بکارگیری تصاویر ماهواره ای و پردازش شیء گرا در استخراج نقشه کاربری و پوشش زمین ها با هدف مدل سازی خدمات اکوسیستم (مطالعه موردی: استان لرستان)

Publish Year: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 310

This Paper With 24 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_SCJS-18-3_004

تاریخ نمایه سازی: 24 شهریور 1400

Abstract:

سابقه و هدف: با توجه به اهمیت ویژه نقشه های خدمات اکوسیستم در تصمیم گیری، رویکردهای مختلفی برای نقشه سازی خدمات اکوسیستم توسعه داده شده است. نرمافزار InVEST مبتنی بر مدلهایی است که داده کاربری و پوشش زمینها را با عرضه خدمات اکوسیستم مرتبط میسازد، به طوریکه کاربری زمینها، یک مولفه اساسی برای کلیه مدلها محسوب میشود. درحال حاضر فنآوری سنجش از دور یکی از تکنیک های برتر دراستخراج نقشه کاربری و پوشش زمینها با استفاده از دو روش پیکسل پایه و شیءگرا محسوب میشود. درحالیکه روش پیکسل پایه مبتنی بر طبقه بندی ارزشهای عددی تصویرهامی باشد،پردازش شیءگرای تصاویر به دلیل استفاده از مطالعات طیفی و مطالعات مربوط به بافت و محتوا نیز در فرآیند طبقه بندی از دقت باالاتری برخوردار است. به طوریکه کاربرد گسترده ای در تمامی بخشها از جمله علوم محیطی دارد.در این راستا پژوهش حاضر با هدف بکارگیری تصاویر ماهواره ای و پردازش شیءگرادر تهیه نقشه کاربری و پوشش زمینهای استان لرستان و مدلسازی خدمات زیستگاهی انجام شد. مواد و روشها: پژوهش با بکارگیری نرم افزارهای ۹.۰۱ eCognition و ۰.InVEST۳ طی چهار گام شامل آماده سازی الیه های مطالعاتی، پردازش شیءگرای تصویرهای ماهوارهای، طبقه بندی شیءگرا و در نهایت مدلسازی خدمات زیستگاهی انجام شد. تصاویر دو ماهوارهلند ست و سنتینلدر محیط نرم فزار eCognition فیوژن شده و در تلفیق با داده های مدل رقومی ارتفاع سنجنده ASTER مورد پردازش قرار گرفته است. سگمنت سازی به عنوان اولین مرحله طبقه بندی شیءگرا با استفاده از الگوریتم Segmentation Multiresolution انجام شد. به دلیل بزرگی منطقه مورد مطالعه و قدرت تفکیک مکانی  متوسط تصاویر لندست، تصاویر با مقیاس ۳۰ ،ضریب شکل ۰.۴ و فشردگی۰.۵ سگمنت سازی شد و بر اساس الگوریتم فازی اشتراک ،کاربری های مورد نظر  با استفاده از سنجه هایی نظیربافت ، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی  ، هندسه ، ترکیب سطوح خاکستری پیکسل و درجات روشنایی طبقه بندی شدند که در این رابطه الگوریتم طبقه بندی class Assign مورد استفاده قرار گرفت. سپس با مطابقت دادن نقشه مستخرج با ۱۳۰ نقطه تعلیمی،دقت و صحت طبقه بندی با ضریب کاپا مشخص شد. در ادامه نقشه کاربری و پوشش زمین ها به منظور مدلسازی خدمات زیستگاهی وارد نرم افزار InVEST شد. نتایج و بحث: نتایج و آمار به دست آمده برای دقت و صحت طبقه بندی با پردازش شیءگرا نتایج قابل قبولی را بیان کرد به طوریکه ضریب کاپای طبقه بندی معادل ۰.۹۳ برآورد شد. در محدوده مورد مطالعه طبقات کاربری و پوشش زمین ها در شش طبقه شامل کشاورزی آبی و دیم، جنگل، مرتع، منطقه های انسان ساخت و منبع های آب تهیه شدند. بنابر نتایج،مرتع هاو جنگل با درصد مساحت ۳۹.۸ و ۳۳ درصد بیش از ۷۲.۸ درصد سطح استان لرستان را به خود اختصاص داده اند. از جمله مشکلات تهیه نقشه کاربری زمین ها به عدم توانایی تصاویر ماهوارهای لندست با ابعاد پیکسلی ۳۰ متری در تفکیک زارعت دیم، مرتع ها و جنگلهای کمتراکم به دلیل تشابه طیفی آنها و همچنین منطقه های روستایی به دلیل سطح کوچک آنها اشاره نمود. بنابراین سعی شد که با استفاده از تغییر ویژگی های سگمنت نظیر شکل، تن، بافت و همچنین مطالعات جانبی این محدودیت برطرف شود. برای هر طبقه کاربری زمین ها درجه مطلوبیت زیستگاه در نظرگرفته شد. همچنین حساسیت هریک از تیپ های زیستگاه به تهدیدات موردنظردر منطقه موردمطالعه وزن دهی شد. عاملهای تهدید انسانی موثر بر کیفیت زیستگاه در سه گروه زمینهای کشاورزی، منطقه های مسکونی و جاده هاقرار گرفتند. در نهایت با اجرای مدل، سنجه کیفیت زیستگاه با ارزشی بین صفر تا یک حاصل شد. نتیجه گیری: رویکردهای مختلفی برای نقشه سازی خدمات اکوسیستم وجود دارد که یکی از آنها استخراج مطالعات خدمات اکوسیستم به طور مستقیم از نقشه های کاربری و پوشش زمینها است. چنین رویکردی برای آن دسته از منطقه های بزرگ مقیاس مناسب است که از نظردادههای دردسترس و نیروی متخصص محدودیت دارند و خدمت مورد بررسیبهطور مستقیم با کاربری زمین ها مرتبط است.

