صالح آرخی

اهداف: پایش تغییرات کاربری ها و درک پویایی آن در یک حوضه آبخیز، از جایگاه خاصّی در مدیریت پایدار آن حوضه برخوردار است. هدف تحقیق حاضر، استفاده از سنجش از دور و GIS جهت تهیه نقشه تغییرات و شناسایی انتقالات کاربری اراضی و پوشش زمین با به کارگیری ماتریس انتقال و تصاویر ماهواره لندست در حوضه آبخیز دریاچه ارومیه می باشد. روش: جهت انجام تحقیق، از تصاویر ماهواره لندست در دوره زمانی ۲۰۱۵ ۱۹۸۸ استفاده گردید. بدین منظور پس از انجام پیش پردازش های موردنظر، جهت انجام طبقه بندی از روش های ماشین بردار پشتیبان و روشیءگرا استفاده و سپس اعتبارسنجی گردیدند. همچنین جهتِ برآورد میزان انتقالات و دیگر ویژگی های حوضه آبخیز دریاچه ارومیه، ابتدا ماتریس انتقالی استخراج شده و سپس طبقه بندی شئ گرا بین دوره های زمانی ۲۰۱۵ ۱۹۸۸ ارائه شد. سپس با استفاده از فرمول های موردنظر، میزان پایداری، افزایش، کاهش، تغییرات کل، تغییرات خالص و مبادله همزمان کاربری های اراضی و پوشش زمین مشخّص گردید. یافته ها/ نتایج: پس از ارزیابی صحت، صحت کلّی برای نقشه های حاصل از ماشین بردار پشتیبان و روش شئ گرا به ترتیب برابر با ۹۴ و ۹۲ درصد و مقدار کاپای آنها به ترتیب ۹۲ و ۸۹ برآورد شد که نشان دهنده برتری روش شئ گرا در مقایسه با روش ماشین بردار پشتیبان است. در کل، هر دو روشِ طبقه بندی توانستند صحت قابل قبولی برای نقشه های کاربری اراضی و پوشش زمین ارائه دهند. نتایج حاصل از انتقالات نشان داد به طور میانگین، ۵۹ درصد از چهره زمین در حوضه آبخیز دریاچه ارومیه در فاصله زمانی ۲۰۱۵ ۱۹۸۸ پایداری پوشش داشته است، که بیشترین میزان این تداوم براساس مقدار این کاربری در فاصله زمانی ۲۰۱۵ ۱۹۸۸ مربوطه به مناطق مسکونی می-باشد. حدود ۱۴ درصد از سطح حوزه آبخیز دریاچه ارومیه به صورت تبادل همزمان بوده است. همچنین سطوح آبی حوضه آبخیز دریاچه ارومیه در دوره زمانی فوق، بیشترین ازدست دادگی و کمترین تبادل همزمان را تجربه کرده است. نتیجه گیری: حوضه آبخیز دریاچه ارومیه در این فاصله زمانی (۲۰۱۵ ۱۹۸۸) تغییرات و انتقالات شدیدی را تجربه کرده است، تاجایی که تنها ۵۹ درصد از چهره زمین، ثابت مانده و قسمت های دیگر، انواعی از انتقال ها را تجربه کرده اند. همچنین سطوح آبی و سپس مراتع، بیشترین آسیب-پذیری را تجربه کرده اند که نشان از افزایش اراضی فاقد پوشش و اراضی زراعی (کشاورزی) می-باشد. این تجزیه وتحلیل ما را به سنجش و تجسّم میزان انتقالات عمده LULC درجهت برنامه ریزیِ آینده حوضه آبخیز دریاچه ارومیه توصیه می کند.

