پايش، ارزيابي و پيش بيني روند تغييرات مكاني كاربري اراضي/پوشش زمين با استفاده از مدل زنجيره اي ماركوف (مطالعه موردي: دشت بسطاق- خراسان جنوبي)

Monitoring, assessment and prediction of spatial changes of land use /cover using Markov chain model (Case study: Bostagh Plain - South Khorasan)

پايش و مديريت بهينه منابع طبيعي نيازمند اطلاعات به هنگام و صحيح است. در اين راستا نقشه هاي كاربري/ پوشش زمين يكي از مهم-ترين منابع اطلاعاتي در مديريت منابع طبيعي محسوب مي شود. مديريت بهينه منابع نيازمند بررسي، شناخت تغييرات و تخريب هاي منابع در گذشته و برنامه ريزي صحيح و اصولي به منظور كنترل و مهار تخريبات احتمالي حادث شده در آينده مي باشد. يكي از روش هاي كارآمد جهت پيش بيني تغييرات پوشش و كاربري اراضي مدل زنجيره اي ماركوف است. در اين مطالعه تغييرات پوشش اراضي طي سال هاي گذشته و امكان پيش بيني آن در آينده با استفاده از مدل زنجيره ماركوف در دشت بسطاق بررسي شده است. بدين منظور با استفاده از تصاوير سنجنده هاي MSS (1366)، ETM+ (1381) و OLI (1393) و اطلاعات جانبي منطقه، تغييركاربري اراضي تهيه و نقشه كاربري اراضي سال 1403 پيش بيني گرديد. تعيين نقشه هاي كاربري پس از انجام تصحيحات بر روي تصاوير ماهواره-اي، تعيين نمونه هاي آموزشي و ارزيابي دقت طبقه بندي ها با استفاده از ضريب كاپا صورت گرفت. نتايج نشان مي دهد كه طبقه فاقد پوشش/ باير و مرتع، پوياترين كاربري هاي موجود در منطقه بوده كه درصد مساحت اين اراضي طي 1366 تا 1393 به ترتيب برابر 64/21% (افزايشي) و 14/31% (كاهشي) بوده كه بيانگر تخريب كلي و جايگزيني كاربري هاي ضعيف تر در منطقه است. نتايج حاصل از پيش بيني تغييرات در فاصله زماني 1403-1393، نشان داد كه طي اين دوره احتمال مي رود 98% اراضي مسكوني، 88% اراضي فاقد پوشش، 77% اراضي شور، 45% اراضي مرتعي و، 37% كشاورزي بدون تغيير باقي خواهند ماند. همچنين تبديل كاربري مرتع به اراضي فاقد پوشش بالاترين (94/41%) و تبديل اراضي فاقد پوشش به اراضي مسكوني (02/0%)، مرتع به اراضي مسكوني (03/0%)، داراي كم ترين احتمال تبديل هستند. نقشه پيش بيني حاصله از مدل زنجيره ماركوف براي ارايه ديدي كلي به منظور مديريت بهتر منابع طبيعي بسيار حايز اهميت است.

Monitoring and optimal management of natural resources is requiring an update and accurate information. In this context, land use/cover maps is considered as a one of the most important sources of information on natural resources management. Optimal management of resources requires assessment and understanding of the changes and degradation of resources in the past. It also needs to have an accurate plan in order to control and inhibition of the happened destruction potential in future. The Markov chain model is one of the most efficient methods for predicting changes in land use and land cover. In this research, land cover changes in previous years and the possibility of predicting in the future are investigated in Bostagh plain using the Markov chain model. Therefore, using MSS (1987), ETM+ (2002) and OLI (2014) images sensors and region ancillary information, land use map is provided and 2024 land use map is predicted too. Land use maps were performed using kappa coefficient after correcting satellite images, determining training samples, and evaluating classification accuracy. According to the results, bare/barren and rangeland classes are the most dynamic existing usage in the region. The area percentage of these lands during 1987 to 2014 was 21.64% subtractive and 31.14% additive respectively. This represents a total degradation and replacement of the weaker use in the region. The results of predicting changes in the time interval 2014-2024, showed that 98% of residential lands, 88% of bare land, 77% of saline land, 45% of rangeland, and 37% of agriculture will remain unchanged. Moreover, the conversion of rangeland to bare land (41.94%) are the highest, and the conversion of bare lands to residential lands (0.02%) and rangeland to residential lands (0.03%) are the lowest possibility of conversion. Predicting maps derived from the Markov chain model are very important to provide an overview for better natural resources management.