جدول 1-1- محدوده طیفی و قدرت تفکیک مکانی سنجنده (OLI). …….8
جدول1-2- محدوده طیفی و قدرت تفکیک مکانی سنجنده مادون قرمز حرارتی 9
جدول3-1- مشخصات حوضههای آبخیز اصلی گلستان 37
جدول 4-1 نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری های مختلف برای فصل بهار 54
جدول 4-2 نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری های مختلف برای فصل تابستان 55
جدول 4-3 نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری های مختلف برای فصل پائیز 55
جدول 4-4 نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری های مختلف برای فصل زمستان 56
جدول 4-5- نتایج ارزیابی صحت نقشه طبقه بندی تصاویر ماهوارهای فصول مختلف (تک زمانه) .56
جدول 4-6 نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی حاصل از انتخاب بهترین طبقه از فصول مختلف 57
جدول 4- 7- نتایج ارزیابی صحت نقشه حاصل از ادغام بهترین طبقه فصول مختلف 57
جدول 4-8 نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی حاصل از طبقه بندی تصویر بصورت توامان چند زمانه 60
جدول 4-9- نتایج ارزیابی صحت نقشه گستره جنگل/غیرجنگل حاصل از طبقه بندی توامان چند زمانه 60
جدول 4-10- نتایج ارزیابی صحت نقشه کاربری اراضی حاصل از طبقه بندی تصاویر بصورت سلسله مراتبی 64
جدول 4-11- نتایج ارزیابی صحت نقشه گستره جنگل/ غیرجنگل حاصل از طبقه بندی تصـاویر ماهوارهای به روش سلسله مراتبی 65
فصل اول
مقدمه و کلیات
-
- مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه و هدف
برای استفاده بهینه از منابع طبیعی و توسعه پایدار در برنامه‌ریزی‌های منطقه‌ای نیازمند به جمعآوری اطلاعات کافی از منابع زیست محیطی در زمان کوتاه و با هزینه کم است. جنگلهای شمال دارای جایگاه ویژه‌ای در طبیعت ایران هستند و تضمینکننده بقاء و پایداری آب و خاک در شمال کشور میباشد. در بین جنگلهای شمال استان گلستان به لحاظ دارا بودن شرایط اقلیمی منحصر به فرد و متمایز از استان‌های گیلان و مازندران دارای همه نوع زیستگاه به جز مناطق کاملا کویری است (ماهینی وهمکاران، 1386).
به علت رونق کشاورزی و باغبانی و رشد صنعت و گسترش شهرها و هجوم جمعیت به این استان، زیستگاه اصلی و طبیعی استان به مناطق جنگلی و کوهستانی محدود شده و این مناطق به طور مداوم مورد تصرف و بهره برداری انسان قرار دارند. در نتیجه این بهره برداری‌ها موجب محو جنگل و تخریب جنگل گشته است. لذا آگاهی و علم مدیران از کم و کیف منابع جنگلی برای جلوگیری از تخریب بیشتر منابع طبیعی امری ضروری بنظر می‌رسد. از آنجایی که درصد کمی از کشور ما را جنگل تشکیل داده لذا حفظ و حراست آنها جزء اولویت‌های منابع طبیعی است و مدیریت اصولی، جز با تهیه نقشه دقیق و بهنگام از محدوده جنگل میسر نخواهد بود. متداول ترین روش تهیه نقشه جنگل، عکس‌برداری هوایی،تصحیح و تفسیر آن است. این روش در سطوح وسیع، بسیار پرهزینه بوده و مستلـزم صرف زمان زیادی میباشد. بنابراین با توجه به تغییرپذیری و پویایی منابع طبیعی و نیز وجود تغییرات ناشی از تعرض‌های زیادی که به این عرصه‌ها به ویژه در مناطق جنگلی شمال کشور میشود، باید به دنبال روش‌هایی بود که در مدت زمان اندک با صرف هزینه‌های معقول بتوان نقشه‌هایی با دقت مناسب تهیه نمود (رفیعیان، 1385).
روشهای بدست آوردن اطلاعات کمی و کیفی از جنگل در طول زمان تکامل یافته است و سنجش از دور بعنوان یکی از راه‌های کسب اطلاعات مطرح میباشد. داده‌های ماهوارهای در مقایسه با داده‌های کسب شده از سایر منابع و بویژه در مقایسه با عکس‌های هوایی از مزایایی از جمله، پوشش فراوان، هزینه کمتر، قابلیت تکرار برخوردار هستندکه در بسیاری از موارد بکارگیری این نوع داده‌ها را برای کسب و استخراج اطلاعات مورد نیاز بعنوان روشی مناسب مطرح نموده است (شتایی، 1382). داده های ماهوارهای از بدو شروع دریافت آن تاکنون دارای تنوعی از نظرقدرت تفکیک مکانی، طیفی، رادیومتری و زمانی می باشندکه بررسی قابلیت های هریک از آنها در زمینه های مختلف می بایست مورد بررسی قرار گیرد.
