مقالات فني

پست الكترونيكي اين خبر

کاربرد RSوGIS در مدلسازی اکولوژیکی برای احیاء خاک های شور با استفاده از Tamarix aphylla
تاريخ :

کاربرد RSوGIS در مدلسازی اکولوژیکی برای احیاء خاک های شور با استفاده از Tamarix aphylla در استان فارس

حسین آهنی¹ ، اکبر ریاحی² ، احسان رنجبر³، مرضیه رستگار مقدم⁴ ، مهرداد نگهبان⁵،محمدرضا رئوفت⁶

1-کارشناس ارشد RS وGIS اداره کل منابع طبیعی و آبخيزداري استان فارس Hos_ahani50@yahoo.com

2-مسول اداره بيابان وکارشناس ارشد مديريت مناطق بياباني اداره کل منابع طبیعی و آبخيزداري استان فارس

3-کارشناس ارشد خاکشناسی اداره کل منابع طبیعی و آبخيزداري استان فارس

4-كارشناس زمين شناسي اداره کل منابع طبیعی و آبخيزداري استان فارس

5 و 6-کارشناس خاکشناسی اداره کل منابع طبیعی و آبخيزداري استان فارس

مقدمه:

امروزه با افزایش روزافزون جمعیت، تقاضا به فراورده های کشاورزی ودامی افزایش یافته و فشار بر عرصه های طبیعی باعث تخریب منابع آب وخاک ، پوشش گیاهی ، شور شدن اراضی ، فرسایش آبی وبادی وکاهش توان طبیعی سرزمین گشته واین امر در مناطق خشک ونیمه خشک که دارای اکوسیستم بسیار شکننده است از اهمیت قابل توجهی برخوردار است بطوريکه تغییر کاربری اراضی بعلت تغییر خصوصیاتی از خاک مانند مواد آلی باعث عکس العمل متفاوت اکوسیستم ها مي گردد (جیو وانی وهمکاران 2001). همچنين تغییر کاربری اراضی بعلت تغییر در ویژگی های رویشی اراضی ، باعث تغييردر خصوصیات خاک گشته (موران وهمکاران 1996). و با تخریب منابع طبیعی سرزمین با شرایط اکولوژیکی خاص ونیز وضعیت زمین شناسی ووجود گنبد های نمکی فعال وغیر فعال حاکم بر منطقه باعث تشدید روند شور شدن اراضی در سالهای گذشته گردیده که بعنوان کانون فرسایش های بادی وآبی در منطقه مشکلات عدیده ای را بوجود آورده است. ازاینرو به منظور احیاء اراضی شورو مدیریت صحیح سرزمین وشناسایی این عرصه ها وتهیه برنامه های هدفمند وسازگار با شرایط اکولوژیکی منطقه با استفاده از فناوریهای سنجش از دور (RS)وسامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) ونیز تصاویر ماهواره ای IRS(Indian Remoat Sensing) با سنجنده P6 – 2004 اقدام به تهیه لایه های اطلاعاتی مورد نیاز گردید بطوریکه با در نظر گرفتن 4 عامل اکولوژیکی آب وهوائی ، عوامل ادافیکی ، عوامل فیزیکی وعوامل زیستی با استفاده از نرم افزارهای ERDAS8.7 وARCGIS9 تمام لایه های اطلاعاتی تهیه ودرنهایت مدل اکولوژیکی برای گونه گزشاهی (Tamarix aphylla) ارائه گرديد.

مواد وروشها:

