۲-۷ طبقهبندی اطلاعات ماهوارهای
برای طبقهبندی پدیده ها و عوارض مختلف زمینی از طریق داده های ماهوارهای از روشهای متفاوتی میتوان استفاده کرد که دو روش آن عبارتند از:
الف- طبقهبندی نظارت‌شده
ب- طبقهبندی نظارت‌نشده
۲-۷-۱ طبقهبندی نظارت‌شده
این روش طبقهبندی با بهره گرفتن از نمونه‌گیری بر اساس اطلاعاتی که از عملیات صحرایی و مناطق مشاهدهای (نقاط کنترل) به دست میآید انجام میگیرد. به‌این‌ترتیب که ابتدا انواع کاربری اراضی در عملیات صحرایی مشخص شده و نقاط کنترل برای هر نوع کاربری در روی تصاویر تعیین میشود. هر پیکسل از تصویر در طبقهبندی پوشش زمین (از قبل مشخص شده) طبقهبندی میشود [۳۲].
۲-۷-۲ طبقهبندی نظارت‌نشده
این روش، روشی کامپیوتری بدون استفاده از هدایت مستقیم انسانی است که در این حالت تحلیلگر، پیکسلهای مشابه مربوط به اعداد رقومی مشابه را در کلاسهای طیفی با بهره گرفتن از روشهای آماری گروهبندی می‌کند. روشهای آماری استفاده شده میتواند روش هایی چون آنالیز دستهای[۱۲] و نزدیکترین همسایه[۱۳] باشد. تصاویر به دست آمده بدین روش میتواند به‌وسیله مقایسه کردن دسته ها با نقشه ها و عکسهای هوایی و دیگر مواردی که در رابطه با موقعیت تصویر میباشند تعبیر و تفسیر شوند [۱].
۲-۸ ارزیابی توان اکولوژیکی
ارزیابی نوعی ارزشدهی به کمیتی است که کارکرد آن نامعلوم است و ارزیابی توان اکولوژیکی سرزمین به معنای عینیت بخشیدن به قابلیت بالقوه سرزمین در قالب کاربریها (زونها) واجد توان است. در این مطالعه هدف از انجام فرایند ارزیابی توان اکولوژیکی آن بود تا با بهره گرفتن از پارامترهای زیست‌محیطی استفاده های مفید کاربردی (تعیین توان همگن واحدهای زیست‌محیطی) برای مرحله پایانی مطالعه یعنی زونبندی به دست آید [۹]. اهمیت ارزیابی توان اکولوژیک تا بدان جاست که چنانچه سرزمین بالقوه فاقد توان اکولوژیکی مناسب برای اجرای کاربری خاصی باشد (حتی در صورت نیاز اقتصادی-اجتماعی به وجود آن کاربری) اجرای آن طرح نه‌تنها سبب بهبود وضعیت زیست‌محیطی منطقه نمیگردد، بلکه تخریب بیشتر محیط را نیز موجب میشود [۴۴]. حال زونبندی با فراهم کردن نیازهای فضایی لازم برای حضور فعالیتهای متفاوت و گاه متضاد این امکان را به وجود میآورد که هر منطقهای در هر طبقهای قرار میگیرد به اهداف چندجانبه خود بدون هرگونه تعارضی با یکدیگر دست یابند و در کل بر اساس زونبندی، اهداف مدیریت برنامه‌ریزی میشود و طرح مدیریت به‌عنوان سند فعالیت مناطق حفاظت‌شده، موجودیت آنها را درازمدت تضمین می‌کند [۲۷].
