پایش تغییرات نوار ساحلی با استفاده از تکنیک سنجش از دور نمونة مطالعه: نوار ساحلی کیش

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 دانشجوی،کارشناسی ارشد جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی، گامی مهم در مسیر برنامه‌ریزی درست و مدیریت بهینة سکونتگاه‌های انسانی به‌ویژه در بحث مدیریت کاربری اراضی است؛ از این رو روش‌های متنوعی برای مدل‌سازی و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی وجود دارد که با آگاهی از آنها، پیش‌بینی تغییرات آینده و اعمال برنامه‌ریزی متناسب با آنها امکان‌پذیر می‌شود. جزیرة کیش در چند دهة اخیر تحولات زیادی داشته است؛ ازجمله افزایش جمعیت، تغییرات کالبدی عمده و گسترش شبکة ارتباطی که پیامدهایی همچون آسیب و تخریب منابع طبیعی را در پی داشته‌اند و مرتفع‌کردن این مسائل موجب تحمیل هزینه‌های زیادی به منطقه شده است؛ بنابراین مدیریت و پیش‌بینی تغییرات در این منطقه ضروری به نظر می‌رسد. پژوهش حاضر با هدف پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای در بازة زمانی 1992– 2018 برای دورة ده‌سالة پیش رو انجام شده است. به‌منظور تجزیه و تحلیل کاربری اراضی و پیش‌بینی تغییرات، نرم‌افزارهای ENVI 5.3 و Terrset و مدل CA MARKOV به کار رفته‌اند. نتایج حاصل از نقشة پیش‌بینی سال 1407 نشان داد مساحت کلاس اراضی ساخته‌شده 2851 هکتار، زمین بایر 6164 هکتار، پوشش گیاهی 1259 هکتار و پهنة آبی 8403 هکتار خواهد بود. مقایسة این مقادیر با مساحت‌های محاسبه‌شده در سال پایه (1397) نشان داد مساحت پوشش گیاهی و پهنة آبی به ترتیب به میزان 18 و
57 هکتار کاهش و مساحت کلاس‌های اراضی ساخته‌شده و بایر به ترتیب به میزان 7 و 69 هکتار افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Monitoring Coastline Changes using Remote Sensing (Case Study: Kish Coastline)

نویسندگان [English]

  • Ali Asghar Abdollahi 1
  • mohsen pourkhosravani 1
  • fatemeh afsari 1
  • fatemeh madadizadeh 2
1 Assistant Professor of Geography and Urban Planning Faculty, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 M.A., Geography and Urban Planning Student, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Forecasting land use changes is an important step in the proper planning and optimal management of human settlements, especially in land use management. Therefore, there are various methods for modeling and forecasting land use changes that, with the knowledge of them, we can predict future changes and implement appropriate planning. Kish Island has undergone many changes in recent decades including population growth, major physical changes and expansion of communication network which have had consequences such as damage and destruction of natural resources and the elimination of these cases has significant costs for the region. Therefore, the management and forecasting of changes in this area seems necessary. The present study aimed to forecast land use changes using satellite imagery over the period of 1992-2018 for the next ten years. ENVI 5.3 and Terrset software, and CA MARKOV model were used to analyze land use and forecast changes. The results of the forecast maps of the year 2028 showed that 2851 hectares would be for the area of the built-up classes, 6164 hectares for wastelands, 1259 hectares for vegetation areas, and 8403 hectares for water bodies. Comparison of these values with the calculated area in the base year 2018 showed that the areas of vegetation and water bodies decreased by 18 and 57 hectares, respectively. And the areas of built-up classes and wastelands increased by 7 and 69 hectares, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land Use
  • Predicting Changes
  • Markov chain
  • kish coastline

مقدمه

منطقة ساحلی، محل تلاقی دو زیست‌بوم خشکی و دریا با مختصات فیزیکی و زیستی مستقل است که ناحیة انتقالی با موقعیت جغرافیایی مشخصی را می‌سازد (عبداللهی، 1396: 30). از زمان‌های گذشته ارزش و اهمیت استراتژیک سواحل به‌ویژه سواحل دریاها به‌لحاظ مسائل اقتصادی، اجتماعی و سیاحتی بسیار آشکار بوده است؛ همچنین سواحل دریاها به‌مثابة یکی از مهم‌ترین مراکز اقتصادی، صنعتی و رشد و شکوفایی هر کشور مطرح بوده‌اند (متولی و گلشنی، 1390: 2). خط ساحلی به‌مثابة خط تماس بین زمین و پیکرة آبی در یک لحظه از زمان تعریف می‌شود (Naji & Tawfeeq, 2011: 1). نوار ساحلی، نوار باریکی در ناحیة انتقالی بین دریا و خشکی است که تأثیرات جزر و مدی و امواج در این محدوده محسوس‌تر است. این ناحیه پتانسیل جذب گردشگر و همچنین انجام فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی را به‌خوبی دارد (صالحی و برقچی، 1395: 3) و منطقه‌ای محسوب می‌شود که در آن خشکی به دریا می‌پیوندد و منطقة مشترکی را ایجاد می‌کند (شعبانی و سپهر، 1394: 1).

