دوره 8, شماره 3

پاییز 1395

فهرست مطالب

مقالات

زمین‌مرجع‌سازی تصاویر ماهواره‎ای با توان تفکیک بالا، با استفاده از معادلات ریاضی مناسب یکی از مهم‌ترین مراحل استخراج اطلاعات مکانی سه‌بعدی دقیق است. به‌منظور زمین‎مرجع‎سازی تصاویر ماهواره‎ای، ابتدا باید مجموعه‌ای عوارض کنترلی مانند نقاط، خطوط و یا سطوح در دو فضا استخراج شوند. سپس عوارض متناظر از بین کل عوارض استخراج‎شده تعیین و به‌طور مستقیم برای حل تابع انتقال بین دو فضا مشخص شوند. ازآنجاکه دقت تصحیح هندسی تصاویر دقت زمین‎مرجع‌سازی را تحت تأثیر مستقیم قرار می‎دهد، در این مقاله این مسئله براساس استفاده از عوارض کنترلی خطی و نیز تلفیق آن با نقاط کنترلی در حل معادلة رشنال بررسی شده است. همچنین اثر آنها در حذف خطاهای سیستماتیک بررسی شده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‎دهد که دقت حل معادلة رشنال با استفاده از خطوط کنترلی پایین و درحدود 3 پیکسل است. همچنین دیاگرام بردار باقی‌مانده‎ها نیز وجود میزان چشمگیر خطاهای سیستماتیک در نتایج نهایی را نشان‌ می‌دهد. دلیل این امر، افزون بر دقت و توزیع خطوط کنترلی، ماهیت خطوط به‌منزلة اطلاعات کنترلی نیز محسوب می‌شود. از سوی دیگر تلفیق خطوط و نقاط کنترلی به‌منظور حل معادله سبب ارتقای دقت تا 1 پیکسل و حذف بسیاری از خطاهای سیستماتیک می‎شود. ازاین‌رو، نتایجْ قابلیت بالای تلفیق خطوط و نقاط کنترلی در ارتقای دقت و نیز کاهش خطاهای سیستماتیک را نشان می‌دهد‎.
سمیه یاوری, محمدجواد ولدان زوج, محمودرضا صاحبی, مهدی مختارزاده
PDF
1-10
روش‌های اتوماتیک شناسایی و استخراج عارضۀ ساختمان از منابع گوناگون اطلاعاتی همچون تصاویر هوایی و ماهواره‌ای و داده‌های لیدار دارای کاربردهای بسیار وسیع و مهم مانند به‌روزرسانی نقشه‌ها، مدلسازی و آنالیز رشد و پیشرفت در مناطق شهری و نیمه‌شهری به‌دست می‌آید. هدف اصلی مقاله طرح روش جدید اتوماتیک استخراج ساختمان با تلفیق داده‌های لیدار و تصویر هوایی است. برا­ی این منظور در مرحلۀ اول، انواع روش‌های شناسایی ساختمان (SVM­1، MD2 و ANN3) در دو سطح پیکسل پایه و شیء ­مبنا بررسی و ارزیابی شد. نتایج حاصل از شناسایی حاکی از توانایی بالای روش SVM، در مقایسه با دیگر روش‌ها، در دو سطح پیکسل پایه و شیء مبناست که دقت کلی 95.9٪ و خطای نوع اول 6.2٪ و خطای نوع دوم 3.2٪ را نشان می‌دهد که در حالت پیکسل مبنا به‌منزلۀ روش منتخب شناسایی است. در مرحلۀ دوم، براساس روش منتخب شناسایی مرز دقیق ساختمان بازسازی می‌­شود. بنابراین با استفاده از قطعه‌بندی برمبنای طیفی و هندسی، لبۀ هر ساختمان به‌صورت قطعات مجزا تفکیک شد. سپس لبه‌های هر ساختمان براساس معادلات کمترین مربعات بازسازی می‌شود. نتایج روش پیشنهادی استخراج ساختمان با دقت کلی 96.85٪­، خطای نوع اول 5.9٪ و خطای نوع دوم 2.5٪ برای الگوریتم پیشنهادی استخراج است. 