تصویر درباره جامعه شناسی و علوم اجتماعی
۲-۹ روشهای ارزیابی توان اکولوژیکی محیط‌زیست
روشهای متفاوتی برای ارزیابی اکولوژیکی محیط‌زیست وجود دارد. تفاوت روشهای مختلف به خاطر تفاوت مدلهای اکولوژیکی ساخته شده است. یا به عبارت دیگر، این به جهت تفاوت مدلهای اکولوژیکی ساخته شده است که روشهای متفاوتی برای ارزیابی توان اکولوژیکی سرزمین نتیجه شدهاند [۳۶]. بر اساس تعداد منابعی که در ساختن مدلهای اکولوژیکی نقش پیدا می‌کنند روشهای ارزیابی متفاوتی را میتوان گروهبندی نمود. این روشها عبارتند از:
۲-۹-۱ روشهای ارزیابی یک معیاره
در سرزمینهایی که رابطه تنگاتنگ بین منابع اکولوژیکی شناخته شده آن وجود دارد، میتوان با بررسی یکی از منابع، به آسیبپذیری و یا توان منابع دیگر و درنهایت آسیبپذیری یا توان سرزمین پی برد [۹]. در این روش نوع منبع اکولوژیکی انتخاب شده برای ساختن مدل اکولوژیکی و درنتیجه انجام کار ارزیابی، بستگی به نوع سرزمین، درجه تبحر متخصصین در بررسی آن منبع بخصوص و درجه معرف بودن منبع نسبت به ویژگیهای سایر منابع سرزمین دارد. بهطور معمول، در برخی روشها خاک، بعضیها رستنیها و برخی دیگر شکل زمین یا ژئومرفولوژی سرزمین را به‌عنوان عامل اصلی ارزیابی در نظر میگیرند [۳۶].
۲-۹-۲ روشهای ارزیابی دو معیاره
اساس این روشها از ترکیب دو عامل فیزیکی مانند خاک و شکل زمین و یا ترکیبی از یک عامل فیزیکی مانند خاک و یک عامل بیولوژیکی مانند رستنیها نشأت میگیرد [۳۶].
۲-۹-۳ روشهای ارزیابی چند معیاره
در این روشها منابعی که هم در تجزیه‌وتحلیل و جمعبندی داده ها و هم در ساختن مدلهای اکولوژیکی نقش داشتهاند بیش از دو مورد هستند. روشهای ارزیابی چند عامله منسجمتر و دقیقتر از روشهای یک و دو عامله توان سرزمین را نشان میدهند [۹].
۲-۱۰ تحلیل تصمیمگیری چند معیاره[۱۴]
تجزیه‌وتحلیل تصمیمگیری چند معیاری (MCDA) جزئی از خانواده فن‌های معمولی بکار گرفته شده توسط سیستم پشتیبانی تصمیمگیری[۱۵] است که برای مقایسه مسیرهای مختلف بر اساس فاکتورهای چندگانه و برای شناسایی بهترین راه‌حل قابل انجام است. این روشها شامل فن‌هایی برای ساختار مشکلات تصمیمگیری، انجام تجزیه تحلیل حساسیت، بهبود شفافیت و بالا بردن تجسم نتایج و غیره میباشد. در عمل برنامه ریزان و مدیران نیازمند ارزیابی توزیع مکانی ویژگیهای زمین، و تصمیمگیری در رابطه بااینکه فعالیتها محدود شود یا تحریک شود و یا در کجا اقدامات پیشگیرانه برای حفاظت از طبیعت انجام شود [۴۷]. در حقیقت هدف MCDA دادن خدمات در تصمیمگیری است نه اتخاذ تصمیم [۲۷]. در این رابطه بسیاری از مطالعات قدرت بین ارتباط بین GIS با MCDA یا DSS نشان میدهند [۴۷].
۲- ۱۱ روشهای تصمیمگیری چندمعیاره
۲-۱۱-۱ روش نزدیکی به حد ایدهآل (TOPSIS)
این روش یک متد تصمیمگیری قوی و فنی است که اولین بار به‌وسیله یون و هوانگ در سال ۱۹۹۳ مطرح شد. در این روش بر اساس نزدیکی به میزان ایدهآل گزینه ها را رتبهبندی می‌کنیم. بدین ترتیب که هرچه یک گزینه به حد ایدهآل نزدیکتر باشد و از ضد ایدهآل دورتر باشد ارزش بیشتری میگیرد [۹]. که اصل اساسی این روش میباشد. TOPSIS فرض می‌کند که هر معیار در ماتریس تصمیمگیری مطلوبیت افزایشی یا کاهشی یکنواخت دارد [۲۷]. این روش در زمانی که تصمیمگیری بر اساس چندین شاخص کمی و کیفی انجام میشود بسیار مفید است. این روش گزینه ایده آلی که ترکیبی از بهترین مقادیر قابل دستیابی به همه معیارها میباشد و همچنین بدترین گزینه که ترکیبی از بدترین مقادیر قابل دستیابی همه معیارهاست مییابد [۹]. در استفاده از این روش مطلوبیت هر شاخص باید بهطور یکنواخت افزایش یا (کاهشی) باشد یعنی بهترین ارزش موجود از یک شاخص نشان دهنده ایدهآل بودن و بدترین ارزش موجود از آن مشخص کننده ایدهآل منفی خواهد بود. همچنین به علت سادگی الگوریتم روش مناسبی است [۵].
