دراسة تغيرات الغطاء الأرضي لمنطقة بلد باستخدام طرائق المعالجة الرقمية والتصنيف الآلي لمعطيات التحسس النائي

دراسة تغيرات الغطاء الأرضي لمنطقة بلد 

باستخدام طرائق المعالجة الرقمية

والتصنيف الآلي لمعطيات التحسس النائي 

رسالة تقدمت بها الطالبة 

رقية أحمد محمد أمين العاني 

إلى مجلس كلية التربية – جامعة تكريت ، وهي جزء من متطلبات نيل درجة الماجستير آداب جغرافية 

بإشراف 

أ.م.د. فؤاد عبد الوهاب محمد 

 جامعة تكريت

 أ.م.د. أحمد عبد الخالق طاهر 

 جامعة دهوك 

1425  - نيسان 2004

المحتويات	رقم الصفحة
الشكر والتقدير
قائمة الجداول
قائمة الاشكال
قائمة الخرائط
الفصل الاول /المقدمة
التمهيد
1.1 الأهمية –المشكلة-الهدف من الدراسة
2.1 المنهجية وهيكلية الدراسة
3.1 منطقة الدراسة
1.4  الدراسات السابقة
1.5 هيكلية البحث:
الفصل الثاني:بناء قاعدة المعلومات الجغرافية للغطاء الأرضي واستعمالات الأرض
المقدمة
2. 1 بناء قاعدة المعلومات الجغرافية
2.1. 1 الخرائط الطوبوغرافية
2. 1. 2 خرائط المقاطعات
2. 1. 3 الصور الجوية
2. 1. 4  المرئيات الفضائية
5.1.2   المسح الميداني
2.2 إدخال وخزن ومعالجة البيانات وعرض النتائج
1.2.2 الخرائط الطوبوغرافية وخرائط المقاطعات
2.2.2  الصور الجوية
3.2.2 المرئيات الفضائية
4.2.2  بيانات المسح الميداني
الفصل الثالث /طرائق المعالجة الرقمية
طرائق المعالجة الرقمية للمرئيات المستخدمة في الدراسة
المقدمة
1.3   تصحيح الصور الجوية والمرئيات الفضائية
1.1.3  التصحيح الطيفي
2.1.3 التصحيحات الهندسية المكانية
3.1.3   تطعيم الصور والمرئيات
2.3المعالجة الطيفية والمكانية للصور والمرئيات
1.2.3  طرائق المعالجة لصورة واحدة
1.1.2.3 التحسين الطيفي
2.1.2.3 معالجة التباين
3.1.2.3 بسط التباين الخطي
4.1.2.3 بسط التباين اللاخطي
1.4.1.2.3  المنحنى التكراري للقيم المتساوية
2.4.1.2.3 تحديد المستوى الرمادي
3.3 معالجة المعلومات المكانية
1.3.3 الترشيح الرقمي الخطي واللاخطي
مرشح الترددات الواطئة-العالية-البينية
4.3 طرائق المعالجة الرقمية لصورتين
1.4.3  القسمة
2.4.3 عملية الطرح
5.3 طرق المعالجة الرقمية لاكثر من صورتين
1.5.3  تحويلات المركبات الاساسية
2.5.3 تكوين الصور المركبة
الفصل الرابع /تصنيف وتفسير الصور والمرئيات
تصنيف وتفسير الصور الجوية والمرئيات
المقدمة
1.4 تصنيف وتفسير الصور الجوية ومرئية spot
1.1.4 تصنيف وتفسير الصورة الجوية
2.1.4 تصنيف وتفسير المرئية spot بانكروماتك
2.4 تصنيف وتفسير المرئية landsat TM5
1.2.4 التصنيف الاولي للمرئية landsat TM5   المركبة
2.2.4 التصنيف الآلي للمرئية Landsat TM5
1.2.2.2 التصنيف الغير الموجة
2.2.2.4  التصنيف الموجه
3.4 تصنيف وتفسير العمل الحقلي
الفصل الخامس /مراقبة تغير الغطاء الأرضي واستخدامات الأرض للفترة من 1957- 2003
المقدمة
1.5 مراقبة التغيرات لمنطقة الدراسة:
1.1.5  التغيرات الشاملة للفترة 1957-2003
2.1.5  التغيرات الحاصلة ضمن الفترة 1957 – 1989
3.1.5  التغيرات للفترة 1989-1996
4.1.5 التغيرات للفترة من 1996-2003
2.5 تقييم الارض حسب الملائمة والقابلية
الاستنتاجات والتوصيات
المصادر

المستخلص 

  تعد الدراسات الخاصة بمراقبة التغيرات الحاصلة في الغطاء الأرضي واستخدامات الأرض من الدراسات الأساسية في التنمية الإقليمية والتي تقود إلى بناء خطط استثمارية لأنها تشكل قاعدة بيانات وبنك للمعلومات تعد ركيزة أساسية لبناء هذا المخطط، إلا أن الطرق القديمة باتت غير مجزية لكونها مكلفة وتحتاج إلى وقت طويل. 

