بررسی قابلیت و حساسیت سنجی شاخص‌های طیفی ماهواره‌ای در پهنه‌بندی شدت آتش‌سوزی مناطق جنگلی (مطالعۀ موردی: جنگل‌کاری عرب داغ–گلستان)

Abstract

تهیۀ نقشۀ دقیق شدت آتش‌سوزی برای مدیریت ریسک آتش در اکوسیستم‌های جنگلی حائز اهمیت است. شاخص‌های طیفی از سنجنده‌های نوری به‌عنوان یکی از باندهای قابل ‌قبول برای طبقه‌بندی و نشان دادن تفاوت طیفی طبقات مختلف پوشش گیاهی شناخته ‌شده است. در این تحقیق قابلیت مجموعه‌ای از شاخص‌های استخراج‌شده از تصاویر ماهواره‌های Sentinel-2 و Landsat-8 با اندازۀ تفکیک مکانی مختلف برای تهیۀ نقشۀ دقیق شدت آتش‌سوزی با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی در منطقۀ دچار آتش‌سوزی سال 1397 جنگلکاری‌های عرب‌داغ استان گلستان بررسی شد. بعد از پیش‌پردازش‌های لازم، شاخص‌های تک و دوزمانۀ مناسب از تصاویر سنجنده‌های تحت بررسی ایجاد شد. مقادیر شاخص بهینه برای باندها در فضای دوبعدی قبل و بعد از آتش‌سوزی برای بررسی حساسیت این باندها به تغییرات اتفاق‌افتاده درون طبقات آتش‌سوزی محاسبه شد. بهترین نتیجه مربوط به باندهای NIR-SWIR2 با مقدار شاخص بهینۀ 77/0 برای سنجندۀ Sentinel-2 و 68/0 برای سنجندۀ Landsat8-OLI به‌دست آمد. براساس مقادیر شاخص بهینه، بهترین شاخص‌ها انتخاب شد و مقادیر این شاخص‌ها پس از آتش‌سوزی و همچنین شاخص‌های دوزمانه (قبل و بعد آتش‌سوزی) استخراج شدند. نقشۀ واقعیت زمینی نمونه‌ای طبقات شدت آتش‌سوزی با استفاده از روش نمونه‌گیری انتخابی با بازدید میدانی از طبقات شدت دچار آتش‌سوزی‌ در منطقه تهیه شد. طبقه‌بندی با شاخص‌های مختلف با الگوریتم جنگل تصادفی انجام گرفت و نتایج با نقشۀ واقعیت زمینی نمونه‌ای ارزیابی شد. بهترین نتیجه با تلفیق شاخص‌ها از همۀ باندهای استخراج‌شده از سنجندۀ Landsat8-OLI به روش شاخص دوزمانه با ضریب کاپای 96/0 به‌دست آمد.