پايش و پيش بيني تغييرات كاربري اراضي با استفاده از تصاوير ماهواره اي لندست به روش سلول هاي خودكار و زنجيره ماركوف (مورد مطالعه: منطقه عباس‌آباد، استان مازندران)

پيشينه و هدف امروزه تغييرات كاربري اراضي در بسياري از كشورها به چالش مهمي تبديل‌شده است كه اثرات فراواني بر محيط ‌زيست مي ‌گذارند. بر همين اساس بررسي تغييرات كاربري اراضي در مقياس‌ هاي مختلف به ‌عنوان يكي از موضوعات مهم در مديريت درست منابع طبيعي و تغييرات زيست ‌محيطي در سطوح مختلف مطرح است. لذا آگاهي داشتن از تغييرات كاربري و بررسي علل و عوامل آنها در چند دوره زماني و پيش‌بيني تغييرات كاربري اراضي در آينده مي ‌توان برنامه ‌ريزي درستي را براي كاهش اثرات نامطلوب انجام داد كه همين امر مورد توجه برنامه ريزان و مديران شهري قرارگرفته است و به آنها در برنامه‌ ريزي كاربري اراضي كمك شاياني مي ‌كند. همچنين تبديل كاربري ‌ها به يكديگر و تغيير كاربري پوشش گياهي به پهنه ساخته‌ شده به ‌عنوان موضوع مهم شناخته مي‌شود. بر اين اساس هدف اين پژوهش پايش و پيش ‌بيني تغييرات كاربري و پوشش اراضي منطقه شهري عباس‌آباد در آينده است؛ كه با استفاده از اين تغييرات مي‌توان اقدامات مناسب مديريتي براي حفظ و احيا اراضي انجام داد. مواد و روش هاپيش ‌بيني تغييرات كاربري اراضي از تلفيق مدل سلول ‌هاي خودكار و زنجيره ماركوف در منطقه شهري عباس‌ آباد با استفاده از تصاوير سنجنده TM و OLI ماهواره‌ هاي لندست 8 و 5 اخذشده از سايت USGS انجام شد. چهار كلاس كاربري كه شامل كلاس پهنه ساخته ‌شده با كد شماره 1، كلاس پوشش گياهي با كد شماره 2، كلاس منابع آبي با كد شماره 3 و كلاس اراضي باير با كد شماره 4 براي منطقه شهري عباس‌آباد تفكيك شدند كه اين طبقه‌ بندي از روش USGS اخذشده است. به‌منظور استخراج كلاس ‌هاي كاربري اراضي بعد از چك نمودن چند روش نهايتاً از روش طبقه‌بندي شي‌ءگرا و الگوريتم ماشين بردار پشتيبان (SVM) به دليل كارايي بهتر استفاده گرديد. ارزيابي صحت طبقه بندي تصاوير ماهواره اي بابيان دقت كلي و ضريب كاپا براي سه دوره زماني انجام شد كه هريك از اين نقشه ‌هاي طبقه ‌بندي ‌شده از طريق ترسيم ماتريس خطا مورد ارزيابي قرارگرفته‌اند كه براي تهيه اين ماتريس از 250 نقطه نمونه استفاده شد و نوع نمونه ‌برداري نيز به ‌صورت نمونه ‌برداري طبقه ‌اي بود. همچنين براي مشخص شدن تغييرات كاربري اراضي در سال 2030 از نقشه ‌هاي طبقه ‌بندي ‌شده استفاده شد و با كمك نرم ‌افزارTerrSet  تغييرات صورت گرفته در كلاس ها و درصد آن‌ها به دست آمد و با استفاده از مدل CAMARKOV تغييرات كلاس هاي مختلف براساس ماتريس احتمال انتقال پيش بيني شد. نتايج و بحثنتايج پژوهش در طي سال‌هاي 1997، 2006 و 2017 بيانگر اين است كه پهنه ساخته شده روند افزايشي داشته است و كاربري هاي پوشش گياهي، اراضي باير و منابع آبي داراي روند كاهشي بوده‌اند و  23279هكتار از اراضي منطقه را پهنه ساخته ‌شده به خود اختصاص داده است. ضريب كاپا محاسبه ‌شده در اين ارزيابي براي سال ‌هاي 1997، 2006 و 2017 به ترتيب 0.86، 0.89 و 0.89 است. مدل پيش‌ بيني زنجيره ماركوف با دقت بالاي 85 درصد بيان كرد كه روند تغييرات كاربري اراضي براي سال 2030 همانند سال هاي قبل خواهد بود و اين نشان ‌دهنده اين است كه تبديل و تغيير كاربري ها همانند قبل پيش خواهد رفت و ذكر اين نكته هم ضروري است كه كاربري‌ هاي همسان پوشش گياهي به پوشش گياهي در طي سال ‌هاي 2006 تا 2017 هم بيشترين مساحت را شامل مي‌شود و اين نشان ‌دهنده اين است كه در اين منطقه، پوشش گياهي همچنان پابرجاست و كمتر دچار تغييرات شده است. نتيجه گيري خروجي نقشه پيش‌بيني 13 ساله براي سال 2030 در اين پژوهش از دقت مناسب مدل CAMARKOV حكايت دارد. علاوه بر اين خروجي نشان مي ‌دهد مي‌توان به اين روش براي برنامه‌ ريزي كوتاه‌مدت اعتماد نمود. اين نقشه ‌هاي پيش ‌بيني مي ‌توانند راهنماي خوبي براي مديران و برنامه ريزان شهري باشند. براي دست يافتن به نتايج بهتر پيشنهاد مي ‌شود كه از تلفيق مدل سلول ‌هاي خودكار و زنجيره ماركوف براي پايش و پيش ‌بيني تغييرات در سطح كشور استفاده شود. نتايج به ‌دست ‌آمده از اين پژوهش علاوه بر اينكه در كاهش حجم داده ‌هاي ورودي كمك فراواني مي ‌كند، بلكه در پردازش تصاوير طبقه‌ بندي‌ شده و در پيش‌بيني آن ‌ها براي آينده هم نقش بسزايي دارد.