آشکار سازی صحیح تغییرات اشکال سطح زمین، درک بهتری از ارتباط و واکنش بین انسان و پدیده های طبیعی جهت مدیریت بهتر منابع را فراهم می کند. روش های مختلفی برای آشکار سازی تغییرات کاربری و پوشش اراضی وجود دارد .مقایسه پس از طبقه بندی یکی از مؤثرترین روش های آشکار سازی تغییرات است. هدف این بررسی، آشکار سازی تغییرات پوشش اراضی گنبد کاووس است. بدین منظور پس از تهیه تصاویر ماهواره ای سالهای ۱۳۶۶-۱۳۷۹و ۱۳۸۹مراحل پردازش این تصاویر و اطلاعات بعدی آن با استفاده از نرم افزار هایی ازجملهGIS و ENVI ,IDRISI است. این تحقیق در پی ارزیابی تغییرات اراضی شهر گنبد کاووس در طی سالهای ۱۳۶۶و۱۳۷۹ و۱۳۸۹و بعد از آن پیش بینی توسعه شهر گنبد کاووس با استفاده از مدل CA MARKOV می باشد و بر اساس نتایج این تحقیق تغییرات رشد بین سالهای 1366 تا 1389 به ترتیب برای کاربری شهری3/217%، اراضی آبی 5/53%، اراضی دیم 4/40-%، اراضی بایر 7/87-% و پارک 6/198% می باشد و رشد شهر گنبد کاووس طی سال های آینده به سمت زمین های زراعی آبی در پیرامون جنوب, جنوب شرقی و شرق پیش خواهد رفت.

براثرفعالیت های انسانی وپدیده های طبیعی چهره زمین همواره دستخوش تغییر می شود. ازاینروبرای مدیریت بهینه مناطق طبیعی آگاهی از نسبت تغییرات پوشش/کاربری اراضی ازضروریات محسوب می شود. تحقیق حاضرباهدف آشکارسازی تغییرات پوشش/کاربری اراضی منطقه آبدانان درطی دوره زمانی25ساله انجام شد.برای انجام تحقیق از تصاویر سال 1364، 1379 و 1389 سنجنده TM، ETM+ و TMماهواره لندست استفاده شده وپس ازانجام تصحیحات موردنیاز درمرحله پیش پردازش،باطبقه بندی شیءگراتصاویردرمحیط نرم افزار Idrisi Selvi، نقشه آشکارسازی تغییرات تهیه شده ونتایج نهایی ارائه شده است. نتایج حاصله نشان می دهد در فاصله سال های 1364 تا 1389، شاهد روند کاهشی اراضی با پوشش مرتعی متوسط و خوب هستیم که بیانگر روند کلی تخریب در منطقه از طریق جایگزین شدن مراتع متوسط و خوب توسط کاربری های مرتع فقیر و اراضی بایر هستیم. ضرایب ارزیابی صحت استخراج شده (دقت کل و ضریب کاپا به ترتیب 95% و 94/0)،نشاندهنده دقت بالای این روش طبقه بندی است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق پیشنهاد می شود که روش طبقه بندی شیءگرا در تهیه نقشه های پوشش/کاربری اراضی و همچنین آشکارسازی تغییرات مورد استفاده قرار گیرد.

تغییر کاربری سرزمین ناشی از فعالیت انسان به دلیل عدم توجه به محدودیت های محیط زیستی بر سیمای محیط بسیار تأثیرگذار بوده است و روند در حال توسعه ی تغییر کاربری در نتیجه ی فعل و انفعالات پیچیده ی فاکتورهای ساختاری و عملکردی، آثار محیط زیستی شدیدی بر اکوسیستم های طبیعی داشته است. بنابراین با توجه به آثار منفی ناشی از استفاده ی نامناسب از سرزمین و تغییر کاربری اراضی، آگاهی و شناخت روند تغییرپذیری، در ارزیابی آثار محیط زیستی ناشی از توسعه به منظور طرح ریزی و مدیریت پایدار سرزمین ضروری است.این مطالعه به منظور بررسی روند تغییرات سیمای سرزمین در منطقه ی دهلران استان ایلام انجام شد. به منظور تهیه ی نقشه های پوشش سرزمین و تحلیل تغییرات، به ترتیب از تصاویر ماهواره ای (1364)TMو (1386)ETM+و متریک های مساحت طبقه، تراکم لکه، تعداد لکه،متوسطاندازه یلکه، تراکم حاشیه و متوسط شاخص شکل استفاده شد. به منظور آنالیز گسستگی چشم انداز، متریک های متنوع الگوی چشم انداز در سطح کلاس با استفاده از نرم افزار FRAGSTATS محاسبه شد. تجزیهوتحلیل متریک های سیمایسرزمین بیانگر جایگزینی گسترده ی اراضی مرتعیمتوسط توسط اراضی کشاورزی، مرتعی فقیر، مسکونی و بایر بوده است. نتایج به دست آمده نشان داد، افزایش تعداد لکه ها و کاهش میانگین مساحت، شاخص مهم تجزیه بوده و روند تخریب و تجزیه سیمای سرزمین به صورت افزایشی بوده است. نتایج به دست آمده، لزوم توجه به وضعیت کاربری و پوششسرزمین در منطقه، به منظور بهره برداری مناسب و پایدار از منابع طبیعی را نشان دهد.

