نشریه سنجش از دور و GIS  ایران

نشریه سنجش از دور و GIS ایران

تحلیل روند تغییرات پوشش زمین از سال 2001 تا 2024 میلادی در استان ایلام با استفاده از MODIS Land Products (MCD12Q1)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
Research Institute of Forests and Rangelands, (ARE
چکیده
سابقه و هدف: کشف روابط بین کاربری زمین و عوامل محیطی مهمترین مسئله در امر مدیریت و برنامه ریزی اکوسیستم ها به شمار می آید. در این پژوهش تلاش می شود تغییرات کاربری اراضی در محدوده جنگلها و مراتع, اراضی کشاورزی, اراضی بایر و پهنه های آبی در استان ایلام در دوره 2024-۲۰۰۰ مورد تحلیل و بررسی قرارگیرد. این پژوهش با هدف تحلیل تغییرات مکانی و زمانی کاربری اراضی، و با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS MCD12Q1 متعلق به سال های 2024 -2000 وENVI 4.7 ، ArcGIS 10.1 اجرا شده است.

مواد و روش‌ها: استان ایلام با مساحت ۲۰۱۵۰ کیلومتر مربع، ۱.۴ درصد از مساحت کل کشور را تشکیل می‌دهد و بیست و دومین استان بزرگ ایران است. این پژوهش با هدف بررسی روند تغییرات کاربری اراضی در استان ایلام و با استفاده از محصول پوشش زمینMODIS (MCD12Q1 ،۵۰۰ متر) در دوره 2024-۲۰۰۰ انجام شد. در این مطالعه،" همچنین از داده های حاصل از بازدید میدانی به عنوان اطلاعات جانبی استفاده شده است. پردازش و تحلیل تصاویر ماهواره ای در محیط نرم افزار ENVI صورت گرفت. به منظور تهیة نقشة تغییرات کاربری اراضی، روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال بکار گرفته شد. سپس تمامی کاربری های منطقة مورد مطالعه در شش طبقه کاربری اراضی کشاورزی، مراتع، جنگل، اراضی بایر ، مناطق شهری و انسان ساخت و پهنه آبی تقسیم بندی شدند. در نهایت لایه های بدست آمده، جهت محاسبة مساحت کاربری ها و تهیة نقشة خروجی مناسب به نرم افزار ArcGIS منتقل گردید. برای جمع‌آوری داده‌های میدانی، تصاویر موجود از نرم‌افزار Google Earth برای هر سال به عنوان نقاط نمونه‌برداری تصادفی انتخاب شدند.

نتایج و بحث: نتایج نشان داد در طی بیست و چهار سال گذشته، 6/15% از مساحت استان با روند کاهشی در پوشش گیاهی مراتع ؛ و 5/3% از مساحت آن با روند کاهشی در پوشش گیاهی جنگل مواجه بوده است. از این تعداد، در مجموع ۳۸۲۵ کیلومتر مربع از پوشش گیاهی مرتعی و جنگلی در دوره مورد بررسی از بین رفته است. در حالی که افزایش 4/6 درصدی زمین‌های کشاورزی نشان دهنده روند رو به رشد آن است.

در این تحقیق، با استفاده از محصول اطلاعاتی MCD12Q1 تغییرات زمانی-مکانی پوشش سطح زمین در سطح کشور با دقت مکانی 500 متر در بازه‌های زمانی پنج ساله از سال 2000 تا 2024 میلادی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفت. نقشه‌های پوشش اراضی بر اساس شش کلاس برای سال‌های ۲۰۰۱، ۲۰۰۵، ۲۰۱۰ ، ۲۰۱۵ ، 2020 و 2024 تهیه و سپس با استفاده از «ماتریس تغییرات پوشش اراضی» ارزیابی شدند. تحلیل توزیع منطقه‌ای نشان داد که بیشتر بخش‌های ایلام (بیش از 4۰٪) توسط مناطق بایر پوشانده شده است. این بررسی نشان داد، در دوره زمانی مورد مطالعه، اراضی بدون پوشش و بایر بالغ بر 40 درصد از مساحت استان ایلام را در بر دارند. سطح اراضی مرتعی و جنگلی، به‌ترتیب از 8/51 و 7/9 درصد در سال 2000 به 2/36 و2/6 تقلیل و سطح اراضی کشاورزی از 6/6 درصد در سال 2000 به 13 درصد در سال 2024 افزایش یافته است. همچنین، ماتریس ارزیابی تغییرات نشان داد که در بازه‌های زمانی ۲۰۰۱، ۲۰۰۵، ۲۰۱۰ ، ۲۰۱۵ ، 2020 ، 2024 و2020 پوشش سطح مراتع و جنگل ها با روندی شتابگر به‌ترتیب 5/15 و4/3 درصد از سطح استان ایلام کاهش یافته است.

نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از تحلیل‌های انجام‌شده نشان‌دهنده روند کاهشی پوشش گیاهی جنگل ها و مراتع در عرصه منابع طبیعی در استان ایلام درطی بیست و چهار سال گذشته است. براساس نتایج این تحقیق از سال 2000 تا 2024، مناطق مرتفع استان ایلام، به ‌ویژه ارتفاعات شمالی و شرقی شاهد روند کاهشی پوشش گیاهی در جنگلها و مراتع بوده‌اند. همچنین پوشش گیاهی مناطق کم‌ارتفاع واقع در دشت‌ها، ارتفاعات پایین‌تر جنوب و غرب ایلام و به‌خصوص حاشیه شهرها و جاده‌ها درحال از دست رفتن است. فعالیت‌های انسانی، مانند تغییر کاربری اراضی و توسعه شهرنشینی در استان ایلام به کاهش پوشش گیاهی دامن زده‌اند. این تغییرات نشان‌دهنده کاهش پوشش گیاهی انبوه و افزایش تأثیرات منفی انسانی و طبیعی‌ می باشد. به‌رغم روند آرام‌تر کاهش پوشش گیاهی درقیاس با مناطق پایین‌دست, در ارتفاعات، نگرانی‌هایی بابت تخریب پوشش گیاهی در مناطق بکر جنگلی وجود دارد. تحولات یادشده نیازمند توجه و اقدامات فوری، برای مدیریت پایدار منابع طبیعی و سازگاری با تغییرات اقلیمی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analysis of land cover changes of Ilam province in the period of 2001 to 2024 using MODIS land products (MCD12Q1)

نویسندگان English

Tahereh Ensafi Moghaddam
Hadi Eskandari
Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran. ,P.O.Box, 13185-116, Tehran, Iran, Postal Cod: 1496813111.
چکیده English

Introduction: Discovering of the relationship between land use and environmental factors is the most important issue in ecosystem management and planning. In this study, an attempt is made to investigate the land cover changes in the forest and rangelands areas of Ilam province over the period from 2000 to 2024. This research was conducted with the aim of analyzing spatial and temporal changes in climatic parameters and land use, using images of MODIS sensor MCD12Q1 and ENVI 4.7, ArcGIS 10.1 in the Ilam province over the period from 2000 to 2024.

Materials and methods: Ilam province covers 20,150 km2, which accounts for 1.4% of the country's total area and is the 22nd largest province in Iran. This research was conducted with the aim of analyzing spatial and temporal changes in land use, using images of MODIS MCD12Q1 Satellite and ENVI 4.7, ArcGIS 10.1 in the Ilam province over the period from 2000 to 2024.In order to collect the field data, the available images from Google Earth for each year were taken as random sampling points. We use used MODIS land cover-type product (MCD12Q1, 500 m) for land cover information 2000-2024. In order to investigate the qualitative changes of land use, the land use map of the study area is classified and prepared using Density Slice method in 6 different floors including Urban and man-made areas, agriculture, wastelands, forests, pastures and water bodies. The supervised classification method (maximum likelihood algorithm) was used to achieve land cover classification based on ground truth in remote sensing.

Results and Discussion: The results indicate that 15/6% of the studied area experienced a decrease in rangeland vegetation, and 3/5% of the region's area has faced a declining trend in forest vegetation cover. Out of these, a total of 3,825 square kilometers of rangeland and forest vegetation were lost during the period under review. while the 6.4% increase in agricultural land indicates an exhibited growing trend. The findings revealed that over the past twenty-four years in Ilam Province, the growth of urban areas and human-made and urbanization development has increased by only 0.5%. This research used the MODIS MCD12Q1 yearly data at 500 m resolution to evaluate the spatio-temporal changes in the national land cover of Iran from 2001 to 2015 in five years’ periods. Land cover maps of Iran were generated based on 12 classes for years of 2000, 2005, 2010, 2015, 2020, and 2024 and then evaluated using Land Cover Change Table. Areal distribution analysis showed that the most parts of Ilam covered by barren areas (more than 40%). The area of rangelands and forests were reduced from 51.8 and 9.7 percent respectively in the year of 2000 to 36.2 and 6.2. percent of Ilam’s area in 2024. Furthermore, to evaluate land cover changes in five years’ period, the land cover map of the first and last years of each period were compared using Land Cover Change Table. Results showed that in the five years periods of 2000-2005, 2005-2010 ,2010-2015, 2015-2020 and 2020- 2024 land cover of Ilam’s rangelands and forests has decreased at an accelerating rate as 15.5 and 3.4 percent respectively of Ilam’s area.



Conclusion: The results of the analyses indicate a decreasing trend in forest and rangelands vegetation cover in the area of natural resources of Ilam province from 2000 to 2024. It can be concluded that the highlands of Ilam province, particularly the northern and eastern highlands, have witnessed a decrease in vegetation cover in forests and pastures. Also, low-altitude regions such as plains, lower elevations of southern and western Ilam, and especially areas surrounding cities and roads, have experienced a decline in vegetation cover. This decline can be attributed to human activities, including changes in land use and urbanization in Ilam province. These changes signify the loss of extensive vegetation and the exacerbation of detrimental impacts from both human activities and natural factors.

کلیدواژه‌ها English

Ilam Province
Land Use Cover
Remote Sensing
Geographic Information System
MODIS

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 12 آبان 1405