دوره 5, شماره 4

زمستان 1392

فهرست مطالب

علوم پایه

آشکارسازی لبه یکی از مفاهیم کاربردی در پردازش تصاویر سنجش ازدور است. هدف آشکارسازی لبه، نشان‌گذاری نقاطی از تصویر است که در آنها میزان روشنایی به‌شدت تغییر می‌کند. تغییرات شدید خصوصیات تصویر معمولاً نمایندة رویدادهای مهم و تغییر در خصوصیات محیط هستند و در کاربردهای مختلفی نظیر بخش‌بندی تصاویر ماهواره‌ای کاربرد دارند. بسیاری از روش‌های کلاسیک تشخیص لبه بر مشتق پیکسل‌های تصویر اصلی متکی هستند، مانند اپراتورهای گرادیان، لاپلاسین و لاپلاسین از اپراتور گاوسی. در تصاویر سنجش از دوری به‌علت بالابودن میزان تغییرات، اپراتورهای کشف با ضعف در تشخیص صحیح محدودة عوارض و حفظ پیوستگی و انسجام محدودة آنها همراه‌اند. در پژوهش حاضر به‌منظور حل این مشکلات، سیستمی دانش‌پایه برای کشف لبه براساس خصوصیات تصاویر سنجش از دوری ارائه می‌شود. در این روش ابتدا به‌صورت منطقه‌ای و با استفاده از سیستم دانش‌پایه، حدود آستانة مناطق مختلف تصویر تعیین می‌شود و سپس با استفاده از شانون آنتروپی مرز بین این مناطق استخراج می‌شود. این کار موجب حفظ پیوستگی لبه‌های کشف‌شده خواهد شد. از مزایای این روش بررسی ویژگی‌های تصویر به‌شکل جزئی و کلی به‌صورت همزمان است. این سیستم قابلیت انعطاف با نوع نیاز و خواست کاربر را برحسب میزان جزئیات و کاربرد مورد نظر دارد. در‌نهایت به‌منظور ارزیابی روش، نتایج به‌دست‌آمده با الگوریتم‌های استاندارد سوبل، پرویت و LoG مقایسه شدند و نشان داده شد که این روش به‌شکل کارآمدی قادر به شناسایی لبه‌های تصاویر مختلف است.
عباس کیانی, محمودرضا صاحبی, حمید عبادی
PDF
مطالعه حاضر با هدف مقایسة کارایی شاخص‌های گیاهی به‌عنوان روش‌های پیکسلی، و آنالیز ترکیب طیفی (SMA) به‌عنوان روش تحت پیکسلی در پهنه‌بندی پوشش گیاهی مراتع منطقه سمیرم استان اصفهان انجام یافته است. ابتدا پیش‌پردازش‌های هندسی و رادیومتریک بر تصویر لندست TM سال 1388 اعمال گردید. سپس رابطة همبستگی بین درصد تاج‌پوشش گیاهی اندازه‌گیری‌شده که با روش قدم نقطه در 30 سایت نمونه‌برداری اندازه‌گیری شده بود، در مطالعات میدانی با 4 گروه شاخص گیاهی شامل NDVI، PD54، SBI، GVI و STVI-1 و روش SMA در سه گروه مختلف پوشش گیاهی 25-0 درصد، 50-25 درصد و <50% در محیط نرم‌افزار SPSS16 ارزیابی شد. در گروه با درصد پوشش گیاهی اندک (25-0 درصد) SMA در مقایسه با شاخص‌های گیاهی بیشترین کارایی را نشان داد (05/0P< و 52/0=2R). با افزایش پوشش گیاهی، کارایی شاخص‌های گیاهی افزایش یافت و در گروه با بیش از 50 درصد پوشش گیاهی، تمام شاخص‌های گیاهی همبستگی بالاتری در‌مقایسه با SMA با داده‌های زمینی داشتند. به‌طور‌کلی، نتایج حاکی از آن است که در مناطق با درصد پوشش گیاهی متوسط به‌بالا روش‌های ساده برپایة پیکسل ـ از‌جمله NDVI ـ ابزارهای مناسب‌تری برای ارزیابی پوشش گیاهی هستند و روش تحت پیکسل SMA در مناطق با پوشش گیاهی کم‌ کارآمدتر است. در تحقیق حاضر روش SMA به‌عنوان جایگزین شاخص‌های گیاهی در ارزیابی وضعیت پوشش گیاهی فقیر محیط‌های خشک و نیمه‌خشک کشور پیشنهاد می‌شود.