نقشه هایپوشش/کاربریاراضیحاصلازتصاویرماهواره اینقشمهمیدرارزیابی هایمنطقه ایوملیپوشش/کاربریاراضیایفامی کنند.طیّ سال های گذشته، کاربردهای زیادی از روش های طبقه بندی شبکه عصبی مصنوعی برای طبقه بندی پوشش/کاربری اراضی در منابع گزارش شده است، اما مطالعات معدودی، مقایسه ی آنها با هم را ارزیابی نموده اند. در این مطالعه، ابتدا تصحیحات هندسی بر روی داده های+ ETM صورت گرفت. سپس با بازدیدهای میدانی، طبقات مختلف پوشش/کاربری اراضی تعریف و نمونه های آموزشی انتخاب گردید. در این مطالعه، هدف اصلی مقایسه ی چهار روش شبکه ی عصبی مصنوعی برای طبقه بندی پوشش سطح زمین در سه منطقه ی مهران (مرکز استان ایلام)، دویرج (جنوب استان ایلام) و سرابله (شمال استان ایلام) با شرایط اقلیمی متفاوت می باشد. در این مطالعه، از روش های شبکه ی عصبی مصنوعی آرتمپ فازی، تابع پایه شعاعی، کوهونن و پرسپترون چند لایه استفاده شده است. نتایج ارزیابی دقت تصاویر طبقه بندی شده نشان داد که روش طبقه بندی آرتمپ فازی با دقت کل متوسط 84/9۴ و ضریب کاپای متوسط 93/0 درصد دارای بیشترین دقت نسبت به سایر روش های بررسی شده می باشد. اختلاف دقت کل متوسط در این روش نسبت به روش تابع پرسپترون 44/11 و اختلاف ضریب کاپا متوسط 18/0 درصد، نسبت به روش کوهونن به ترتیب 3/17 و 23/0 درصد و نسبت به روش پایه شعاعی 01/31 و 36/0 درصد می باشد. در این تحقیق، بالاترین دقت طبقه بندی مربوط به طبقه بندی شبکه ی عصبی مصنوعی آرتمپ فازی بود. بنابراین این مطالعه کارایی و قابلیت روش شبکه ی عصبی مصنوعی آرتمپ فازی را در طبقه بندی بهتر تصاویر سنجش از دور اثبات می نماید.

امروزه تخریب محیط زیست یکی از مشکلات جوامع انسانی ناشی از مدیریت نامناسب در حوضه­های آبخیز است. بهینه سازی کاربری اراضی یکی از استراتژی­های مناسب برای دستیابی به توسعه پایدار و کاهش هدر رفت منابع است. تحقیق حاضر در حوضه آبخیز سد چم گردلان استان ایلام با مساحت 46822 هکتار و به منظور تعیین مناسب­ترین ترکیب کاربری اراضی شامل باغ، کشت آبی، کشت دیم، مرتع و جنگل جهت کمینه سازی فرسایش خاک و رسوب صورت گرفت. با توجه به اهداف مورد نظر در این تحقیق، ابتدا نقشه­های توپوگرافی، زمین شناسی، شیب، جهت، طبقات ارتفاعی، زمین شناسی و غیره با استفاده از نرم افزار GIS تهیه شد. سپس از روی هم گذاری دو به دوی نقشه طبقات ارتفاعی با جهت و زمین شناسی با شیب، دو نقشه اولیه تهیه و از روی هم گذاری دو نقشه اولیه، نقشه پایه با 190 واحد همگن به دست آمد. سپس، نخست با استفاده از مدل EPM مقدار فرسایش و رسوب ویژه در حوضه مورد مطالعه در محیط GIS محاسبه شد و نقشه شدت فرسایش ترسیم گردید. بالاخره، برای بررسی تأثیر بهره برداری مناسب از اراضی در کاهش میزان فرسایش و رسوب در مدل EPM، اقدام به بهینه سازی کاربری اراضی از طریق ارزیابی و آمایش سرزمین گردید. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که اعمال مدیریت مناسب و آمایش می­تواند به طور کلی میزان فرسایش و رسوب حوضه آبخیز را حدود 401276 تن در سال (حدود 54%) کاهش دهد. بنابراین، چنانچه کاربری­های مناسب و سازگار با شرایط طبیعی و محیطی و با هدف استفاده بهینه از طبیعت ارائه و انتخاب شوند، فرسایش در آبخیز مورد مطالعه و در نهایت رسوب تولید شده در حوضه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