بیشتر پژوهش‌ها نشان می‌دهند ظاهراً مداخلات انسانی در این پهنه‌ها به سمت و سویی در حرکت است که در تضاد با اولویت‌های شناخته‌شدة زیست‌محیطی و توسعة پایدار است؛ از این رو در این پژوهش تغییرات ایجادشده در دوره‌های زمانی در بخش کاربری اراضی مطالعه می‌شود.

کاربری اراضی، همواره از مهم‌ترین شاخص‌هایی بوده است که انسان با استفاده از آن، در کنار فراهم‌ساختن موجبات رشد و توسعة اقتصادی - اجتماعی خود، ساختارها و فرایندهای محیط‌زیست را تغییر داده است. این محیط‌های ساحلی از دیرباز تاکنون کاربری‌های متنوع و مهمی داشته و برای ساکنان حاشیه‌ای آن همواره مهم بوده‌اند؛ به‌طوری که در طول تاریخ، بشر به سواحل و پیرو آن اسکان و تمرکز جمعیت در حاشیة سواحل توجه روزافزون داشته است (احمدیان و فتحعلی‌زادة کلخوران، 1396: 141). بدیهی است در این چشم‌انداز حفظ، نگهداری، ترمیم و احیای کاربری اراضی ساحلی ضروری و بدین منظور لازم است طرح‌ریزی مناسبی درزمینة شناسایی و طبقه‌بندی کاربری اراضی ساحلی برای استفاده‌های آتی از سواحل با رویکرد توسعة پایدار اجرا شود (موسوی ملک و همکاران، 1391: 1). الگوی بهینة طبقه‌بندی کاربری اراضی ساحلی و مطالعة میزان تغییرات و تخریب منابع در سال‌های گذشته و امکان‌سنجی و پیش‌بینی این تغییرات در سال‌های آینده در برنامه‌ریزی و استفادة بهینه از منابع و کنترل و مهار تغییرات غیراصولی در آینده گام مهمی به شمار می‌آید (احمدیان و فتحعلی‌زادة کلخوران، 1396: 141).

با مطالعة پژوهش‌های مشابه به نظر می‌رسد یکی از بهترین راهکارها درزمینة بررسی روند تغییرات کاربری اراضی، استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و روش‌های علمی تبیین‌شده به‌منظور پردازش آنهاست (سنجش از دور)؛ درواقع یک ایدة کلی در تجزیه و تحلیل تصاویر سنجش از دور، مشخص‌کردن تغییرات سطح زمین در سواحل است (ساعی، 1391: 286)؛ بنابراین آشکارسازی و مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از داده‌های سنجش از دور، شناخت مناسبی را از چگونگی تغییرات در محیط کاربری اراضی ارائه می‌دهد و در مدیریت آن راهکارهای مناسبی را فراهم می‌سازد (Bakr et al., 2010: 592). با پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی مقدار گسترش و تخریب منابع مشخص و این تغییرات در مسیرهای مناسب هدایت می‌شود (ممبنی و عسکری، 1397: 36). بدین منظور، یکی از روش‌های مطرح و پذیرفتة بیشتر متخصصان، مدل مارکوف است. با استفاده از مدل زنجیره‌ای مارکوف، نسبت تبدیل کاربری‌های مختلف و امکان پیش‌بینی آنها در آینده فراهم می‌شود (ممبنی و عسکری، 1397: 36). مدل مارکوف به‌طور معمول در پیش‌بینی ویژگی‌های جغرافیایی استفاده می‌شود که به یک روش پیش‌بینی مهم در پژوهش‌ها تبدیل شده است (Sang et al., 2011: 940).

با توجه به اهمیت، رشد سریع و روند شتاب‌زدة تغییرات، جزیرة کیش و نوار ساحلی آن به‌مثابة عرصة پژوهش حاضر انتخاب شده است. این جزیره در میان جزایر ایرانی خلیج فارس، مهم‌ترین و پرسابقه‌ترین کانون گردشگری است و همانند دیگر جزایر برای یافتن ذخایر نفتی کاوش نشده است و در زمرة مناطق آزاد ایران قرار دارد (اینترنشنال، 1384: 6). توسعة شتابزده و ناموزون، ساخت‌وسازهای سریع و فشار روزافزون جمعیت به ایجاد تحولات شدیدی در ساختار و ترکیب سیمای سرزمین در محدودة خشکی و ساحل این جزیره منجر شده است (سلاجقه و همکاران، 1393: 103)؛ بر این اساس هدف پژوهش حاضر، پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی نوار ساحلی جزیرة کیش در بازة زمانی 26 ساله با استفاده از زنجیرة مارکوف است.

اهمیت و ضرورت پژوهش

کاربری اراضی، همواره یکی از مهم‌ترین عواملی بوده که انسان از راه آن محیط‌زیست خود را تغییر داده است؛ به‌طوری که تخریب جنگل‌ها و مراتع و تبدیل آنها به اراضی کشاورزی و سکونتگاه‌ها، از مهم‌ترین تغییرات کاربری اراضی است که انسان انجام داده است. در همین زمینه با توجه به رشد جمعیت و تغییرات گسترده و غیراصولی کاربری اراضی در سال‌های اخیر، بررسی چگونگی تغییرات کاربری اراضی، امری ضروری است (ارخی، 1393: 1). برای دستیابی به این مهم، استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی با توجه به دقت زیاد آنها اهمیت بسزایی دارد.

