کیوان عزی مند؛ حسین عقیقی؛ داود عاشورلو؛ علیرضا شکیبا
چکیده
سابقه و هدف: جزیره گرمایی شهری به‌عنوان یکی از اثرات توسعه شهرنشینی می‌تواند بر روی گیاهان و جانوران درگیر در اکوسیستم شهری و حومه‌ای، غلظت آلاینده‌ها، کیفیت هوا، مصرف انرژی و آب و همچنین سلامت و اقتصاد انسان تأثیر منفی بگذارد. بنابراین، تجزیه وتحلیل مکانی-زمانی تغییرات جزیره گرمایی شهری به عنوان رویکردی موثر برای درک تأثیر ...
بیشتر
سابقه و هدف: جزیره گرمایی شهری به‌عنوان یکی از اثرات توسعه شهرنشینی می‌تواند بر روی گیاهان و جانوران درگیر در اکوسیستم شهری و حومه‌ای، غلظت آلاینده‌ها، کیفیت هوا، مصرف انرژی و آب و همچنین سلامت و اقتصاد انسان تأثیر منفی بگذارد. بنابراین، تجزیه وتحلیل مکانی-زمانی تغییرات جزیره گرمایی شهری به عنوان رویکردی موثر برای درک تأثیر شهرنشینی بر اکوسیستم شهری و حومه‌ای در نظر گرفته شده است که می‌تواند از توسعه و برنامه‌ریزی شهری پایدار نیز حمایت کند. بر این اساس، این مطالعه یک رویکرد جدید برای شناسایی روند و پیش‌بینی الگوی تغییرات جزایرحرارتی شهری با استفاده از تجزیه و تحلیل آماری، آنتروپی شانون و آمار کای اسکور ارائه می‌کند.مواد و روش‌ها: منطقه موردمطالعه در این تحقیق شامل شهر رشت و اطراف آن است که در شمال کشور ایران واقع است. این مطالعه با استفاده از تصاویر سنجش از دور از سال 1991 تا 2021 که توسط ماهواره لندست 5 و 8 با فاصله زمانی ثابت 10 سال جمع آوری شده است، اجرا شد. تمامی تصاویر مربوط به فصل تابستان است. برای انجام این مطالعه ابتدا پیش‌پردازش‌های موردنیاز همچون تصحیحات اتمسفری و رادیومتریکی بر روی تصاویر اعمال‌شده است سپس در گام دوم شاخصهای بیوفیزیکی سطح منطقه از تصاویر ماهواره‌ای استخراج‌شده است. در گام سوم دمای سطح زمین نیز با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای در سال 2021 محاسبه شد. در گام چهارم، رگرسیون خطی چند متغیره خصوصیات بیوفیزیکی سطح و دمای سطح زمین در سال 2021 اعمال شد و سپس از مدل سلول های خودکار - زنجیره مارکوف برای پیش‌بینی دمای سطح زمین برای سال 2031 استفاده شد. در نهایت الگوی تغییرات جزایر حرارتی شهر رشت با استفاده از تحلیل‌های آماری در جهات جغرافیایی مختلف و دوره‌های زمانی متفاوت مورد بررسی قرار گرفت.نتایج و بحث: نتایج این مطالعه نشان داد که بیشترین همبستگی مثبت (R=0.89) بین شاخص NDBI و دمای سطح زمین بوده است. همچنین بیشترین همبستگی منفی (R = -0.81) بین شاخص سبزینگی و دمای سطح زمین و در نهایت کمترین همبستگی (R = 0.42) بین شاخص درخشندگی با دمای سطح زمین بود. پیش‌بینی دمای سطح زمین با استفاده از مدل رگرسیون چند متغیره و شاخصهای بیوفیزیکی سطح حاکی از خطای پایین این مدل (RMSE=1.33K) برای