مهدیه فرازمند, رضا جعفری, نفیسه رمضانی
PDF
کاهش آورد رودخانه مرزی هیرمند از افغانستان به ایران از چالش‌های همیشگی مدیریت منابع آب در شرق کشور بوده که در سال‌های اخیر تشدید شده است. توسعة کشاورزی در پایین‌دست سد کجکی (در حوضه آبریز رودخانه هیرمند) در افغانستان و خشکسالی اخیر از دلایل کم‌شدن آب این رودخانه به شمار می‌آید. در مقالة حاضر به‌طور کمّی به این موضوع پرداخته می‌شود و برای این منظور کاربری اراضی دشت هلمند افغانستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای بررسی شده است. به‌خاطر اهمیت نوع الگوریتم انتخاب‌شده در تهیه تصاویر طبقه‌بندی‌شده، سه الگوریتم بیشترین شباهت (MLC)، درخت تصمیم‌گیری (DT) و ماشین‌های بردار پشتیبان (SVM) ارزیابی شده‌اند. از مشکلات عمده در انجام آزمون‌ها، تهیة نمونه‌های آموزشی از افغانستان است؛ بدین منظور از نقشه‌های FAO، نقشه‌های اطلس کاربری اراضی افغانستان، نقشه‌های مرکز سازمان زمین‌شناسی امریکا و تصاویر Google Earth کمک گرفته شد. با توجه به تصاویر موجود، دورة 20‌سالة اخیر در سه تاریخ 1990، 2001 و 2011 میلادی مربوط به ماهواره لندست (ETM+ TM,) در نظر گرفته شد و از هر سه روش جواب‌های نسبتاً مشابهی به‌دست آمد. نقشه‌های حاصل از الگوریتم‌های فوق با ضریب کاپا و دقت کلی ارزیابی شدند و دقت مناسبی داشتند. نتایج تغییرات کاربری اراضی نشان می‌دهند که مجموع کل کشت محصولات آبی در منطقه، حدود 62 درصد افزایش یافته، به‌طوری‌که مقدار آن از رقم 103 هزار هکتار در سال 1990، به حدود 122 هزار هکتار در سال 2001 و به حدود 167 هزار هکتار در سال 2011 رسید که مؤید تأثیر قطعی آن بر کاهش رواناب ورودی از رودخانه هیرمند به کشور است. با وجود نتایج نزدیک روش‌ها، طبقه‌بندی درخت تصمیم‌گیری کارآمدی بیشتری از لحاظ اتکای کمتر به نمونه‌های آموزشی از خود نشان داد.