۲-۱۱-۲ روش تحلیل سلسله‌مراتبی[۱۶] (AHP)
روش سلسله‌مراتبی در سال ۱۹۸۰ توسط توماس ال ساعتی ارائه گردید [۶۱]. بهطور خاص AHP برای ساختاردهی به فرایند تصمیمگیری متأثر از چند فاکتور متعدد طراحی شده است در تجزیه تحلیلها میتوان یک مسئله را به چندین زیرمسئله که با توجه به سطوح سلسله‌مراتبی سازمان یافتهاند تقسیم کرد که هر سطح با مجموعهای از معیارها یا ویژگیهای مرتبط با زیرمسئله مشخص میشود. سطوح بالای هیرارشی معرف هدف مسئله است و سطوح میانی معرف فاکتورهای مرتبط با سطوح فوقانی است و سطوح آخر حاوی راه‌حلها یا فعالیتهای در نظر گرفته شده هنگام رسیدن به هدف میباشد. AHP اجازه میدهد فاکتورها باهم مقایسه شوند و اهمیت تک‌تک فاکتورها با توجه به نسبت اثری که در حل مسئله دارند مشخص شود و لیستی از راه‌حلهای در نظر گرفته شده به دست آید. آنالیزها بر اساس سه اصل بنیادی شکستن مسئله، مقایسه دوبه‌دو از راه حل های مسئله و سنتز اولویت‌ها توسعه یافته است. اولین مرحله آنالیز شامل تقسیم مسئله تصمیمگیری به سطوح مختلف است به این صورت که هیرارشی به وجود آمده در بین آنها حالت یک‌سویه دارد. تجزیه از بالا به پایین انجام میشود، از هدف شروع میشود و به معیار، زیر معیار و سپس به راه حل های نهایی ختم میشود [۴۳].
۲-۱۱-۳ فرایند تحلیل شبکه[۱۷]
فرایند تحلیل شبکه از توسعه روش AHP توسعه یافته است و از اصول آن پیروی می‌کند و امکانات گستردهتری را برای تصمیمگیری در محیطهای پیچیده فراهم می‌کند. در این روش نیز ابتدا یک سلسله‌مراتب برای شاخصها و زیرشاخصها و گزینه های طرح و ماتریسهای زوجی تشکیل میگردد [۹ و ۲۷].
۲-۱۱-۴ روش تسلط تقریبی[۱۸] (ELECTR)
در این روش که توسط بنایون در سال ۱۹۶۰ به وجود آمده است [۹ و ۲۷]. گزینه هایی که هیچ ارجحیتی ازنظر ریاضی به همدیگر ندارند، با بهره گرفتن از مقایسات غیر رتبهای و زوجی مورد ارزیابی قرار گرفته و گزینه های غیر مؤثر حذف میشوند. این روش دارای محدودیتی نیست که استفاده از آن را در مسئله رتبهبندی ریسکهای پروژه غیرممکن کند [۵]. یکی از نقاط ضعف این روش استفاده از حدود آستانه است، که اگرچه این حدود اختیاری تعیین میگردند، اما در تعیین نتیجه نهایی تأثیر بااهمیتی دارند [۲۷].