منطقة ساحلی، از بزرگ‌ترین دارایی‌های زیست‌محیطی و اقتصادی هر کشوری است (لرستانی و همکاران، 1394: 123) که اهمیت ویژه‌ای از دیدگاه توسعة اقتصادی، ارتباطات ملی و بین‌المللی و حتی سیاسی دارد و یکی از موقعیت‌های تمرکز فعالیت و سرمایه در آن کشور است (قلمبر و علیخانی، 1394: 1). پس اطلاع از موقعیت گذشته، حال و آیندة این منطقه، نقش مهمی در مدیریت بهینة آن خواهد داشت (ترابی، 1389: 1). در این زمینه شرایط خاص جزیرة کیش، ازجمله روند شدید تغییرات جمعیت، مداخلات انسانی گسترده در عرصه‌های طبیعی، توسعة شبکه‌های ارتباطی و مسائلی اینچنینی، بر اهمیت و ضرورت پژوهش حاضر در عرصة مدنظر افزوده است.

 

 

 

پیشینة پژوهش

با توجه به اهمیت کاربری اراضی مناطق ساحلی مطالعات زیادی در این زمینه صورت گرفته است؛ ازجمله احمدی و همکاران (1393) ضمن بررسی روند تغییرات خط ساحلی بندر دیر با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی نتیجه می‌گیرند خط ساحلی به سمت خشکی پیشروی کرده و محدودة ساحلی در تمام نقاط کاهش یافته است.

غلامعلی‌فرد و همکاران (1391) در پژوهشی با عنوان «کاربرد نمایة توافق کاپا در پایش تغییرات پوشش سرزمین سواحل استان بوشهر» نتیجه می‌گیرند تغییرات نامتعادل پوشش سرزمین در سواحل استان بوشهر به کاهش اراضی کشاورزی و افزایش اراضی مسکونی منجر می‌شود که در صورت ادامة روند، باعث تخریب و ایجاد مشکلات محیط‌زیستی و اجتماعی در مناطق ساحلی این استان در آینده خواهد شد.

ژو[1] (2018) در پژوهشی با عنوان «تشخیص تغییرات ساحلی در ایالت تگزاس» با بهره‌گیری از داده‌های لندست نتیجه می‌گیرد خط ساحلی از سال 1986 تا 2015 به میزان 154/0 تا 063/0 کیلومترمربع در سال تغییر کرده است. این موضوع نشان می‌دهد در طول سه دهة گذشته فرسایش بیشتری داشته است.

رزمی و همکاران[2] (2017) ضمن بررسی نوسانات خط ساحلی شهرستان دیر در طول النینو و لانینو با استفاده از شاخص OIF نتیجه می‌گیرند خط ساحلی به سمت دریا (رسوب‌گذاری) و مرزهای داخلی آن حرکت کرده است. براساس نتایج این پژوهش، میزان رسوب‌گذاری و فرسایش در ساحل دیر از سال‌های 1991 تا 2001 حدود 545964/9 و 248307/42 کیلومترمربع و در سال‌های 2001 تا 2014 به ترتیب 981661/67 و 566883/7 کیلومترمربع است.

لی و همکاران[3] (2011) ضمن بررسی سلول‌های خودکار و زنجیرة مارکوف برای مدل‌سازی تغییرات کاربری اراضی به این نتیجه رسیدند که اراضی شهری افزایش و اراضی کشاورزی و جنگلی کاهش یافته‌اند.

کورانتنگ و نایدزویکی[4] (2015) با به‌کارگیری تحلیل زنجیرة مارکوف دریافتند مناطق انسان‌ساخت و اراضی کشاورزی افزایش، اما پوشش جنگلی از
50 درصد به 10 درصد کاهش یافته است.

 

روش پژوهش

در پژوهش حاضر، بررسی و ارزیابی تغییرات با استفاده از تکنیک سنجش از دور و تصاویر ماهواره‌ای لندست برای سال‌های 1992، 2000، 2008 و 2018 به ترتیب مربوط به سنجندة TM، ETM و OLI انجام شده است. تصاویر پس از تصحیحات برای تهیة نقشة کاربری پوشش اراضی پردازش شدند و تغییرات کاربری پوشش اراضی در دوره‌ای 26 ساله پایش شد (نمودار 1).

 

 

نمودار 1. فلوچارت فرایند پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی

منبع: نگارندگان (1398)

 


محدودة پژوهش

جزیرة کیش، جزیرة مرجانی نسبتاً کوچکی با مساحتی بیش از 5/90 کیلومترمربع و 35 کیلومترمربع خط ساحلی و شکل بیضی است. این جزیره به‌مثابة مرکز بخش کیش از توابع شهرستان بندر لنگة استان هرمزگان است و در مختصات جغرافیایی 53 درجه و 59 دقیقة طول شرقی و 26 درجه و 30 دقیقة عرض شمالی واقع شده است.

جزیرة کیش در 15 کیلومتری کرانه‌های جنوبی ایران واقع شده است که از شمال با آبادی گرزه
18 کیلومتر، از شرق با جزایر فارور، فارورگان و سیری به ترتیب 50، 57 و 80 کیلومتر، از جنوب شرق با بندر ابوظبی، پایتخت امارات متحدة عربی،
230 کیلومتر و از غرب با جزایر هندورابی و لاوان
28 و 57 کیلومتر فاصله دارد (سلاجقه و همکاران، 1393: 102).