  تم استخدام التقنيات الحديثة لإنشاء بنك للمعلومات من خلال اعتمادها على تقنيات التحسس النائي في نظم المعلومات الجغرافية، وقد استخدمت بيانات مختلفة من صور جوية وبيانات فضائية للقمرين Landsat TM5 الأمريكي وSpot بانكروماتك الفرنسي مع المسح الميداني . 

  شملت الدراسة على تصحيح البيانات ومعالجتها طيفياً وهندسياً، والتي نفذت بطرق آلية باستخدام برامجيات معدة كبرنامج العمادي وArcveiw وAutodesk Map كما تم إجراء تصنيف للبيانات لبناء نماذج تصنيفية بمختلف مستوياتها للتعرف على الأنماط للغطاء الأرضي واستعمالات الأرض LULS . 

  اختيرت منطقة بلد لتنوعها في هذه المعطيات منجهة ولكون الباحثة من أهالي المنطقة والتي سهلت عملية الرجوع إلى المعلومات المرجعية والتعرف على مواقعها وإجراء المسح الميداني لمواردها للتعرف على ماهو موجود من هذا التنوع والكشف عن المشاكل التي تعتري هذه المعطيات، فضلاً عن مراقبة التغيرات الحاصلة فيها ابتداءا من 2003-1957، حيث تقع منطقة الدراسة بين دائرتي عرض (34 10-33 50) شمالا وخطي طول (44 20-44 00) شرقا،تحتل مساحة قدرها 1082 K²، واشتملت على قضائي بلد والدجيل وناحية المعتصم. 

   وتعد هذه المنطقة ذات الاستمرارية التاريخية في كثافة إنتاجها الزراعي،وتعد المنطقة بداية تشكيل السهل الرسوبي، كما إنها ترتبط بطرق مواصلات جيدة بالمراكز الحضرية كبغداد. 

   تضمنت الدراسة خمسة فصول، تناول الفصل الأول الإطار النظري، متناولاً الجوانب المنطقية للرسالة ومنهجيتها. أما الفصل الثاني فقد تناول المعلومات المرجعية بالإضافة اإلى ذكر التقنيات المستخدمة وبناء بنك المعلومات الجغرافية من مدخلات ومعالجات ومخرجات متناولا خطوات العمل بشكل عام. 

  وتناول الفصل الثالث على التصحيحات والمعالجة الرقمية للبيانات الفضائية المستخدمة في الدراسة مع عرض هذه المعالجات بهيئة صورية. 

  وضم الفصل الرابع اختيار التصنيف الملائم حيث تم اختيار التصنيف الإيكولوجي لكونه يربط مابين الغطاء الأرضي واستخدام الأرض، فقد تم تصنيف منطقة الدراسة بسماتها المختلفة إلى مستويات تصنيفية للتعرف على الفوائد المستحصلة من كل من الصور الجوية والبيانات الفضائية والمسح الميداني. بينما ركز الفصل الأخير على التغيرات الحاصلة في النماذج التفسيرية لكل من هذه المعطيات للوصول إلى التغيير في كل مفردة من التصنيف . 

  توصلت الدراسة إلى جملة من الاستنتاجات والتوصيات نذكر أبرزها: 

- يعد بناء بنك المعلومات لمنطقة الدراسة نموذجاً يستفاد منه عند بناء بنك معلومات للتعرف عن أي ظاهرة أرضية اومكون بيئي، ومنه يتم الحصول على المعطيات التي تشكلت بهيئة رقمية بالإمكان إجراء التحليل المكاني عليها لإنتاج خرائط متنوعة في أي موضوع تحتاجه مؤسسات الدولة ذات العلاقة بالموضوع. وبذلك فقد حقق هذا البنك اختزال في الوقت والكلفة والجهد . 

- يتبين أن استخدام المرئيات ذات الميز المكاني العالي كمرئيات Spot بأنواعها بدقة (10)م ضرورية في استخدامها لمثل هكذا دراسات. 

