نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی

مطالعه و بررسی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌بندی شیءگرا (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز قوچان- شیروان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سنجش از دور و GIS، برنامه ریزی و علوم محیطی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 گروه سنجش از دورو GIS دانشگاه تبریز

چکیده

بررسی تغییرات کاربری اراضی با توجه به تأثیرات قابل ملاحظه‌ای که این پدیده بر روی زندگی انسان و همچنین محیط‌زیست دارد، امری لازم و ضروری به‌نظر می‌رسد. درحال حاضر، سنجش‌ازدور به‌عنوان منبعی ایده‌آل امکانات لازم و کافی را جهت آگاهی از تغییرات کاربری اراضی و نوع استفاده انسان از زمین، از طریق استخراج و به‌روز‌رسانی نقشه‌های پوشش زمین در اختیار کاربران قرار می‌دهد. بر این اساس، پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات کاربری اراضی به‌روش طبقه‌بندی شیءگرا در حوضه آبریز قوچان- شیروان، واقع در بین استان‌های خراسان شمالی و خراسان رضوی طی سال‌های 1377 تا 1397 انجام شد. بدین منظور ابتدا تصاویرسنجنده‌های TM و OLI ماهواره لندست 5 و 8، برای سال‌های مورد نظر تهیه شده و از طریق این تصاویر نقشه‌های پوشش زمین منطقه مورد مطالعه با روش طبقه‌بندی شیءگرا در شش کلاس مناطق مسکونی، اراضی آبی، اراضی دیم، اراضی آیش، سطوح آبی و مرتع به‌دست آمد. در نهایت از طریق نقشه‌های کاربری اراضی به‌دست‌آمده، تغییرات پوشش زمین طی سال‌های مورد مطالعه از جهات کمیت مساحتی، توزیع مکانی و روند تغییرات با استفاده از مدل LCM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که در طی بازه زمانی مورد مطالعه کاربری‌های آیش و اراضی دیم دارای روند کاهشی و کاربری‌های مسکونی، اراضی آبی، مرتع و سطوح آبی دارای روند افزایشی می‌باشند؛ به‌گونه‌ای که بیشترین تغییرات مربوط به کاربری دیم با 23729 هکتار کاهش، و کاربری مرتع با 35935 هکتار افزایش، از جمله تغییرات اساسی در منطقه مورد مطالعه می باشد.

تازه های تحقیق

با توجه به هدف پژوهش حاض ر که بررسـی تغییرات کاربری اراض ی حوض ه آبریز قوچان- ش یروان از طریق روشهای پردازش شـیءگرا اسـت، نتایج نشـان داد که کاربریهای آیش و اراض ی دیم در طی سالهای مورد بررسـی بیشترین کاهش را داشـته اسـت، درحالی که کاربریهای مسکونی و اراضی آبی بیشترین افزایش را نسـبت به دیگر کاربریهای مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه داشته است. دلیل این امر نیز احداث سدهای مختلف برای بهبود و گسترش کشاورزی میباشد که از جمله اثرات آن تبدیل اراضی دیم و آیش به اراضی آبی جهت استفاده هرچه بهتر از پتانسیلهای کشاورزی منطقه مورد مطالعه است.همچنین، نتایج پژوهش حاضر نشان داد که استفاده از تصاویر ماهوارهای لندست و روشهای پردازش شیءگرا در طبقهبندی تصـاویر ماهوارهای، از کارایی لازم جهت استخراج کاربری اراضی و تحلیل آن برخوردار میباشد؛ بهگونهای که دقت کلی نقشـههای کاربری اراضی بهدستآمده برای حوضه آبریز قوچان-شیروان برای سالهای 6311 و 6301 بهترتیب برابر 03 و 01 درصد برآورد شد. این نتیجه با مطالعات دیگر در این زمینه در مناطق مختلف همچون: رضــایی مقدم) 21(، شــریفی) 20( و بابایی نوران) 1( تا حدود زیادی تطابق دارد .بنابراین، با توجه کمهزینه بودن اسـتفاده از تصـاویر ماهوارهای لندس ت در اسـتخراج انواع کاربریهای اراض ی، میتوان با اطمینان زیادی جهت بررسی و آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی از مزیتهای این نوع از تصاویر بهره برد .

در نهایت، میتوان چنین بیان کرد که روش مورد اســتفاده در این پژوهش میتواند راهنمای بســیار مناســبی برای دانشجویان و اساتیدی که در این زمینه فعالیت دارند، باشد تا با گسترش روشهای شیءگرا جهت برآورد انواع کاربریها، دقت خروجیهای حاصل از تصاویر ماهوارهای بهبود یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study and survey of land use change using object-oriented classification technique (Case study: Ghuchan-Shirvan basin)

نویسندگان [English]

  • hooshang seifi 1
  • Khalil Valizadeh_Kamran 2
  • Mehdi Babaei 1
  • Ansieh SHahabi 1

1 Remote sensing and GIS, Planning and Environmental Sciences, University of Tabriz,, Tabriz

2 Department of Remote Sensing and GIS. Faculty of Planning and Environmental Sciences. University of Tabriz

چکیده [English]