این جزیره به‌لحاظ توپوگرافی تقریباً هموار است و ارتفاع زیادی در آن وجود ندارد. مرتفع‌ترین نقطة جزیره، تپه‌ای با ارتفاع 45 متر است که تقریباً در وسط جزیره قرار دارد. آب‌وهوای این جزیره در بهار و تابستان گرم و مرطوب و در پاییز و زمستان، معتدل و ملایم است. متوسط حداکثر درجه‌حرارت ماهیانه در این جزیره، 9/33 و متوسط حداقل درجة ماهیانة آن، 6/18 است (پاک و همکاران، 1387: 3).


 

شکل 1. موقعیت محدودة پژوهش

منبع: نگارندگان (1398)

 

 

یافته‌های پژوهش

تهیة نقشة کاربری اراضی و آشکارسازی تغییرات

استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و فرایند طبقه‌بندی تصاویر، مناسب‌ترین راه برای تهیة نقشه‌های کاربری اراضی است (Rozenstein & Karnieli, 2011: 533). در پژوهش حاضر، برای تهیة نقشة کاربری اراضی منطقة پژوهش، روش طبقه‌بندی ماشین بردار پشتیبان[5] و طبقه‌بندی نظارت‌شده به کار رفت. این نوع طبقه‌بندی صحت و دقت بیشتری نسبت به سایر روش‌های شناسایی تغییرات کاربری نظارت‌شده داشته است. درنهایت نقشة کاربری اراضی در چهار طبقه شامل اراضی ساخته‌شده، اراضی بایر، پوشش گیاهی و پهنة آبی تهیه و به‌منظور آشکارسازی تغییرات روی‌داده در منطقه، از روش مقایسة پس از طبقه‌بندی استفاده شد. برای محاسبة صحت طبقه‌بندی انجام‌شده، داده‌های زمینی باید با تصاویر طبقه‌بندی‌شده در یک ماتریس خطا مقایسه شوند؛ بنابراین برای اطمینان از صحت طبقه‌بندی، دقت طبقه‌بندی با ضریب کاپا ارزیابی شد که این شاخص برای نقشه‌های کاربری اراضی سال‌های 1992، 2000، 2008 و 2018 به ترتیب، 0.98، 0.98، 0.98 و 0.99 به دست آمد.


 

شکل 2. نقشة تغییرات کاربری اراضی (2018 -1992)

منبع: نگارندگان (1398)

 

 

پس از انجام مرحلة طبقه‌بندی، برای آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی از مدل LCM استفاده شد. این مدل برای پژوهش حاضر مناسب تشخیص داده شد؛ زیرا فرایند تغییر کاربری اراضی محدودة پژوهش بسیار پیچیده و نیازمند متغیرهای متعددی است.

مدل LCM، روشی یکپارچه است که امکان شبیه‌سازی تغییرات چندین کاربری را به‌طور همزمان دارد. این مدل با تلفیق توانایی‌های مدل زنجیرة مارکوف، روش شبکة عصبی چندلایة پرسپترون با آموزش پس‌انتشار خطا و رگرسیون لجستیک، کارایی خوبی در شبیه‌سازی فرایندهای پیچیده دارد (فلاحتکار و حسینی، 1396: 142). براساس این مدل (LCM)، تغییرات رخ‌داده در کاربری اراضی جزیرة کیش طی سال‌های 1992 تا 2018 بررسی شده است.

در شکل (3)، تجزیه و تحلیل و آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی بین سال‌های 1992 - 2000 نشان داده شده است. همان‌گونه که مشخص است مطابق انتظار، طی این دوره بیشترین کاهش متوجه اراضی بایر با 2131 هکتار و بیشترین افزایش متعلق به اراضی ساخته‌شده با 1738 هکتار بوده است؛ اما آنچه در این زمینه نیازمند توضیح است، تغییرات پهنة آبی است که به دلایلی چون تغییرات جزر و مدی در لحظة تصویربرداری و توسعة ساخت‌وساز در دریا با کاهش روبه‌رو بوده است.

 

شکل 3. تغییرات کاربری اراضی (هکتار) طی سال‌های 1992- 2000؛ منبع: نگارندگان (1398)

تغییرات رخ‌داده بین سال‌های 2000- 2008 در شکل (4) نشان داده شده است. این نمودار کاهش روند ساخت‌وساز و دست‌اندازی به اراضی بایر موجود در جزیره را نسبت به دورة قبل نشان می‌دهد؛ همچنین روند نسبتاً ثابت تخریب پهنه‌های سبز و کاهش توسعة این پهنه‌ها نسبت به دورة قبل از دیگر مسائل جالب توجه است. عمدة دلایل توسعة
467 هکتاری پهنه‌های سبز به افزایش تراکم سبزینگی پهنه‌های موجود، توسعة فضای سبز شهری و درختکاری در معابر مربوط است که در مقایسه با تخریب 638 هکتاری اراضی متعلق به این کاربری، روند نگران‌کننده‌ای را نشان می‌دهد؛ به‌علاوه کاهش سطح پهنه‌های آبی به دلایل از پیش یادشده رخ‌ داده است؛ ضمن اینکه تضعیف روند توسعة اراضی ساخته‌شده، عمدتاً به دلایل سیاسی و اقتصادی رخ ‌داده است که از مهم‌ترین مصادیق آن، تضعیف عمومی توان اقتصادی جامعه در بخش اقتصادی و جلوگیری از توسعة افقی شهر و اتکا بر توسعة عمودی در بخش سیاسی و مدیریت شهری است. توسعة فضای سبز در اراضی شهری نیز موجب شده است در دامنة تغییرات، شاهد کاهش 670 هکتاری اراضی ساخته‌شده باشیم.

