معرفی مدل بهینه‌شده تراکم تاج پوشش جنگل (Fcd) به منظور ارزیابی و پایش مستمر جنگل‌های هیرکانی

نقشه برداری از مساحت جنگل یک پیش نیاز برای به دست آوردن اطلاعات کمی و کیفی در مورد جنگل ها و تدوین استراتژی های مدیریتی و حفاظتی است. مدل بهبود یافته تراکم تاجپوشش جنگل (fcd) یکی از روش های پرکاربرد برای نقشه برداری از جنگل ها با استفاده از تصاویر ماهواره ای است. یکی از جدی ترین چالش های مدل fcd ضعف در محاسبه تراکم تاجپوشش در جنگل های کم تراکم و همچنین جنگل های جلگه ای است. با توجه به کلروفیل موجود در مزارع زراعی ، بوته ها ، مراتع و غیره ، مدل fcd در تعیین مناطق جنگلی از سایر پوشش اراضی ذکر شده مشکل دارد. از این رو ، هدف اصلی این مقاله بر بهبود عملکرد مدل fcd برای غلبه بر این محدودیت متمرکز شده است. این عملکرد بهبودی با اضافه کردن یک شاخص جدید به نام ترکیب رنگی پوشش جنگل و از بین بردن پوشش گیاهی غیر جنگلی با استفاده از کرنل میانگین و مدل رقومی ارتفاع با توجه به تعریف استاندارد جنگل حاصل شد. در این مطالعه از تصاویر سری زمانی ماهواره لندست به منظور برآورد تراکم در جنگل های هیرکانی استفاده شد. بررسی و ارزیابی نتایج حاکی از افزایش صحت کلی و ضریب کاپای مدل fcd بهبودیافته نسبت به مدل fcd اولیه است که افزایش مقادیر آن به ترتیب حدود 10% و 0.24 می‌باشد. همچنین در راستای این هدف و به عنوان ارزیابی و مقایسه کارایی این مدل نسبت به مدل اولیه، تغییرات سطح جنگل های هیرکانی نیز به عنوان هدف ثانویه مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی نتایج این بررسی نشان داد مساحت کل جنگل های هیرکانی از سال 1366 تا سال 1396 حدود 154 هزار و 272 هکتار افزایش داشته است. سهم سه استان مازندران، گیلان و گلستان در این افزایش به ترتیب حدود 75070، 47615 و 31567 هکتار بوده است. علاوه بر این، نتایج نشان داد مساحت جنگل های هیرکانی در بین بازه سال های 1388 تا 1396 حدود 17 هزار 631 هکتار کاهش داشته است. دستاورد کلی این تحقیق حاکی از آن است که برای برآورد مساحت دقیق جنگل ها با استفاده از مدل fcd نیاز به تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بسیار بالا می باشد.

Introducing the improved Forest Canopy density (FCD) model for frequent assessment of Hyrcanian forest

Mapping of forest extent is a prerequisite to acquire quantitative and qualitative information about forests and to formulate management and conservation strategies. forest canopy density (FCD) model is one of the useful RS methods for forest mapping using satellite images. One of the most serious challenges in FCD model is the weakness in the calculation of canopy density in low density forests as well as plain forests. Due to the existence of chlorophyll in croplands, shrubs, pastures, etc., FCD model has difficulty to determinate the forests areas from the other mentioned land cover. Hence, this paper is focused on improving the performance of FCD model to overcome this limitation. This improvement yield by adding a new forest color composite index (FCCI) and removing nonforest vegetation using the average kernel and DEM regard to standard forest definition. In this study, in order to implement and evaluate the performance of the improved model, time series of Landsat images acquired from USGS Landsat standard level2 products archive. In this study, Landsat time series images acquired from USGS Landsat standard level2 products were used to estimate forest canopy density in Hyrcanian forests of northern Iran. The results indicated the higher accuracy of the proposed model. Moreover, overall accuracy and kappa index of the model were 10% and 24% superior to initial model, respectively. As a second objective, in order to implement and evaluate the performance of the improved model, canopy changes of the Hyrcanian forests were also examined. In general, the results of this study showed that the total area of Hyrcanian forest increased from 154,272 hectares from 1987 to 2017. Mazandaran, Gilan and Golestan provinces contributed 75,070, 47,615 and 31,567 hectares respectively. In addition, the results showed that the area of Hyrcanian forests decreased by 17,631 hectares between 2009 and 2017.