تحلیل تغییرات مکانی-زمانی لندفرم ها و کاربری اراضی در بیابان‌زایی دشت یزد-اردکان با استفاده از الگوریتم‌ حداکثر احتمال

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 2، دوره 7، شماره 1 - شماره پیاپی 25، فروردین 1397، صفحه 17-36   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v7i1.66078

نویسندگان

امیر کرم^{* 1}؛ منیره رعیتی شوازی²؛ حمیدرضا غفاریان مالمیری³؛ عادل سپهر⁴

¹دانشگاه خوارزمی

²دانشگاه خوارزمی تهران

³دانشگاه یزد

⁴دانشگاه فروسی مشهد

چکیده

بررسی و تحلیل اطلاعات مکانی و زمانی لندفرم‌ها و کاربری اراضی با استفاده از داده‌های چند زمانه از جمله مباحثی است که در مطالعات بیابان‌زایی و تحلیل روند تغییرات آن حائز اهمیت است. پژوهش حاضر با استفاده از تکنولوژی سنجش‌ازدور، به شناسایی و تحلیل تغییرات لندفرم‌های ژئومورفولوژی و کاربری اراضی در بخشی از دشت یزد-اردکان پرداخته است. بدین منظور از تصاویر سنجنده های TM و OLI ماهواره Landsat مربوط به سال‌های 1987 و 2016، در بازۀ زمانی 30 ساله استفاده شد. ابتدا تصحیحات لازم بر روی تصاویر انجام گردید و سپس بر اساس نقشه‌های توپوگرافی، ژئومورفولوژی و تصاویر گوگل ارث، لندفرم‌های ژئومورفولوژی و طبقات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه تعریف و نمونه‌های آموزشی انتخاب گردید. سپس تصاویر با الگوریتم حداکثر احتمال طبقه‌بندی و نقشه لندفرم‌ها و کاربری اراضی تهیه شد. دقت تصاویر طبقه‌بندی نیز با ضریب کاپا و دقت کلی محاسبه شد. درنهایت به‌منظور شناخت وضعیت تغییرات لندفرم‌ها از روش آشکارسازی تغییرات "پس از طبقه‌بندی" استفاده شد. نتایج نشان داد که لندفرم‌های موجود بروی دشت سر پوشیده به‌جز تپه‌های ماسه‌ای مواج دارای روند نزولی تا سال 2016 بودند و این در حالی است که مناطق شهری و اراضی زراعی و باغات و جنگل‌های دست کاشت که بروی دشت سر پوشیده بودند، طبق تغییرات کاربری اراضی دارای روند صعودی بوده‌اند؛ و به‌طورکلی این نتایج نمایانگر آن است که در محدوده مورد مطالعه در طی 30 سال، نه‌تنها بر وسعت اراضی بیابانی افزوده نشده است، بلکه از محدوده اراضی بیابانی کاسته شده و بر دیگر کاربری‌ها افزوده شده است. همچنین در شرق و غرب منطقه مرز لندفرم‌ها تغییر کرده است.

کلیدواژه‌ها

تغییرات مکانی-زمانی؛ لندفرم؛ کاربری اراضی؛ بیابان‌زایی؛ حداکثر احتمال؛ دشت یزد-اردکان

مراجع

اختصاصی، محمدرضا؛ احمدی، حسن؛ باغستانی، ناصر؛ خلیلی، علی؛ فیض نیا، سادات؛ 1375. منشأیابی تپه‌های ماسه‌ای در حوزه دشت یزد-اردکان. انتشارات موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، تهران.

اختصاصی، محمدرضا؛ سپهر، عادل؛ 1390. روش‌ها و مدل‌های ارزیابی و تهیه نقشه بیابان‌زایی، انتشارات دانشگاه یزد.

آرخی، صالح؛ 1393. تهیه نقشه کاربری اراضی دشت عباس ایلام با استفاده از روش‌های شبکه عصبی مصنوعی. ماشین بردار پشتیبان و حداکثر احتمال. نشریه مرتع داری. شماره 2، 30-43.

آرخی، صالح؛ 1394. آشکارسازی تغییرات پوشش-کاربری اراضی با پردازش شیءگرای تصاویر ماهواره‌ای مواد و روش‌ها با استفاده از نرم افزار Idrisi selvi (مطالعه موردی: منطقه آبدانان). فصلنامه اطلاعات جغرافیایی (سپهر). شماره 95، 51-62.