 

شکل 4. تغییرات کاربری اراضی (هکتار) طی سال‌های 2000- 2008؛ منبع: نگارندگان (1398)

برمبنای شکل (5) در فاصلة بین سال‌های 2008- 2018 حدود 1026 هزار هکتار از طبقة زمین بایر کاسته و به اراضی ساخته‌شده و پوشش گیاهی افزوده شده است. بررسی‌های تطبیقی این دوره با دوره‌های پیشین نیز از کاهش روند توسعة ساخت‌وساز، افزایش دست‌اندازی به پهنه‌های سبز و کاهش پهنه‌های آبی حکایت دارد که عمدة دلایل آن پیش‌تر تشریح شد.

 

شکل 5. تغییرات کاربری اراضی (هکتار) طی سال‌های 2008- 2018؛ منبع: نگارندگان (1398)

در ادامه، مدل‌های خروجی نقشه‌های تغییرات کاربری اراضی در سال‌های 1992- 2000، 2000- 2008 و 2008-2018 آورده شده است.

 

 

شکل 6. نقشة تغییرات کاربری اراضی (1992- 2000)

منبع: نگارندگان (1398)

 

شکل 7. نقشة تغییرات کاربری اراضی (2000- 2008)

منبع: نگارندگان (1398)

 

شکل 8. نقشة تغییرات کاربری اراضی (2008- 2018)

منبع: نگارندگان (1398)

 

 

پس از مدل‌سازی تغییرات، از مدل زنجیرة مارکوف برای پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی استفاده شد. این مدل براساس تغییراتی که تصاویر در یک دورة زمانی دارند، این احتمال را پیش‌بینی می‌کند که در آینده یک سلول به چه سلولی تبدیل خواهد شد. درواقع زنجیرة مارکوف احتمال این را محاسبه می‌کند که یک کلاس به کلاس دیگر تبدیل شود. نقشة طبقه‌بندی موجود و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی در منطقة پژوهش برای سال 2018 در شکل (9) نشان داده شده است. از مقایسة مساحت‌های محاسبه‌شده در نقشة طبقه‌بندی موجود و نقشة پیش‌بینی‌شده، مشخص شد مساحت اراضی ساخته‌شده، اراضی بایر و پهنة آبی در نقشة پیش‌بینی‌شده، بیش از میزان مساحت این کلاس‌ها در نقشة موجود است. این مقایسه نشان می‌دهد در دورة 2008 تا 2018، روند افزایش سطح طبقات بایر، ساخته‌شده و آبی نسبت به سایر دوره‌ها شدت بیشتری یافته و این مسئله به معنی شدت‌یافتن دست‌اندازی و تخریب دیگر طبقة بررسی‌شده، یعنی کلاس پوشش گیاهی است. در تصدیق این مسئله، تطبیق نشان می‌دهد مساحت کلاس کاربری پوشش گیاهی در نقشة پیش‌بینی، کمتر از مقدار موجود آن است.

 

 

 

شکل 9. مقایسة تطبیقی نقشة طبقه‌بندی‌شدة موجود با نقشة پیش‌بینی‌شده

منبع: نگارندگان (1398)

 

 

پس از انجام مرحلة CA-Markov در نرم‌افزار Terrset برای تهیة نقشة پیش‌بینی کاربری اراضی در سال 2028 اقدام شد که در شکل (10) نشان داده شده است. بر این اساس بررسی تطبیقی کاربری اراضی پیش‌بینی‌شده برای سال 2028 نسبت به سال 2018 نشان می‌دهد مساحت پوشش گیاهی و پهنة آبی به ترتیب به میزان 18 و 57 هکتار کاهش و مساحت کلاس‌های اراضی ساخته‌شده و بایر به ترتیب به میزان 7 و 69 هکتار افزایش یافته است.

مهم‌ترین دلایل کاهش پهنة پوشش گیاهی، کاهش تراکم سبزینگی پهنه‌های موجود و تخریب اراضی سبز و کشاورزی است. همچنین پهنة آبی هم به دلیل دست‌اندازی و توسعة ساخت‌وساز در دریا با کاهش روبه‌رو بوده است. در این زمینه مهم‌ترین دلیل افزایش پهنة اراضی بایر، تبدیل اراضی پوشش گیاهی به این کاربری بوده و اراضی ساخته‌شده نیز که موجودیت و توسعة خود را از سایر کلاس‌های کاربری گرفته است، مطابق انتظار، به دلیل توسعة ساخت‌وساز در اراضی سبز، بایر و پهنه‌های آبی با افزایش سطح روبه‌رو بوده است.


