آشکارسازی و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از رویکرد مدل‌سازی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز حبله‌رود )

Abstract

سابقه و هدف: تعیین نوع، حدود و تغییرات مکانی و زمانی کاربری اراضی و پوشش زمین در تعیین خصوصیات هیدرولوژیکی آبخیزها از اهمیت بسیاری برخوردار است. داده‌های ماهواره‌‌ای به‌عنوان سریع‌‌ترین و کم‌هزینه‌ترین ابزارهای در اختیار پژوهشگران برای این منظور می‌باشند. منطقه مورد مطالعه این پژوهش، حوزه آبخیز حبله‌رود است که کاهش آبدهی آن در دهه‌‌های گذشته باعث تشدید تعارض بین ذینفعان بالادست (استان تهران) و پائین دست (استان سمنان) شده است. باتوجه به اینکه تغییرات کاربری اراضی یکی از عوامل تغییرات رژیم هیدرولوژیکی آبخیزها می‌‌باشد، هدف تحقیق حاضر آشکارسازی، کمّی‌‌سازی و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی و بررسی روند تغییرات پوشش گیاهی سطح زمین در این حوزه می‌باشد.مواد و روش‌ها: در این تحقیق برای شناسایی کاربری اراضی حوزه حبله‌‌رود، طبقه‌‌بندی نظارت‌ شده شی‌ءگرای تصاویر سری لندست مربوط به سال‌های 1987، 2002 و 2019 در محیط سامانه گوگل ارث انجین انجام شد. برای بررسی عملکرد روش طبقه‌‌بندی، نقاط متعدد واقعیت زمینى نیاز است. در این تحقیق، نقشه واقعیت زمینى با بررسى میدانى و تفسیر تصاویر با تفکیک مکانی زیاد (بزرگ ‌مقیاس) گوگل‌مپ ایجاد شد. از مدل زنجیره‌ای مارکوف و سلول‌‌های خودکار مارکوف در افزونهMOLUSCE که یکی از افزونه‌‌های نرم‌‌افزار سامانه اطلاعات مکانیQGIS است برای شبیه‌‌سازی تغییرات کاربری اراضی و تحلیل وضعیت پویایی منطقه مورد مطالعه استفاده شد. بعلاوه، روند تغییرات شاخص NDVI برای ارزیابی تغییرات مکانی – زمانی وضعیت پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه در نرم‌‌افزار گوگل ارث انجین محاسبه شد.یافته‌ها: نتایج بیانگر این است که روش و تکنیک طبقه‌بندی مورد استفاده در این پژوهش دارای درصد صحت کلی بیش از 88 و ضریب کاپای بیش از 86/0 در تمام مقاطع زمانی مورد بررسی می‌باشد. همچنین مشاهده می‌شود که حوزه حبله‌‌رود طی دوره 1987 الی 2019 شاهد افزایش مساحت اراضی زراعی آبی به میزان 5/67 کیلومترمربع، اراضی زراعی دیم در حدود 20 کیلومترمربع و مناطق مسکونی در حدود 21 کیلومترمربع بوده است. مساحت اراضی مرتعی درجه 1 حدود 240 کیلومترمربع و اراضی مرتعی درجه 2 حدود 196 کیلومترمربع کاهش ‌یافته است. درحالی‌که مساحت اراضی مرتعی درجه 3 افزایشی حدود 327 کیلومترمربع داشته است. در صورت تداوم این روند، تا سال 2051 مساحت اراضی زراعی آبی در حدود 20 کیلومترمربع دیگر افزایش و مساحت اراضی مرتعی درجه 1 در حدود 127 کیلومترمربع کاهش خواهد یافت. اما مساحت اراضی مرتعی درجه 2 و3 هرکدام در حدود 50 کیلومترمربع افزایش خواهد یافت. مساحت اراضی مسکونی نیز روند افزایشی خواهند داشت. همچنین نتایج بیانگر سیر نزولی معنادار متوسط شاخص NDVI حوزه است که نشان می‌دهد در طول زمان وضعیت پوشش گیاهی منطقه سیر قهقرایی را طی کرده است. سیر قهقرایی پوشش گیاهی در اطراف مناطق مسکونی و رودخانه‌‌ها و قسمت‌های پایین‌‌دست حوزه شدیدتر است.نتیجه‌گیری: بررسی روند تغییرات کاربری اراضی حوزه حبله‌رود نشان می‌‌دهد که در اثر مداخلات انسانی، در بخش‌‌های فراوانی از سطح حوزه، پوشش گیاهی طبیعی با پوشش‌‌های زراعی، باغی و مسکونی جایگزین شده است. کیفیت پوشش طبیعی غالب منطقه (مرتع) نیز سیر قهقرایی را طی کرده است. بنابراین با توجه به روند افزایش جمعیت، گسترش شهرنشینی، توسعه صنایع و گردشگری و پیامدهای ناشی از مداخلات انسانی در حوزه همچون کاهش شدید آبدهی رودخانه‌‌های حوزه حبله‌رود و گسترش تعارض بین ذینفعان و ذیمدخلان پیشنهاد می‌گردد تمرکز اصلی سیاست‌‌ها و اقدامات مدیریتی در این حوزه آبخیز روی برنامه‌‌ریزی مؤثر به‌ویژه مدیریت و بهینه‌‌سازی مداخلات انسانی از طریق تدوین و اجرای برنامه آمایش سرزمین و راهکارهای بهینه‌‌سازی و صرفه‌‌جویی در مصرف آب باشد.

Keywords

• سنجش‌ازدور
• گوگل ارث انجین
• شاخص ndvi
• طبقه‌بندی نظارت شده
• حوزه حبله‌رود