پیش‌بینی دمای سطح زمین در سال 2021 است. این بدان معناست که مقادیر پیش بینی شده در سال 2021 به مقادیر واقعی نزدیک است و بنابراین می توان به این مدل برای پیش بینی دمای سطح زمین در سال 2031 اعتماد کرد. تجزیه و تحلیل آماری درباره الگوی تغییرات جزایر حرارتی مشاهده شده و مورد انتظار نشان میدهد که میزان نرخ تغییرات برحسب زمان و مکان متفاوت بوده است و همچنین به صورت پیوسته از سال 1991 تا 2031 رو به افزایش است. علاوه بر این این تجزیه و تحلیل ها همچنین نشان داد که جزایر حرارتی شهر رشت از درجه آزادی بالا و درجه پراکندگی بالایی برخودار است. بنابراین درجه خوب بودن آن منفی است.نتیجه‌گیری: الگوی تغییرات جزایر حرارتی از گذشته تا به زمان حال و پیش بینی آن در آینده نشان می دهد که وابستگی بالایی با الگوی تغییرات اراضی ساخته شده دارد. در نتیجه با نظارت و کنترل مستقیم الگوی اراضی ساخته شده (همچون توسعه عمودی از طریق بام و دیوارهای سبز و مصالح ساختمانی با توان بازتابی بالا) و جلوگیری از ساخت و سازها در زمین های کشاورزی حاشیه شهر الگوی تغییرات جزایر حرارتی را کنترل نمود.
محمدرضا گیلی؛ داود عاشورلو؛ حسین عقیقی؛ علی اکبر متکان؛ علیرضا شکیبا
چکیده
سابقه و هدف: با توجه به اینکه کشاورزی مهمترین نقش را در تأمین امنیت غذایی برعهده دارد، تهیه نقشه ای که پراکندگی مکانی، وسعت اراضی و نوع محصولات کشت شده را با دقت بالایی نشان دهد، بسیار ضروری است. پوشش اراضی کشاورزی در فواصل زمانی نسبتا کوتاه، بسیار پویا و متغیر است. این موضوع، طبقه‌بندی محصولات زراعی روی تصاویر ماهواره ای را به کاری ...
بیشتر
سابقه و هدف: با توجه به اینکه کشاورزی مهمترین نقش را در تأمین امنیت غذایی برعهده دارد، تهیه نقشه ای که پراکندگی مکانی، وسعت اراضی و نوع محصولات کشت شده را با دقت بالایی نشان دهد، بسیار ضروری است. پوشش اراضی کشاورزی در فواصل زمانی نسبتا کوتاه، بسیار پویا و متغیر است. این موضوع، طبقه‌بندی محصولات زراعی روی تصاویر ماهواره ای را به کاری چالش برانگیز مبدل می کند. کمبود یا فقدان داده‌های دارای برچسب واقعیت زمینی نیز مزید بر علت است. بنابراین روشهایی که به نمونه های زمینی وابستگی کمتری دارند و از ویژگیهای فنولوژیک حاصل از سری زمانی باندها و شاخصهای گیاهی برای طبقه بندی محصولات استفاده می کنند، مناسبتر خواهند بود. هدف از این مطالعه استفاده از در روش یادگیری عمیق مبتنی بر شبکه های کانولوشن برای طبقه بندی محصولات کشاورزی و بهبود عمکرد این شبکه از طریق استفاده از کانالهای ویژگی محصولات بعنوان تصویر ورودی به شبکه و افزایش دقت طبقه بندی است.