 

 

شکل 10. نقشة پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی سال 2028

منبع: نگارندگان (1398)

 


نتیجه‌گیری

هدف از بررسی، تجزیه و تحلیل و درنهایت پیش‌بینی تغییرات کاربری و پوشش زمین، تلاش برای دامن‌زدن به ایجاد نوعی تعادل اکولوژیک و عدالت اجتماعی در روند توسعه و عمران شهری و سایر محیط‌های زیر سلطة بشری است. این امر در عمل، بدون راهبردهایی مناسب و مدیریتی قوی امکان‌پذیر نخواهد بود. ایجاد شبیه‌سازی دقیق از رشد آیندة سکونتگاه‌های بشری، یکی از مفیدترین ابزارها درزمینة مطالعة آنها و برنامه‌ریزی برای آیندة آنهاست که شامل مدل‌سازی فضایی می‌شود. با توجه به نکات گفته‌شده، نوعی اجماع نظر میان صاحب‌نظران مطالعات شهری و جغرافیایی وجود دارد؛ مبنی بر اینکه شناخت و ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی و پیش‌بینی آنها در هر منطقه به فراهم‌شدن شرایط برای مدیریت بهینه کمک شایانی می‌کند؛ درواقع داشتن آمار و اطلاعات از کلاس‌های کاربری و پوشش اراضی در گذشته و حال، همچنین میزان تغییرات این کلاس‌ها و پیش‌بینی این تغییرات، یکی از مبانی لازم برای مدیریت درست عرصه‌های طبیعی و انسانی است.

در پژوهش حاضر به‌منظور بررسی تغییرات کاربری اراضی نوار ساحلی کیش از تصاویر ماهواره‌ای و سنجش از دور استفاده شد. پس از تهیة نقشه‌های کاربری اراضی در دوره‌های 1992، 2000، 2008 و 2018، نقشة کاربری اراضی پیش‌بینی‌شدة این جزیره در سال 2018 تهیه شد. اختلاف اندک بین نتایج پیش‌بینی و نقشة موجود در سال 2018، دقت زیاد پیش‌بینی مارکوف را نشان می‌دهد و مشخص می‌کند این مدل قابلیت خوبی در پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی دارد که این پیش‌بینی را با تعمیم روند تغییرات گذشته به آینده انجام می‌دهد. در ادامه برای حصول نتیجة مطلوب، در این پژوهش از روش الگوریتم سیستم ماشین بردار پشتیبان به‌منظور طبقه‌بندی تصاویر استفاده شد. برای سنجش صحت طبقه‌بندی، ضریب کاپا به کار رفت که ضریب کاپای به‌دست‌آمده در پژوهش، نشان‌دهندة دقت زیاد آن است. در ادامه با استفاده از نقشه‌های کاربری اراضی مربوط به سال‌های 1992، 2000، 2008 و 2018 که با پردازش تصاویر ماهواره‌ای به دست آمد و با استفاده از مدل CA MARKOV، نقشة کاربری اراضی مربوط به سال 2028 پیش‌بینی شد. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد در سال‌های 2018 تا 2028 نوار ساحلی کیش با افزایش مساحت اراضی ساخته‌شده و بایر و کاهش مساحت پوشش گیاهی و پهنة آبی مواجه شده است. از مساحت پوشش گیاهی و پهنة آبی به ترتیب به میزان 18 و 57 هکتار کاسته و به مساحت کلاس‌های اراضی ساخته‌شده و بایر به ترتیب به میزان 7 و 69 هکتار افزوده شده است. با آگاهی از نتایج حاصل از این پیش‌بینی می‌توان در مسیر مدیریت درست تغییرات کاربری اراضی نوار ساحلی کیش و اتخاذ تدابیر مدیریتی درست و متناسب با شرایط و جلوگیری از تغییرات نامطلوب در آینده گام برداشت. بعضی از اقدامات پیشنهادی به شرح زیر است:

- پیش‌تر دلایل عمدة کاهش سطح پهنه‌های پوشش گیاهی توضیح داده شد. با توجه به آثار سوئی که تخریب اراضی این کاربری به‌ویژه در ابعاد زیست‌محیطی به دنبال دارد، باید در مرحلة اول، اقدامات تدافعی برای کاهش تخریب آن و در مرحلة دوم توسعة آن اندیشیده و اجرا شود. ازجمله مهم‌ترین اقدامات برای جلوگیری از تخریب پهنة پوشش گیاهی، توسعة کشت گیاهان بومی و مقاوم دربرابر شرایط اقلیمی منطقه، جلوگیری از رشد افقی بی‌رویة مناطق شهری با کمربندهای سبز، افزایش سرانة فضای سبز در طرح‌های توسعة شهری، سیاست‌های حمایتی از توسعة فضاهای سبز خانگی و شخصی و ضوابط و مقررات سختگیرانه به‌منظور جلوگیری از تخریب و تغییر کاربری فضاهای سبز خصوصی است.

