پیشگفتار
انسان پس از سالها تجربه پی برد که برای جلوگیری از فقر و ضایع شدن منابع طبیعی ، باید به همراه طبیعت حرکت نموده و از سرزمین خود به اندازه توان و پتانسیل تولیدی آن بهره برداری نماید .
امروزه ، افزایش جمعیت و بروز تحولات عمده در بهره برداری و نیز توسعه تکنولوژی ، انسان را به فکر یافتن شیوه هایی نوین جهت بهره برداری بهینه و پایدار از سرزمین انداخته است .

فن استفاده از هوا و فضا برای جمع آوری اطلاعات زمین و مطالعه و شناسایی این منابع برای تماس فیزیکی با آنها ، امروزه به عنوان تکنولوژی سنجش از دور (Remote Sensing ) ، به صورت گسترده مورد استفاده کشورهای مختلف به خصوص کشورهای قدرتمند قرار می گیرد.
و در زمانهای کوتاه ، حجم قابل توجهی از اطلاعات زمینی ، جمع آوری شده و در برنامه ریزی های مختلف به عنوان اطلاعات پایه ای و مبنا مورد استفاده قرار می گیرد .

با توجه به پوشش وسیع تصاویر ماهواره ای و به ویژه تکراری بودن آنها امروزه از چنین تصاویری در مطالعات مختلف منابع زمینی و تهیه نقشه های گوناگون از جمله :
به هنگام کردن نقشه های موجود ، بررسی تغییرات پدیده های زمینی و کنترل آنها ، تهیه نقشه های کاربری اراضی و قابلیت اراضی ، کنترل فرسایش خاک و کویر زدایی.

 

مطالعه آبهای سطحی و شبکه رودخانه ها و بررسی تغییرات آبهای ساحلی ، شناسایی مناطق دستخوش آفات و بیماریهای گیاهی و مناطق آتش سوزی ، شناسایی معادن ، کنترل مناطق شهری و نحوه گسترش شهر ها، بررسی آلودگی آبها ، راه سازی و….. استفاده می گردد .
اکنون بسیاری از کشورهای جهان با درک کامل اهمیت ورود و دستیابی به تکنولوژی فضایی و بهره برداری های صلح آمیز از منابع زمین و حفظ امنیت ملی خود به طریق گوناگون اقدام نموده اند .

بنابراین در این راستا و با توجه به اهمیت تصاویر ماهواره ای و اطلاعات استخراج شده از آن و کاربردهای فراوانی که در زمینه های مختلف دارد .
این تحقیق که جهت استخراج اطلاعات از تصاویر ماهواره ای و نیز ایجاد بستر GIS انجام گرفته در اختیار پژوهشگران و کاربران مختلف قرار می گیرد .
امید است قدمی در راستای گسترش این رشته علمی برداشته شده باشد .
مقدمه :
تحولات و دگرگونی های فراوان منجر به ایجاد بحران های متعددی در سطح زمین گردیده است . هر چند تحول انسان و بهره برداری های وی از منابع طبیعی به شدیت به یکدیگر وابسته اند (D.P.Rao& S.K.Subramanian,1999)
کاهش شدید و توزیع نامتعادل منابع ، افزایش سریع جمعیت ، مهاجرت و توسعه شهر ها ، بیابان زدایی و جنگل زدایی و تهدید گونه های متنوع گیاهی و جانوری ، بخشی از مشکلات عظیم زیست محیطی پرخطر انسانها است.
جاری شدن مکرر سیل طی سالهای اخیر در ایران ، وقوع زمین لرزه ، آلودگی شهرهای بزرگ و رشد بی رویه شهرها و از جمله تهران ، ازبین رفتن سطح وسیعی از جنگل های کشور ، بیابان زدایی و متروکه ماندن کشتزارها به دلیل مهاجرت روستاییان به شهرها ، واردات مواد غذایی و آلودگی های حاصل از صنایع بزرگ در کشور و مشکلات اجتماعی و اقتصادی و فرهنگی ناشی از آن و بسیاری مشکلات زیست محیطی دیگر ، شرایطی بسیار جدی را پیش روی قرار داده است.
و بعید نیست که به از دست رفتن همه موجودی زمین های حاصلخیز کشور در کمتر از نیم قرن آینده بیانجامد ( دهنمایی ؛ ۱۳۷۱).
استفاده غیر منطقی از سرزمین ، منشاء بسیاری از این بحران ها بوده است . عدم علم و آگاهی کافی در رابطه با نوع استفاده از سرزمین همراه با ضعف مدیریت یا روش بهره برداری نادرست از منابع طبیعی ، از جمله عللی هستند که استفاده غیر منطقی از سرزمین را باعث گردیده .
بنابراین انسان امروز ، نیازمند تفکری عقلانی در مورد کاهش بحران ها و اعمال مدیریت صحیح و برقراری ارتباط درست و اصولی با محیط طبیعی برای ایجاد تعادل در نوع استفاده از سرزمین و امکان برنامه ریزی مناسب تر برای توسعه است .

