اعتبارسنجی و پیش بینی سناریو محور تغییرات کاربری زمین های حوضه آبخیز بیرجند در افق ۱۴۰۴

سابقه و هدف: در حال حاضر آشکارسازی و مدل­سازی تغییرات کاربری زمین ­ها با استفاده از تصویر­های ماهواره­ای ابزاری سودمند برای درک تغییرات آینده محیط­ زیستی مرتبط با فعالیت ­های انسانی بحساب می ­آیند. پایش این تغییر­ها، ما را در درک درست از روند توسعه در گذشته و الگوهای آتی یاری می­ دهد و ابزار بسیار مهمی برای تجزیه و تحلیل دلیل­ ها و پیامدهای شکل­ گیری و گسترش کاربری ­ها بمنظور درک بهتر عملکرد سیستم های پوشش زمین­ ها، مدیریت پوشش زمین­ ها و شناسایی پهنه­ های حساس شناخته می­ شوند. ولی بکارگیری الگوهای پیش ­بینی شده نیازمند اعتبارسنجی و اصلاح مواردی است که مدل، قادر به پیش ­بینی آن ها نیست. در این پژوهش با استفاده از پردازش تصویر­های ماهواره­ای و مدل زنجیره خودکار مارکوف، تغییر­های کاربری زمین­ ها برای حوضه آبخیز بیرجند در افق ۱۴۰۴ مدل سازی ، پیش ­بینی و اعتبارسنجی شده است. مواد و روش­ ها: درتحقیق حاضر با استفاده از تصویر­های لندست ۷ ، سال ۲۰۰۰ و ۲۰۰۴ و لندست ۸، سال ۲۰۱۴ به آشکارسازی و مدل سازی تغییرات کاربری زمین­ ها پرداخته شده است. سپس به­ کمک مدل زنجیره خودکار مارکوف، تغییر­های کاربری زمین­ ها در سال ۲۰۱۴ پیش ­بینی و مدل­سازی شده است. به­ منظور اعتبارسنجی روش مدل­سازی، میزان توافق و توافق نداشتن نقشه پیش ­بینی و نقشه طبقه­ بندی شده براساس ضرایب مختلف کاپا (کاپای استاندارد، کاپای مکانی در سطح سلول و کلاس) برآورد شده است. با اعتبارسنجی صورت گرفته تغییر­ها در سال ۲۰۲۴ معادل با افق موردنظر با اعتبار نسبی بالایی، پیش­بینی شد. در نهایت به­ کمک شناسایی پیشران­ه ای اصلی توسعه، چهار سناریوی توسعه تدوین شد و از بین آن ها سناریوی محتمل مبتنی بر رشد جمعیت و میزان مساحت مورد نیاز انتخاب شد. نتایج و بحث: نتایج گویای این پژوهش در فرآیندهای آشکارسازی، اعتبارسنجی مدل، پیش­ بینی و اصلاح آن توسط سناریونویسی نشان داد که مساحت افزایش یافته در کاربری کشاورزی ۰.۵۲۵ کیلومتر مربع و کاربری شهری ۱۸.۹ کیلومتر مربع خواهد بود و با صحت بالای ۹۸ درصد شبیه ­سازی تغییرات کاربری آینده انجام شده است. از سویی دیگر با توجه به برآیند پیشران­ ها و مصاحبه با خبرگان متخصص، احتمال رخ دادن سناریوی شماره ۳ (وقوع ۷۰% تغییرات ادامه وضع موجود) بیشتر خواهد بود. همچنین از مقایسه ­ی دو نقشه در واحدهای مختلف روندی حاصل شد، که نشان­دهنده­ ی آن بود که با افزایش واحدهای مقایسه و دانه ­درشت ­شدن آن، مقدار توافق نداشتن موجود به سمت توافق بیشتر پیش می­ رود. همچنین ملاحظه می ­شود، کاپای مکانی در سلول و کاپای مکانی در کلاس و کاپای عدم اطلاعات دارای اعداد یکسان و متفاوت از کاپای استاندارد هستند. نتیجه­ گیری:  با توجه به نتایج به­ دست آمده، بعد مکانی- فضایی برای پیشرفت شهری سمت شمال شهر و به ­درستی تشخیص داده شده است. در عین حال میزان تغییرات کاربری کشاورزی و شهری- روستایی به میزان کمی، کمتر پیش ­بینی شده که در مورد کاربری کشاورزی این میزان را می ­توان به احداث تصفیه ­خانه آب و فاضلاب شهر نسبت داد و در مورد کاربری شهری این میزان به رشد شهری متفاوت در بازه ­های مورد بررسی برمی گردد. همچنین با وجود بالابودن اعتبار و دقت پیش ­بینی، برخی پیشران­ های اصلی توسعه دارای قابلیت پیش­ بینی در آینده، توسط مدل را نداشته اند. بنابراین پیشنهاد می ­شود در پژوهش ­های مربوط به پیش ­بینی تغییرات، افزون بر اعتبارسنجی شیوه مدل­سازی ، تنها به نتایج نهایی بسنده نشود، بلکه با درنظر گرفتن پیشران­ های توسعه به اصلاح نتایج حاصل از مدل نیز اقدام شود.

Keywords:

زنجیره خودکار مارکوف , اعتبارسنجی , پیش بینی , سناریو , حوضه آبخیز بیرجند