پایش تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تکنیک سنجش از دور (مطالعة موردی: شهرستان شهریار)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد جغرافیا و برنامه ریزی روستایی، دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 دانشیار دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

3 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

4 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئومرفولوژی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده

عدم تعادل فضایی و توسعه فیزیکی ناموزون در گستره مناطق به ویژه در محدودة شهرهای بزرگ، باعث شده پایش تغییرات کاربری زمین و هدایت آن در راستای کاهش آثار سوء در کوتاه­ مدت و بلند مدت اصلی­ترین دغدغه سیاست­گذاران و برنامه­ریزان باشد. هدف از این تحقیق، پایش تغییرات کاربری اراضی زراعی شهرستان شهریار با سه روش حداکثر احتمال (MLC)، شبکه عصبی (NNC) و   ماشین­بردار پشتیبان (SVM)، طی بازة زمانی (1366- 1388) با استفاده از داده­های رقومی لندست است. نتایج تحقیق نشان داد که توسعه شهری منطقة طی دورة 22 ساله، روندی افزایشی ولی اراضی کشاورزی روندی کاهشی داشته است. تغییرات کاربری کشاورزی با روش­های ماشین­بردار پشتیبان، شبکه عصبی و حداکثر احتمال، نشان داد که این کاربری به ترتیب به میزان  37، 26 و 25% کاهش داشته است. همچنین نتایج روش­های ماشین­بردار پشتیبان و شبکه عصبی به ترتیب نشان­دهنده افزایش 57 و 41 درصدی کاربری­های شهری بوده، در حالی که روش حداکثر احتمال، کاهش 4 درصدی این کاربری را نشان می­دهد، که نشان دهنده ضعف برآوردهای محاسباتی این روش می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Detecting of land use change with remote sensing technique (Case study: Shahriar province)

نویسندگان [English]

  • Zohre Davoudi Monazam 1
  • Ali Hajinejad 2
  • Mohsen Abbasnia 3
  • Sima Pourhashemi 4
1 Msc. Graduated of Geography and Rural Planning, College of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan
2 Assoc. Prof. College of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan
3 PhD. Student of Climatology, College of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan
4 MSc. Student of Geomorphology, College of Geography and Environmental Sciences, Hakim Sabzevari University
چکیده [English]

The loss of spatial balance and inharmonious physics development across regions, especially in the metropolitans has made monitoring changes in land use and its direction in harmony with reducing the harmful effects in the long and short run became the main issues of policymakers and policy planners’ concerns. The aim of the study was to detect changing in Shahriar's land use via three methods of support  vector machine (SVM), neural network classifier (NNC) and maximum likelihood classifier (MLC) during (1987-2009) using LandSat digital images. The results showed that during a 22 years period, the urban development increased and agricultural land declined. The decline in agricultural land has been 37, 26 and 25 percent based on SVM, NNC and MLC methods, respectively. Furthermore, the result indicated that urban land has been increased 57 and 41 percent via SVM and NNC, while agriculture land has been decreased four percent based on MLC, which demonstrates the weaknesses in accounting estimates of this method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • land use
  • Change detection
  • Remote Sensing
  • Shahriar

1. احد­نژاد، م. 1381. ارزیابی و مدلسازی روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از داده­های چند­زمانه و GIS. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس. 110 صفحه.

2. احمدی ندوشن، م.، ع. ر. سفیانیان و س. ج. خواجه­الدین. 1388. تهیه نقشه پوشش اراضی شهر اراک با استفاده از    روش­های طبقه­بندی شبکه عصبی مصنوعی و حداکثر احتمال. پژوهش­های جغرافیای طبیعی (پژوهش­های جغرافیایی)، 41(69): 83-98.

3. باعقیده، م.، ب. علیجانی و پ. ضیائیان. 1390. بررسی امکان استفاده از شاخص پوشش گیاهی NDVI در تحلیل   خشکسالی­های استان اصفهان. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 1(4): 1-16.

4. جرجانی، ح. ع. 1388. توسعه فیزیکی شهر و تأثیر آن بر تغییرکاربری اراضی کشاورزی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران. 120 صفحه.

5. حیدری، ع. ا. 1390. پردازش تصویر در Matlab، انتشارات کلک زرین/به­آوران، چاپ اول، 288 صفحه.

6. داودی­منظم، ز. 1391. پیش­بینی تحولات آتی تغییر کاربری اراضی کشاورزی و باغات شهرستان شهریار. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان. 115 صفحه.

7. شایسته، ا.، س. سلطانی، ح. ر. کریم­زاده و ع. سرحدی. 1387. استفاده از داده­های ماهواره­ای IRS-1D جهت استخراج نقشه کاربری اراضی (مطالعة موردی: حوضه آبخیز مندرجان اصفهان). همایش ژئوماتیک، سازمان  نقشه­برداری کشور، 1-10.

8. عبداللهی، ج.، ع. م. چراغی و ح. رحیمیان. 1387. مقایسه آثار زیست­محیطی تغییر کاربری اراضی بر تغییر پوشش گیاهی و دمای سطحی در مناطق شهری و غیرشهری با به کارگیری سنجش از دور. فصلنامه محیط­شناسی، 34(45): 85-96.

