ارزیابی روند تغییرات پوشش اراضی حوزه آ‌ب‌ خیز کفتاره با استفاده از روش سنجش از دور

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مرضیه علی خواه اصل ¹ , داریوش ناصری ²

1 - استادیار، گروه منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران * (مسوول مکاتبات).
2 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران.

تاریخ دریافت : 1394/09/05 تاریخ پذیرش : 1394/11/08 تاریخ انتشار : 1396/07/01

کلید واژه: تصاویر ماهواره ای, تغییرات پوشش اراضی, حوزه آب‌خیز کفتاره, NDVI,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: آشکارسازی تغییرات پوشش اراضی، از جمله ابزارهای موثر برای مدیریت منابع طبیعی و ارزیابی تغییرات اکوسیستم به شمار می آید. هدف از انجام این پژوهش، پایش تغییرات پوشش اراضی با استفاده از تصاویر دور سنجی و GIS در حوزه آب خیز کفتاره استان اردبیل می باشد. روش بررسی: در این تحقیق، تصاویر ماهواره ای لندست 5 سنجنده TM سال های 1366 و 1377 و نیز لندست 8 سنجنده OLI TIRS سال 1393 مورد پردازش و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بدین منظور، بعد از انجام تصحیحات اتمسفریک و هندسی، طبقه بندی تصاویر به روش نظارت شده با الگوریتم حداکثر احتمال انجام پذیرفت. سپس، تصاویر هر سال در چهار طبقه کشت دیم، مرتع، کشت آبی، باغ و اراضی بایر طبقه بندی شد. از طرفی برای تفکیک بهتر اراضی مرتعی از بایر، از شاخص NDVI و برای تفکیک بهتر اراضی مرتعی از کشت دیم، از لایه شیب استفاده گردید. یافته ها: نتایج نشان داد که در طول دوره 1393-1366، 91/68 درصد از منطقه تغییری نداشته است و 68/1970 هکتار از اراضی مرتعی تخریب و به اراضی بایر، کشت دیم وکشت آبی و باغ تبدیل شده است. هم چنین اراضی کشت دیم به میزان 26 درصد (20/1808 هکتار)، کشت آبی و باغ به میزان 97/6 درصد (54/43 هکتار) و اراضی بایر به میزان 99/33 درصد (78/100 هکتار) نسبت به سطح اولیه خود در منطقه، توسعه یافته است. بحث و نتیجه گیری: بر اساس نتایج به دست آمده از این پژوهش، استفاده از اطلاعات تکمیلی از جمله اطلاعات شیب و شاخص NDVI منطقه در کنار پردازش تصاویر ماهواره ای به روش نظارت شده برای تهیه نقشه های پوشش اراضی، موجب افزایش دقت طبقه بندی تصاویر می گردد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Land cover change detection is an effective tool for managing natural resources and evaluating ecosystem changes. The aim of this research is monitoring land cover changes using remotely sensed images and GIS in Kaftareh watershed in Ardabil province. Method: In this investigation, Landsat 5 TM images for years 1987 and 1998 and Landsat 8 OLI-TIRS images for year 2014 were collected and analyzed. For this purpose, atmospheric and radiometric corrections, the images of every year was classified using maximum likelihood supervised classification method. Then, considering study area features, the images were classified into four land cover classes: dry land, range land, irrigated land, garden land and bare land. Moreover, NDVI index was used to differentiate between range land and bare land. Slope layer was used to distinguish between range land and dry land. Findings: According to the results, during the period 1987-2014, 68.91 percent of study area haven’t been changed. 1970.68 hectares of range land were destroyed and changed into bare land, dry land and garden land. Moreover, dry land, irrigated and garden land and bare land were increased 26% (1808.20 hectares), 6.97% (43.54 hectares) and 33.99% (100.78 hectares), respectively. Discussion and Conclusion: Additional information such as slope layer and NDVI index in assistant with supervised classification of satellite images can increase the accuracy of image classification to provide land cover maps.

منابع و مأخذ:

منابع

1. Kun, j., Shunlin, L., Ning, Zh., Xiangqin, W., Xingfa, G., Xiang,  Zh., Yunjun, Y., Xianhong, X., 2014.  Land cover classification of finer resolution remote sensing data integrating temporal features from time series coarser resolution data. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 93 (2014) 49–55.


2. Dong, l., Wenting, ZH., 2014. A comparison of comparison of Markov model-based methods for predicting the ecosystem service value of land use in Wuhan, central China. EcosystemServices7, (2014), 57–65.


