Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed Pourmanafi,Alireza Safianian
سعید پورمنافی (استاد راهنما) علیرضا سفیانیان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Sadeghi
زهرا صادقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Land Cover Change Detection and Prediction of Shiraz City Using CA-Markov and LCM Methods
The surface of the earth is changing rapidly, at local, regional, national, and global scales. Land use changes, especially those arising from human activities is among the most important global changes that impact the environment more than any other world is changing. The remote sensing technology as a valuable approach to monitoring, identifying and zoning of natural resources, especially in the process of preparing the land use maps in different parts of the world are documented scientifically. The maps are the basic requirements for environmental management and monitoring. Prediction and evaluation of potential land use patterns through modeling can help the environmental planners and natural resource managers to more conscious decisions on prospective planning. Therefore, in this study, mapping, change detection and land use change modeling using CA- Markov and LCM models in The Central District of Shiraz township has been. For this purpose, Landsat TM images for the years 1994 and 2009, ETM + in 2002 and OLI 2015 was used. At first, a set of initial preprocessing was applied to all images such as topographic, atmospheric and radiometric correction. Then, to make the best visual interpresion of satellite images, a set of indices including Optimal Index Factor (OIF) and vegetation index was used. Finally supervised classification method (maximum likelihood) was applied to the images and all images to obtain seven main types of LULC include bulid-up, agriculture, water area, barren land, forest, poor range and rich range with acceptable Kappa index and overall accuracy. Then, it was used from post classification comparison in LCM model to detect changes in this period. The most important changes that have occurred in this period 21 years belongs to Change 99/27 percent water area to barren land. The most important reason to convert water area, has been dry maharloo lake. That has caused social and ecological structure and physical stability of the region suffered serious damage. Also in this period, 15148 hectares has been added to an area of residential and bulid-up areas in study region .Cellular automata- Markov and artificial neural network (MLP) models was applied to predict LULC changes for 2015 (model calibration) and 2025 (future prediction). To implement neural network model was initially calibrated. For this purpose, by considering changes in the period 2002- 2009 and choosing 10 independent variable, potential landuse changes modeling for year 2015 was performed. Then, land use map for 2015 were predicted using Markov chain. after next, modeling land use map of 2015 compared with the reference map and Kappa index was obtained 0/78. Therefore, this model was used to predict changes for the year 1404. also To check the ability Cellular automata- Markov model, simulated map of the 2015 were compared with reference Map and Kappa index was obtained 0/81. Simulated maps of two models indicate that by the year 1404 will be significant growth in residential and bulid-up lands.
سطح زمین در مقیاس محلی، منطقه ا hy;ی، ملی و جهانی به سرعت در حال تغییر است. تغییرات کاربری اراضی به ویژه مواردی که ناشی از فعالیت های انسان است جزء مهم ترین تغییرات جهانی محیط زیست است که تأثیر بیشتری از دیگر تغییرات جهانی دارد. امروزه فناوری سنجش از دور به عنوان راهکاری ارزشمند در جهت پایش، شناسایی و پهنه بندی منابع طبیعی و به ویژه در روند تهیه نقشه های کاربری اراضی در مناطق مختلف جهان به صورت علمی مورد استناد قرار می گیرد. این نقشه ها از نیازهای اساسی برای مدیریت و نظارت زیست محیطی است. پیش بینی و ارزیابی پتانسیل الگوهای کاربری زمین از طریق مدل سازی می تواند به برنامه ریزان محیط زیست و مدیران منابع طبیعی برای تصمیمات آگاهانه تر در سطح چشم انداز کمک کند. لذا در مطالعه ی حاضر به نقشه سازی، آشکارسازی تغییرات و مدل سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از دو مدل CA- Markov و LCM در بخش مرکزی شهرستان شیراز پرداخته شده است. بدین منظور از تصاویر لندست TM مربوط به سال های 1373و 1388، ETM+ سال 1381و OLI سال 1394 استفاده شد. در گام اول مجموعه ای از پیش پردازش های اولیه مانند تصحیحات توپوگرافی، اتمسفری و رادیومتریک روی تصاویر اعمال شد. سپس جهت تفسیر بصری تصاویر از شاخص OIF و شاخص گیاهی استفاده شد. در نهایت روش طبقه بندی نظارت شده (حداکثر احتمال) بر روی تصاویر اعمال شد و کلیه تصاویر در 7 طبقه کاربری شامل کشاورزی، جنگل، مرتع ضعیف، مرتع خوب، بایر، آب و مسکونی و ساخته شده با صحت قابل قبول تهیه شدند. سپس از روش مقایسه پس از طبقه بندی در مدل LCM برای آشکارسازی تغییرات به وجود آمده در این بازه زمانی استفاده شد. مهم ترین تغییرات رخ داده دراین دوره زمانی 21 ساله مربوط به تبدیل 27/99 درصدی پهنه های آبی به اراضی بایر است، مهم ترین دلیل تبدیل پوشش آبی، خشک شدن دریاچه مهارلو است که باعث شده ساختار و پایداری فیزیکی- اجتماعی و اکولوژیکی منطقه دچار آسیب جدی شود. همچنین در این بازه زمانی 15148هکتار به وسعت مناطق مسکونی و ساخته شده منطقه مورد مطالعه افزوده شده است. برای پیش بینی تغییرات کاربری/ پوشش سرزمین درسال 1394(کالیبراسیون مدل) و سال 1404(برای شبیه سازی تغییرات) از دو مدل سلول های خودکار- زنجیره مارکوف و مدل شبکه عصبی مصنوعی (پرسپترون چندلایه) استفاده شد. برای اجرای مدل شبکه عصبی ابتدا به کالیبراسیون مدل پرداخته شد. بدین منظور با توجه به تغییرات رخ داده در دوره زمانی 1388- 1381 و انتخاب 10 متغییر مستقل، مدل سازی پتانسیل تبدیل کاربری برای سال 1394 انجام شد. سپس با استفاده از زنجیره مارکوف نقشه کاربری اراضی برای سال 1394 پیش بینی شد. در گام بعد نقشه کاربری اراضی حاصل از مدل سازی سال 1394 با نقشه مرجع مقایسه شد و شاخص کاپا 78/0 بدست آمد. بنابراین از این مدل برای پیش بینی تغییرات برای سال 1404 استفاده شد. برای بررسی قابلیت مدل تلفیقی سلول های خودکار- زنجیره مارکوف نیز نقشه شبیه سازی شده حاصل از این مدل با نقشه ی مرجع سال 1394 مقایسه شد و شاخص کاپا، 81/0 بدست آمد. نقشه های پیش بینی شده حاصل از دو مدل نشان می دهد که تا سال 1404 کاربری مسکونی و ساخته شده رشد چشمگیری خواهد داشت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی