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.
کیوان عزی مند؛ حسین عقیقی؛ داود عاشورلو؛ عارف شاهی آقبلاغی
چکیده
سابقه و هدف: شهر نشینی و گسترش شهرها اثرهای متفاوتی بر محیط طبیعی و انسانی و همچنین اقلیم محلی و ناحیهای داشته است. به طور مثال اختلاف در توازن انرژی بین مناطق مرکزی و منطقه های حاشیه ای شهرها حاصل ویژگی های کالبدی و پوشش‌های سطحی است. این ویژگی ها در مناطق معتدل سبب به وجود آمدن پدیده جزیره حرارتی و در نواحی خشک و ...
بیشتر
سابقه و هدف: شهر نشینی و گسترش شهرها اثرهای متفاوتی بر محیط طبیعی و انسانی و همچنین اقلیم محلی و ناحیهای داشته است. به طور مثال اختلاف در توازن انرژی بین مناطق مرکزی و منطقه های حاشیه ای شهرها حاصل ویژگی های کالبدی و پوشش‌های سطحی است. این ویژگی ها در مناطق معتدل سبب به وجود آمدن پدیده جزیره حرارتی و در نواحی خشک و نیمه‌خشک موجب به وجود آمدن پدیده جزیره سرد شهری می‌شوند. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر ویژگی های پوشش‌های سطحی، پیکربندی و مورفولوژیکی1 شهر بر تغییرات دمای سطح شهر زنجان است.مواد و روش ها: داده‌های مورداستفاده شامل تصاویر لندست 5 سنجنده TM2 برای سال 2010 و 2011 و اطلاعات آماری در سطح بلوک های ساختمانی است. مواد و روشها: روش کار در این پژوهش بدین‌صورت است که اثرهای پوشش های مختلف بر دمای سطح زمین مورد بررسی قرارگرفته است. سپس برای نشان دادن اثرهای زمین های ساخته‌شده بر دمای سطح زمین از روش IBI3 و آستانه گذاری اتسو استفاده شده است. برای نشان دادن اثرهای پیکربندی زمین های ساخته‌شده بر تغییرات دمای سطح زمین از سنجه های سیمای سرزمین همچون سنجه تقسیم سیمای سرزمین، بعد فراکتال و درصد سیمای سرزمین استفاده شده است. در نهایت اثر ریزدانگی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج و بحث: نتایج نشان داده است که از میان همه فصل ها، بیشترین شدت جزیره سرد در فصل تابستان بوده است. همچنین نتایج نشان داده است که در فصل تابستان نسبت به دیگر فصل ها جزیره سرد بهتر نمایش داده می شود. نمودار نقطه ای بین زمین های ساخته‌شده و پوشش گیاهی با دمای سطح زمین نشان از یک رابطه غیر مستقیم دارد و زمین های ساخته شده بیشترین همبستگی منفی را با دمای سطح زمین داشته است (0.704- r = ). در بین سنجه‌های سیمای سرزمین، بیشترین همبستگی مثبت (r = 0.72) را سنجه تقسیم سیمای سرزمین با دمای سطح زمین داشته است. افزون بر این، بین ویژگیهای مورفولوژی شهری یا ریزدانگی نیز همبستگی بالا و منفی (r = 0.73 ) با دمای سطح زمین مشاهده شده است. نتایج ضریب همبستگی پیرسون بین پوشش های سطحی و ویژگی های پیکربندی و مورفولوژی با دمای سطح زمین به طور کامل معنا دار بوده اند (P ≤ 0.01). نتیجه گیری: از نتایج این تحقیق می توان نتیجه گرفت که ویژگی های پیکربندی و مورفولوژی بهتر از پوشش های سطح زمین توانسته‌اند تغییرات دمای سطح زمین را مدل کنند.
علی اکبر متکان؛ محمد یزدی؛ داود عاشورلو؛ سیده نرگس ساداتی
دوره 9، شماره 4 ، تیر 1391
چکیده
منطقه سیاه بیشه با وسعتی در حدود 90 کیلومتر مربع، در 40 کیلومتری جنوب شهرستان آمل قراردارد و بر اساس تقسیم بندی زون های ساختاری زمین شناسی در زون البرز مرکزی واقع شده است. با وجودی که قسمت اعظم منطقه مورد مطالعه را سنگ های آندزیتی یا بازالتی ، دیاباز و آذرآواری های کرتاسه فوقانی تشکیل می دهد ولی به دلیل ساختارهای تکنونیکی ، فرسایش و در ...
بیشتر
منطقه سیاه بیشه با وسعتی در حدود 90 کیلومتر مربع، در 40 کیلومتری جنوب شهرستان آمل قراردارد و بر اساس تقسیم بندی زون های ساختاری زمین شناسی در زون البرز مرکزی واقع شده است. با وجودی که قسمت اعظم منطقه مورد مطالعه را سنگ های آندزیتی یا بازالتی ، دیاباز و آذرآواری های کرتاسه فوقانی تشکیل می دهد ولی به دلیل ساختارهای تکنونیکی ، فرسایش و در نتیجه تشکیل پوشش گیاهی شناسایی آن ها دشوار است؛ علیرغم این پوشش گیاهی به دلیل تبعیت از تخلخل و قابلیت نفوذ پذیری سنگ ها شاخص مناسبی برای شناسایی واحدهای لیتولوژیکی است. در تحقیق حاضر روش های مختلف پردازش تصویر نظیر ترکیب رنگی کاذب، تصاویر نسبتی ،آنالیز مولفه های اصلی انتخابی (تکنیک کروستا) و فیلترهای آشکار ساز لبه بر روی باندهای 1 تا 5 و باند 7 تصاویرETM+ با قدرت تفکیک 30 متر به کار گرفته شد. در این میان تکنیک کروستا جهت تعیین زون های آلتراسیون و فیلترهای آشکارساز لبه برای استخراج روند خطواره ها از موفق ترین فنون پردازش تصویر تشخیص داده شد. نتایج این تحقیق نشان دادند که روش های مختلف پردازش داده های ماهواره ای لندست ETM به همراه مطالعات صحرایی روش بسیار موفقی برای شناسایی پوشش گیاهی ، سنگ ها، دگرسانی ها وگسل هاست.
