پایش تغییرات فضایی گستره‌ برفی البرز مرکزی با استفاده از تابع طبقه‌بندی ماشین بردار پشتیبان و تصاویر ماهواره‌ای سری لندست

نویسندگان

1 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، مرکز آموزش عالی فیروزآباد، فارس، ایران

3 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

4 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

doi
10.48308/esrj.2023.103194
چکیده

مقدمه: برف­های رشته­کوه البرز در تأمین آب­های زیرزمینی و سطحی سکونتگاه­های اطراف آن و جلگه­ی پرجمعیت خزر نقش مهمی دارد. گرمایش جهانی موجب تغییراتی در فراسنج­های جوی- اقلیمی کشور ایران شده است. این تغییرات موجب تغییراتی در متغیر وابسته که پوشش برفی نقاط مرتفع کوهستان البرز می­باشد، خواهد شد. پیامدهای آن می­تواند تسریع در ذوب برف­ها، افزایش روند سیلابی­شدن رودخانه­ها و تخریب زیستگاه­ها و سکونتگاه­های پایین­دست گردد. بنابراین پایش گستره­ برفی البرز می­تواند در تدوین راهبردهای مدیریتی آب و توسعه­ پایدار مورد استفاده قرار بگیرد.مواد و روش­ها: در پژوهش حاضر، کوهستان البرز مرکزی به­عنوان محدوده موردمطالعه انتخاب گردید. در این مطالعه، به­منظور پایش تغییرات پهنه­های برفی البرز مرکزی در سال­های 1985 تا 2020 در مقیاس زمانی فصلی، ابتدا تصاویر ماهواره­ای لندست، سنجنده­­های TM، ETM و OLI برای فصل­های مربوطه در سال­های 1985، 1995، 2005، 2015 و 2020 از سایت سازمان زمین­شناسی آمریکا تهیه گردید. به­منظور استخراج پهنه­های برفی از روی تصاویر لندست، از روش طبقه­بندی تصاویر با الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) استفاده گردید.بحث و نتایج: مساحت پهنه­های برفی در زمستان بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده است و کمترین آن نیز مربوط به تابستان است. در فصل زمستان، بیشترین مساحت پهنه­های برفی در سال 1985 با 68/1 میلیون هکتار و کمترین آن در سال 2015 با 73/0 میلیون هکتار بود. در بهار بیشترین گستره برفی با 23/0 میلیون هکتار در سال 1995 و کمترین آن با 06/0 میلیون هکتار در سال 2015 بود. در تابستان میانگین آن 004/0 میلیون هکتار (4 هزار هکتار) بوده و بیشترین پهنه با 01/0 میلیون هکتار (10 هزار هکتار) در سال 1985 و کمترین آن با 001/0 میلیون هکتار (یک هزار هکتار) در سال 2020 مشاهده گردید. در پاییز میانگین پهنه­های برفی طی 35 سال حدود 47/0 میلیون هکتار (470 هزار هکتار) بوده که بیشترین آن با مساحت 84/0 میلیون هکتار (840 هزار هکتار) در سال 1985 و کمترین آن با 15/0 میلیون هکتار (150 هزار هکتار) در سال 2020 بوده است. به­طور کلی، بررسی روند سالانه پهنه­های برفی بیان­گر این است که از سال 1985 تا 2020 از مساحت آن کاسته شده و روند خطی آن نزولی می­باشد.نتیجه ­گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که دقت بیش از 91/0 درصدی الگوریتم ماشین بردار پشتیبان در طبقه­بندی تصاویر لندست، می­توان از این روش برای استخراج پهنه­های برفی استفاده نمود؛ به­گونه­ای که برف­های سایه و ابر را نیز از برف جدا نموده و در دره­ها نیز تجمع برف را شناسایی نمود. همچنین استفاده از تصاویر با قدرت تفکیک مکانی 30 متر و اعمال الگوریتم­های طبقه­بندی برای استخراج برف بهتر از اعمال شاخص NDSI و همچنین تصاویر MODIS می­باشد. از طرف دیگر روند پوشش برفی البرز مرکزی به­گونه­ای بوده که طی 25 سال از حدود 7/0 میلیون هکتار از مساحت برف­ها کاسته شده است و حجم بالایی از ذخیره آب شیرین در البرز از بین رفته است.