3. کاظمی، محمد.، مهدوی، یدالله.، نوحه‌گر، احمد.، رضایی، پیمان.، 1390، "برآورد تغییرات پوشش و کاربری اراضی با استفاده از سیستم‌های اطلاعاتی جغرافیایی (مطالعه‌ی موردی: حوضه‌ی آبخیز تنگ بستانک شیراز)"، کاربرد سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، سال2، شماره1، 116-103.
   
   
   1. Edwards, P.J., May, R.M., Webb, N.R., 1994. Large Ale ecology and conservation biology. Environ, Natural Resources, 32 (1), 33–39.
   
   
   2. Xian, G., Homer, C., Fry, J., 2009.  Updating the 2001 National Land Cover Data base land cover classification to 2006 by using Landsat imagery change detection methods. Remote Sensing of Environment, 113, 1133–1147.
   
   
   3. Mohammady, M., Moradi, HR., Zeinivand, H., 2015. A comparison of supervised, unsupervised and synthetic land use classification methods in the north of Iran. International Journal of Environment Science and technology, 12:1515–1526.
   
   
   4. Coops, N.C., Wulder, M.A., White, J.C., 2006. Identifying and describing forest disturbance and spatial pattern: data selection issues Understanding For Disturbance Spatial Pattern. Remote Sens, GIS Approaches, 31.
   
   
   5. Chen, X., Vierling, L., Deering, D., 2005. A simple and effective radiometric correction method to improve landscape change detection across sensors and across time. Remote Sensing of Environment, 98(1), 63-79.
   
   
   6. Jensen, J.R and Cowen, D.C., 1999.  Remote sensing of urban suburban infrastructure and socio-economic attributes. Photogram Engineering, Remote Sensing, 65, 611–622.
   
   
   7. Hathout, S., 2002.  The use of GIS for monitoring and predicting urban growth in East and West St Paul, Winnipeg, Manitoba, Canada.  Journal of Environmental Management, 66, 229–238.
   
   
   8. سلطانیان، ستار.، رحیمی، احسان.، سبز قبائی، غلامرضا.، رستمی، کیانوش.، زیدی، امیر.، 1393، "ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی منطقه حفاظت شده اشترانکوه  بین سال های 1368 تا 1384 با استفاده از تصاویرLandsat"،  فصلنامه فن آوری های نوین در مهندسی محیط زیست و منابع تجدیدپذیرسال اول، شماره 1، تابستان 1393.
   
   
   9. نظری سامانی، علی اکبر.،  قربانی، مهدی.، کوهبنانی، حمیدرضا.، 1389، "ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی حوزة آبخیز طالقان در دورة 1366 تا 1380"، مجلة علمی پژوهشی مرتع، سال چهارم/ شمارة سوم/ پاییز  1389. 451-442.
      
      
      1. Hong, Y., 2013. Characterizing land use changes in 1990-2010 in the coastal zone of Nantong, Jiangsu province, Chin. Ocean & Coastal Management, 71, (2013), 108-115.
      
      
      2. Brink, A., Eva, H, 2009. Monitoring 25 years of land cover changes dynamics in Africa: a sample based remote sensing approach.  Applied geography, 29(2009), pp. 501-512.
      
      
      3. Shalaby, A., Tateishi, R., 2007. Remote sensing and GIS for mapping and monitoring land cover and land use changes in the northwestern coastal zone of Egyp. Applied Geography 27, (2007), pp. 28-41.
      
      
      4. مطالعات طرح تفصیلی حوزه آب­خیز کفتاره، اداره کل منابع طبیعی استان اردبیل، تاریخ دسترسی  مرداد 1393.
      
      
      5. تولایی. سیمین و حاجی نوروزی. نرگس، 1385، تهیه کاربری اراضی پاکدشت با استفاده از RS و GIS،  نشریه علوم جغرافیایی، ج 5، ش 6 و 7: صص40-27.
      
      
      6. رسولی. علی اکبر و محمودزاده. حسن، 1389، مبانی سنجش از دور دانش پایه، چاپ اول، انتشارات علیمران.
         
         
         1. Yuan, F.K.E., Sawaya, B.C., Loeffelholz, M. E., 2005. Land cover classification and change analysis of the Twin (Minnesota) Metropolitan Area by multi temporal Landsat remote sensing. Remote sensing of Environment, 95: 317-328.
         
         
         2. Richards, J., Xiuping, J., 2006. Remote Sensing Digital Image Analysis: An Introduction.  4^th Edition, Springer.
         
         
         3. سرودی، مونا.، جوزی، سیدعلی.، 1392، "سنجش از دور و اجرای مدل مارکوف برای بررسی تغییرات فضای سبز شهری (مطالعه موردی: منطقه 1 شهرداری تهران)"، محیط شناسی، سال سی و نهم، شماره 1، بهار 1392، صص 122-113.
            
