وزارة الصناعة - الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين

النسخ

1 استخدام تقنيات التحسس النائي في دراسة وتحديد التغيرات البيئية في منطقة حمبجة شمال شرق العراق وليد عبد المجيد قسم عموم االرض, كمية العموم, جامعة بغداد,بغداد,العراق. الخالصة ييدف ىذا البحث الى كشف وتحديد التغيرات الحاصمة في منطقة حمبجة وخاصة التغيرات التي حدثت عمى بحيرة دربندخان اضافة الى الغطاء النباتي خالل الفترة من عام 0991 الى عام طبقت تقنية كشف التغيرات عمى منطقة الدراسة واستخدمت البيانات الفضائية لمقمر الصناعي Landsat5TM الممتقطة في 30\4\0991 والبيانات الفضائية لمقمر الصناعي Landsat7ETM+ الممتقطة في 28\0\2111 وقورنت المرئيتين وفسرت بصريا. استخدمت في ىذه الدراسة تقنيتين ىما تقنية اختالف المرئيات Image Differencing التي تم من خالليا معايرة المرئيتين مع بعضيما وذلك باختيار بعض النقاط الداكنة والفاتحة ثم طرح المرئيتين من بعضيما البعض لمالحظة االختالف الحاصل في المنطقة. وتقنية دالة الغطاء النباتي ( NDVI )والتي Normalized Difference Vegetation Index من خالليا طرحت المرئيتين من بعضيما البعض لمالحظة االختالف الحاصل في الغطاء النباتي. كذلك دققت المنطقة حقميا وحددت التغيرات التي حدثت في المنطقة. اظيرت النتائج ان حجم المياه التي قمت في البحيرة تقدر بحوالي ) ( متر مكعب وان مساحة الغطاء النباتي التي انحسرت قدرت بحوالي) ( ىكتار.وىذا دليل واضح عمى التغير الكبير الذي حصل في المنطقة. وان ىذا التغير كان بسبب قمة االمطار اضافة الى سياسة الموازنة المائية. الكممات المفتاحية:دليل الغطاء النباتي,منطقة حميجة,منطقة دربنديحان,تطبيقات التحسس النائي,تقنية اختالف المرئيات. Using remote Sensing technique to detect the environmental changes in Halabjah north Eastern Iraq Walid A. Ahmad Geology Dept. College of Science, University of Baghdad,Baghdad,Iraq. This study aims to detect the changes that happen in Halabjah area and special in Darbandikhan Lake. As well as the vegetation cover during 1990 to The image data used in this study are Landsat 5TM ( ) and Landsat 7 ETM+ ( ) and it has been compared and inter- printed visually.two kinds of techniques have been used in this study; image differencing and normalized difference vegetation index (NDVI). Ground truth checking was done to detect the changes that take place in the study area.