- أتضح أن منطقة الدراسة قد شهدت تغيرات بيئية كشفتها المرئيات عند تفسيرها، كما أتضح أن نهر دجلة قد تغير مجراه عدة مرات كذلك دلتا نهر العظيم، ووجود زحف للكثبان الرملية وبروز مساحات معرضة للتملح والتلوث نتيجة هذه التغيرات سيما في الفترة 2003-1996 أي عند مقارنة المرئية Spot بالعمل الحقلي.

Abstract 

(Study of the changes of Land cover –Balad area using digital tech ) 

  The Studies That concern with observing of the changes of land cover and land use are considered one of the most important studies in the regional growth which lead to make usufruct productive plans becuse they form basis of data and bank of information which are considered as a main basic for making this plan but the old ways became useless mainly becase they are very expenssive and need a lot of time . 

  The researecher uses the modern techniqus in order to form a bank of in formation through depending on the techniques of remote sensing and GIS . Moreover the study contains different data of aireal photographs and space imageries for the satalytes ;the USA Landsat TM5 and the French Spot panocramatic with field survey. 

  The study makes a geometrical and spectral correction and image processing for the data which run on mechanical methods by using special software for this such as Arcveiw and Al-Emadi . 

  The classification of data is important for making classifed models for its different levels,in order to know the forms of LU and LC.

 

  Balad was chosen for the study because her richness of data , in one hand and the researcher is from Balad , On the other hand ,which made it easy for her to go back to the background of data . 

 The region of study lies between ( 33 50- 34 10) lititude to the North and( 44 00- 44 20 ) longtude to the East . 

   It occupies on area of 1082 km2 , and includes Balad , Dijeel and Al-Mutasim . 

  This region considers of a historical continuity in the quantity of the agrecultural product and it is the beginning of the .moreouer, it is linked by good ways with the Urban regions such as Baghdad . 

 The study consists of five chapters.The first includes a general introduction for the study .

 

  The second studies the logical sides of the study and its theory beside the background of data and the applications that used in the study. 

 The third shapter concentrates on the correction and digital image processing of the space imagery with displying them . 

  The fourth includes chosing the best classification .The ecological classification is chosen for the study because it links the LU and LC . 

  The last chapter cocentrates on the changes which happen on the interpreting the models of data to reach to the change in every part of the classification . 

  The study reaches to many resuits and recommendations ,Such as : 

-To make an information bank for the region of the study is important as a real sample for making a bank of information for any land phenomenon or inviromental form .That is to say, through this bank it is possible to gain data formed as digital tables which enable us to make a spacial analysis to produce varid maps in any subject we need in the institution of the state which are concered with the subject . Thus this bank achieves a condensation in time ,price and labour . 

-It was clear that using imageries of high spacial reselution , such us Spot imagery , are necessary for such studies . 

-The study cleared many changes happen to the region . that was cleared after interepting the imageries . It was clear that the Tigris changed its way many time and Dalta AL-Adeam rever .A lso there was a movement of the sand and areas appeared to be affected by salt and Polution as a result to these changes specially during 1996-2003. 

أولا/الكتب

-البنا ،علي علي،المشكلات البيئية وصيانة الموارد الطبيعية،ط1 دار الفكر العربي، جامعة عين شمس ،2000م.

-الظاهر،عبد الرزاق،في الإصلاح الزراعي والسياسي،مطبعة شفيق بغداد،ط1 1959.

-عزيز ،محمد الخزامي، نظم المعلومات الجغرافية ،الرياض ط2 2000.

-العنقري ، خالد محمد ، الاستشعار عن بعد وتطبيقاته في الدراسات المكانية ، دار المريخ للنشر ، الرياض 1986 .

-عيد ، صفية جابر ، الاستشعار عن بعد والتصوير الجوي . كلية الآداب ، جامعة دمشق ، منشورات جامعة دمشق 1995 .

-غنيم،عثمان محمد ، تخطيط استخدام الأرض الريفية والحضرية ، دار الصفاء للنشر والتوزيع ،عمان2001.

-الفرحان ،  يحيى عيسى ، الاستشعار عن بعد وتطبيقاته ، الجامعة الأردنية ج1 1987 .

-ليلسند ، كيفر ، ترجمة خار وف والعجل ، الاستشعار عن بعد وتفسير المرئيات المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم ، دمشق 1994 .

ثانيا/الاطروحات والرسائل الجامعية

-التكريتي،كميله كريم ياسين ، المسح التكاملي للموارد الأرضية بين الفتحة –الدور شرق دجلة، رسالة دكتوراه ،كلية التربية جامعة بغداد 2003.

