Change detection in land use using remote sensing data and GIS (Case study: Ardabil county)
Subject Areas : Geospatial systems developmentMarzieh Mosayebi 1 , Mohsen Maleki 2
1 - Assis. Prof. College of Natural Resources, Islamic Azad University, Ardabil Branch
2 - Assis. Prof. College of Natural Resources, Islamic Azad University, Khalkhal Branch
Keywords:
Abstract :
Population growth, urban development and the need of new residential regions and resources for human food, enhanced land use changes all over the world. The aim of this study was detection of land use changes in the last 25 years in the county of Ardabil. In this research, changes in land use were investigated based on LandSat imagery interpretation in three time periods between, 1987, 1998 and 2010 using GIS and remote sensing techniques and statistical methods. The map of study region was then georeferenced using DGN after geometric and atmospheric correction. Sample points in each land use class were taken in sufficient number and of suitable distribution among the study area. Using supervised classification (maximum likelihood algorithm), the best band combination and the land use maps for the years 1987, 1998, and 2010 were produced. The accuracy of the produced land use maps using overall accuracy and Kappa statistic was approved. The results indicated that some irrigated farming, gardens, residential and industrial areas and degraded lands have increased between 1987 and 2010; and the area of some land uses have decreased such as forests, rangelands and dry farming areas during this period. According to the findings from this research on the period of 1987-1998, rangelands and forests decreased 10.20% and 0.5% respectively, but dry farming lands, irrigated farming lands, and the barrier lanes have increased 5.62%, 1.8%, and 1.8% respectively. In the period of 1998-2010 rangelands, dry farming lands and forests have decreased 7.9%, 11.52% and 3.69% respectively, but irrigated farming lands have increased 1.2% and the barrier lands have also increased 17.7%. The kappa coefficient of land use maps was calculated 0.81, 0.87 and 0, 89 for the years 1987, 1998 and 2010 respectively.
1. آهنی، ح.، ا. قربانی، م. رستگار مقدم، س. ر. فلاح شمسی و م. باقرنژاد. 1388. ارزیابی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهوارهای: مطالعه موردی حوضه آبخیز تنگ سرخ شیراز. علوم کشاورزی منابع طبیعی، 16(2): 242-252.
2. اکبری، م.، ح. کریمزاده، ر. مدرس و ب. چکشی. 1386. ارزیابی و طبقهبندی بیابانزایی با فناوری سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: منطقه خشک شمال اصفهان). تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 14(27): 124-142.
3. رضایی بنفشه، م.، ه. رستمزاده و ب. فیضیزاده. 1386. بررسی و ارزیابی روند تغییر سطوح جنگل با استفاده از سنجش از دور و (GIS) مطالعه موردی جنگلهای ارسباران (1987-2005). فصلنامه پژوهشهای جغرافیایی، 39(62): 143-159.
4. رفیعی، ر.، ع. ر. سلمان ماهینی و ن. خراسانی. 1390. تعیین تغییرات کاربری اراضی به روش مقایسه پس از طبقهبندی تصاویر ماهوارههای IRS و LandSat. کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 2(3): 53-63.
5. سالنامه آماری استان اردبیل. 1390. دفتر آمار و اطلاعات استانداری استان اردبیل، 743 صفحه.
6. سنجری، ص. و ن. برومند. 1392. پایش تغییرات کاربری/پوشش اراضی در سه دهه گذشته با استفاده از تکنیک سنجش از دور (مطالعه موردی: منطقه زرند استان کرمان). کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 4(1): 57-67.
7. عسگری، ع.، ا. پرهیزکار و م. ع. قدیری. 1381. کاربرد روشهای برنامهریزی شهری (کاربری زمین) در کاهش آسیبپذیری خطرات زلزله با GIS (مطالعة موردی: منطقه 17 تهران). تحقیقات جغرافیایی، 17(67): 63-78.
8. فیضیزاده، ب. 1386. مقایسه روشهای پیکسل پایه و شیگرا در تهیه نقشههای کاربری اراضی، مطالعه موردی: جلگه شرقی دریاچه ارومیه. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه تبریز. 122 صفحه.
9. کاظمی، م.، ی. مهدوی، ا. نوحهگر و پ. رضایی. 1390. برآورد تغییرات پوشش و کاربری اراضی با استفاده از تکنیکهای سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: حوضه آبخیز تنگ بستانک شیراز). کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 2(1): 101-111.