مدیریت بهینة منابع طبیعی نیازمند در اختیار داشتن اطلاعات بهنگام و صحیح است. نقشة کاربری اراضی یکی از مهم ترین منابع اطلاعاتی در مدیریت منابع طبیعی قلمداد می شود. هدف از انجام پژوهش حاضر، مقایسه دو روش طبقه بندی پیکسل پایه و شیء گرا در تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ETM+ در شهرستان ملکشاهی در استان ایلام است. در این پژوهش پس از تهیة تصویر ذی ربط و اعمال تصحیحات هندسی و رادیومتریک روی تصویر با استفاده از دو روش مذکور، نقشة کاربری اراضی استخراج گردید. برای ارزیابی دقت طبقه بندی از شاخص های دقت کل، ضریب کاپا، دقت تولیدکننده و دقت استفاده کننده بهره گرفته شد. نتایج به دست آمده نشان داد که وضوح تصویر روش طبقه بندی شیء گرا بالاتر از روش طبقه بندی پیکسل پایه است. نتایج برآورد دقت نشان می دهد که روش شیء گرا در هر دو شاخص صحت کل و ضریب کاپا با مقادیر به ترتیب 93 درصد و 96 درصد، دقیق تر از روش پیکسل پایه است. براساس نتایج به دست آمده کاربری های جنگل و مرتع حدود 98 درصد از سطح این شهرستان را می پوشاند. در این تحقیق پیشنهاد می شود که از روش طبقه بندی شیء گرا در تهیة نقشه های کاربری اراضی استفاده شود.

این تحقیق با هدف پیش بینی پراکنش مکانی تخریب جنگل های شمال استان ایلام و به منظور ردیابی عوامل مؤثر بر تخریب جنگل صورت گرفت. در این بررسی تأثیر هفت فاکتور فاصله از جاده و مناطق مسکونی، شاخص قطعه بندی جنگل، جهت جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا و شیب و همچنین فاصله از مرز جنگل و غیرجنگل بر روی تخریب جنگل ، مورد مطالعه قرار گرفت. در این مطالعه، برای بررسی تغییرات جنگل، داده های سنجنده MSS مربوط به سال 1355 و سنجنده TM مربوط به سال 1386 مورد پردازش و طبقه بندی قرار گرفتند. تصاویر مورد بررسی به دو کلاسه جنگل و غیرجنگل طبقه بندی شدند و به منظور بررسی عوامل تخریب، نقشه ی تخریب جنگل با متغیّرهای مکانی فیزیوگرافی و انسانی وارد مدل شد. برای مدل سازی و برآورد پراکنش مکانی تخریب جنگل های منطقه ی مورد مطالعه از روش آماری رگرسیون لجستیک استفاده شد. نتایج نشان می دهد که در طول 31 سال حدود 19294 هکتار از سطح جنگل های منطقه کاهش یافته است. با توجه به نتایج مدلسازی مشخص شد که در قطعات جنگلی گسسته و در مناطق نزدیک به مرز جنگل و غیرجنگل تخریب بیشتری صورت گرفته است. همچنین متغیّرهای شیب، فاصله از مراکز جمعیّتی و جاده با مقدار تخریب رابطه ی عکس دارند و با افزایش ارتفاع از سطح دریا در این منطقه مقدار تخریب کاهش می یابد. در نهایت، یک مدل مکانی ساده که توانایی پیش بینی پراکنش مکانی تخریب جنگل را با استفاده از رگرسیون لجستیک دارد، ارائه شد.

