بررسي تغيير كاربري اراضي استان قم همراه با پارامترهاي اقليمي با استفاده از فناوري سنجش از دور ماهواره‌ اي

پيشينه و هدف مدل ‌سازي و نمايش پوشش اراضي مختلف ديد جامعي به محققين حوزه‌ هاي گوناگون  ازجمله متخصصين محيط زيست و منابع طبيعي ارائه مي‌ نمايد. يكي از روش ‌هاي اصلي مطالعات محيط زيستي، بررسي تغيير پوشش زمين، كاربري اراضي و نيز پوشش گياهي منطقه است. علاوه بر نمايش تغييرات خود به خودي طبيعت، تغييرات متأثر از فعاليت ‌هاي انساني نيز شامل اين دسته مطالعات مي ‌گردد. ساخت ‌و ساز بشر در راستاي توسعه خود به ‌ويژه در دهه ‌هاي اخير اين تغييرات را سرعت بخشيده است. امروزه با گسترش علوم مرتبط با فضا و به ‌طور كلي سنجش از دور و نيز توليد بيش از پيش محصولات ماهوار‌ه ‌اي، امكان نمايش كاربري اراضي مناطق مختلف بدون نياز به بازديد‌هاي ميداني و به آساني فراهم‌ شده است. رفتار متفاوت امواج رسيده به سنجنده ماهواره ‌اي از عوارض و پديده‌ هاي مختلف كه به امضاي طيفي معروف است، اساس تشخيص و آشكارسازي كاربري‌ ها در نقشه است. مطالعات اينچنين در استان قم نيز به سبب روند رشد بسيار شهري و نيز وجود چند نوع اقليم متفاوت در گستره نه‌ چندان وسيع اين استان، مورد توجه قرار گرفته است. بررسي و نمايش كيفي و كمي تغييرات محيط زيستي و پيراموني در استان قم طي بازه زماني حدوداً 30 ساله از اهداف اين تحقيق است تا به كمك آن بتوان روند تغييرات كلاس ‌ها و عوارض مختلف را شناخت و بتوان در آينده اين تغييرات را مدل سازي نمود.مواد و روش ها ابتدا براساس تغييرات پارامترهاي اقليمي/هواشناسي، زمان‌ ها و گام ‌هاي زماني مطالعه انتخاب شد. اين گام ‌ها به فاصله 5 ساله از سال 1989 ميلادي تا 2019 انتخاب گرديد. نقطه زماني مطالعات نيز انتهاي فصل بهار و ابتداي فصل تابستان در نظر گرفته شد. سپس تصاوير سنجنده‌ هاي مختلف ماهواره‌ هاي لندست در گام‌ هاي زماني مشخص‌شده، اخذ گرديد و اين تصاوير پيش ‌پردازش، پردازش و در 11 كلاس شامل؛ زمين‌ هاي باير، زمين ‌هاي نمكي، زمين ‌هاي شني، درخت، صخره و سنگ، مناطق مسكوني و شهري، زمين ‌هاي كشاورزي و 3 نوع مرتع طبقه‌ بندي گرديد. برطبق داده‌ هاي حقيقي موجود كه به ‌صورت بصري و نمونه ‌برداري از كلاس هاي مختلف حاصل شد، دو روش طبقه ‌بندي حداكثر احتمال و كمترين فاصله در استان قم مناسب ارزيابي گرديد كه از بين اين دو، روش حداكثر احتمال نتايج نسبتاً بهتري را با در نظر گرفتن كل استان با همه كلاس‌ها در پي داشت و در طبقه‌بندي نهايي به كار رفت. در مرحله آخر طبقه ‌بندي، تغييرات كلاس‌ ها بين گام‌ هاي زماني نيز محاسبه و به ‌صورت ماتريس تغييرات ارائه گرديد.نتايج و بحث بين گام زماني سال 2014 ميلادي تا سال 2019 ميلادي، كلاس ‌هاي شهري، پهنه ‌هاي آبي، كشاورزي و مراتع نوع 1 و 3 رشد قابل ‌توجهي داشته ‌اند. همچنين بين دو گام زماني 2009 تا 2014 ميلادي، به ‌طور ميانگين حدود 30 درصد از كل مراتع يعني 3 نوع مرتع مختلف طبقه ‌بندي ‌شده به زمين‌ هاي باير تبديل‌شده‌ اند. همچنين در اين گام زماني عمده تغيير مشاهده ‌شده تغيير زياد پهنه ‌هاي ماسه‌اي به زمين ‌هاي باير بود. بررسي تغييرات بين سال ‌هاي 2004 تا 2009 نشان مي ‌دهد كه رشد منفي