آشکارسازی تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر توزیع فضایی گردوغبار در شمال غرب ایران مرکزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه خوارزمی

2 دانشگاه تهران

چکیده

تغییرات پوشش اراضی می‌تواند منجر به از بین رفتن پوشش گیاهی و ایجاد شرایط بیابانی شود و از این طریق باعث افزایش گردوغبار گردد. هدف اصلی این تحقیق بررسی تغییرات پوشش اراضی و شاخص عمق نوری هواویزها AOD (که نمایه سنجش‌ازدوری گردوغبار سنجنده MODIS است) در دو دوره 2000 و 2016 می باشد. در این راستا داده‌های مربوط به تغییرات کاربری اراضی سال 2000 از تصاویر لندست 7 و سال 2016 از تصاویر لندست 8 اخذ گردیده است. نقشه پوشش سطحی با استفاده از این تصاویر به‌صورت طبقه‌بندی نظارت‌شده با الگوریتم بیشینه مشابهت، تولید گردیده است. داده‌های مربوط به AOD نیز از تصاویر آئروسل MODIS برای دو دوره مذکور به دست آمده است، درنهایت با تحلیل متقاطع فضایی و تحلیل ارتباط بین تغییرات کاربری، شاخص گردوغبار به دست آمد. نتایج بیانگر آن است که طی دوره موردبررسی دو کاربری، زمین‌های بایر و مراتع به ترتیب کاهشی برابر 35 درصد و 11درصد را داشته‌اند. بیشترین میزان افزایش کاربری ها مربوط به نواحی کویری و شوره‌زارها می باشدکه طی 17 سال، رشدی برابر 95درصد نسبت به سال 2000داشته‌اند. توزیع فضایی گردوغبار بر روی کاربری‌های زمین‌های شوره‌زارها و نواحی کویری، در هر دو سال بالا بوده است. به‌گونه‌ای که در سال 2000 میانگین فضایی شاخص AOD برای کل منطقه موردبررسی برابر 65/0 بوده است. میانگین فضایی این شاخص برای نواحی کویری برابر 72/0 و برای شوره‌زارها برابر 82/0 بوده است. درحالی‌که در سال 2016 میانگین فضایی این شاخص به 79/0 رسیده است و این شاخص در زمین‌های کویری به 93/0 و در شوره‌زارها به 88/0 رسیده است.
 
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Detection of the effect of land use change on the spatial distribution of dust in northwestern central Iran

چکیده [English]

Dust storm is a natural event that forms in parts of the world that have arid and semi-arid areas. This phenomenon is one of the climatic disasters and its occurrence has many adverse effects. Dust storm dramatically reduces air quality and endangers human health. The main objective of this study was to investigate the relationship between the land use change variations and spatial variations of the MODIS optical depth index in northwestern central Iran. The study area includes the provinces of Tehran, Alborz, Qom, Qazvin, Markazi province. In this research, data has been used. The first batch of data is data from Landsat satellite imagery that was used to derive a land use map for the period 2000 and 2016. The second group of data used is the data for the MODIS Aqua and Terra Optical Depth Sensor, which has been obtained for the last two years as an average of 3 years. These data are powered by a spatial resolution of 10x10 km, and are used monthly. To characterize land cover variations, the satellite-controlled satellite sorting method has been used with maximum similarity algorithm. Two precision measurement indicators including general health index and kappa coefficient have been used for classification classification validation. By using the supervised classification method of maximum similarity, 9 land use categories such as field lands, grasslands, gardens, agriculture, water zones, urban areas, shore lake, desert, forest, has been identified which is the most commonly used for the rangelands, which in each two years More than 50% of the area is covered by the area, the least is forest use. Also, 35% of land and 35% of meadows have fallen by 11% compared to 2000. In 2000, rangelands and then agriculture, respectively, with 56% and 24% of the area of the study area, had the most applications, and the lowest level of use was related to the water zones, which accounted for 0.008 of the area of the study area. While In 2016, two rangelands and then agriculture, respectively, with 50% and 27% of the area of the study area, have the most applications, and forest areas as users that have the lowest area of the study area are distributed in a sporadic way In the northwest of the region. The results of classification validation showed that the classification accuracy based on the Kappa index for the two years 2000 and 2016 was 85% and 86%, respectively. Also, the results indicate that in 2000 the average spatial value of AOD index in the surveyed area was 0.65, which means almost average dust. In 2016, the average spatial value of the AOD indicator in the surveyed area was 72%, indicating an increase in dust accumulation in the entire surveyed area. In 2000, the eastern regions of the region, which are mostly based on salvation and desert coatings, have the highest AOD  value of 0.88 to 0.89. The northern and southern regions of the surveyed area had the lowest AOD index this year, which was less than 0.5. In 2016, the spatial extent of areas with high values of the optical depth index has increased, and the numerical magnitude of this index has increased. In 2016, it reached 0.8 to 0.92 in the eastern regions, indicating an increase in dust concentration in this part of the surveyed area than in 2000. This year, the maximum dust was found in the eastern part of the country and is based on saline and desert areas and the most desert dust fields. Agricultural landscapes, quality rangelands and forests are the lowest in the AODs for each year, which is less than 0.5 and, to a lesser extent, below 0.3. The results of the research also showed that in the area under study, the maximum dust index is for uses such as saline and desert, which during the 17 year period, these two growth surface coatings were equal to 0.95. In spite of the spatial growth of these two users, in addition to the increase in the mean spatial depth of the optical depth of the aerosols (from 0.65 in 2000 to 0.72 in 2016), the spatial extent of the maximum dust level observed in the eastern regions of the year 2016 is about 2.1times more than in 2000, and the AOD index has increased from 0.8 to 0.92 in 2016.
 
