تشخیص، نقشه برداری و ارزیابی تغییر در منطقه شهری و زراعی در واحه الحصاء، منطقه شرقی در عربستان سعودی با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی

      

زمین های زراعی به دلیل گسترش مناطق شهری به جوامع روستایی و تا حدودی به دلیل تجمع ماسه در حال کاهش است. افزایش تعداد جمعیت، توسعه جدید، علاوه بر تجمع شن و ماسه و شوری خاک، نیروی محرکه اصلی منجر به رها شدن و کوچک شدن زمین‌های زراعی است. هدف این مطالعه بررسی و ارزیابی میزان تأثیرپذیری زمین‌های کشاورزی از توسعه شهری در واحه الحسا، منطقه شرقی عربستان سعودی با استفاده از داده‌های سری زمانی لندست در سال‌های 1988، 2000 و 2017 به عنوان منبع اصلی اطلاعات بود. . مجموعه ای از حقیقت زمین، نقاط کنترل (GCPs) نیز در کنار داده های سرشماری جمعیت استفاده شد. رویکرد طبقه بندی بدون نظارت، شاخص گیاهی تفاوت نرمال شده (NDVI) و روش های تشخیص تغییر در اینجا استفاده شد.- 3.4٪ در 1988-2000 و به 22٪ در طول 2000-2017 افزایش یافته است. نتایج تجزیه و تحلیل داده ها اطلاعات عددی دقیق جدیدی را ارائه می کند که با یک نمایش گرافیکی در رابطه با کاهش و افزایش اراضی شهری و کشاورزی پشتیبانی می شود. بنابراین، یافته های این مطالعه باید مورد توجه تصمیم گیرندگان برای بهبود و توسعه فعالیت های کشاورزی در جوامع روستایی و شهری قرار گیرد.

کلید واژه ها

واحه الحسا , سنجش از دور , GIS , زمین های زراعی , شهرنشینی

1. مقدمه

تحقیقات زیادی در سال های اخیر بر تأثیر شهرنشینی و تخریب زمین بر فعالیت های کشاورزی متمرکز شده است. این پدیده ها مشکلات مهمی در سطح جهانی، منطقه ای و محلی به ویژه در چشم انداز روستایی هستند [ 1 ]. بسیاری از مطالعات گزارش کرده اند که رشد شهری بیشترین تأثیر را بر تبدیل زمین های کشاورزی به کاربری های دیگر دارد [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]. با این حال، مشخص شده است که نه تنها شتاب شهرنشینی تأثیر قابل توجهی بر میزان زمین مورد استفاده برای تولید غذا دارد، بلکه جابجایی شن و ماسه، افزایش جمعیت و تخریب خاک [ 1 ] [ 5 ] نیز ممکن است همین تأثیر را داشته باشد.

در پاسخ به رشد اقتصادی در سرتاسر جهان، چندین کشور صنعتی سیاست‌های جدیدی را برای پاسخگویی به این رشد اتخاذ کرده‌اند. یکی از اینها صنعتی شدن است [ 6 ]. به عنوان مثال، عربستان سعودی از زمان کشف نفت بنزین در سال 1923، از وابستگی صرف کشاورزی به وابستگی صنعتی روی آورده است. در نتیجه، این تغییر روند شهرنشینی را افزایش داده است [ 7 ]. این افزایش ها پیامدهای زیادی برای منطقه مورد مطالعه داشت. تسریع رشد شهری (شهرنشینی) منجر به مصرف زیاد غذا و آب و افزایش مهاجرت داخلی شد.

با توجه به [ 7 ] منطقه شرقی یکی از بالاترین تمرکز جمعیت در عربستان سعودی با تقریباً 3,799,773 جمعیت و 36.7٪ خانه های اجاره ای است. مطالعه اخیر توسط [ 2 ] گزارش داد که تغییر شکل زمین های کشاورزی می تواند منجر به یک سری “مشکلات اجتماعی، فرهنگی، زیست محیطی و اقتصادی” در زمان های اخیر یا حتی در آینده شود. یکی از بحرانی ترین مسائل، زمانی که مناطق ساخته شده به زمین های زراعی گسترش می یابد، کاهش فعالیت های کشاورزی و ناامنی بالقوه در زمینه تامین مواد غذایی است [ 1 ]. براون [ 8] اشاره کرده است که در نتیجه رشد شهری، مقداری از اراضی زیر کشت با ارزش به کاربری دیگران اعم از جاده، منازل، صنایع تبدیل شده است. در کلانشهر کوماسی به عنوان نمونه اراضی قابل کشت 15.6 درصد از سال 1986 و 2006 کاهش یافت. به همین ترتیب، در مالزی، به عنوان Elhadary و همکاران. [ 1 ] گزارش شده است که بیشتر زمین‌های زراعی به دلایل متعددی به کاربری‌های شهری تبدیل شده‌اند که یکی از آنها این است که بیشتر مالکان به دلیل درآمد کم و هزینه نهاده بالای کشت، تمایل دارند زمین‌های خود را به جای کشت، بفروشند یا اجاره دهند.

از سوی دیگر، مطالعات متعددی گزارش کرده اند که رشد شهری تنها عامل کاهش زمین های زراعی نیست. تخریب اراضی یکی دیگر از عوامل مهم است و تأثیر این عامل ممکن است در آینده با نتایج تغییرات اقلیمی افزایش یابد. ریونلدز و همکاران [ 9 ] بیان کرد که “تخریب زمین اغلب با کاهش بهره وری پوشش گیاهی در طول زمان همراه است”. فرآیند تخریب زمین می تواند به کاهش بهره وری پوشش گیاهی از طریق تخریب تدریجی خاک [ 10 ] یا با تغییر زمین منجر شود. تخریب زمین در انواع مختلف [ 11 ] ممکن است بیشتر زمین های زراعی را در بسیاری از کشورهای آفریقایی تخریب کند. به عنوان مثال، در سودان، تجاوز شن و ماسه در بسیاری از ایالت ها (مانند نیل سفید، ایالت شمالی و رودخانه نیل)، زمین های زراعی را تهدید می کند.5 ] [ 11 ] برای مثال صالح و همکاران. [ 11 ] دریافتند که به دنبال تجاوز شن و ماسه، واکنش طبیعی کاهش، کاهش و کاهش بهره‌وری زمین‌های زراعی است. و بنابراین، ممکن است یک شکاف غذایی در منطقه وجود داشته باشد.

در منطقه مورد مطالعه ما، این پدیده توسط مطالعات کمی [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] نشان داده شد، به عنوان مثال، آلبد و همکاران. [ 13 ] مستند کرده اند که زمین های قابل کشت در واحه الحسا از تغییر شن و شوری خاک به عنوان یک تهدید بزرگ رنج می برند. به عنوان مثال، [ 13 ] دریافتند که یک همبستگی قوی بسیار مثبت بین شوری و تخریب در پوشش گیاهی وجود دارد، و آنها متوجه شدند که تغییر در غلظت شوری خاک منجر به تغییر تراکم پوشش گیاهی می شود. آل سعود و همکاران [ 12] نشان داد که برخی از اراضی زراعی واحه الحسه توسط تپه های شنی پوشیده شده است. مطالعه آنها نشان می دهد که یک علت احتمالی برای این تپه ها این است که موقعیت واحه الحسا توسط بیابان های زیادی احاطه شده است (به صفحه 1 مراجعه کنید). واضح است که این بیابان ها سرچشمه اصلی این تپه ها محسوب می شوند. هولم [ 15 ] دریافت که (“منطقه مورد مطالعه در مرکز شبه جزیره عربستان با مساحت کل تخمین زده شده 1060000 مایل مربع واقع شده است، دارای پوشش ماسه ای در حداقل 300000 مایل مربع است که توسط بیابان های بزرگ احاطه شده است”). این بدان معناست که بیابان زایی و تخریب اراضی با معنای وسیع آن در منطقه مورد مطالعه جای می گیرد.

علیرغم حجم قابل توجهی از ادبیات در مورد خطرات شهرنشینی و تخریب زمین، هنوز شکاف های مهمی در رابطه با اطلاعاتی که این تأثیرات را مستند می کند وجود دارد. تعداد کمی از محققین به مشکل از دست دادن زمین کشاورزی در منطقه مورد مطالعه پرداخته و بررسی کرده اند. کارهای قبلی فقط بر روی علل متمرکز شده است، آنها هیچ گونه اطلاعات آماری در مورد کمیت دگرگونی زمین ارائه نمی دهند، بنابراین، کار فعلی برای توسعه و حفاظت آینده زمین مورد نیاز است. تا به امروز هیچ یافته جالب و قابل توجهی برای برجسته کردن موضوعات داغ در مورد تغییر و تداوم اراضی کشاورزی در منطقه مورد مطالعه وجود ندارد.