2 The results gained from this study shows that the volume of the water has been reduced for about ( ) cubic meter and the area of vegetation cover reduced for about ( ) Hectare. This indicates great changes took place in the study area. These changes are due to reduction of rain fall and the policy of water balance Keywords:.NDVI,Halabjah area,darbandikhan area,application of R.s, Image differencing. المقدمة تعتبر منطقة حمبجة في شمال شرق الع ارق من المناطق الميمة في الع ارق وذلك بسبب اىميتيا االقتصادية والبيئية اضافة الى وجود بحيرة )دربندخان( والتي تحتوي عمى مخزون مائي كبير ذوفائدة كبيرة في توليد الطاقة الكيربائية وارواء اال ارضي وكونو خزين ست ارتيجي في موسم الجفاف كما تعتبر منطقة سياحية ذات فائدة اقتصادية لمبمد. وبسبب التغي ارت البيئية التي تط أر عمى ىذه المنطقة وخاصة ( البحيرة( في موسم الجفاف وموسم االمطار لذلك كان من الضروري د ارسة ىذه التغي ارت باستخدام تقنيات التحسس النائي RS بيدف كشف التغي ارت الحاصمة في منطقة حمبجة خالل الفترة من عام الموقع تقع منطقة الد ارسة في شمال شرق الع ارق ضمن محافظة السميمانية وضمن االحداثيات المحددة بين خطي طول 46 23'00"E) (45 00'00"E - ودائرتي عرض ( 35 50'00"N (35 00'00"N - كما في )الشكل- 1 (. جيولوجية المنطقة تعتبر منطقة الد ارسة من المناطق الجبمية ذات االرتفاعات العالية وخصوصا عند الحدود الع ارقية اإلي ارنية ضمن سمسمة جبال افرومان[ 1 ] ويتوسط المنطقة سيل واسع يغطي جزء من بحيرة دربندخان يغطي ىذا السيل ترسبات فيضية ويبمغ ارتفاعو 311 م فوق مستوى سطح البحر تتميز المنطقة بكثرة الوحدات والظواىر الجيومورفولوجية فييا حيث ينعكس العامل الجيولوجي )التركيبي, الصخاري( عمى الكثير من اإلشكال األرضية السائدة ومعظم ىذه الوحدات ىي وحدات ذات أصل تركيبي - تعروي باإلضافة الى الوحدات ذات األصل االرسابي وكثرة شبكات التصريف. تتميز منطقة الد ارسة بتكشف مدى واسع من التكاوين الجيولوجية التي تت اروح أعمارىا من الترياسي إلى عصر الباليوسين إضافة إلى ترسبات العص ارلرباعي. اسموب العمل ان تقنية كشف التغي ارت من التطبيقات البيئية الميمة التي تستخدم فييا تقنيات التحسس النائي RS حيث ان ىذه التقنية ممكن ان تدعم تقنيات كشف التغي ارت كأداة لكثيرمن التطبيقات. ان تقنية كشف التغي ارت تعطينا الكثير من المعمومات حول االض ار ارلتي تصيب المساحات من اال ارضي مثل الي ازت االرضية وح ارئق الغابات والتغير في مساحات وكميات المياه والغابات واالنزالقات االرضية وكذلك التغير الحاصل في غطاء االرض land use واستخدامات اال ارضي land cover وغيرىا. استخدمت البيانات الفضائية لمقمر الصناعي Landsat3 لممتحسس TM الممتقطة في 30\4\0991 والبيانات الفضائية لمقمر الصناعي Landsat7 لممتحسس ETM+ الممتقطة في 28\0\2111. المعالجات الرقمية ىناك تقنيتين طبقت في ىذه الد ارسة وىي: -1 اختالف المرئيات Image differencing 2- دليل الغطاء النباتي (NDVI) Normalized Difference Vegetation Index -1 اختالف المرئيات Image differencing الفكرة الرئيسية ىي:- ان لدينا مرئيتين مختمفتين فى التاريخ تخص نفس المنطقة, مصححة ومتطابقة مع بعضيا ثم نقوم بمعايرة المرئيتين مع بعضيما وذلك بأخذ بعض النقاط في المناطق الداكنة والمناطق المضيئة ثم نطرح المرئيتين مع

