Monitoring land use and cover changes in Qom province over 33 years using maximum likelihood and fuzzy methods

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

Inappropriate land use triggers and accelerates desertification process in arid and semi arid regions. The aim of this study was to evaluate the desertification impacts in Qom province through land cover/ land use changes in 33 years using Landsat 1976 TM, 1992 and 2009. Population data, livestock numbers and SPI indices were also compared during this period. First, geometric, radiometric and topographic preprocessing techniques were applied to the images and land use/cover maps were extracted using supervised classification (Maximum likelihood) and fuzzy method. The maps accuracies were assessed through overall accuracy and Kappa statistics. According to the results, the maps produced by Fuzzy methods had more accuracy than the Maximum likelihood method. The results also indicated that the size of rangelands decreased from 784281.to 662910 hectares and 34112 hectares of lands were transformed into salty areas during this period. The results showed that the size of urban and industrial areas and agricultural lands in the province were increased to 2864 and 131308 hectares, respectively. The Namak Lake was also completely dried in 2009. The results revealed that dam constructions, pumping underground water, continuous droughts and increasing livestock numbers were among the reasons of accelerating the desertification trend in Qom province especially in the eastern part; hence both management and environmental variables were responsible for these changes. Holistic and adaptive management approaches in natural resources management, and especially in water resource management can restore the province into the past conditions.
 
 

