مقدمه

زمین به عنوان یکی از منابع قابل دسترس بشر برای ادامه حیات، پدیدهای پویا و در حال تغییر است. جهت دادن این تغییرات به سمت و سوی مطلوب انسانها همیشه و در همه حال ممکن نیست.
فرسایش خاک یکی از همین تغییرات طبیعی است که امروزه به علت استفاده نابخردانه از اراضی توسط انسانها از وضعیت کند و طبیعی خود خارج شده و حالتی سریع و تشدید شونده یافته است. تأثیرات مستقیم فرسایش خاک بر زندگی انسانها به اشکال مختلفی خودنمایی میکند. از دسترس خارج شدن اراضی جنگلی، مرتعی و زراعی و کاهش بازده آنها، تشدید امکان بروز سیل، زمین لغزه و انباشتگی از رسوبات و در نهایت برگشتناپذیری برخی از این صدمات نمونهای از این تاثیرات نامطلوب است. جلوگیری از بروز این مسائل تنها با اعمال و اجرای اصول آبخیزداری و حفاظت خاک مقدور میگردد. اولین گام در حفاظت از خاکها، شناخت وضعیت فرسایش خاک در عرصه مورد نظر است. رسیدن به این شناخت برای عرصههای وسیع به ویژه با روش متداول و قدیمی مطالعات میدانی بسیار مشکل بوده و همین عامل دسترسی به این مهم را تاکنون میسر نساخته است. پژوهش و بررسی راه کارهای دیگری برای دستیابی هر چه سریعتر به شناخت وضعیت فرسایش خاک، مهمترین نیاز آبخیزداری است.

با عنایت به مطالعات انجام شده در سایر کشورها استفاده از دادههای سنجش از دور، برای نیل به این هدف بسیار مناسب میباشد.

همزمان با پیشرفتهای سریع فنآوریهای هواـ فضا و علوم کامپیوتر در عصر حاضر، کیفیت و دقت دادههای سنجش از دور نیز روز به روز در حال ترقی است. پرتاب ماهوارههای مختلف

منابع زمینی و هواشناسی با سنجندهها و اهداف گوناگون که در طول موجهای مختلف و با قدرت تفکیک فضائی، رادیومتری، طیفی و زمانی متفاوت از زمین تصویر تهیه میکنند؛ حجم عظیمی از اطلاعات و تصاویر را در اختیار کاربران قرار داده است. این عوامل نیز به نوبه خود باعث پیشرفت تکنیک های پردازش تصاویر١ شده است و محققین را به استفاده بهینه از این اطلاعات تشویق نموده است.

استفاده از پردازش رقومی تصاویر بعنوان یک ابزار کمکی از دهه ١٩٧٠ در نقشهبرداری خاک آغاز شد. بیشتر تحقیقات انجام شده به کمک تصاویر ماهوارهایی در زمینه فرسایش خاک در قالب طرحهای نقشهبرداری خاک انجام شده است. همچنین بیشتر مطالعات انجام شده در مورد فرسایش خاک که در آنها از GIS استفاده شده است با معادله جهانی فرسایش (USLE) و سایر مدلهای ارزیابی فرسایش (مانند PSIAC ، EPM،(…

سرو کار دارد.

ماتیو و همکاران (١٩٧٣)، از تصاویر چند طیفی هوائی برای بررسی کلاسههای مختلف فرسایش، در سریهای خاک استفاده کردند و در این بررسی از تکنیک ها و مدلهای کامپیوتری استفاده نمودند. نتایج حاصله با نقشههای تهیه شده از

۱ . Image Processing

Spot- XS
رئوفی و همکاران: بررسی کارآئی روشهای پردازش رقومی تصاویر ماهوارهای … ٧٩٩

عکسهای هوائی ٦٠٠٠ :١ مقایسه شد و نتایج بسیار رضایت بخشی بدست آمد.

کامینسکی و همکاران (١٩٧٩) از تصاویر سنجنده MSS و

تکنیکهای پردازش تصویر برای نقشهبرداری خاک استفاده کردند و مناطقی با فرسایش متوسط و شدید را شناسائی کردند، که تقریبا دارای همبستگی ١٠٠% با کلاسهای طیفی بودند. (یعنی با افزایش و یا کاهش شدت فرسایش، شدت بازتابش طیفی افزایش یا کاهش مییابد.