3 بعضيما البعض لمالحظة االختالف الحاصل بين كمتا المرئيتين )التاريخين ).[2])TCTP) ولعمل ىذا تم تصحيح المرئيتين بشكل دقيق بحيث كانت المرئيتين متوافقة مع بعضيا البعض كي تكون نتيجة كشف التغي ارت دقيقة وتمثل واقع التغير الى درجة مقبولة. بعد عمل التصحيح تم ربط كمتا المرئيتين مع بعضيما البعض وذلك باختيار بعض المناطق الداكنة )المعتمة( وبعض المناطق الالمعة )المضيئة المناطق التي لم يكن فييا تغير. ذات االنعكاسية العالية( وكان اختيارىا في )شكم- 1 ( يبيه موقع منطقة اندزاسة )جدول- 1 ( يبيه اننقبط انمضيئة وانمعتمة نكال انمسئيتيه ان افضل اختيار لممناطق الداكنة ىو الماء النو يمتاز بخاصية امتصاص معضم اشعة الشمس ( ليا وخاصة االشعة تحت الحم ارء القريبة Near Infrared والتي يكون الطول الموجي مايكروميتر( اما افضل اختيار [5] لممناطق الفاتحة )الالمعة( فيي في المناطق التي نكون متأكدين انيا لم يحصل فييا تغير)اليابسة( الذي يمثل النقاط المختارة. كما في )جدول- 1 ( نقوم بأخذ قيم الحزمة ال اربعة )4 )Band لممناطق الداكنة والالمعة لكال المرئيتين)الحزمة ال اربعة مفيدة في تحديد حدود المسطحات المائية ) Grapher او Excel لخمق الثوابت )4,3( ثم ننسخ تمك القيم الى برنامج scatter plot لمحصول عمى قيم a.b في المعادلة لمعايرة المرئيتين مع بعضيما. ثم لمحصول عمى ( graph شكل- 2 (. بعد الحصول عمى graph المعادلة التي تستخدم في سوف نحصل عمى ثوابت في Model Maker وبعد اج ارء العمميات حصمنا عمى مرئية ناتجة بالمون االبيض واالسود )المقياس الرمادي )GrayScale. بعد ذلك تم طرح الناتجة سابقا ) )المرئية الممتقطة سنة منيا فنتجت من المرئية 2000 مرئية نيائية بالمون االبيض واالسود تبين التغير الذي حدث في المنطقة. حيث ان المون االبيض يبين لنا التغير الذي حصل في البحيرة خالل الفترة من عام ) ( كما في ( الشكل- 3 (. كما يمكن مالحظة التغير بصورة افضل عند استعمال تقنية االلوان الكاذبة color) )pseudo حيث ان المون االزرق يبين لنا التغير الذي حدث في البحيرة بحد العتبة ("Value" >= and <=170.23( )الشكل- 4 (. كما في كما ويمكن االستفادة من تقنية االلوان الكاذبة في تعيين المناطق التي حدث فييا تغير كبير) زيادة اونقصان( والمناطق التي حدث فييا بعض التغير ( زيادة قميمة اونقصان قميل( وكذلك المناطق التي لم يحدث فييا تغير. كما في )الشكل- 5 ( الذي يبين لنا:- 1- المناطق التي حدث فييا تغير كبير ( زيادة في المساحات التي انسحبت منيا المياه ) والمتمثمة بالمون االزرق بحد عتبتة <=170.23( and ("Value" >= والتي تكون مساحة تقدر بحوالي ( ( ىكتار. 2- المناطق التي حدث فييا تغير كبير )نقصان في مساحات الغطاء النباتي( والمتمثمة بالمون االخضر الغامق بحد عتبة( <= and )"Value" >= والتي تغطي مساحة تقدر بحوالي )4929.5( ىكتار. -3 المناطق التي لم يحدث فييا االبيض بحد عتبة تغير والمتمثمة بالمون "Value" >= and <= # DESCRIPTION TM2000- B4 TM1990- B4 1 DARK DARK DARK DARK BRIGHT BRIGHT BRIGHT BRIGHT

4 ( ( والتي تغطي مساحة تقدر بحوالي )231037( ىكتار. 4- المناطق التي حدث فييا بعض التغير)زيادة قميمة في المساحات التي انسحبت منيا المياه( والمتمثمة بالمون االحمر بحد عتبة( <= and )"Value" >= والتي تغطي مساحة تقدر بحوالي ) ( ىكتار. 5- المناطق التي حدث فييا بعض التغير)نقصان قميل في مساحات الغطاء النباتي( والمتمثمة بالمون االخضر بحد عتبة( <= and )"Value" >= ) ىكتار. والتي تغطي مساحة تقدر بحوالي ) دليل الغطاء النباتي (NDVI) Normalized Difference Vegetation Index يمكن الحصول عمى دالة الغطاء النباتي والتي تختصر بي NDVIبعدة طرق -0 عن طريق جياز يسمى crop scan or radiometer وىو جياز يستخدم عمى ارتفاعات مختمفة عن سطح االرض منيا عمى مسافة 5 متر ومنيا عمى مسافات عالية يستخدم عن )شكل- 3 ( مرئية فضائية بالمون االبيض واالسود تبين التغير الذيي حدث في منطقة الدراسة طريق الطائ ارت. يقوم الجياز برصد اشعة الشمس المنعكسو من االرض بعد تفاعميا مع مختمف المعالم ومن أىميا النباتات حيث يتم تنزيل الحزم الطيفية عمى جياز الحاسوب من خالل كابل يربط بين الجياز والكمبيوتر. وتحسب دالة الغطاء النباتي من خالل المعادلة التالية NDVI= NIR-R / NIR+ R التغير الحاصل في البحيرة )شكل- 4 ( مرئية فضائية بااللوان الكاذبة تبين التغير الذي حدث في البحيرة ( شكل- 2 ) مخطط يبين معايرة المرئيتين