- دربارة کاهش سطح پهنه‌های آبی، تنها دلیل موجود، توسعة فعالیت‌های انسانی و ساخت‌وساز در دریاست؛ برخلاف تجارب موفقی که بعضی کشورها در این زمینه داشته‌اند، همواره دست طبیعت دامن گروههای متجاوز به خود را گرفته و آثار منفی مداخلات انسانی در آن دیر یا زود مشخص شده است. ازجمله آثار سوء توسعة ساخت‌وساز در دریا، تخریب زیستگاههای جانوری در محدودة ساخت‌وساز، افزایش احتمال آلودگی دریا، امنیت کمتر ساخت‌وسازها دربرابر طوفان‌های دریایی و هزینة زیاد اجراست. بر این اساس پیشنهاد می‌شود تا جای ممکن از توسعة ساخت‌وساز در دریا و ایجاد جزایر مصنوعی جلوگیری شود یا در صورت لزوم، انجام مطالعات امکان‌سنجی زیست‌محیطی و راهکارهای به حداقل رساندن آثار مداخلات انسانی بر اکوسیستم دریا، پیش از طراحی و اجرای پروژه‌ها صورت پذیرد.

- افزایش اراضی ساخته‌شده در طول دورة بررسی‌شده، مسئله‌ای انکارناپذیر است؛ اما شدت روند توسعة آن، مسئله‌ای مطلوب به شمار نمی‌رود؛ زیرا یک سکونتگاه بشری با مساحت محدود به‌جز مسکن و کاربری‌های شهری، به ملزومات دیگر هم نیاز دارد که مناظر طبیعی، فضاهای باز و آرام دور از مناطق شهری، گردشگاههای طبیعی و... از این جمله است؛ علاوه بر این توسعة افقی شهرها و سکونتگاههای بشری آثار منفی فراوانی دارد که تقریباً هیچ‌کدام از مکاتب شهرسازی نوین با آن موافق نیستند؛ بر این اساس افزایش کلاس ساخته‌شده باید مدیریت شود. برای این منظور پیشنهاد‌هایی از قبیل اجرای کمربندهای سبز شهری به‌منظور تحدید محدودة شهری، حمایت از توسعة درون‌زا و مفاد آن، حمایت از تراکم عمودی تا حد مطلوب و سپس توسعة افقی و توسعة کاربری‌های ترکیبی مطرح می‌شود.

- افزایش اراضی بایر فقط به دلیل تخریب اراضی پوشش گیاهی رخ‌ داده است. بر این اساس حفاظت از پهنه‌های سبز موجود و توسعة آن می‌باید در دستورکار قرار گیرد که پیشنهاد‌های مربوط به آن پیش‌تر توضیح داده شد.



[1] Nan, Xu

[2] Razmi et al

[3] HaiFeng, Li, Takuro, Inohae,Tadashi, Nagaie

[4] Addo, Koranteng, Tomasz, Zawila-Niedzwiecki

[5] Support Vector Machine (SVM)

