بررسي و تحليل كاربري اراضي شهري – روستايي با استفاده از تكنوژيهاي RS و GLS

كلمات كليدي: GLS، RS، شهرسازي، استقرار سكونتگاه روستايي، اراضي كشاورزي، كاربري اراضي
خلاصه:
اهداف اين نوشته در بررسي و تحليل تغيير كاربري اراضي روستايي – شهري، با استفاده از سنجش از دور و سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي مي‌باشد. در اين مطلب، ۲ مطالعة چند زمانه در ۲ سايت (مكان) مختلف اداره شده است.

اولين سايت شامل سه شهر در Morcco، و دمين سايت در آبادي Al-Ahsa در عربستان سعودي مي باشد. هدف اصلي تحقيق اثرات شهرنشيني روي اراضي كشاورزي بوده است. اولين مطالعه روي ۶ تصوير از (Spot-HRV) 2 تصوير از هر شهر و دومين مطالعه روي ۲ تصوير از Land Sat

-TM پايه ريزي شده بود. تصوير بصري از شبيه سازي ماهو.اره يا ما را قادر ساخته بود تا ۳ نقشه از طبقه بندي اراضي و مطالعات مربوطه تهيه كنيم.
با استفاده از ابزارهاي GLS بطور نسبي تخمين زده شده بود كه تغييرات در طول ۲۰ سال اخير در Aorocco و ۱۴ سال اخير در Saudi Arabia اتفاق افتاده است. رويهم رفته تغييرات، نحوة تكامل محل پيدايش را روشن ساخته است و نقشه اثبات مي كند كه شهرنشيتي بطور اساسي اراضي كشاورزي را در امر فعاليتهاي زمين خواري تحت فشار قرار داده است.
در نتيجه، RS و GLS با يكديگر با دادة معيني مي توانند، مورد استفاده قرار بگيرند جهت كمك به تصميم گيرندگان براي آماده سازي نقشه هاي آتي، بخاطر يافتن گزينه هاي مناسب براي استقرار شهرسازي.
۱٫ معرفي:
ابزارهاي سنجش از دور همراه با GLS جهت جمع آوري، نمايش، ذخيره، تجزريه و تحليلي و ارائه خروجي داده براي محيط زيست شهري و …حومه استفاده شده اند، تا برنامه ريزان بتوانند مجموعه هاي دادة مطمئني را جهت مديريت بهتر مناطق شهري و حومة شهري، تهيه كنند.
RS و GLS مي توانند استفاده شوند بخصوص در:
– تعيين محل و اندازة مناطق شهري
– توزيع مكاني مجموعه هاي كاربريهاي اراضي مختلف
– شبكه نقل و انتقال اوليه و سازمان مربوطه
– سرشماريهاي مختلف – سرشماريهاي وابسته و شاخصهاي اقتصادي – اجتماعي
– ساختارمناطق شهري براي مخابرات و مطالعات ارزيابي اثرات (ELA)و
– توانايي جهت پايش تغييرات در اين خصوص در تمام مدت.
مجموعه دادة ۱ و ۲ و ۶ مي تواند از ميان نقشه سازي هم پوشاني / كاربري اراضي و بررسي تغيير كاربري اراضي بيرون كشيده شود، كه تكنولوژيهاي مناسبي از طبقه بندي تصوير، تحليل و بررسي تغيير استفاده مي كند. مجموعه‌هاي داده باقيمانده بازهم بايد بيشتر توسعه داده شوند كاملاً عملي شوند.
تغيير كاربري اراضي شهري-روستايي پديدة خيلي بااهميتي است كه مشخصات مناطق شهري و حومة شهري، شهرها و واجه ها در بيابان و مناطق خشك را فرا مي گيرند كه بطور اساسي از فعاليتهاي شهرسازي ناشي مي شوند، نتيجة توسعة صنعتي و رشد جمعيت است و همچنين

ناشي از مهاجرت مي باشد به شهرسازي به عنوان يك موضوع مهم پرداخته شده و بايد فشاري كه شهرسازي روي اراضي كشاورزي حاشية ممناطق شهري مي آورد، مورد مطالعه قرار بگيرد.
در اين متن، ۲ مطالعه به نرنيب در كشور Morocco و در كشور عربستان صعودي انجام شده بود كه بدين طريق تغييرات كاربري اراضي شهري بررسي شده است. هدف اصلي بررسي تأثيرات

شهرسازي روي اراضي كشاورزي در ۳ شهر Morocco و در واحه (آبادي) Al-Ahsa در عربستان صعودي مي باشد.

