پایش تغییرات کاربری اراضی شهرستان قائم‌شهر با استفاده از RS و GIS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه جغرافیا، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: تغییرات کاربری اراضی یکی از موضوعات مهم در  برنامه‌ریزی‌های منطقه‌ای و توسعه‌ای می‌باشد. با توجه به مزیت‌ها و قابلیت‌هایی که داده‌های ماهواره‌ای، دارند این تکنولوژی می‌تواند کمک شایانی به شناسایی و کشف این تغییرات نماید؛ در این پژوهش تغییرات کاربری اراضی منطقه قائم‌شهر در یک دوره 22 ساله مورد ارزیابی قرار گرفت. برای انجام این پژوهش از تصاویر سال 2001 سنجنده +ETM، ۲۰۱۴ و 2023 سنجنده OLI ماهواره لندست استفاده شده است. هدف اصلی این تحقیق بررسی و آشکارسازی تغییرات  کاربری اراضی شهر قائم‌شهر واقع در استان مازندران بین سال‌های 2001 تا 2023 که در طی سال‌های اخیر بخش عظیمی از جنگل‌های آن به دلیل‌های مختلف در حال نابودی است؛ ازآنجاکه برای پایش تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای حداقل به دو سری داده از دوره‌های زمانی مختلف مورد نیاز است، در این تحقیق از دو تصویر ماهواره لندست استفاده شد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق از داده‌های سنجنده‌های  ETM+, OLI ماهواره لندست جهت پایش روند تغییرات کاربری، پوشش اراضی شهرستان قائم‌شهر در3 بازه زمانی 2001 تا 2014 ،2014 تا 2023 و نهایتاً جهت بررسی تغییرات 22 ساله 2001 تا 2023 استفاده گردید. تصاویر ارائه شده در این سامانه از لحاظ اتمسفری، رادیومتریک و هندسی تصحیح گردید  و از معیار جفریس- ماتوسیتا که نوعی آزمون جهت اطمینان از تفکیک‌پذیری طبقه‌ها که با استفاده از نمونه‌های کنترل زمینی تعریف شده می‌باشد، استفاده شد و نسبت به تصحیح مجدد نمونه‌ها و انتخاب بهترین ترکیب باندی اقدام گردید و در طبقه‌بندی منطقه مورد مطالعه با شش کلاس کاربری مورد بررسی قرار گرفت. ضمن این که حداقل تفکیک‌پذیری با استفاده از معیار  جفریس- ماتوسیتا در صفر و حداکثر آن، ۲ می‌باشد. نتایج تفکیک‌پذیری طبقات برای سال‌های 2001، 2014 و 2023  استخراج گردید.
نتایج و بحث: بر اساس نتایج جدول ماتریس صحت کلی طبقه‌بندی حاصل از داده‌های سنجنده ETM+  برای سال 2001 برابر با 89.2 و برای داده‌های سنجنده OLI برای سال‌های 2014 و 2023 برابر با 90.3 و 95.8 محاسبه گردید. همچنین ضریب کاپا برای سال‌های 2001 ،2014 و 2023 به ترتیب برابر با 0.85 و 0.88 و 0.91 می‌باشد . از نظر مساحت مورد تغییر در دوره 22 ساله ،کلاس اراضی باغی و مسکونی  بیشترین افزایش را داشته است، به‌طوری‌که مساحت این کلاس‌ها به ترتیب از 22.5 و 12 درصد از مساحت کل منطقه مورد مطالعه در سال 2001 به  43.5 و 20.8 درصد در سال 2023 رسیده؛ یعنی افزایشی بیش از 7694  هکتار در اراضی باغی و 3139 هکتار در اراضی مسکونی را تجربه کرده است. همچنین کلاس اراضی کشاورزی با کاهش  11102 هکتار و 29.1 درصدی بیشترین کاهش را داشته است. این کاهش ناشی تبدیل اراضی کشاورزی به اراضی باغی و مسکونی در منطقه مطالعاتی می‌باشد. سایر کلاس‌های آب و نواحی بایر و جنگل به ترتیب  0.3 ، 0.2 ،  0.4 درصد کاهش یافتند. به‌طورکلی به‌کارگیری تصاویر ماهواره‌ای برای تهیه نقشه‌های کاربری اراضی پوشش و تغییرات آن‌ها، در برنامه‌ریزی مدیریت منابع محیطی امری ضروری می‌باشند.
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این پژوهش بیانگر این است که، مساحت اراضی جنگلی کاهش یافته است و در طول زمان، الگوی پوشش زمین و به تبع آن کاربری اراضی دچار تغییر و دگرگونی اساسی شده است و عوامل انسانی بیشترین نقش را ایفا نموده است. در شهرستان قائم‌شهر بخش قابل توجهی از تبدیلات اراضی باغی و کشاورزی مربوط به جایگزین شدن کاربری مسکونی به جای این اراضی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Monitoring Land Use Changes in the City Ghaem Shahr Using RS and GIS