برای رسیدگی به شکاف موجود در داده‌ها با توجه به تأثیر شهرنشینی بر تبدیل زمین‌های قابل کشت در واحه الحسا، منطقه شرقی، عربستان سعودی، از تکنیک‌های شناخته شده و پرکاربرد پردازش تصویر دیجیتال و ابزارهای مبتنی بر GIS استفاده کردیم. ما از منابع مختلف داده از جمله تصاویر ماهواره‌ای حس از راه دور به عنوان منبع اولیه اطلاعات برای طبقه‌بندی کاربری/پوشش زمین (LULC) و ارزیابی تغییرات استفاده کردیم [ 16 ]]، همراه با سایر منابع داده برای بررسی، ارزیابی و ارائه پیش‌نمایش گسترده‌ای برای عوامل مختلف توسعه شهری و تبدیل زمین‌های زراعی که در واحه الحسه رخ داده است. بر اساس یافته‌ها، این مقاله استدلال می‌کند که شهرنشینی و تا حد زیادی شوری نیروی محرکه اصلی برای تبدیل زمین‌های زراعی واحه الحسا است. در مرحله بعد، ما یک مدل آماری ارزیابی دقت را با استفاده از حقیقت زمین برای اندازه‌گیری درجه دقت نتایج طبقه‌بندی پوشش نهایی زمین اعمال کردیم.

صفحه 1. تجمع تپه های ماسه ای در کنار منطقه مورد مطالعه با اندازه و شکل های مختلف.

 

2. روش شناسی

2.1. منطقه مطالعه

کار حاضر در واحه الحسا، منطقه شرقی در عربستان سعودی انجام شد. بر اساس [ 17 ] اصطلاح “واحه” به معنای “خوشه ای از درختان خرما در نزدیکی یک چاله آبی با احتمالاً چند چادر که همه توسط صحرای شنی احاطه شده اند” آمده است. در حالی که نام الحسا “منطقه ای از پوشش گیاهی است که توسط بیابان احاطه شده است”. واحه الحسا به عنوان یکی از بزرگترین زمین های کشاورزی در نظر گرفته می شود. در شرق استان پادشاهی عربستان سعودی واقع شده است. الحسا یک ناحیه L شکل است [ 17 ] که تقریباً بین 25 درجه سانتی‌گراد تا 37 درجه سانتی‌گراد عرض جغرافیایی قرار دارد. N. و طول جغرافیایی 49˚37. E. ( شکل 1 )، در ارتفاع تقریباً 130 تا 160 متری از سطح دریا [ 18 ] [ 19 ]. مساحت تقریبی 260 کیلومتر مربع را پوشش می ^دهد. انتخاب منطقه ممکن است به این دلیل توجیه شود که این تنها زمین کشت شده در استان الحسا است. علاوه بر این، گزارش شده است که منطقه از دیرباز تحت تأثیر حرکت شن و ماسه و فعالیت های انسانی بوده که منجر به کاهش اراضی قابل کشت شده است.

در [ 20 ] گزارش شده است که این منطقه مهم ترین و بزرگترین منطقه کشاورزی در منطقه شرقی عربستان سعودی است. به دلیل ذخایر عظیم آب های زیرزمینی در حال ایجاد توسعه است. محصولات اولیه کشت شده خرما، گندم، جو، ارزن، برنج، انواع میوه ها و سبزیجات و یونجه و مهمترین دام های پرورش یافته شتر، گوسفند، بز، گاو و الاغ بودند [ 21 ]. در حال حاضر، کل سطح زمین زیر کشت در داخل واحه تقریباً 80 کیلومتر مربع ^است که 92 درصد آن توسط نخل خرما کاشته شده است [ 19 ].

علاوه بر این، بیش از 51 شهر کوچک پراکنده بر فراز واحه وجود دارد که به طور کامل یا جزئی توسط نخل‌های خرما احاطه شده‌اند. در رابطه با اقلیم، این منطقه به دلیل نزدیکی به ساحل، عمدتاً بین شرایط گرم-خشک و گرم-مرطوب قرار دارد. حدود 12000 هکتار پوشش گیاهی نیروی محرکه اصلی برای بهبود ویژگی های آب و هوایی است [ 22 ]. دما در طول فصل تابستان از 45 درجه سانتیگراد تجاوز می کند [ 13 ] با بارندگی سالانه تقریباً 488 میلی متر.

شکل 2 سرشماری جمعیت (به هزاران) واحه الحسا را ​​از سال 1935 تا 2016 نشان می دهد. در سال 2010، 1,067,691 نفر در منطقه مورد مطالعه زندگی می کردند [ 23 ]. در سال 2014 به نزدیک به 1,063,112 نفر افزایش یافت در حالی که در سال 2016 جمعیت به 1,220,000 افزایش یافت. داده های مطالعه اخیر توسط عبدالاتی و همکاران. [ 24 ] گزارش داد که جمعیت واحه الحسا در طول دوره 1992-2016 از 445000 نفر در سال 1992 به 768000 نفر در سال 2016 افزایش یافت. چنین افزایش جمعیت ممکن است به مقدار قابل توجهی زمین برای توسعه شهری نیاز داشته باشد. در نتیجه، زمین های کشاورزی تحت فشار بوده و ممکن است بر آن تأثیر منفی بگذارد. بر این اساس، کار حاضر با تطبیق داده های سنجش از دور به عنوان منبع اصلی اطلاعات ایجاد و انجام شده است.

2.2. داده های مورد استفاده و پردازش

تحقیق حاضر شامل بررسی تحلیلی عمیق شهرنشینی و تأثیر آن بر زمین‌های کشاورزی است. برای انجام این کار، از رویکردهای کیفی [ 25 ] و کمی برای جمع آوری داده ها و تفسیر نتایج استفاده شد. ادغام داده ها از منابع مختلف (به عنوان مثال، داده های کلمه میدانی، و داده های سنجش از دور، گزارش های موجود و مطالعات قبلی) برای ارزیابی تغییرات و روند زمین های کشاورزی در منطقه مورد مطالعه به دست آمده است. منبع اولیه اطلاعات از تصاویر ماهواره ای بود که از مرکز داده آرشیو لندست به دست آمد. در نتیجه، سه تصویر ماهواره ای از وب سایت آرشیو USGS “https://earthexplorer.usgs.gov/” دانلود شد، اینها 1) Landsat-5 (TM) برای سال 1984 و 2000 و 2) Landsat-8 (OLI) برای تاریخ 2017 همانطور که در (شکل 3 ). مشخصات تصاویر ماهواره ای در ( جدول 1 ) ارائه شده است.

علاوه بر همه این موارد، مطالعه به گزارش‌های مختلف و مطالعات قبلی برای تدوین و تنظیم اهداف و فرضیه‌ها و شناسایی شکاف‌های دانش مرتبط با مسئله تحقیق مراجعه کرد.

گام اولیه برای انجام صحیح مقایسه تشخیص تغییر برای تصاویر پردازش نشده و تصاویر طبقه بندی شده، تکنیک های پیش پردازش تصویر است [ 26 ]. به طور کلی، پردازش تصویر یک پردازش ضروری برای آن دسته از عکس‌های دارای عناصر دوبعدی با استفاده از قابلیت رایانه است [ 27 ]. پیش پردازش تصویر عملیاتی است که به طور گسترده قبل از تجزیه و تحلیل اصلی تصاویر ماهواره ای استفاده می شود [ 28] . بر این اساس، پیش پردازش تصویر لازم (یعنی تصحیح هندسی و کالیبراسیون رادیومتری) انجام شد. برای مورد اول از روش ثبت تصویر به تصویر استفاده کردیم. در نتیجه، تصاویر را می توان با داده های برداری در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) همپوشانی کرد و برای مقایسه طبقه بندی کاربری/پوشش زمین استفاده کرد. در حالی که برای دومی، از روش‌های ارائه شده توسط [ 29 ] به عنوان پیش‌نیاز برای ایجاد داده‌های تصویری با کیفیت بالا استفاده کردیم. در نهایت، مفهوم تبدیل کلاهک منگوله‌ای برای هر یک از چهار تصویر با استفاده از ERDAS 2014 برای فشرده‌سازی داده‌های طیفی به چند باند مرتبط با ویژگی‌های صحنه فیزیکی و برای آسان‌تر کردن تفسیر بصری و فرآیند طبقه‌بندی دیجیتال برای تصاویر ماهواره‌ای تا حد امکان اعمال شد. .