مواد و روش ها: در این مطالعه از تصاویر باندهای مرئی و فروسرخ نزدیک ماهواره سنتینل-2 در 10 تاریخ مختلف از سال 2019 برای ناحیه ای واقع در ایالت آیداهو ایالات متحده آمریکا که یک منطقه مهم کشاورزی به شمار می رود و از لایه داده‌های زراعی(Cropland Data Layer) برای استخراج برچسب نوع محصولات در مزارع نمونه، استفاده گردید. سپس در نرم افزار متلب، سری زمانی باندها ساخته شد و با استفاده از آنها پروفیل زمانی NDVI برای شناسایی ویژگیهای فنولوژیکی منحصر به فرد برای هر محصول استخراج گردید. در ادامه توابعی که بر اساس ویژگیهای فنولوژیک هر محصول توسعه داده شده اند، بر روی سری زمانی باندها اعمال گردید و برای هر محصول یک کانال ویژگی به دست آمد که در دو فرآیند جداگانه، یکبار از باندها و بار دیگر از کانالهای ویژگی به عنوان ورودی به شبکه CNN استفاده گردید و شبکه، با استفاده از کانالهای ورودی و نمونه های زمینی، آموزش دیده و نتیجه عملکرد شبکه در طبقه بندی محصولات زراعی در سایت تست، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج و بحث: در مرحله اول، سری زمانی باندها، ورودی شبکه کانواوشنی عمیق را تشکیل دادند و شبکه در ناحیه آموزش، با استفاده از اطلاعات طیفی-زمانی باندها به عنوان کانالهای ورودی و نمونه های زمینی محصولات به عنوان برچسب، آموزش دید. به دلیل همپوشانی طیفی محصولات در برخی از دوره های زمانی، آموزش شبکه با خطای نسبتا بالایی همراه بود و به همین دلیل برای ناحیه تست، دقت کلی طبقه بندی 69(درصد) و ضریب کاپای 55/0 به دست آمد. در مرحله دیگر، توابعی که به عنوان شاخصهای فنولوژیک برای هر محصول توسعه داده شده بود ، روی سری زمانی باندها اعمال گردید و برای هر محصول، یک کانال ویژگی بعنوان شاخص انحصاری آن محصول، به دست آمد. آنگاه الگوریتم با استفاده از این کانالهای ویژگی، در ناحیه تست اجرا گردید و دقت کلی به 86(درصد) و ضریب کاپا به82/0 ارتقا یافت که نشان دهنده بهبود چشمگیر نتایج در مقایسه با حالت قبل است.نتیجه گیری: شبکه کانولوشنی عمیق برای تشخیص محصولات کشاورزی، به نوع کانالهای ورودی بسیار حساس است و انتخاب کانال هایی با ویژگی های طیفی_زمانی مناسب برای انواع محصولات، بر دقت آموزش شبکه بسیار تاثیرگذار بوده و می تواند هزینه یا خطای آموزش شبکه کانولوشنی عمیق را پایین آورده و کارایی آن را در طبقه بندی محصولات گوناگون، بالا ببرد.
علیرضا شکیبا؛ میترا امینی؛ غلامرضا براتی؛ محمد مرادی
دوره 16، شماره 2 ، تیر 1397، ، صفحه 83-100
چکیده
سابقه و هدف: نوسانات دمای سطح آب دریا (SST)1 اثر مهمی بر نوسانات آب و هوای خشکی‌ها دارد. تاثیر دمای سطح آب دریا بر مقدار بارش محدود به نقاط ساحلی نبوده، بلکه نواحی بسیار دور از دریا نیز می‌توانند تحت‌تاثیر دگرگونی الگوهای دمای سطح گستره‌های آبی قرار گیرند. تشخیص همبستگی بین SST و بارش نقش موثری در پیش‌بینی خشک‌سالی و ترسالی مناطقی که ...