 
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • land use
  • Central Iran
  • Dust
  • آرخی،صالح.، نیازی، یعقوب.،) 1389) . ارزیابی روش‌های مختلف سنجش‌ازدور برای پایش تغییرات کاربری اراضی(مطالعه موردی حوزه دره شهر- استان ایلام). فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 17، شمارة 1، صص 93-74 .
  • امامقلی، معروف.، صفری، عطا.، شاهدی، کاکا.، فرهودی، محمدحسین.، خسروی، خه بات.، (1393). بررسی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تکنیکهای GIS و RS و ارزیابی اقتصادی آن در مقایسه با تغییرات هدر رفت خاک (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سد آزاد). فصلنامه اکوسیستم های طبیعی ایران، دوره 5، شماره 3، صص 15-28.
  • بحیرایی، حمید.، سید محمود، هادی ایازی.، محمدعلی، رجایی.، احمدی ، حمزه.،) 1390(. تحلیل آماری سینوپتیکی پدیده گردوغبار در استان ایلام. فصلنامه علمی- پژوهشی نگرش‌های نو در جغرافیای انسانی، سال چهارم، شماره اول،ص47.
  • حسین زاده، محمدمهدی.، براتی، غلامرضا.، صابر نیا، زهرا.، (1393). اثرات تغییرات پوشش زمین و کاربری اراضی بر فرسایش بادی و وقوع روزهای غبارآلود در منطقه شهریار. پژوهش‌های دانش زمین، سال پنجم، شماره 17،صص 76-88.
  • خوش کیش، اسدالله.، بهلول، علیجانی.، زهرا، حجازی زاده.، (1390). تحلیل سینوپتیکی گردوغبار در استان لرستان. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال بیست وسوم،شماره 2،صص91-110. 
  • ذوالفقاری، حسن، و عابد زاده، حیدر(1384)، تحلیل سینوپتیکی توفان‌های گردوغبار در غرب ایران، نشریه جغرافیا و توسعه، صص.173-188.
  • ذوالفقاری، حسن.، معصوم پور سما کوش،جعفر.، شایگان مهر، شاپور.، احمدی، محمد.،(1390). بررسی همدید توفان‌های گردوغبار در مناطق غربی ایران طی سال‌های1384تا1388(مطالعه موردی: موج فراگیر تیرماه 1388). مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 22، شماره 3،صص34-17.
  • رنجبر، محسن.، ایران‌منش، فاضل.، دهقان،علی‌رضا.،(1384). نقش پلایا های سیستان در گسترش توفان‌های غبار زا )با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای(. نشریه علمی- پژوهشی انجمن جغرافیایی ایران، سال سوم، شماره 6, 7،صص81-69 .
  • رئیس پور، کوهزاد.(1393). وب سایت جامع هوا و اقلیم شناسی ایران.
  • سلیمانی، آرزو.، عسگری، حسین محمد.، سهراب، علی دادالهی.، علمی زاده، هیوا.، خزاعی، سید حسین.، ارزیابی عمق اپتیکی حاصل از تصاویر ماهواره MODIS در خلیج فارس، مجله علوم و فنون دریایی،دوره 14، شماره4، صص 75-83.
  • سفیانیان، علیرضا .، خداکرمی، لقمان.، (1392). تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌بندی فازی ( مطالعه موردی سه زیر حوزه آبخیز کبودرآهنگ، رزن -قهاوند وخونجین -تلخاب در استان همدان ). آمایش سرزمین. شماره 4، صص114-95.
  • علوی پناه، سید کاظم.، مسعودی، مسعود.،(1380). تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از داده های رقومی ماهواره لندست TM و سیستمهای اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: منطقه موک استان فارس) . مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 8، شماره 1، ص 65-75.
  • فرج زاده، منوچهر.، فلاح، مهنام.، (1387). ارزیابی اثرات تغییر کاربری اراضی و پوشش زمین در سیل رژیم رودخانه تجن با استفاده از تکنیک‌های سنجش‌ازدور. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی،شماره 64 ،صص104-89.
  • فلاح ززولی،محمد،. وفایی نژاد، علیرضا،. خیرخواه زر کش ، میر مسعود،. احمدی دهکاء ، فریبرز،. (1393). منشأ یابی گردوغبار غرب و جنوب غرب ایران و تحلیل سینوپتیکی آن با استفاده از سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی. فصلنامه سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، دوره 5 شماره 4 ، صص77-61.
  • مفیدی، عباس،. جعفری،سجاد،. (1391). بررسی نقش گردش منطقه‌ای جو بر روی خاورمیانه در وقوع توفان‌های گردوغباری تابستانه در جنوب غرب ایران. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال دوم، شماره پنجم، صص ۴۵- ۱۷.
  • Ferreira, D. , Farimani, A. and Sousa, M. , 2011. Numerical and experimental analysis of wind erosion, Springer Science Business Media B. V. 2010.
  • Goudie A, and Middleton NJ. , (2001), Saharan dust storms: nature and consequences, Earth Science Review, 56: 179-204.
  • Liu, X.H., Skidmore, A.K. and Oosten, H.V., 2002, Integration of Classification Methods for Improvement of Land-cover Map Accuracy, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, No.56, pp. 257-268.
  • ogren, J.A. 1995.A systematic approach to in situ observations of aerosol properties, Aerosol forcing of climate, R.J. Chararlson and J. Heintzenberg(eds),Wiley& Sons, New York,215-226.
  • Zhang, X. , T. , Kang, H. , wang, Y. , Sun, 2010. Analysis on spatial structure of landuse change based on remote sensing and geographical information system. International Journal of Applied Earth Observation and Geo information 12:145–150.
  • Wilkerson Walter D., 1991: Dust and sand forecasting in Iraq and adjoining countries. USAF Environmental Technical ApplicationsCenter, pp72.