بررسی تغییرات پوشش اراضی حاشیه رودخانه زاینده رود با استفاده از تکنیک های آشکارسازی تغییرات (مطالعه موردی: منطقه فلاورجان)

آشکارسازی تغییرات، فرآیند شناسایی تفاوت ها در وضعیت یک شیء یا پدیده به وسیله مشاهده آن در زمان های متفاوت است. آشکارسازی دقیق و به موقع تغییرات سیما و پستی و بلندی های سطح زمین، پایه ای برای فهم بهتر روابط، برهمکنش های انسان و پدیده های طبیعی برای مدیریت و استفاده بهتر از منابع را فراهم می آورد. در 10 سال گذشته بیشتر توجهات به تغییر پوشش و کاربری اراضی شهری معطوف شده است زیرا اکوسیستم های شهری تا حد زیادی از فعالیت های بشر تأثیر گرفته و ارتباط نزدیکی با زندگی تقریباً نیمی از مردم جهان دارند. تحقیق و پژوهش درباره تغییر پوشش و کاربری اراضی یکی از جنبه های مهم تغییر جهانی و مطالعات گرمایش جهانی شده زیرا تغییر پوشش و کاربری اراضی به خاطر اثرات متقابل آن با اقلیم، فرآیندهای اکوسیستم، چرخه های زی- زمین- شیمیایی، تنوع زیستی و مهمتر از همه فعالیت های بشر عامل مهمی برای تغییر جهانی می باشد. داده های سنجش از دور طی دهه های گذشته به دلیل مزایایی نظیر اکتساب مکرر داده ها، دید اجمالی و فرمت رقومی مناسب برای پردازش های کامپیوتری، مهمترین منبع برای کاربردهای گوناگون آشکارسازی تغییرات به شمار می روند. اخیراً سنجش از دور در ترکیب با سامانه های اطلاعات جغرافیایی و سیستم های مکانیاب جهانی برای ارزیابی تغییر پوشش اراضی به صورت موثرتری نسبت به استفاده تنها از داده های سنجش از دور به کار می رود. همچنین ابزار مناسبی در نقشه سازی مناطق شهری و منبع داده ای برای تجزیه و تحلیل و مدلسازی رشد شهری و تغییر پوشش و کاربری اراضی محسوب می گردد. روش های گوناگونی برای آشکارسازی تغییرات وجود دارد. برخی از محققین دورسنجی این روش ها را در 2 دسته کلی آشکارسازی تغییرات پیش از طبقه-بندی و آشکارسازی تغییرات پس از طبقه بندی گروه بندی می کنند. روش های پیش از طبقه بندی نظیر تفریق تصویر، تقسیم، رگرسیون و آنالیز بردار تغییر که ابتدا تغییر را شناسایی کرده و سپس تغییرات آشکار شده را به کلاس ها اختصاص می دهند، اطلاعاتی راجع به وجود و عدم وجود تغییر و گاهی بزرگی تغییرات فراهم کرده اما طبیعت تغییرات را مشخص نمی کنند. درحالیکه تکنیک-های پس از طبقه بندی مانند طبقه بندی به روش حداکثر احتمال و شبکه های عصبی مصنوعی ابتدا کلاس ها را مشخص کرده و پس از آن نوع تغییرات را بین طبقات مختلف شناسایی می کنند. هدف از این مطالعه بررسی صحت و کارایی روش های مختلف آشکارسازی تغییرات پوشش اراضی در حاشیه رودخانه زاینده رود با استفاده از فن آوریهای gis و سنجش از دور می باشد. منطقه مورد مطالعه در بخش غربی شهر اصفهان و حاشیه رودخانه زاینده-رود واقع گردیده و در طی چند دهه گذشته دستخوش تغییرات زیادی شده است. در این مطالعه برای بررسی تغییرات پوشش اراضی طی سال های 1351 تا 1387 از تصاویر mss سالهای 1351 و 1366، تصویر سنجنده tm سال 1369، تصویر سنجنده etm+ سال 1380، تصاویر awifs و liss-iii ماهواره irs-p6 سال 1387 و روشهای آشکارسازی تغییرات پیش از طبقه بندی و پس از طبقه بندی استفاده گردید. در ابتدا، تصحیح هندسی بر روی کلیه تصاویر اعمال شد. بدین منظور از نقشه های توپوگرافی با مقیاس 1:25000 و تصاویر ماهواره ای و روش نمونه گیری مجدد نزدیکترین همسایه استفاده گردید. میزان خطای میانگین مربعات برای همه تصاویر ماهواره ای کمتر از یک پیکسل برآورد گردید. پیش از اجرای روش های آشکارسازی تغییرات پیش از طبقه بندی، کلیه تصاویر از نظر رادیومتریک نرمال شدند. پس از انتخاب بهترین باندها و اعداد آستانه، روش های تفریق، تقسیم، رگرسیون ، آنالیز بردار تغییر و روش فازی اجرا شدند. در بین روش های مذکور روش تقسیم دارای بیشترین صحت کلی بود. ضمناً نتایج نشان داد که روش فازی جایگزین مناسبی برای تکینک سطح آستانه می-باشد. به منظور اجرای روش های آشکارسازی پس از طبقه بندی، با استفاده از تصاویر رنگی کاذب و عکس های هوایی 6 طبقه رودخانه، اراضی بایر، اراضی کشاورزی، مناطق شهری، کوه و اتوبان انتخاب گردید و سپس روش های طبقه بندی نظارت شده و شبکه عصبی مصنوعی بر روی تصاویر اعمال شد. نتایج نشان داد که نقشه های پوشش اراضی تهیه شده به جز نقشه های مربوط به تصاویر mss سال 1351 و awifs سال 1387 در روش حداکثر احتمال صحت کلی بیشتری داشتند. صحت کلی نقشه ها در هر دو روش بالاتر از 85 درصد برآورد گردید. برای آشکارسازی تغییرت طی 4 بازه زمانی بین سال های 1351 تا 1387، نقشه های پوشش اراضی سالهای 1351، 1366، 1369، 1380 و 1387 دو به دو با هم مقایسه شده و نقشه ها و جداول تغییرات بدست آمدند. نتایج نشان دهنده تخریب حاشیه رودخانه زاینده رود، کاهش اراضی بایر و طبقه کوه، رشد اراضی کشاورزی و شهری و احداث اتوبان ذوب آهن می باشد. عمده-ترین تغییر این دوره 36 ساله به رشد مناطق شهری به میزان 2/4 برابر مربوط می شود. افزایش جمعیت و توسعه صنعتی مهمترین دلایل وقوع این تغییرات می باشند. کلمات کلیدی: آشکارسازی تغییرات، پوشش اراضی، روش آشکارسازی پیش از طبقه بندی، روش آشکارسازی پس از طبقه بندی.