اکبری، الهه؛ زنگنه اسدی، محمدعلی؛ تقوی مقدم، ابراهیم؛ 1395. پایش تغییرات کاربری اراضی با استفاده از روش‌های مختلف تئوری آموزش آماری منطقه نیشابور. مجله آمایش جغرافیایی فضا، شماره 20، 35-49.

جعفری، مهدی؛ زهتابیان، غلامرضا؛ احسانی، امیرهوشنگ؛ 1392. بررسی تأثیر باند حرارتی و الگوریتم‌های طبقه‌بندی نظارت شده داده‌های ماهواره‌ای در تهیه نقشه‌های کاربری اراضی کاشان (مطالعه موردی: کاشان). فصلنامه تحقیقات مرتع و بیابان و ایران، شماره 1، 72-87.

خلیلی، علی؛ 1371. اقالیم خشک و فراخشـک. چاپ در مجموعـه مقـالات سـمینار بررسی مسائل مناطق بیابانی و کویری ایران - یـزد، مرکـز تحقیقـات کـویری و بیابانی ایران وابسته به دانشگاه تهران. صص 14-32.

ربیعی، حمیدرضا؛ ضیائیان، پرویز؛ محمدی، عباسعلی؛ 1384. کشف و بازیابی تغییرات کاربری و پوشش اراضی شهر اصفهان به کمک سنجش‌ازدور وسیستم اطلاعات جغرافیایی. فصلنامه مدرس علوم انسانی، شماره 4، 19-32.

سفیانیان، علیرضا؛ مدنیان، ملیحه السادات؛ 1390. مقایسه روش‌های طبقه‌بندی کننده حداکثر مشابهت و حداقل فاصله از میانگین در تهیه نقشه پوشش اراضی (مطالعه موردی: استان اصفهان). مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، شماره 57، 253-264.

شایان، سیاوش؛ یمانی، مجتبی؛ فرج زاده، منوچهر؛ احمدآبادی، علی؛ 1391. طبقه‌بندی نظارت شده لندفرم‌های ژئومورفولوژیکی مناطق خشک با استفاده از پارامترهای ژئومورفومتریک، مطالعه موردی: منطقه مرنجاب. سنجش‌ازدور و GIS ایران. سال چهارم، شماره 2، 19-28.

صفری، عبدالرضا؛ آوریده، حمیدرضا؛ همایونی، سعید؛ خزایی، صفا؛ 1393. برآورد عمق آب‌های ساحلی به کمک تصاویر سنجش‌ازدور فراطیفی. نقشه برداری و اطلاعات مکانی، شماره 1، 1-5.

عطاپورفرد، عباس؛ حسینی، مجید؛ خسروشاهی، محمد؛ 1383. شناسایی و تفکیک مناطق بیابانی از دیدگاه ژئومورفولوژیکی، مطالعه موردی: استان تهران. فصلنامه پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، شماره 3. 275-286.

علوی پناه، ک؛ 1382. کاربرد سنجش‌ازدور در علوم زمین (علوم خاک). انتشارات دانشگاه تهران.

فاطمی، سید باقر؛ رضایی، یوسف؛ 1384. مبانی سنجش‌ازدور. انتشارات آزاده.

قنواتی، عزت اله؛ ضیائیان فیروزآبادی، پرویز؛ علوی نژاد، سیدنظام؛ 1386. آشکارسازی تغییرات ژئومورفولوژیک و کاربری با استفاده از GIS و RS اراضی خورموسی. نشریه زمین شناسی مهندسی، شماره ٢، 413-430.

کرینسلی، دانیل؛ 1350. مطالعه ژئومورفولوژی و آب و هوای گذشته (پلایای ایران)، سازمان جغرافیای کشور.

گیویی اشرف، زهرا؛ سر کارگر اردکانی، علی؛ 1390. پایش کاربری اراضی با استفاده از سنجش‌ازدور به‌منظور ارزیابی بیابان‌زایی، مطالعه موردی: دشت مروست، استان یزد. چاپ در مجموعه مقالات همایش ملی ژئوماتیک. صص 1-7.

مرادی، حمیدرضا؛ فاضل پور، محمدرضا؛ صادقی، حمیدرضا؛ حسینی، زین العابدین؛ 1387. بررسی تغییر کاربری اراضی در بیابان‌زایی محدوده شهر اردکان با استفاده از سنجش‌ازدور. فصلنامة تحقیقات مرتع و بیابان ایران. شماره 1، 1-12.

