پهنه بندی خطر آتش در گون زارها با استفاده از داده های ماهواره ی سنجنده ETM+(مطالعه موردی: مراتع ملایر)

STUDENT

DEGREE

YEAR

In recent years, the increasing frequency of intentional fires in shrublands, vegetation control and fire danger is essential. Identification and mapping of fire danger areas are one of the main tools for achieving solutions to deal with fire in the sustainable range management. One of the main hot spots for Fire in Hamedan province is vast Astragalus rangelands in Malayer city. For this, the present study is aimed at mapping area prone to firing based on brush and shrub Astragalus vegetation map to manage firing using ETM + images so that managers might take some plans to Astragalus management and conservation. To mapping and planning such area exposed to fire can help stakeholders to alleviate danger and deal with some conservation and management activities. Images were undertaken to geometry correction using RMSe less than 0/1pixel.Study area is located at Malayer city in south-eastern of Hamedan province in the 70000 h area. Fielded data were collected as per classified randomized sampling method to image analysis so that the number of 10 plots was established within a circular area at 20 m radius within which plant cover percent was estimated. Wide varieties of satellite data processing analysis of mapping land uses were used including fusion process as per Brovey filtering, histogram adjustment, principle component analysis, NDVI index, Tasseled Cap, NDBI, supervised and unsupervised classifications. Finally, land use map was prepared using hybridization, integration of different layers and overlaying them. As a result of aforementioned classification, the number of 16 land use class was obtained with kappa of 0.75 as follows: 1- iron mines 2- iron contained lands 3- Agricultural lands 4 Vineyard Arbor 5-dry farming, 6- fallow 7-residential and industrial area 8- mountain 10-clay mines 11-traortation lines 12- stream 13- Forest Park 14- Disturbed lands 15- Shadow Rock 16- abandoned rangelands and dry farm lands. Estimation model for the Astragalus canopy cover was determined among data from plant cover percent using pixel values like stepwise regression. Then, the model was exerted on images and fire danger class’s map was obtained using reclassification. The relationship between cover percent to plant indices and bands were evaluated by multivariate linear regression. The correlation between vegetation canopy cover to eleven indices were evaluated in which TVI index accounted for the highest correlation (0/76) followed by indices MND, NDVI and SAVI among others. Eventually 4 classes for fire danger in rangelands were derived: too dangerous up to 35% Astragalus canopy cover, moderate danger 15-35%, low dagerou 5-15% and finally no dangerous area up to 0-5% canopy covers. The obtained map was matched into a real burnt area in recent years, since, given to six years difference in sampling time, about 90% of occurred fire events in a recent six years were falling into too and moderate danger areas. Such area is categorized in no danger area, because there is no longer any Astragalus within the area. The field study was conducted to determine the cause Malayer District rangeland fires, arson is defined as 100% and the elimination of undesirable (non-palatable) species spiny Astragalus happens dominant, and the opening of space palatable species can be replaced. Results indicated that ETM + images are appropriate to prepare fire danger and land use map.