در این راستا با توجه به پژوهشهای گذشته از جمله شتایی (1375)، رامتین‌نیا (1376) و میرآخورلو و اخوان (1381) قابلیت بالای تصاویر TM[1] برای تهیه نقشه جنگل تاحدی مورد تایید قرار گرفته است ولی میبایست نتایج آن بهبود یابد. بعضی از مطالعات که به کمک تصاویر ماهوارهای مربوط به یک مقطع زمانی در جنگل صورت گرفته است تحت تاثیر برخی از عوامل مانند فصل تصویربرداری و مشخصه های جنگل از جمله نوع گونه، زیرآشکوب و حجم توده‌های جنگلی، نتایج به دست آمده و نقشههای حاصله از دقت بالایی برخوردار نبودند (پورشکوری، 1381). این امر کارشناسان را برآن داشت تا از ویژگی تصویربرداری مکرر سیستم‌های ماهوارهای استفاده کنند. ورود بعد زمان ضمن اینکه زمینه مطالعات و کاربردهای جدیدی را فراهم ساخته باعث افزایش صحت در مطالعات سنجش از دوری نیز شده است.
یکی از مشکلاتیکه در سنجـش از دور مطرح است تداخل و تشابه بازتابی پدیده‌های مجاور در هنگام تعیین مرز جنگل میباشد. بازتاب پدیده‌های همچون باغات مرکبات و باغات همیشه سبز زیتون، توده‌های دست کاشت سوزنی برگ و اراضی کشاورزی زیر کشت اطراف جنگل موجب شده که تعیین محدوده مرز جنگل با تصاویر ماهوارهای در یک فصل دارای صحت بالایی نباشد. طبقه بندی با بهره گرفتن از داده‌های چندزمانه یا تصاویر فنولوژیک چند فصل برای طبقه بندی، دقت بیشتری نسبت به حالت تک زمانی دارا میباشد (کانگلتون[2] و اسچریور[3]، 1995). تصاویر تک زمانی ممکن است برای بعضی از برنامه‌های کاربردی مفید باشد اما تصاویر چند فصلی برای فهمیدن تغییرات و پویایی فصلی و بهبود دقت طبقه بندی مفیدتر است (سینها وهمکاران، 2011).[4]
میتوان با تصاویر مکرر از زمان‌های مختلف این مشکل را برطرف ساخت و با تلفیق نمودن جزء زمان و اجزای طیفی میتوان اطلاعات بیشتر و دقیق‌تری از تصاویر ماهوارهای بدست آورد. به این جهت استفاده از داده‌های چندزمانه در بسیاری از مطالعات سنجش از دوری باب شده است. برای طبقه بندی تصاویر چند فصلی و چند زمانی و برای جداسازی طبقهها از تصاویر فصول مختلف از روش سلسله مراتبی استفاده خواهد شد. در این روش امکان جداسازی پدیده ها بصورت مرحله به مرحله وجود دارد ودر هر مرحله از طبقه بندی، از آلگوریتمهای مختلف استفاده خواهد شد (پورشکوری، 1383). در طبقه بندی سلسله مراتبی یک یا چند طبقه خاص و یا یک طبقه با زیر طبقه های مربوط از دیگر طبقهها تفکیک شده یا جدا می شود، طبقه جدا شده خود نیز می تواند در مرحله بعد مجدد مورد طبقه بندی قرار گیرد. از روش طبقه بندی سلسله مراتبی دو طبقهای بنا به هدف که تفکیک دو طبقه جنگل و غیرجنگل میباشد استفاده خواهد شد. مزیت استفاده از روشهای طبقه بندی سلسله مراتبی این است که میتوان باندهای مختلف، پدیده های مختلف و حتی آلگوریتمهای مختلف را در هر یک از مراحل طبقه بندی بکار برد. مزیت دیگر آن در امکان جداسازی سوزنیبرگان از باغات همیشه سبز زیتون، جداسازی جنگلهای واقع در دامنههای پشت به خورشید از جنگلهای واقع در دامنههای رو به خورشید به صورت جداگانه و همچنین امکان جداسازی باغات خزان کننده و اراضی زراعی میباشد.
همچنین با توجه به قابلیت های سیستم اطلاعات جغرافیایی این ابزار نیز در فرایند طبقه بندی و بعد از طبقه بندی استفاده خواهد شد. تلفیق یا ادغام داده های کمکی با داده های ماهوارهای، استفاده از هرگونه داده غیرطیفی در فرایند طبقه بندی، به منظور اصلاح و بهبود نتایج طبقه بندی اطلاق می شود (شتایی، 1384)،که در این تحقیق نیز به آن پرداخته خواهد شد.
لذا با توجه به مسایل و مشکلات استفاده از تصاویر تک زمانه و اتکای صرف به داده های طیفی درفرآیند حین طبقه بندی سوالات اساسی به شرح زیر مطرح میگرددکه با بررسی و تجزیه وتحلیل داده ها به آن پاسخ داده میشود.
1- آیا استفاده از داده های چند فصلی باعث بهبود نقشه گستره جنگل خواهد شد؟
2- آیا طبقه بندی سلسله مراتبی زمانی تصاویر می تواند سبب افزایش دقت نقشه گستره جنگل شود؟
3- بهترین فصل برای تهیه نقشه دقیق گستره جنگل کدام است؟
4- آیا استفاده از قابلیت های سیستم اطلاعات مکانی سبب بهبود نتایج طبقه بندی خواهد شد؟
-
-
-
-
- فرضیات
-
-
-