اولين مطالعه روي ۶ تصوير ماهواره اي پانكروماتيك (۲ تصوير براي هر شهر) پايه ريزي شده بود كه بوسيلة ماوارة Spot-HRV در طول ۲ دهه يعني (۹۰-۱۹۸۰) بدست آمده بود. دومين مطالعه مربوط به آبادي Al-Ahsa در عربستان صعودي بود كه روي ۲ تصوير ماهواره اي چند طيفي از
Landsat-TM در طول ۲ دوره زماني، يعني ۱۹۸۷ و ۲۰۰۱ پايه ريزي شده بود. در اين ۲ مورد مطالعاتي، نقشه هاي توپوگرافي، و مشاهدات ميداني متداول نيز استفاده شده بود.
روش شناسي پذيرفته شده شامل ۴ مرحله بدين شرح است.
۱٫ مطالعة جغرافيايي متمركز. ۲٫ بازنگري گسترده از روشهاي بررسي تغيير كاربري اراضي ۳٫ تفسير بصري از تصوير ماهواره اي جهت تهية نقشه هاي كاربري اراضي ۴٫ تجزيه و تحليل مكاني و مدلسازي از نتايج سنجش از دور.
۲٫ تكنيكهاي بررسي تغيير كاربري اراضي:
۱-۲٫ روشهاي بررسي تغيير كاربري اراضي:
يك شرط لازم براي بررسي مزمن تغيير، يك موضوع ثبت شدة صحيح و با دقت از تصوير ماواره اي، همچنين ارائة بيكسهاي رويهم قرار گرفتند از يك مكان مشابه مي باشد. يك طيف گسترده از تكنيكهايي وجود دارد كه براي بررسي تغيير كاربري اراضي مناطق شهري استفاده شده اند. اين تكنيكها مي توانند به دسته هاي زير تقسيم شوند:
تصوير مركب، مقايسه (سنجش) تصوير، سنجش يا مقايسة تصاوير طبقه بندي شده، تركيب تصاوير طبقه بندي شده، طبقه بندي رادار.
۱-۱-۲- روش تصوير مركب چند داده اي:
تصاوير از دوره هاي زماني مختلف را مي توان تركيب كرد و شكل يك تصوير منفرد مركب را درآورد، در اين صورت شايد تغييرات را بتوان از طريق تنوع در شن خاكستري يا رنگ تصوير استنتاج كرده روش افزايشي اغلب، بارها، براي بررسي تغيير بكار گرفته مي شود كه اين روش شامل: هم پوشاني تصوير، تفاضل تصوير، نسبت گيري تصوير، فهرست پوشش گياهي مي باشد. نقش روش افزايشي در تحت فشار قرار دادن مناطقي است كه تغيير نيافته اند و افزايش مناطقي است كه تغيير يافته اند. اين تصوير تركيبي سپس طبقه بندي مي شود. روش افزايشي مي تواند بدين صورت تشريح شود:
– هم پوشاني تصوير، تركيب ۲ تصوير است، كه براي رنگهاي مختلف تعيين شده اند.

– تفاضل تصوير، شامل تفريق ۲ تصوير يا ۲ باند پيكسل بوسيلة پيكسل است (Pixel: كوچكترين واحد تبديل به نقشه).
– نسبت گيري تصوير روي تقسيم باندها براي توليد تصوير نسبت گيري شده پايه ريزي شده.
– فهرست پوشش گياهي جهت تناوب قائل شدن بين پوشش گياهي و خاك بستر، بكار گرفته م