سابرت و همکاران (١٩٧٩) با استفاده از یک طبقهبندی نظارت نشده، یک نقشه از پوشش زمین تهیه کردند و آن را در تعیین محدودههای شدیدا فرسایش یافته در اراضی کشت شده در آمریکا، بسیار مفید ارزیابی کردند. این محققین پس از بررسیهای مختلف به این نتیجه رسیدند که حتی اگر تصور شود که خاکها ازمواد مادری متفاوتی منشاﺀ گرفته اند و یا انتشار جغرافیائی گستردهای دارند، باز هم ممکن است که خصوصیات و مشخصات ثابت فرسایش (مثل اشکال فرسایش) باعث انعکاس طیفی مشابهی در خاکها شود. کانیهای رسی، بافت خاک، آهن، رطوبت خاک و مواد آلی فاکتورهای مهمی هستند که میزان انعکاس طیفی خاک را کنترل میکنند.

گارلند (١٩٨١) در آفریقای جنوبی از عکسهای هوائی مادون قرمز سیاه و سفید و عکسهای هوائی پانکروماتیک با مقیاس ٢٠٠٠٠:١ به منظور شناسائی عوارض فرسایش خطی مثل گالیها استفاده نمود نتایج حاصل از این بررسی نشان میدهدکه برای برخی از کاربردها، عکسهای مادون قرمز، اطلاعات استخراج شده از عکسها را افزایش میدهد. همچنین استفاده از عکسهای پانکروماتیک نتایج بهتری نسبت به عکسهای مادون قرمز و عکسهای مرکب میدهد. هر چند که این اختلاف جزئی است.

اسپانر (١٩٨٣)، دادههای MSS و یک مدل رقومی ارتفاع (DEM) را در یک محیط GIS با هم ترکیب کرد. این روش، امکان طبقهبندی لندسکیپ بر اساس پستی و بلندی (شیب و ارتفاع) و تشخیص دقیق باغهای میوه و پوشش گیاهی طبیعی را امکان پذیر نمود، که این امکان با پردازش تنهای دادههای لندست امکان پذیر نیست. به کمک مدل رقومی ارتفاع (DEM)

سه پارامتر از شش پارامتر USLE را میتوان تعیین کرد (طول شیب، درجه شیب و پوشش ).

بوکو و والنزولا (١٩٨٨) با استفاده از تصاویر Spot، TM و GIS به بررسی فرسایش خندقی در منطقه مکزیکو پرداختند.
این محققین در نهایت با بررسیهای انجام شده به این نتیجه رسیدند که مناطق فرسایش یافته بدون نیاز به بارزسازی، مقدماتی مانند نسبتگیری، قابل طبقهبندی هستند. همچنین نه قدرت تفکیک مکانی بالای Spot و نه قدرت تکفیک TM

اجازه تشخیص بهتر مناطق فرسایش یافته را نمیدهد. ضمنا با استفاده از تصاویر Spot طبقهبندی بهتری بین کلاسهای مختلف فرسایش یافته میتوان انجام داد. (٢)

هیکی و همکاران (١٩٩٤) تلاش نمودند تا مشکل مدل USLE در محاسبه فاکتور LS را از طریق GIS حل کنند. آنها پس از تهیه مدل رقومی ارتفاعی (DEM) توانستند در محیط

GIS این فاکتور را محاسبه کنند.

جاگر (١٩٩٤)، در تحقیق خود در منطقهای در آلمان با استفاده از مدل USLE و قابلیتهای GIS، نسبت به محاسبه و برآورد میزان هدر رفت خاک اقدام کرد. در این تحقیق وی از مدل رقومی ارتفاع (DEM) برای محاسبه فاکتور LS در مدل

USLE استفاده نمود.

سوری و هوفیرکا (١٩٩٤) برای شناسائی فرسایش آبی تلفیقی از سنجش از دور و GIS را در اسلواکی بکار بردند. در این تحقیق، کلاسهای بدست آمده از طبقهبندی نظارت نشده

دادههای و پتانسیل فرسایش و رسوب از نظر

توپوگرافی که از دادههای DTM بدست آمده بود، با هم مقایسه شدند. این بررسی نشان میدهد که ترکیب کلاسهای طیفی خاک و دادههای DTM یک روش مفید و امید بخش برای شناسائی، نقشهبرداری و تفسیر توزیع مکانی خاکهای فرسایش یافته، میباشد.