علوم آب و خاک

---

در حال حاضر با پیشرفت فن‌آوری، استفاده از داده‌های ماهواره‌ای به علت برداشت پوشش تکراری،‌ یکپارچه بودن اطلاعات، تهیه اطلاعات در قسمت‌های مختلف طیف الکترومغناطیس و امکان به‌کارگیری سخت‌افزارها و نرم‌افزارها در دنیا با استقبال خاصی روبه‌رو شده است. هدف پژوهش حاضر عبارت است از: بررسی قابلیت داده‌های سنجنده TM، ماهواره لندست برای تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز بازفت (استان چهارمحال بختیاری). برای تهیه نقشه کاربری اراضی ،‌داده‌های شش باند TM ماهواره لندست ۵ به تاریخ ۲۰ اردیبهشت ماه سال ۱۳۷۷ مورد استفاده قرار گرفت. تصحیح هندسی با ۰۰۸/۱ = RMSE پیکسل حاصل آمد. روش‌های مختلف بارزسازی شکل (FCC، فیلترها وشاخص‌های گیاهی) استفاده شد و کاربری های مختلف زمینی مورد بررسی قرار گرفت.منطقه با استفاده از GPS، نقشه‌های توپوگرافی با مقیاس ۵۰۰۰۰ : ۱ و اطلاعات جانبی دیگر مورد بازدید صحرایی قرار گرفت. واحدهای کاربری اراضی مختلف با ۶۲ کوادرت بررسی گردید و درصد تاج پوشش گیاهی تخمین زده شد. با استفاده از رگرسیون بین درصد تاج پوشش گیاهی و مقادیر شاخص‌های گیاهی NDVI، RVI،PVI، SAVI، DVI، TSAVI_۱، NRVI، MSAVI_۲ و اعمال تفکیک تاری بر آنها، نقشه‌های کاربری اراضی ایجاد گردید. بین شاخص‌های گیاهی و درصد تاج پوشش گیاهی، هم‌بستگی بالایی وجود داشته است. شاخص‌های NDVI، SAVI، NRVI،TSAVI_۱ و MSAVI_۲ ضریب هم‌بستگی بالایی را با درصد تاج پوشش گیاهی داشته‌اند. سه شاخص RVI،DVI،PVI ضرایب هم‌بستگی کمتری را نسبت به شاخص‌های فوق‌الذکر داشته‌اند. پس از اعمال طبقه‌بندی‌های نظارت شده، صحت نقشه تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت و نقشه نهایی کاربری اراضی به روش هیبرید تولید گردید. طبقه‌بندی نظارت شده با روش بیشترین شباهت، با کاپای کلی ۸۷ درصد، بهترین نتیجه را برای تهیه نقشه کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه داده است. بر اساس این پژوهش داده‌های رقومی TM قابلیت زیادی برای تهیه نقشه‌ کاربری اراضی در منطقه مورد بررسی دارند. تفکیک بعضی کلاس‌های کاربری اراضی مانند جنگل با زیر اشکوب دیم ، گراس‌های یک‌ساله و اراضی آیش با داده‌های یک زمانه TM مقدور نشد. هم‌چنین داده‌های رقومی TM ، قابلیت جداسازی مناطق مسکونی روستایی پراکنده و جاده‌های خاکی منطقه مورد مطالعه را ندارند.

---

برای تعیین سطح زیر کشت شالیزارهای منطقه اصفهان، از داده‌های رقومی ماهواره‌ IRS-۱D هند (سنجنده‌های PAN ، LISS III و سری زمـانی WiFS) استفـاده شـد. تصحیحـات مختلف شامـل هنـدسی، اتمسفریک، رادیومتریک و توپوگـرافی بر روی تصـاویر مربوط به سال‌هـای ۲۰۰۳ و ۲۰۰۴ اعمـال گردیـد. در این مطالعه پیش پردازش‌هـای لازم و آنالیزهـای مختلف از جمله آنالیزهـای ترکیبـات مربوط به تصاویر سری زمانی و هم‌چنین نمونـه بـرداری‌های میـدانی برای سال‌های ۲۰۰۳ و ۲۰۰۴ صورت گرفت. با انتخاب نواحی تعلیمی مناسب در تصاویر مختلف اقدام به طبقه بندی نظارت شده تصاویر گردید. از باند مادون قرمز موج کوتاه و شاخص آب (Normalized Difference Water Index (NDWI نیز برای بررسی امکان تعیین مناطق شالیکاری استفاده گردید. علاوه بر شالیزارها، اراضی کشاورزی غیر شالی، اراضی رهاشده، شوره‌زارها و رخنمون سنگی در تصاویر LISS III و با کمک تصویر PAN، مناطق شهری و نیز جاده‌ها قابل شناسایی گردیدند. با تشکیل جدول ماتریس خطا، دقت کلی طبقه بندی ۹۱ درصد و کاپای کلی ۸۹ درصد به دست آمد. مساحت زیر کشت شالیزارها نیز حدود ۱۹۵۰۰ هکتار در سال ۲۰۰۳ میلادی برای سنجنده LISS III و۲۰۴۵۰ هکتار برای سنجنده WiFS و در سال ۲۰۰۴ میلادی ۲۱۶۷۰ هکتار برای سنجنده WiFS تعیین گردید. با انجام این مطالعه مشخص شد که می‌توان داده‌های LISS III را برای تشخیص و تعیین دقیق سطح زیر کشت شالیکاری و داده‌های سنجنده WiFS برای تخمین سطح با دقت تقریباً قابل قبول استفاده کرد.