ي شود.
۲-۱-۲- روش سنجش (مقايسه) تصوير:
يك مقايسه مي تواند تمايزي را بين تصاوير ماهواره اي جداگانه بريا زمانهاي مختلف بوجود آورد. اين تصاوير شايد تن خاكستري يك باند منفرد باشند يا تصاوير رتگي مركب از چند باند باشند. تنوع تصاوير بين سيگنالهاي زماني – وقوع تغيير پوشش زميني است.
۳-۱-۲- مقايسة تصاوير طبقه بندي شده:
Abdellaoui 01997) گسترة مكاني مناطق شهري را در مجموعة شهري Blida و در آبادي Laghouatt در الجزاير مطالعه كرده و براي آن از دادة ماهواره اي و نقشه هاي مرسوم استفاده مي كند. او به اين نكته اشاره كرده است كه Blida از سال ۱۹۶۲، ۱۰۵۵ هكتار توسعه پيدا كرده. با تفاوت اندكي، اين مطالعه در شمال شرقي Cario در مصر انجام شده كه از منابع دادة چندگانه Landsat-TM، Spot-HRV و KVR-1000 با قابليت تفكيك مكاني به ترتيب m30 و m20 و m5، استفاده كرد. رويهم رفته تصاوير تركيب شدة TM-KVR و HRV-KVR يك حجم اطلاعاتي بالايي را توليد كرده است. اين امكان وجود داشت كه براي ايجاد نقشة كاربري اراضي بالاي ۴۸ سال، كه يك شاخص ارزشمند براي رشد جمعيت شهري ارائه شود. تحقيق ديگري نيز در ناحية Rosetta در مصر اتجام شده بود.
تنها نقشه هاي بلوكة شهري موجود براي اهداف مطالعاتي استفاده شده بود، همراه با عكسهاي هوايي و ابزارهاي GLS.
مطالعة ديگري جهت تحقيق در روند شهرنشيني در يك شهر بزرگ در جنوب تايوان انجام شده بود. اين مطالعه روي ۲ تصوير از Landsat-MSS و ۲ تصوير از Landsat-TM در دوره هاي زماني ۱۹۷۲، ۸۱، ۹۰ و ۲۰۰۰، همراه با تعدادي شاخصهاي اجتماعي (مساحت Site، جمعيت، تراكم جمعيت، اشتغال) پايه ريزي شده بود. ۲ مطالعه مشابه نيز به ترتيب در شهرهاي Casablanca و در Rabat-sale انجام شده بود.
۴-۱-۲- تركيب تصاوير طبقه بندي شده:
اين روش شناسي بوسيلة Nong Kolsawal و Thirangon (1990) در ايالت Yasothon در تايلند بكار گرفته شده بود. هدف اصلي اين مطالعه توسعة روش شناسي بررسي تغيير پوشش زمين بود. تركيب تصاوير طبقه بندي شده طبقه بندي كردن ۲ شكل كه زميني گذاري شدة از Landsat-TM كه در طول فصول مرطوب و خشك بدست آمده بود را شامل مي شود و بر اساس پوشش زميني و اشكال زميني پايه ريزي شده بود. كه يك تصوير از سپتامبر با ۱۱ رده و يك تصوير از April با ۱۴ رده ارائه كرده بود. (۲ تصوير طبقه بندي شده را سپس بصورت رياضي تركيب كرده و در يك تركيب خطي بي نظيري از ۱۵۴ احتمال سطح خاكساري تصوير نتيجه مي دهد.) در خلال يك فرآيند دسته بندي دوباره اين سطوح خاكستري در طبقه ها، بر اينه آن تصويري است كه ديناميكهاي پوشش زميني معني داري را در رابطه با شكلهاي زمين ايجاد مي كند.
۵-۱-۲- طبقه بندي رادار:
Al_Bilbisi و Tateshi (2002) در رابطه را نمايشهاي طبقه بتدي پوشش زميني/ كاربري اراضي بوسيلة تجزيه و تحليلي بافت احقيق كرده بودند. كه در اين رابطه از ۲ ماهواره اي رادار (JERS_1(SAR)L_band كه در اكتبر ۱۹۹۳ و مارس ۱۹۹۵، در شمال شرقي ژاپن، بدست آمده بود، استفاده مي كردند. خصوصيت بافتي تصاوير (كنتراست، انرژي، انتروپي و همگني) بوسيلة نگاه كردن به تصاوير SAR L-band4 به منظور طبقه بندي نظارت شده، بدست آمده بودند. تركيب تمام

ي خصوصيات بافتي تصاوير، رويهمرفته نتيجة خيلي دقيقي را به ما مي دهد، كه نتيجة ۸۹ درصدي و ۸۳ درصد به ترتيب در ۱۹۹۳ و ۱۹۹۵ بدست آمده.
Lee و همكاران در (۲۰۰۲) استفاده از تناوب چندگانه و تضاد چندگانة دادة SAR، در شمال شبه جزيره مالزي را بررسي كرده بود. اين طبقه بندي روي خصوصيت فيزيكي و آماري از دادة POLSAR پايه ريزي شده بود. بيشترين تمركز روي باندهاي C و L از دادة POLSAR (با توان تفكيك پذيري