مقیمی، آرمین؛ عبادی، حمید؛ صادقی، وحید؛ 1395. مروری بر روش‌های شناسایی تغییرات از تصاویر ماهواره‌ای چند زمانه با رویکرد پیکسل پایه و شئ پایه. نشریه علمی-ترویجی مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی، شماره 2، 99-110.

ملامهر علیزاده، فاطمه؛ جنتی، مهدی؛ شایان، سیاوش؛ 1383. کارایی داده‌های سنجش‌ازدور (RS) در تهیه نقشه‌های لندفرم و نقش آن در برنامه ریزی محیطی. فصلنامه مدرس علوم انسانی، شماره 4، 111-148.

میرباقری، وهب؛ برادران نصیری، مهران؛ زارع ارنانی، محمد؛ 1387. بررسی امکان پایش تغییرات پوشش گیاهی دشت یزد-اردکان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست بین سال‌های 1976-2002. همایش ژئوماتیک 87. تهران، صص 1-10.

نعیمی نظام آباد، علی؛ قهرودی تالی، منیژه؛ ثروتی، محمدرضا؛ 1388. آشکارسازی تغییرات لندفرم‌های ساحلی منطقه عسلویه. فصلنامه جغرافیایی سرزمین، علمی– پژوهشی، شماره 22، 65-59.

نیازی، یعقوب؛ اختصاصی، محمدرضا؛ ملکی نژاد، حسین؛ حسینی، زین العابدین؛ مرشدی، جعفر؛ 1389. مقایسه دو روش حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی در استخراج نقشه کاربری اراضی (مطالعه موردی: حوضه سد ایلام). مجله جغرافیا و توسعه، شماره 20، 119-132.

Chen KS, Yen SK, Tsay DW., 1997. Neural classification of SPOT imagery through integration of intensity and fractal information. Remote Sensing, 18: 763–783.

Clarke KC, Parks BO, Crane M., 2002. Geographic Information Systems and Environmental Modeling," Prentice hall upper saddle river.

Congalton RG., 1991. A review of assessing the accuracy of classifications of remotely sensed data. Remote Sensing of Environment. 37: 35-46.

DeFries RS, Townshed JG., 1994. NDVI derived land cover classification at a globe scale. Remote Sensing. 5: 3567-3586.

Foody GM., 2002. Hard and soft classifications by a neural network with a non exhaustively defined set of classes. Remote Sensing. 23: 3853–3864.

Howald KJ., 1989. Neural network image classification. Proceedings of the ASPRS-ACSM Fall Convention (Falls Church, VA: American Society for Photogrammetry and Remote Sensing), 207-215.

https://earthexplorer.usgs.gov/

Kavzoglu T, Mather PM., 2004. The use of backpropagating artificial neural networks in land cover classification. International Journal of Remote Sensing, 24: 4907–4938.

Kenneth M, Gunter M., 2012. Monitoring Land-Use Change in Nakuru Kenya Using Multi-Sensor Satellite Data. advance remote sensing, 3: 74-78.

Lillesand TM, Kiefer RW., 1994. Remote sensing & image interpretion. John wiley and sons Inc, New York.

Lu D, Mausel P, Brondizio E, Moran E., 2004. Change detection techniques, Remote Sensing, 25: 2365 – 2401.

Mannan B, Roy J, RAY AK., 1998. Fuzzy ARTMAP supervised classification of multi-spectral remotely-sensed images. Remote Sensing, 19: 767–774.

Masoud AA, Kike K., 2006. Arid land salinization detected by remotely –sensed land cover changes, A case study in the Siwa region. Nw Egypt. Arid Environments, 66: 151-167.

Richards JA, Jia X., 2006. Remote Sensing Digital Image Analysis an Introduction, 4th Edition, Springer, Germany, Berlin, Heidelberg.

Ridd MK, Liu J., 1998. A comparison of four algorithms for change detection in an urban environment. Remote Sensing of Environment, 63: 95-100.

Soffianian A, Madanian MA., 2012. Comparison of Maximum likelihood and Minimum Distance to Mean classifiers in preparing land cover map (A case study: Isfahan area), 57: 253-264.

Sunar F., 1998. An analysis of changes in Multi-dataset, a case study in the Ikitelia area, Istanbul, Turkey. Remote sensing, 19: 225-235.

Tso B, Mather PM., 2009. Classification Methods for Remotely Sensed Data. Taylor and Francis Pub, America.

Yang M, Shoaling W, Tandong Y, Xiaohua G, Anxin L, Xuejun G., 2004. Desertification and its relationship with permafrost degradation in Qinghai-xizang (Tibet) plateau, Cold Reg. Sci. Technol. 39: 47-53.