این یک تبدیل خطی داده است که اطلاعات خاک و پوشش گیاهی را در یک صفحه واحد در فضای داده چندطیفی نمایش می دهد. نتایج TCT یک فایل تصویری را تولید می کند که شامل سه نوار است که به روشنایی خاک، سبزی پوشش گیاهی و رطوبت خاک یا پوشش گیاهی نسبت داده می شود. اطلاعات دقیق در مورد ایده پشت این تحول را می توان در ادبیات زیر یافت [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ].

خروجی روش های قبلی به عنوان ورودی برای طبقه بندی تصاویر استفاده شد. در این کار یک سیستم خوشه‌بندی (یعنی تکنیک‌های تجزیه و تحلیل داده‌های خود سازمان‌دهی تکراری (ISODATA) [ 33 ] که به عنوان رویکردهای طبقه‌بندی بدون نظارت شناخته می‌شوند، برای طبقه‌بندی سه تصویر ماهواره‌ای از پیش پردازش شده در سه کلاس کاربری/پوشش مختلف استفاده شد. ابتدا این رویکرد، تصویر را به تعدادی از کلاس های ناشناخته به عنوان گام اولیه تبدیل می کند. سپس مسئولیت تحلیلگر [ 34 ] است که هر گروه همگن از پیکسل ها را با نام کلاس مناسب همانطور که در توضیح داده شده است، برچسب گذاری کند ( جدول 2).). مدیریت زمانی انجام می‌شود که دو یا سه کلاس دارای مقادیر پیکسل یکسانی باشند، به این معنی که آنها به یک کلاس ویژگی تعلق دارند. دلیل انتخاب این روش نسبت به روش‌های دیگر، سادگی در مقایسه با روش‌های دیگر (به عنوان مثال، زیر پیکسل، روش‌های طبقه‌بندی نظارت شده) است. تمامی پیش پردازش و تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار ERDAS IMAGIN نسخه 2014 انجام شده است.

با توجه به [ 35 ] داده های حس از راه دور را نمی توان بدون مجموعه داده های حقیقت زمینی استفاده کرد. حقیقت زمینی را می توان در کنار داده های حس از راه دور به دلایل زیر استفاده کرد: اول، ارزیابی فرآیند تفسیر بصری، دوم، تصحیح هندسی تصاویر ماهواره ای، و در نهایت، برای تأیید اطلاعات استخراج شده از داده های حس از راه دور [ 36 ]. بر این اساس، داده های کار میدانی در ژانویه 2018 جمع آوری شد. دستگاه GPS برای جمع آوری، مکان یابی و موقعیت یابی حقایق زمینی و نقاط کنترل زمینی (GCPs) استفاده شد. مجموعه ای از حدود 100 نقطه آموزشی برای چندین هدف مورد استفاده قرار گرفت که عبارتند از یک تصحیح هندسی، ارزیابی دقت نشان دهنده ویژگی مربوطه در زمین، که در آن دقت کلی، کمیسیون و حذف [ 37 ]] اطلاعات آماری برای هر یک از تصاویر طبقه بندی شده و برای ارزیابی امضا محاسبه شد. در کار حاضر برای شناسایی تفاوت‌ها در وضعیت اراضی کشاورزی و به دست آوردن تصویری روشن از تأثیر گسترش شهری بر فعالیت‌های کشاورزی در منطقه مورد مطالعه، مقایسه طبقه‌بندی پوشش اراضی [ 38 ] در بین تصاویر طبقه‌بندی شده انجام شد.

شاخص تفاوت نرمال شده گیاهی (NDVI) در این مطالعه همانطور که توسط [ 39 ] برای ارزیابی تغییر پوشش گیاهی توضیح داده شد استفاده شد. NDVI یک روش پرکاربرد برای تشخیص تغییر در میزان سبزی پوشش گیاهی است. این یک اندازه گیری ساده از تفاوت بین بازتاب کانال قرمز و بازتاب کانال مادون قرمز است که توسط آن می توان منطقه مورد مطالعه را برای خشکسالی کشاورزی ارزیابی کرد [ 40 ]] . مقادیر NDVI به طور کلی از 1- تا 1+ متغیر است. واضح است که زمانی که مقدار NDVI نزدیک به (+1) باشد، منطقه تمایل به پوشش گیاهی دارد، اگر منطقه توسط خاک لخت یا سنگ لخت پوشیده شود، مقادیر NDVI نزدیک به صفر خواهد بود، در حالی که اگر منطقه تحت پوشش باشد. با آب یا ماسه، مقادیر نزدیک به (-1) خواهد بود. به این ترتیب منطقه مورد مطالعه به طبقات پوشش زمین مورد نظر طبقه بندی شد ( جدول 2 ). تفاوت [ 34 ] در دو تاریخ NDVI یکی از دیگری کم شد تا تغییر تصویر ∆NDVI با افزایش مثبت و کاهش منفی تعیین شود.

مردم به دلایل مختلفی علاقه مند به تشخیص تغییر هستند. اینها برای مثال هستند؛ تغییرات رخ داده را تعیین کنید و آنها را به آینده تعمیم دهید، در مورد یک مسیر اقدام تصمیم بگیرید، یا نتایج یک اقدام یا سیاست را ارزیابی کنید [ 43 ]. با ترسیم مکان و نحوه حرکت اشیا در یک دوره زمانی، می توانید بینشی در مورد نحوه رفتار آنها در آینده به دست آورید. یکی دیگر از دلایل تغییر نقشه برداری، پیش بینی نیازهای آینده است.

با نگاشت شرایط ویژگی های زمین قبل و بعد از یک اقدام یا رویداد، می توانید تاثیر را پیش بینی کنید. می‌توانید با نشان دادن موقعیت و وضعیت یک ویژگی در تاریخ‌های مختلف، تغییرات را نقشه برداری کنید. دانستن نوع تغییر و نوع ویژگی‌هایی که با آن‌ها سروکار دارید، نحوه اندازه‌گیری زمان، و نوع اطلاعاتی که از تجزیه و تحلیل نیاز دارید، به شما کمک می‌کند تا در مورد چگونگی نقشه‌برداری تصمیم بگیرید [ 43 ]. بر این اساس، دو نوع تغییر وجود دارد:

1) تغییر در مکان: نگاشت تغییر در مکان به شما کمک می کند تا ببینید ویژگی ها در آینده چگونه رفتار می کنند.

2) تغییر در کاراکتر یا بزرگی: نگاشت تغییر در کاراکتر یا بزرگی به شما نشان می دهد که چگونه شرایط در یک مکان معین تغییر کرده است [ 43 ]. این تغییر می تواند در نوع ویژگی یک مکان باشد، به عنوان مثال، دسته بندی های مختلف پوشش / کاربری در منطقه مورد مطالعه در حال حاضر، در مقایسه با 15 سال پیش. یا، این تغییر می‌تواند در کمیت مربوط به هر ویژگی باشد، به عنوان مثال، مقدار کلاس ویژگی در هر منطقه در 15 سال گذشته افزایش یا کاهش یافته است.

با توجه به توضیحات فوق، تشخیص تغییر بر اساس تقسیم تصاویر طبقه بندی شده به اندازه و شکل حوضه های مختلف با استفاده از نرم افزار QGIS 2.8.2 و داده های توپوگرافی که توسط ماموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM) به دست آمد، انجام شد. این داده ها با وضوح افقی 3”- (90 متر) و دقت عمودی 16 متر [ 44 ] در دسترس هستند.

3. نتایج

3.1. تبدیل کاربری زمین/پوشش در واحه الحسا

در مطالعات قبلی تلاش هایی برای طبقه بندی و ارزیابی کاربری/پوشش زمین در منطقه مورد مطالعه با استفاده از تکنیک های سنجش از دور (به عنوان مثال رویکردهای طبقه بندی نظارت شده) صورت گرفت. این مطالعات نشان داد که پوشش زمین واحه الحسا از طبقات مختلف پوشش زمین تشکیل شده است. [ 12 ] [ 45 ] کاربری/پوشش زمین منطقه مورد مطالعه را به 5 تا 7 طبقه پوششی شامل ساختمان ها، پوشش گیاهی، ساباخ، تپه های ماسه ای، ورقه های شنی، زمین های بایر طبقه بندی کرد. آنها مستند کردند که واحه الحسا تحت سلطه ویژگی های ماسه ای بی آب و در حال تغییر است.