m10) كه بوسيلة هواپيما NASA/JPL در ۱۹۹۶ آماده شده بود، قرار داشت. اين داده ها ثابت كرده بودند كه در طبقه بندي پوشش زميني مفيد هستند. استفاده از دادة كاملاً Polarimetric از باندهاي تركيب شدة C و L اين اجازه را به ما مي دهد تا به دقت ۸۳ درصد برسيم. در حال حاضر، تنها تناوب و تضاد منفرد SAR روي سكوهاي فضايي از قبيل RADARSAT-1 ; ERS-1,2:JERS-1 در دسترس مي باشد. با اين وجود با ظهور ماهوراة SAR تناوب چندگانه و چند تضادي شبيه ENVISAT و ديگر ماهواره هايي كه در آينده نزديك مي رسند شامل: RADARSAT-2 و ALOS و تهيه طبقه بندي هاي پوشش زميني با دقت بيشتر ميسر خواهد بود.
۲-۲- مدلسازي و تجزيه و تحليل تغيير كاربري اراضي:
مدلي كه براي مقشه هاي پوشش زميني / كاربري اراضي سطح كشور بكار برده مي‌شود براي شمال Ningxia در چين در فاصلة زماني (۹۹-۱۹۸۷) توليد شده بود. با پيش تغييراتي نياز به فهم نيروهاي بوجود آورندة تغييرات دارد. اين امر مي تواند اين اطمينان را بوسيلة يك ميل رگرسيون چندگانه بدهد، كه تغييرات در متغيرهاي مستقل (تغييرات كاربري اراضي ex.) با تغييرات در متغيرهاي وابسته (فعاليت انسانيex.) به‌هم متصل هستند. اين مقياسهاي منطقي يك رابطه خطي بين متغيرهاي وابسته و مستقل برقرار مي‌كند، كه مي‌تواند به‌صورت رياضي نمايش و به انجام رسانده شده است. (weicheng 2002)
Kaufman و دوستان (۲۰۰۰) نيز همچنين مشكل مدلسازي و پيش بيني اثرات تغييرات كاربري اراضي را در چين تحقيق كرده بودند كه تحقيق آنها روي فاكتورهاي اقتصادي – اجتماعي پايه ريزي شده بود. اين تحقيق براي نقشه سازي تغييرات كاربري اراضي با دقت بالاي ۵/۹۳ درصد بويژه براي طبقه‌هاي كاري اراضي نهايي امكان دارد. مقدار زمين توسعه يافته بين سالهاي ۱۹۸۸ و ۱۹۹۶ به سه برابر رسيده بود.
درخواست مجموعه زماني econometrics و شبكه هاي neural مصنوعي پايش تغيير زمان و مكان تغيير در يك مجموعة تصاوير را بهتر ني كند. Lo و Yang
(2003) مدلسازي رشد جمعيت شهري و تغييرات Land scape را در ناحية شهري Atlanta بررسي كرده بودند. آنها از يك مدل رشد جمعيت شهري كه بطور نزديكي با مدل تغيير حالت زمين هماهنگ مي شد بخاطر شباهت داشتن به خصوصيت رشدا جمعيت شهري استفاده مي كردند. مدل با دادة زماني
(۱۹۹۹-۱۹۷۳) سنجيده شده بود. در واقع از مجموعة زماني تصاوير ماهواره اي كه در طول دوره هاي مختلف زماني يعني ۱۹۷۳، ۷۹، ۸۷، ۹۳، ۹۹ گرفته شده بود، استخراج كرده بودند. ۳ سناريوي مخصوص براي شبيه بودن نتايج مكاني رشد جمعيت شهري (۲۰۵۰-۲۰۰۰۰) تحت شرايط زيست محيطي مختلف، طراحي كرده بودند. Nagai و دوستان (۲۰۰۲) يك روش شناسي جديدي را براي احياء و تغييرات پوشش زميني طولاني مدت از دادة مطالعاتي جزء به جزء و دانش تغييرات بسط داده بودند. الگوريتم ژنتيكي به عنوان يك روش درج جهت ايجاد محتمل ترين توزيع مكاني – زماني از طبقه هاي پوشش زميني استفاده كرده اند. حداكثر احتمال مدل درج كه از الگوريتم ژنتيكي استفاده مي كند در ژاپن جهت احياء تغييرات پوشش زميني طولاني مدت در طول (۹۰-۱۹۰۰) با ۱۰ سال وقفه بكار برده مي شده.