بیشتر
سابقه و هدف: نوسانات دمای سطح آب دریا (SST)1 اثر مهمی بر نوسانات آب و هوای خشکی‌ها دارد. تاثیر دمای سطح آب دریا بر مقدار بارش محدود به نقاط ساحلی نبوده، بلکه نواحی بسیار دور از دریا نیز می‌توانند تحت‌تاثیر دگرگونی الگوهای دمای سطح گستره‌های آبی قرار گیرند. تشخیص همبستگی بین SST و بارش نقش موثری در پیش‌بینی خشک‌سالی و ترسالی مناطقی که تحت‌تأثیر نوسانات دمای آب قرار می‌گیرند خواهد داشت. مواد و روش‌ها: در این پژوهش به‌منظور بررسی ارتباط نوسانات SST دریای مدیترانه با بارش‌های غرب ایران، پس از بررسی آماری در بازه زمانی (1982-2014) و مشخص شدن دوره‌های گرم و سرد آب دریا که همبستگی معنی‌داری با بارش‌های منطقه مطالعاتی داشتند، دو نمونه آوریل 2007 و مه 1999 انتخاب و چگونگی تاثیر‌گذاری دمای آب بر مقدار بارش با استفاده از بررسی شرایط همدید-دینامیک تحلیل شد. بدین منظور برای موردهای انتخابی، داده‌های روزانه بارش، نقشه‌های میدان فشار سطح متوسط دریا و ارتفاع ترازهای 850، 700 و 500 هکتوپاسکال، میدان دمای تراز 1000 و 850 هکتوپاسکال، میدان نم ویژه تراز 1000 و 850 هکتوپاسکال و مولفه‌های باد مداری و نصف‌النهاری تراز 1000 تا 500 هکتوپاسکال، میدان سرعت قائم در ترازهای 700 و 500 هکتوپاسکال، میدان تاوایی نسبی و فرارفت افقی تاوایی نسبی تراز 500 هکتوپاسکال، میدان نم ویژه و فرارفت افقی نم ویژه ترازهای 1000 و 850 هکتوپاسکال در محیط GRADS ترسیم و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج و بحث: نتایج نشان داد اگرچه از نظر آماری بین گرم بودن SST در ماه آوریل و افزایش بارش در این ماه، و سرد بودن SST شرق دریا در ماه مارس با کاهش بارش در ماه می همبستگی در سطح معنی‌داری 95 و 99 درصد در کل منطقه مورد بررسی وجود دارد، اما در بررسی همدید-دینامیک مشخص شد سامانه‌هایی که در ماه آوریل بارندگی را در منطقه به همراه داشتند، سامانه سودانی بوده و عمده منبع رطوبت این بارش‌ها از سمت جنوب بوده است. این سامانه‌های همدیدی در اثر سازوکار عمیق شدن ناوه ارتفاع تراز میانی، ایجاد تاوائی مثبت در شرق ناوه، وجود حرکت بالاسو، همگرائی در ترازهای زیرین و کاهش فشار، تشکیل و یا تقویت می‌شوند. با فراهم شدن رطوبت در ترازهای زیرین و حرکت صعودی بالاسو، شرایط مناسبی برای بارش‌های همرفتی در منطقه مورد بررسی فراهم شده است. همچنین کاهش بارش ماه مه تحت‌تاثیر نفوذ و حضور نسبتا پایدار واچرخند آزور روی دریای مدیترانه و منطقه مورد بررسی، در سطح زمین از نفوذ و گسترش سامانه سودانی و شکل‌گیری چرخندهای مدیترانه‌ای، و در ترازهای بالاتر از عمیق شدن ناوه کم‌ارتفاع و نزدیک شدن آن به غرب ایران ممانعت به عمل آورده است. اگرچه دمای آب کاهش داشته است اما در فرارفت رطوبت از دریای مدیترانه به منطقه مورد بررسی تغییر چندانی حاصل نشده است و تنها فرارفت رطوبتی از سمت جنوب تقریبا به صفر رسیده است. با توجه به نقشه‌های امگا و تاوایی نیز مشاهده میشود که وجود شرایط پایدار جوی و فرارفت تاوایی منفی و حرکات نزولی در منطقه باعث کاهش بارش در این ماه شده است. نتیجه‌گیری: در مجموع پیچیدگی دینامیک و ترمودینامیک جو در فاصله مدیترانه تا غرب و شمال‌غرب ایران، مانع بازیابی اثر افت و خیزهای دمای سطح آب بر کاهش و افزایش بارندگی شد. بنابراین به‌نظر می‌رسد افزایش/ کاهش دمای آب دریای مدیترانه تاثیری بر مقدار رطوبت فرارفت‌شده از این دریا و افزایش/ کاهش بارش منطقه مورد بررسی نداشته باشد و الگوهای جوی متفاوت همراه‌شده با بی‌هنجاری‌های مثبت یا منفی sst در ماه‌های متفاوت، نقش کنترل‌کننده را در تغذیه رطوبتی از منابع گوناگون و رخداد بارش ایفا می‌کند.
