پیش بینی تغییرات کاربری اراضی با تاکید بر اراضی انسان ساخت (مطالعه موردی:حوضه آبریز دشت بجنورد)

محورهای موضوعی : جغرافیای طبیعی و سکونتگاههای انسانی

احمد حسین زاده ¹ (دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی،دانشگاه حکیم سبزواری)
عبدالرضا کاشکی ² (استادیار اقلیم شناسی، گروه اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری)
رضا جاویدی صباغیان ³ (استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه حکیم سبزواری)
مختار کرمی ⁴ (استادیار اقلیم شناسی گروه اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری)

تاریخ دریافت : 1399/09/28 تاریخ پذیرش : 1399/12/12 تاریخ انتشار : 1400/04/01

کلید واژه: تغییر کاربری اراضی, حوضه آبریز بجنورد, مدل CA-Markov,

چکیده مقاله :

مقدمه: شناخت تغییرات زمانی و مکانی کاربری اراضی برای تصمیم گیرندگان و برنامه ریزانی که درگیر مسائل توسعه پایدار شهری و محیطی اهمیت زیادی دارد. به این دلیل که بخش بزرگی از این تغییرات ناشی از فعالیتهای انسانی خصوصاً شهرنشینی در نواحی کمتر توسعه یافته می باشد.هدف پژوهش: در این مطالعه هدف بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز بجنورد طی دوره 1380 تا 1398 بر اساس تصاویر لندست 5 و 8 می باشد.روش شناسی تحقیق: در این مطالعه با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 7، 8 و مدل Ca-Markov در نرم افزار EDRISI TerrSet اقدام به شبیه سازی و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز بجنورد صورت گرفته است. در ابتدا انجام تصحیحات اتمسفری و هندسی در نرم‌افزار ENVI5/3 بر روی تصاویر صورت گرفته و سپس نقشه پیش بینی تغییرات کاربری اراضی برای سال 1418 تولید شده است.قلمروجغرافیایی پژوهش: محدوده مورد مطالعه حوزه آبریز دشت بجنورد است که در ناحیه ای به مساحتی بیش از 1200 کیلومترمربع در قسمت جنوبی شهرستان بجنورد در مرکز استان خراسان شمالی در شمال شرق ایران قرار گرفته است. متوسط بارش سالانه منطقه حدود 251 میلیمتر و میانگین دما نیز 13.6 درجه سانتیگراد می باشد.یافته ها و بحث: نتایج نشان می دهد که در منطقه مورد مطالعه اراضی مسکونی و انسان ساخت با افزایش بیش از 5 هزار هکتار طی دوره مورد مطالعه بیشترین تغییرات را داشته اند همچنین نتایج حاکی از آن است که سهم اراضی بایر افزایش یافته است و از نظر موقعیت مکانی بیشترین تغییرات صورت گرفته در مجاورت شهر بجنورد صورت گرفته است.نتایج: آشکار سازی تغییرات کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه نشان از این موضوع دارد که کاربری مسکونی به دلیل مهاجرت جمعیت تغییرات زیادی در منطقه مورد مطالعه داشته و در آینده نیز خواهد داشت و این بیانگر این واقعیت است که از یک طرف مشکلات اجتماعی ناشی از پدیده حاشیه نشینی را به دنبال دارد و از طرف دیگر تعرض به مسیلها و آبراهه ها و همچنین افزایش سطوح غیر قابل نفوذ ناشی از توسعه، شهر و روستاهای مجاور را بیشتر در معرض مشکلاتی همچون سیلاب قرار می دهد.

چکیده انگلیسی:

Understanding temporal and spatial changes in land use is essential for decision makers and community planners. Land use requires knowledge of the current trend and forecasting future developments in land use and land cover. In this study, using Landsat 7, 8 satellite images and Ca-Markov model in EDRISI TerrSet software, simulation and prediction of land use changes in Bojnourd catchment area in North Khorasan province has been performed. After making atmospheric and geometric corrections on the images of 2001 and 2019, a map predicting land use changes has been produced for 2040.The validation of the model is done through the kappa coefficient, the value of which is 0.92 for the land use map of 2001 and 0.95 for 2019. The results of the model prediction show that in the study area, residential lands with the increase of more than 5 thousand hectares during the study period have the most changes. Also, most of the changes have been made around the city of Bojnourd.

منابع و مأخذ:

اسدزاده، فرخ، خسروی اقدم، کمال، پرویز، لاله، رمضان پور، حسن و یغمائیان مهابادی، نفیسه. (1397). پیشبینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره مارکوف و سلول خودکار مطالعه موردی حوزه آبخیز روضه چای، ارومیه، نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 8(1)، 105-116.

ایلدرمی، علیرضا، نوری، حمید، نادری، مهین، آقابیگی امین، سهیلا، زینی وند، حسین. (1396). پیش­بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیرهای مارکوف و CA-Markov مطالعه موردی حوزه آبخیز گرین. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 8(16)، 232-240.

