قابلیت تصاویر TM در تشخیص جنگل‌های سوخته (پژوهش موردی: منطقه قوری‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌قلعه در استان کرمانشاه)

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد جنگلداری، دانشگاه کردستان

2 استادیار، دانشگاه کردستان

3 استادیار پژوهشی، مرکز تحقیقات استان کرمانشاه

4 کارشناس ارشد جنگلداری، مدرس دانشگاه رازی

چکیده

هر سال به‌طور متوسط حدود 700 هکتار از عرصه‌های جنگلی استان کرمانشاه دستخوش آتش‌سوزی شده و از بین می‌رود. گستردگی و توزیع آتش‌سوزی‌ها، کوهستانی و صعب‌العبور بودن غالب مناطق جنگلی زاگرس توانایی مدیران را برای دستیابی به اطلاعات کمی قابل اعتماد در مورد اندازه قطعات سوخته‌شده، سطح خسارت و همچنین ارائه آمار و اطلاعات منطبق بر واقعیت با مشکل مواجه کرده است. بهره‌گیری از داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای مناسب، می‌تواند اطلاعات مفیدی را درباره شرایط پیش و پس از آتش‌سوزی عرصه‌های جنگلی فراهم کند. این پژوهش با هدف آگاهی از قابلیت داده‌های سنجنده TM ماهواره LANDSAT در تهیه نقشه جنگل‌های سوخته منطقه قوری‌قلعه در استان کرمانشاه اجرا شد. پس از تهیه تصاویر موردنیاز منطقه، با بهره‌گیری از اصول و مبانی سنجش از دور، انجام پردازش‌های لازم (تجزیه مؤلفه‌ها، نسبت‌گیری طیفی، تفکیک‌پذیری طبقات) با استفاده از روش طبقه‌بندی نظارت‌شده و اعمال الگوریتم حداکثراحتمال انجام شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد باند چهار سنجندهTM  و ترکیب باندی سه، چهار و هفت به‌همراه مؤلفه‌های اول حاصل از تجزیه مؤلفه‌های اصلی باند‌های یک تا سه و چهار تا هفت، به‌ترتیب با صحت کلی 90 و 75/92 درصد و ضریب کاپای 8/0 و 86/0 از قابلیت و کارایی مناسبی در تشخیص و تمایز جنگل‌های سوخته‌شده در این مناطق برخوردار هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Feasibility of Landsat TM imagery for burned area mapping in forests (Case study: Qouri Qaleh area in Kermanshah Province)

نویسندگان [English]

  • Habibollah Rahimi 1
  • Mahtab Pir Bavaghar 2
  • Mohammad Ahmadi 3
  • Mohammad Rashid Amini 4
1 M.Sc. Forestry‚ Faculty of Natural Resources‚ University of Kurdistan‚ Sanandaj‚ and Research Expert, Agricultural and Natural Resources Research Center of Kermanshah Province‚ Kermanshah, I.R. Iran.
2 M. Sc. Forestry‚ Lecturer‚ Department of Geography‚ Faculty of Humanities Sciences‚ Razi University‚ Kermanshah‚ I.R. Iran.
3 Assistant Prof.‚ Agricultural and Natural Resources Research Center of Kermanshah Province‚ Kermanshah, I.R. Iran.
4 Assistant Professor, Department of Forestry & Research & Development of Northern Zagros Forests, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran.
چکیده [English]