Keywords

References

جعفری، م. و طویلی، ع.، 1389. احیای مناطق خشک و بیابانی، انتشارات دانشگاه تهران، 396 صفحه.
- رمضانی، ن.، جعفری، ر. و ایزانلو، ا.، 1390. بررسی تغییرات کاربری اراضی اسفراین خراسان شمالی در 4 دهه گذشته، مجله سنجش از دور و GIS ایران، 3(2):37-19.
- سفیانیان، ع.ر. و خداکرمی، ل.، 1390. تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌بندی فازی (مطالعه موردی سه زیر حوزه آبخیز کبودر آهنگ، رزن- قهاوند و خونجین- تلخاب در استان همدان)، فصلنامه آمایش سرزمین، 3 (4): 114-95.
- عالیشاه برات، ف.،  ارزانی، ح.، حسینی، س.ز، بابایی کفایی، س.، میرآخرلو، خ.، 1390. بررسی قابلیت داده‌های ماهواره‌ای IRS-LissIII در تفکیک اراضی مرتعی از کاربری های دیگر (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سرخ آباد- مازندران)، 5 (2):154-147.
- فرزین‌نیا، ب.، ثقفی‌پور، ع. و تلمادره‌ای، ز.، 1391. پراکندگی جغرافیایی کنه‌ها در شهرستان قم در سال های 90-1389، مجله علوم پزشکی استان خراسان شمالی، 4(3):398-391.
- فلاحتکار، س.، سفیانیان، ع.ر، خواجه‌الدین، س.ج و ضیایی، ح.ز، 1388. بررسی روند تغییرات پوشش اراضی اصفهان در 4 دهه گذشته با استفاده از سنجش از دور، مجله علوم و فنون منابع طبیعی، 13 (47):396-381.
- متکان، ع.ه، سعیدی، خ. ، شکیبا، ع.ر و حسینی اصل، .ا، 1389. بررسی  تغییرات پوشش اراضی در ارتباط با احداث سد طالقان با استفاده از تکنیک سنجش از دور، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 16(19):64-45.
- مختاری، م.ح، شریفی، ع.، نیازی، ی.، 1391. مقایسه دو روش تفاوت NDVI و فیوژن در استخراج مناطق برنجکاری شده با استفاده از داده‌های سری زمانی ماهواره ای Landsat ETM و پانکروماتیک (مطالعه موردی شهرستان صومعه سرا- رشت)، مجله پژوهش‌های آبخیزداری، 95: 13-1.
- مصداقی، م.، 1382. مرتعداری در ایران ، انتشارات دانشگاه امام رضا.
- ولی‎پور، م.، کریمیان اقبال، م.، ملکوتی، م.ج. و خوشگفتارمنش‌، ا.ح.، 1387. روند توسعه شوری و تخریب اراضی کشاورزی در منطقه شمس آباد استان قم، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 12 (48):691-683.
- هادیان، ف.، جعفری، ر.،  بشری، ح. و رمضانی، ن، 1392. بررسی آثار تاسیس سد حنا بر تغییرات سطح کشت و کاربری اراضی، مجله بوم‌شناسی کاربردی، 2 (4): 114-101.
- هادیان، ف.، جعفری، ر.، بشری، ح. و سلطانی، س.، 1390. بررسی گروه‌های مختلف شاخص‌های گیاهی سنجش از دوری در مطالعه تیپ‌های مرتعی (مطالعه موردی: سمیرم، اصفهان)، مجله مرتع، 5(4): 429-420.
جعفری، م. و طویلی، ع.، 1389. احیای مناطق خشک و بیابانی، انتشارات دانشگاه تهران، 396 صفحه.
- رمضانی، ن.، جعفری، ر. و ایزانلو، ا.، 1390. بررسی تغییرات کاربری اراضی اسفراین خراسان شمالی در 4 دهه گذشته، مجله سنجش از دور و GIS ایران، 3(2):37-19.
- سفیانیان، ع.ر. و خداکرمی، ل.، 1390. تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه‌بندی فازی (مطالعه موردی سه زیر حوزه آبخیز کبودر آهنگ، رزن- قهاوند و خونجین- تلخاب در استان همدان)، فصلنامه آمایش سرزمین، 3 (4): 114-95.
- عالیشاه برات، ف.،  ارزانی، ح.، حسینی، س.ز، بابایی کفایی، س.، میرآخرلو، خ.، 1390. بررسی قابلیت داده‌های ماهواره‌ای IRS-LissIII در تفکیک اراضی مرتعی از کاربری های دیگر (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سرخ آباد- مازندران)، 5 (2):154-147.
- فرزین‌نیا، ب.، ثقفی‌پور، ع. و تلمادره‌ای، ز.، 1391. پراکندگی جغرافیایی کنه‌ها در شهرستان قم در سال های 90-1389، مجله علوم پزشکی استان خراسان شمالی، 4(3):398-391.
- فلاحتکار، س.، سفیانیان، ع.ر، خواجه‌الدین، س.ج و ضیایی، ح.ز، 1388. بررسی روند تغییرات پوشش اراضی اصفهان در 4 دهه گذشته با استفاده از سنجش از دور، مجله علوم و فنون منابع طبیعی، 13 (47):396-381.
- متکان، ع.ه، سعیدی، خ. ، شکیبا، ع.ر و حسینی اصل، .ا، 1389. بررسی  تغییرات پوشش اراضی در ارتباط با احداث سد طالقان با استفاده از تکنیک سنجش از دور، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 16(19):64-45.
- مختاری، م.ح، شریفی، ع.، نیازی، ی.، 1391. مقایسه دو روش تفاوت NDVI و فیوژن در استخراج مناطق برنجکاری شده با استفاده از داده‌های سری زمانی ماهواره ای Landsat ETM و پانکروماتیک (مطالعه موردی شهرستان صومعه سرا- رشت)، مجله پژوهش‌های آبخیزداری، 95: 13-1.
- مصداقی، م.، 1382. مرتعداری در ایران ، انتشارات دانشگاه امام رضا.
- ولی‎پور، م.، کریمیان اقبال، م.، ملکوتی، م.ج. و خوشگفتارمنش‌، ا.ح.، 1387. روند توسعه شوری و تخریب اراضی کشاورزی در منطقه شمس آباد استان قم، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 12 (48):691-683.
- هادیان، ف.، جعفری، ر.،  بشری، ح. و رمضانی، ن، 1392. بررسی آثار تاسیس سد حنا بر تغییرات سطح کشت و کاربری اراضی، مجله بوم‌شناسی کاربردی، 2 (4): 114-101.
- هادیان، ف.، جعفری، ر.، بشری، ح. و سلطانی، س.، 1390. بررسی گروه‌های مختلف شاخص‌های گیاهی سنجش از دوری در مطالعه تیپ‌های مرتعی (مطالعه موردی: سمیرم، اصفهان)، مجله مرتع، 5(4): 429-420.
 
