آشکارسازی تغییرات پوشش اراضی شهر اراک با استفاده از rs و gis
چکیده
تغییرات پوشش اراضی از جمله مهمترین تغییرات سطح زمین هستند که اثرات قابل توجهی روی محیط و فرایندهای محیطی می گذارند. امروزه با توجه به روند رو به رشد افزایش جمعیت و تمایل به زندگی شهری، بیشترین تغییرات پوشش اراضی در نواحی شهری به وقوع می پیوندد. طی چند دهه گذشته جمعیت شهرها و به تبع آن مساحت آنها به سرعت رشد یافته اند. تغییرات در محدوده مناطق شهری می تواند اثرات زیست محیطی در مقیاس محلی، منطقه ای، ملی و حتی بین المللی به دنبال داشته باشد. دسترسی به اطلاعات به هنگام و دقیق در مورد پوشش اراضی و تغییرات آن به ویژه در مناطق شهری از ارکان اساسی در تصمیم گیری و برنامه ریزی خصوصا برای طرحهای کالبدی شهری و منطقه ای می باشد. در کنار آشکارسازی تغییرات ایجاد شده در یک منطقه در گذشته، پیش بینی و مدل سازی تغییرات آینده نیز برای آگاهی از کمیت و کیفیت تغییرات رخ داده در طول زمان حایز اهمیت است. مشخص کردن تغییرات گذشته به برنامه ریزان و مدیران کمک خواهد کرد تا به جبران خسارتها مبادرت ورزند و اشتباهات گذشته را تکرار نکنند. پیش بینی و مدلسازی تغییرات آینده نیز برای استفاده در برنامه ریزی های طولانی مدت و پیشگیری از برخی تغییرات ناخوشایند بر روی محیط دارای اهمیت است. یکی از متداولترین روش های آشکارسازی تغییرات، روش مقایسه پس از طبقه بندی است که اطلاعات کاملی در مورد نوع و مساحت تغییر فراهم می کند. در شرایط کنونی استفاده از ابزارهایی که قابلیت آشکارسازی، ارزیابی و مدلسازی تغییرات زیست محیطی را داشته باشند بیش از گذشته ضروری است. فن آوریهای سنجش از دور و gis از قابلیت بالایی برای آشکارسازی، ارزیابی و مدلسازی تغییرات زیست محیطی برخوردار هستند. هدف این مطالعه استفاده از فن آوریهای gis، سنجش از دور و روش های مدلسازی به منظور آشکارسازی، ارزیابی و پیش بینی تغییرات پوشش اراضی شهر اراک و حومه آن می باشد. شهر اراک یکی از شهرهایی است که در دهه های گذشته به واسطه فرایند صنعتی شدن و به دنبال آن مهاجرت جمعیت توسعه فیزیکی سریعی داشته و بر محیط پیرامون خود تاثیرات شدید بجا گذاشته است. در این مطالعه برای بررسی تغییرات پوشش اراضی شهر اراک و حومه آن طی سالهای 1335 تا 1385 از عکس هوایی سالهای 1335 و 1351 ، تصویر سنجنده tm سال 1369، تصویر سنجنده etm+ سال 1379، تصویر سنجنده liss-iii ماهواره irs-p6 سال 1385 و روش آشکارسازی تغییرات مقایسه پس از طبقه بندی استفاده شد. در ابتدا، برای آماده سازی عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای تصحیح هندسی بر روی کلیه عکس ها و تصاویر اعمال گردید. بدین منظور از نقشه های توپوگرافی با مقیاس 50000 : 1 و 25000 : 1 و روش نمونه گیری مجدد نزدیکترین همسایه استفاده شد. میزان خطای میانگین مربعات برای همه عکس ها و تصویر ماهواره ای کمتر از یک پیکسل برآورد گردید. پس از زمین مرجع کردن، کلیه عکس ها موزاییک شد. در مرحله بعد، با استفاده از تفسیر چشمی عکس های هوایی منطقه، نقشه پوشش اراضی با 4 طبقه شهر، اراضی بایر، پوشش گیاهی و کوه ایجاد گردید. پس از زمین مرجع کردن تصاویر ماهواره ای، تصحیح توپوگرافی با استفاده از dem منطقه و مدل لامبرت بر روی تصاویر اعمال شد. در مرحله بعد، پس از تهیه تصاویر رنگی کاذب و فیوژن تصویر، روشهای طبقه بندی نظارت شده، نظارت نشده، شبکه عصبی مصنوعی و v-i-s بر روی تصاویر اعمال شد. در نهایت با توجه به نتایج طبقه بندی از روشهای شبکه عصبی مصنوعی و v-i-s برای تهیه نقشه های پوشش اراضی نهایی استفاده شد. نقشه های پوشش اراضی در 4 طبقه مشابه با طبقات پوشش اراضی در عکس های هوایی و با صحت کلی بالاتر از 90 درصد ایجاد شدند. برای آشکارسازی تغییرات طی 6 بازه زمانی بین سالهای 1335 تا 1385، نقشه های پوشش اراضی سالهای 1335، 1351، 1369، 1379و 1385 دو به دو با هم مقایسه شده و نقشه ها و جداول تغییرات به دست آمدند. نتایج نشان دهنده افزایش قابل توجه مساحت شهر، کاهش پوشش گیاهی و اراضی بایر و ثابت ماندن طبقه کوه بین سالهای 1335 و 1385 بود. به منظور پیش بینی تغییرات از روش های مدلسازی مارکوف و ca- مارکوف استفاده شد و نقشه پوشش اراضی برای سال 1404 شبیه سازی گردید. جهت تعیین اعتبار مدل ها در پیش بینی تغییرات پوشش اراضی، نقشه های واقعی و شبیه سازی شده سالهای 1369 و 1385 با هم مقایسه شدند و نتایج نشان داد که مدل های مارکوف و ca- مارکوف از توانایی خوبی برای پیش بینی تغییرات اراضی شهری برخوردار هستند.