رویکرد آمایشی در مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی شهرستان بهبهان با به‌کارگیری تصاویر ماهواره‌ای چندزمانه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، ایران

3 کارشناس‌‌ارشد سنجش از دور و GIS، دانشکدة علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران

4 دانشیار، دانشکدة جغرافیا، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

مطالعة میزان تغییرات و تخریب منابع در سال­های گذشته و پیش­بینی این تغییرات در سال­های آتی گامی مؤثر در برنامه­ریزی و کنترل تغییرات غیراصولی در آینده است. بنابراین، مقالة حاضر با هدف رویکرد آمایشی در مدل­سازی تغییرات کاربری اراضی شهرستان بهبهان با به‌کارگیری LCM و زنجیرة مارکوف انجام گرفت. آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی با به‌کارگیری تصاویر ماهوارة Landsat، سنجنده­های ETM+ (تصویر سال 1378) و OLI (تصویر سال 1392) انجام گرفت. مدل­سازی نیروی انتقال با روش رگرسیون لجستیک و شش متغیر، مدل رقومی ارتفاع، شیب، فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از اراضی کشاورزی، فاصله از جاده و نقشة Evidence Likelihood انجام گرفت. برای تهیة نقشه­های فاصله از مناطق مسکونی، فاصله از اراضی کشاورزی و فاصله از جاده، تحلیل فاصلة اقلیدسی، و برای تعیین همبستگی بین متغیرها ضریب همبستگی کرامر به‌کار گرفته شد. همچنین، شاخص ROC برای ارزیابی صحت مدل بررسی شد. مقایسة مساحت­های نقشة مدل­سازی‌شده با نقشة سال 1392 نشان داد مناطق مسکونی از 3157 هکتار در سال 1392 به 4180 هکتار، و اراضی کشاورزی منطقه از 15030 هکتار به 20778 هکتار افزایش یافته‌اند. اما روند تخریب مراتع نه‌تنها بهبود نیافته است، با شدتی بیشتر از گذشته ادامه دارد.
 
 

کلیدواژه‌ها


. احدنژاد روشتی، محسن؛ حسینی، سیداحمد (1390). «ارزیابی و پیش­بینی تغییرات و پراکنش افقی شهرها با استفاده از تصاویر ماهواره­ای چندزمانه و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعة موردی: شهر تبریز در مقطع زمانی 1398-1363)». مجلة پژوهش و برنامه­ریزی شهری، دورة دوم، شمارة چهارم، صفحات 20-1.

2. عزیزی قلاتی، سارا (1392). مدل­سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تکنیک­های سنجش از دور و سامانه­های اطلاعات جغرافیایی در منطقة کوهمره سرخی استان فارس. پایان‌نامة کارشناسی ارشد، رشتة سنجش از دور و GIS، دانشگاه شهید چمران اهواز.

3. باقری، رحیم؛ شتایی، سجاد (1389). «مدل­سازی کاهش گسترة جنگل با استفاده از رگرسیون لجستیک (مطالعة موردی: حوضة آبخیز چهل چای استان گلستان)». مجلة جنگل ایران، دورة دوم، شمارة سوم، صفحات 252-243.

4. غلامعلی‌فرد، مهدی؛ جورابیان شوشتری، شریف؛ حسینی کهنوج، سیدحمزه، میرزایی، محسن (1391). «مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی سواحل استان مازندران با استفاده از LCM در محیط GIS». مجلة محیط‌شناسی، دورة 38، شمارة چهارم، صفحات 124-109.

5. قربانی، رسول؛ پورمحمدی، محمدرضا؛ محمودزاده، حسن (1393). «رویکرد زیست‌محیطی در مدل­سازی تغییرات کاربری اراضی محدودة کلانشهر تبریز با استفاده از تصاویر ماهواره­ای چندزمانه­ای، ارزیابی چندمعیاری و سلول­های خودکار زنجیرةمارکوف (1417-1363)». فصل‌نامة مطالعات شهری، دورة 31، شمارة هشتم، صفحات 31-13.

6. هادوی، فرهاد (1389). بررسی توسعة کالبدی فضایی شهر زنجان جهت ساماندهی بهینة آن با استفاده از تکنیک GIS. پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه پیام نور واحد ساری.

7. حیدریان، پیمان (1392). مدل­سازی توسعة فضایی شهری با استفاده از تکنولوژی سامانه­های اطلاعات جغرافیایی و رگرسیون وزن‌دار مکانی کلان­شهر تهران. پایان‌نامة کارشناسی ارشد، رشتة سنجش از دور و GIS، دانشگاه شهید چمران اهواز.