نویسندگان [English]

  • Mozhgan Nadiri
  • Mohammad Hossain Shooshpasha
Department of Geography, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Introduction: Land use changes are one of the important issues in regional and development planning. Considering the advantages and capabilities of satellite data, this technology can be of great help in identifying and discovering these changes; In this study, land use changes in the Ghaemshahr region were evaluated over a 22-year period.To  conduct this research, images from the 2001 ETM+ sensor, 2014 and 2023 OLI sensor of the Landsat satellite were used. The main goal of this research is to investigate and reveal land use changes in the city of Ghaemshahr, located in Mazandaran province, between 2001 and 2023, where a large part of its forests have been destroyed for various reasons in recent years; since at least two data series from different time periods are required to monitor land use changes using satellite images.
Material and methods: In this study, data from the ETM+ and OLI sensors of the Landsat satellite were used to monitor the trend of land use and land cover changes in Ghaemshahr County in three time periods: 2001 to 2014, 2014 to 2023, and finally to examine the 22-year changes from 2001 to 2023. The images presented in this system were atmospherically, radiometrically, and geometrically corrected, and the Jeffreys-Matousita criterion, which is a type of test to ensure the separation of classes defined using ground control samples, was used. And the samples were re-corrected and the best band combination was selected, and the study area was classified into six land use classes. In addition, the minimum separability using the Jeffreys-Matuseita criterion is zero and its maximum is 2. The results of class separability were extracted for the years 2001, 2014 and 2023.
Results and discussion: Based on the results of the matrix table, the overall classification accuracy obtained from the ETM+ sensor data for the year 2001 was calculated to be 89.2 and for the OLI sensor data for the years 2014 and 2023 it was calculated to be 90.3 and 95.8. Also, the kappa coefficient for the years 2001, 2014 and 2023 is 0.85, 0.88 and 0.91, respectively. In terms of the area changed over the 22-year period, the garden and residential land classes have increased the most, so that the area of ​​these classes has increased from 22.5 and 12 percent of the total area of ​​the study area in 2001 to 43.5 and 20.8 percent in 2023, respectively, which means an increase of more than 7,694 hectares in garden lands and 3,139 hectares in residential lands. Also, the agricultural land class had the largest decrease with a decrease of 11,102 hectares and 29.1 percent. This decrease is due to the conversion of agricultural land to garden and residential land in the study area. Other classes of water, barren areas and forests decreased by 0.3, 0.2, and 0.4 percent, respectively. In general, the use of satellite images to prepare maps of land use and their changes is essential in environmental resource management planning.
Conclusion: The results of this study indicate that the area of ​​forested lands has decreased and over time, the land cover pattern and consequently land use have undergone fundamental changes and transformations, and human factors have played the largest role. In Qaemshahr County, a significant portion of the conversion of garden and agricultural lands is related to the replacement of residential use in place of these lands.

کلیدواژه‌ها [English]

  • detection
  • land use changes
  • supervised classification
  • Ghaem Shahr