سولماز شمسایی؛ مژگان احمدی ندوشن؛ احمد جلالیان
چکیده
سابقه و هدف: امروزه صنعتی شدن و توسعه شهرنشینی باعث آلودگی هوا در اکثر کلان‌شهرهای جهان شده است و سالانه میلیون ها نفر به علت آلودگی هوا جان خود را از دست می دهند. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﺪود ﺑﻮدن ﺷﺒﻜﻪ اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎى ﭘﺎﻳﺶ آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎى ﻫﻮا و ﻏﻴﺮ اﻗﺘﺼﺎدى ﺑﻮدن اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻌﺪاد این اﻳﺴــﺘﮕﺎهﻫا در سطح شهرها، دﺳﺖﻳﺎﺑﻰ ...
بیشتر
سابقه و هدف: امروزه صنعتی شدن و توسعه شهرنشینی باعث آلودگی هوا در اکثر کلان‌شهرهای جهان شده است و سالانه میلیون ها نفر به علت آلودگی هوا جان خود را از دست می دهند. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﺤﺪود ﺑﻮدن ﺷﺒﻜﻪ اﻳﺴﺘﮕﺎهﻫﺎى ﭘﺎﻳﺶ آﻻﻳﻨﺪهﻫﺎى ﻫﻮا و ﻏﻴﺮ اﻗﺘﺼﺎدى ﺑﻮدن اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻌﺪاد این اﻳﺴــﺘﮕﺎهﻫا در سطح شهرها، دﺳﺖﻳﺎﺑﻰ ﺑﻪ ﭘﻮﺷــﺶ ﻣﻜﺎﻧﻰ و زﻣﺎﻧﻰ ﻣﻨﺎﺳــﺐ برای ﻧﺸﺎن دادن ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻏﻠﻈﺖ ذرات آلاینده هوا ﺑﺴﻴﺎر دﺷﻮار اﺳﺖ. بر این اساس پژوهش حاضر با هدف تهیه نقشه های دو سالانه (سال‌های 1397 و 1398 هجری شمسی) آلودگی هوای شهری در سطح شهر اصفهان بر اساس آلاینده CO و با استفاده از داده های زمینی و تصاویر ماهواره ای سنجنده MODIS انجام شد.مواد و روش ها: برای این مطالعه از دو الگوریتم ANFIS و RF استفاده شد. برای اجرای الگوریتم ANFIS، ابتدا داده های ایستگاه های زمینی پایش آلودگی هوا جمع آوری شد و بر اساس آن و با توجه به داده های عمق نوری هواویز حاصل از تصاویر سنجنده MODIS نسبت به استخراج قوانین نخستین فازی اقدام شد و در نهایت با ادغام قوانین فازی و الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ANFIS برای مدل سازی پراکنش آلودگی هوا در سطح شهر اصفهان اجرا شد. در اجرای الگوریتم RF نیز از داده های ایستگاه های زمینی و داده های عمق نوری هواویز سنجنده MODIS استفاده شد. دو پارامتر مهم در اجرای الگوریتم RF تعداد درختان جنگل و تعداد متغیرهای موجود در هر گره است که برای بهینه سازی آنها از روش اعتبارسنجی متقابل 10 قسمتی استفاده شد.نتایج و بحث: نتایج مدل سازی آلاینده CO نشان داد الگوریتم RF نتایج بهتری را نسبت به الگوریتم ANFIS ارائه داده است، به طوری که مقدار خطای RMSE الگوریتم RF، 724/0 و مقدار خطای RMSE الگوریتم ANFIS، 809/0 پی پی ام است، همچنین مقدار خطای MAE الگوریتم RF، 636/0 و مقدار خطای MAE الگوریتم ANFIS، 792/0 پی پی ام است. بنابراین می توان گفت الگوریتم RF از کارایی و دقت بیشتری در مدل سازی آلاینده CO برخوردار است. نتایج پراکنش مکانی آلاینده CO با استفاده از الگوریتم ANFIS نشان داد میزان این آلاینده در سطح شهر اصفهان به صورت محلی تغییر می کند، به طوری که مناطق مرکزی و شمالی شهر اصفهان دارای بیشترین آلایندگی و مناطق شرقی و غربی اصفهان دارای کمترین آلایندگی هستند. بررسی مقادیر عددی به دست آمده از الگوریتم ANFIS نیز نشان داد کمترین میزان آلایندگی CO در سطح شهر اصفهان برابر با 43/1 پی پی ام و بیشترین مقدار آن برابر با 13/2 پی پی ام است. نتایج به دست آمده از الگوریتم RF نشان داد با حرکت از جنوب شرقی به سمت شمال غربی شهر اصفهان بر میزان آلاینده CO افزوده شده و مناطق شمال غربی شهر اصفهان از بیشترین آلایندگی CO برخوردار هستند، بررسی مقادیر عددی به دست آمده از میزان آلایندگی CO بر اساس الگوریتم RF نشان داد کمترین میزان آلاینده CO برابر با 57/0 پی پی ام و بیشترین مقدار آن برابر با 27/2 پی پی ام است.نتیجه گیری: در انتها می توان نتیجه گرفت الگوریتم های ANFIS و RF با داشتن ویژگی هایی همچون امکان مدل سازی غیر خطی، توانایی کاهش اثرات منفی داده های پرت و حساسیت کمتر به مساله کمینه محلی، روش هایی مناسب و دقیق در مدل سازی مسائل محیطی هستند. شایان ذکر است که بخش گسترده‌ای از خطای مشاهده شده در نتایج روش های ANFIS و RF، مرتبط با ویژگی های ذاتی تصاویر سنجنده مودیس (همچون پوشش ابر و مختلط بودن بیش از حد پیکسل ها با توجه به ابعاد یک کیلومتری آنها) و نقطه ای بودن اندازه گیری های ایستگاه های زمینی و همچنین امکان خطا در داده های ثبت شده در ایستگاه های زمینی است.
