استفاده از بعد فراكتالي براي بررسي اثر مقياس بر حساسيت سنجه‌هاي سيماي سرزمين

Application of Fractal Dimension to Assess the Effect of Scale on the Sensitivity of Landscape Metrics

حساسيت سنجه‌هاي سيماي سرزمين به عامل مقياس يكي از اصلي‌ترين چالش‌هاي پيش رو در مطالعات اكولوژي سيماي سرزمين و كمي‌سازي الگوهاي مكاني به‌شمار مي‌آيد. مطالعه حاضر نيز در اين راستا با استفاده از شاخص فراكتالي به بررسي اثر مقياس بر حساسيت سنجه‌هاي سيماي سرزمين در بخش‌هايي از مناطق دشتي شمال كشور (پيرامون شهر ساري) پرداخته است. با پردازش تصاوير ماهواره‌اي لندست 8 (سنجنده OLI)، نقشه طبقات كاربري/ پوشش زمين تهيه و با استفاده از روش سلول- مركزي به نقشه‌هايي با مقياس‌هاي مكاني 30، 60، 120، 150، 200، 250 و 300 متر تبديل شدند. سپس سنجه‌هاي سيماي سرزمين در سطح سيماي سرزمين براي كليه نقشه‌ها محاسبه شد. در نهايت براي هر سنجه، معادلات رگرسيون خطي با تبديل مقادير سنجه‌ها به مقياس لگاريتمي تشكيل و دو شاخص ضريب تعيين معادله و بعد فراكتال آنها محاسبه گرديد. ضريب تعيين براي كليه سنجه‌هاي تنوع برابر با مقدار صفر و براي ساير سنجه‌ها در دو دسته كلي حساسيت زياد (R- افزايشي) و بدون حساسيت (N- بدون اثر) به‌دست آمد. تفسير نتايج حاصل از اين دو شاخص به‌خوبي توانست ميزان حساسيت سنجه‌هاي سيماي سرزمين به عامل مقياس (ضريب تعيين معادله) و نيز جهت و شدت تغيير سنجه‌ها به عامل مقياس (بعد فراكتال) را نشان دهد.

The sensitivity of landscape metrics to the scale effect is one of the most challenging issues in landscape ecology and quantification of land use spatial patterns. In this study, fractal dimension was employed to assess the effect of scale on the sensitivity of landscape metric in the north of Iran (around Sari) as the case study. Land use/ cover maps were derived from Landsat-8 (OLI sensor) image processing and its spatial scale was downgraded to 30, 60, 120, 150, 200, 250, and 300 by cell-center method. After that, landscape-level metrics were quantified. Finally, linear regressions were formed for the every metric based on the logarithmic transformation and the Coefficient of Determination and Fractal Dimension were computed as well. The coefficient of determination for all measures of diversity was zero and for other measures in two general categories: high sensitivity (R- redundant) and without sensitivity (N- no effect). Results acquired from the two indicators were perfectly delineated the sensitivity of landscape metrics to the scale effect (Coefficient of Determination) as well as the direction and magnitude of the landscape metrics (Fractal dimension).