8. لیلسند، تامس؛ کیفر، رالف (1380). پردازش رقومی تصاویر ماهواره­ای، ترجمة حمید مالمیریان، تهران، انتشارات سازمان جغرافیایی نیروهای مسلح تهران.

9. رضایی مقدم، محمدحسین؛ رضایی بنفشه، مجید؛ فیضی‌زاده، بختیار؛ نظم‌فر، حسین (1389). «طبقه­بندی پوشش اراضی/ کاربری اراضی بر اساس تکنیک شیء‌گرا و تصاویر ماهواره­ای، مطالعة موردی: استان آذربایجان غربی». پژوهش­های آبخیزداری، دورة هفتم، شمارة 87، صفحات 35-20.

10. زائری امیرانی، آزاده؛ سفیانیان، علیرضا (1390). «بررسی روند تغییرات پوشش اراضی و رشد جمعیت در محدودة شهر اصفهان با استفاده از سنجش از دور طی سال­های 1378-1366». همایشملیژئوماتیک، تهران.

11. Arekhi, S.; Niyazi, Y. (2009). “Comparing evaluation of remote sensing techniques for monitoring land use change, (Case study: Darehshar catchment, Ilam province)”. Journal - Range and Desert Research of Iran, 17(1), 74-93.

12. Arsanjani, J.; Helbich, M.; Kainz, W.; Darvishi Boloorani, A. (2013). “Integration of logistic regression, Markov chain and cellular automata models to simulate urban expansion”. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 21(5), 265-275.

13. Awotwi, A. (2009). “Detection of land use and land cover change in accra, ghana between 1985 and 2003 using landsat imagery“. Dissertation Division of Geoinformatics Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, 31(8), 54-59.

14. Brown, D. G.; Pijanowski , B. C.; Duh, J. D. (2000). “Modeling the relationships between land use and land cover on private lands in the Upper Midwest, USA”. Journal of Environmental Management, 59(6), 247-263.

15. Caldas, M.: Simmons, C.: Walker, R.: Perz, S.: Aldrich, S.: Pereira, R.: Leite, F.: Arima, E. (2010). “Settlement formation and land cover and land use change: a case study in the brazilian amazon”. Journal of American Latin Geography, 9(1), 125-144.

16. Coppedge, B. R.; Engle, D. M.; Fuhlendorf, S. D. (2007). “Markov models of land cover dynamics in a southern Great Plains grassland region”. Landscape Ecology, 22(9), 1383-1393.

17. Dewan, A. M.; Yamaguchi, Y. (2009). “Land use and land cover change in Greater Dhaka, Bangladesh: Using remote sensing to promote sustainable urbanization“. Applied Geography, 29(6), 390–401.

18. Eastman, J. R. (2006). IDRISI Andes. Guide to GIS and Image Processing. Clark Labs, Clark University, Worcester, MA. 

19. Fan, F.; Wang, Q.; Wang, Y. (2007). “Land use and land cover change in Guangzhou, China, from 1998 to 2003, based on Landsat TM/ETM+ imagery”. Sensors, 7(4), 1323-1342.                                                                                     

20. Gong, Wenfeng; Yuan, Li; Fan, Wenyi; Stott, Philip (2015). “Analysis and simulation of land use spatial pattern in Harbinprefecture based on trajectories and cellular automata-Markovmodelling”. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 34(3), 207-216.

21. Gontier, M.; Mörtberg, U.; Balfors, B. (2009). “Comparing GIS-based habitat models for applications in EIA and SEA”. Environmental Impact Assessment Review, 30(2), 8-18.

22. Haibo, Y.; Longjiang, D.; Hengliang, G.; Jie, Z. (2011). “Tai'an land use Analysis and Prediction Based on RS and Markov Model”. Procedia Environmental  Sciences, 10(4), 2625 – 2630.

23. Haack, B. N.; Rafter, A (2006). Urban Growth Analysis and Modeling in the Kathmandu Valley, Nepal. Habitat International, 30(4), 1056–1065.

24. Hathout, S. (2002). “The use of GIS for monitoring and predicting urban growth in East and West St Paul, Winnipeg, Manitoba, Canada”. Journal of Environmental Management, 66 (3), 229-238.

25. Jenerette, G. Darrel.; Wu, Jianguo (2001). “Analysis and simulation of land use change in the central Arizona-Phonix region, USA”. Landscape Ecology, 16(1), 611-626.

26. Joorabian Shooshtari, S. H. (2012). “Monitoring Land Cover Change, Degradation, and Restoration of the Hyrcanian Forests in Northern Iran (1977–2010)”. International Journal of Environmental Sciences, 3(3), 1038-1056.

27. Lambin, E. F.; Rounsevell, M. D. A.; Geist, H. J. (2000). “Are agricultural land-use models able to predict changes in land-use intensity?”. Agriculture, Ecosystems and Environment, 82(3), 321–331.

