CA-markov

بررسی تغییرات پویای کاربری و پوشش زمین مناطق حفاظت شده در مدیریت و پایداری اکوسیستم های طبیعی اهمیت بسزایی دارد. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات کاربری و پوشش زمین منطقة حفاظت شدة دیزمار در گذشته و، به تبع آن، پیش بینی الگوی فضایی ساختار سرزمین در آیندة نزدیک است. بدین منظور، نقشه های کاربری زمین برای سال های 1989، 2000، و 2013 با استفاده از فنون دورسنجی از تصاویر ماهواره ای TM، ETM+، و OLI استخراج شد. مدل تلفیقی CA-Markov به منظور پیش بینی تغییرات آتی در سال 2037 به کار گرفته شد. صحت مدل پیش بینی با مقایسة نقشة کاربری شبیه سازی شده و واقعی سال 2013 از طریق محاسبة ضریب کاپا ارزیابی شد؛ مقدار همة آماره های کاپا بالای 9/0 به دست آمد؛ این مقدار مبیّن اعتبار نتایج مدل سازی است. نتایج نشان دهندة کاهش 11173.36 هکتاری مساحت جنگل ها در برابر افزایش 10200.8 و 972.55 هکتاری زمین های بایر (مرتع) و کشاورزی از سال 1989 تا 2013 است. در صورت تغییرنیافتنِ برنامه های حفاظتی و مدیریتی در منطقه، این روند تغییرات در آینده ادامه خواهد داشت و بسیاری از پهنه های ارزشمند جنگل های باقی مانده از بین خواهد رفت. نتایج این تحقیق در بازنگری رهیافت های مدیریتی و حفاظتی منطقه مؤثر است و سیاست گذاران و برنامه ریزان را به سمت حفاظت پایدارتر منطقه سوق دهد.

امروزه شهرهای کشورهای درحال توسعه و توسعه یافته، به طور هم زمان در حال تجربة تغییرات سریع و رشد در مساحت و جمعیت هستند. لازمة مدیریت رشد شهری پایدار و برنامه ریزی توسعة شهری، درک الگوهای صحیح رشد شهری است. در این تحقیق سعی شده تا روند گسترش مناطق شهری تبریز با استفاده از تصاویر ماهواره ای از سال 1372 تا 1392 برآورد، و نقشة رشد شهری سال 1407 با استفاده از مدل ترکیبی مارکوف- سلول های خودکار (CA-Markov) شبیه سازی شود. نتایج نشان می دهد در این مدت مناطق شهری در سال 1372 از 70 هزار و 90 به 11 هزار و 697 هکتار در سال 1392 افزایش داشته است که 98/64 درصد رشد را نشان می دهد، همچنین با استفاده از مدل CA-Markov با دقت کلی 91 درصد می توان گفت این افزایش در پانزده سال آینده، یعنی تا سال 1407 نیز ادامه خواهد داشت و با رشد 25 درصدی در مقایسه با سال 1392 به 14 هزار و 690 هکتار خواهد رسید، با توجه به این مسئله نیاز به برنامه ریزی مناسب به منظور کاهش آسیب های ناشی از رشد شهری به دیگر ابعاد شهری احساس می شود.

تغییرات کاربری اراضی از جمله فرآیند های اجتناب ناپذیر و محصول واکنش میان عوامل انسانی و طبیعی می باشد. داده های سنجش از دور و روش های نوین در زمینه پردازش تصاویر ماهواره ای به طور گسترده ای برای تعیین نوع، مقدار و محل تغییر کاربری زمین استفاده می گردد. نقشه های کاربری اراضی و نقشه های پیش بینی تغییرات مکانی-زمانی کاربری اراضی، تأمین کننده بخش عمده ای از اطلاعات مورد نیاز برنامه ریزان و مدیران شهری در زمینه اتخاذ تدابیر صحیح و تصمیم گیری های اصولی در جهت نیل به توسعه پایدار شهری می باشند. در این مطالعه با پردازش شی گرا تصاویر ماهواره ای لندست متعلق به سال های 1384، 1389 و 1394 به مدل سازی تغییرات دینامیک کاربری اراضی شهر شیراز پرداخته و از مدل تلفیقی زنجیره مارکوف- سلول های خودکار در طی دو مرحله، برای پیش بینی تغییرات کاربری اراضی استفاده شده است. در مرحله اول، با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال های 1384 و 1389، کاربری اراضی سال 1394 پیش بینی گردید. به منظور صحت سنجی نتایج حاصله، از نقشه کاربری اراضی سال 1394 استفاده و نتایج نشان دهنده دقت 89 درصدی مدل در این مرحله می باشد. در مرحله بعد، با تنظیم پارامتر های مدل طبق مرحله قبل، با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال های 1389 و 1394 به مدل سازی کاربری اراضی سال 1399 پرداخته شد. نتایج حاصل از بررسی تغییرات صورت گرفته در بازه 20 ساله مورد بررسی، نشان دهنده تغییر مساحت اراضی ساختمانی از 38 کیلومترمربع در سال 1384 به 142 کیلومترمربع در سال 1399 می باشد که حاکی از رشد قابل توجه اراضی مسکونی در محدوده زمانی مورد بررسی بوده و نیازمند تدوین برنامه های اصولی در زمینه بهبود مدیریت شهری می باشد.

