علوم آب و خاک

---

نقشه‌های پوشش اراضی حاصل از تصاویر ماهواره‌ای نقش مهمی در ارزیابی‌های منطقه‌ای و ملی پوشش اراضی ایفا می‌کنند. به منظور مقایسه روش‌های طبقه‌بندی‌کننده حداکثر مشابهت و حداقل فاصله از میانگین در تهیه نقشه پوشش اراضی از داده‌های سنجندهLISS-III ماهواره IRS-P6 در بخش غربی شهر اصفهان، مربوط به تاریخ 18مرداد 1387 استفاده گردید. ابتدا تصویر LISS-III با خطای جذر میانگین مربعات کمتر از یک پیکسل زمین مرجع شد. پس از تهیه تصویر رنگی و محاسبه شاخص واگرایی نمونه‌های تعلیمی، طبقه‌بندی تصویر با استفاده از الگوریتم‌های حداکثر مشابهت و حداقل فاصله از میانگین انجام شد و 6 کلاس رودخانه، اراضی بایر، اراضی کشاورزی، مناطق شهری، اتوبان و برون‌زدگی سنگی استخراج شد. نتایج طبقه‌بندی نشان داد کلاس مناطق شهری پوشش غالب در منطقه بوده و 1/6821 هکتار از منطقه معادل 9/38 درصد را به خود اختصاص می‌دهد. بررسی صحت روش‌ها براساس ضریب کاپا و صحت کلی، با استفاده از تجزیه و تحلیل ماتریس خطا صورت گرفت. بر طبق نتایج به دست آمده، صحت کلی برای طبقه‌بندی کننده حداکثر مشابهت 9/94 درصد و حداقل فاصله از میانگین 2/85 درصد می‌باشد. نتایج نشان می‌دهد که طبقه‌بندی کننده حداکثر مشابهت نسبت به روش حداقل فاصله از میانگین برتری دارد.

---

در میان آلاینده‌های محیطی، فلزات سنگین به دلیل غیرقابل تجزیه بودن و اثرات فیزیولوژیکی که بر موجودات زنده در غلظت‌های کم دارند، از اهمیت خاصی برخوردارند. این عناصر به دلیل تحرک کم به مرور در خاک انباشته می‌شوند. انباشت این عناصر در خاک در نهایت باعث ورود آنها به چرخه غذایی و تهدید سلامت انسان و سایر موجودات می‌شود. لذا بررسی توزیع غلظت عناصر سنگین جهت پایش آلودگی خاک و حفظ کیفیت محیط زیست ضروری است. این تحقیق با هدف بررسی اثر کاربری اراضی کشاورزی و زمین‌شناسی بر میزان غلظت فلزات سنگین و نقشه پهنه‌بندی آلودگی خاک با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده، سیستم اطلاعات جغرافیایی و زمین آمار انجام گرفت. با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی طبقه‌بندی شده، تعداد 135 نمونه خاک سطحی (20- 0 سانتی‌متری) از منطقه‌ای به وسعت7262 کیلومتر مربع جمع‌آوری و غلظت کل عناصر نیکل،کروم وکبالت و خصوصیات خاک شامل pH، ماده آلی و بافت آنها اندازه‌گیری شد. میانگین غلظت عناصر 7/22 ± 9/88Cr:، 5/3±6/17Co:، 7/17 ± 1/63Ni: میلی‌گرم بر کیلوگرم به‌دست آمد و میانگین اسیدیته 8/7 می‌باشد که نشان‌دهنده قلیایی بودن خاک منطقه مورد مطالعه است. برای پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین از روش‌های زمین آمار استفاده شد و با کمک آنالیز همبستگی مکانی، مناسب‌ترین روش پهنه‌بندی با استفاده از توابع قدرمطلق میانگین خطا و میانگین اریبی خطا انتخاب گردید. نقشه پهنه‌بندی غلظت فلزات سنگین کروم، کبالت و نیکل با استفاده از روش کریجینگ معمولی و مدل نمایی تهیه شد. تجزیه و تحلیل نقشه پهنه‌بندی فلزات سنگین با کمک نقشه‌های زمین‌شناسی و کاربری اراضی نشان داد که پراکنش عناصر کروم، کبالت و نیکل با طبقات زمین‌شناسی مطابقت دارد. اما با الگوی کشاورزی مطابقت نداشت. از سوی دیگر با بررسی غلظت نمونه‌های واقع در مناطق بکر و دور از دسترس انسان به تفکیک طبقات سنگ بستر، مشخص شد در سنگ بسترهای شیل، ماسه سنگ، سنگ دگرگونی و سنگ آهک به‌طور طبیعی غلظت این عناصر بالا می‌باشد. یافته‌های این تحقیق اطلاعات مناسبی را در مورد توزیع غلظت فلزات سنگین کروم، کبالت و نیکل در منطقه مورد مطالعه ارائه می‌کند که می‌تواند به فرآیندهای پایش و ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در اراضی کشاورزی منطقه مورد بررسی کمک کند.