-الجبوري،عبد الحق خلف،التمثيل الخرائطي للأنماط التوقيعية لمنطقة تكريت-العلم باستخدام نظم المعلومات الجغرافية،رسالة ماجستير،كلية التربية –جامعة تكريت ،2003.

-الجبوري، محمود حمادة ، ظاهرة التصحر واثرها على الأراضي الزراعية في محافظة صلاح الدين ،رسالة دكتوراه ،كلية الأدب جامعة بغداد 2000.

-الجراح ،عمر برهان ، دراسة فوتومترية لنهر دجلة بين سامراء وبغداد باستخدام تقنيات التحسس النائي ،رسالة دكتوراه ،كلية العلوم جامعة بغداد 1996.

-الجنابي،عبد الكريم رشيد ،زراعة الخضراوات في محافظة صلاح الدين دراسة في الجغرافية الزراعية ،رسالة دكتوراه كلية الآداب ،جامعة بغداد،1997.

-الحديثي ،عبد الفتاح حبيب، التغير الزراعي في محافظة صلاح الدين من1977-1994 دراسة في الجغرافية الزراعية ،رسالة دكتوراه،كلية التربية، جامعة بغداد 1988.

-الحمادي،منعم مجيد حمد، الموارد المائية في حوض وادي العظيم واستثماراتها ،دراسة هايدروجغرافية ،رسالة ماجستير،كلية التربية جامعة بغداد 1984.

-الدليمي،لطيف مزعل صالح،الحوض الأسفل لنهر العظيم دراسة جيمورفولوجية ،رسالة ماجستير ،كلية التربية -الجامعة المستنصرية 2002.

-الزيدي، نجيب عبد الرحمن ،إعداد نظام معلومات جغرافية لاستعمالات الأرض الحضرية في قضاء الحمدانية ، رسالة ماجستير كلية التربية –جامعة الموصل،1990.

-السامرائي، مجيد ملوك ،دور طرق النقل البرية في نمو المستوطنات في محافظة صلاح الدين ،رسالة ماجستير ،كلية التربية ،جامعة بغداد 1990.

-السعدون، رحيم حميد ، تغيرات نهر دجلة بين بلد وبغداد في العصر العباسي باستعمال معطيات الاستشعار عن بعد ، رسالة ماجستير ،كلية الاداب ،جامعة بغداد 2000.

-الشمام، توركان احمد خليل، استخدام طريقة الشبكات العصبية في التصنيف الموجه وغير الموجه لمعطيات التحسس النائي ،رسالة ماجستير ، كلية العلوم ،جامعة الموصل2001.

-الطائي، بسمان يونس ، مقارنة استخدام الصور الجوية والبيانات الفضائية لاعداد خرائط استعمالات الارض لمنطقة النمرود ،رسالة ماجستير،كلية الزراعة والغابات ، جامعة الموصل 1983.

-العاني،عواطف طه،قضاء بلد دراسة في الجغرافية الإقليمية،رسالة ماجستير ،كلية التربية ،جامعة بغداد،1989.

-العمر،غسان خليل ابراهيم،النوى الاقليمية الزراعية في قضاء داقوق دراسة مقارنة بين طرائق التصنيف البصري والتصنيف الرقمي ،اطروحة دكتوراه ،كلية التربية ،جامعة الموصل ،2001،ص10.

-العلاف ، عبير عادل، تصميم نظام برمجي تفاعلي لمطابقة الصور باستخدام خوارزميات جديدة ، رسالة ماجستير ،كلية العلوم ، جامعة الموصل ،2002.

-كاظم، دلال حسن ، اعداد نظم المعلومات الجغرافية لانتاج محاصيل الحبوب في محافظة النجف باستخدام نظم المعلومات الجغرافية ، رسالة ماجستير ،كلية التربية جامعة بغداد، 2002.

-الكبيسي، منال شاكر ،مورفوتكتونية نهر دجلة وروافده ضمن نطاق الطيات العليا في العراق ، رسالة دكتوراه ،كلية العلوم ،جامعة بغداد 2000.

-محمود، مازن ذنون، تصنيف ومراقبة استعمال الارض في مدينة الموصل وما حولها باستخدام معلومات التحسس النائي ، رسالة ماجستير، مركز التحسس النائي ، جامعة الموصل 1990.

-الموسوي ،حسن حميد كاطع ،استخدام تقنية الاستشعار عن بعد في مسح وتصنيف الترب للمناطق المتاخمة لغرب بحيرة الرزازة ،اطروحة دكتوراه ،كلية الزراعة ،جامعة بغداد ،2001.