پژوهش حاضر در پی ارزیابی تغییرات اراضی شهر یزد در طی سال های 1999 تا 2013 و سپس پیش بینی این تغییرات تا سال 2020 می باشد. از این رو برای پی بردن به نوع و میزان تغییرات رخ داده در منطقه فوق سری های زمانی، تصاویر ماهواره ای لندست سال های 1999، 2006 و 2013 مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفت. پس از عملیات بارزسازی، برای کشف و ارزیابی تغییرات از روش مقایسه بعد از طبقه بندی استفاده شد. همچنین برای پیش بینی روند تغییرات تا سال 2020 از دو روش CA-Markovو LCM استفاده گردید. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که در طی 14 سال مورد بررسی مدل CA-Markov با دقت 70% به پیش بینی نقشه کاربری اراضی پرداخته است. نقشه خروجی مدل برای سال 2020، بیشترین افزایش مساحت را برای کاربری مسکونی و ساخته شده به میزان 11/51 درصد و بیشترین کاهش را برای زمین بایر  به میزان 29 درصد پیش بینی کرد. دقت مدل LCM برای پیش بینی نقشه کاربری اراضی 83% محاسبه گردید. در نقشه خروجی، این مدل برای سال 2020، افزایش 68% اراضی ساخته شده و کاهش 8/24 درصدی زمین های بایر پیش بینی گردید . بالاتر بودن دقت مدل LCM نسبت به CA-Markov به دلیل استفاده از متغیرهای مستقل به عنوان پارامترهای ورودی به این مدل می باشد. نهایتا هر دو مدل دارای دقت مناسبی در پیش بینی توسعه فیزیکی یزد در دوره زمانی مذکور  بوده و تا سال 2020 ، شهر یزد به سمت حاشیه (غرب و جنوب غرب و جنوب) گسترش یافته و شهرهای همجوار مانند حمیدیا، شاهدیه را دربرمی گیرد.

ارزیابی طبقه بندی نظارت شده پیکسل پایه حداکثر احتمال در بررسی تغییرات اقلیمی حوضه آبریز دریاچه ارومیه در بازه زمانی ده ساله، چهارده ساله، شش ساله، و یک ساله و سپس ارزیابی و مدل سازی تغییرات باغ های حاشیه دریاچه ارومیه در بازه زمانی سی ساله و نقش آن در تغییرات سطح آب دریاچه ارومیه است. در این پژوهش ابتدا تصاویر ماهواره ای لندست برای سال های 1990، 2000، 2014، 2020، و 2021 دانلود شد. سپس با استفاده از نرم افزار ENVI5.3 طبقه بندی به روش حداکثر احتمال انجام و سپس با استفاده از نرم افزار IDRISSI TERRSET و مدل CA-MARKOV برای سال 2051 مدل سازی انجام شد و در برنامه GIS مدل سازی انجام شده مورد بررسی قرار گرفت. طبقه بندی به روش حداکثر احتمال طبقه بندی مناسبی است و نتایج حاصل از این طبقه بندی نشان داد در مجموع بیشترین میزان تغییرات را کاربری باغات و مزارع آبی طی بازه زمانی 1990 تا 2021 داشته است که تغییر آن نسبت به سی سال گذشته 3495 کیلومتر مربع، به میزان بیش از دو برابر، روند صعودی داشته است و پس از مدل سازی برای سال 1431 نتیجه حاصل شد که با توجه به ماتریس احتمال انتقال سال 1431 بیشترین میزان احتمال انتقال در کاربری باغات و مزارع آبی است و از طرفی مدل سازی در این مطالعه نشان می دهد کاهش مساحت در کاربری های باغات و مزارع آبی و شوره زار در منطقه رخ داده است که از طرفی هم پهنه آبی در سال 1431 با روند افزایشی پیش بینی شده است.