Accordingly, the study of land use change, given the significant effects that this phenomenon has on human life and the environment, seems necessary. At present, remote sensing as an ideal resource provides users with the necessary and sufficient facilities to be aware of land use changes and human land use, by extracting and updating land cover maps. Accordingly, the present study was conducted to investigate land use changes by object-oriented classification in the Quchan-Shirvan catchment, located between the provinces of North Khorasan and Khorasan Razavi during the years 1998 to 1397. For this purpose, first, TM and OLI images of Landsat 5 and 8 satellites have been prepared for the desired years, and through these images, land cover maps of the study area with object-oriented classification method in six classes of residential areas, irrigated lands. , Rainfed lands, fallow lands, water levels and pastures were obtained. Finally, through land use maps, land cover changes during the studied years in terms of area quantity, spatial distribution and trend of changes were examined using the LCM model. The results of this study showed that during the study period, fallow and rainfed land uses have a decreasing trend and residential uses, irrigated lands, rangelands and water levels have an increasing trend; As the most changes related to rainfed land use decreased by 23,729 hectares, and pasture land use increased by 35,935 hectares, are among the major changes in the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Object-Oriented Classification
  • Landuse
  • Remote Sensing
  • LCM mode

کاربری اراضی یکی از مهمترین جنبههای بررسی مدیریت منابع طبیعی و بازنگری تغییرات محیطی میباشد. برهمین مبنا، بررسی تغییرات کاربری اراضی با توجه به تأثیرات قابل ملاحظهای که این پدیده بر روی زندگی انسان و همچنین محیطزیست دارد، امری لازم و ضروری بهنظر میرسد. درحال حاضر، سنجشازدور بهعنوان منبعی ایدهآل امکانات لازم و کافی را جهت آگاهی از تغییرات کاربری اراضی و نوع استفاده انسان از زمین، از طریق استخراج و بهروزرسانی نقشههای پوشش زمین در اختیار کاربران قرار میدهد. بر این اساس، پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات کاربری اراضی بهروش طبقهبندی شیءگرا در حوضه آبریز قوچان- شیروان، واقع در بین استانهای خراسان شمالی و خراسان رضوی طی سالهای 6311 تا 6301 انجام شد. بدین منظور ابتدا تصاویرسنجندههای TM و OLI ماهواره لندست  5 و 0، برای سالهای مورد نظر تهیه شده و از طریق این تصاویر نقشههای پوشش زمین منطقه مورد مطالعه با روش طبقهبندی شیءگرا در شش کلاس مناطق مسکونی، اراضی آبی، اراضی دیم، اراضی آیش ،سطوح آبی و مرتع بهدست آمد. در نهایت از طریق نقشههای کاربری اراضی بهدستآمده، تغییرات پوشش زمین طی سالهای مورد مطالعه از جهات کمیت مساحتی، توزیع مکانی و روند تغییرات با استفاده از مدل LCM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که در طی بازه زمانی مورد مطالعه کاربریهای آیش و اراضی دیم دارای روند کاهشی و کاربریهای مسکونی، اراضی آبی  ،مرتع و سطوح آبی دارای روند افزایشی میباشند؛ بهگونهای که بیشترین تغییرات مربوط به کاربری دیم با 23120 هکتار کاهش، و کاربری مرتع با 35035 هکتار افزایش، از جمله تغییرات اساسی در منطقه مورد مطالعه میباشد.

کلمات کلیدی: طبقهبندی شیءگرا، کاربری اراضی، سنجشازدور، مدل LCM .

1-Abd El-Kawy, O. R., Rod, J. K., Ismail, H. A., Suliman, S. (2011). Land use and cover change detection in the estern Nile delta of Egept using remote sensing data, Applied geography, 31:483-494.
2-Arokhi, S., Esfahani, M. (2013). Visual learning for Edris app, Golestan, Golestan university press, First edition. [In Persian].
3-Aslami, F., Ghorbani, A., Sobhani, B., Panahandeh, M. (2016). Comparison of artificial neural networks, backup and object vector machines on land use and landscape coverage from Landsat 8 images, Journal remote sensing and geographic information systems in natural resources, 8(3):1-14. [In Persian].
4-Awotwi, A. (2009). Detection of land use and land cover change in accra ghana between 1985 and 2003 using Landsat imagery, Division of geo-informatics royal institute of technology (KTH), Stockholm, Sweden.
5-Azizi, S., Rangzan, K., Tagizadeh, A., Ahmadi, Sh. (2014). Modeling land use change using logistic method in LCM model (Case study: Kohmareh Sorkhi region of Fars province), Journal of forest and poplar research in Iran, 22(4):585-596. [In Persian].