5 النتائج والمناقشة من خالل التفسير البصري لمصورة الرقمية بالاللوان الكاذبة نستطيع ان نميز التغير الذي حدث في البحيرة خاصة الجزء العموي منيا حيت انحسرت المياه من البحيرة واصبحت عبارة عن ا ارضي جافة وخالية من المياه بعد ان كانت مغمورة بالمياة في عام 0991.اما الجزء السفمي من البحيرة فقد حدثت فيو تغي ارت كبيرة وخاصة عمى حافات البحيرة.بعد ان كان مستوى المياه في البحيرة في شير نيسان من عام 0991)0991/4/51( وىو تاريخ التقاط المرئية فكان متر اما في شير حزي ارن من عام 2111)2111/0/28( وىو تاريخ التقاط المرئية فكان متر وان الفرق في منسوب المياة ىو متر, وقد تم تدقيق ىذه الحالة ميدانيا حيث تم اخذ نقاط في نفس االماكن التي كانت مغطاة بالمياه سابقا. خالل تقنية أختالف المرئيات Image differencing وباالعتماد عمى المناطق التي حدث فييا تغيركبير تم حساب كمية)حجم( المياه التي قمت في البحيرة والتي تقدر بحوالي) ( مترمكعب وىو دليل واضح عمى التغير الكبي ارلذي حصل في المياه السطحية لمبحيرة.اماالغطاء النباتي اصبح فية تدىور وانحسار كبير في كثافتو ويرجع ىذا الى الجفاف الذي اصاب المنطقة خالل الفترة المحصورة بين عامي 2111, 0991 اضافة الى سياسة الموازنة المائية, كذلك تم حساب مساحة الغطاء النباتي الذي قل حيث بمغت حوالي ىكتار.وىذا دليل واضح عمى التغير الكبير الذي حصل في الغطاء النباتي خالل تمك الفترة. من أجل تدقيق نتائج تفسير المرئية الفضائية دققت المنطقة حقميا ولوحظت التغي ارت التي حدثت في المنطقة. حيث كان ىناك تغيركبير في مساحة المسطحات المائية )البحيرة( والغطاء النباتي وان الجزء العموي من البحيرة اصبح جافا تماما من المياه عدا بعض االج ازء التي تمثل مجارى الوديان الرئيسية لمبحيرة.واصبح جزء من البحيرة عبارة عن ا ارضي ز ارعية وا ارضي محروثة اما الجزء االسفل من البحيرة كان فيو تغي ارت واضحة جدا في حافاتيا وفي مستوى المياه حيث اصبح مستوى المياه اقل من السابق اذا ماقورن بالسنوات السابقة 0991 و 2111 كما في )الشكل- ) 9 )شكم- 5 ) مسئية فضبئية ببالنوان انكبذبة تبيه انتغيس انري حدث في انمنطقة 2- عن طريق بيانات االقمار الصناعية ومن خالل اخ ارج مرئية تتكون من موجتين وىي R و NIR وتكون المرئية ممثمة لمغطاء النباتي.كما في االشكال ( 3, ) 7,0 الذي يمثل دالة الغطاء النباتي NDVI (Normalized Difference Index) Vegetation لممرئيات الفضائية الممتقطة عن طريق القمر الصناعي ( (TM LANDSAT في عام 0991 و(+ ETM ) LANDSAT عام 2111 وكذلك الفرق بين المرئيتن عمى التوالي. وتحسب دالة الغطاء النباتي من المعادلة التالية :[0] NDVI=(band 4-band3)/(band4+band3) من اجل اظيار الغطاء النباتي وتمييز التغير الحاصل فية بشكل افضل من البيانات الفضائية بالمون االبيض واالسود )المقياس الرمادي ) Gray scale استخدمت تقنية االلوان الكاذبة color( (pseudo بحد عتبو لممرئية الفضائية الناتجة من تطبيق تقنية NDVI )عمى المرئية الفضائية الممتقطة عام 0991( وبحد عتبة لممرئية الفضائية الناتجة من تطبيق تقنية NDVI )عمى المرئية الفضائية الممتقطة عام 2111( وبحد عتبة لممرئية الفضائية الناتجة من تطبيق تقنية NDVI )عمى لممرئية الفضائية الناتجة من طرح المرئيتين الفضائيتين( كما في )شكل- )8.