28. Mas, J. F.; Flores, J. J. (2008). “The application of artificial neural networks to the analysis of remotely sensed data (review article)”. International Journal of Remote Sensing, 29(2), 617-663.

29. Mountrakis, G.;. Im, J.; Ogole, C. (2011). “Support vector machines in remote sensing: A review”. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 13(1), 247–259.

30. Muñoz-Rojas, M.; De la Rosa, D.; Zavala, L. M.; Jordán, A.; Anaya-Romero, M. (2011). “Changes in land cover and vegetation carbon stocks in Andalusia, Southern Spain (1956–2007)”. Science of the total environment, 409(14), 2796–2806.

31. Nahuelhual, L.; Carmona, A.; Lara, A.; Echeverría, C.; González, M. E. (2012). “Land-cover Change to Forest Plantations: Proximate Causes and Implications for the Landscape in South-central Chile”. Landscape and Urban Planning, 107(1), 12-20.

32. Oommen, T. (2008). “An objective analysis of Support Vector Machine based classification for remote sensing”. Mathematical Geosciences, 40(2), 409–424.

33. Oñate-Valdivieso, F.; Sendra, J. B. (2010). “Application of GIS and remote sensing techniques in generation of land use scenarios for hydrological modeling”. Journal of Hydrology, 395(2), 256–263.

 34. Park, S.; Jeon, S.; Kim, S. H.; Choi, C. H. (2011). “Prediction and comparison of urban growth by land suitability index mapping”. Landscape and Urban Planning, using GIS and RS in South Korea, 99(3), 104-114.

35. Parker, D. C.; Manson, S. M.; Janssen, M. A.; Hoffmann, M. J.; Deadman, P. (2002). Malti agent systems for the simulation of land use and land cover change.

36. Pelorosso, R.; Leone, A.; Boccia, L. (2009). “Land cover and land use change in the Italian central Apennines: A comparison of assessment methods”. Applied Geography, 29(1), 35–48.

37. Perez-Vega, A. J.; Mas, A.; Ligmann-Zielinska (2012). “Comparing two approaches to land use/cover change modeling and their implications for the assessment of biodiversity loss in a deciduous tropical forest”. Environmental Modelling & Software, 29(1), 11-23.

38. Pistocchi, A.; Lu., Zi, L.; Napolitano, P. (2002). “The use of pre dictive modelling tec hniques for optimale xploitation of spatial databases: a case study in landslide hazard mapping with expert system-like methods”. Environmental Geology, 41(2), 1-24.

39. Pontius, R. G.; Schneider, L. C. (2001). “Land-cover change model validation by an ROC method for the Ipswich watershed, Massachusetts, USA. Agriculture”. Ecosystems and Environment, 85(3), 239-248.

40. Rahman, M. R.; Saha, S. K. (2009). “Spatial dynamics of cropland and cropping pattern change analysis using landsat tm and irs p6 liss iii satellite images with gis”. Geo-spatial Information Science. 12(2), 123–134.

41. Schulz, J. J.;, Cayuela, L.; Echeverria, C.; Salas, J.; Rey Benayas, J. M. (2010). “Monitoring land cover change of the dryland forest landscape of Central Chile (1975 - 2008)”. Applied Geography, 30(3), 436-447.  

42. Schulz, J. J. (2011). “Factors influencing vegetation cover change in Mediterranean Central Chile (1975–2008)”. Applied Vegetation Science, 14(4), 1-12.        

43. Thapa, R. B.; Murayama, Y. (2012). “Scenario Based Urban Growth Allocation in Kathmandu Valley, Nepal“. Landscape and Urban Planning, 105(1-2), 140-148

44. Theau, J. (2006). “Detection of changes using remote sensing: an Overview of principles and applications”. Geo-Spatial and Range Sciences Conference.

45. Václavík, T.; Rogan, J. (2009). “Identifying trends in land Use/Land cover changes in the context of post-socialist transformation in Central Europe”. GIS Science andRemote Sensing, 49(4), 1-32.

46. Volcani, A.; Karnieli, A.; Svoray, T. (2005). “The use of remote sensing and GIS for spatio- temporal analysis of the physiological state of a semiarid forest with respect to drought years”. Forest Ecology and Management, 215(1–3), 239–250.

47. Wu, Q., H.Q. Li, R. S., Wang, J., Paulussen, Y., He, M., Wang, B. H., Wang, Z (2006). “Monitoring and predicting land use change in Beijing”. Landscape and Urban Plan. 78(2), 322-333.

48. Zehtabian, G. H.; Tabatabai, M. R. (1999). “The Study process of desertification using satellite images and Geographical Information System”. Journal Desert, 4(2), 57-67.