یاسر انصاری, علی محمدزاده, محمودرضا صاحبی صاحبی, کوروش خوش‌‌الهام
PDF
11-24
ازآنجاکه درختان نقش اساسي در تغييرات دي‌اکسيد کربن و شرايط آب‌وهوايي دارند، تخمين زيست‌تودة موجود در درختان بسيار اهميت دارد. روش‌هاي راداري که پارامترهاي ساختاري را در تخمين زيست‌توده در نظر نمی‌گيرند منجر به نتايجي با سطح اشباع پايين می‌شوند.­ ارتفاع از پارامترهاي ساختاري است و يکي از عوامل مهم تأثيرگذار در بهبود تخمين ارتفاع استفاده از کوهرنس بهينه است. در اين مقاله، از داده‌هاي شبيه‌سازي‌شده در باندهاي P و L براي تخمين ارتفاع به روش‌هاي تفاضلي، اندازه همدوسي، ترکيبي و Polarization Coherence Tomography (PCT) استفاده شده است. روش تفاضلي باعث تخمين ارتفاع کمتر از مقدار واقعي به‌اندازة 14 متر در باند P و 11 متر در باند L شده است؛ درحالي‌که روش اندازة همدوسي، به‌نسبت روش تفاضلي، نتايج بهتري به‌دست می‌آورد و اختلاف مقادير میانگین ارتفاعات در اين روش با مقادير واقعي در باند P، 8 متر و در باند L، 2 متر است. روش‌هاي ترکيبي و PCT نتايجی نزديک به هم دارند و اختلاف میانگین مقادير ارتفاعات به‌دست‌آمده با مقدار واقعي کمتر از 2 متر است اما نتايج حاصل از روش PCT به‌دليل استفاده از کوهرنس بهينه، از روش ترکيبي بهتر است. روش بهينه‌سازي کوهرنس به روش PSO که در اين مقاله پيشنهاد شده است نتايجی بهتر از روش‌هاي ديگر حاصل کرده است و اختلاف میانگین مقادير ارتفاعات به‌دست‌آمده با مقدار واقعي به کمتر از 5/0 متر می‌رسد.
سيده سميرا حسيني, حميد عبادي, ياسر مقصودي
PDF
25-38
پدیدة جزیرة حرارتی شهری، با توجه به دگرگونی‌های هواسپهری همراه با افزایش شهرنشینی، طی سال‌های واپسین شدت یافته است. الگوهای فضایی- زمانی ترکیبات بیوفیزیکی که دربرگیرندة پوشش گیاهی، سطح نفوذناپذیر و نوع خاک در شهرند جزایر حرارتی شهری را تحت تأثیر چشمگیری قرار می‌دهند. هدف از این پژوهش مطالعة نقش پارامترهای بیوفیزیکی شهری در شکل‌گیری و خوشه‌ای‌شدن جزایر حرارتی شهری مشهد مقدس است. به‌منظور دستیابی به هدف مطرح‌شده، تصاویر حسگرهای OLI و TIRS ماهوارة لندست 8 برای اوت سه سال 2013، 2014 و 2015 استفاده شد. برای استخراج مقادیر UHI از LST، از یک رویکرد نوآورانة شیء‌گرا استفاده شد؛ به‌طوری که پس از محاسبة دمای سطح زمین (LST) با استفاده از شاخص محلی همبستگی مکانی (LISA) خوشه‌های گرم و سرد جزایر حرارتی مشهد استخراج شدند. برای ارزیابی ترکیبات بیوفیزیکی شهر مشهد نیز سه شاخص NDVI، NDBI و NDBal به‌کار برده شد. نتایج نشان داد در تحلیل همبستگی دوبه‌دو پارامترهای بیوفیزیکی با دمای سطح زمین، با شدت مقدار LST، ناهمگنی فضایی خوشه‌ها به‌شکل غیرخطی افزایش می‌یابد. تحلیل‌های مکانی سه نوع جزیرة حرارتی شهری را آشکار کرده است: جزایر حرارتی پیرامونی، جزایر حرارتی کانونی و جزایر حرارتی خطی. تحلیل خودهمبستگی فضایی با شاخص‌های موران و گری نشان از مقداری کاهشی دارد که مبین ازبین‌رفتن نظم فضایی دمای سطح زمین شهر مشهد است. همبستگی مکانی با شاخص موران محلی بر افزایش وسعت جزایر حرارتی گرم در طول دوره‌های مورد مطالعه تأکید داشته است.