برای مدلسازی اکولوژیکی جهت یافتن واحدهای همگن اکولوژیکی Tamarix aphylla که گونه ای مقاوم برای خاک های شور است با کمک فناوریهای سنجش ازدور وسامانه اطلاعات جغرافیایی وبااستفاده از تصاویر ماهواره ای IRS وسنجنده P6 2004 لایه های موردنیاز برای مدلسازی تهیه گردید بطوریکه تصاویر مربوطه نخست از نظر هندسی تصحیح گردید. برای این منظور در محیط نرم افزار ERDAS8.7 وبااستفاده از نقشه های رقومی 25000 : 1 سازمان نقشه برداری کشور وبا خطای RMSE=0.2تصحیحات انجام گرفت. معمولا RMSE قابل قبول کمتر از 0.5 میباشد (علوی پناه1382). سپس برای تصحیحات رادیومتری از روش مستطیل های معادل استفاده گردید که در این روش ، هیستوگرام های باندها بصورت مجزا محاسبه وترسیم می شود.برای تهیه نقشه کاربری اراضی وخاک از تصاویر یادشده بهترین ترکیب باندی انتخاب شد برای این منظور وتهیه نقشه کاربری از روش Optimum Index Factor (OIF) (چاوز وهمکاران 1982) وبرای نقشه خاک از روش Principal Component Analys (PCA) استفاده گردید.برای نقشه های زمین شناسی از نقشه 100000 : 1 وزارات نفت استفاده شد.برای طبقه بندی اطلاعات از تصاویر ماهواره ای با استفاده از نمونه های تعلیمی وبررسی دامنه طیفی هرکلاس از روش طبقه بندی نظارت شده وبا الگوریتم Maximum Likelihood (ML) اقدام به تهیه نقشه های کاربری وخاک گردیدكه يكي از روش هاي دقيق وكاربردي است( پائول متر 2005).

همچنین برای تهیه واحدهای همگن اولیه زمین اقدام به تهیه Digital Elevation Model (DEM) گردید برای این منظور در محیط نرم افزاری ARCGIS9 وبا استفاده ازروش هاچينسون 1991از الگوریتم Tin Plat Smoothing Splin (TPSS) نقشه مدل ارتفاعی رقومی زمین با اندازه سلولی 5 متری تهیه گردید با استفاده از DEM نقشه های شیب ، جهت شیب ، طبقات ارتفاعی تهیه شدند سپس با ادغام نقشه طبقات ارتفاعی با شیب واحد همگن اولیه تهیه شد وبا ادغام این واحد با نقشه جهات جغرافیایی واحدهمگن نهایی زمین تهیه شد.بابررسی داده های هواشناسی گرادیان روابط متوسط بارش سالیانه ، حداقل مطلق دمایی ، متوسط حداکثر وحداقل دمایی ونیز تبخیر-تعرق براورد گردید وبا استفاده از این روابط ونقشه DEM به ترتیب نقشه های همباران ، حداقل مطلق دمایی ، متوسط حداکثر وحداقل دمایی ونیز تبخیر-تعرق تهیه گردید.ودرنهایت با اضافه کردن نتایج آزمایشگاهی مربوط به پروفیل های صحرایی به لایه خاک ودر محیط نرم افزاری ARCGIS9 با استفاده از عوامل آب وهوائی ، ادافیکی ، فیزیکی زمین ونیز عوامل رویشگاهی اقدام به مدلسازی اکولوژیکی گردید.

نتايج وبحث:

امروزه استفاده از فناوريهاي سنجش از دور وسامانه اطلاعات جغرافيايي به عنوان ابزار كاربردي در بحث منابع طبيعي بركسي پوشيده نيست بطوريكه لازمه هربرنامه ريزي دسترسي به اطلاعات دقيق وبه روز مي باشد لذا استفاده از تصاوير ماهواره اي متناسب با هدف مطالعه ونيز ساير اطلاعات رقومي موردنياز جهت تحليل علمي مستلزم استفاده از نرم افزارهاي مرتبط با اين فناوريهاست در اين مطالعه از نرم افزارهاي ERDAS8.7 و ARCGIS9استفاده شد بامقايسه وتحليل آماري روشهاي (PCA) وطبقه بندي نظارت شده براي تهيه نقشه خاك با استفاده از تصاویر ماهواره ای IRS(Indian Remoat Sensing) با سنجنده P6 – 2004 خاك منطقه براساس PCA طبقه بندي گرديد بطوريكه با مقايسه تركيب 541 ازروش OIFبا نقشه حاصله از روش PCAومطابقت آن باواقعيت منطقه روش PCAاز تطابق بالاتري برخوردار بوده وهمچنين به منظور تهيه نقشه هاي شيب،حهت شيب،طبقات ارتفاعي ،لندفرم مقدماتي ونهايي از نقشه DEMبه روش (TPSS) استفاده شددراين روش چون درون يابي براساس 4 مولفه انجام مي شود براوردمولفه هاي فيزيكي زمين از دقت بالاتري برخوردار مي باشد بطوريكه با استفاده از اين روش اشكال سه گانه دامنه (Concav,Convex,Stright) كه درتعيين واحدهاي ژئومورفولوژيكي به منظورجداسازي دشت از كوه ازدقت بالاتري برخورداراست.

