بررسی امکان برآورد مکانی تعداد در هکتار و متوسط قطر درختان جنگل با استفاده از آنالیز زمین (مطالعه موردی: سری 1 طرح جنگل‌داری دکتر بهرام‌نیا، گرگان، ایران)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

امکان پیش‌بینی مشخصه‌های کمی جنگل بدون اندازه‌گیری زمینی از ایده‌های نوین بیومتری جنگل به‌شمار می‌رود. این مطالعه به‌منظور بررسی امکان تعیین پراکنش مکانی دو مشخصه مهم کمی جنگل (تعداد در هکتار و متوسط قطر) با استفاده از آنالیز زمین و مدل‌های رگرسیون خطی در سری 1 جنگل دکتر بهرام‌نیا (شصت‌کلاته) در استان گلستان انجام شده است. مدل رقومی ارتفاع با اندازه پیکسل 10×10 متر از طریق درون‌یابی منحنی‌های میزان‌ 10 متری نقشه‌های با مقیاس 1:25000 تهیه گردید. نقشه خصوصیات اولیه (شیب، جهت شیب، ارتفاع از سطح دریا، انحنای مسطح، انحنای پروفیلی، رلیف سایه و انحنای مماسی) و ثانویه توپوگرافی (شاخص رطوبت و پتانسیل سالانه تابش خورشید) با استفاده از مدل رقومی زمین به‌دست آمد. داده‌های به‌دست آمده از آماربرداری زمینی طرح تجدید‌نظر جنگل‌داری سری 1 (429 قطعه نمونه) نیز به‌عنوان داده‌های اصلی خصوصیات کمی جنگل مورد استفاده قرارگرفت. اطلاعات نقشه‌های خصوصیات توپوگرافی در محل قطعات نمونه استخراج گردید. سپس رابطه بین مشخصه‌های کمی جنگل و خصوصیات توپوگرافی با استفاده از رگرسیون خطی چندمتغیره و روش گام به گام مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به‌‌صورت مدل درآمد. مدل‌های به‌دست آمده با استفاده از نقاط تست مدل (85 قطعه نمونه) اعتبار‌سنجی شدند. ضریب تبیین اصلاح ‌شده و ریشه میانگین ‌مربع ‌خطا برای نشان دادن درجه تخمین مناسب مدل‌ها محاسبه گردیدند. نتایج نشان داد که ارتفاع از سطح دریا، پتانسیل سالانه تابش خورشید، شیب و جهت شیب خصوصیات مهم زمین هستند که نقش تعیین‌‌‌کننده‌ای در پراکنش مکانی خصوصیات جنگل دارند. نتایج همچنین نشان داد که بین 47-40 درصد از تغییرات خصوصیات جنگل می‌تواند به‌وسیله این مدل‌های خطی تبیین شوند. این مدل‌ها می‌توانند با استفاده از مدل رقومی زمین و بدون اندازه‌گیری یا نمونه‌برداری، برای برآورد خصوصیات کمی جنگل‌های مجاور که دارای شرایط مشابهی هستند (نوع مدیریت و مورفولوژی) مورد استفاده قرار گیرند. در نهایت استفاده از آنالیز زمین برای شناخت اولیه خصوصیات کمی جنگل مورد تاکید قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Possibility Investigation on Spatial Estimation of Density and Mean Diameter of Forest Trees Using Terrain Analysis (Case Study: Dr. Bahramnia Forestry Plan, District I, Gorgan, Iran)

چکیده [English]

Possibility of estimation of quantitative forest characteristics without field survey is a new idea for forest biometry. This investigation was conducted to evaluate possibility of spatial estimation of two main quantitative forest characteristics (trees number in hectare and mean diameter) using terrain analysis and linear regression models in the district 1 of Dr. Bahramnia (Shastkolate) forestry plan, Golestan Province. A digital elevation model (DEM) with 10×10 meter resolution was produced by contours interpolation of 1:25000 scale maps. The primary topographic attributes maps (slope, aspect, elevation from sea level, shaded relief, profile curvature, plan curvature and tangential curvature) and secondary attributes maps (wetness index and solar radiation) were derived from DEM using terrain analysis software. Field inventory data from second revision of Shastkolate forestry plan, district I (429 plots) were used as original data for forest quantitative characteristics. Information of topographic maps in plot location was derived. Then relationship between the forest characteristics and terrain attributes was analyzed and modeled using multiple linear regression models by stepwise approach. The developed models were validated using test data (85 plots). Adjusted R2 and root mean square error (RMSE) were determined to validate accuracy of prediction. Result of study showed that elevation from sea level, annual potential of solar radiation, slope and aspect were the most significant terrain attributes determined the spatial distribution of forest quantities characteristics. Results also showed that forest characteristics could be predicted about 40% to 47% of variation by these linear models. These models can be used for estimation of quantitative characteristics for adjacent forests with similar conditions (same management and morphology) using DEM without measurement or sampling. Finally, use of terrain analysis was emphasized for preliminary recognition of forest quantity characteristics.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Topographic attribute
  • Terrain analysis
  • Digital terrain model
  • Regression
  • Spatial estimation model
  • Doctor Bahramnia forest