---

برف یکی از منابع بزرگ آب در بیشتر نقاط دنیا می‌باشد. آب معادل پوشش برفی حدود یک سوم از آب مورد نیاز برای فعالیت‌های کشاورزی و آبیاری را در سراسر کره زمین تأمین می‌کند. برآورد میزان آب و یا محتوای آبی پوشش برفی و تخمین رواناب ناشی از ذوب برف یک از فعالیت‌های عمده هیدرولوژیست‌ها به‌حساب می‌آید. برای محاسبه رواناب ناشی از ذوب برف، روش‌های مختلفی ارائه و پیشنهاد شده است که اکثر این روش‌ها نیاز به پایش پیوسته سطح پوشیده از برف دارند. امروزه پایش مداوم این سطح توسط داده‌برداری‌های ماهواره‌ای و با استفاده از روش‌های مبتنی بر سنجش از دور صورت می‌گیرد. تصاویر ماهواره‌ای MODIS به‌دلیل دقت زمینی بهتر(۲۵۰ متر) و تعداد باندهای بیشتر برای این منظور مناسب‌تر از تصاویر سنجنده‌های دیگر مانند NOAA می‌باشد. به همین علت در این تحقیق برای تهیه نقشه پوشش برفی از تصاویر MODIS و شاخص NDSI استفاده شد. یکی از مشکلات عمده در پایش سطوح برف‌دار ابری بودن سطح منطقه است، بنابراین در این پژوهش به کمک مدل رقومی ارتفاعی منطقه( DEM) و ایجاد روابط رگرسیون میان درجه حرارت، ارتفاع و تصویر جهت شیب، تغییرات سطوح برف‌دار در تاریخ‌هایی که تصاویر MODIS موجود نبود یا به‌عبارت دیگر تصاویر ابری بودند، به‌دست آمد. بدین منظور برای روز ۵ اسفند ۱۳۸۲ که دارای تصویر مناسب بود از این روش سطح پوشیده از برف برآورد گردید که در مقایسه با تصویر مذکور درستی و صحت روش مورد استفاده، تأیید گردید.

---

از داده‌های سنجنده LISS IV، ماهواره IRS-P۶برای تهیه نقشه کاربری اراضی دشت سگزی واقع در شرق اصفهان استفاده شد که مساحت منطقه مورد مطالعه ۲۲۱۲۱ هکتار می باشد. تصاویر باند ۲ (سبز)، باند ۳ (قرمز) و باند ۴ (مادون قرمز نزدیک) سنجنده LISS IV با دقت زمینی ۸/۵ متر، با روش نزدیک‌ترین همسایه و مدل هندسی چند جمله‌ای درجه یک با RMSE حدود ۳/۰ پیکسل به نقشه توپوگرافی ۱:۲۵۰۰۰ منطقه ثبت داده شد. برای آنالیز داده‌ها روش‌های مختلف پردازش تصویر نظیر طبقه‌بندی نظارت‌شده و نظارت‌نشده، تجزیه مؤلفه‌های اصلی، فیلتر‌گذاری و شاخص گیاهی NDVI روی داده‌های ماهواره‌ای اعمال گردید. در نهایت نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش هیبرید به دست آمد. نقشه حاصل ۶ کاربری ارضی زیر را به خوبی تفکیک نمود: اراضی کشاورزی، زمین‌های بایر، اراضی به‌هم‌خورده، زمین‌های تاغ‌کاری(Haloxylon amodendron)، خطوط ارتباطی و جاده‌ها، مناطق مسکونی و محل‌های صنعتی. این نقشه دارای ضریب کاپای ۸۹% و دقت کلی۹۲% است. زمین‌های بایر در این منطقه اراضی با پوشش گیاهی طبیعی ولی بسیار ضعیف را شامل می‌شود که جزو بیابان‌های طبیعی محسوب می‌گردند. زمین‌هایی که در اثر فعالیت کوره‌های آجرپزی، توپوگرافی طبیعی زمین به‌هم‌خورده و به‌دنبال آن پوشش گیاهی کاملاً از ‌بین ‌رفته، اراضی تخریب‌شده محسوب می‌شود؛ این اراضی جزو مناطق بیابانی مصنوعی منظور می‌گردد. داده‌های این سنجنده برای تفکیک انواع کاربری‌های مطالعه شده به‌خصوص در رقومی‌سازی جاده‌ها توانائی بالایی دارد، بدین‌ترتیب داده‌های این سنجنده برای تصحیح نقشه‌های ۱:۲۵۰۰۰ توپوگرافی می‌تواند کاربرد داشته باشد.