یکی از کاربردهای عمده ی داده های ماهواره ای طبقه بندی پوشش سطح زمین می باشد. طیّ سال های گذشته تعدادی الگوریتم های طبقه بندی برای طبقه بندی داده های سنجش از دور ابداع شده اند. قابل توجه ترین آنها شامل روش های حداکثر احتمال، روش هایشبکه عصبی مصنوعی و طبقه بندی های درختی می باشد. در این مطالعه، ابتدا تصحیحات هندسی و رادیومتری بر روی داده های ETM+ صورت گرفت. سپس با بازدیدهای میدانی ، طبقات مختلف کاربری اراضی تعریف و نمونه های آموزشی انتخاب گردید. در این مطالعه، هدف اصلی مقایسه سه الگوریتم انشعاب روش طبقه بندی درختی برای طبقه بندی پوشش سطح زمین حوزه چم گردلان استان ایلام می باشد. در ضمن، کارکرد این روش با دو روش طبقه بندی دیگر، شامل حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی آرتمپ فازی مقایسه شده است. نتایج حاصل از ارزیابی دقت تصاویر طبقه بندی شده نشان داد که روش طبقه بندی درختی با دقت کل 87 و ضریب کاپای 84/0 دارای بیشترین صحت و پس از آن روش های شبکه عصبی مصنوعی آرتمپ فازی و حداکثر احتمال به ترتیب با دقت کل 84 و 81 و ضریب کاپای 81/0 و 78/0 در رتبه های بعدی ازنظر دقت قرار می گیرند. بعلاوه، زمانی که روش های مختلف انشعاب مورد آنالیز قرار گرفت، مشخص گردید که روش انشعاب جینی نسبت به روش های انشعاب نسبت بهره و آنتروپی دقت بالاتری (با دقت کل 6% و 2% و ضریب کاپای 7% و 2% بیشتر) داشت. در این تحقیق، بالاترین دقت طبقه بندی مربوط به طبقه بندی درختی با روش انشعاب جینی بود. بنابراین، این مطالعه نشان می دهد که روش های طبقه بندی درختی مزیّت های زیادی نسبت به روش های طبقه بندی شبکه عصبی مصنوعی آرتمپ فازی و حداکثر احتمال دارد و آن اینکه آنها از لحاظ محاسباتی سریع بوده و تابع فرضیات آماری در ارتباط با توزیع داده ها نمی باشند.

پایش تغییر عموماً جهت ارزیابی فرآیندهای طبیعی، از قبیل اثرات بلندمدت تغییر اقلیم که ناشی از علل نجومی است و همچنین فرآیندهای کوتاه مدت که شامل توالی پوشش گیاهی و فرآیندهای ژئومورفولوژیکی است صورت می گیرد. همچنین، پایش تغییر جهت ارزیابی اثرات ناشی از فعالیت های انسانی از قبیل جنگل زدایی، کشاورزی و شهرسازی مورد استفاده قرار می گیرد. همانگونه که تغییرات محیطی انعکاس دهنده ی وضعیت مدیریت اراضی است، روش های پایش تغییر می تواند به ارزیابی این عملیات کمک کند. در این مطالعه تصاویر سنجنده (MSS) سال 1976 و لندست(ETM+) سال 2002 با استفاده از چهار تکنیک پایش تغییر در حوضه ی سد ایلام با مساحت 751/476 کیلومتر مربع آنالیز شده اند. تکنیک-های پایش تغییر مورد استفاده در این مطالعه شامل تفاضل تصویر، نسبت گیری تصویر، تفاضل تجزیه مؤلفه ی اصلی و تفاضل تجریه ی مؤلفه ی اصلی استاندارد شده، بوده اند. با توجه به اینکه تکنیک های پایش تغییر مورد استفاده در این مطالعه نیازمند تعیین آستانه هستند جهت تعیین آستانه از روش آماری استفاده شده است و بر این اساس مشخص شده است که آستانه ی تغییر در منطقه ی مورد مطالعه با 1 انحراف از میانگین قرار داشته است. پس از تعیین آستانه ی تغییر، مناطق دارای تغییرات کاهشی، افزایشی و بدون تغییر مشخص گردیده است. جهت ارزیابی دقت تکنیک های پایش تغییر پس از برداشت واقعیات زمینی که از طریق بازدید میدانی و تصاویر ماهواره ای Google Earth به دست آمد، از دقت کل و ضریب کاپا استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده مشخص گردید که روش تفاضل باند قرمز با دقت کل 89 و ضریب کاپای 82/0 از بین تکنیک های پایش تغییر مورد استفاده در این مطالعه بیشترین دقت و روش نسبت گیری باند مادون قرمز نزدیک با دقت کل 5/64 و ضریب کاپای 34/0 کمترین دقت را در پایش تغییرات پوشش گیاهی منطقه ی مورد مطالعه داشته اند.