Published October 1, 2015
| Version v1
Publication
Open
Land cover changes assessment using object‐based image analysis in the Binah River watershed (Togo and Benin)
Creators
- 1. Université d'Abomey-Calavi
- 2. Norsk Hydro (Germany)
- 3. Friedrich Schiller University Jena
- 4. Universität Hamburg
- 5. University of Lomé
Description
Abstract In this study, land cover changes between 1972 and 2013 were investigated in the Binah River watershed (North of Togo and Benin) using remote sensing and geographic information system technologies. Multitemporal satellite images—Landsat MSS (1972), TM (1987), and OLI‐TIRS (2013)—were processed using object‐based image analysis and post–classification comparison methods including landscape metrics and changes trajectories analysis. Land cover maps referring to five main land cover classes, namely, agricultural land, forest land, savannah, settlements, and water bodies, were produced for each acquisition date. The overall accuracies were 76.64% (1972), 83.52% (1987), and 88.84% (2013) with respective Kappa statistics of 0.69, 0.78, and 0.86. The assessment of the spatiotemporal pattern of land cover changes indicates that savannah, the main vegetation type, has undergone the most dominant change, decreasing from 67% of the basin area in 1972 to 56% in 1987 and 33% in 2013. At the same time, agricultural land has significantly increased from 15% in 1972 to 24% in 1987 and 43% in 2013, while some proportions of agricultural land were converted to savannah relating to fallow agriculture. In total, more than 55% of the landscape experienced changes between 1972 and 2013. These changes are primarily due to human activities and population growth. In addition, agricultural activities significantly contributed to the increase in the number of patches, degree of division, and splitting index of forest and savannah vegetations and the decrease in their effective mesh sizes. These results indicate further fragmentation of forest and savannah vegetations between 1972 and 2013. Further research is needed to quantitatively evaluate the influences of individual factors of human activities and to separate these from the impacts of climate change‐driven disturbances.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تغيرات الغطاء الأرضي بين عامي 1972 و 2013 في مستجمعات مياه نهر بينا (شمال توغو وبنين) باستخدام تقنيات الاستشعار عن بعد ونظام المعلومات الجغرافية. تمت معالجة صور الأقمار الصناعية متعددة الأزمنة - لاندسات إم إس إس (1972)، تي إم (1987)، أولي تيرس (2013)- باستخدام تحليل الصور الكائنية وطرق مقارنة ما بعد التصنيف بما في ذلك مقاييس المناظر الطبيعية وتحليل مسارات التغييرات. تم إنتاج خرائط الغطاء الأرضي التي تشير إلى خمس فئات رئيسية من الغطاء الأرضي، وهي الأراضي الزراعية وأراضي الغابات والسافانا والمستوطنات والمسطحات المائية، لكل تاريخ حيازة. كانت الدقة الإجمالية 76.64 ٪ (1972) و 83.52 ٪ (1987) و 88.84 ٪ (2013) مع إحصاءات كابا ذات الصلة 0.69 و 0.78 و 0.86. يشير تقييم النمط الزماني المكاني لتغيرات الغطاء الأرضي إلى أن السافانا، وهي نوع الغطاء النباتي الرئيسي، قد خضعت للتغير الأكثر هيمنة، حيث انخفضت من 67 ٪ من مساحة الحوض في عام 1972 إلى 56 ٪ في عام 1987 و 33 ٪ في عام 2013. في الوقت نفسه، زادت الأراضي الزراعية بشكل كبير من 15 ٪ في عام 1972 إلى 24 ٪ في عام 1987 و 43 ٪ في عام 2013، في حين تم تحويل بعض نسب الأراضي الزراعية إلى السافانا المتعلقة بالزراعة البور. في المجموع، شهد أكثر من 55 ٪ من المناظر الطبيعية تغييرات بين عامي 1972 و 2013. وتعزى هذه التغييرات في المقام الأول إلى الأنشطة البشرية والنمو السكاني. بالإضافة إلى ذلك، ساهمت الأنشطة الزراعية بشكل كبير في زيادة عدد البقع ودرجة التقسيم ومؤشر تقسيم نباتات الغابات والسافانا وانخفاض أحجامها الشبكية الفعالة. تشير هذه النتائج إلى مزيد من تجزئة نباتات الغابات والسافانا بين عامي 1972 و 2013. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتقييم تأثيرات العوامل الفردية للأنشطة البشرية كميًا وفصلها عن آثار الاضطرابات الناجمة عن تغيرالمناخ.Translated Description (French)
Résumé Dans cette étude, les changements de la couverture terrestre entre 1972 et 2013 ont été étudiés dans le bassin versant de la rivière Binah (nord du Togo et du Bénin) à l'aide de la télédétection et des technologies des systèmes d'information géographique. Les images satellitaires multitemporelles - LandSat MSS (1972), TM (1987) et Oli-Tirs (2013)- ont été traitées à l'aide de méthodes d'analyse d'images baséessur des objets et de comparaison post–classification, y compris les métriques du paysage et l'analyse des trajectoires des changements. Des cartes de couverture terrestre faisant référence à cinq classes principales de couverture terrestre, à savoir les terres agricoles, les terres forestières, les savanes, les colonies et les plans d'eau, ont été produites pour chaque date d'acquisition. Les précisions globales étaient de 76,64 % (1972), 83,52 % (1987) et 88,84 % (2013) avec des statistiques Kappa respectives de 0,69, 0,78 et 0,86. L'évaluation du modèle spatio-temporel des changements de la couverture terrestre indique que la savane, le principal type de végétation, a subi le changement le plus dominant, passant de 67% de la superficie du bassin en 1972 à 56% en 1987 et 33% en 2013. Dans le même temps, les terres agricoles ont considérablement augmenté, passant de 15% en 1972 à 24% en 1987 et 43% en 2013, tandis que certaines proportions de terres agricoles ont été converties en savane liée à l'agriculture en jachère. Au total, plus de 55 % du paysage a connu des changements entre 1972 et 2013. Ces changements sont principalement dus aux activités humaines et à la croissance démographique. De plus, les activités agricoles ont contribué de manière significative à l'augmentation du nombre de parcelles, du degré de division et de l'indice de division de la végétation des forêts et des savanes et à la diminution de leur maillage effectif. Ces résultats indiquent une fragmentation supplémentaire de la végétation forestière et de la savane entre 1972 et 2013. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer quantitativement les influences des facteurs individuels des activités humaines et les séparer des impacts des perturbations liées au changement climatique.Translated Description (Spanish)
Resumen En este estudio, se investigaron los cambios en la cubierta terrestre entre 1972 y 2013 en la cuenca del río Binah (norte de Togo y Benín) utilizando tecnologías de teledetección y sistemas de información geográfica. Las imágenes satelitales multitemporales -Landsat MSS (1972), TM (1987) y OLI‐TIRS (2013)- se procesaron utilizando el análisis de imágenes basado en objetos y los métodos de comparación posteriores a la clasificación, incluidas las métricas del paisaje y el análisis de las trayectorias de los cambios. Para cada fecha de adquisición se produjeron mapas de cobertura terrestre que se referían a cinco clases principales de cobertura terrestre, a saber, tierras agrícolas, tierras forestales, sabanas, asentamientos y cuerpos de agua. Las precisiones generales fueron 76.64% (1972), 83.52% (1987) y 88.84% (2013) con estadísticas Kappa respectivas de 0.69, 0.78 y 0.86. La evaluación del patrón espaciotemporal de los cambios en la cobertura del suelo indica que la sabana, el principal tipo de vegetación, ha experimentado el cambio más dominante, disminuyendo del 67% del área de la cuenca en 1972 al 56% en 1987 y al 33% en 2013. Al mismo tiempo, las tierras agrícolas han aumentado significativamente del 15% en 1972 al 24% en 1987 y al 43% en 2013, mientras que algunas proporciones de tierras agrícolas se convirtieron en sabanas relacionadas con la agricultura en barbecho. En total, más del 55% del paisaje experimentó cambios entre 1972 y 2013. Estos cambios se deben principalmente a las actividades humanas y al crecimiento de la población. Además, las actividades agrícolas contribuyeron significativamente al aumento en el número de parches, el grado de división y el índice de división de las vegetaciones forestales y de sabana y la disminución en sus tamaños de malla efectivos. Estos resultados indican una mayor fragmentación de las vegetaciones forestales y de sabana entre 1972 y 2013. Se necesita más investigación para evaluar cuantitativamente las influencias de los factores individuales de las actividades humanas y separarlas de los impactos de las perturbaciones provocadas por el cambio climático.Files
2014EA000083.pdf
Files
(16.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e97573719d0122d27d588f3438e4bd15
|
16.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم تغيرات الغطاء الأرضي باستخدام تحليل الصور القائمةعلى الكائنات في مستجمعات مياه نهر بينا (توغو وبنين)
- Translated title (French)
- Évaluation des changements de la couverture terrestre à l'aide d'une analyse d'image baséesur des objets dans le bassin versant de la rivière Binah (Togo et Bénin)
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de los cambios en la cubierta terrestre mediante análisis de imágenes basado en objetos en la cuenca del río Binah (Togo y Benin)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1892289124
- DOI
- 10.1002/2014ea000083
References
- https://openalex.org/W1081303315
- https://openalex.org/W126936368
- https://openalex.org/W1578502248
- https://openalex.org/W1972477301
- https://openalex.org/W1988249187
- https://openalex.org/W1989404304
- https://openalex.org/W2008249329
- https://openalex.org/W2016700964
- https://openalex.org/W2023839908
- https://openalex.org/W2028788735
- https://openalex.org/W2031800002
- https://openalex.org/W2036798369
- https://openalex.org/W2042909659
- https://openalex.org/W2044465660
- https://openalex.org/W2046963292
- https://openalex.org/W2047236787
- https://openalex.org/W2053154970
- https://openalex.org/W2058963764
- https://openalex.org/W2061240006
- https://openalex.org/W2075315182
- https://openalex.org/W2085369492
- https://openalex.org/W2093626044
- https://openalex.org/W2100109500
- https://openalex.org/W2103079830
- https://openalex.org/W2104896032
- https://openalex.org/W2105259992
- https://openalex.org/W2105536892
- https://openalex.org/W2107140090
- https://openalex.org/W2108302357
- https://openalex.org/W2108566540
- https://openalex.org/W2114828048
- https://openalex.org/W2122892105
- https://openalex.org/W2124624125
- https://openalex.org/W2127348003
- https://openalex.org/W2132087266
- https://openalex.org/W2137155271
- https://openalex.org/W2138973222
- https://openalex.org/W2158412616
- https://openalex.org/W2168813663
- https://openalex.org/W2173425739
- https://openalex.org/W2176019924
- https://openalex.org/W2241837565
- https://openalex.org/W2506644825
- https://openalex.org/W4252836038