دوره 3, شماره 2

تابستان 1390

فهرست مطالب

علوم پایه

پیچیدگی و حجم سنگین داده های حاصل از سنجنده های فراطیفی باعث شده است که امروزه روش های هرچه پیشرفته تر آنالیز داده های فراطیفی به منظور استخراج اطلاعات دقیق تر و کامل تر از آنها مورد توجه قرار گیرند. یکی از آنالیزهایی که بر روی تصاویر فراطیفی انجام می شود، آشکارسازی طیفی هدف است. در این مقاله به منظور بررسی روش های آشکار سازی طیفی هدف و امکان سنجی بهبود آنها، جمعاً چهارده الگوریتم در قالب سه دسته اندازه گیری های قطعی، اندازه گیری های آماری و آشکارسازی آنامولی پیاده سازی شده است. سپس تصاویر حاصل از بهترین الگوریتم ها در هر دسته انتخاب شده و به روش های مختلف در دو مرحله با یکدیگر تلفیق گریده اند تا تصویر تلفیقی بهینه ای با بالاترین صحت به دست آید. در بررسی های انجام شده در زمینه دسته الگوریتم های آشکارسازی مذکور، مشخص گردید که به ترتیب دو الگوریتم _SAM(Spectral Angle Measure) _ SCS(Spectral Correlation Similarity دو الگوریتم Information ) JMD(Jeffiries-Matusita Distance) _ SID (Spectral Divergence و سه الگوریتم Covariance-based Matched Filter ) RMFM(Correlation-based Matched Filter Measure) _ CEM (Constrained Energy minimizing) _CMFM(Measure دارای بالاترین صحت آشکراسازی در بین الگوریتم های موجود در هر دسته اند. در این مقاله به منظور تلفیق نتایج آشکارسازی، دو روش باینری- شامل عملگر بولی و فاصله اقلیدسی- و نیز دو روش استنتاج فازی شامل دستی FIS (Fuzzy Inference System) و اتوماتیک System )) (ANFIS (Adaptive Neuro-Fuzzy Inference پیاده سازی شده است. آزمون های انجام گرفته بر روی تصویری از سنجنده فراطیفی CASI(Compact Airborne Spectrographic Imager) از منطفه شهری تولوز واقع در جنوب فرانسه برای آشکارسازی بام ساختمان ها، نشان داد که در بین چهار روش تلفیق یاد شده، روش ANFIS به عنوان روشی هوشمند و خودکار، پس از اعمال روی نتایج هفت الگوریتم آشکارسازی طیفی مذکور، توانسته است به بالاترین صحت با ضریب کاپای 9/0 دست یابد.
داود اکبری, سعید همایونی, محمد سعادت سرشت
PDF
اطلاع از پروفایل های قائم دما و دمای نقطه شبنم در زمره ی مهم ترین پارامترها در مدل های عددی پیش بینی وضع آب و هوا جای دارند. در زمان حاضر در ایران پروفایل های قائم دما و دمای نقطه شبنم با رادیوسوندها تهیه می شوند؛ اما به دلیل گرانی رادیوسوندها، ارسال آنها به جو تنها محدود به زمان ها و مکان های خاصی است. به همین دلیل به کار بردن روش های جدید با قابلیت هزینه کم و پوشش وسیع برای تولید پروفایل اهمیت بسیار دارد. امروزه تلاش می شود تا با استفاده از ماهواره ها و فناوری سنجش از دور، کاستی های مربوط به اندازه گیری های رادیوسوند مرتفع گردد. در این تحقیق از محصول MYD07-12 تصاویر سنجنده مادیس ماواره Aqua با قدرت تفکیک مکانی 5 کیلومتر برای استخراج پروفایل های دما و دمای نقطه شبنم استفاده شده است. برای این کار با برنامه نویسی در محیط JDL پروفایل های ایستگاه مهرآباد تهران از محصول MYD07- 12 سنجنده مادیس برای روزها و شب های مختلفی از سال 2007 استخراج گردید و سپس میزان Bias و RMSE داده های مذکور با داده های رادیوسوند محاسبه و مقایسه شد. نتایج نشان دادند که داده های پروفایل دمایی مادیس مطابقت مناسبی با داده های رادیوسوند دارند؛ و برای آنها Bias کل 95/1 و RMSE 58/6 درجه به دست آمد .
