طبقه بندی پوشش گیاهی بر اساس شاخص تالابی با استفاده از طبقه بندی شئ گرا تصاویر ماهواره ای (مطالعه موردی: تالاب انزلی)

 در طول سالیان اخیر تحقیقات زیادی در تالاب انزلی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین تالاب ‌های عضو کنوانسیون رامسر انجام‌ گرفته است. که با توجه به ماهیت و موقعیت جغرافیایی تالاب از هزینه بالایی برخوردار بوده است. نیاز به شناسایی، طبقه ‌بندی، آشکارسازی، پیش ‌بینی و پیشرفت تکنولوژی این امکان را داده تا با هزینه‌ ای به‌مراتب کمتر بتوانیم با داده‌ های سنجش‌ از دور و با استفاده از قابلیت ‌هایی چون سهل ‌الوصول بودن، دقت بالا، پوشش وسیع و قابل تکراری بودن ازنظر زمانی و مکانی و استخراج اطلاعات در زمان نسبتا کم، محیط‌ های طبیعی را با دقت و سرعت بیشتری بررسی کنیم زیرا یکی از مهم ‌ترین مشکلاتی که در مسئله بررسی تغییرات پوشش گیاهی وجود دارد عدم وجود اطلاعات مکان‌دار دقیق منطقه در طول زمان است. تصاویر ماهواره ‌ای و فناوری سنجش ‌از دور این امکان را فراهم می ‌کند تا با اتکا به اطلاعات تولیدی از آن به برنامه بهتری جهت مدیریت محیط‌زیست دست‌ یافت. در این مطالعه طبقه ‌بندی پوشش گیاهی تالاب انزلی با استفاده از تکنیک طبقه ‌بندی شیگرا تصویر ماهواره‌ لندست با نمونه ‌برداری زمینی و بر پایه شاخص تالابی گیاهان و همچنین میزان ترکم پوشش گیاهی با تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی (NDVI) مورد بررسی و تجزیه ‌و تحلیل قرار گرفت. از نقشه‌ های طبقه ‌بندی پوشش گیاهی تالاب می‌ توان در تشخیص میزان و نوع پوشش و برنامه‌ ریزی جهت حفظ و احیا تالاب بهره جست.

در این مطالعه که تهیه نقشه طبقه‌ بندی پوشش گیاهی بر اساس شاخص تالابی به‌عنوان یکی از معیارهای موردنیاز مرزبندی اکولوژیکی تالاب، مدنظر است. ابتدا محدوده های کلی پوشش گیاهی تالاب در ساحل و پیرامون آن شناسایی شد. سپس داده های پوشش گیاهی گونه‌ های آبزی تالاب از مناطق مختلف آبی تالابی در پلات‌ های 0.25 مترمربعی و در محدوده حاشیه خشکی از گونه ‌های خشکی ‌زی حاشیه تالاب به کمک پلات های 1 متر مربعی برداشت شد. در مجموع 42 پلات طی بهار و تابستان 1398 برداشت شد. پس از تهیه تصاویر موردنیاز، آماده ‌سازی آن‌ ها شامل تصحیحات هندسی، اتمسفری، رادیومتریکی و بارزسازی تصویر با استفاده از نرم‌افزارENVI  انجام شد. تصویر ماهواره لندست (Landsat) 8 تیرماه 98 با قدرت تفکیک مکانی 30 متر جهت طبقه ‌بندی پوشش گیاهی و تهیه نقشه شاخص پوشش گیاهی (NDVI) و تصویر ماهواره سنتینل-2 (Sentinel-2) تیرماه 98 به دلیل قدرت تفکیک زمینی 10 متر جهت تلفیق با داده لندست 8 به ‌عنوان داده کمکی در طبقه ‌بندی تصویر مورد استفاده قرار گرفت. ادغام این دو تصویر با حفظ مقادیر طیفی تصویر چند طیفی باعث بهبود قدرت تفکیک مکانی تصویر حاصله می‌گردد. عملیات طبقه ‌بندی شی‌ء گرا به ‌منظور تفکیک و طبقه ‌بندی بهتر تصویر لندست 8 تلفیق ‌شده با استفاده از نقاط تعلیمی حاصل از نمونه ‌برداری زمینی انجام شد. ارزیابی صحت طبقه‌ بندی با استفاده از  نمونه های آزمایشی به ‌عنوان نقاط واقعیت کنترل زمینی، برای هر کلاس به‌صورت تصادفی انجام و ماتریس خطای طبقه ‌بندی استخراج گردید.