در پژوهش حاضر، با توجه به اینکه هدف اصلی استفاده از تصاویر ماهواره‌ای برای ارزیابی میزان تأثیرپذیری زمین‌های زراعی واحه الحسا از توسعه شهری بود، سه دسته کاربری/پوشش زمین مورد تجزیه و تحلیل و نقشه‌برداری قرار گرفت که شامل زمین‌های کشاورزی، اراضی شهری می‌شود. و تپه های بایر و ماسه ای با استفاده از روش طبقه بندی بدون نظارت. نتایج تجزیه و تحلیل نشان می دهد که طبقه پوشش زمین غالب در منطقه مورد مطالعه شهری است علاوه بر تپه های بایر و ماسه ای همانطور که در ( جدول 3 ) و (شکل های 4(الف) تا (ج)) نشان داده شده است. این کلاس در طول سال ها افزایش یافته است. مقایسه تصاویر طبقه بندی شده نشان داد که شرایط متفاوتی در رابطه با تبدیل اراضی کشاورزی در منطقه مورد مطالعه مشاهده شد. در سال 1988، کاربری شهری حدود 185 کیلومتر مربع را پوشش می ^داداز کل مساحت واحه الحسا، و سپس در سال 2017 به 254.52 کیلومتر مربع افزایش یافت که در طول سی و سه سال زمان 69 کیلومتر مربع ^افزایش یافت ^. نرخ بالای رشد شهری (12%) که از میانگین جهانی بین 4 تا 4.5 در سال [ 46 ] فراتر می رود، در پاسخ به افزایش جمعیت واحه الحسا به دلیل کشف نفت رخ داده است. مساحت تحت پوشش اراضی زراعی از 160 کیلومتر مربع ^در سال 1988 به 156 کیلومتر مربع ^در سال 2000 کاهش یافت. تأثیر تغییرات اجتماعی و اقتصادی بر زمین های قابل کشت در واحه الحسا [ 22] و در عین حال منجر به افزایش کاربری شهری شد که بین سال‌های 2000 تا 2017 اتفاق افتاد. به عبارت دیگر، تحولاتی که از سال 1950 در واحه الحسا رخ داد، تبدیل از بخش کشاورزی به بخش‌های دیگر را تشویق کرد. (به عنوان مثال، استفاده از نفت، صنعت، تجارت، ساخت و ساز، و خدمات ملکی). این بخش‌های غیرکشاورزی درها را به روی فرصت‌های شغلی جدید باز کرده‌اند و روند مهاجرت به مناطق شهری را تسریع کرده‌اند [ 22 ] که بیشترین تأثیر منفی را بر فعالیت‌های کشاورزی دارد. در سال 1974 تخمین زده می شود که حدود 695000 نفر به عنوان منبع اصلی درآمد کشاورزی می کردند. این تعداد افراد در سال 1979 حدود 96000 نفر کاهش یافت [ 47 ]] . علاوه بر همه این عوامل، افزایش شوری خاک به دلیل استفاده ناکارآمد از آب و زهکشی ناکافی نیز منجر به کاهش سطح زیر پوشش محصولات کشاورزی شده است [ 48 ].

با این حال، مهم است که توجه داشته باشیم که علم در سال 2000 بهبودی در سطح زمین زراعی داشته است، آن را کمی به میزان 22 کیلومتر مربع ^افزایش داد. پروژه های نوین آبیاری شمال و جنوب منطقه مورد مطالعه [ 21 ] ، 2) پروژه تثبیت تپه های ماسه ای با کاشت گونه های مختلف در شمال منطقه مورد مطالعه، 3) احداث و بهسازی سیستم های آبیاری و زهکشی سطح زمین زراعی را در جنوب منطقه مورد مطالعه افزایش داد.

در دوره 2000-2017 بیشترین کاهش در مناطق تحت پوشش اراضی بایر و تپه های ماسه ای قابل مشاهده است. در سال 2017 در مقایسه با دوره 1988-2000 تقریباً -85.41 کیلومتر مربع کاهش یافت ^. با این حال، نتیجه به‌دست‌آمده با یافته‌های سایر مطالعات قبلی به عنوان مثال، [ 12 ] [ 45 ] و [ 49 ] سازگار نیست.] . فوراً آشکار می شود که تفاوت های کاملاً قابل توجهی وجود دارد که مناطق تحت پوشش تپه های ماسه ای در سال 2017 کاهش یافته است که مقادیر بالای NDVI بدست آمده برای سال 2017 را نسبت به سال های دیگر توضیح می دهد. ذکر این نکته ضروری است که با توجه به این نتیجه منطقه مورد مطالعه تحت تأثیر حرکت شن و ماسه قرار گرفته است که ممکن است منجر به از دست دادن برخی از اراضی زراعی علاوه بر تلفات ناشی از گسترش شهری به عنوان موتور محرکه اصلی در تبدیل زمین های زراعی بین سال های 2000 تا 2000 شود. 2017.

البته باید توجه داشت که در مقایسه طبقه بندی پوشش زمین، دقت طبقه بندی ممکن است بر نتایج تأثیر بگذارد. با این حال، این اثر فقط محلی است. بنابراین، کار آینده باید روش‌های دیگری را بر اساس مقایسه پیکسل‌ها به جای کلاس‌ها شامل شود.

داده های ( جدول 4 و جدول 5 ) به ترتیب، ماتریس تغییر پوشش زمین را با اطلاعات تغییر دقیق تر نشان می دهد [ 50 ]. برای دوره 1988-2000، نشان داد که حدود 80.31٪ از منطقه تغییری در سه پوشش زمین نشان نداده است. در حالی که حدود 39.7٪ از منطقه تغییری در همان سه طبقه نشان نداد. قابل ذکر است که اراضی زراعی در دوره زمانی 1367 تا 1379 کاهش جزئی در سطح داشته و در عین حال بیشترین مساحت را بدون تغییر (81/83 درصد) به خود اختصاص داده است. این را می توان با مساحت بزرگ اشغال شده توسط این نوع پوشش توضیح داد. در حالی که همان نوع پوشش برای دوره 2000-2017 افزایش جزئی (69٪) نشان می دهد. منطقه تحت پوشش شهری از سال 1988 تا 2000 14 درصد و از سال 2000 تا 2017 11 درصد افزایش یافته است.

برای تأیید نتایج طبقه‌بندی و تأیید آنچه انجام دادیم و یافتیم، ارزیابی دقت با استفاده از داده‌های حقیقت زمینی انجام شد. نتایج این تأیید را می توان در بخش 3.2 یافت.

اعداد پررنگ نشان دهنده تغییر پیکسل های بین دو تاریخ است.

3.2. نتایج ارزیابی دقت

یک تحلیل کمی برای تعیین عدم قطعیت های تحلیل، بر اساس یک مدل ارزیابی دقت توصیف شده توسط [ 37] . بر اساس این رویکردها، دقت به‌دست‌آمده برای همه تصاویر طبقه‌بندی‌شده اندکی از حد قابل قبولی که توسط تخصص در زمینه کاربرد سنجش از دور تعریف شده است، فراتر می‌رود. با این وجود، این نتایج نشان می‌دهد که داده‌های به‌دست‌آمده از تصاویر ماهواره‌ای پشتیبانی شده توسط داده‌های به‌دست‌آمده از کار میدانی ممکن است اطلاعات دقیق‌تر و به‌روزتری را برای ارزیابی تأثیر توسعه شهری بر آینده کشاورزی ارائه دهد. جداول 6-8 اطلاعات آماری را برای نتایج ارزیابی صحت نقشه کلی ارائه می دهد. ما دریافتیم که دقت نقشه همه تصاویر طبقه بندی شده 74٪، 87٪ و 89٪ برای تصاویر طبقه بندی شده 1988، 2000، و 2017 است. این جداول همچنین اطلاعاتی در مورد دقت تولیدکنندگان و کاربران طبقه بندی کاربری/پوشش زمین ارائه می دهد. .

دقت تولید کننده در رده کشاورزی برای تمامی تصاویر طبقه بندی شده حدود 100 درصد است، در حالی که در رده شهری در محدوده 60 درصد برای تصویر 1988 تا کمتر از 80 درصد برای تصویر 2000 است که کاملا قابل قبول است. در مورد زمین‌های بایر و تپه‌های ماسه‌ای، دقت تولیدکننده به نظر غیرقابل تصور است. با مراجعه به دقت کاربر در تمامی تصاویر طبقه بندی شده، مشخص شد که حدود 86 درصد از زمین های کشاورزی تصویر 1988، 89 درصد از تصویر 2000 و 100 درصد از تصویر 2017 به درستی به عنوان زمین های کشاورزی روی زمین شناسایی شده اند.