بی شک شهر نشینی و شهرسازی را ، به خصوص پس از دوران صنعتی ، باید یکی از مهم ترین عوامل تخریب و آلودگی محیط زیست برشمرد .
رشد فیزیکی شهرها ، اراضی مرغوب کشاورزی را بلعیده و از بین برده است و متأسفانه بسیاری از شهرهای کشورما ، در مراحل اولیه شکل گیری ، با هدف استفاده از خاک های مرغوب برای زراعت در کنار یا در اراضی مرغوب استقرار یافته اند .
در یک سرزمین ، نحوه سازماندهی و سیمای محیط های طبیعی و انسانی ساخت ، باید آیینه تمام نمای چگونگی روند توسعه ملی در آن سرزمین باشد .
از این دیدگاه ، برای شناخت میزان توسعه یافتگی یک سرزمین ، اساساً چندان نیازی نیست که به برنامه ها و اهداف معمولاً بلند پروازانه توسعه ملی مراجعه شود .
مشاهده و بررسی محیط زیست سرزمین و بررسی چند شهر و روستا یا چند منطقه کشاورزی و صنعتی به عنوان نمونه ، خود می تواند گویای وضعیت توسعه یافتگی آن سرزمین باشد .
بنابراین ، هرگاه هدف نهایی توسعه ، فراهم آوردن زمینه فرصتهای مناسب برای افزایش کیفیت زندگی و شکوفایی استعدادهای مادی و معنوی جامعه قلمداد شود .

سازماندهی محیط زیست نیز باید در جهت عینیت بخشیدن به این هدف یا حداقل آثار تلاش در جهت نیل به آن در جای جای سرزمین باشد .
به عبارت دیگر ، ساخت فیزیکی محیط باید نشانگر جریان توسعه باشد . برقرار کردن هماهنگی میان اهداف توسعه و بستر فیزیکی ، همچنین بستر اجتماعی – فرهنگی آن ضرورتی اجتناب ناپذیر است .هر چه ، فاصله میان اهداف توسعه و بستر فیزیکی آن بیشتر باشد ، دستیابی به اهداف توسعه نیز دشوارتر می شود .

در ایران ، یکی از علل عدم پیشرفت برنامه های توسعه ، وجود همین فاصله و خلائی عظیم میان اهداف توسعه و بستر آن است ( رهنمایی ؛ ۱۳۷۱).
با روند کنونی توسعه ، امروزه گسترش ساخت کالبدی شهرها نیز به نوعی بیابان زایی تعبیر می شود ، زیرا در اینجا نیز درست مانند بیابان ها انواع مصالح ساختمانی سطح خاک را می پوشانند و برای همیشه ارزش تولیدی کشاورزی آنرا ساقط می کنند

شهرهای بزرگی چون تهران اکولوژی محدوده طبیعی خود را نیز کاملاً تغییر داده اند ( قراگوزلو ؛ ۱۳۸۴ ).
امروزه برنامه ریزی و مدیریت فضاهای شهری و روستایی نیازمند اطلاعات دقیق فضایی در زمانهای متوالی مختلف از طرح تغییرات کاربری های اراضی است.
پایش این تغییرات ، برنامه ریزان و تصمیم گیران اطلاعات مورد نیاز را درباره وضعیت فعلی توسعه و طبیعت تغییرات رخ داده نمایان می سازد.

و سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی ، ابزار اساسی برای تجزیه و تحلیل کلی این تغییرات و داده های پوشش سطح زمین و تغییرات مورد نیاز را فراهم می کند ( R.Knigam ,2001).

تصاویر حاصل از ماهواره ها را میتوان برای مشاهدات مناطق وسیعی که دسترسی به آنها در سطح زمین دشوار است و نیز برای پایش تغییرات در توزیع مناطق طبیعی در سرزمین به کاربر (S.J.Connor,M.CThomson,S,2002)
کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی به منظور تهیه نقشه های کاربری اراضی و پوشش های سرزمین و بررسی تغییرات کاربری ها طی دوره های زمانی مختلف از مسائل مطرح و مهم روز کشورهای گوناگونی است که در راستای توسعه پایدار گام بر می دارند ( قراگوزلو ، ۱۳۸۴).
اکنون تصاویر ماهواره ای بوسیله سنجنده های موجود در ماهواره تهیه می شوند . برخی از ماهواره ها مانند لندست (Landsat) و اسپارت (Spot) به این شیوه عمل می کنند که در یک دوره زمانی پوششی متناوب از هر ناحیه ارائه می دهند .

سنجنده های روی این ماهواره ها تشعشعات زمین را در قسمت های مختلف طیف الکترومغناطیسی باز می یابند و عملکرد دستان فقط به بخش های قابل مشاهده با چشم انسان منحصر نمی شود .

از تصاویر ماهواره ای برای بررسی تغییرات پوشش سطح زمین و بررسی های مربوط به روند تغییرات سطح کاربری های مورد استفاده اراضی در منطقه مورد مطالعه در این پژوهش استفاده شده است ، که بیشترین عوامل بررسی شده مربوط به توسعه ی کشاورزی روستای قوچ حصار شهرستان ری می باشد .
امروزه از داده های تصاویر ماهواره ای در سطحی وسیع توسط مراکز دولتی ، تجاری ، صنعتی ، عمرانی ، نظامی و آموزشی در سطح جهان استفاده می شود .

مطالعات تغییرات کشاورزی ، جنگل داری ، زمین شناسی و مدیریت منابع و تولید نقشه و مطالعات مربوط به منابع آب از جمله کاربردهای این تصاویر هستند (USGS,USA,2001).
همچنین این تصاویر در مطالعه تغییرات کاربری ها در دوره های زمانی گوناگون نیز مورد استفاده قرار می گیرد.استفاده از GIS از دهه ۱۹۸۰ گسترش فوق العاده یافت .
این سیستم عبارت از : مجموعه ای است سازمان یافته مرکب از سخت افزار و نرم افزار کامپیوتری ، اطلاعات جغرافیایی و افراد متخصص که به منظور کسب ، ذخیره ، بهنگام سازی ، پردازش ، تحلیل و ارائه کلیه اشکال اطلاعات جغرافیایی طراحی و ایجاد شده است.
امروزه سیستم اطلاعات جغرافیایی در سطح وسیعی توسط مراکز علمی – تحقیقاتی و سازمان های تجاری به کار گرفته شده است.
فصل اول
کلیات

بیان مسأله
گسترش شهر و توسعه شهر نشینی یکی از مسائل و مشکلات تمدن بشری به شمار می رود . تخریب بی رویه اراضی کشاورزی و جنگل ها و مراتع و تبدیل آن به مناطق مسکونی فقط مختص کشور ایران نمی باشد .در کشور ایران شدت و وسعت این تغییرات محسوس تر می باشد .
در این صورت جلوگیری از تخریب و تبدیل و تغییر کاربری غیر مجاز و غیر ضروری اراضی کشاورزی که به عنوان بستر تولیدات کشاورزی دارای اهمیت حیاتی است.
یکی از اهداف استراتژیک در فرآیند توسعه پایدار ملی بشمار می آید .

از جمله اطلاعاتی که جهت تجزیه و تحلیل قابلیت های اراضی و برنامه ریزی های توسعه و عمران و مدیریت فعالیتهایی که در ارتباط با منابع سطح زمین است مورد استفاده قرار می گیرد ، اطلاعاتی که از راه شناخت جامع و دقیق کاربری عملی و پوشش موجود اراضی در سطح کشور بدست می آید.
این مطالعات در راستای تجزیه و تحلیل قابلیت اراضی و برنامه ریزی توسعه عمران و مدیریت فعالیت های سرزمینی بکار گرفته می شود .