According the available statistics, the average annual rate of approximately 700 ha of forested areas are subject to severe degradation caused by wildfires in Kermanshah province located in western Iran. However, the heterogeneous spatial distribution of fires is mainly driven by factors such as the occurrence of harsh mountainous areas, which is coupled with the accessibility problems that notably constrain the ability of administrative units to achieve reliable quantitative information e.g. on the size of the burned areas and the level of damages. The satellite imagery provide useful information on various spatiotemporal scales which enable a more realistic assessment of consequences of forest fire. Therefore, this study aims at testing the performance of LANDSAT TM data for burned area mapping across a selected test site in Zagros Mountains. To this aim, the required imagery was obtained for 1389 (2010) over Qoori Qaleh area of Kermanshah Province. A set of digital image processing methods were applied, including band ratioing, principal component analysis and analysis of separability amongst the burned area classes. The resulted dataset was further classified by a supervised Maximum Likelihood approach. The results showed the TM band 4 as well as a composite of bands 3, 4, 7 and the first principal components of bands 1-3 and 4-7 yielded an overall accuracy of 90 and 92.75% and kappa coefficients of 0.8 and 0.86, respectively. Thus the applied dataset is concluded to be appropriate for burned area mapping in such areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • forest fire
  • TM imagery
  • burned area
  • Remote Sensing
  • Zagros
- Anonymous, 2010. Implementation Studies booklet of Conservation and development plan in Zagros forests. Qoori Qaleh Unit‚ Administration of Natural Resources at Kermanshah Province, 107p (In Persian).
- Anonymous, 2013. Climatic data of Ravansar and Javanrood stations‚ Meteorological site of Kermanshah Province.
- Anonymous, 2010. Fire situation in the Islamic Republic of Iran. FAO, International Forest Fire News (IFFN), 28: 88-91.
- Anonymous, 2010. Global forest resources (FRA), Assessment 2010. FAO, Country Report, Iran, 378p.
- Anonymous‚ 2012. Reports of forest fire of Kermanshah province. Administration of Natural Resources at Kermanshah Province.
- Escuin, S., Navarro, R. and Fernandez, P. 2008. Fire severity assessment by using NBR (Normalized Burn Ratio) and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) derived from LANDSAT TM/ETM images. International Journal of Remote Sensing‚ 29(4): 1053-1073.
- Hudak‚ A.T. and Brockett‚ B.H. 2010. Mapping fire scars in a southern African savannah using Landsat imagery. International Journal of Remote Sensing‚ 25(16): 3231-3243.
- Weber, K.T., Seefeldt, S.S. and Moffet, C. 2007. Fire severity model accuracy using short-term, rapid assessment versus long-term, anniversary date assessment. GIS Science and Remote Sensing, 46: 24-38.
- Koutsias, N., Mallinis, G. and Karteris, M. 2009. A forward/backward principal component analysis of Landsat-7 ETMC data to enhance the spectral signal of burnt surfaces. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing‚ 64: 37- 46.
- Kushla, J.D. and Ripple, W.J. 1998. Assessing wildfire effects with Landsat thematic mapper data. International Journal of Remote Sensing, 19(13): 2493-2507.
- Liew, C.S. 1997. Effects of atmospheric aerosol models on the single scattering point spread function in optical remote sensing. Remote Sensing, A Scientific Vision for Sustainable Development. IEEE International‚ (4): 1914-1916.
- Pereira‚ M.C. and Setzer‚ A.W. 1993. Spectral characteristics of fire scars in Landsat-5 TM images of Amazonia. International Journal of Remote Sensing‚ 14(11): 2061-2078.
- Richards‚ J.A. and Jia‚ X. 2005. Remote Sensing Digital Image Analysis. 4th Edition‚ New York: Springer-Verlag‚ Chapter 10‚ 453p.
- Roy, D.P., Giglio, L., Kendall, J.D. and Justice, C.O. 1999. Multitemporal active fire based burn scar detection algorithm. International Journal of Remote Sensing‚ 20: 1031-1038.
- Sivaram Kumar‚ M.P. and Rajasekaran‚ S. 2011. Detection and extinguishing forest fires using wireless sensor and actor networks. International Journal of Computer Applications‚ 24(1): 31-35.
- Stroppiana‚ D., Bordogna‚ G., Carrara‚ P., Boschetti‚ M., Boschetti‚ L. and Brivio‚ P.A. 2012. A method for extracting burned areas from Landsat TM/ETM+ images by soft aggregation of multiple Spectral Indices and a region growing algorithm. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing‚ 69: 88-102.