بررسی تغییرات کاربری اراضی حوضه آبریز کرخه در سال‌های 1990 و 2020 با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجین و تصاویر ماهواره‌ای لندست

حوضه کرخه یکی از مهم ترین حوضه های آبریز ایران از نظر مدیریت منابع آب و اراضی کشاورزی می باشد جاییکه بزرگترین سد خاکی ایران و خاورمیانه در آن قرار گرفته است. تغییرات کاربری اراضی در این حوضه از اهمیت استراتژیک زیادی برخوردار است چرا که به عنوان سبد غذایی ایران محسوب می شود. در تحقیق حاضر، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و روش طبقه بندی جنگل تصادفی در پلتفرم گوگل ارث انجین، تغییرات کاربری اراضی حوضه کرخه در سال های 1990 و 2020 استخراج و بررسی شده است. در این بررسی، تغییرات 11 کلاس جنگل، درختچه زار، مرتع، کشاورزی آبی، کشاورزی دیم، باغ، زمین بایر، پهنه آبی، تالاب، شهری و پوشش گیاهی ساحلی مورد ارزیابی قرار گرفته است که بیشترین مساحت منطقه را کلاس های مرتع و بایر در بر می گیرند. در این تحقیق، فرآیند طبقه بندی برای هر سین تصویر لندست در حوضه کرخه به صورت جداگانه انجام گرفته است و در نهایت تمامی سین ها باهم موزائیک شده است. با استفاده از این روش، اکثر تصاویر موجود در یک سین مورد استفاده قرار می گیرد و سری زمانی شاخص های مختص هر کاربری در هر سین برای طبقه بندی استفاده می شود که موجب دست یابی به نتایج دقیق تر نسبت به روش طبقه بندی کل منطقه به صورت یک جا، می گردد. نتایج نشان می دهد مناطق شهری 133 درصد، پهنه های آبی 149 درصد، باغ 163 درصد، حاشیه رودخانه ها 39 درصد، کشاورزی آبی 122 درصد، تالاب 10 درصد و کشاورزی دیم 34 درصد افزایش داشته، درحالیکه جنگل 22 درصد، زمین های بایر 20 درصد و درختچه زار 20 درصد کاهش داشته اند. در نتیجه، این آمار نشان دهنده گسترش کشاورزی و از بین رفتن زمین های مرتعی می باشد. در فرآیند صحت سنجی تصاویر طبقه بندی شده، دقت کل و ضریب کاپای به ترتیب 96% و 95% برای سال 1990 و 94% و 93% برای سال 2020 به دست آمد که این مقادیر نشان دهنده ی دقت مناسب طبقه بندی انجام شده و اعتبار نتایج این تحقیق می باشد.

Investigation of Land Use Changes in Karkheh Watershed during 1990 and 2020 Using Google Earth Engine Platform and Landsat Satellite Images

Karkheh is one of the most important watersheds for water resources management and croplands in Iran, where the largest dam in Iran and the Middle East is located there. Karkheh is considered as Iran’s food basket and exploring landuse changes in this watershed has highly strategic. In the present study, landuse changes during 1990 and 2020 in the Karkheh basin have been extracted and evaluated using Landsat satellite images and random forest algorithm in the Google Earth Engine platform. In this paper, the changes of 11 classes, including forest, shrubland, grassland, irrigated, rainfed, garden, barren, water body, wetland, urban, and riparian have been quantified. The largest area of the region was belong to grassland and barren. In this research, the classification process has been done separately for each Landsat image scene in the Karkheh basin, and finally, all the scenes have been mosaic together. Using this method, most of the images in a scene are used, and the time series of indexes specific to each class of each scene is used for classification, which achieves more accurate results than the method of classifying the whole area in one place. The results show urban areas have increased by 113%, water bodies by 149%, garden by 163%, riparian by 39%, irrigated by 122%, wetland by 10% and rainfed by 34%. However, forest 22%, barren 20%, and shrubs 20% were reduced. As a result, this statistic indicates an expansion of agriculture and reduction of grassland. The accuracy assessment of the classified images confirmed the overall accuracy and kappa coefficient as being 96% and 95% for 1990, 94%, and 93% for 2020. These indices show the appropriate accuracy of classification maps and the validity of the results.