            
            1. Lee, T., H.,Yeh., 2009. Applying remote sensing techniques to monitor shifting wetland vegetation: A case study of Danshui River estuary mangrove communities, Taiwan. Ecological Engineering, 487-496.
            
            
            2. بنیادی، امیراسلام و حاجی قادری، طه.، 1386، "تهیه نقشه جنگلهای طبیعی استان زنجان با استفاده از داده‌های سنجنده ETM+ ماهواره لندست 7"، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی،  شماره 42، صص 638-627.
               
               
               1. Di Gregorio, A., 2005. Land cover classification system (LCCS), classification concepts and user manual, software version 2.  Rome: Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations.
               
               
               2. Lu, D., Mausel, P., Brondizio, E., Moran, E., 2004. Change detection techniques. International Journal of Remote Sensing, 25(12), 2365e2407.
               
               
               3. حسین­زاده. محمدمهدی، اسماعیلی. رضا، نوحه­گر. احمد و ثقفی. مهدی، 1388، بررسی تغییرات پوشش جنگلی در دامنه­های شمالی البرز (مطالعه موردی: حد فاصل دره هراز و دره چالوس، شهرستان‌های چالوس، نوشهر، نور و آمل)، علوم محیطی، سال7، شماره1، صص 20-1.
               
               
               4. یوسفی. صالح، تازه. مهدی، میرزایی. سمیه، مرادی. حمیدرضا و توانگر. شهلا، 1390، مقایسه الگوریتم‌های مختلف طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای در تهیه نقشه کاربری اراضی (مطالعه موردی: شهرستان نور)، کاربرد  سنجش از دور و GIS در علوم منابع طبیعی، شماره2، صص25-15.
               
               
               5. قربانی. رسول، تقی پور. علی اکبر و محمود زاده. حسن، 1391، ارزیابی و تحلیل تغییرات کاربری اراضی محدوده‌ی تالاب‌های بین‌المللی آلا­گل، آلماگل و آجی­گل ترکمن صحرا با استفاده از تصاویر ماهواره­ای چند زمانه، جغرافیا وبرنامه ریزی محیطی، سال23، پیاپی48، شماره 4، صص186-168.
               
               
               6. روستا. زهرا، منوری. سیدمسعود، درویش. مهدی و فلاحتی. فاطمه، 1391، کاربرد سنجش ازدور و سیستم اطلاعاتی جغرافیایی در استخراج نقشه­ی کاربری اراضی حاشیه شهرشیراز، آمایش سرزمین، سال4، شماره6، صص163-149.
               
               
               7. سنجری. صالح و برومند. ناصر، 1392، پایش تغییرات کاربری/پوشش اراضی درسه دهه­ی گذشته با استفاده از تکنیک سنجش ازدور(مطالعه­ی موردی: منطقه­ی زرنداستان کرمان)، مجله ی کاربردسنجش ازدور و GIS درعلوم منابع طبیعی، سال4، شماره1، صص67-56.
                  
                  
                  1. Elcavy, O., Rod, J., Ismail, H., Suliman, A., 2011. Land use and land cover changes detections in the western Nile delta of Egypt using remote sensing data. Applied geography, 31(2011), pp. 483-494.
                  
                  
                  2. برخورداری. جلال و خسروشاهی. محمد، 1386، بررسی اثر تغییرات پوشش اراضی و اقلیم بر جریان رودخانه  (مطالعه موردی: حوزه آب­خیز میناب) ، مجله پژوهش و سازندگی، 77 (4): صص198-191.
                  
                  
                  3. کلارستاقی.  عطالله، احمدی. حسن، جعفری. محمد و قدوسی. جمال،  1387، پیش بینی تغییرات احتمالی کاربری جنگل به دیم کاری با استفاده از مدلسازی احتمالاتی در حوزه آب­خیز فریم صحرا-استان مازندران، فصل­نامه پژوهش و سازندگی، سال بیست و یکم، شماره سه، صص63-52.
                     
                     
                     1. Rajesh, B., Yuji, M., 2006. Land use change analysis using remote sensing and GIS: A Case Study of Kathmandu Metropolitan, Nepal. Research Abstracts on Spatial Information Science CSIS DAYS: 1.
                     
                     
                     2. اداره کل هواشناسی استان اردبیل، بخش آمار و اطلاعات، تاریخ دسترسی 1393.