-هابيل ، باسم ايليا ،إعداد نظام معلومات جغرافي لاستعمالات الارض الريفية في قضاء الحمدانية ، رسالة ماجستير ، كلية الآداب ، جامعة الموصل ،1990.

ثالثا/الدوريات

- سميح، احمد عودة ،استخدام الصور الجوية في إعداد الخرائط المساحية غير الكمية مع تطبيق على خرائط استعمال الأرض ، مجلة الدراسات ، الجامعة الأردنية – عمان 1985 . ع2 ، مجلد 12 شباط .

-فاروق، بن محمد الجمال،الارتكازية المكانية وتحديد اتجاهات الظاهرة الجغرافية،كلية الآداب، جامعة الملك سعود ، 1988م .

-لولو ، عبد الرحيم ، استخدام تقنيات الاستشعار عن بعد في مراقبة التصحر ، المنظمة العربية للتنمية الزراعية 2000 .

-محمد أمين صديق ، يوسف علي حسين ، تصنيف استعمال الأراضي وتحديد شبكة المياه السطحية باستخدام الصور الجوية في منطقة جنوب الموصل ، مجلة البحوث الزراعية والموارد المائية ، المجلد 4 ، العدد 2 ، تموز 1985 .

 -نصري ،صالح،المعلوماتية في التطبيقات الزراعية،الهيئة العامة للاستشعار عن بعد،سوريا 2000 .

 رابعا/المنشورات الرسمية والحكومية:

-  دائرة الإحصاء ، شعبة إحصاء بلد ، قسم التعداد العام لسكانها ، بيانات غير منشورة لسنة 1957-2003 .

-مديرية زراعة محافظة صلاح الدين ، قسم المساحة والأراضي خارطة الكادسترو ، مقياس 1/000 10،1/000 20 ، 1/000 40 ، 1/000 50 ، لسنة 1954 .

-وزارة الري ، الهيئة العامة للمساحة ، قسم التصوير الجوي ، خريطة طبوغرافية بمقياس 1/000 10 ، 1/000 25 ، 1/000 100 ، 1992 ، 1987 ، 1996 العسكرية على التوالي .

 -قانون التسوية لعام 1938 في اعطاء مساحات شاسعة من الاراضي الى رؤوساء العشائر المتنفذين واستمر العمل به حتى صدور قانون الاصلاح الزراعي رقم 30 لسنة 1957 والذي وضع حد للملكية الزراعية ولم يطبق بشكل صحيح مما ادى الى الهجرة نحو المدن . -وزارة الزراعة ،مديرية زراعة صلاح الدين ،شعبة البستنة  والمحاصيل الحقلية،بيانات غير منشورة للموسم الزراعي 2002-2003.

-وزارة الزراعة ،مديرية زراعة صلاح الدين ،شعبة الري بالرش والتنقيط ،بياناتىغير منشورة للموسم الزراعي 2003-2002.

-وزارة الصناعة ، شركة ألبتاني العامة ، المرئية الفضائية   LandsatTM5 198.

خامسا/المصادر الأجنبية

           

-Dangermand, J. 1983, Classification of software components community used in Geographic Information system, International Geographical union.p105

:-Deuker,J.1979.Land resource Information system :A Review of fifteen years  experience ''Geo-processing'',vol.pp 105

-Dangrmond . 1983,classification of software components used in Geographic  Information  system, International Geographic Union USA.p128.

- Douglas ,S.Way,1978, Terrain Analysis  Stroudsburg,Pennsylvania.USA.P6 

 -David.Unwin,1981,Introductory spatial analysis,Great Britain by Richard Clay.p 41.

- Floyd, f. Sabins. Remote sensing principles and interpretation second edition newyork, USA, 1986.P.35.

-Jan, France and other, Inventory of major landscape changes in the Czech republic, Hungary, Romania and Slovak Republic, 1970-1990, ITC Journal 2000.p85.

-Jensen.r.introductory.digital imageprocessing1986USA.pp254-262

-Mather,Paul,M.Computer processing of remotly sensed image,An Introduction,1987.p143.

-Robert.n.Colwell.Manual of remote sensing.second edition American society of photogrammetry, USA, 1983.P1572.

-Xiao Jun yond and other, satellite remote sensing and GIs for the analysis of channel migration changes in the active Yellow River delta, china, ITC Journal 1999 ,P146. 

للتحميل اضغط   هنا  أو  هنا