مدل‌سازی الگوی نقطه‌ای دامنه و آبراهه با استفاده از تصاویر پهپاد در بخشی از فلات لسی، استان گلستان

Abstract

سابقه و هدف: درک فرآیندهای بوم‌شناختی و ژئومورفولوژی نهفته در توزیع مکانی نهشته‌های لسی و رخساره‌های مربوطه و همچنین تحلیل الگوی مکانی آن‌ها در مناطق خشک و نیمه‌خشک، برهمکنش آن‌ها را در این محیط‌ها آشکار می‌سازد. فلات لسی استان گلستان نیز منطقه‌ای با توپوگرافی منحصربه‌فرد و پیچیده که با پوشش گیاهی مرتعی در منطقه نیمه‌خشک واقع شده است. تحلیل الگوی نقطه‌ای جهت دامنه و آبراهه و بررسی اثرات متقابل آن‌ها با استفاده از آماره‌های اختصاری مختلف در بخشی از فلات لسی استان گلستان از اهداف این پژوهش می‌باشد. با توجه به فواصل اندک بین تپه‌ها و پیچیدگی‌های پستی‌وبلندی منطقه، تکنیک عکس‌برداری بدون سرنشین (UAV) برای تهیه عکس‌ هوایی دقیق از منطقه مطالعاتی به‌منظور استفاده در تحلیل نقطه‌ای به کار گرفته شد. لازم به ذکر است با توجه به اهداف گفته‌شده، این پژوهش نسبت به مطالعات پیشین نوآوری داشته و در مطالعه الگوی مکانی رخساره‌های لسی گامی به جلو محسوب می‌شود؛ به عبارتی این پژوهش تلاشی برای یافتن ارتباط مؤثر دامنه و آبراهه بر گسترش فرسایش آبراهه‌ای برای مطالعات آتی در این منطقه می‌باشد.مواد و روش‌ها: منطقه مطالعاتی به لحاظ شرایط اقلیمی دارای رژیم رطوبتی و حرارتی زریک خشک و ترمیک است. تکنیک UAV برای تهیه عکس هوایی رنگی با دقت مکانی و زمانی بالا، به منظور مدل‌سازی الگوی نقطه‌ای جهت دامنه و تراکم آبراهه‌ها در منطقه استفاده شد. مشتقات اولیه و ثانویه توپوگرافی از مدل رقومی ارتفاع (DEM) تهیه‌شده توسط UAV با تفکیک مکانی 20×20 سانتی‌متری استخراج گردید. تحلیل نقطه‌ای تک و چندمتغیره (مدل‌سازی) متغیرها با استفاده از بسته‌های تخصصی در محیط نرم‌افزار R و Programita انجام گرفت. درنهایت، از تابع همبستگی نشان‌دار (MCF)، به‌منظور بررسی پرسش‌هایی در زمینه کاهش اندازه وابسته به تراکم، استفاده شد.یافته‌ها: نتایج حاصل از توابع تک متغیره g(r) و O-ring(r) نشان داد جهت‌های مختلف شیب شامل: مسطح، شمالی، جنوبی، شرقی و غربی در کل فاصله‌ها در دامنه انتخابی از منطقه موردمطالعه، دارای الگوی مکانی کپه‌ای می‌باشند. این مهم بیان‌گر آن است دامنه‌های با جهت‌های یکسان در محدوده تحت تأثیر عوامل مختلف بیشتر در مجاور یکدیگر پراکنش داشته و نظم آن‌ها از الگوی خاصی پیروی می‌کند. علاوه بر آن، روابط متقابل بین آبراهه‌ها و جهت دامنه‌های شمالی در قطعه نمونه با استفاده از تابع دومتغیره g12(r) و O12(r)، ارتباط مثبت و تجمع آبراهه‌ها و دامنه‌های شمالی در همه فاصله‌ها در کنار یکدیگر را تائید کرد. تحلیل MCF نیز نشان داد که شیب به‌عنوان یک عامل مؤثر دارای ارتباط متقابل مثبت با تراکم آبراهه‌ها بودند و احتمال وجود تراکم بیشتر آبراهه‌ها در شیب‌های بیشتر، به‌مراتب زیادتر از حالتی است که در آن شیب منطقه کم است. این موضوع بیان‌گر آن است که در شیب‌های تندتر احتمال تشکیل آبراهه زیادتر از اراضی مسطح می‌باشد.نتیجه‌گیری: به‌طورکلی، با توجه به انرژی برشی آب در شیب‌های تند، تعدد آبراهه‌ها نیز به‌مراتب بیشتر خواهد بود. درنتیجه هدررفت خاک در شیب‌های تند بیشتر از زمین‌های مسطح خواهد بود. نهایتاً، استفاده از فنّاوری UAV برای بررسی دقیق الگوی مکانی نهشته‌ها به‌منظور مشاهدات و داده‌های با دقت بالا و تصمیم‌گیری مدیران منابع طبیعی در جهت کاهش فرسایش خاک توصیه می‌شود.

Keywords

• واژه‌های کلیدی: الگوی نقطه‌ای
• آماره اختصاری
• تحلیل مکانی
• عکس‌برداری بدون سرنشین