مرضیه مکرم

شناخت عوامل هیدروژئومورفولوژیک و عملکرد آنها در حوضه آبخیز به منظور شناخت و مدیریت محیط حوضه آبخیز، اهمیت زیادی دارد . در این پژوهش یکی از زیرحوضه های آبخیز رودخانه ارومیه ( نازلوچای ) واقع در شمال غرب ایران با مساحت 75/948 کیلومترمربع با محاسبه و آنالیز مورفومتری و استفاده از فنون سیستم اطلاعات جغرافیایی مورد بررسی قرارگرفته است. برای استخراج آبراهه های منطقه و بررسی حوضه آبخیز از نظر مورفومتری از مدل رقومی ارتفاع ( DEM ) 30 متر استفاده شد. پارامترهای مورفومتری بررسی شده در این مقاله شامل تعداد آبراهه ها ( Nu )، رتبه آبراهه ( U )، مجموع طول آبراهه ( L )، ضریب بیفرکاسیون ( R b )، پستی و بلندی ( B b )، چگالی زهکشی ( D d )، فراوانی آبراهه ( F s )، فاکتور شکل ( R f )، ضریب گردی ( R c ) و ضریب مستطیل معادل ( R e ) می باشد. نتایج نشان داد که با توجه به تعداد آبراهه ها (489 آبراهه)،  وجود آبراهه های  درجه اول، دوم و سوم، زیاد بودن طول آبراهه ها، بالا بودن نسبت طول آبراهه ها نسبت به مساحت حوضه، ضریب رلیف بالا که نشان دهنده وجود ارتفاعات و شیب زیاد، منطقه فرسایش پذیر بوده و نیاز به مدیریت بیشتر دارد. همچنین مطالعات لندفرم در منطقه مورد مطالعه نشان داد که به کمک ویژگی های مورفومتری می توان میزان حساسیت لندفرم ها به فرسایش را در منطقه مشخص نمود. به طوری که بعد از تهیه نقشه لندفرم ها با استفاده از شاخص موقعیت توپوگرافی ( TPI )، و در نظرگرفتن مناطق حساس به فرسایش از طریق ویژگی های مورفومتری، لندفرم های حساس به فرسایش در منطقه مورد مطالعه مشخص شد. به طوریکه افزایش تعداد آبراهه ها و طول آن در حوضه آبخیز نشان دهنده افزایش فرسایش است. با مقایسه نقشه لندفرم ها و نقشه آبراهه های منطقه مورد مطالعه مشخص شد که لندفرم های کلاس 4 (دره های U شکل) و لندفرم های کلاس 3 (زهکش های مرتفع) دارای بیشترین فرسایش پذیری هستند. نتایج نشان داد که با افزایش میزان چگالی زهکشی میزان فرسایش پذیری افزایش می یابد که در لندفرم های کلاس 4 (دره های u شکل) و کلاس 6 بیشترین میزان فرسایش پذیری با توجه به بالا بودن چگالی زهکشی دیده شد.

افزایش قدرت تفکیک مکانی به منظور افزایش میزان اطلاعات در مدل رقومی ارتفاع (DEM) از جمله مهمترین موضوعات در ژئومورفولوژی کمی محسوب می شود. تاکنون مدل های مختلفی به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی ارائه شده است که از بین مدل ها، مدل جاذبه به عنوان جدیدترین مدل، دارای دقت بسیار بالایی می باشد. این مدل برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی بر روی تصاویر ماهواره ای استفاده شده است. در این تحقیق از مدل جاذبه برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM استفاده شد. در بررسی حاضر، از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس (Touching) و مدل همسایگی چهارگانه (Quadrant) به منظور تخمین مقادیر زیر پیکسل ها استفاده گردید. در مدل جاذبه احتیاجی به کالیبره کردن و آموزش الگوریتم همانند الگوریتم های یادگیری ماشین نیست، این امر موجب می شود که زمان محاسبات برای اجرای الگوریتم کم شود. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیر پیکسل ها، در مقیاس های 2، 3 و4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین شد و مقادیر RMSE برای آن ها محاسبه شد. تعداد کل نقاط کنترل زمین مستخرج از عملیات نقشه برداری، 2118 نقطه بود. مقدار RMSE برای هر DEM به صورت جداگانه محاسبه شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل جاذبه صحت تصاویر خروجی بهبود بخشیده شده و همچنین قدرت تفکیک مکانی آن ها نیز افزایش پیدا کرده است. بر اساس نتایج از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف، مقیاس 3 و مدل همسایگی چهارگانه نسبت به سایر روش ها دارای بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE (54/5) برای DEM 30 متر و DEM  90 متر (13/9) می باشد.

مهم ترین عامل بررسی مناطق خندقی وقوع فرسایش و تخریب زیاد خاک است. با توجه به اهمیت بررسی خندق ها هدف از این مطالعه بررسی خندق های واقع در جنوب شهرستان فسا و شمال شهرستان داراب می باشد. خندق های واقع در این دو منطقه ازنظر ابعاد با یکدیگر متفاوت هستند به طوری که خندق های واقع در جنوب شهرستان فسا دارای ابعاد بزرگ تری در مقایسه با خندق های واقع در شمال شهرستان داراب می باشد. برای این منظور ویژگی های مورفومتری خندق ها که شامل طول، عرض، عمق و ارتفاع می باشد اندازه گیری شد. همچنین به منظور بررسی ارتباط بین ویژگی مورفومتری خندق و ویژگی های خاک پارامترهای سدیم، پتاسیم، منیزیم، روی، کلر، آهن، منگنز، کربن آلی و بیکربنات اندازه گیری شد. نتایج حاصل از رگرسیون خطی چندگانه نشان داد که حجم خندق با عمق خندق ارتباط مستقیم و با میزان مواد آلی رابطه معکوس دارد. بنابراین با کاهش میزان مواد آلی در خاک فرسایش آبی در منطقه افزایش می یابد و زمینه برای فرسایش خندقی که پیچیده ترین و مخرب ترین نوع فرسایش آبی است، فراهم می شود.