محمود احمدی, عباسعلی داداشی رودباری
PDF
39-58
دما یکی از شاخص­ترین پارامتر‌های اقلیمی و از اصلی‌ترین عوامل اثرگذار در برنامه‌ریزی شهر‌ها محسوب می‌شود زیرا هدایت­کنندة نوع تسهیلات اختصاص­یافته در شهر‌ها و حتی تعیین­کنندۀ ساختار، شکل و بافت شهری است. دمای سطح فاکتور اصلی در تعادل انرژی کره‌زمین بوده و به عنوان ورودی مدل‌های تغییرات آب­وهوایی و جزایر حرارتی شهری به‌کار می‌رود. دمای کلان­شهرها در مقایسه با مناطق شهری و روستایی اطراف بیش­تر و مشهودتر است که به این پدیده «جزیرة حرارتی شهری» گفته می‌شود. کلان‌شهر کرج سومین کلان­شهر بزرگ و دومین شهر مهاجرپذیر ایران (پس از کلان­شهر تهران) است و به‌علت داشتن چنین جایگاهی، بررسی حرارتی آن بیش از پیش احساس می‌شود. در این تحقیق دمای سطح زمین در کلان­شهرکرج با استفاده از تصاویر ماهوارة لندست8 (چهار تصویر) در سال‌های 2013 و 2014، به ­کمک روش‌های گوناگون استخراج شد. روش‌های مورد استفاده شامل پنجرة تکی، سبال، استفان- بولتزمن، تک­کانالی (توسعه‌داده‌شده توسط مونیوس و سوبرینو[1]، 2003)، تک­کانالی (توسعه‌داده‌شده توسط مونوس و همکاران، 2014)، پنجرۀ مجزا و دفتر علوم لندست است. در نهایت، با استفاده از شاخص آماری میانگین خطای مطلق روش‌های گوناگون مقایسه شد و بهترین روش، به‌واسطه نزدیکی به دادة زمینی انتخاب شد. نتایج نشان داد بهترین روش مورد استفاده روش سبال باند 11 با مقدار میانگین خطای مطلق 98/7 است؛ ضمن آن­که در حالت کلی، باند 11 ماهوارة لندست 8، به‌منظور استخراج دمای سطح زمین نتایج قابل اعتمادتری نسبت به باند 10 تولید می‌کند. همچنین بررسی نتایج در تاریخ‌های مختلف مشخص کرد تصاویر نیمة ­دوم سال در مقایسه با نیمة ‌اول سال، تخمین دقیق­تر و نتایج نزدیک­تری به واقعیت تولید می‌کنند.