پدیده ها و عوارض سطح زمین را پوشش زمین گویند و فعالیتهای انسانی که مستقیماً با زمین در ارتباط هستند را کاربری زمین می گویند.
برخی از پدیده ها و عوارض سطح زمین در طی دوره زمانی تغییر می یابد . علت این تغییرات می تواند عوامل طبیعی مانند تغییرات آب و هوایی ، سیل ، آتشفشان ، زلزله با عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محیط زیست باشد.آگاهی از تغییرات و تحولات کاربری های اراضی در طول یک دوره زمانی خاص نیز اهمیت دارد.

تغییرات کاربری و پوشش اراضی در اثر فعالیت های انسانی یکی از موضوعات مهم در برنامه ریزی های منطقه ای و توسعه ای می باشد .
بنابراین شناسایی منابع طبیعی و تهیه نقشه تغییرات و تبدیلات کاربری و پوشش اراضی جهت برنامه ریزی و مدیریت بهتر ، از نیازهای اساسی به شمار می آید .

مروری بر روند تغییر تکنولوژی تهیه و تجزیه و تحلیل نقشه های کاربری و پوششی اراضی بیانگر این واقعیت است که حرکتی سریع در جهت بکارگیری سنجش از دور به خصوص تصاویر ماهواره ای در چند دهه اخیر برای تهیه این گونه نقشه ها و آشکار سازی تغییرات محیطی صورت گرفته است .
تصاویر ماهواره ای بدلیل خصوصیات ویژه خود از قبیل پوشش وسیع ، تکراری بودن ، رقومی بودن و…. این امکان را بوجود آورده که پژوهشگران بتوانند روند تهیه و بهنگام سازی نقشه ها به خصوص نقشه های کاربری و پوشش اراضی را تسریع بخشند

و تغییرات دوره ای پدیده های سطح زمین در مناطق گوناگون را در دو یا چند تصویر برداری متوالی به طور پیاپی بررسی و کنترل کنند .

این تغییرات نوعاً مشتمل بر بررسی ، مطالعه و کنترل تغییرات آب دریاچه ها ، طغیان رودخانه ها ، توسعه مناطق شهری ، کاهش یا افزایش جنگل ها و مراتع ، چگونگی حرکت شن های روان و کاهش یا افزایش اراضی کشاورزی می باشند ( مجد ، زبیری ؛ ۱۳۸۳).
در حال حاضر قریب ۲۲ درصد از کل اراضی جهان در مجموع برای کشاورزی مناسب است و در حال حاضر فقط ۳ درصد (۴۵۰ میلیون هکتار ) از آن دارای ظرفیت قابلیت تولیدات کشاورزی را دارد.
تقاضای روز افزون مواد غذایی و توسعه کشت در اراضی جدید ، تنها در صورتی رضایتبخش بوده و تخریب اراضی را به همراه ندارد که اراضی بر حسب تناسب برای کاربردهای مختلف طبقه بندی شوند .(FAO,1976).
اگر بخواهیم تأثیرات استفاده از تصاویر ماهواره ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی GIS) در منطقه و بخصوص در روستای مورد نظر را بررسی نماییم در می یابیم که تأثیرات بسیار مثبتی در توسعه کشاورزی داشته اند .در این بررسی استفاده بهینه از واحدهای اراضی مورد نظر می باشد .
با توجه به اینکه روستای قوچ حصار در زمینه کشاورزی از پتانسیل بالقوه و بالایی برخوردار است ، بهره برداری صحیح از اراضی بویژه در بخش کشاورزی آن می تواند از طریق استفاده از تصاویر ماهواره ای و GIS صورت گیرد.
قابلیت های بالای داده های ماهواره ای و ترکیب آن با سیستم های اطلاعات جغرافیایی برای تهیه نقشه های موضوعی توانسته مسائل مربوط به کشاورزی بهینه را مورد تجزیه و تحلیل قرار داده است.
و در نتیجه خروجی های بسیار مفید و کاربردی از جمله جداول و نمودارهای مربوط را برای استفاده بهینه و در نتیجه نیل به سمت توسعه کشاورزی در روستای قوچ حصار را و ترسیم تأثیرات مثبت از این علوم و آینده درخشانترین را هم به صورت ذهنی و هم به صورت عینی و پدیداری برای کاربران و کشاورزان ترسیم نماید.
همانگونه که میدانیم با توجه به اینکه در جغرافیای نو شاهد تغییرات عمده ای از جغرافیای توضیحی به سوی موضوع ها و کارهای تحلیلی و روش های کمی که در اینجا میتوان به تأثیرات استفاده از تصاویر ماهواره ای و نقشه های رقومی در توسعه کشاورزی اشاره کرد .
که توانسته گام های بسیار مثبت وفنی تری را در زمینه کاربری اراضی (land use ) و به ویژه استفاده آن در توسعه کشاورزی روستای قوچ حصار را به کاربران نشان دهد.
و میتوان به طور قوی و با ارائه آمار دقیق از پیش از استفاده از این تکنولوژی ها و بعد از استفاده از آن به این باور رسید روستای قوچ حصار واقع در شهرستان ری در زمینه توسعه کشاورزی توانسته پیشرفت چشم گیری را داشته باشد .
فرضیه های تحقیق:
۱- به نظر می رسد ، سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) ، بعنوان ابزار مدیریت مکانی به منظور مدیریت تخصیص آب در شبکه های آبیاری به کمک تصاویر ماهواره ای در جهت توسعه کشاورزی تأثیر دارند .