فریبا سادات حلیمی, علی اکبر آبکار, امیرحسین مشکواتی, علی صادقی نایینی
PDF
معکوس سازی مدل های مبتنی بر فیزیک- بر اساس انتشار تابش درون تاج پوشش- مشخصاً در زمره ی روش های موفق در تخمین مقدار پارامترهای پوشش گیاهی از قبیل شاخص سطح برگ و کلروفیل با استفاده از داده های سنجش از دور است. در این تحقیق مقدار کلروفیل برنج در سطح تاج پوشش به عنوان شاخص وضعیت گیاه تخمین زده شد. بدین منظور، مدل انتقال تابش PROSAIL و تصویر سنجنده AVNIR-2 ماهواره ALOS مورد استفاده قرار گفت. تحقیق میدانی جامعی نیز در طول ماه های تیر و مرداد 1389در ناحیه شمال ایران- آمل- صورت گرفت. 60 پلات: 20× 20 متر مربعی به صورت تصادفی انتخاب شدند و در هر یک از آنها 4 تا 7 زیرپلات با توجه به همگنی محصول انتخاب گردید. سپس مقدار کلروفیل در هر زیرپلات با استفاده از دستگاه SPAD-502 اندازه گیری شد. تصحیحات اتمسفری با استفاده از مدل MODTRAN انجام گرفت. در گام بعد مدل PROSAIL برای شبیه سازی طیف در باندهای AVNIR-2 اصلاح گردید. آنالیز حساسیت مدل نیز برای تعیین پارامترهای ثابت و آزاد صورت پذیرفت، و سپس بر اساس مطالعات میدانی دامنه پارامترهای آزاد ورودی به مدل تعیین شد. با استفاده از روش بهینه سازی درون تکرار مدل معکوس و مقدار کلروفیل در دو سطح برگ و تاج پوشش (مقدار کلروفیل برگ × شاخص سطح برگ) تخمین زده شد. از شاخص های R^2 و RMSE بین مقادیر تخمین زده شده و داده های میدانی به منظور ارزیابی مادل استفاده شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل PROSAIL استخراج کلروفیل در سطح برگ دقت چندان مناسبی ندارد، اما می توان کلروفیل را با دقت نسبتاً مطلوبی در سطح تاج پوشش تخمین زد (R^2=0/57 و RMSE=0/47) و در تحقیقات اکولوژیک و پایش محصول استفاده کرد.
عبدالحمید دشتی آهنگر, روشنک درویش زاده, علی اکبر متکان, محمد حاجب
PDF
تغییرات کاربری و پوشش اراضی از عوامل مهم در تغییر جریان هیدرولوژیک، فرسایش و تنوع زیستی مناطق تحت حفاظت قلمداد می شود. با درک این تغییرات می توان اکوسیستم را در مسیر اهداف حفاظتی، مدیریت کرد. این مطالعه به منظور بررسی تغییرات کاربری و پوشش اراضی پناهنگاه حیات وحش هامون در سه دهه گذشته با استفاده از تصاویر ماهواره لندست سال های 1365 و 1379 و 1388 صورت گرفت. پس از انجام تصحیحات بر روی تصاویر، با استفاده از روش طبقه بندی ترکیبی، نقشه کاربری و پوشش اراضی تهیه شد. نقشه پوششگ گیاهی با استفاده از شاخص سبزینگی تسلدکپ و نمونه برداری میدانی و نقشه آب، شوره زار و خاک لخت با استفاده از شاخص نرمال شده آب و پردازش PCA بر روی تصویر تهیه گردید. در انتها تمامی لایه های اطلاعاتی تهیه شده با یکدیگر ترکیب شدند و نقشه کاربری و پوشش اراضی منطقه برای هر سال تهیه شد. به منظور بررسی تغییرات به وجود آمده در منطقه، روش مقایسه ی پس از طبقه بندی به کار رفت. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که در این دوره مطالعه در سال 1379 تالاب هامون کاملاً خشک شده و به همین دلیل بین سال های 1365 الی 1379 مقدار پوشش گیاهی آن به شدت کاهش پیدا کرده و بر سطح اراضی شور افزوده شده است. با آبگیری مجدد تالاب در سال 1388 پوشش گیاهی آن احیا گردید، و این پوشش از 6 درصد کل منطقه در سال 1379 به 20 درصد افزایش پیدا کرد، و اراضی شور نیز از 39 درصد کل منطقه به 13 درصد کاهش یافت.
وحید راهداری, سعیده ملکی نجف آبادی, خسرو افسری, الهام آبتین, حلیمه پیری, اکبر فخیره
PDF
سنجش از دور به دلیل کاربردهای مختلف آن، اهمیت عمده ای در حوزه های کاربردی علوم و فناوری های اطلاعات زمین دارد. با توجه به اهمیت حقوقی این علم و فناوری برای جامعه ی کاربران، در این مقاله جنبه های حقوقی آن در بستر معاهدات و کنوانسیون های بین المللی و قوانین ملی مورد کنکاش قرار گرفته است. مقاله حاضر ضمن تبیین ماهیت و ابعاد حقوقی ملی و بین المللی سنجش از دور هوایی (فتوگرامتری)، به بررسی اسناد بین المللی مربوط به فعالیت های فضایی (سنجش از دور) ماهواره ای نیز تبیین می گردد. به رغن اهمیت موضوع، جایگا این حوزه از علم و فناوری هنوز در حقوق ملی و بین الملل تثبیت نشده است. با توجه به نتایج بررسی های دقیق این تحقیق، مواردی از کاربردهای حقوقی این ابزار علمی و فنی- نظیر استنادپذیری قضایی داده های ماهواره ای در برخی از نظام های حقوقی- بررسی و در این تحقیق بیان شده اند، که نمونه هایی از کاربرد فناوری مذکور در فرایندهای قضایی و حقوقی به شمار می آیند.
