ارزیابی الگوی تغییرات پوشش جنگلی با استفاده از تکنیک های فازی شیء گرا (مطالعه موردی: شهرستان کلیبر)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختة کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطّلاعات جغرافیایی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سنجش از دور و سیستم اطّلاعات جغرافیایی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

3 دانشیار ژئومورفولوژی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

نظارت بر جنگل، نیازمند سیستم­های خودکار برای تجزیه و تحلیل داده­های حجیم سنجش از دور است. داده­های ماهواره­ای، به عنوان سریع­ترین و کم­هزینه­ترین روش­ها، به منظور تهیّۀ نقشة پوشش اراضـی، در اختیار پژوهشگران قرار دارند. با توجّه به تغییرات وسیع کاربری­ها و تخریب جنگل در سال­های اخیر، تولید نقشة گسترة جنگل و بررسی روند تغییرات آن در دوره­های زمانی مشخّص، ضروری است. پژوهش حاضر، می­کوشد تا از تصاویر لندست در بازة زمانی 27 ساله، تغییرات پوشش زمین­های شهرستان کلیبر، به­ویژه پوشش جنگلی را با استفاده از تکنیک­های فازی شیءگرا بررسی کند؛ به همین منظور، تصاویر سنجندة تی.اِم.لندست 5 (سال 1990)، سنجندة ای.تی.اِم. پلاس لندست 7 (سال 2000 و 2010) و سنجندة او.اِل.آی. تصویر لندست 8 (سال 2017) استفاده شد. در این پژوهش، به منظور بهبود نتایج قطعه­بندی تصویر و به دنبال آن، افزایش دقّت نتایج طبقه­بندی، از الگوریتم پیش­بینی مقیاس بهینه برای بهینه­سازی مقیاس استفاده شد.بررسی نتایج نشان داد که شهرستان کلیبر، در فاصلة سال­های 1990 تا 2017، شاهد روند کاهشی اراضی با پوشش جنگلی و مرتعی درجة 1 بوده و از سوی دیگر، زمین­های مرتعی درجة 2، بایر و اراضی مسکونی افزایش یافته و این امر، بیانگر روند کلّی تخریب در منطقه از طریق جایگزینی مراتع درجة 1 و جنگلی با سایر کاربری­ها نظیر مرتع درجة 2 و اراضی بایر و مسکونی است. در مدّت 27 سال، اراضی جنگلی در این شهرستان به میزان 1/5% معادل 107 کیلومتر مربع کاهش داشته است.عوامل زیادی در تغییر پوشش جنگل در منطقه مؤثّر هستند، از جمله افزایش مراکز سکونت‌گاهی، تخریب جنگل­ها و تبدیل آن به زمین­های کشاورزی را می­توان نام برد.
 

کلیدواژه‌ها


ارجمند، بابک؛ ریاحی بختیاری، حمیدرضا (1395) ارزیابی طبقه­بندی شیء­گرای قانون­مبنا و الگومبنا به منظور استخراج جادّه­های کوهستانی از تصاویر ماهواره­ای، مهندسی نقشه­برداری و اطّلاعات مکانی، 7 (2)، صص. 98-87.

بابایی، رقیه (1395) ارزیابی تغییرات کاربری اراضی زراعی با پردازش تصاویر ماهواره­ای (مطالعة موردی: دشت مغان)، پایان نامة کارشناسی ارشد سنجش از دور و GIS، گرایش مطالعات آب­وخاک، استاد راهنما:­ علی­اکبر رسولی، دانشگاه تبریز، تبریز.

رضایی بنفشه، مجید؛ رستم­زاده، هاشم؛ فیضی­زاده، بختیار (1386) بررسی و ارزیابی روند تغییر سطوح جنگل با استفاده از سنجش از دور و GIS (مطالعة موردی جنگل­های ارسباران 1987-2005)، پژوهش­های جغرافیایی، 39 (62)، صص. 159-143.

زبردست، لعبت؛ جعفری، حمیدرضا؛ باده­یان، ضیاءالدین؛ عاشق معلا، مریم (1389) ارزیابی روند تغییرات پوشش اراضی منطقة حفاظت­شدة ارسباران در فاصلة زمانی 2002، 2006 و 2008 میلادی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای، پژوهش­های محیط‌زیست، 1 (1)، صص. 33-23.