علی اکبر متکان؛ آزاده کاظمی؛ محمدرضا گیلی؛ داود عاشورلو
دوره 6، شماره 2 ، دی 1387
چکیده
در مطالعات به روش سنتی و بررسی های خاکشناسی برای اندازه گیری و تخمین پارامترهای مختلف خاک از قبیل فلزات سنگین موجود در خاک، تبدیل اطلاعات نقطه ای به سطح ، امری اجتناب ناپذیر است. اما امروزه بکارگیری تکنیکهای GIS که از جمله آنها ، روش درون یابی می باشد. درتحقیق حاضر از روش Ordinary Kriging برای برآورد مقدارکادمیوم موجود در خاک های منطقه مرکزی ...
بیشتر
در مطالعات به روش سنتی و بررسی های خاکشناسی برای اندازه گیری و تخمین پارامترهای مختلف خاک از قبیل فلزات سنگین موجود در خاک، تبدیل اطلاعات نقطه ای به سطح ، امری اجتناب ناپذیر است. اما امروزه بکارگیری تکنیکهای GIS که از جمله آنها ، روش درون یابی می باشد. درتحقیق حاضر از روش Ordinary Kriging برای برآورد مقدارکادمیوم موجود در خاک های منطقه مرکزی ایران واقع در استان اصفهان استفاده شد. سپس با استفاده از قابلیتهای GIS نقشه تخمین توزیع مکانی کادمیوم کل در ناحیه مورد مطالعه ترسیم و جهت تعیین مناطق آلوده از نظر میزان کادمیوم ، طبقه بندی شد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که کاربری تاثیرمهمی بر روی کادمیوم کل موجود در خاک دارد .بطوریکه در کاربری شهری و صنعتی ، میانگین این فلز سنگین به طور معنی داری بیشتر از میانگینش در سایر کاربریها بود. این امر موید این مطلب است که فعالیتهای انسانی به عنوان عمده ترین عامل افزایش دهنده فلزات سنگین موجود در خاک می باشد. بررسی نتایج آمار توصیفی کادمیوم کل و مقایسه آن با مقادیر پیشنهادی استانداردهای مجاز دیگرنشان داد که خاک منطقه از لحاظ مقدار کادمیوم موجود در آن دارای آلودگی غیر مجاز است . با استفاده از تصویر سنجنده ETM+ و بهره گیری از تکنیک بسیار برجسته Spectral unmixing پوشش گیاهی منطقه به روز استخراج گردید و با انطباق نقشه آلودگی خاک و پوشش گیاهی میزان گسترش آلودگی در مناطق مختلف پوشش گیاهی مشخص گردید.
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 .
مرتضی عاشورلو؛ عباس علیمحمدی؛ پرویز رضائیان؛ داود عاشورلو
دوره 4، شماره 2 ، دی 1385
چکیده
استفاده از علم سنجش از دور در تهیه نقشه پراکنش ا راضی و آمار سطح زیر کشت گندم در شهرستان بهار همدان مدنظر قرار گرفته است از این رو با انجام مطالعات پایه در مورد این محصول کشاورزی بر اساس سطح شهرستان و تحقیق در خصوص تکنیک های مناسب پردازش تصویر، تصاویر ماهواره اسپات در دو زمان مورد استفاده قرار گرفتند. تابع تحلیل تشخیص به عنوان یک روش ...
بیشتر
استفاده از علم سنجش از دور در تهیه نقشه پراکنش ا راضی و آمار سطح زیر کشت گندم در شهرستان بهار همدان مدنظر قرار گرفته است از این رو با انجام مطالعات پایه در مورد این محصول کشاورزی بر اساس سطح شهرستان و تحقیق در خصوص تکنیک های مناسب پردازش تصویر، تصاویر ماهواره اسپات در دو زمان مورد استفاده قرار گرفتند. تابع تحلیل تشخیص به عنوان یک روش آماری چند متغیره برای طبقه بندی کلاس های کشاورزی بر روی تصاویر مورد استفاده قرا رگرفت تصاویر دو زمانه ماهواره SPOT با الگوریتم چند مقیاسه قطعه بندی شدند سپس خصوصیات آماری پیکسل های محاط در هر قطعه به عنوان متغیرهای تحلیل تشخیص در نظر گرفته شدند . بعد از انجام تحلیل تشخیص گام به گام ، قطعات تصویر با استفاده ازتوابع تشخیص حاصله ازنمونه های آموزشی در چند مرحله طبقه بندی شدند. دقت تفکیک و دقت طبقه بندی به عنوان مفاهیمی جداگانه شناخته شدند از طرف دیگر تحلیل تشخیص پیکسل مبنا با در نظر گرفتن پیکسل های هر باند به عنوان متغیرهای ورودی تحلیل به صورت جداگانه انجام پذیرفت. با مقایسه نتایج هر دو روش مشخص گردید که روش پیکسل مبنا در تفکیک گندم از سایر کلاس ها از جمله جو دقت بیشتری دارد.