پرور، زهرا، و کامران، شایسته. (1396). پیش بینی روند تغییرات و توسعه شهری با استفاده از تصاویر ماهواره ای چندزمانه و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: شهر بجنورد). محیط شناسی، (43)، 527-513.

سازمان مدیریت و برنامه ریزی خراسان شمالی، (1398)، شناسنامه شهرهای استان خراسان شمالی.

شفیعی ثابت، ناصر و شکیبا، علیرضا. (1398). آشکارسازی و پیش­بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل CA-Markov مطالعه موردی محور کلانشهر تهران دماوند. اطلاعات جغرافیایی سپهر، 28(111)، 175-190.

صالحی، ناهید، اختصاصی، محمدرضا و طالبی، علی. (1398). پیشبینی روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره مارکوف CA-Markov مطالعه موردی حوزه آبخیز صفارود رامسر، سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 10(1).106-120 .

طاهری، فروزان، رهنما، محمدرحیم، خوارزمی، امیدعلی و خاکپور ، براتعلی. (1397). بررسی و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از داده های ماهواره ای  چند زمانۀ شهر شاندیز طی سال­های 1379-1394. جغرافیا و توسعه، 50(50)، 127-142.

عفیفی، محمد ابراهیم. (1399). مدل سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره ای مارکوف و مدل LCMمطالعه موردی شهر شیراز، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 56، 141-158.

فلاحتکار، سامره ، حسینی، سید محسن ، سلمان ماهینی، عبدالرسول و ایوبی، شمس اله. (1395). پیش­بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل LCM. پژوهشهای محیطزیست، 7(13)، 163- 174.

قادری، شهلا، زارع چاهوکی، محمد علی، آذرنیوند، حسین، طویلی، علی و رایگانی، بهزاد. (1399). پیش بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل Ca-Markov مطالعه موردی اشتهارد. مرتع، 14(1)، 160-147.

کریمی، کامران، زهتابیان، غلامرضا، فرامرزی، مرزبان و خسروی، حسن. (1395). پایش و تغییرات کاربری اراضی با استفاده از زنجیرهای مارکوف به منظور پیشبینی آن بررسی موردی: دشت عباس. مرتع و آبخیزداریی، 69(3)، 724-711.

محمودآبادی، سعیده، حلی، ارشک، محمدی کنگرانی، حنانه و غلامی، حمید. (1399). پیش بینی تغییرات کاربری اراضی دشت سیرجان با استفاده از زنجیره مارکوف-سلولار. ژئومورفولوژی کمّی، 9(1)، 102-116.

مرکز آمار ایران، نتایج سرشماری سالهای، 1390،1385و 1395،

یوسفی، مریم، و اشرفی، علی. (1395). مدلسازی رشد شهری بجنورد با استفاده از داده­های سنجش از دور (بر اساس شبکه عصبی- مارکوف و مدلساز تغییرات زمین). برنامه ریزی منطقه ای،6، 179- 192.

Gholamzadeh, F., Elmi, M, Talebi. A., Mokhtari, M, & Shojaei, S. (2020). Temporal‑Spatial Simulation of Landscape Variations Using Combined Model of Markov Chain and Automated Cell. Journal of Cartography and Geographic Information, 70, 45–53.

Hamad, R., Balzter, H., & Kolo, K. (2018). Predicting land use/land cover changes using a CA-Markov model under two different scenarios. Sustainability, 10(10), 3421.

Mansour, S., Al-Belushi, M., & Al-Awadhi, T. (2020). Monitoring land use and land cover changes in the mountainous cities of Oman using GIS and CA-Markov modelling techniques. Land Use Policy, 91, 104414.

Mirakhorlo, M, & Rahimzadegan, M. (2018). Integration of SimWeight and Markov Chain to Predict Land Use of Lavasanat Basin. Numerical Methods in Civil Engineering, 2, (4)

Mohamed, A., & Worku, H. (2020). Simulating urban land use and cover dynamics using cellular automata and Markov chain approach in Addis Ababa and the surrounding. Urban Climate, 31, 100545.

Munthali, M. G., Mustak, S., Adeola, A., Botai, J., Singh, S. K., & Davis, N. (2020). Modelling land use and land cover dynamics of Dedza district of Malawi using hybrid Cellular Automata and Markov model. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 17, 100276.

Ruben, G. B., Zhang, K., Dong, Z., & Xia, J. (2020). Analysis and projection of land-use/land-cover dynamics through scenario-based simulations using the CA-Markov model: A case study in guanting reservoir basin, China. Sustainability, 12(9), 3747.

Twisa, S., Kazumba, S., Kurian, M., & Buchroithner, M. F. (2020). Evaluating and predicting the effects of land use changes on hydrology in Wami River Basin, Tanzania. Hydrology, 7(1), 17.

Wang, S. W., Gebru, B. M., Lamchin, M., Kayastha, R. B., & Lee, W. K. (2020). Land use and land cover change detection and prediction in the Kathmandu district of Nepal using remote sensing and GIS. Sustainability, 12(9), 3925.