دقت کاربر در سال 1988 برای زمین شهری و بایر نشان می دهد که سردرگمی قابل توجهی در تشخیص زمین های شهری از زمین های بایر وجود دارد. این را می توان به صورت زیر توجیه کرد: 1) منطقه مورد مطالعه تحت تسلط یک تپه ماسه ای است که بر بازتاب سایر پوشش زمین و مصالح کاربری زمین تأثیر دارد [ 45 ].]، 2) در منطقه مورد مطالعه، مصالحی که ساختمان ها از آنها ساخته شده اند، ذرات ماسه هستند که بازتاب طیفی یکسانی با دسته تپه های ماسه ای دارند. همه این عوامل دقت فرآیند طبقه بندی را کاهش داده و نتایج گمراه کننده ای را ارائه کردند. به طور کلی، نتایج ارزیابی دقت به‌دست‌آمده نشان داد که مجموعه داده‌ها و روش‌های مورد استفاده ما و نتایج به‌دست‌آمده از تجزیه و تحلیل می‌تواند به ما در ارزیابی و قضاوت در مورد مشکل زیست‌محیطی فعلی مربوط به تبدیل زمین‌های کشاورزی به زمین‌های کشاورزی دیگر کمک کند. استفاده می کند. این می‌تواند منجر به این واقعیت شود که داده‌های با وضوح متوسط ​​مانند Landsat-5 و 7 می‌توانند اطلاعات مفیدی را برای ارزیابی اثرات انسانی بر زمین‌های کشاورزی ارائه دهند که توسط [ 51 ] گزارش شده است.

3.3. نتایج شاخص گیاهی تفاوت عادی شده

هدف اصلی این بخش ارائه اطلاعاتی در مورد وضعیت کلی پوشش گیاهی واحه الحسا بر اساس تصاویر ماهواره ای است. داده‌های به‌دست‌آمده در مطالعات قبلی [ 13 ] [ 33 ] با استفاده از داده‌های سنجش از دور نشان داد که شاخص‌های مختلف می‌توانند به عنوان ابزاری مؤثر برای تشخیص تغییر در مطالعات کاربری/پوشش زمین مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان مثال، با توجه به آلبد و همکاران. [ 13]، شاخص NDVI می تواند نتایج بهینه ای را هنگام استفاده برای مطالعات تشخیص تغییر در مقایسه با روش های مقایسه پس از طبقه بندی ارائه دهد. در کار حاضر، از شاخص شناخته شده و پرکاربرد NDVI برای تشخیص تغییر در پوشش گیاهی در طول منطقه مورد مطالعه استفاده شد. نتایج NDVI به طور مثبت دقت محصولات نهایی به‌دست‌آمده از رویکرد طبقه‌بندی بدون نظارت را افزایش داده است. شکل 5 نتایج به دست آمده با استفاده از شاخص NDVI را نشان می دهد. اطلاعات آماری برای مناطق تحت پوشش پوشش گیاهی بهداشتی در ( جدول 9 و جدول 10 ) خلاصه شده است.). همانطور که مشاهده می شود، حداکثر مقدار میانگین NDVI 0.933 در تصویر 1988 و 0.029- برای تصویر 2000 است. حداکثر و حداقل مقدار NDVI 2.300 از تصویر 1988 و 0.493 از تصویر 2000 بوده است. همچنین می توان متوجه شدند که درصد پوشش گیاهی بسیار سالم در سال 1988 به طور قابل توجهی کمتر از سال های 2000 و 2017 بود که با نتایج به دست آمده در مطالعات قبلی مطابقت ندارد، به عنوان مثال، [ 13 ]] . با این حال، نتایج به‌دست‌آمده با وضعیت اخیر پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه که تغییرات قابل‌توجهی را در منطقه مورد مطالعه تجربه می‌کند، همخوانی دارد. به عبارت دیگر، شواهد بسیار قوی مبنی بر اینکه پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه بیش از هر زمان دیگری تحت تأثیر خشکسالی و عوامل دیگر به ویژه در قسمت های شمالی و جنوبی قرار دارد، وجود دارد. اگرچه، تلاش های قبلی توسط [ 21 ] برای این اثر انجام شده است، اما هنوز این منطقه از بسیاری از جنبه های خشکسالی رنج می برد، به عنوان مثال، حرکت شن و ماسه (صفحه 1).

در ( شکل 5 ) می توان مشاهده کرد که در سال 1988 نسبت به سال های 2000 و 2017 کاهش قابل توجهی در پوشش گیاهی مشاهده شد. علی‌رغم تلاش‌های قابل توجهی که [ 21 ] برای پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه انجام دادند، تنش در پوشش گیاهی در سال 1988 نسبت به سال‌های 2000 و 2017 مشخص بود. شمال منطقه مورد مطالعه در حالی که افزایش پوشش گیاهی بین سال های 2000 تا 2017 بیشتر به سمت قسمت جنوبی منطقه مورد مطالعه مشاهده شد. از ( شکل 5 ) می توان دید که سبزی پوشش گیاهی در جایی که مقدار بالای NDVI 0.30 بود، بهبود یافته است، که نشان دهنده حدود 7٪ به عنوان پوشش گیاهی سالم در سال 2017 است.

بر اساس این رویکرد، قضاوت در مورد اینکه تغییر و کاهش پوشش گیاهی در اثر گسترش شهری یا سایر فعالیت‌های انسانی یا تخریب زمین (یعنی شوری خاک) اتفاق می‌افتد، دشوار بود. با این وجود، این نتایج نشان می دهد که داده های به دست آمده با استفاده از شاخص NDVI برای ارزیابی میزان تخریب پوشش گیاهی ممکن است اطلاعات حساس و دقیق تری را برای ارزیابی تأثیر خشکسالی بر پوشش گیاهی به طور کلی نسبت به سایر روش های سنتی ارائه دهد.

داده‌های به‌دست‌آمده در مطالعه اخیر با استفاده از تکنیک تفاضل تصویر NDVI به‌عنوان روش کارآمد، که فرآیندی از تفریق پیکسل به پیکسل تصاویر مختلف NDVI برای تشخیص تغییر پوشش زمین است، نشان داد که کاهش پوشش گیاهی شناسایی و متمرکز شده است. بخش شمالی منطقه مورد مطالعه، در حالی که افزایش پوشش گیاهی در کل منطقه مورد مطالعه برای دوره 1985-2000 مشاهده شد و تنها در بخش جنوبی بین دوره 2000-2013 متمرکز شد.

در مطالعه ما از همین تکنیک برای به دست آوردن اطلاعات در رابطه با تغییر پوشش گیاهی استفاده شد. ( شکل 6 ) نتایج به دست آمده با استفاده از روش تفریق را نشان می دهد. داده های ( شکل 6 ) نشان می دهد که کاهش و افزایش معنی داری در پوشش گیاهی در امتداد قسمت شمالی منطقه مورد مطالعه وجود داشته است. این روندها مطابق با نتایج مورد بحث قبلی است که توسط [ 13 ] به دست آمده است. به نظر می رسد نتایج نشان می دهد که هیچ تغییری (مقدار صفر) در پوشش گیاهی مرکز منطقه مورد مطالعه مشاهده نشده است. تغییرات حجم کلی در ( شکل 6 (بالا)) ارائه شده است. مقایسه ( شکل 6(بالا و پایین)) نشان می دهد که پوشش گیاهی بین دوره های 1988-2017 به طور مثبت و بین دوره های 1988-2000 افزایش منفی داشته است. با این حال، به طور کلی، داده های نمودار 7 نشان می دهد که منطقه مورد مطالعه دچار تغییر شدید پوشش گیاهی، به ویژه بین دوره های 1988 تا 2000 شده است. در مجموع، اعتقاد بر این است که روند کلی منطقه مورد مطالعه به گسترش شهری در مناطق ALuyun، ALjafor، Hofuf و Joatha. با این حال، باید توجه داشت که در روش تفریق، همانطور که توسط [ 52 ] اشاره شد، ویژگی‌های ترکیبی در یک پیکسل ممکن است در نتیجه نهایی مشکل ایجاد کند و با وجود تغییر در مقدار پیکسل، پیکسل تغییر یافته ممکن است همچنان همان زمین را نشان دهد. کلاس پوشش

داده‌های به‌دست‌آمده در SRTM با استفاده از ابزارهای مبتنی بر GIS نشان داد که تشخیص تغییر زمانی که مناطق مورد مطالعه به اندازه‌ها و شکل‌های مختلف حوزه‌های آبخیز تقسیم می‌شوند آشکارتر و آسان‌تر تشخیص داده می‌شود. ضرورت اصلی در اینجا برجسته کردن مناطقی است که در آن زمین‌های شهری و زیر کشت کاهش یا افزایش یافته یا بدون تغییر در طول دوره مورد مطالعه باقی مانده‌اند. شکل 7 نتایج به دست آمده از روش های تشخیص تغییر بر اساس ابزار GIS را نشان می دهد. همانطور که در شکل 7 مشاهده می شوداز نظر اندازه و شکل بین سه حوضه در تمام سال ها تفاوت زیادی وجود دارد. همانطور که در هر حوضه دیده می شود، تفاوت بین سه طبقه پوشش زمین برای هر تاریخ وجود دارد. در همه حوضه ها مشخص است که کاربری شهری در سال 1396 نسبت به سال های 1988 و 2000 رواج داشته است. اما شباهت هایی نیز وجود دارد. به عنوان مثال، در هر دو سال 1988 و 2000، نسبت زمین های زیر کشت تقریباً مساحت یکسانی داشت، به ویژه در حوزه های آبخیز شماره 1، 4 و 5. علاوه بر این، از این ارقام، گسترش قابل توجهی در محدوده شهری در همه جهات مشاهده شد. این بدان معناست که هیچ کنترل و برنامه مشخصی برای محدود کردن این افزایش توسعه شهری در طول منطقه مورد مطالعه وجود ندارد.