فیضی­زاده، بختیار؛ شهابی، هژار؛ سیفی، هوشنگ (1395) شناسایی پهنه­های مستعد توفان­های نمکی دریاچة ارومیه با استفاده از پردازش فازی شیء­گرای تصاویر ماهواره­ای، مدیریت مخاطرات محیطی (دانش مخاطرات سابق)، 3 (3)، صص. 284-269.

وحیدی، محمدجواد؛ جعفرزاده، علی­اصغر؛ فاخری فرد، احمد؛ صادقی، سید حمیدرضا؛ رضایی مقدم، محمدحسین؛ ولیزاده کامران، خلیل (1394) بررسی تغییرات پوشش کاربری اراضی حوضه آبریز لیقوان در استان آذربایجان شرقی، فضای جغرافیایی، 15 (49)، صص. 100-75.

Baatz, M., Benz, U., Dehghani, S., Heynen, M., Höltje, A., Hofmann, P., Lingenfelder, I., Mimler, M., Sohlbach, M., Weber, M., Willhauck, G. (2004) eCognition Professional User Guide 4. München: Definiens Imaging GmbH.

Benz, U., C; Hofmann, P; Willhauck, G; Lingenfelder, I; Heynen, M (2004) Multi-Resolution, Object-Oriented Fuzzy Analysis of Remote Sensing Data for GISready Information, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 85 (3-4), pp. 239-258

Blaschke, T. (2010) Object Based Image Analysis for Remote Sensing, ISPRS Journal of photogrammetry and remote sensing, 65 (1), pp. 2-16.

Campbell J. B., Wynne, R. H. (1996) Introduction to Remote Sensing, 3rd ed. London: Taylor and Francis Ltd.

Chen, M., Su, W., Li, L., Zhang, CH., Yue, A., Li, H. (2009) Comparison of Pixel-Based and Object-Oriented Knowledge-Based Classification Methods Using SPOT5 Imagery, WSEAS Transactions on Information Science and Applications, 6 (3), pp. 477-489.

Congalton, R. G. (1991) A Review of Assessing the Accuracy of Classifications of Remotely Sensed Data, Remote Sensing of Environment, 37 (1), pp. 35-46.

DeKok, R., Schneider, T., Baatz, M., & Ammer, U. (1999) Object Based Image Analysis of High Resolution data in the Alpine Forest Area. In Joint Workshop for ISPRS WG I/1, I/3 AND IV/4, Sensors and Mappinhg from Space, Hanover, Germany, pp. 27-30.‏

Drăguţ, L., Csillik, O., Eisank, C., Tiede, D. (2014) Automated Parameterisation for Multi-Scale Image Segmentation on Multiple Layers, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 88, pp. 119-127.

Drǎguţ, L., Tiede, D., Levick, S. R. (2010) ESP: a Tool to Estimate scale Parameter for Multiresolution Image Segmentation of Remotely Sensed Data, International Journal of Geographical Information Science, 24 (6), pp. 859-871.

Gao, Y., Mas, J. F., Kerle, N., Navarrete Pacheco, J. A. (2011) Optimal Region Growing Segmentation and its Effect on Classification Accuracy, International journal of remote sensing, 32 (13), pp. 3747-3763.

Gao, Y., Mas, J. F., Navarrete, A. (2009) The Improvement of an Objectoriented Classification Using Multi-Temporal MODIS EVI Satellite Data, International Journal of Digital Earth, 2 (3), pp. 219-236.

Hast, I., Mehari, A. (2016) Automating Geographic Object-Based Image Analysis and Assessing the Methods Transferability: A Case Study Using High Resolution Geografiska SverigedataTM Orthophotos,‏ Faculty of Engineering and Sustainable Development Department of Industrial Development, IT and Land Management.

Hellesen, T., Matikainen, L. (2013) An Object-Based Approach for Mapping Shrub and Tree Cover on Grassland Habitats by Use of LiDAR and CIR Orthoimages, Remote Sensing, 5 (2), pp. 558-583.