Authors

زهرا اسدالهی

گروه محیط زیست و شیلات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

مصطفی کشتکار

گروه برنامه ریزی و طراحی محیط زیست، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

ضیاءالدین باده یان

گروه جنگل، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • Asadolahi, Z., Salmanmahiny, A., Sakieh, Y., Mirkarimi, S.H., Baral, H. ...
  • Baban, S.M. and Wan Yusof, K., ۲۰۰۱. Mapping land use/cover ...
  • Bagstad, K.J., Semmens, D.J., Waage, S. and Winthrop, R., ۲۰۱۳. ...
  • Balvanera, P., Castillo, A. and MartÍnez-Harms, M.J., ۲۰۱۱. Ecosystem Services ...
  • Batista e Silva, F., Lavalle, C. and Koomen, E., ۲۰۱۳. ...
  • Burkhard, B., Kroll, F., Müller, F. and Windhorst, W., ۲۰۰۹. ...
  • Costanza, R., de Groot, R., Sutton, P., van der Ploeg, ...
  • Eigenbrod, F., Armsworth, P.R., Anderson, B.J., Heinemeyer, A., Gillings, S., ...
  • Feizizadeh, B. and Helali, H., ۲۰۱۰. Comparison pixel-based, object-oriented methods ...
  • Feizizadeh, B., Jafari, F. and Nazmfar, H., ۲۰۰۸. Application of ...
  • Feizizadeh, B., Khedmatzadeh, A. and Nikjoo, M., ۲۰۱۸. Micro-classification of ...
  • Ghorbani, R., Poormohamadi, M. and Mahmoudzadeh, H., ۲۰۱۳. Ecological Approach ...
  • Haines-Young, R., Potschin, M. and Kienast, F., ۲۰۱۲. Indicators of ...
  • Han, Y., Kang, W., Thorne, J. and Song, Y., ۲۰۱۹. ...
  • He, J., Huang, J. and Li, C., ۲۰۱۷. The evaluation ...
  • Healy, M. and Secchi, S., ۲۰۱۶. A comparative analysis of ...
  • Keshtkar, M., ۲۰۱۸. Land sustainable planning based on strategic assessment ...
  • Lavalle, C., Baranzelli, C., e Silva, F.B., Mubareka, S., Gomes, ...
  • Maes, J., Egoh, B., Willemen, L., Liquete, C., Vihervaara, P., ...
  • Millennium Ecosystem Assessment, ۲۰۰۵. Ecosystems and Human Well-Being: Scenarios: Findings ...
  • Mobarghaei, N., ۲۰۰۸. Presentation and application of spatial evaluation model ...
  • Nahlik, A.M., Kentula, M.E., Fennessy, M.S. and Landers, D.H., ۲۰۱۲. ...
  • Niquisse, S., Cabral, P., Rodrigues, A. and Augusto, G., ۲۰۱۷. ...
  • Rezaei Moghadam, M., Rezaeibanafshe, M. and Feizizadeh, B., ۲۰۱۰. Land ...
  • Sharp, R., Chaplin-Kramer, R., Wood, S., Guerry, A., Tallis, H. ...
  • Statistical Yearbook of Lorestan, ۲۰۱۴. Available online at: https://www.amar.org.ir ...
  • Vihervaara, P., Kumpula, T., Tanskanen, A. and Burkhard, B., ۲۰۱۰. ...
  • Yan, G., ۲۰۰۳. Pixel Based and Object Oriented Image Analysis ...
  • Zarandian, A., Baral, H., Stork, N.E., Ling, M.A., Yavari, A.R., ...
  • Zulian, G., Paracchini, M.L., Maes, J. and Liquete, C., ۲۰۱۳. ...
  • نمایش کامل مراجع