مناطق شهري عمدتاً به علت كيفيت پايين تصاوير ماهواره اي لندست 7 و تشابه رفتار طيفي زمين هاي نمكي و مناطق شهري ارزيابي مي ‌گردد. كلاس ‌هاي با رشد منفي ديگر از جمله درياچه كه بيشتر به زمين هاي نمكي تبديل‌ شده و مناطق سنگي به مناطق باير و همچنين مناطق نمكي به باير و ماسه اي تبديل ‌شده است. تغييرات در بازه زماني 1999 تا 2004 نشان مي دهد كه تغييرات منفي كلاس درخت به علت رفتار طيفي پوشش گياهي است و اين كلاس عمدتاً به كلاس ‌هاي زمين ‌هاي كشاورزي و مراتع تبديل شده است. در كلاس درياچه نيز، تغييرات 4 درصدي به كلاس زمين ‌هاي نمكي و سنگي تشخيص داده‌ شده است. عمده تغييرات در كلاس زمين هاي باير در حدود 12 درصد به كلاس سنگي و ماسه‌ اي تشخيص داده ‌شده است. همچنين بيش از 50 درصد از مجموع مساحت كلاس مراتع به كلاس زمين ‌هاي باير تبديل‌ شده كه قابل ‌توجه است. تغييرات 1994 تا 1999 نشان مي ‌دهد كه فقط 3 كلاس رشد مثبت دشته ‌اند و مابقي كلاس ها رشد منفي را شاهد بوده ‌اند كه بيشترين آن مربوط به كلاس شهري است و عمده تغييرات معطوف به زمين هاي باير بوده است. كلاس هاي پوشش گياهي همگي رشد منفي داشتند و همچنين به دليل شباهت طيفي اين كلاس ‌ها با يكديگر،‌ تفكيك مناسبي بين آن‌ ها انجام نگرفته است. 12 درصد كلاس زمين هاي باير نيز به كلاس زمين هاي ماسه اي تبديل ‌شده است. طبقه‌ بندي تصاوير و نمايش تغييرات از سال 1989 به سال 1994 نشان مي ‌دهد كه زمين ‌هاي ماسه ‌اي، مرتع نوع 1، درخت، زمين ‌هاي نمكي و درياچه رشد منفي داشته ‌اند. در مجموع حدود 34 درصد انواع مختلف مراتع به زمين ‌هاي باير تبديل‌شده است كه با توجه به تغيير منفي در پهنه ‌هاي آبي (درياچه) منطقي مي ‌نمايد و به ‌نوعي بيانگر روند سريع ‌تر خشكسالي است. ميزان تغييرات ساير طبقه‌ ها، به طبقه زمين ‌هاي باير كه اعداد به نسبت بزرگي را شامل مي ‌گردد.نتيجه گيري با توجه به موقعيت جغرافيايي استان قم و سطح زيادي از اين استان به ‌ويژه در نيمه شرقي آن را كه زمين‌ هاي بياباني شامل كلاس‌ هاي زمين ‌هاي باير، نمكي و ماسه ‌اي در برگرفته است، انتخاب كلاس‌ هاي ذكرشده در اين تحقيق منطقي مي ‌نمايد. با توجه به پوشش عمده استان يكي از معضلات حاكم بر پژوهش حاضر اين موضوع بود كه تقريباً قريب به اكثريت پيكسل ‌هاي پوشش ‌دهنده استان، داراي تشابه رفتار طيفي زيادي بودند و اين موضوع روند طبقه ‌بندي را دچار مشكل مي ‌كرد. به ‌طور كلي نتايج طبقه ‌بندي مربوط به تصاوير اخذشده در سال 2019 ميلادي كه مربوط به زماني نزديك است، رشد مثبت مشهود در كلاس‌ هاي شهري، كشاورزي، انواع مرتع و پهنه ‌هاي آبي را نشان مي‌دهد كه با توجه به بارندگي‌ هاي ابتداي بهار 2019 منطقي مي ‌نمود. از ديگر نكات حائز اهميت مربوط به اين سال، تغيير گسترده و تبديل كلاس زمين‌ هاي سنگي يا صخره به انواع مرتع است. با توجه به تصوير اصلي اخذ شده از سال 2019 و همچنين تصاوير طبقه ‌بندي‌شده، خطاي مربوط به درجات خاكستري در آن مشهود است كه تشابه درجات خاكستري و طيف يكسان كلاس ‌هاي شهري و زمين ‌هاي نمكي تقريباً توسط نرم‌ افزار به ‌عنوان يك عارضه در نظر گرفته ‌شده و همچنين اين خطاها در كلاس ‌هاي زمين ‌هاي باير و ماسه ‌اي نيز مشهود است.