ارزیابی تکنیک های تغییرات پوشش گیاهی/ کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و GIS (مطالعه موردی: حوضه گرگانرود) (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
براثر فعالیت های انسانی، چهره زمین همواره دست خوش تغییر می شود. از این رو برای مدیریت بهینه مناطق طبیعی، آگاهی از روند و میزان تغییرات پوشش گیاهی/کاربری اراضی ضروری است و برآورد این تغییرات اهمیت به سزایی دارد .هدف از انجام این پژوهش، پایش تغییرات پوشش اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای در حوضه آبخیز گرگانرود در استان گلستان است. در این تحقیق، تصاویر سنجنده TM سال 1366، سنجنده ETM+ سال 1379 و سنجنده OLI سال 1398 مورد پردازش و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بدین منظور، بعد از انجام تصحیحات هندسی و اتمسفریک، پایش و طبقه بندی تصاویر با استفاده از شش تکنیک پایش تغییر در حوضه گرگانرود با مساحت 8020 کیلومتر مربع آنالیز شده و تغییرات رخ داده در این حوضه در دو دوره زمانی، از سال 1366 تا 1379 و 1379 تا 1398 بررسی شد. تکنیک های پایش تغییر مورد استفاده در این مطالعه شامل تفاضل باند قرمز، تفاضل باند مادون قرمز، تفاضل PCA و تفاضل PCA استاندارد شده، آنالیز برداری تغییر و مقایسه پس از طبقه بندی بوده اند. جهت تعیین آستانه از روش های آماری استفاده شده است. پس از تعیین آستانه تغییر، مناطق دارای تغییرات کاهشی، افزایشی و بدون تغییر مشخص شده است. جهت ارزیابی دقت تکنیک های پایش تغییر، پس از برداشت های زمینی که از طریق بازدید میدانی، تصاویر ماهواره ای گوگل ارث و عکس های هوایی به دست آمد، از دقت تولیدکننده، دقت استفاده کننده، دقت کل و ضریب کاپا استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مشخص شد روش PCA1 استاندارد شده در هر دو دوره بیشترین دقت کل و ضریب کاپا را داشته است. مقادیر این دو پارامتر به ترتیب برای دوره اول برابر با 5/96 درصد و 94 درصد و برای دوره دوم برابر با 5/91 درصد و 86 درصدبه دست آمده است. روش PCA1با دقت کلی و ضریب کاپا برابر با 5/84 درصد و 74 درصد برای دوره اول و 89 درصد و82 درصد برای دوره دوم بعد از روش PCA1 استاندارد شده، بیشترین میزان دقت را بین سایر روش ها داشته است. در حالی که روش تفاضل باند مادون قرمز نزدیک، در هر دو دوره از کمترین دقت کل و ضریب کاپا نسبت به سایر روش ها برخوردار بوده است. بررسی نتایج به دست آمده در این مطالعه به خوبی نشان می دهد که در فاصله زمانی سال های 1366 تا 1398، اراضی کشاورزی(دیم) بیشترین تغییرات مثبت را داشته اند. اضافه شدن این اراضی اکثراً به قیمت از دست رفتن مراتع بوده است(به دلیل حاصلخیزی بالاتر). همچنین، در این فاصله زمانی 32 ساله، مرتع نیز دچار تغییر و تحول شده اند که تغییرات کاهشی در آن ها را می توان به دلیل شخم مراتع و اختصاص آن ها به کشاورزی دانست.Evaluation of Vegetation/Land Use Change Techniques Using Satellite Images and GIS (Case Study: Gorganrood Basin)
Due to human activities, the face of the earth is always changing. For the optimal management of natural areas, it is necessary to know the trend and amount of changes in vegetation/land use. Estimating these changes is very important. The purpose of the present research is to monitor land cover changes using satellite images in the Gorganrood watershed in Golestan province. The images of TM sensor in 1987, ETM+ sensor in 2000 and OLI sensor in 2019 were processed and analyzed. After performing geometric and atmospheric corrections, monitoring and classification of images using six change monitoring techniques in Gorganrood basin with an area of 8020 square kilometers were analyzed and the changes occurred in this basin in two time periods, from 1987 to 2000 and 2000 to 2019 was investigated. Change monitoring techniques include red band difference, infrared band difference, PCA difference and standardized PCA difference, change vector analysis and comparison after classification. Statistical methods have been used to determine the threshold. After determining the change threshold, the areas with decreasing, increasing and unaffected changes have been identified. In order to evaluate the accuracy of change monitoring techniques, after the ground impressions obtained through field visits, Google Earth satellite images and aerial photos, the manufacturer's accuracy, the user's accuracy, the total accuracy and the Kappa coefficient were used. The results showed that the standardized PCA1 method had the highest total accuracy and kappa coefficient in both periods. The values of these two parameters are equal to 96.5% and 94% for the first period and 91.5% and 86% for the second period respectively. PCA1 method with overall accuracy and Kappa coefficient equal to 84.5% and 74% for the first period and 89% and 82% for the second period after standardized PCA1 method has the highest level of accuracy among other methods. On the other hand, the near-infrared band difference method had the lowest total accuracy and kappa coefficient in both periods compared to other methods. The results also show that between 1987 and 2019, agricultural lands (rainfed) had the most positive changes. The extension of these lands has mostly been at the price of loss of pastures (due to higher fertility). In the space of 32 years, pastures have also undergone changes and transformations, and the decreasing changes in them can be attributed to the plowing of pastures and their allocation to agriculture.
تبلیغات