علی اکبر متکان؛ علیرضا شکیبا؛ سید حسین پور علی؛ عیسی عبادی
دوره 6، شماره 3 ، فروردین 1388
چکیده
انتخاب محل پارکینگ های طبقاتی یکی از از مسائل کلیدی در مادرشهرهایی همچون تهران می باشد . این مشکل می بایست با توجه به یک سری از معیارها بررسی گردد. هدف اصلی این تحقیق تعیین مکان های مناسب برای تاسیس پارکینگ های طبقاتی با استفاده ازمتد فازی در محیط GIS در منطقه یک تهران است. برای دستیابی به این هدف ، پارامترهایی همچون فاصله از مراکز جذب ...
بیشتر
انتخاب محل پارکینگ های طبقاتی یکی از از مسائل کلیدی در مادرشهرهایی همچون تهران می باشد . این مشکل می بایست با توجه به یک سری از معیارها بررسی گردد. هدف اصلی این تحقیق تعیین مکان های مناسب برای تاسیس پارکینگ های طبقاتی با استفاده ازمتد فازی در محیط GIS در منطقه یک تهران است. برای دستیابی به این هدف ، پارامترهایی همچون فاصله از مراکز جذب سفر، فاصله از راه های دسترسی و مسیرها، قیمت زمین ، کاربری مناسب برای تاسیس پارکینگ و سایر پارامترها بکار گرفته شدند. نتایج حاصله نشان دادند که در روش OWA با حالت ریسک کم و دارای مقداری توازن در بین سایر حالت های ممکنه بهترین نتیجه هم از نظر تناسب توزیع مکانی در سطح منطقه و هم از نظر مطلوبیت بدست آمد. در این حالت 1/6239 متر مربع از مساحت محدوده موردنظر به عنوان بهترین نواحی برای تاسیس پارکینگ های طبقاتی انتخاب گردیدند
علی اکبر متکان؛ علیرضا شکیبا؛ سید حسین پور علی؛ حسین نظم فر
دوره 6، شماره 2 ، دی 1387
چکیده
دفن بهداشتی پسماندهای شهری مثل هر پروژه مهندسی دیگر ، به اطلاعات پایه و برنامه ریزی دقیق نیازمند است. انتخاب فاکتورهای متعدد سبب تعدد لایه های اطلاعاتی شده و کوششها برای یافتن راه حلی مناسب برای تحلیل بر روی تعداد زیاد لایه های اطلاعاتی و اخذ نتیجه صحیح ، تصمیم گیران را به طور ناخودآگاه به سمت و سوی استفاده از سیستمی سوق میدهد که علاوه ...
بیشتر
دفن بهداشتی پسماندهای شهری مثل هر پروژه مهندسی دیگر ، به اطلاعات پایه و برنامه ریزی دقیق نیازمند است. انتخاب فاکتورهای متعدد سبب تعدد لایه های اطلاعاتی شده و کوششها برای یافتن راه حلی مناسب برای تحلیل بر روی تعداد زیاد لایه های اطلاعاتی و اخذ نتیجه صحیح ، تصمیم گیران را به طور ناخودآگاه به سمت و سوی استفاده از سیستمی سوق میدهد که علاوه بر دقت بالا از نظر سرعت عمل و سهولت انجام عملیات در حد بالایی قرار داشته باشد. امروزه سیستم های اطلاعات جغرافیایی ، به طور گسترده قابلیت بکارگیری در برنامه ریزیهای زیست محیطی و مسائل مهندسی را دارا میباشند. دراین تحقیق ضمن استفاده از تصاویر ماهواره ای SPOT از لایه های متعدد اطلاعاتی نظیر نقشه شیب منطقه ، نقشه کاربری اراضی ، نقشه زمین لغزش ، نقشه خطوط ارتباطی ، لایه فاصله از مراکز شهری و فرودگاه دیگر مناطق مهم حاشیه شهر ، نقشه خاک منطقه ،نقشه شبکه هیدروگرافی وآبهای زیرزمینی ، جهت باد غالب و... برای مکانیابی محل دفن پسماند شهر تبریز استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که شرائط اعمال شده در روش بولین، از عدم اطمینان کمتری برخوردار میباشد و با توجه به محدودیتهای قطعی که در آن اعمال میشود، مناطق مکانیابی شده نسبت به روشهای مبتنی بر منطق فازی ، دارای تعداد پارامتر کمتری میباشند اما در بررسی دو روش فازی اعمال شده در این تحقیق WLC)و(OWAمشخص گردید که روش Weighted Linear Combination(WLC) علیرغم سادگی آن ، دارای معایبی میباشد، از جمله اینکه با بیش برآورد همراه است در حالی که الگوریتم Ordered Weight Analysis (OWA) با استفاده از وزنهای درجه ای این قدرت را به تصمیم گیر میدهد که عوامل مهمتری را که از نظر او مسئله مکانیابی را بیشتر تحت تاثیر قرار میدهند با همان اهمیت در مسئله قرار دهد. در اثر این برتری نتیجه حاصل از مکانیابی به روش OWA دارای قدرت تفکیک بهتری میباشد.