منابع
احمدی، محمود، رامشت، محمدحسین، درفشی، خه‌بات، (1393). بررسی روند تغییرات خط ساحلی با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی؛ مطالعة موردی: ساحل شهرستان بندر دیر، خلیج فارس، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 25، پیاپی 55،
شمارة 3، 74-63.
احمدیان، رضا، فتحعلی‌زادة کلخوران، نیره، (1396). بررسی و تحلیل الگوی طبقه‌بندی کاربری اراضی ساحلی و ارائة الگوی بهینة مناسب با استفاده از سیستم کورین، مطالعات جغرافیا، عمران و مدیریت شهری، دورة 3، شمارة 1/1، 158-140.
ارخی، صالح، (1393). پیش‌بینی روند تغییرات مکانی کاربری اراضی با استفاده از مدل LCM در محیط GIS؛ نمونة موردی: منطقة سرابله، دو فصلنامة علمی‌پژوهشی تحقیقات حمایت و حفاظت جنگل‌ها و مراتع ایران، جلد 12، دورة 12، شمارة 1، 19-1.
پاک، علی، حاج‌ممنی، عقیل، مجد، فرهاد، (1387). آغاز حرکت اجرایی مدیریت یکپارچة مناطق ساحلی در ایران، مدیریت سواحل جزیرة کیش، هشتمین همایش بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی، دورة 8، 13-1.
ترابی، مژگان، (1389). بررسی تغییرات خط ساحلی در منطقة ساحلی نور حد فاصل ایزدشهر تا دریاشهر در دورة یک‌ساله، پایان‌نامة کارشناسی ارشد، استاد راهنما: آزرم‌سا، سید علی، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکدة منابع طبیعی و علوم دریایی نور.
دریز اند زومر اینترنشنال، (1384). طرح جامع مقصد جزیرة کیش «باغ ایرانی در خلیج فارس» (1384-1404)، مشاور نظارت و هدایت طرح: مهندسان مشاور باوند، 484-1.
ساعی، بهمن، (1391). پایش تغییرات نواحی ساحلی با استفاده از ادغام اطلاعات ماهواره‌ای؛ مطالعة موردی: بخشی از سواحل جنوب ایران، دهمین همایش بین‌المللی سواحل، بندرها و سازه‌های دریایی، تهران، 297-286.
سلاجقه، بهرنگ، منوری، سید مسعود، کرباسی، عبدالرضا، خراسانی، نعمت‌الله، شریعت، سید محمود، (1393). تحلیل تخریب سرزمین با استفاده از آشکارسازی تغییرات و سنجه‌های سیمای سرزمین؛ مطالعة موردی: جزیرة کیش، دو فصلنامة پژوهش‌های محیط‌زیست، شمارة 10، 110-99.
شعبانی، رکسانا، سپهر، مرتضی، (1393). ارزیابی آثار زیست‌محیطی نوار ساحلی شهر نور براساس شاخص ESI با استفاده از GIS، دومین کنگرة بین‌المللی سازه، معماری و توسعة شهری، تبریز، 11-1.
صالحی، المیرا، برقچی، معصومه، (1395). ارزیابی مؤلفه‌های مؤثر در طراحی نوار ساحلی؛ نمونة مطالعه: نوار ساحلی شهرستان نور، کنفرانس بین‌المللی عمران، معماری و منظر شهری، ترکیه، 18-1.
عبداللهی، سحر، (1396). تحلیل و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی در نواحی ساحلی کشور؛ نمونة مطالعه: مناطق ساحلی گیلان، پایان‌نامة کارشناسی ارشد، استاد راهنما: داداش‌پور، هاشم، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکدة هنر.
غلامعلی‌فرد، مهدی، جورابیان شوشتری، شریف، حسینی ‌کهنوج، سید حمزه، بالی، علی، دل‌شب، حسین، معین، حسین، (1391). کاربرد نمایة توافق کاپا در پایش تغییرات پوشش سرزمین سواحل استان بوشهر (دورة زمانی 1367-1390)، اقیانوس‌شناسی، سال 3، شمارة 12،
75-63.
فلاحتکار، سامره، حسینی، سید محسن، (1396). پیش‌بینی نقاط داغ انتشار CO2 ناشی از تغییرات کاربری اراضی، محیط‌زیست طبیعی، مجلة منابع طبیعی ایران، دورة 70، شمارة 1، 148-139.
قلمبر، علی، علیخانی، امیر، (1394). بررسی تغییرات خط ساحلی و حفاظت از ساحل؛ مطالعة موردی: بندر فریدون‌کنار، ایران، اولین همایش ملی مهندسی عمران و محیط‌زیست، قزوین،
11-1.
لرستانی، قاسم، اسماعیلی، رضا، اعتمادی، فاطمه، (1394). بررسی میزان تغییرات خط ساحلی دریای خزر در مصب رودخانه‌ها؛ مطالعة موردی: مصب رودخانه‌های هراز، بابل‌رود و تالار، مجلة آمایش جغرافیایی فضا، فصلنامة علمی‌پژوهشی دانشگاه گلستان، سال 5، شمارة مسلسل 18، 135-123.
متولی، صدرالدین، گلشنی، زینب، (1390). نقش مدیریت ساحلی در توسعة پایدار شهری با تأکید بر بعد زیست‌محیطی و کالبدی‌فضایی؛ مطالعة موردی: نوار ساحلی نور و رویان، همایش ملی آرمان‌شهر ایرانی، نور، 1-10.
ممبنی، مریم، عسکری، حمیدرضا، (1397). پایش، بررسی و پیش‌بینی روند تغییرات مکانی کاربری اراضی/ پوشش زمین با استفاده از مدل زنجیره‌ای مارکوف؛ مطالعة موردی: شوشتر- خوزستان، فصلنامة علمی‌پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دورة 27، شمارة 105، 47-35.
موسوی ملک، اعظم، هلالات ناصریان، حسین، واعظی‌پور، حسینعلی، اسعدی، روناک، (1391). ارزیابی کاربری اراضی سواحل خلیج چابهار با رویکرد توسعة پایدار در محیط RS / GIS، اولین همایش ملی توسعة سواحل مکران و اقتدار دریایی جمهوری اسلامی ایران، چابهار، 8-1.
Bakr, N.D.C., Weindorf & Bahnassy‚ M.H., (2010). Monitoring land cover changes in a newly reclaimed area of Egypt using multi-temporal Landsat data, Applied Geography‚ Vol 30, Pp 592-605.
HaiFeng, Li, Inohae, T.‚ Nagaie‚ T., (2011). Modeling urban land use change by the integration of cellular automaton and Markov model‚ Ecological Modelling,
Pp 3761-3772.
Koranteng, A., Zawila-Niedzwiecki‚ T., (2015). Modelling forest loss and other land use change dynamics in Ashanti Region of Ghana, Vol 57, Pp 96-111.
Li, H., Inohae, T.‚ Nagaie‚ T.‚ (2011). Modeling urban land use change by the integration of cellular automaton and Markov model‚ Ecological Modelling,
Pp 3761-3772.
Naji, T.A.‚ Tawfeeq‚ H.R.J.‚ (2011). Detection of Shoreline Change in AL-Thirthar Lake using Remotely Sensed Imagery and Topography Map, Vol 24‚ No 1,
Pp 1-7.
Razmi, M., Mohammad Asgari, H., Dadollahi Sohrab‚ A., (2017). Monitoring oscillations coastline of Dayyer city during the El Nino and La Niño using OIF utility index, Indian Journal of Geo Marine Sciences‚
Vol 46, No 11‚ Pp 2286-2289.
Rozenstein, O., Karnieli‚ A., (2011). Comparison of Methods for Land Use Classification Incorporating Remote Sensing and GIS Inputs‚ Applied Geography, Pp 533-544.
Sang, L., Zhang‚ CH., Yang‚ j., (2011). Simulation of land use spatial pattern of towns and villages based on CA–Markov model‚ Pp 938-943.
Xu, N.‚ (2018). Detecting Coastline Change with All Available Landsat Data over 1986–2015: A Case Study for the State of Texas, USA, Pp 1-20.