مدل سازی و پیش بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل زنجیره مارکوف (مطالعه موردی: منطقه قلعه جوق، شهرستان تربت حیدریه)

پیش بینی تغییرات کاربری اراضی در تشریح روابط متقابل اکوسیستم ها و فعالیت های انسانی، برای کمک به تصمیم گیری مدیران اهمیت زیادی دارد. نقشه کاربری اراضی از منابع اطلاعاتی در مدیریت منابع طبیعی محسوب می شود. مدیریت بهینه منابع، نیازمند بررسی، شناخت تغییرات و تخریب های منابع در گذشته و برنامه ریزی صحیح و اصولی به منظور کنترل و مهار تخریب های احتمالی در آینده می باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی کارایی مدل سلول های خودکار- مارکوف (CA مارکوف) در تعیین تغییرات کاربری اراضی و پیش بینی آن در سال های آتی در منطقه قلعه جوق واقع در شهرستان تربت حیدریه می باشد.

برای مدل سازی و آشکار سازی تغییرات کاربری اراضی، از تصاویر ماهواره ای، سنجش از دور و مدل زنجیره ای مارکوف استفاده شد. منطقه ی مطالعاتی حوزه آبخیز روستای قلعه جوق از توابع شهرستان تربت حیدریه می باشد. از نقشه توپوگرافی با مقیاس 1:25000 و تصاویر ماهواره OLI, ETM+, MSS لندست به ترتیب مربوط به سال های 1987، 2002، 2015 برای تهیه ی نقشه های کاربری اراضی و روند تغییرات کاربری برای دوره های 1987-2002، 2002-2015 و 1987 تا 2015 استفاده شد. تصاویر ماهواره ای با معادله چند جمله ای درجه یک، به روش نزدیکترین همسایه تصحیح هندسی گردید و با استفاده از تبیین خطی و هیستوگرام اصلاح شدند. جهت طبقه بندی تصاویر از روش طبقه بندی نظارت شده و الگوریتم حداکثر احتمال که دقت فابل قبولی دارند استفاده گردید. نقشه کاربری اراضی در 4 طبقه ی مرتع، اراضی بایر، اراضی زراعی، باغات تهیه شد. در این تحقیق با استفاده از مدل CA مارکوف نقشه پیش بینی سال 2015 با نقشه نظارت شده مقایسه شد. درصد مساحت کلاس های کاربری اراضی، باغ، مرتع، بایر و زراعی در سال 1987 از 5، 54، 24 و 17 درصد به 7، 4، 7، 36، 51 و 6/7 درصد در سال 2015 تغییر داشته است و نقشه کاربری اراضی برای سال های 2025 و 2040 پیش بینی گردید. جهت کالیبراسیون مدل از نقشه پیش بینی سال 2015 استفاده شد.

نتایج نشان داد با توجه به ضریب کاپا بدست آمده، نقشه تهیه شده از دقت بالایی برخوردار بوده است. براساس نتایج حاصل از آشکار سازی و شبیه سازی روند اراضی مرتعی و زراعی جزو ناپایدارترین طبقات محسوب می شوند. اراضی باغی بدلیل توجه بیشتر و اهمیت اقتصادی آن، تغییر چندانی در وسعت آن ایجاد نشده است، بطورکلی بیشترین تغییرات در مراتع و اراضی زراعی رخ داده است. که با توجه به کارهای اصلاحی که در منطقه انجام شده است از مساحت اراضی زراعی کم بازده کاسته و به مراتع اضافه شده است.