پایش تغییر

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.

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.