بررسی و شناسایی سنگفرش های بیابانی در شهرستان سمنان با استفاده از تصویرهای سنجندة ETM+

نویسندگان

1 استادیار گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکدة کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استادیار گروه بیابان زدایی، دانشکدة کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

3 دانشیار پژوهشکدة حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

4 کارشناس ارشد گروه بیابان زدایی دانشکدة کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22092/wmrj.2024.365469.1581
چکیده

مقدمه و هدففرآیند شناسایی شکل‌‌های زمین‌ موضوعی است، که به‌وسیلة بسیاری از پژوهشگران بررسی‌شده است. تمام تعریف‌های زمین‌ریخت‌شناختی مبتنی بر مطالعه و شناسایی شکل‌‌های زمین­ است. شناخت شکل‌‌های زمین‌ و نحوة پراکنش آنها از نیازهای اساسی علم زمین‌ریخت‌شناختی کاربردی و دیگر علوم محیطی است. در این راستا، فناوری سنجش از دور به‌دلیل تولید تصویرهای ماهواره‌ای با وضوح زیاد فضایی و طیفی، می‌تواند ابزار ارزشمندی برای شناسایی و طبقه‌بندی شکل‌‌های زمین باشد. سنگ‌فرش بیابان، یکی از مهم­ترین شکل‌‌ زمین­ های مناطق خشک و بیابانی است. تهیة نقشة سنگ‌فرش­ ها و انواع آنها، مبنایی برای ارزیابی منطقه از نظر ساختاری و ویژگی‌های زمین‌ریخت‌شناختی فراهم می‌آورد، که در زمینة بسیاری از مسائل مدیریت و برنامه­ ریزی محیطی سودمند است و می­ تواند به‌عنوان الگویی برای مناطق مشابه به‌کار رود. در این پژوهش، با استفاده از داده­ های سنجندة ETM+ و بر اساس معیارهای مدنظر، شناسایی و طبقه‌بندی ویژگی­ های سنگ‌فرش­ های بیابانی شهرستان سمنان انجام شد.مواد و روش هامنطقة مطالعه‌شده با مساحت 47645/98 هکتار، در شهرستان سمنان است. منطقه دارای مختصات جغرافیایی ʹ28˚53 تا ʹ43˚53 طول شرقی و ʹ20˚35 تا ʹ40˚35 عرض شمالی است. هدف این پژوهش بررسی، جداسازی و شناسایی طبقات سنگ‌فرش بیابانی به‌عنوان نوعی از شکل زمین‌های بیابانی با استفاده از روش سنجش از دور و تصویرهای ماهواره‌ای لندست ETM+  در جنوب سمنان بود. ازاین‌رو، با بررسی میدانی و نمونه ­برداری از محدودة مطالعه‌شده، درصد تراکم پوشش سنگ‌فرش بیابانی اندازه ­گیری و موقعیت هر نمونه با GPS ثبت شد. برای طبقه‌بندی سنگ‌فرش ­های بیابانی در محیط‌های نرم‌افزار Envi 4.5 و IDRISI Selva، از ماشین بردار پشتیبان، شبکة عصبی، نقشة زاویه طیفی، واگرایی اطلاعات طیفی و آرت‌مپ فازی استفاده شد. سپس، صحت هر طبقه ­بندی، با استفاده از ضریب‌های صحت کامل، کاپا، صحت کاربر و صحت تولیدکننده با نمونه ­های تعلیمی مقایسه شد. سرانجام، نقشة پهنه ­بندی مکانی هر روش در محیط نرم­افزار  ArcGIS 10.2رسم شد.نتایج و بحثدر این پژوهش، بهترین ترکیب نواری برای تشخیص و جداسازی سنگ‌فرش ­های بیابانی جنوب سمنان، ترکیب باند 6-4-3 با عامل شاخص مطلوب 71/45 (OIF)  بود، که در نوار مادون قرمز و مرئی میانی (VNIR + TIR) بود. بر اساس ضریب کاپا، روش­ های ماشین بردار پشتیبان (85/05)، آرت‌مپ فازی (81/44)، شبکة عصبی (55/17)، نقشة زاویه طیفی (53/89) و واگرایی اطلاعات طیفی (50/22)، به‌ترتیب بیشترین توانایی را در جداسازی طیفی طبقات گوناگون سنگ‌فرش بیابان جنوب سمنان داشتند. روش ­های طبقه­ بندی ماشین بردار پشتیبان و آرت‌مپ فازی، به‌ترتیب بیشترین ضریب‌های کاپا برای طبقات را کسب کردند و کمترین ضریب‌های کاپا و صحت کامل نیز، به‌ترتیب در روش ­های شبکة عصبی، نقشة زاویه طیفی و واگرایی اطلاعات طیفی بود. با توجه به این که طبقات، باندها و دیگر شرایط استفاده‌شده برای تمام روش ­ها یکسان بود، ازاین‌رو، اختلاف موجود در صحت، فقط به دستورالعمل ­های محاسبه‌ای روش ­ها بستگی داشت.نتیجه‌گیری و پیشنهادهافناوری سنجش از دور به‌دلیل تولید تصویرهای ماهواره‌ای با وضوح زیاد فضایی و طیفی، می‌تواند ابزار ارزشمندی برای شناسایی و طبقه‌بندی شکل‌‌های زمین باشد. تهیة نقشة سنگ‌فرش ­های بیابانی و انواع آنها، مبنایی برای ارزیابی منطقه از نظر ویژگی­ های ساختاری و زمین‌ریخت‌شناختی است، که می­ تواند در زمینة بسیاری از مسائل مدیریت و برنامه ­ریزی محیطی سودمند ­باشد. ازاین‌رو پیشنهاد می­ شود، از دیگر روش ­های طبقه بندی مبتنی بر برشی­ گرا بودن، روش­ های ترکیبی، فرکانس پوششی، تصویرهای سنجنده­ های با قدرت جداسازی مکانی و طیفی بهتر و لحاظ­کردن خصوصیاتی همچون قطر ذرات استفاده شود، تا در تهیة نقشه­ های طبقات سنگ‌فرش بیابانی اثربخش باشد.