6-Babai Nouran, R. (2015). Evaluation of land use change by processing satellite images (Case study: plain Moghan), Thesis is approved for degree of master of sciences, University of Tabriz, Faculty geography and planning. [In Persian].
7-Costa, H., Foody, G. M., Boyd, S. (2017). Using mixed objects in the training of objectbased image classifications, Remote sensing of environment, 190:188-197.
8-Conway, T.M., Lathrop, R.G. (2005). Modeling the ecological consequences of land use policies in an urbanizing region. Environmental management, 35:278-291.
9-Estman, J.R. (2009). Idrisi tiaga: Guide to GIS and image processing, Clark university.
10-Fatollahi Roudbari, M., Khan-mohammadi, M., Nasir Ahmadi, K. (2018). Land use cchange modeling using land change modeler (LCM) Case study: Neka city, Journal Natural ecosystems of Iran, 9(1):53-69. [In Persian].
11-Feizizadeh, B., (2016). Modeling land use change and Its effects on erosion system in Alavian Dam Basin using remote sensing techniques and GIS, Hydrogeomorphology Journal, 3(11):21-38. [In Persian].
12-Feizizadeh, B., Shahabi, H., Seifi, H. (2016). Identification of areas susceptible to storm surges in Orumieh lake using fuzzy satellite imagery processing, Journal of environmental hazards management (Extreme risk knowledge), 3(3):269-284. [In Persian].
13-Feizizadeh, B., Salmani, S. (2015). Modeling of agricultural land degradation due to urban growth and development by using object-oriented methods of satellite imagery processing in urban area of Urmia, Journal of town and country planning, 8(2):177202. [In Persian].
14-Feizizadeh, B., Jafari, F., Nazmfar, H. (2008). Application of remote sensing data in detecting land use changes. Case study of green space in Tabriz city, Journal HONARHA-YE-ZIBA, 34:17-24. [In Persian].
15-Hegaz, I.R., Kaloop, M.R. (2015). Monitoring urban growth and land use change detection with GIS and remote sensing techniques in Daqahlia governorate Eqypt, International journal of sustainable built environment, 4(1):117-124.
16-Jabbar, M., Zhou, X. (2011). Eco-environmetal change detection by using GIS and remote sensing: A case study Basrah province south part of Iraq, Journal of environ earth science, 64(5):1397-1407.
17-Kim, O.S. (2010). An assessment of deforestation models for reducing emissions from deforestation and forest degradation (REDD), Transactions in GIS, 14:631-65418-Marshall, M., Norton-Griffiths, M., Herr, H., (2017). Continuous and consistent land use/cover change estimates using socio-ecological data, Earth System Dynamic, 8:5573.
19-Mas, J.F., Kolb, M., Paegelow, M., Camacho Olmedo, M.T. (2014). Inductive patternbased land use/cover change models: A comparison of four software packages, Environmental Modelling & Software, 51:94-111. 
20-Mohammadzadeh, K., Feizizadeh, B. (2015). Land cover detection using object oriented techniques case study: East lake of Urmia, International conference on the consequences of geography and environmental impacts of lake Urmia, Tabriz, University of Tabriz. [In Persian].
21-Nadim, A.A. (2015). Modeling of land use change in mmiankaleh wetland with satellite image processing, Thesis is approved for degree of master of sciences, University of Tabriz, Faculty geography and planning. [In Persian].
22-Rawat, J.S., Kumar; M. (2015). Monitoring land use/cover change using remote sensing and GIS techniques: A case study of Hawalbagh block, District Almora, Uttarakhand, India, The Egyptian journal of remote sensing and space science, 18(1):77-.48
Application of Remote Sensing and GIS in Environmental Sciences, Vol. 1, No. 1, Winter 2022, pp. 33-50
23-Rabiee, H., Ziaeean, P., Alimohammadi, A. (2004). Exploring land uses and land cover in Isfahan province using remote sensing and GIS, Journal of geographical research, 84:41-54.
24-Rezaei Moghaddam, M.R., Rezaei Banafsheh, M., Feizizadeh, B., Nazmfar, H. (2010). Land cover / land use classification based on object technique and satellite images, Case study: west Azarbaijan province, Watershed research (research and construction), 23(2):19-32. [In Persian].
25-Rezaei Banafsheh, M., Rostamzadeh, H., Feizizadeh, B. (2007). Investigation and evaluation of forest level change using remote sensing and GIS (Case study: Arasbaran forests 1987-2005), Geographical research journal, 39(62):143-159. [In Persian].
26-Rostamzadeh, H., Darabi, S., Shahabi, H. (2016). Detecting changes in oak forest using object-oriented mapping of Landsat multidimensional images (Case study: northern forests of Ilam province), Journal remote sensing and geographic information systems in natural resources, 8(2):92-110. [In Persian].
27-Sharifi, L. (2011). Detection of land use change and residential area by satellite images processing (Tabriz city), Thesis is approved for degree of Master of Sciences, University of Tabriz, Faculty geography and planning. [In Persian].
28-Theau, J. (2006). Detection of changes using remote sensing: An overview of principles and applications, Geo-spatial and range sciences conference, Idaho state univ, Pocatello, ID, USA.
29-Weng, Q. (2011). Modeling urban heat Islands and their relationship with impervious surface and vegetation abundance by using ASTER images, IEEE transactions on geo science and remote Sensing, 49(10):4080-.9804
نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی
دوره 1، شماره 1 - شماره پیاپی 1
اسفند 1400
صفحه 33-50