حسین صادقی, علی درویشی بلورانی, سیدکاظم علوی پناه
PDF
طبق مطالعات انجام شده در استان خراسان شمالی، تغییرات کاربری اراضی بیشترین تأثیر را در بیابان زایی منطقه داشته است؛ و افزون بر آن، فقدان اطلاعات مکان دار دقیق و روزآمد از مهم ترین مشکلات پایش تغییرات کاربری اراضی در این استان به شمار می آید. بدین ترتیب و با توجه به این کمبود، هدف مطالعه حاضر همانا آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی منطقه اسفراین در استان خراسان شمالی در 36 سال گذشته بوده است. بدین منظور تصاویر ماهواره لندست از دو دوره زمانی شامل سال های 1352 و 1388 شمسی انتخاب شدند و تصحیحات هندسی و رادیومتریک نیز بر تصاویر اعمال گردیدند. سپس با استفاده از روش های مختلف- از جمله طبقه بندی فازی- نقشه کاربری اراضی تهیه و از روش مقایسه پس از طبقه بندی برای آشکارسازی تغییرات استفاده شد. مطابق نتایج، کلاس زراعت آبی بیشترین تغییرات را در مقایسه با دیگر کاربری ها داشته و مساحت آن از 4269 هکتار به 15586 هکتار رسیده است. کاربری شهری اسفراین و کارخانجات و تأسیسات مختلف مانند کارخانه های فولاد و لوله گستر و همچنین سد اسفراین نشانگر حدود 629 هکتار افزایش سطح بوده است. در مقابل، وسعت کاربری های مرتع و زراعت آبی- باغ ها، به دلیل احداث تأسیسات و سد اسفراین بسیار کاهش یافته اند. از جمله دگرگونی ها یا تغییرات مثبت محیطی رخ نموده در منطقه، ایجاد و توسعه منطقه حفاظت شده ساریگل طی 36 سال اشاره شده است، که به احیای سطحی حدود 12 هزار هکتار از مراتع و اراضی بدون پوشش انجامیده است. همان گونه که نتایج نشان می دهند فناوری سنجش از دور می تواند به عنوان ابزار مدیریتی بسیار کارآمدی در توسعه و حفظ منابع طبیعی کشور مورد استفاده قرار گیرد.
نفیسه رمضانی, رضا جعفری, اسماعیل ایزانلو
PDF
به منظور مدیریت بهینه حوضه های آبخیز، به ویژه در حوضه های آبخیز کوهستانی که فاقد ایستگاه های هیدرومتری به تعداد کافی اند، شبیه سازی پدیده های هیدرولوژیکی دارای اهمیت فراوانی است. هدف از این تحقیق، بررسی قابلیت شبیه سازی هیدرولوژیک و ارزیابی مدل نیمه توزیعی فیزیکی SWAT (Soil and Water Asses sment) در حوضه طالقان با انواع خاک و کاربری های مختلف است. بدین منظور داده های آب و هواشناسی، کاربری اراضی و مدل رقومی ارتفاع منطقه تحقیق مطابق با استانداردهای مدل تهیه شد و برای تحلیل حساسیت پارامترهای مدل و همچنین واسنجی و اعتبارسنجی، مورد استفاده قرار گرفت. تحلیل حساسیت مدل بر اساس روش لاتین هیپرکیوب LH_OAT) ) به منظور ارزیابی تغییرپذیری دبی رواناب در واکنش به تغییرات پارامترهای ورودی انجام شد. تحلیل حساسیت نشان داد که پارامتر شماره منحنی (CN) مهم ترین فاکتور و پارامترهای ظرفیت آب قابل دسترس در لایه خاک (SOL_AWC) پارامتر درجه حرارت ذوب برف (SMTMP) و پارامتر جبران تبخیر از خاک (ESCO) به ترتیب حساسیت بیشتری دارند. واسنجی مدل برای دوره زمانی 1997 تا 2002 انجام گرفت، و اعتبارسنجی مدل برای دوره زمانی 2003 تا 2005، کارایی مدل با استفاده از مقایسه بصری پلات های سری زمانی و شاخص های آماری شامل نقش- ساتکلیف (NS)، ضریب تعیین (R^2) و درصد انحراف (PBIAS) و همچنین آزمون هم قوارگی ارزیابی گردید. در مرحله واسنجی رواناب ماهانه، ضرایب NS و R^2 و PBIAS در محل ایستگاه گلینک (خروجی حوضه) به ترتیب برابر 8/0، 93/0 و 8/14- و در مرحله اعتبارسنجی 84/0، 88/0 و 2- به دست آمدند. نتایج آزمون t نیز نشان داد که در سطح اعتماد 95 درصد، اختلاف معنی داری بین مقادیر مشاهده شده و مقادیر شبیه سازی در مراحل واسنجی و اعتبارسنجی وجود ندارد. در مجموع، نتایج تحقیق حاکی از آن اند که مدل قابلیت بالایی برای پیش بینی دبی جریان ماهانه حوضه طالقان دارد.
مهران شایگان, عباس علیمحمدی, حامد روحانی
PDF