محمدرضا حاجی حسینی, حمیدرضا حاجی حسینی, مهران شایگان, سعید مرید, جبار وطن‌فدا, مرحوم علیرضا نجفی
PDF
نواحی ترافیکی که برای نمایش مکان‌های تولید و جذب سفر به‌کار گرفته می‌شوند در بسیاری از برنامه‌ریزی‌های حمل‌ونقل کاربرد گسترده‌ای دارند. از آنجا که نحوة تعیین این نواحی روی نتایج حاصل از تحلیل و مدل‌سازی‌های حمل‌ونقل تأثیر فراوانی دارد، طراحی مناسب آن بسیار مهم است. در این مقاله با استفاده از سامانه اطلاعات مکانی روشی کارآمد برای طراحی مناسب این نواحی ارائه شده است. با استفاده از روش ارائه‌شده می‌توان معیارهای مختلفی را برای ایجاد نواحی ترافیکی همگن در نظر گرفت و تعداد و اندازه‌شان را کنترل کرد. در روش پیشنهادی این مقاله از تکنیک k-means برای خوشه‌بندی واحدهای مکانی پایه و ایجاد نواحی ترافیکی همگن استفاده شده است. برای جلوگیری از ایجاد فضای خالی و همپوشانی میان نواحی و نیز ممانعت از تشکیل نواحی با اندازه‌‌های خیلی بزرگ یا کوچک، قیدهایی به تکنیک k-means افزوده شده است. اما ایجاد نواحی همگن بدون درنظرگرفتن فشردگی شکل هندسی، سبب پیچیدگی شکل هندسی نواحی می‌گردد. به‌منظور برطرف‌ساختن این مشکل یک الگوریتم هندسی برای ایجاد نواحی با شکل هندسی فشرده شرح و بسط داده شده است. در نهایت از روش پیشنهادی برای طراحی مجدد نواحی ترافیکی شهر تهران و مقایسة نتایج آن با نواحی ترافیکی موجود استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که نواحی طراحی‌شده در این مقاله بسیار همگن‌تر از نواحی موجود است. اگرچه با اعمال الگوریتم فشردگی شکل هندسی، از میزان همگنی نواحی ایجادشده کاسته می‌شود، اما باز هم از نواحی موجود همگن‌ترند.
علی شیرزادی بابکان, عباس علیمحمدی سراب, محمد طالعی
PDF
گونه‌های مهاجم با ایجاد تغییرات اکولوژیکی‌ای که گاه برگشت‌ناپذیرند، موفقیت عملیات احیا را در حوزه‌های آبخیز تهدید می‌کنند. بنابراین ممانعت از هجوم، تشخیص اولیه و حذف این گیاهان، راهی است برای در اختیار گرفتن و مدیریت آنها. تکنیک‌های سنجش از دور در پایش گونه‌های مهاجم به‌منظور جلوگیری از هجوم، نابودی یا کنترل گونه‌های استقراریافته، بسیار مؤثرند. در پژوهش حاضر، کارایی تصاویر TM و IRS در پهنه‌بندی گونه‌های مهاجم کنگر صحرایی و سنبلة نقره‌ای در مراتع وازرود بررسی شده است. برای دریافت نتیجة بهتر از این تصاویر، تصحیح اتمسفری آنها با مدل Cos(t) انجام گرفت و سپس تعدادی از شاخص‌های گیاهی با استخراج میانگین رقومی پیکسل‌های مربوط به نمونه‌های تعلیمی روی تصاویر تصحیح‌شده اعمال گردید. طبقه‌بندی با الگوریتم‌ «حداقل فاصله از میانگین» انجام گرفت و با نقشة واقعیت زمینی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که شاخص‌های NDVI، Ratio، RVI و TVI حاصل از تصویر TM و شاخص AVI تصویر IRS برای گونة کنگر صحرایی و شاخص‌های NDVI، PVI 1، PVI 2، PVI و WDVI تصویر TM و شاخص NDVI تصویر IRS برای سنبلة نقره‌ای بهترین عملکرد را از بین شاخص‌های بررسی‌شده دارند. همچنین از کلیه شاخص‌های آنالیز‌شده، شاخص‌های DNI و WDVI هر دو تصور ـ با درجات متفاوتی از تفکیک ـ قادر به تفکیک این دو گونه از یکدیگرند و به‌عنوان معیار تفکیک می‌توانند در مطالعات بعدی نتایج خوبی به‌دست دهند.