کارهای قبلی نشان داده است که اثربخشی حرکت شن و ماسه می تواند منجر به تلفات قابل توجهی در زمین های کشاورزی به ویژه در محیط های خشک و نیمه خشک شود که در آن کمبود آب شدید است و خشکسالی وجود دارد. [ 5 ] [ 11] برای مثال، گزارش کرد که اگر قوانین حفاظت از مناطق زراعی تصویب نشود، ممکن است به استفاده های دیگر تبدیل شوند. با استفاده از مقایسه بصری می توان مشاهده کرد که تپه های ماسه ای و زمین های بایر از ویژگی های پوششی غالب در حوزه های آبخیز شماره 2، 5 و 6 هستند. اگرچه فعالیت های کشاورزی در منطقه مورد مطالعه در طول پنج سال اخیر بسیار مورد توجه دولت قرار گرفته است. هنوز از تجاوز شن و ماسه رنج می برد. کاهش سطح زیر پوشش محصولات زراعی در سال 2017 به خصوص در حوزه های آبخیز شماره 2، 3 و 4 بسیار واضح است، در حالی که این افزایش در سایر حوزه های آبخیز به عنوان مثال 6 و 7 مشهودتر است.

4. بحث

کار قبلی تأثیر شهرنشینی بر آینده کشاورزی به ویژه در کشورهای در حال توسعه را مستند کرده است. [ 1 ] برای مثال، گزارش می دهند که شهرنشینی سریع ممکن است فشار زیادی بر زمین های زراعی ایجاد کند، همچنین آنها مستند کردند که گسترش شهری با تغییر چشم انداز و سبک زندگی جوامع روستایی تأثیر قابل توجهی بر روستاها دارد. مطالعه دیگری که توسط [ 12 ] انجام شد بر تأثیر حرکت شن و ماسه بر زمین های کشاورزی در واحه الحسا بدون در نظر گرفتن تأثیر گسترش شهری متمرکز بود. با این حال، این مطالعات یا بر یک عامل موثر بر آینده کشاورزی متمرکز شده‌اند یا بر اساس تصاویر ماهواره‌ای و تکنیک‌های GIS نیستند، زیرا این روش‌ها به میزان بیشتری دستیابی به مطالعه حاضر را تسهیل می‌کنند.

این مطالعه با استفاده از تکنیک‌های حس از راه دور و GIS برای ارزیابی و ارزیابی تأثیر توسعه شهری بر زمین‌های کشاورزی واحه الحسا با استفاده از منابع داده‌های مختلف تلاش کرده است. که در آن نتایج قابل توجهی یافت شد. مناطق شهری طی سال‌های 1367 تا 1396 افزایش و اراضی قابل کشت کاهش یافته است. در سال 1988، کاربری اراضی شهری حدود 185، 1 کیلومتر مربع از کل مساحت واحه الحسا را ​​پوشش ^می داد و سپس در سال 2017 به 254.52 کیلومتر مربع افزایش یافت که در طول سی و سه سال زمان، 69 کیلومتر مربع ^افزایش داشت ^. این افزایش کاربری شهری را می توان با یافته های مطالعه اخیر انجام شده توسط [ 24] به ماهیت و روند شهری در واحه الحسا پرداخته است و نشان داد که با بهبود وضعیت اجتماعی-اقتصادی، الگوی کاربری زمین تغییر کرده و منطقه شهری به سرعت برای دوره های 1957-2011 افزایش یافته است. آنها همچنین خاطرنشان کردند که کسر افزایش زیادی در منطقه ساخته شده به میزان (366%) برای دوره 1985-1994 با تمرکز عمدتاً در شهرهای حفوف و مبارز رخ داده است. در مقابل، مساحت تحت پوشش اراضی زراعی از 160 کیلومتر مربع ^در سال 1988 به 156 کیلومتر مربع ^در سال 2000 کاهش یافته است. تأثیر تغییرات اجتماعی و اقتصادی بر زمین های زراعی در واحه الحسا [ 22] و در عین حال منجر به افزایش کاربری شهری شد که در دوره 2000 تا 2017 رخ داد. در همین زمینه، توجه به این نکته مهم است که از سال 2000 در یک منطقه زراعی بهبودی اندکی وجود داشته است. 22 کیلومتر مربع افزایش ^یافت . این افزایش با حقایق زیادی توجیه شده است که عبارتند از: 1) ایجاد طرح های آبیاری جدید در شمال و جنوب منطقه مورد مطالعه [ 21 ]، 2) تثبیت پروژه تپه های ماسه ای با کاشت گونه های مختلف در شمال منطقه. منطقه مورد مطالعه، 3) ساخت و بهبود سیستم های آبیاری و زهکشی باعث افزایش سطح زمین زراعی در جنوب منطقه مورد مطالعه شد [به گفته پاسخ دهندگان]. افزایش سطح محصول توسط مطالعه اخیر [ 13 ] پشتیبانی شده است] ؛ آنها اشاره کردند که تغییر در مقادیر NDVI برای دوره 2000-2013 7 درصد افزایش یافته است. آنها همچنین نشان دادند که تقریباً 7٪ از کل منطقه الحسا بین سالهای 2000 تا 2013 تغییر مثبت (یعنی افزایش پوشش گیاهی عمومی) را تجربه کرده است، در حالی که تقریباً 3٪ از کل منطقه تغییر منفی نشان داده است که کاهش پوشش گیاهی برای همین است. دوره زمانی. افزایش پوشش گیاهی به طور کلی ممکن است منعکس کننده افزایش سطح محصول باشد.

این افزایش و کاهش در مناطق شهری و کشاورزی به دلایل زیادی قابل توجیه است. اولاً، به نظر می‌رسد که مالکان زمین به دلیل درآمد پایین بهره‌وری کشاورزی در مقایسه با هزینه‌های کشت زمین، زمین‌های قابل کشت خود را تا حد زیادی به سرمایه‌گذاری دیگر تبدیل کرده‌اند. یعنی از نظر توسعه اخیر در منطقه نشان داده شده است که اکثر مالکان زمین تمایل دارند زمین خود را به کاربری شهری تبدیل کنند زیرا باعث صرفه جویی در بسیاری از آنها می شود و در عین حال می تواند نتایج بیشتری را به دنبال داشته باشد. ثانیاً مشخص است که منطقه مورد مطالعه در بیابان سقوط می کند، بر این اساس مدت هاست که با جابجایی شن و ماسه تهدید می شود. این جابجایی شن و ماسه بیشتر خصوصیات خاک را تغییر داده و به چالش بزرگی برای کشاورزان تبدیل شده است تا زمین های خود را با خاک حاصلخیز حفظ کنند. علاوه بر این، مطالعه اخیر انجام شده توسط [13 ] آشکار کرده است که بیشتر اراضی زراعی واحه الحسه تحت تأثیر شوری خاک قرار گرفته یا تحت تأثیر قرار گرفته است و آنها توجیه می کنند که با عوامل مختلف یکی از آنها آبیاری بی کیفیت آبهای زیرزمینی است. همین مطالعه و چندین مطالعه دیگر [ 14 ] [ 19 ] نشان داده است که خاک در زمین‌های زراعی واحه الحسا دارای EC بالا در محدوده 1.4 تا 16 دسی‌ثانیه بر متر و شوری بالا است. از مجموع این مطالعات می توان نتیجه گرفت که بین تغییرات پوشش گیاهی و شوری خاک رابطه قوی وجود دارد، افزایش شوری خاک ممکن است منجر به کاهش پوشش گیاهی شود.

علاوه بر این، بر اساس بررسی انجام شده در منطقه مورد مطالعه، مشخص شد که کشاورزان ترجیح می‌دهند در بخش‌های دیگر کار کنند تا اینکه زمین خود را زراعت کنند. همچنین در برخی موارد می توان آنها را در مشاغل غیرکشاورزی به کار گرفت. ذکر این نکته ضروری است که اراضی کشاورزی منطقه مورد مطالعه با توجه به وضعیت اقتصادی فعلی با چالش های بزرگی روبرو هستند. که به دلیل عملیات نفتی در استان شرقی، به طور کلی، منجر به ایجاد و رشد سریع شهرک های جدید شده است [ 22 ].

یافته های این مطالعه با مطالعه الهاداری و همکاران همخوانی دارد. [ 1] در منطقه Seberang Perai مالزی انجام شد (با وجود اینکه هر دو منطقه در کشورهای آسیایی قرار دارند و جمعیت تقریباً یکسانی دارند. توجه به این نکته ضروری است که الگوی سیستم کاربری اراضی و نحوه مدیریت آن اندکی است. مالزی به کشت برنج و نخل روغنی وابسته است در حالی که عربستان سعودی بر روی کشت نخل خرما استوار است. زمین های زراعی به دلایل زیادی به کاربری شهری تبدیل می شوند که یکی از آنها توسعه شهری در منطقه است، در حالی که دلیل دوم این است که بیشتر مالکان زمین خود را به فروش یا اجاره به دیگرانی که ممکن است آن را بدون کشت و زرع نگه دارند، بفروشند.و در نهایت ترجیح می دهند زمین خود را به عنوان پاسخی به سرمایه گذاری اقتصادی به استفاده های دیگر تبدیل کنند.

به طور کلی، این مطالعات نشان می دهد که در صورت ادامه همه این چالش ها، آینده ای برای فعالیت های کشاورزی در منطقه مورد مطالعه وجود نخواهد داشت. در نتیجه، احتمالاً صاحبان زمین ترجیح می‌دهند که فعالیت‌های دیگری را به جای حفظ زمین خود بدون کشت و زرع انتخاب کنند.

5. نتیجه گیری

این مقاله با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) موضوع شهرنشینی و تأثیر آن بر تبدیل اراضی زراعی در واحه الحسا در منطقه شرقی عربستان سعودی را مورد ارزیابی و ارزیابی قرار داده است. نتایج تجزیه و تحلیل حاصل از این مطالعه را می توان به عنوان زنگ خطری برای تبدیل زمین های زراعی در واحه الحسا در نظر گرفت. ممکن است در آینده نزدیک به اثرات اجتماعی و زیست محیطی منجر شود. علاوه بر این، یافته های ارائه شده در این مطالعه کار قبلی را گسترش می دهد. این مطالعه چارچوبی برای مطالعات آینده برای ارزیابی راه حل های مشکل فعلی فراهم می کند. با این حال، برخی از محدودیت ها شایان ذکر است. اگرچه یافته‌های ما توسط ارزیابی‌های دقت پشتیبانی شد، اما هنوز به اعتبار بیشتری نیاز دارد. بنابراین، کار آینده باید