9. فیضی­زاده، ب.، ح. حیدری و خ. ولیزاده کامران. 1386. استخراج کاربری­های اراضی شهرستان ملکان با استفاده از تصاویر ماهواره­ای ETM+ لندست7. آمایش محیط، 3: 1-10.

10. فیضی­زاده، ب. و م. میر رحیمی. 1386. آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه­بندی   شی­گرا (مطالعة موردی: شهرک اندیشه)، همایش ژئوماتیک87، سازمان نقشه برداری کشور، 40-50.

11. لرستانی، ق. و ع. شهریار. 1390. کاربرد ENVI در سنجش از دور، انتشارات انتخاب، تهران. 240 صفحه.

12. مظاهری، م. ر.، م. اسفندیاری، م. ح. مسیح آبادی و ا. کمالی. 1392. ﭘﺎﻳﺶ ﺗﻐﻴﻴﺮات زﻣﺎﻧﻲ ﻛﺎرﺑﺮی اراﺿﻲ ﺑﺎ اﺳـﺘﻔﺎده از ﺗﻜﻨﻴـﻚﻫـﺎی ﺳـﻨﺠﺶ از دور و ﺳﻴﺴـﺘﻢ اﻃﻼﻋﺎت ﺟﻐﺮاﻓﻴﺎﻳﻲ (ﻣﻄﺎﻟﻌﺔ ﻣﻮردی: ﺟﻴﺮﻓﺖ، اﺳﺘﺎن ﻛﺮﻣﺎن). ﻛﺎرﺑﺮد ﺳﻨﺠﺶ از دور و GIS در ﻋﻠﻮم ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﻴﻌﻲ، 4(2): 25-39. 

13. نوروزی، ش. 1386. اثرات گسترش شهر زنجان بر تغییر کارکردی روستاهای پیرامونی با استفاده از GIS. پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه شهید بهشتی. 110 صفجه.

14. نیک­نهاد، ح. و م. ق. مارامایی. 1390. مطالعه اثرات تغییرکاربری اراضی بر خصوصیات خاک (مطالعة موردی: حوضة آبخیز کچیک). نشریه مدیریت خاک و تولید پایدار، 1(2): 81-96.

15. Amiri F, Rahdari V, Pradhan B, Tabatabaei T. 2013. Erratum to: Multi-temporal landsat images based on eco-environmental change analysis in and around Chah Nimeh reservoir, Sistan and Balochestan (Iran). Environmental Earth Sciences, 1-9. doi: 10.1007/s12665-013-3004-9.

16. Brink AB, Eva HD. 2009. Monitoring 25 years of land cover change dynamics in Africa: A sample based remote sensing approach. Applied Geography, 29(4): 501-512.

17. Geist HJ, Lambin EF. 2001. What drives tropical deforestation? LUCC Report series, 4: 116.

18. Li X, Yeh AG-O. 2004. Analyzing spatial restructuring of land use patterns in a fast growing region using remote sensing and GIS. Landscape and Urban Planning, 69(4): 335-354.

19. Mountrakis G, Im J, Ogole C. 2011. Support vector machines in remote sensing: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 66(3): 247-259.

20. Omo-Irabor O, Oduyemi K. 2007. A hybrid image classification approach for the systematic analysis of land cover (LC) changes in the Niger delta region. Built and Natural Environment, School of Contemporary Sciences, University of Abertay, Bell Street, DD1 1HG, Scotland, UK.

21. Richards JA, Jia X. 1999. Remote sensing digital image analysis, Vol 3. Springer, 5th ed. 494 p.

22. Seto KC, Kaufmann RK. 2003. Modeling the drivers of urban land use change in the Pearl River Delta, China: integrating remote sensing with socioeconomic data. Land Economics, 79(1): 106-121.

23. Shalaby A, Tateishi R. 2007. Remote sensing and GIS for mapping and monitoring land cover and land-use changes in the Northwestern coastal zone of Egypt. Applied Geography, 27(1): 28-41.

24. Small C, Miller RB. 1999. Monitoring the Urban Environment from Space. In: The International Symposium on Digital Earth, Beijing, 1-6.

25. Srivastava S, Gupta R. 2003. Monitoring of changes in land use/land cover using multi-sensor satellite data. GIS Development, Map India. 1-15.

26. Uchida, S. 1997. Temporal Analysis of Agricultural Land Use in the Semi Arid Tropics of India Using IRS Data, Environmental Resources Division, Japan International Research Center for agricultural Sciences (JIRCAS).

27. Vos W, Meekes H. 1999. Trends in European cultural landscape development: perspectives for a sustainable future. Landscape and Urban Planning, 46(1): 3-14.

28. Xiao J, Shen Y, Ge J, Tateishi R, Tang C, Liang Y, Huang Z. 2006. Evaluating urban expansion and land use change in Shijiazhuang, China, by using GIS and remote sensing. Landscape and Urban Planning, 75(1): 69-80.