---

کسب آگاهی و دانش در رابطه با الگوی کشت و سطح زیر کشت نقش مهمی را در مدیریت اراضی کشاورزی و برآورد میزان تولید خالص ایفا می‌کند. ترکیب نتایج حاصل از مشاهدات و اندازه‌گیری‌های زمینی با داده‌های سنجش از دور می‌تواند نقشه‌های به ‌هنگام از سطح زیر کشت محصولات ارائه نماید این امر برای تعریف واحدهای مدیریت و نیل به کشاورزی دقیق ارزشمند است. استفاده از شاخص‌های پوشش گیاهی که امروزه در سطح وسیعی از آنها استفاده می‌شود نیز می‌تواند برای کمی کردن تولید خالص سالانه در مقیاس‌های متفاوت و جهانی و تفکیک پوشش گیاهی در مقیاس‌های قاره‌ای، جهانی و ناحیه‌ای به ‌کار گرفته شود. تحقیق حاضر با انگیزه یافتن روشی سریع همراه با دقتی قابل قبول برای شناسایی و طبقه‌بندی سطح زیر کشت اراضی کشاورزی، اعمال آنالیز جبر بولین و طبقه‌بندی نظارت نشده بر روی شاخص‌های مختلف گیاهی حاصل از سه سری زمانی تصاویر ماهواره IRS P6 از سنجنده AWiFS را مورد استفاده قرار داده است. درمنطقه مورد مطالعه استان همدان براساس تفاوت اقلیمی و تفاوت در کاشت و برداشت، 3 سری زمانی 15 فروردین، 8 اردیبهشت و 28 مرداد بهترین سری‌های زمانی تشخیص داده شدند. نتایج ارزیابی صحت نقشه‌های الگوی کشت به-دست آمده از اعمال آنالیز جبر بولین و طبقه‌بندی نظارت نشده بر روی ترکیب باندی شاخص‌های گیاهی حاصل از سه سری زمانی تصاویر نشان داد که دقت و صحت نقشه‌های الگوی کشت حاصل از اعمال آنالیز جبر بولین بر روی شاخص‌های گیاهی حاصل از دو سری زمانی تصاویر ماهواره‌ای بیشتر از نتایج حاصل از طبقه‌بندی نظارت نشده ترکیب شاخص‌های گیاهی حاصل از سه سری زمانی تصاویر ماهواره‌ای بود. اما روش دوم نسبت به روش اول به دلیل صرف زمان کمتر برای تعیین حد آستانه و تفکیک پوشش سبز و غیرسبز و هم‌چنین پیچیدگی کار با جبر بولین، ساده‌تر می‌باشد.

---

از داده‌های سنجنده LISS IV، ماهواره IRS-P6برای تهیه نقشه کاربری اراضی دشت سگزی واقع در شرق اصفهان استفاده شد که مساحت منطقه مورد مطالعه 22121 هکتار می باشد. تصاویر باند 2 (سبز)، باند 3 (قرمز) و باند 4 (مادون قرمز نزدیک) سنجنده LISS IV با دقت زمینی 8/5 متر، با روش نزدیک‌ترین همسایه و مدل هندسی چند جمله‌ای درجه یک با RMSE حدود 3/0 پیکسل به نقشه توپوگرافی 1:25000 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 6 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 89% و دقت کلی92% 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 1:25000 توپوگرافی می‌تواند کاربرد داشته باشد.