۲- به نظر می رسد فن آوری سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای می تواند برای تعیین دقیق مساحتهای اراضی کشاورزی در جهت توسعه کشاورزی کمک قابل توجهی را بنماید.
۳- به نظر می رسد اثرات زیست محیطی توسعه کشاورزی از تصاویر ماهواره ای قابل پیش بینی می باشد .
ادبیات تحقیق:
نظریه کاربری زمین های کشاورزی برای اولین بار بوسیله اقتصاد دان آلمانی « جی .اچ . فون لونن» به منظور تحلیل شیوه های استفاده از زمینهای کشاورزی مطرح گردید که نکات زیر خطوط کلی آن را تشکیل می دهد :
– در هر منطقه کشاورزی ، نظام خاصی از فضای زندگی براساس فعالیت های کشاورزی در اطراف بازار تشکیل می شود .
– شدت فعالیت های کشاورزی به تناسب به تناسب فاصله گیری از بازار در قلمرو منطقه کاهش می یابد .
تونن ، مناطق کشت اطراف بازار شهری را به دوایر متحد المرکز رده بندی می کند ( آسایش و استعلاجی ؛ ۱۳۸۲) . که محقق در این تحقیق با توجه به تأثیر استفاده از تصاویر ماهواره ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی نشان می دهد که نظریه وی در مورد روستای قوچ حصار شهرستان ری کاملاً صادق است.
تصاویر ماهواره ای و تحقیقات علمی مربوط به سیستم اطلاعات جغرافیایی تاریخچه طولانی در رابطه با کاربری و پوشش اراضی و توسعه کشاورزی در جهان دارد .
کاربرد این علوم خصوصاً در سراسر ایالات میشیگان امریکا دیده شده است . هدف اینگونه اطلاعات مطالعات و مراکز مربوط به آن ، کاربرد هر چه بیشتر تصاویر ماهواره ای در زمینه ی کشاورزی و منابع طبیعی می باشد .
تحقیقات و بررسی های انجام شده در ایران به شرح ذیل می باشد :
با استفاده از تصاویر ماهواره ای تعیین رویشگاه مستعد کشت زیتون در استان چهار محال و بختیاری مورد مطالعه قرار گرفته است ( مهدوی ؛۱۳۸۳).
وی اطلاعات و نقشه های پایه ی موجود و نقشه های توپوگرافی با مقیاس ۱ و تولید لایه های شیب ، طبقه
۲۵۰۰۰
ارتفاعی و جهت شیب و تقسیم بندی اقلیمی استان و نقشه های خاک از منابع مختلف را در سیستم اطلاعات جغرافیایی را آنالیز و نتایج حاصل به این ترتیب مشخص گردید که حدود ۹۵۰۰ هکتار از اراضی استان مستعد کشت زیتون می باشد .