- Al-doski, J., S. B. Mansor, and H. Z. Mohd Shafri, 2013. Monitoring Land Cover Changes in Halabja City, Iraq. International Journal of Sensor and Related Networks, 1(1):20-30.
- Canty, M. J. 2006. Image analysis, classification and change detection in remote sensing: with algorithms for ENVI/IDL, CRC Press.
- Fichera, C. R., G. Modica, and M. Pollino, 2012. Land Cover classification and change-detection analysis using multi-temporal remote sensed imagery and landscape metrics. European Journal of Remote Sensing, 45:1-18.
- Goldsmith, F. B., 1991. Monitoring for Conservation and Ecology. Chapman & Hall:275P.
- Hayes, M. J., M. D. Svoboda, D. A. Wilhite, and O. V. Vanyarkho, 1999. Monitoring the 1996 drought using the standardized precipitation index. Bulletin of the American Meteorological Society, 80(3):429-438.
- Jafari, R., M. M. Lewis, and B. Ostendorf, 2007. Evaluation of Vegetation Indices for Assessing Vegetation Cover in Southern Arid lands in South Australia. The Rangeland Journal, 29:39-49.
- Kuldeep, T. and K. Kamlesh, 2011. Land Use / Land cover change detection in Doon valley (Dehradun Tehsil), Uttarakhand: using GIS& Remote Sensing Technique. International Journal of Geomatics and Geosciences, 2(1):34-41.
- Lunetta, R. S. and C. D. Edvidge. 1999. Remote Sensing Change Detection Environmental Monitoring Methods and Application, Taylor.
- Mather, P. M. 2004. Computer Processing of Remotely-Sensed Images, Wiley
- McCoy, R. M. 2005. Field Methods in Remote Sensing, Guilfor.
- Odum, E. P. 1971. Fundamentals of Ecology, Saunders Publication.
- Okeke, F. and A. Karnieli, 2006. Methods for fuzzy classification and accuracy assessment of historical aerial photographs for vegetation change analyses. Part I: Algorithm development. International Journal of Remote Sensing, 27(1):153-176.
- Ranjbar, H. and M. Honarmand, 2004. Integration and analysis of airborne geophysical and ETM+ data for exploration of porphyry type deposits in the Central Iranian Volcanic Belt using fuzzy classification. International Journal of Remote Sensing, 25(21):4729-4741.
- Riano, D., E. Chavieco, J. Salas, and I. Aguado, 2003. Assessment of Different Topographic orrections in Landsat-TM Data for Mapping Vegetation Types. Lee Transaction on Geoscience and Remote Sensing, 41(5):1056 - 1061.
- Senseman, G. M., C. F. Bagleya, and S. A. Tweddale, 1996. Correlation of Rangeland Cover Measures to Satellite Imagery Derived Vegetation Indices. Geocarto International, 11(3):29 - 38
- Song, C., C. E. Woodcock, K. C. Seto, M. P. Lenney, and S. A. Macomber, 2001. Classification and change detection using landsat tm data: When and how to correct atmospheric effects? Remote Sensing of Environment, 74:230–244.
- Yuan, F., K. E. Sawaya, B. C. Loeffelholz, and M. E. Bauer, 2005. Land cover classification and change analysis of the Twin Cities (Minnesota) Metropolitan Area by multitemporal Landsat remote sensing. Remote Sensing of Environment, 98(2):317-328.

Files

History

  • Receive Date: 13 July 2013
  • Revise Date: 13 June 2016
  • Accept Date: 11 January 2014

Share

How to cite

Statistics