بهروز ابراهیمی هروی, کاظم رنگزن, حمیدرضا ریاحی بختیاری, ایوب تقی‌زاده
PDF
59-76
انتخاب مناسب­ترین روش درون­یابی به‌منظور تخمين ويژگي‌هاي خاک منطقه نقش مهمی در استراتژی‌های آب و مدیریت کشاورزی ایفا می‌کند. همچنین ازآنجاکه ویژگی‌های خاک در زمان و مکان تغییر می‌کند، تحلیل متغیرهای فضایی خصوصیات خاک برای نشان‌دادن اکوسیستم‌های خاص اهمیت دارد. هدف از این تحقیق بررسی دقت پنج روش درون­یابی فاصلة وزنی معکوس، چندجمله‌ای عام، چندجمله‌ای موضعی، تابع شعاع محور و کریجینگ برای تخمین پارامترهای EC و PH خاک است. بدین منظور، 48 پروفیل در 15 دهستان موجود در بخش درودزن، واقع در استان فارس حفر شد. تمامی مقادیر EC و PH مربوط به عمق 30-0 سانتیمتر اول خاک است. برای بالابردن دقت مطالعه، روش‌های درون­یابی در مدل‌ها و توان‌های گوناگون مقایسه شد. ترسیم نیم‌تغییرنما در GS+ نشان داد داده‌های PH و EC بهترین برازش را به‌ترتیب در مدل گوسن و کروی دارند. همچنین براساس مقادیر به‌دست‌آمده از معیارهای ارزیابی خطا شامل RMSE، MSE، MAE، R2 و MBE بهترین روش درون­یابی با کمترین خطا به‌منظور تهیة نقشه‌های پراکنش مکانی پارامترهای EC و PH خاک انتخاب شد. نتایج برتریِ روش LPI با توان دو و روش IDW با توان یک برای فاکتور PH را نشان می‌دهد. همچنین روش کریجینگ در مدل گوسن و IDW با توان یک به‌ترتیب بیشترین دقت را برای پارامتر EC در منطقة مورد مطالعه نشان دادند. افزون بر این، نتایج نشان داد دقت روش RBF و GPI به‌نسبت سایر روش‌ها پایین­تر است.
الهام سلیمانی ساردو, فاطمه مقصود, علی‌اکبر دماوندی
PDF
77-90
یکی از موضوعات مهم در محاسبة شاخص‌های گیاهی کمیتی است که شاخص براساس آن محاسبه می‌شود. نوع کمیت انتخابی می‌تواند مقدار پیکسل، بازتابش و بازتابندگی باشد. بررسی تفاوت مقادیر شاخص‌های گیاهی محاسبه‌شده از این کمیت‌ها چه بسا راهگشای ساده‌ترکردن محاسبات مربوط به شاخص‌ها و نیز وضوح‌بخشیدن به نتایج حاصل از انتخاب هریک از کمیت‌ها شود. در تحقیقات گذشته، معمولاً یک شاخص گیاهی خاص بررسی شده است و اثر پوشش زمین در محاسبة مقدار آن شاخص براساس سه کمیت مقدار پیکسل، بازتابش و بازتابندگی در نظر گرفته نشده است. در تحقیق حاضر، شاخص‌های گیاهی تولیدشده از سه دادة یادشده مقایسه می‌شوند. برای این منظور، 10 شاخص PD43، GVI، RVI، SAVI، EVI، NDVI، DVI، NDWI، GRVI و VARI از روی تصویر  LANDSAT 8تولید شد. این شاخص‌ها برای کل تصویر و همچنین برای پوشش‌های گوناگون آب، خاک، گیاه و منطقة شهری به‌طور جداگانه محاسبه شده‌اند. پس از محاسبة شاخص‌های گیاهی مورد نظر براساس سه کمیت تابشی، ضریب همبستگی خطی میان این مقادیر برای هر شاخص گیاهی محاسبه شد. مقایسه‌ها براساس پارامتر همبستگی انجام شده است که نتایج حاصل همبستگیِ بالا بین شاخص‌های هر سه کمیت تابشی را نشان‌ می‌دهد. بیشترین ضریب همبستگی به‌دست‌آمده برابر با 1 است که در همة کلاس‌های پوششی برای بسیاری از شاخص‌ها تکرار شده است. کمترین میزان همبستگی برای کلاس منطقة مسکونی برابر با 0.8339 مربوط به شاخص PD43، برای کلاس گیاه برابر با 0.9489 مربوط به شاخص NDWI، برای کلاس آب برابر با 0.8696 مربوط به شاخص DVI، برای کلاس خاک برابر با 0.916 مربوط به شاخص GVI و برای کل تصویر برابر با 0.9257 مربوط به شاخص DVI است. با توجه به نتایج، در جایی‌که مقدار دقیق این شاخص‌ها مهم نباشد این شاخص‌ها را می‌توان با کنارگذاردن چند استثنای معدود، بدون نیاز به محاسبة مقدار شاخص براساس کمیته‌ای رادیانس و بازتابندگی فقط با استفاده از مقادیر پیکسل محاسبه کرد
سيد باقر فاطمي, فاطمه صدقی
PDF
91-104