مرضیه نیلیه بروجنی؛ مژگان احمدی ندوشن
چکیده
سابقه و هدف: دردهه‌های اخیر، افزایش جمعیت، رشد سریع صنعتی شدن، افزایش آلودگی هوا در ترازهای پایین جو و آثار جزیره گرمایی، سبب تغییرهای قابل ملاحظه ای در وضع هوا و اقلیم محلی شهرهای بزرگ شده است. آثار محیط‌های شهری روی جو بیشتر بصورت جزیره‌های گرمایی ظاهر می‌شوند. فضای سبز با کاهش دما و افزایش رطوبت و در نهایت کاهش پدیده‌ی ...
بیشتر
سابقه و هدف: دردهه‌های اخیر، افزایش جمعیت، رشد سریع صنعتی شدن، افزایش آلودگی هوا در ترازهای پایین جو و آثار جزیره گرمایی، سبب تغییرهای قابل ملاحظه ای در وضع هوا و اقلیم محلی شهرهای بزرگ شده است. آثار محیط‌های شهری روی جو بیشتر بصورت جزیره‌های گرمایی ظاهر می‌شوند. فضای سبز با کاهش دما و افزایش رطوبت و در نهایت کاهش پدیده‌ی جزیره‌ی حرارتی و همچنین کاهش رواناب، در ارتقای سطح آسایش شهروندان و در نهایت پایداری محیط شهری موثر خواهد بود. هدف این مطالعه تهیه نقشه‌های کاربری زمین و سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI و نیز سنجه حرارتی Land surface temperature (LST) و بررسی نحوه توزیع الگوهای حرارتی سطح زمین و تغییرهای زمانی و مکانی پوشش گیاهی و ارتباط آنها در شهر اصفهان از سال 1985 تا 2016 است. مواد و روشها: بدین منظور، تصویرهای ماهواره‌ای سنجنده‌های TM و OLI ماهواره لندست از سایت سازمان زمین شناسی ایالت متحده دانلود گردید. با بکارگیری سه تصویر مربوط به سال‌های 1985، 2010 و 2016، مقدار سنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده با استفاده از نرم افزار Terrset کمی گردید و نقشه‌های آن تهیه شد. سپس با تهیه نقشه کاربری زمین ها به روش طبقه‌بندی نظارت شده حداکثر احتمال به آنالیز روند تغییرهای کاربری هایی از قبیل (شهر، جاده، مزارع کشاورزی، زمین های بایر، رودخانه، کوه و فضای سبز) پرداخته شد. در نهایت برای ارزیابی دمای سطح زمین (LST) و رابطه آن با نقشه پوشش گیاهی، از الگوریتم استخراج دمای سطح زمین (LST) استفاده گردید و نقشه‌های حرارتی سطح زمین برای شهر اصفهان برای سال‌های 1985، 2010 و 2016 تهیه شد. نتایج و بحث: روند تغییرهای کاربری زمین های مختلف در منطقه مورد مطالعه نشان داد که در دوره موردمطالعه، تخریب شدید در پوشش سبز منطقه رخ داده و بخش عمده این تغییرها در جهت تبدیل شدن به منطقه های شهری بوده است. همچنین، نتایج حاصل نشان دهنده وجود یک رابطه معکوس بین دمای سطح زمین و سنجه NDVI است. نتایج بیانگر پیشرفت جزایر حرارتی شهری به سمت منطقه هایی است که با فقر پوشش گیاهی و توسعه کاربری‌های ساخت و ساز شده (مسکونی، صنعتی و ...) مواجه بوده اند. همچنین نتایج گویای تسریع افزایش دما در سال های اخیر نسبت به سال‌های گذشته است زیرا افزایش متوسط دمای سالانه در بازه زمانی 2010 تا 2016، 0.61 درجه سانتی گراد بود، در حالی که افزایش متوسط دما به میزان 0.05 درجه سانتیگراد از سال 1985 تا 2010 مشاهده گردید. نتیجه گیری: تحلیل تغییرهای زمانی جزایر حرارتی شهر اصفهان گویای افزایش جزایر گرمایی و کاهش فضایی منطقه های خنک شهری می باشد. می‌توان نتیجه گرفت که تغییرهایی که در این بازه زمانی 30 ساله (1985-2016) در زمینه‌های مختلفی از جمله افزایش جمعیت، افزایش مساحت شهری و تغییر کاربری رخ داده در نهایت سبب افزایش مساحت منطقه های داغ و ایجاد جزیره حرارتی در این شهر گشته است. بدلیل وجود همبستگی بین دمای سطح زمین وسنجه پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده NDVI ، لزوم و اهمیت حفاظت و نگهداری کاربری پوشش گیاهی و فضای سبز به ویژه در محیط‌های شهر بعنوان یک متغیر بسیار مهم برای تعدیل شرایط آب و هوایی برای نهادهای مسئول در مدیریت شهری ضروری به نظر می‌رسد. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند دیدگاهی برای مدیریت دقیق و موثر پوشش گیاهی شهری با هدف اصلاح و تغییر روند ایجاد جزایر حرارتی شهری در اختیار برنامه‌ریزان شهری قرار دهد.
