استفاده از شاخص احتمالاتی و منطق فازی در تهیه نقشه تغییرات کاربری اراضی شهری (شمال و شمال غرب مشهد)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

کارشناس ارشد جغرافیا

چکیده

شهر مشهد در طی سال­های اخیر رشد نسبتاً سریع داشته و در نتیجه تغییرات قابل ملاحظه­ ای در کاربری اراضی صورت گرفته است. هزاران هکتار زمین کشاورزی، باغ و مراتع تخریب شده و به کاربری ­های دیگری چون شهر، نواحی صنعتی و غیره تبدیل شده است. به پیروی از آن، خیابان ها تعریض شده پارک­ های جدیدی ایجاد شده است.
کشف و بازیابی تغییرات کاربری اراضی شهری از مهمترین مسائل و نیازمندی­ های برنامه ­ریزی و مدیریت شهر می­ باشد. برای کشف و بازیابی تغیرات و استفاده از داده ­های سنجش از دور روشهای مختلف وجود دارد. در این تحقیق روشهای تفریق و تقسیم تصاویر ، رگرسیون، تحلیل مؤلفه اصلی و باندهای تفریقی و استفاده از منطق فازی، مقایسه طبقه ­بندی واحتمالات بین حاصل از روش حداکثر احتمال.
برای شناخت و کشف تغییرات با استفاده از تصاویر ماهواره­ های لندست تی ام مربوط به سال­های 1987 و 1996 شهر مشهد مورد ارزیابی قرار گرفته­ اند.
در این تحقیق با استفاده از احتمالات پسین حاصل از طبقه ­بندی حداکثر احتمال اقدام به تعیین نوع و مقدار احتمال عضویت هر پیکسل در تغییر شد. سپس کلاس های نظیر در سالهای 1987 و 1996 از هم کم شدند. نتایج حاصل از این بررسی نشان می­ دهند که:
الف) تصاویر ماهواره­ ای چند زمانه تغییرات کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه را به خوبی نشان می­ دهند.
ب) با استفاده توأم از دو روش تحلیل مؤلفه ­های اصلی و منطقه فازی محل و درجات عضویت پیکسل­ ها در تغییرات قابل تشخیص ­اند.
ج) در تصاویر حاصل از کم کردن احتمالات پسین مربوط به کلاس های نظیر تغییرات با اعداد منفی یا مثبت مشخص می­ باشند و با خوبی از مناطق عدم تغییر قابل تشخیص می ­باشند.
بنابراین روش مبتنی بر استفاده از احتمالات پسین حاصل از طبقه ­بندی حداکثر احتمال به عنوان مناسب­ ترین روش می­ باشد. زیرا هم نوع و ماهیت تغییرات و هم احتمال عضویت در تغییرات را می­ تواند مشخص نماید.

عنوان مقاله [English]

Application of Probability Index and Fuzzy Logic in Preparation of Maps of Urban Land Use Change (North and Northwest of Mashhad)

نویسنده [English]

  • Majid Lashgari
Master of Geography
چکیده [English]

During the recent years, the city of Mashhad has been growing relatively fast, resulting in significant land use changes. Thousands of hectares of agricultural lands, gardens and pastures have been destroyed and have changed into other uses such as cities, industrial districts, and so on. Following this fact, the streets have been widened and new parks have been created.
The discovery and rehabilitation of urban land use change is one of the most important issues of city planning and management. There are different ways to discover and retrieve changes and to use remote sensing data. In this research, subtraction and division of images, regression, principal component analysis and subtraction bands, as well as utilization of fuzzy logic, comparison of classification and clear probabilities obtained from the maximum probability method have been considered.
To understand and discover the changes, the city of Mashhad has been examined using Landsat TM satellite images of the years 1987 and 1996.
In this research, using posterior probabilities obtained by the maximum probability classification, the type and amount of membership probability of each pixel in change was determined. Then the classes in 1987 and 1996 were subtracted. The results of this study show that:
A. Multi-time satellite images show land use changes in the studied area very well.
B) Using two methods of principal components analysis and the fuzzy logic simultaneously, the place and the degree of membership of the pixels in the changes are recognizable.
C) In the images obtained from reduction of posterior probabilities related to the corresponding classes, the changes are represented by positive or negative numbers and are clearly distinguishable from the areas with no changes.
Therefore, the method based on use of posterior probabilities derived from classification of maximum probability is the most appropriate method, because it can determine the type and nature of the changes and the possibility of membership in changes.

1- زبیری، محمود، و مجد، علیرضا، آشنایی با فن سنجش از دور و کاربرد در منابع طبیعی، دانشگاه تهران، چاپ اول، سال 1375.
2- زنجانی، حبیب­اله، و رحمانی، فریدون، راهنمای جمعیت شهرهای ایران، 1370 – 1335، چاپ مرکز مطالعات و تحقیقات شهرسازی و معماری وزارت مسکن، چاپ اول، 1368.
3- طاهری­کیا، حسن، اصول سنجش از راه دور ایران، تهران، سال 1375.
4- طاهری، محمود، آشنایی با نظریه مجموعه­های فازی، جهاد دانشگاهی مشهد، چاپ اول،  سال 1375.
6) Douglas M.Nuchoney and Barry N.Haak, change detection for monitoring forest defoliation. Amercan, 1994.
7) John R. Townshend, Christopher, Justice. Charlotte Gurncy, and Jomes MC  monus, the impact of misregistration on change detection NASA, 1992.
8) K.P.Pradhan, the application of multistage Romote sensing to land – use mapping , Nepal , 1990.
9) Tung Fung.an assessment of TM imagery for land – cover change detection, Hong Kong, 1990
10) Zeaiean Firouzabadi Parviz, Digital Approaches for change detection in Urban environments using Remote sensing Data, Anna university, Madras, 1997.