۲-۱۱-۵ روش ارزیابی چندمعیاره[۱۹] (MCE)
تجزیه‌وتحلیل تصمیمگیری چند معیاری جزئی از خانواده فن‌های معمولی بکار گرفته شده توسط سیستم پشتیبانی تصمیمگیری (DSS) است که برای مقایسه مسیرهای مختلف بر اساس فاکتورهای چندگانه و برای شناسایی بهترین راه‌حل قابل انجام است. این روشها شامل فن‌هایی برای ساختار مشکلات تصمیمگیری، انجام تجزیه تحلیل حساسیت، بهبود شفافیت و بالا بردن تجسم نتایج و غیره میباشد [۴۷].در این روش ابتدا مجموعهای از معیارهای متناسب باهدف یا اهداف تصمیم توسط کارشناسان تعیین و پس از وزن دهی و اولویتبندی بهمنظور انجام ارزیابی توان ، مکان‌یابی و غیره مورد استفاده قرار میگیرند [۹].
۲-۱۲ سیستم اطلاعات جغرافیایی[۲۰] (GIS)
سامانه اطلاعات جغرافیایی عبارت است از یک نظام منسجم از سختافزار، نرمافزار و داده است، که امکان میدهد داده های وارد شده به رایانه، ذخیره، تجزیه‌وتحلیل، انتقال، ارزیابی و بازیابی شده و بهصورت اطلاعات نقشهای، جدولی و مدلی از پهنههای جغرافیایی منتشر شوند [۳۷]. این سیستم امکان ذخیره بهروز اطلاعات زمین مرجع و ترکیب آنها با اطلاعات مختلف را بهصورت کاربردی جهت طراحی و برنامه ریزی شهری فراهم نموده است [۲۰]. وظایف یک GIS را میتوان در چهار گروه کلی دستهبندی نمود: کسب، نگهداری، تجزیه‌وتحلیل و ارائه داده ها. در GIS به سه دسته تقسیم میشوند که عبارتند از:
برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت zusa.ir مراجعه نمایید.
داده های هندسی: موقعیت و شکل پدیده ها از طریق داده های هندسی و در یک سامانه مختصات معین تشریح میشوند. دو ساختار داده برای ارائه داده های هندسی وجود دارند، ساختار برداری و ساختار رستری.
داده های گرافیکی: داده های تشریحی گرافیکی مربوط به چگونگی و نحوه نمایان سازی پدیده های نقشه های موضوعی مختلف (داده های هندسی و توصیفی) بر روی سختافزارهای بخش خروجی GIS میباشند [۳۷].
داده های توصیفی: این داده ها ارائه دهنده تمامی اجزای غیر هندسی نظیر نام، شماره، اندازه های کمی و کیفی، نوع و خلاصه هر نوع مشخصه مرتبط با کاربرد نقشه میباشد. تهیه داده های توصیفی امری است جدا از وظایف GIS و باید از طریق روشهای تخصصی موضوع مربوطه صورت پذیرد [۳۷].
۲-۱۳ کاربرد GIS در ارزیابی چندمنظوره
ایجاد و به‌کارگیری سامانههای اطلاعات جغرافیایی منجر به بروز تغییرات و جهشهای عظیمی در بسیاری از زمینه ها نظیر محیط‌زیست، آمایش سرزمین و جنگلداری شد. GIS موجب تغییر زمینه های سنتی و کلاسیک فعالیتها و راه‌کارهای مسائل پیچیده و مفصل گردید. همچنین تبادلات بهتر بین نظامهای مرتبط با مسائل و تأثیرگذاری متقابل هر یک از زمینه های تخصصی آن را فراهم نمود. مروری علمی بر به‌کارگیری سامانه اطلاعات جغرافیایی در جهان نشان میدهد که طراحی و توسعه این سامانه در سال ۱۹۶۳ در کانادا آغاز شد و در سال ۱۹۶۵ بهصورت اجرایی درآمد [۳۷]. در ارزیابی اراضی مهمترین کاربرد GIS بازیابی اطلاعات از منابع مختلف، تبدیل هندسی آنها و مدلسازی و همپوشانی نقشه ها روی همدیگر است. این سیستم قادر است از ترکیب و تلفیق نقشه های مکانی خصوصیات مختلف سرزمین، نقشه های نهایی ارزیابی را با به‌کارگیری یک مدل ریاضی استخراج نماید . از آنجایی که زونبندی به‌عنوان یکی از اولین گامها در راستای شناخت و برنامه‌ریزی و مدیریت مناطق حفاظت‌شده است و انجام آن نیازمند توجه به عوامل گوناگون و متعدد است که مستقیماً آن را تحت تأثیر قرار میدهند، بنابراین بهمنظور بررسی عوامل مهم در زونبندی منطقه از روش ترکیب خطی وزنی[۲۱] استفاده میشود و کلیه اقدامات و تهیه نقشه ها و تجزیه تحلیل آنها به کمک GIS انجام میشود [۹].