۳- روش شناسي پذيرفته شده:
روش شناسي پذيرفته شده در ۲ مطالعه كمي متفاوت هستند. ولي مراحل اصلي آنها مشابه هستند. (شكل ۱). مطالعة جغرافيايي، استفاده از دادة فرعي معين و (ماهواره اي)، نقشة بصري با استفاده از نقشة كاربري اراضي، تجزيه و تحليل داده و تفسير استفاده از GLS.

۱-۳- مطالعة جغرافيايي:
يك مطالعة جغرافيايي از ميان تاريخچة موجود و قابل دسترس به طور متمركز انجام شده بود. كه در اين مطالعه شامل يك توصيف از شرايط فيزيكي مثل اقليم، فرسايش، آب و پوشش گياهي بوده و همچنين توصيفي از تأثير فشارهاي بشر و جانوارن و شرايط سخت اقليمي مي باشد. براي بيشترين روشن شدن تصفيه، مطالعات متمركزي نيز روي تجاوزات شهرنشيني، آمارنگاري و جمعيت و فعاليتهاي كشاورزي در حوالي شهري – روستايي انجام گرفته است.
۲-۳- استفاده از دادة فرعي (معين) و ماهواره اي:
جهت انجان مطالعه تصاوير ماهواره اي مورد نياز بود، و بايد توير ماهواره اي در كاتالوگ از دورة زماني مناسب (سال، فصل) و در شرايط بدون ابر در دسترس باشد. تصاوير ماهواره اي شايد اساساً Land SAT-TM، Spot-HRV و … در آنها داده هيا كارتوگرافي نيز (نقشه هاي توپوگرافي، تقشه هاي شبكه راهها، مرزها) موجود باشد. همچنين ضروري است كه از تصاوير ماهواره اي در فرآيند ثبت و انضمانم استفاده شده باشد و يا دوره هايي را كه بوسيلة تصاوير ماهواره اي پوشش داده نشده اند، را پوشش دهد. در نهايت مطالعات يا مشاهدات زميني و آمارهاي موجود نيز از اهميت فراواني در فرآيند تفسير بصري و تأييد بر كنترل نتايج سنجش از دور (نقشه هاي كاربردي اراضي)، دارند.
۳-۳- نقشه هاي كاربري اراضي با استفاده از تصوير ماهواره اي:
حداقل بايد از ۲ تصوير ماهواره اي براب هر شهر يا ابادي استفاده شود. (مثل ۲ دورة زماني مختلف) تكنيك تفسيري پذيرفته شده اي كه براي طبقه بندي استاندارد ترجيح داده مي شود بر اسلس تفسير عكس يا تفسير بعدي با كمك كامپيوتر پايه ريزي شده است. اين فرايند شامل: نمايش دادن تصوير مثبت و تصحيح شده روي پردة نمايش و رقمي كردن پلي گونها، نمايش طبقه هيا كاربري اراضي مختلف، كه روي خصوصيات هر تصوير از قبيل تن، بافت، رنگ پايه ريزي شده است كه از داخل خصوصيات كاربري اراضي تفسير مي شوند. كل فرآيند بوسيلة مطالعات (مشاهدات) زمين و دانش محلي هدايت مي شود. اين پتي گونها بوسيلة طبقات مستقلي (برچسبهاي مستقلي) كه به مركز هر پلي گون نسبت داده مي‌شوند، مشخص مي شوند. اين تكنيك جهت ارزيابي حقيقي زمين در محلي كردن و توصيف كردن مطالعات ميداني (طبقه هاي كاربري اراضي، محدود ساختن طبقه ها) بكار گرفته يم شود كه از تجهيزات GPS (سيستم

مكانيكاي جهاني) استفاده مي كند. نتيجة تفسير بعدي (تكنيك تفسير بعدي، در اين مطالعه، يك پلايه پوشش ديجيتالي، در پلي گونهايي ايت كه طبقه هيا كاربري اراضي مختلفي را بيان مي كند. يك پايگاه دادة كامل به اين پوشش، در هر پلي گوني كه بوسيلة بسياري از مشخصاتي مثل شمارة طبقه، مساحت و محيط پلي گونها، توصيف شده است، ضميمه مي شود. نقشه هاي كاربري اراضي كه در هر دوره تهيه شده اند، در يك مقايس يا شامل (۸-۷) طبقه موضوعي يا طبقاتي كه به مشخصات و اهداف مكان مطالعاتي بستيگ دارند. مي باشند.