Hoffmann, A., Van der Vegt, J. W. (2001) New Sensor Systems and New Classification Methods: Laser- and Digital Camera-Data Meet Object-Oriented Strategies, GIS–Zeitschrift für Geoinformationssysteme, 6, pp. 18-23.

Koomen, E., Stillwell, J., Bakema, A., Scholten, H. J. (2007) Modelling Land-use Change: Progress and Applications, Springer.

Lausch, A., Herzog, F. (2002) Applicability of Landscape Metrics for the Monitoring of Landscape Change: Issues of Scale, Resolution and Interpretability, Ecological Indicator, pp. 3-15.

Lees, B. (2008) The spatial analysis of spectral data. Extracting the neglected data, Applied GIS, 2 (2), pp. 4.1-4.13.

Lemma, H., Frankl, A., Poesen, J., Adgo, E., Nyssen, J. (2017) Classifying Land Cover from an Object-Oriented Approach-Applied to LANDSAT 8 at the Regional Scale of the Lake Tana Basin (Ethiopia), In EGU General Assembly Conference Abstracts, 19, p. 3526.‏

Lindquist, E. J., D’Annunzio, R. (2016) Assessing Global Forest Land-Use Change by Object-Based Image Analysis, Remote Sensing, 8 (8), p. 678. https://doi.org/10.3390/rs8080678.

Oruc, M., Marangoz, A. M., Buyuksalih, G. (2004) Comparison of Pixel-Based and Object-Oriented Classification Approaches Using Landsat-7 ETM Spectral Bands, In Proceedings of XX ISPRS Congress (p 5).

Pal, M., Mather, P. M. (2005) Support Vector Machines for Classification in Remote Sensing, International Journal of Remote Sensing, 26 (5), pp. 1007-1011.

Polychronaki, A., Gitas, I. Z. (2012) Burned Area Mapping in Greece Using SPOT-4 HRVIR Images and Object-Based Image Analysis, Remote Sensing, 4 (2), pp. 424-438.

Rego, L. F. G., Koch, B. (2003) Automatic Classification of Land Cover with High Resolution Data of the Rio De Janeiro City Brazil. Comparison between Pixel and Object Classification, [online] Available at: http://www.definiens.com/documents/publications_earth2003.php Accessed 9

Schwarz, M., Steinmeier, C., Waser, L. (2001) Detection of Storm Losses in Alpine Forest Areas by Different Methodic Approaches Using High-Resolution Satellite Data, In Proceedings of the 21st earsel symposium: Observing our Environment from Space: New Solutions for a New Millennium, pp. 14-16.‏

Singh, A. (1989) Digital Change Detection Techniques Using Remotely Sensed Data. International Journal of Remote Sensing, 10, pp. 989-1003.

Volschenk, T., Fey, M. V., Zietsman, H. L. (2005) Situation Analysis of Problems for Water Quality Management in the Lower Orange River Region with Special Reference to the Contribution of the Foothills to Salinisation, Pretoria, Water Research Commission.

Whiteside, T., Ahmad, W. (2005) A Comparison of Object-Oriented and Pixel-Based Classification Methods for Mapping Land Cover in Northern Australia, In Proceedings of SSC2005 Spatial Intelligence, Innovation and Praxis, The national biennial Conference of the Spatial Sciences Institute, pp. 1225-1231.

Willhauck, G., Schneider, T., De Kok, R., Ammer, U. (2000) Comparison of Object Oriented Classification Techniques and Standard Image Analysis for the Use of Change Detection between SPOT Multispectral Satellite Images and Aerial Photos, In Proceedings of XIX ISPRS congress, 33, pp. 35-42.

Woodcock, C. E., Strahler, A. H. (1987) The Factor of Scale in Remote Sensing, Remote sensing of Environment, 21 (3), pp. 311-332.

Zhang, H., Li, Q., Liu, J., Du, X., Dong, T., McNairn, H., Shang, J. (2017) Object-Based Crop Classification Using Multi-Temporal SPOT-5 Imagery and Textural Features with a Random Forest Classifier, Geocarto International, pp. 1-19. DOI: 10.1080/10106049.2017.1333533.