کریم سلیمانی, محدثه امیری, رضا تمرتاش, میرحسن میریعقوب‌زاده
PDF
نسل جدید سنجنده‌های راداری فضایی با حد تفکیک مکانی بالا، امکان استفاده از این تصاویر را به‌منظور استخراج خودکار عوارض، به‌ویژه عارضه راه فراهم آورده‌اند. در پژوهش حاضر، استخراج عارضه راه از تصاویر راداری و اپتیک با حد تفکیک بالا با یکدیگر مقایسه شدند. بدین منظور از تصاویر آیکونوس و TerraSAR-X استفاده شد و بین تصاویر هم‌مرجع‌سازی انجام گرفت. سپس ویژگی‌های بافت استخراج شدند و طبقه‌بندی با استفاده از شبکة عصبی بازپس‌خور خطا انجام پذیرفت. با مقایسة نتایج حاصل از اجرای الگوریتم با داده‌های مرجعی که عامل انسانی آنها را تهیه کرده است، برای داده‌های TerraSAR-X و آیکونوس، به ترتیب مقادیر 10/46 و 72/57 درصد برای پارامتر RCC، 58/46 و 27/93 درصد برای پارامتر BCC و مقادیر 61/0 و 31/0 برای پارامتر RMSE به دست آمد. مقایسه تصویر خروجی حاصل از دو الگوریتم نشان می‌دهد که هرکدام از تصاویر اپتیک و راداری نواقصی در استخراج راه دارند. به عنوان مثال، الگوریتم‌های اپتیک به مناطقی از تصویر که ویژگی‌های طیفی و بافتی مشابه با راه دارند ـ ازجمله محل پارکینگ‌ها و سقف بام‌های بزرگ‌ـ حساس هستند، درصورتی‌که این مناطق در تصاویر راداری ظاهری روشن و بافتی متفاوت دارند. بنابراین تصاویر راداری در مناطقی با بافت شهری ـ به‌ویژه توأم با راه‌های کم‌عرض و کوچه‌ها ـ مناسب‌اند. از طرفی دیگر تصاویر راداری در مناطقی با پوشش گیاهی انبوه به خوبی عمل نمی‌کنند، درحالی‌که تصاویر اپتیک کاملاً قادر به تمایز این مناطق از راه‌ها هستند. در نتیجه با توجه قابلیت‌های مکمل‌این تصاویر در استخراج راه، تلفیق ویژگی‌های این دو منبع به‌منظور رفع نواقص و افزایش دقت الگوریتم‌های حاضر، روشی کارآمد در توسعه الگوریتم‌ها به نظر می‌رسد.
الهه خصالی, محمدجواد ولدان‌زوج, مریم دهقانی, مهدی مختارزاده
PDF
فرایند تهیة نقشه پتانسیل معدنی به‌دلیل وجود فاکتورهای متعدد کانی‌سازی، داده‌های متنوع کمی و کیفی اکتشافی و همچنین دیدگاه‌های کارشناسی و سلایق گوناگون، فرایندی پیچیده و دشوار است. در این فرایند توجه هم‌زمان به مدل‌سازی ماهیت غیرقطعی داده‌های اکتشافی، به‌کارگیری دانش کارشناسی و انعطاف‌پذیری روش برای انواع ذخایر معدنی در قالب سامانه‌ای یکپارچه، ضروری است. در پژوهش‌ حاضر ، روشی جدید با استفاده از سیستم استنتاج‌گر و روابط فازی ارائه شد و در اندیس مس چاه‌فیروز پیاده‌سازی گردید. این روش در دو مرحله انجام گرفت. در مرحله نخست، نقشه‌های فاکتور اولیه با استفاده از روش آنالیز رابطه نامتقارن فازی وزن‌دهی و به روش ارزیابی جامع چندسطحی فازی با یکدیگر تلفیق شدند و نقشه‌‌های فاکتور سطح دوم ـ که فازی هستند ـ به دست آمد. در مرحله دوم، نقشه‌های فاکتور تهیه‌شده در مرحله قبل با استفاده از سیستم استنتاج‌گر فازی تلفیق و نقشة پتانسیل معدنی تهیه شد. در نقشه پتانسیل معدنی تهیه‌شده، مناطق مستعد کانی‌سازی مس پورفیری در نواحی مرکزی و با گسترش شمالی ـ جنوبی شناسایی شدند. به‌منظور ارزیابی، وضعیت گمانه‌های اکتشافی موجود در منطقه با نقشة پتانسیل معدنی انطباق داده شدند. بیشترین میزان تطابق در نقشة پتانسیل معدنی برابر با 33/83 درصد به‌دست آمد.
ساناز علائی مقدم, محمد کریمی, محمدسعدی مسگری
PDF