باتوجه به بررسي هاي صورت گرفته دراين تحقيق نشان داده شد كه روش PCAنسبت به ساير روش هاي تهيه نقشه خاك بهتر مي باشد.همچنين با استناد به نتايج آزمايشات پروفيل شاهد در مناطقي كه خاك در عمق كمتر از 7 متري داراي لايه محدود كننده (هاردپن ، آهك وگچ) باشد استقرار گزشاهي از موفقيت كمتري برخوردار بودهوبا توجه به نتايج مدلسازي اكولوژيكي در محيط ARCGIS9 خاك منطقه از نظر بافت، EC، درصد SP، گچ و آهك،SAR و Na در پنج كلاس (عالي، خوب، متوسط، نامناسب و ناسازگار) طبقه بندي شد، بگونه اي كه در طبيعت جوامعي از گز شاهي كه از تراكم بالا و وضعيت مطلوب برخوردار بودند در كلاس خاك عالي با ويژگيهاي زير قرار گرفتند.

مدلسازي اکولوژيکي گز شاهي (Tamarix aphylla) در محيط GIS &RS

River map

Topo map

Point elevation

Base map

DEM

Slope

Aspect

Hypsometer

Landform pr.

Landform fin.

Unit final hemogen ecoligical

RS & GIS Ecological Modeling of Biological survey

Unit hemogen pr.

% Cover land

Vegetation

Lito/soil

NDVI

Landuse

Soil map

Geology map

Correction Imagery

Meteorology

Orthorectify cor.

Haze corr.

Geometery corr.

Imagery satellite- IRS (P₆-2004)

Landuse/vegetation

P_avg

T_max

T_min

Met.(demartan)

بافت	EC	%SP	گچ	آهك	SAR	Na	عوامل ادافيكي
لومي، شني لومي	كمتر از 25	كمتر از 20	كمتر از 3	كمتر از 15	كمتر از 20	كمتر از 250	كلاس عالي

از ديدگاه عوامل اقليمي حداقل مطلق دماي كمتر از 7- درجه سانتيگراد، گسترش رويشگاه اين گونه را با مشكل مواجه ساخته و از موفقيت كمتري برخوردار است. همچنين براي ساير پارامترهاي دمايي، متوسط دماي سالانه كمتر از 17 درجه سانتيگراد و متوسط دماي حداقل هاي كمتر از 9 درجه سانتيگراد به عنوان عوامل محدود كننده دمايي براي گسترش اين گونه شناسايي شد.

منابع:

1. علوی پناه،سیدکاظم،1382،کاربرد سنجش ازدور درعلوم زمین(علوم خاک)،انتشارات دانشگاه تهران

2. Chavez,P.S.,Berlin,G.L.and Sowers,L.B.,1982. Statistical methods for selecting landsat MSS ratio. Jaurnal of applied photogrammetric engineering, 8( 1 ) , 23-30.

3. Giovannini,G.,R.Valijo,S.Lucchesi,S.Bautista and J.Liovet,2001.Effectes of land use and event ual fire on soil erodibility ir dry Mediterranean condition,Forest Ecoiogy and Management,147:15-23.

4. Hutchinson, M. F., and T. I. Dowling,1991,A continental hydrological assessment of a new grid-base digital elevation model of Australia, Hydrological processes, 5, 45-58.

5. Mather,P.M.,2005,Computer processing of remotely – sensed images,Third Edition,John Wiley & Sons,Ltd.pp319.

6. Morane,P.,G.Wang and G.Gertner,1996.Spatial uncertainly analysis for mapping soil erodibility based on joint sequential simulation,Catena,53:65-78.