روشی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفت روش ارزیابی چندمعیاره میباشد که بهطور مفصل به تعریف این روش پرداخته میشود.
۲-۱۴ مراحل روش ارزیابی چندمعیاره (MCE)
تصمیمگیری در مورد مسائل زیست‌محیطی فرایندی است که معمولاً با پیچیدگی، عدم قطعیت، اهداف مدیریتی چندگانه و گاهی متضاد و ترکیب انواع مختلف و متنوع از داده ها شناخته میشود. در واقع دلیل عدم پیچیدگی تصمیمگیری در مورد پروژه های زیست‌محیطی، فاکتورهای اکولوژیکی و اجتماعی و اقتصادی مؤثر بر تصمیمگیری است. ارزیابیهای چند معیاره[۲۲] هم یک رویکرد و هم مجموعهای از روشهاست با این هدف که مجموعهای از گزینه ها از خیلی مناسب تا نامناسب رتبهبندی میشوند [۳۰]. در روش ارزیابی چند معیاره منابعی که هم در تجزیه‌وتحلیل و جمعبندی داده ها، یعنی تجزیه سرزمین به واحدها نقش داشته و هم در ساختن مدلهای اکولوژیکی به کار گرفته میشوند بیش از دوتا هستند. معیارها شاخصهای قابل سنجش کمی، در ارتباط با اهداف تصمیمگیری هستند. بهمنظور انتخاب معیارها در ارتباط با یک مسئله خاص میتوان از مطالعات موردی، اسناد دولتی و استاندارها مرتبط بهرهبرد. این معیارها باید قابل اندازه گیری باشند و جامعیت داشته باشند [۲۷]. نقشه های معیار در دو دسته نقشه های فاکتور و نقشه های محدودیت جای میگیرند. معمولاً فاکتورها از موقعیت مناسب کاهش یا افزایش پیدا می‌کنند تا به هدف خاص دست پیدا کنیم. آنها بهطور کلی در طبیعت پیوسته هستند (مانند گرادیان شیب و نزدیکی به آب) و متغیرهایی هستند که برای تناسب سرتاسر یک منطقه در یک روش جایگزین شرکت می‌کنند. معمولاً عملکرد ضعیف یک فاکتور را با عملکرد خوب فاکتورهای دیگر میتوان جبران کرد. برعکس، محدودیت‌ها همیشه بولی هستند و متغیرهای جبران نشدنی میباشند و منطقه باید از تحلیل کنار گذاشته شود (مثل مناطق شهری شده) [۴۳]. روشهای ارزیابی چندمعیاره به کارگیری عوامل اقتصادی، اجتماعی، سیاسی و زیست‌محیطی را با آنالیزهای تناسب تسهیل می‌کند و تلفیق آنها با GIS این قابلیت را افزایش داده است. استفاده از روشهای چند معیاره نیازمند چندین مرحله میباشد که در زیر به آنها اشاره شده است.
عکس مرتبط با اقتصاد
انتخاب معیار (فاکتورها و محدودیت‌ها) برای تحلیل و ایجاد نقشه‌های رستر
ارزیابی وزن
ترکیب نقشه‌ها و ایجاد نقشه نهایی [۴۳].