علی اکبر متکان؛ علیرضا شکیبا؛ داود عاشورلو
دوره 4، شماره 3 ، فروردین 1386
چکیده
مدل های توزیعی هیدرولوژیکی برآورد رواناب و رسوب جهت شبیه سازی فرآیندهای بارش – رواناب – رسوب در سطح حوضه های آبخیز نیاز به نقشه های رقومی ارتفاع و مشتقات آن حوضه دارند. به عنوان مثال صحت اجرای مدل های فرسایش که بر اساس روش RUSLE در یک محیط توزیعی عمل می نمایند، به شدت تابع کیفیت نقشه های رقومی ارتفاع حوضه می باشد. مدل ارتفاعی رقومی ...
بیشتر
مدل های توزیعی هیدرولوژیکی برآورد رواناب و رسوب جهت شبیه سازی فرآیندهای بارش – رواناب – رسوب در سطح حوضه های آبخیز نیاز به نقشه های رقومی ارتفاع و مشتقات آن حوضه دارند. به عنوان مثال صحت اجرای مدل های فرسایش که بر اساس روش RUSLE در یک محیط توزیعی عمل می نمایند، به شدت تابع کیفیت نقشه های رقومی ارتفاع حوضه می باشد. مدل ارتفاعی رقومی (DEM) ، شیب ، جهت جریان و جریان تجمعی از جمله مشتقات توپوگرافی محسوب می گردند که برخی از آنها توسط سیستم های اطلاعات جغرافیایی استاندارد قابل استخراج می باشند. بسته به نوع روش درون یابی (Interpolation) و اندازه سلول شبکه (DEM) ، خطاهایی مانند گودال های رقومی و مناطق مسطح در (DEM) ایجاد می گردد . این خطاها غالبا موجب بروز اختلال در شبیه سازی رواناب و رسوب حوضه ها توسط مدل های هیدرولوژیکی و فرسایشی می شوند. به منظور بررسی روش های مختلف حذف خطاهای (DEM) سه الگوریتم در این مقاله مورد مقایسه قرار گرفتند. این سه الگو شامل E8 ، DE و ترکیب D8 و DE می باشند. شاخص های مقایسه ای عبارتند از : پروفیل طولی رودخانه اصلی ، جریان تجمعی حوضه ، شیب حوضه و مقایسه (DEM) های ساخته شده . نتایج تحقیق نشان می دهد که الگوریتمی که در آن ابتدا عملیات (Drainage Enforcement)DE و سپس حذف گودال ها به شیوه مرسوم در برخی از نرم افزارهایGIS اجرا می گردد، مناسب ترین روش می باشد . در این الگوریتم تطابق شبکه زهکشی با نقشه های کاغذی و نیز رفع گودال های رقومی ، بنحوی که جهات زهکشی در (DEM) به نحو صحیح به سمت شبکه آبراهه ها باشد ، از مزایای عمده این تحقیق می باشد .
