پیش بینی تغییرات احتمالی کاربری اراضی دشت جوپار با استفاده از تصاویر ماهواره ای و مدل CA-Markov

خاک یکی از منابع طبیعی اصلی تجدید ناپذیر می باشد که امروزه تخریب آن به عنوان مشکلات زیست محیطی در سراسر جهان مطرح می باشد. در دهه های اخیر تغییرات سریع و ناپایدار کاربری اراضی به دلیل فعالیت های توسعه ای و عمرانی و افزایش جمعیت باعث تغییرات سریع در استفاده از اراضی و پوشش زمین و در نهایت تخریب خاک بوده است. از این رو بازبینی این تغییرات از طریق تصاویر ماهواره ای و پیش بینی و ارزیابی پتانسیل آن ها از طریق مدل سازی می تواند به مدیران و برنامه ریزان برای تصمیمات آگاهانه تر کمک کند. هدف از این مطالعه، بررسی روند تغییرات کاربری اراضی در مقطع زمانی 1992 تا 2015 با استفاده از تصاویر ماهواره ای، محاسبه میزان تغییر کاربری ها با یکدیگر و پیش بینی تغییرات احتمالی کاربری اراضی در سال های 2020، 2025، 2030 و 2035 با استفاده از مدل سلول خودکار-مارکوف در دشت جوپار واقع در استان کرمان می باشد.
در این تحقیق، جهت تهیه نقشه های کاربری اراضی از سه دوره تصاویر ماهواره ای لندست شامل لندست 5 سنجنده (1992)TM ، لندست 7 سنجنده ETM+ (2000) و لندست 8 سنجنده(2015) OLI استفاده گردید. به منظور تهیه نقشه های کاربری اراضی از طریق تصاویر ماهواره ای، ابتدا بر روی تصاویر مذکور پیش پردازش های اولیه نظیر تصحیح هندسی و اتمسفری اعمال گردید. در ادامه با تهیه نمونه های آموزشی، تصاویر ماهواره ای در نرم افزار ایدریسی و با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال طبقه بندی و دقت آن ها ارزیابی گردید. نقشه های کاربری اراضی تهیه شده دوره های مختلف به منظور تولید ماتریس احتمال انتقال به مدل مارکوف داده شد و در نهایت ماتریس احتمال انتقال که احتمال انتقال کاربری ها به کاربری دیگر را نشان می دهد تولید شد. سپس آنالیز زنجیره سلول خودکار-مارکوف، براساس نقشه های کاربری اراضی دوره پایه و ماتریس احتمال انتقال در مدل مارکوف با تاکید بر پیشبینی تغییرات کاربری اراضی در سال های 2020، 2025، 2030 و 2035 با تعداد تکرار و گام متفاوت در روش سلول خودکار-مارکوف انجام شد. بر اساس نتایج این تحقیق، تغییرات کاربری ها و سطح کاربری های منطقه محاسبه گردید. پس از مقایسه و بررسی مشاهدات، تغییرات کاربری احتمالی برای سناریوهای تعیین شده پیش بینی گردید.
یافته ها و بر اساس نتایج این تحقیق، تغییرات کاربری ها و سطح کاربری های منطقه محاسبه و مقایسه و بررسی شدند. نتایج آشکارسازی تغییرات دوره اول (2000-1992) بیشترین افزایش مساحت در کاربری های مرتع و چراگاه و باغ و زراعت آبی و بیشترین کاهش مساحت در کاربری بستر رودخانه و دوره دوم (2015-2000) بیشترین افزایش مساحت در کاربری های باغ و زراعت آبی و بستر رودخانه و بیشترین کاهش مساحت در کاربری مرتع و چراگاه را نشان داد. نتایج بدست آمده از پیش بینی تغییرات کاربری آینده منطقه مورد مطالعه به روش سلول خودکار-مارکوف حاکی از کاهش کاربری باغ و زراعت آبی و افزایش کاربری های مرتع و چراگاه و بستر رودخانه نسبت به سال 2015 بود. همچنین نتایج مقایسه پیش بینی سال های 2020، 2025، 2030 و 2035 با یکدیگر کاهش کاربری های بستر رودخانه و مرتع و چراگاه را نشان داد که کمبود بارندگی و افزایش دما که از شواهد تغییر اقلیم می باشند، دلیلی بر این موضوع و در نهایت تخریب پوشش گیاهی و تخریب بیشتر خاک باشد. همچنین با توجه به کمبود بارندگی و خشکسالی های اخیر و پژوهش های صورت گرفته می توان نتیجه گرفت که روش سلول خودکار-مارکوف مطابقت بیشتری با منطقه دارا می باشد.