۲-۱۵ انتخاب معیار
در ارزیابی چندمعیاری برای دستیابی به یک هدف معین باید سنجهها یا شاخصهایی را تعریف و معیین کرد که بر مبنای آنها بتوان به آن هدف معین دست یافت [۲۴]. شناخت و جمعآوری اطلاعات مربوط به عواملی که در حفاظت نقش مؤثری دارند، اولین مرحله در پهنهبندی حفاظتی است. اگر معیارها به درستی انتخاب شوند ارزیابی اثرات هرکدام از آنها آسان بوده و میتوان آنها را بر اساس میزان تأثیرشان اولویتبندی نمود [۲۸]. برای گزینش معیارها میتوان از اسناد و مدارک موجود و مراجعه به کارشناسان استفاده کرد.
۲-۱۶ استاندارد سازی نقشه های معیار
از آنجا که در اندازه گیری خصوصیات و صفات، رنج متنوعی از مقیاسها وجود دارد، به همین منظور لازم است که ارزش‌های موجود در لایه های معیارهای مختلف به واحدهای قابل مقایسه تبدیل شوند. استاندارد سازی انجام میشود تا بتوان فاکتورهای قابل مقایسه‌ایجاد کرد و با بهره گرفتن از یک تابع ارزشی آنها را نمایش داد. یعنی یک منحنی که بیانگر ارزش‌های مربوطه است. بهعبارت دیگر این عملیات فاکتورهای اصلی را در یک رنج بین صفر (حداقل تناسب) و یک (حداکثر تناسب) تبدیل می‌کند. این ارزش جدید به‌عنوان شاخص موفقیت ارزیابی در نظر گرفته میشود. این چنین توابعی اثر واضحی بر نتایج استاندارد سازی دارد و متعاقباً بر ارزیابی کلی. به همین دلیل توابع ارزشی استاندارد سازی از یک چهارچوب قانونی و همراه با نظرات کارشناسان در زمینه ارزیابی زیست‌محیطی و اکولوژیکی مشتق میشود [۴۳]. در اینجا دو نوع روش استاندارد سازی شرح داده میشود.
منطق بولین: منطق بولین برگرفته از نام ریاضیدان مطرح جرج بولی ایجاد شده است. این روش اولین روشی است که برای حل مسئله MCE مورد استفاده قرار میگیرد. تمام معیارها (فاکتور و محدودیت) به ارزش‌های بولی (۰ و ۱) استاندارد شده و روش ترکیبشان هم اشتراک بولی (ضرب معیارها) خواهد بود [۱۹]. این مدل به دلیل سرعت عملی که دارد بسیار مورد استفاده قرار میگیرد اما ایراداتی هم به این مدل وارد است که مهمترین آنها عبارتند از:
در این مدل همه فاکتورها ارزش یکسانی دارند، درصورتی‌که معیارهای مکان‌یابی دارای ارزش‌های یکسانی نیستند.
این مدل مکانهای مناسب را بر اساس اولویت تفکیک نمیکند. درنتیجه استفاده از این مدل ما را به تصمیمگیری بهینه نمیتوانیم دست یابیم [۴].
منطق فازی: در استفاده از رویکرد فازی برای برآورد چندمعیاره، این فاکتورها به محدوده بایتی از صفر تا ۲۵۵ استاندارد میگردند. که این محدوده حداکثر تفاوت ممکن را برای داده های نوع بایت ایجاد می‌کند [۱۹]. برخلاف منطق بولین در منطق فازی بین اعداد مثل صفر تا ۲۵۵ یا صفر تا یک، مجموعهای از اعداد در نظر گرفته میشود که هر یک از آنها با یکی از توابع عضویت تعریف میشوند. توابع عضویت دربرگیرنده طیفی از اعداد است که بین حالات غیرقابل قبول و قابل قبول درجات مختلف مقبولیت را نمایش میدهند.
۲-۱۶-۱ انواع توابع عضویت
تابع عضویت S شکل
تابع عضویت J شکل
تابع عضویت خطی
تابع عضویت تعریف شده توسط کاربر[۲۳] (زمانی که هیچ کدام از روابط بین ارزشها و عضویت فازی با سه نوع تابع ذکر شده تعریف نگردد، از این نوع تابع عضویت میتوان استفاده نمود). توابع فازی بهصورت افزاینده، کاهنده و متقارن نمایش داده میشوند [۱۹]. در شکل ۲-۱ انواع توابع فازی نشان داده شده است.