آتش سوزی های عمدی در عرصه منابع طبیعی یکی از بحران هایی است که هر ساله خسارات غیر قابل جبرانی بر اکوسیستم ها ی مرتعی و محیط زیست وارد می سازد به طوری که در سال های اخیر به عنوان یک مسئله و چالش جهانی معرفی شده است. عرصه های منابع طبیعی ایران نیز از این امر مستثنا نیست و به دلایل مختلف هر ساله وقوع انواع آتش سوزی ها در این عرصه ها گزارش شده است. طبق گزارش سازمان جنگل ها، مراتع و آبخیزداری کشور هر ساله انواع حریق ها در سطح جنگل ها و مراتع به دلایل مختلف بروز می نماید. طبق همین گزارش از سال 1379 الی 1389، تعداد 14960 فقره آتش سوزی در157121 هکتار اراضی جنگلی و مرتعی کشور روی داده است. بنظر می رسد عدد واقعی بیش از این باشد. در سال های اخیر با افزایش فراوانی آتش سوزی های عمدی در مراتع ، پایش پوشش گیاهی و پهنه بندی خطر آتش امری ضروری گردیده است. شناسایی و پهنه بندی نواحی دارای خطر آتش سوزی یکی از ابزار های اساسی به منظور دستیابی به راهکار های مقابله با آتش سوزی در مرتعداری پایدار محسوب می شود. یکی از کانون های بحرانی آتش سوزی های عمدی در استان همدان، گون زار های وسیع شهرستان ملایر است. لذا هدف مطالعه حاضر، تهیه نقشه نواحی دارای خطر آتش سوزی مرتع بر پایه تهیه نقشه پوشش گیاهی گون درختچه ای و بوته ای به منظور مدیریت آتش گون زارها با استفاده از تصاویر ETM + است، تا در جهت مدیریت و حفاظت گون زارها مدیران بتوانند برنامه ریزی نمایند زیرا با تهیه نقشه نواحی دارای خطر آتش سوزی و برنامه ریزی برای این نواحی می توان خطرات آن را تا اندازه ای کاهش داده و به فعالیت های پیشگیرانه، حفاظتی و مدیریتی در این مورد پرداخت. برای زمین مرجع کردن داده های ماهواره ای از 28 نقطه کنترل زمینی و نقشه های توپوگرافی 1:50000، با اعمال روش نزدیک ترین همسایه و مدل هندسی درجه یک، RMSe کمتر از 1/0 پیکسل ، حاصل گردید. منطقه مورد مطالعه اطراف شهر ملایر در جنوب شرقی استان همدان با مساحت 70000 هکتار، است. جمع آوری داده های زمینی برای آنالیز تصاویر با روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده انجام شد که در هر واحد نمونه برداری تعداد 10 پلات بر روی محیط دایره ای فرضی به شعاع 20 متر مستقر و درصد پوشش گیاهی هر پلات برآورد گردید . میانگین اعداد درصد پوشش گیاهی 10 پلات بعنوان درصد پوشش گیاهی برای آن واحد در نظر گرفته شد . انواع آنالیز های پردازش داده ها ی ماهواره ای برای تهیه نقشه کاربری اراضی نظیر فرایند فیوژن به روش Brovey فیلتر گذاری، تعدیل هیستوگرام، آنالیز مؤلفه ی اصلی شاخص گیاهی NDVI، Tasseled Cap ، NDBIطبقه بندی نظارت شده و نظارت نشده انجام شد. در نهایت نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش هیبرید و ترکیب لایه های مختلف و روی هم گذاری آنها به دست آمد. نتیجه این طبقه بندی به دست آمده 16 طبقه کاربری با ضریب کاپای 75/0 به شرح زیر می باشد: 1- معادن آهن 2- اراضی حاوی آهن 3- زراعت آبی 4- تاکستان 5- زراعت دیم 6- آیش 7- مناطق مسکونی و صنعتی 8- رخنمون سنگی 9- کوه 10- معادن رس 11- خطوط ترابری 12- مسیل و آبراهه 13- فضای سبز شهری 14-. سایه رخنمون سنگی 15- اراضی دست خورده 16- مراتع و دیمزارهای رها شده . بیشترین درصد مساحت منطقه مطالعاتی مربوط به مراتع و دیمزار های رها شده با مساحت 77/69 درصد و کمترین درصد مساحت مربوط به فضای سبز شهری با مساحت 11/0درصد است. بین داده های درصد پوشش گیاهی جمع آوری شده از مراتع منطقه با ارزش های پیکسل های نظیر تصاویر با رگرسیون گام به گام، مدل برآورد مقدار تاج پوشش گون تعیین شد. سپس این مدل بر روی تصاویر اعمال و با استفاده از تفکیک تاری و طبقه بندی مجدد، نقشه طبقات خطر آتش به دست آمد . با رگرسیون خطی چند متغییره همبستگی و روابط بین درصد پوشش گیاهی با شاخص های گیاهی و باند های اصلی بررسی شد. همبستگی باند 4 و 3 با درصد تاج پوشش گیاهی گون بیشتر از سایر باندها است که در برازش مدل ها با استفاده از باند های اصلی، از باند 4 استفاده شد. نقشه تولیدی با استفاده از مدل باند 4 با نقشه پوشش گیاهی منطقه مطابقت دارد. همبستگی درصد تاج پوشش گیاهی با 12 شاخص گیاهی بررسی شد که شاخص TVI با ضریب همبستگی 76/0 بیشترین میزان همبستگی را نشان می دهد.بعد از TVI ، شاخص های MND و NDVI و SAVI با ضریب همبستگی 75/0 بیشترین میزان همبستگی را دارند. در نهایت 4 طبقه از دامنه خطرآتش سوزی مراتع منطقه مورد مطالعه تحت: "خطر زیاد" با بیش از 35% تاج پوشش گون ، "خطر متوسط" با 15-35% تاج پوشش گون ، "خطر کم" با 5-15% تاج پوشش گون و دسته واژگان کلیدی : پهنه بندی خطر آتش، ملایر، گون، تصاویر ماهواره ای، ETM +