6 )شكم- 5 ( مسئية فضبئية ببنهون االبيض واالسود تبيه دانة انغطبء اننببتي NDVI نهعبو 1992 )شكم- 6 ( مسئية فضبئية ببنهون االبيض واالسود تبيه دانة انغطبء اننببتي NDVI نهعبو 0222 )شكم- 7 ( مسئية فضبئية ببنهون االبيض واالسود تبيه دانة انغطبء اننببتي ( ( NDVI A-NDVI 1990 B-NDVI 2000 )شكم- 8 ) يمثم دانة انغطبء اننببتيNDVI ببالنوان انكبذبة C-NDVI

7 4- بناءا عمى التردي الحاصل في المنطقة اصبح من الضروري وضع خطة عممية لمموازنة المائية والتقييد بيا. 3- العمل عمى انشاء محميات يتم زرعيا واالستفادة منيا في تنشيط السياحة في المنطقة وذلك عن طريق االستثمار في مجال السياحة وتحسين البيئة. 0- القيام بد ارسات دورية لمكشف عن التغي ارت الحاصمة ومعالجة الظواىر السمبية المؤدية الى التدىور قدر االمكان. 7- القيام بد ارسة التغي ارت المناخية دوريا وتأثي ارتيا عمى اصناف النباتات المختمفة. االستنتاجات:- 0- جميع التغي ارت التي حدثت في المنطقة كانت السباب طبيعية ناتجة عن الجفاف الذي اصاب المنطقة بسبب قمة االمطار اضافة الى سياسة الموازنة المائية. 2- من خالل م ارقبة التغي ارت التي حصمت في المنطقة تم مالحظة انحسار الغطاء النباتي والمسطحات المائية مما يشي ارلى تعرض بعض المناطق الى ظاىرة التصحر. 5- اثبتت المرئيات الفضائية الممونة بألوان كاذبة بكفائتيا وبسيولة تفسيرىا في تميي ازلتغير الذي حدث في البحيرة وكثافة الغطاء النباتي. )شكم- 9 ) يمثم انتغيس انحبصم في انمنطقة

8 REFERENCES [1]Bolton. C.M.G., The Geology of Ranya area. Site investigation Co. Unpublished report. S.O.M. library. [2]B.tanarsan,2007 (Environmental Application Remote sensing and GIS Techniques in lecture notes : Third Country Training Program (TCTP) Remote Sensing & Geographical Information Systems. Vol. 2. General Directorate of Mineral Research Exploration Ankara [3]Short, N. M., Jr The Landsat Tutorial Workbook: Basics of Satellite Remote Sensing. Washington, DC: National Aeronautics and Space Administration [4]Erdas 9.1; (Field Guide) [5]Lillesand, T.M. and Kiefer, R.W., Remote Sensing and image interpretation, 4 th edition, John wiley and Sons, New York. [6]Jensen, J. R Introductory Digital Image Processing:A Remote Sensing Perspective. 2d ed. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall. 388