منابع

[ 1 ]	Elhadary, YAE, Narimah, S. and Franklin, O. (2013) توسعه در منطقه پیرامون شهری و تأثیر آن بر فعالیت های کشاورزی: ​​نمونه ای از منطقه Seberang Perai، ایالت پنانگ، مالزی. اگرواکولوژی و سیستم های غذایی پایدار، 37، 834-856. https://doi.org/10.1080/21683565.2013.797950
[ 2 ]	Peerzado، MB، حبیب الله M. و محمد، JS (2018) درگیری های کاربری زمین و گسترش شهری: تبدیل زمین های کشاورزی به شهرنشینی در حیدرآباد، پاکستان. مجله جامعه علوم کشاورزی عربستان. (در مطبوعات).
[ 3 ]	Piquer-Rodríguez, M., Butsic, V., Gartner, P., Macchi, L., Baumann, M., Gavier Pizarro, G., Volante, JN, Gasparri, IN and Kuemmerle, T. (2018) رانندگان تغییر کاربری زمین کشاورزی در مناطق پامپاس و چاکو آرژانتین. جغرافیای کاربردی، 91، 111-122. https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2018.01.004
[ 4 ]	Maglinets، Yu.A.، Raevich، KV و Tsibulskii، GM (2017) فناوری اطلاعات جغرافیایی مبتنی بر دانش برای ارزیابی زمین های کشاورزی. مهندسی Procedia، 201، 331-340. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.09.639
[ 5 ]	Elhag, MM (2006) علل و تأثیر بیابان زایی در منطقه بوتانا سودان. پایان نامه دکتری منتشر نشده، بلومفونتین.
[ 6 ]	McGee, T. (1989) Urbanisasi یا Kotadesasi؟ الگوی در حال تحول شهرنشینی در آسیا. در: Cost، FJ، Dutt، AK، Ma. LJC and Nobel, AG, Eds., Urbanization in Asia: Spatial Dimension and Policy Issues, University of Hawai Press, Honalulu, 93-108.
[ 7 ]	Abdul, S., Asharaf, IE, Rshood, K. and Abdullah, A. (2014) توزیع جمعیت و شرایط خانوار در عربستان سعودی: بازتابی از سرشماری 2010. Springer Plus 3. Springer, Berlin, 530. https://doi.org/10.1186/2193-1801-3-530
[ 8 ]	براون، LR (1995) چه کسی چین را تغذیه خواهد کرد؟ فراخوان بیداری برای یک سیاره کوچک. WW نورتون، نیویورک.
[ 9 ]	رینولدز، جی.، اسمیت، دی.، لامبین، ای.، ترنر، بی.، مورتیمور، ام.، باتربری، اس.، داونینگ، تی.، دولت آبادی، اچ.، فرناندز، آر.، هریک، جی.، Huber-Sannwald, E., Jiang H., Leemans, R., Lynam, T., Maestre, F., Ayarza, M. and Walker, B. (2007) بیابان زایی گلوبا: ایجاد علم برای توسعه زمین های خشک. علم، 316، 847-851. https://doi.org/10.1126/science.1131634
[ 10 ]	Wessels, KJ, Prince, SD, Malherbe, J., Small, J., Frost, PE and VanZyl, D. (2007) آیا می توان تخریب زمین ناشی از انسان را از اثرات تغییرپذیری بارندگی متمایز کرد؟ مطالعه موردی در آفریقای جنوبی. مجله محیط های خشک، 68، 271-297. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2006.05.015
[ 11 ]	صالح، A.، Ganawa، ESM، Elfaig، AHI و Hilmi، HSM (2017) ادغام تکنیک های ژئو فضایی برای ارزیابی تأثیر بیابان زایی در زمین های کشاورزی در منطقه القوتینه، سودان. مجله بین المللی پایش و حفاظت محیط زیست، 4، 6-13. https://www.openscienceonline.com/journal/ijemp
[ 12 ]	آل سعود، MBM (2004) کاربرد سنجش از دور برای نظارت بر حرکت تپه های شنی در واحه الحسا. انجمن جغرافیای کویت، دانشگاه کویت، شهر کویت.
[ 13 ]	Allbed, A., Kumar, L. and Sinha, P. (2017) تشخیص تغییر شوری خاک و پوشش گیاهی از تصاویر سنجش از دور چند زمانی در واحه الحسا در عربستان سعودی. Geocarto International, 33, 830-846. https://doi.org/10.1080/10106049.2017.1303090
[ 14 ]	Hussain, G., Al-Zarah, A. and Latif, MS (2012) تأثیر آبیاری آبهای زیرزمینی بر خواص شیمیایی خاک در مجاورت کانالهای زهکشی فاضلاب در واحه العلیسا. مجله پژوهشی سم شناسی محیطی، 7، 1-17. https://doi.org/10.3923/rjet.2013.1.17
[ 15 ]	Holm, DA (1960) ژئومورفولوژی صحرا در شبه جزیره عربستان. علم، 132، 3437. https://doi.org/10.1126/science.132.3437.1369
[ 16 ]	Weng, QH (2009) سنجش از دور و یکپارچه سازی GIS: نظریه ها، روش ها و کاربردها: نظریه، روش ها و کاربردها. آموزش مک گراو-هیل، نیویورک.
[ 17 ]	Vidal, FS (1954) فرهنگ خرما در واحه الحسا. مجله خاورمیانه، 8، 417-428. https://www.jstor.org/stable/4322638
[ 18 ]	الدخیل، ی و مسعود، م. (2006) به سوی توسعه پایدار برای آب های زیرزمینی در الحسا و نقش سیستم اطلاعات جغرافیایی. دومین کنفرانس بین المللی منابع آب و محیط خشک، ریاض، 2006، 1-18.
[ 19 ]	Al-Zarah, AI (2011) ترکیب عنصری آبهای زیرزمینی و آبهای چشمه در واحه الاحساء، منطقه شرقی عربستان سعودی. گرایش های پژوهش های علمی کاربردی، 6، 1-18. https://doi.org/10.3923/tasr.2011.1.18
[ 20 ]	Alghannam, AO and Al-Qahtnai, MR (2012) تأثیر پوشش گیاهی بر مناطق شهری و روستایی اقلیم های خشک. مجله مهندسی کشاورزی استرالیا، 3، 1-5.
[ 21 ]	وزارت کشاورزی و آب (2010) گزارش سازمان آبیاری و زهکشی الحسا، هوفوف، KSA.
[ 22 ]	الجبر، MA (1984) کشاورزی در واحه الحسا، عربستان سعودی: مروری بر توسعه. سنجش از دور محیط زیست، 113، 893-903.
[ 23 ]	اداره کل آمار عربستان سعودی (2017) اطلس جمعیت و مسکن: نقشه های توزیع نتایج اولیه 2010. https://www.stats.gov.sa/sites/default/files/en-dmaps2010_0_0.pdf
[ 24 ]	عبداللاتی، ه.، الهداری، ی. و بابیکر، AA (2017) ماهیت و روند رشد شهری در عربستان سعودی: مورد استان الاحساء – منطقه شرقی. منابع و محیط زیست، 7، 69-80.
[ 25 ]	Corbin, J. and Anselm, S. (2008) مبانی تحقیق کیفی: تکنیک ها و رویه ها برای توسعه نظریه پایه. نسخه 3، انتشارات SAGE، Inc. Thousand Oaks. https://doi.org/10.4135/9781452230153
[ 26 ]	Alqurashi, AF and Kumar, L. (2017) ارزیابی تأثیر تغییر شهرنشینی و کاربری زمین در شهرهای با رشد سریع عربستان سعودی. Geocarto International, 19, 38. https://doi.org/10.1080/10106049.2017.1367423
[ 27 ]	جین، AK (1988) مبانی پردازش تصویر دیجیتال. پیرسون، انگلوود کلیفز.
[ 28 ]	Campbell, JB and Randolph, HW (2011) مقدمه ای بر سنجش از دور. ویرایش پنجم. گیلفورد پرس، نیویورک.
[ 29 ]	Chander, G., Markham, BL and Dennis, LH (2009) خلاصه ضرایب کالیبراسیون رادیومتری فعلی برای Landsat MSS, TM, ETM+, و EO-1. در: Chen, CH, Ed. (2007)، پردازش تصویر برای سنجش از راه دور، مطبوعات CRC، بوکا راتون.
[ 30 ]	Kauth, RJ and Thomas, GS (1976) کلاهک منگوله دار – توصیفی گرافیکی از توسعه طیفی- زمانی محصولات کشاورزی که توسط Landsat دیده می شود. مجموعه مقالات سمپوزیوم در مورد پردازش ماشینی داده های سنجش از دور، لافایت غربی، 29 ژوئن-1 ژوئیه 1976، 41-51.
[ 31 ]	Crist، EP و Cicone، RC (1984) یک تبدیل فیزیکی مبتنی بر داده‌های نقشه‌بردار موضوعی – کلاهک منگوله‌دار TM. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing، GE-22، 256-263. https://doi.org/10.1109/TGRS.1984.350619
[ 32 ]	هیلی، SP، کوهن، WB، یانگ، ZQ و کرانکینا، ON (2005) مقایسه ساختارهای داده Landsat مبتنی بر کلاه منگوله‌ای برای استفاده در تشخیص اختلال جنگل. سنجش از دور محیط زیست، 97، 301-310. https://doi.org/10.1016/j.rse.2005.05.009
[ 33 ]	ریچاردز، جی (1993) تحلیل تصویر دیجیتال سنجش از دور: مقدمه. ویرایش دوم تجدید نظر شده و بزرگ شده، Springer-Verlage، نیویورک. https://doi.org/10.1007/978-3-642-88087-2
[ 34 ]	Jensen, J. (2004) مقدمه پردازش تصویر دیجیتال، دیدگاه سنجش از دور. نسخه سوم، پیرسون پرنتیس هال، رودخانه زین بالایی.
[ 35 ]	Lillesand, T., Kiefer, RW and Chipman, J. (2007) سنجش از دور و تفسیر تصویر. ویرایش ششم، وایلی، هوبوکن.
[ 36 ]	لیلسند، تی و کیفر، RW (1994) سنجش از دور و تفسیر تصویر. نسخه سوم، ویلی، نیویورک.
[ 37 ]	Congalton, RG and Kass, G. (2009) ارزیابی دقت داده‌های سنجش از راه دور: اصول و روش‌ها. مطبوعات CRC/تیلور و فرانسیس، بوکا راتون.
[ 38 ]	Singh, A. (1989) مقاله روشهای تشخیص تغییر دیجیتال با استفاده از داده های سنجش از دور را مرور کنید. مجله بین المللی سنجش از دور، 10، 989-1003. https://doi.org/10.1080/01431168908903939
[ 39 ]	Gillespie، TW، Ostermann-Kelm، S.، Dong، CY، Willis، KS، Okin، GS و Macdonald، GM (2018) نظارت بر تغییرات NDVI در مناطق حفاظت شده کالیفرنیای جنوبی. شاخص های اکولوژیکی، 88، 485-494. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.01.031
[ 40 ]	Gandhi، GM، Parthiban، S.، Nagaraj، T. and Christy، A. (2015) Ndvi: تشخیص تغییر گیاهی با استفاده از سنجش از دور و Gis-مطالعه موردی ناحیه Vellore. Procedia Computer Science, 57, 1199-1210. https://doi.org/10.1016/j.procs.2015.07.415
[ 41 ]	گرگوریو، AD، سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد، و برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (2005) سیستم طبقه بندی پوشش زمین: مفاهیم طبقه بندی و راهنمای کاربر: LCCS. سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد. https://www.fao.org/docrep/008/y7220e/y7220e00
[ 42 ]	لیلسند، TM، کیفر، RW و چیپمن، JW (2004) سنجش از دور و تفسیر تصویر. وایلی، هوبوکن.
[ 43 ]	Mitchell, A. (نویسنده فنی) (1999) راهنمای ESRI برای تجزیه و تحلیل GIS. موسسه تحقیقات سیستم های محیطی، ردلندز.
[ 44 ]	Rodriguez, E., Morris, CS, Belz, JE, Chapin, EC, Martin, JM, Dafeer, W. and Hensely, S. (2005) An Assessment of the SRTM Topographic Products. گزارش فنی JPL D-31639. آزمایشگاه رانش جت، پاسادنا.
[ 45 ]	صالح، ا. (2018) طبقه‌بندی و نقشه‌برداری انواع و ویژگی‌های پوشش زمین در واحه الاحساء، منطقه شرقی، عربستان سعودی با استفاده از داده‌های Landsat-7. مجله سنجش از دور و GIS 2018 (بهمن)، 7، 228. https://doi.org/10.4172/2469-4134.1000228
[ 46 ]	الالیوی، IS (1976) تأثیر نفت بر استقرار در واحه الحسا، عربستان سعودی. Ph.D منتشر نشده پایان نامه، دانشگاه دورهام، دورهام.
[ 47 ]	وزارت برنامه ریزی (1980) برنامه سوم توسعه 1400/1405 AB (1980/1985 میلادی). وزارت برنامه ریزی، ریاض.
[ 48 ]	Allbed, A., Kumar, L. and Aldakheed, Y. (2014) ارزیابی شوری خاک با استفاده از شاخص‌های شوری و پوشش گیاهی خاک برگرفته از تصاویر وضوح فضایی بالا IKONOS: کاربردها در منطقه تحت سلطه خرما. ژئودرما، 230، 1-8. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2014.03.025
[ 49 ]	حسین، ن.، الرواحی، ع.، ربی، ج و الامری، م (2006) علل، منشأ، پیدایش و میزان شوری خاک در سلطان عمان. مجله علوم کشاورزی پاکستان، 43، 1-2.
[ 50 ]	Lunetta، RS و Lyon، JG (2004) سنجش از دور و GIS دقت ارزیابی. CRC Press، لندن، نیویورک، واشنگتن دی سی. https://doi.org/10.1201/9780203497586
[ 51 ]	Gutman, G., Janetos, AC, Justice, CO, Moran, EF, Mustard, JF, Rindfuss, RR, Skole, D., II, BLT and Cochrane, MA (Eds.) (2005) Science Change Land: Observing, نظارت و درک مسیرهای تغییر در سطح زمین. نسخه 2004، اسپرینگر، دوردرخت.
[ 52 ]	Riordon، CJ، (1980) تشخیص تغییر پوشش زمین غیر شهری به شهری با استفاده از داده های Landsat. گزارش خلاصه ایستگاه آزمایشی تحقیقات کشاورزی کلرادو، برای کالینز.