10. نظری سامانی، ع. ا.، م. قربانی و ح. ر. کوهبنانی. 1389. ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی حوضه آبخیز طالقان در دوره 1366 تا 1380. مرتع، 4(3): 442-451.
11. مرادی، ح. ر.، م. ر. فاضلپور، ح. ر. صادقی و ز. ع. حسینی. 1387. بررسی تغییر کاربری اراضی در بیابانزائی محدوده شهر اردکان با استفاده از سنجش از دور. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 15(30): 1-12.
12. یوسفی، ص.، ح. ر. مرادی، س. ح. حسینی و س. میرزایی. 1390. پایش تغییرات کاربری اراضی مریوان با استفاده از سنجندههای +ETM و TM ماهواره LandSat. کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، 2(3): 97-105.
13. Abbas I, Muazu K, Ukoje J. 2010. Mapping land use-land cover and change detection in Kafur Local Government, Katsina, Nigeria (1995–2008) using remote sensing and GIS. Research Journal of Environmental and Earth Sciences, 2(1): 6-12.
14. Campbell JB. 2002. Introduction to Remote Sensing. Taylor & Francis, 621 pages.
15. Chavez P, Berlin G, Sowers L. 1982. Statistical method for selecting Landsat MSS ratios. Journal of Applied Photographic Engineering, 8(1): 23-30.
16. Dellepiane S, Smits P, Schowengerdt R. 1999. Quality assessment of image classification algorithms for land-cover mapping: a review and a proposal for a cost-based approach. International Journal of Remote Sensing, 20(8): 1461-1486.
17. Foody GM. 1992. On the compensation for chance agreement in image classification accuracy assessment. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 58(10): 1459-1460.
18. Foody G. 2001. Monitoring the magnitude of land-cover change around the southern limits of the Sahara. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 67(7): 841-848.
19. Geymen A, Baz I. 2008. The potential of remote sensing for monitoring land cover changes and effects on physical geography in the area of Kayisdagi Mountain and its surroundings (Istanbul). Environmental Monitoring and Assessment, 140(1-3): 33-42.
20. Jensen JR. 2005. Introductory digital image processing: a remote sensing perspective. vol Ed. 4. Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, USA, 318p.
21. Janssen L, Gorte B. 2001. Digital image classification. Principles of Remote Sensing: 193-204.
22. Kelarestaghi A, Jeloudar ZJ. 2011. Land use/cover change and driving force analyses in parts of northern Iran using RS and GIS techniques. Arabian Journal of Geosciences, 4(3-4): 401-411.
23. Lefsky MA, Cohen WB. 2003. Selection of remotely sensed data. In: Remote sensing of forest environments. Springer, 519 pp.
24. Lu D, Mausel P, Brondizio E, Moran E. 2004. Change detection techniques. International Journal of Remote Sensing, 25(12): 2365-2401.
25. Mathers P. 2005. Computer Processing of Remotely-Sensed Images. John Wiley & Sons, 345 pp.
26. Monserud RA, Leemans R. 1992. Comparing global vegetation maps with the Kappa statistic. Ecological Modelling, 62(4): 275-293.
27. Mehrjardi RT, Mahmoodi S, Taze M, Sahebjalal E. 2008. Accuracy assessment of soil salinity map in Yazd-Ardakan Plain, Central Iran, based on Landsat ETM+ imagery. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 3(5): 708-712.
28. Mueschen B, Hochschild V. 2003. Remote Sensing Applications for Water Resources Management of the Tisza River Basin. Forest, 1-4.
29. Mundia C, Aniya M. 2005. Analysis of land use/cover changes and urban expansion of Nairobi city using remote sensing and GIS. International Journal of Remote Sensing, 26(13): 2831-2849.
30. Stehman SV. 2004. A Critical Evaluation of the Normalized Error Matrix in Map Accurcy Assessment. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 70(6): 743-751.
31. Ustin S. 2004. Remote sensing for natural resource management and environmental monitoring. Third Edition, John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. USA, 736 p.
32. Wolberg G. 1990. Digital image warping, vol 10662. IEEE computer society press Los Alamitos, CA, IEEE Computer Society Press, 318 p.
33. Zubair AO. 2006. Change detection in land use and Land cover using remote sensing data and GIS (A case study of Ilorin and its environs in Kwara State). Department of Geography, University of Ibadan, Ibadan. 54 p.