از مهم ترین موضوعات در علم ژئومورفولوژی کمی افزایش قدرت تفکیک مکانی به منظور افزایش میزان اطلاعات در مدل رقومی ارتفاع (DEM) است. مدل های مختلفی به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی تاکنون استفاده شده اند. از بین مدل های مختلف مدل جاذبه به عنوان جدیدترین مدل، دارای دقت بسیار بالایی می باشد. در این تحقیق از مدل جاذبه برای اولین بار به منظور افزایش قدرت تفکیک مکانی DEM در جنوب شهرستان داراب (قلاتویه) استفاده شد. در این تحقیق از دو مدل همسایگی پیکسل های مماس و مدل همسایگی چهارگانه برای تخمین مقادیر زیر پیکسل ها بر روی DEM استفاده شد. هر مدل دارای پیکسل های همسایه متفاوت هستند که به کمک آن ها مقادیر جاذبه هر زیر پیکسل محاسبه می شود. پس از تولید تصاویر خروجی برای زیر پیکسل ها در مقیاس های 2، 3، 4 با همسایگی های متفاوت، بهترین مقیاس با مناسب ترین نوع همسایگی با استفاده از نقاط کنترل زمینی تعیین شد و مقادیر RMSE برای آن ها محاسبه شد. از بین مقیاس ها با همسایگی های مختلف مشخص شد که فاکتور مقیاس 3 و مدل همسایگی چهارگانه نسبت به بقیه روش ها دارای بیشترین دقت با کمترین میزان RMSE 8/07)) برای DEM 90 متر (8/09) می باشد. نتایج حاصل از بررسی میزان RMSE نشان می دهد که مدل چهارگانه نتایج بهتری نسبت به مدل مماس نشان می دهد و میانگین RMSE خروجی های این مدل کمتر از مدل همسایگی مماس است. در حالت S=2 مدل همسایگی و چهارگانه به طور استثنا نتایج یکسانی ارائه می کنند که موجب می شود RMSE این دو مدل در این حالت مقدار یکسانی را ارائه می کند که این مقدار همچنین کمترین مقدار مربوطه در بین سایر شاخص های مقیاس (3و4) است. درنهایت از بهترین مدل رقومی ارتفاع حاصل از مدل جاذبه، به عنوان داده ورودی برای تهیه لندفرم های منطقه موردمطالعه با استفاده از روش TPI استفاده شد. نتایج نشان داد مساحت لندفرم های قله کوه، یال های مرتفع، یال های شیب میانی، تپه های کوچک موجود در دشت، شیب های بالایی، مساها، شیب های باز، دشت و دره های u شکل در لندفرم حاصل از مدل جاذبه نسبت به DEM 90 متری افزایش یافت. درحالی که مساحت لندفرم های دره های باریک، آبراهه ها، زهکش های شیب میانی، دره های کم عمق، زهکش های مناطق مرتفع و یال های موضعی، تپه های موجود در دره کاهش یافت. با استفاده از این تحقیق مشخص شد که استفاده از مدل رقومی ارتفاع (DEM) حاصل از الگوریتم جاذبه نسبت به DEM 90 متری دارای جزئیات بیشتری می باشد و اطلاعات بیشتری را از منطقه موردمطالعه نشان می دهد.

لندفرم یک عارضه زمین یا سیمای زمینی است که تشکیل آن به وسیله فرایندهای طبیعی به صورتی شکل گرفته که می توان آن را با عارضه های شاخص توصیف و تعریف کرد؛ و در صورت شناسایی، این لندفرم اطلاعاتی درباره ساختار خود به همراه ترکیب، بافت یا یکپارچه بودنش ارائه می دهد. وجود انواع لندفرم ها و تنوع آنها به طور عمده با تغییر در شکل و موقعیت زمین کنترل می شود. بنابراین، طبقه بندی و شناسایی مناطق مختلف با توجه به ویژگی های مورفومتری آنها ضروری می باشد. این پژوهش سعی دارد که به طبقه بندی لندفرم های مختلف در جنوب شهرستان داراب بپردازد. پژوهش از نوع توصیفی – تحلیلی مبتنی بر روش های کمی، میدانی، نرم افزاری و مدل سازی است که در آن از روش شاخص موقعیت توپوگرافی ((TPI برای شناسایی و طبقه بندی لندفرم های منطقه مورد مطالعه استفاده شد. داده های ورودی در این مدل شامل شیب، انحنای عرضی، انحنای حداقل و انحنای حداکثر است. نتایج طبقه بندی مورفولوژیکی منطقه مورد مطالعه نشان داد که منطقه شامل 10 نوع لندفرم (آبراهه، دره های آبراهه های میانی، زهکش های مرتفع، بالا رود، دره های u شکل، دشت های کوچک، شیب های باز ، شیب های بالایی، یال های مرتفع، یال های شیب میانی، قله کوه) است. بیشترین نوع لندفرم در منطقه مورد مطالعه مربوط به آبراهه ( 19/32 %) و بعد از آن قله ها (36/25 %) می باشد.