 ابتدا گیاهان غالب و نماینده وضعیت تالابی آن ‌ها به کمک نمونه گیری در منطقه شناسایی شدند. با محاسبه درصد نسبی پوشش گیاهان غالب در محل نمونه گیری و با توجه به فهرست گونه های گیاهی شناسایی شده و شناسایی شاخص تالابی آن‌ها، گروه های گیاهی تالابی و غیر تالابی تفکیک گردیدند. در مجموع از طبقه ‌بندی گونه ‌های پلات ‌ها (42 قطعه‌ نمونه) تعداد 180 گونه گیاهی در 124 جنس و 48 تیره شناسایی شد. همچنین چهار گروه گیاهان اجباری تالاب (OBL)، گیاهان اختیاری و اجباری تالاب (OBL & FACW)، گیاهان اختیاری خشکی و اختیاری تالاب (FACU & FACW) و گیاهان اختیاری تالاب (FACW) تفکیک گردیدند. تهیه نقشه طبقه ‌بندی پوشش گیاهی از طریق تلفیق نمونه ‌برداری زمینی و طبقه ‌بندی شی‌ء‌ گرا تصویر سنجنده OLI ماهواره لندست سال 98 تلفیق‌ شده است. صحت نقشه‌ های طبقه ‌بندی‌ شده بر اساس مقادیر آمار کاپا و صحت کلی مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان دقت کلی 88.62 درصد و میزان ضریب کاپا برابر با 84 درصد به دست آمد. بر اساس نتایج خروجی طبقه ‌بندی تصویر گروه گیاهان اجباری تالاب در حاشیه پهنه ‌های آبی تالاب (حاشیه تالاب غرب و سرخانکل)، گروه گیاهان اختیاری تالاب بیشتر در حاشیه خشکی تالاب و به‌طور عمده در جنوب غربی تالاب (تالاب سیاه کشیم) و پناهگاه حیات ‌وحش چوکام در بخش شرقی تالاب، گروه گیاهان اختیاری و اجباری تالاب با پراکنش کمتر به ‌طور یکنواخت در کل گروه گیاهان اختیاری خشکی و اختیاری تالاب در بخش کوچکی از محدوده و محدوده تالاب در منطقه چوکام، شمال و شمال غرب تالاب مشاهده گردید. بررسی درصد تراکم  پوشش گیاهی در سطح تالاب با شاخص NDVI، توزیع پوشش متراکم گیاهی در نواحی مختلف تالاب و محدود شدن سطح آب بستر تالاب را نشان می‌دهد.

نتایج بررسی تصاویر ماهواره‌ ای و طبقه‌ بندی آن ‌ها با توجه به نمونه‌ های زمینی نشان می‌ دهد که گسترش و پراکندگی گیاهان اجباری تالاب (OBL) محدود به پهنه‌های آبی تالاب است، به ‌طوری‌ که بیشترین پراکنش این گیاهان مربوط به پهنه آبی تالاب غرب و سرخانکل می ‌شود. گسترش گونه‌ های اختیاری تالاب (FACW) در پهنه ‌های خشکی تالاب است که نشان از خشک شدن بیشتر مناطق تالاب در قسمت سیاه کشیم (جنوب غربی) و چوکام (شرق) است. طبقه ‌بندی تصاویر ماهواره ‌ای و درصد حضور هر یک از گروه ها در آن نشان داد که گروه اراضی کشاورزی (با سطح حضور 23.9 درصد) و گروه گونه ‌های اختیاری تالاب (FACW) (با سطح حضور 23.6 درصد و غالبا گونه ‌های نی، توسکا، بید) بالاترین درصد گروه های طبقه ‌بندی پوشش محدوده تالاب انزلی را به خود اختصاص داده‌اند. این امر ضمن بیان حضور بیشتر گونه های اختیاری تالاب در مقایسه با گونه های اجباری تالاب (OBL) (با سطح حضور 10.1 درصد) و سطح اشغال اراضی زراعی، به ‌روشنی خشک شدن تالاب را نشان می دهد. درصد پوشش گیاهی در سطح تالاب نیز با شاخص پوشش گیاهی (NDVI) بررسی گردید که بیشترین آن متعلق به پوشش گیاهی متراکم است. با توجه به اینکه تصویر ماهواره ‌ای مربوط به فصل تابستان است، نشانگر توزیع پوشش گیاهی در نواحی مختلف تالاب و سطح آب بستر تالاب است که نشان از کاهش میزان سطوح آبی تالاب دارد. بررسی پوشش ‌های گیاهی و تغییرات اکولوژیک آن‌ ها به‌صورت دوره ‌ای، اطلاعات مفیدی از تغییرات منابع آبی و اکولوژیک تالاب جهت برنامه ‌ریزی در حفظ و نگهداری آن به ‌عنوان یک اکوسیستم مهم در منطقه در اختیار مدیریان و برنامه ریزان قرار می ‌دهد.