بررسی روند تغییرات سطح جنگل‌ با استفاده از عکس‌های هوایی و تصاویر ASTER (مطالعه موردی: جنگل‌های حاشیه‌ای جنوب و جنوب‌غربی شهر گرگان)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در طول دهه‌های اخیر جنگل‌های خزری توسط دخالت‌های انسانی مورد تعرض قرار گرفته‌اند. دسترسی آسان، فراوانی و تنوع محصولات جنگلی با ارزش منجر به افزایش تراکم جمعیت، ایجاد مناطق مسکونی جدید و فعالیت‌های جنگل‌زدایی شده است. آشکار ساختن تغییرات یکی از روش‌های اساسی در مدیریت و ارزیابی منابع طبیعی می‌باشد. این مطالعه تغییرات سطح جنگل‌های جنوب شهر گرگان را در سه مقطع زمانی (1385-1373-1345)، با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و عکس‌های هوایی مورد ارزیابی قرار می‌دهد. به‌منظور تهیه نقشه وضعیت گستره جنگل در سال‌های 1345 و 1373، عکس‌های هوایی سال‌های یاد شده، رقومی و با استفاده از نقاط کنترل زمینی و نقشه‌های توپوگرافی زمین مرجع گردیدند. فتوموزاییک رقومی از طریق اتصال رقومی عکس‌ها در محیط GIS انجام پذیرفت. سپس، نقشه گستره جنگل مربوط به این دو سال از طریق رقومی‌سازی مرز کاربری‌ها بر روی فتوموزاییک رقومی به‌دست آمده از عکس‌های هوایی تهیه گردید. برای تهیه نقشه گستره جنگل سال 1385 تصاویر ماهواره‌ای سنجنده ASTER مورد استفاده قرار گرفتند. با بررسی کیفیت تصاویر، هیچ‌گونه خطای رادیومتری مشاهده نگردید. تصحیحات مختلف، شامل تصحیح اتمسفری با استفاده از مدل COST و تصحیح هندسی با روش ارتو بر روی تصاویر انجام شد. باندهای مصنوعی با استفاده از روش‌های مناسب پردازش تصاویر شامل نسبت‌گیری و تجزیه مؤلفه‌های اصلی ایجاد شدند. پس از انتخاب بهترین مجموعه باندی با استفاده از شاخص فاصله باتاچاریا، طبقه‌بندی تصاویر با استفاده از الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی انجام گرفت. به‌منظور کشف تغییرات از روش مقایسه پس از طبقه‌بندی استفاده گردید. نتایج به‌دست آمده نشان‌دهنده تغییر وسیع سطح جنگل به اراضی غیرجنگلی در طی مدت 41 سال می‌باشد. در طی این مدت 8/1250 هکتار از سطح جنگل طبیعی کاسته شده و فقط 29/246 هکتار به سطح جنگل افزوده شده است. به این ترتیب، در مجموع سطح جنگل به میزان 5/1004 هکتار کاهش یافته است. نتایج همچنین نشان داد که نرخ تغییرات سالیانه سطح جنگل طبیعی در طی دوره زمانی (1373-1345) بیش‌تر از دوره زمانی (1385-1373) بوده است.

عنوان مقاله [English]

Investigation on Forest Extend Changes Using Aerial Photos and ASTER Imagery (Case Study: Border Forests in South and Southwest of Gorgan City)

چکیده [English]

The Hyrcanian forests have been highly exploited in recent decades by human impacts. Easy access, abundance and variety of valuable forest yields have led to population growth density, creation of new residential areas and deforestation activities. Change detection is one of the main methods of management and evaluation of natural resources. We investigated forest changes in southern surrounding of Gorgan city using satellite imagery and aerial photos for three different dates (1966-1994-2006). In order to produce forest extent maps for 1966 and 1994 years, aerial photos of mentioned years were georeferenced by topographic maps and ground control points and digital mosaic of aerial photos were done in GIS environment. Then, the forest extent map was produced by digitizing land use borders on digital photo mosaic for two dates. We used ASTER imagery to produce forest extent map in 2006. We found no radiometric noise in the imagery. Atmospheric correction of imagery was done using Cost method and geometric correction of imagery was accomplished by orthorectification method. Also synthetic bands were generated by suitable image processing methods including ratioing and principal component analyses. After selection of the best bands based on Bhattacharya distance, imagery was classified using supervised classification and neural network algorithms. For exploring of change detection, post classification comparison technique was employed. Results showed that severe changes were occurred in forest extent during the 41 years. Around 1250.8 ha of the extent of natural forests have been reduced, but 246.29 ha were just increased in this time duration. Hence, net forest extent reduction was 1004.5 hectare. Results also showed that rate of annual changes in the first time interval (1966-1994) was larger than second time interval (1994-2006).