493. 9 هکتار، (36. 37%) و کمترین به طبقه صفرتا 10% با 70. 46 هکتار (5. 20%) تعلق داشت. نتایج نشان داد با استفاده از زمین آمار و سنجش از دور می توان پراکنش مکانی خشکیدگی بلوط ایرانی در منطقه موردمطالعه را در قالب نقشه ارائه داد و کانون خشکیدگی را شناسایی کرد.