دوره 2, شماره 3

پاییز 1389

فهرست مطالب

علوم پایه

اگر چه روش های متکی بر منطق و مجموعه های فاری در بسیاری از زمینه های کاربردی GIS به کار گرفته می شوند، ولی نظریه فازی مرسوم دارای محدودیت هایی نیز هست، با وجود علاقه شدید به استفاده از منطق فازی سنتی در بسیاری از برنامه های کاربردی سیستم های اطلاعات مکانی، منطق فازی سنتی دارای دو کاستی عمده است. نخست آنکه برای استفاده ازنظریه فازی معمول، برای هر مشخصه باید یک تابع عضویت قطعی تعیین گردد. دیگر آنکه نظریه فازی تفاوتی را بین گزاره ای که از آن آگاهی و دانش ندارد و گزاره هایی که دلایل نفی و اثبات آن یکسان است، قائل نیست. مشکل دیگر نظریه فازی متداول هنگامی رخ می دهد که کمبود اطلاعات مرتبط وجود داشته باشد. دراین حالت روش های متکی بر مجموعه های فازی به خوبی عمل نمی کنند. بسیاری از پدیده ها و عوارض جغرافیایی و به ویژه عوارض طبیعی، به دلایل گوناگونی دارای مرز و شکل و اندازه های نامعین اند، از این رو بررسی این گونه اشیا و روابط بین آن ها جزو موضوعات مهم تحقیقی محسوب می شود. هدف فعالیت تحقیقی حاضر، مدل سازی و توصیف یک شیء غیرقطعی یا فازی، یعنی شیء با مرزهای نامعین و البته تهیه مبانی روابط توپولوژی چنین اشیایی در بستر نظریه فازی شهودی است. در این مقاله نشان داده خواهد شد که چگونه می توان سیئی جغرافیایی با مرزهای نامعین را به کمک فازی شهودی توصیف کرد و به ارزیابی روابط مکانی آن با دیگر اشای جغرافیایی پرداخت. مدل پیشنهادی، کمبودهای مدلهای مبتنی بر نظریه فازی مرسوم را ندارد. به منظور تایید قابلیت مدل پیشنهادی، نحوه استفاده از مدل پیشنهادی راجع به انواع عدم قطعیت بررسی می شود.
محمدرضا ملک
PDF

مقالات

حل مشکلات روزافزون زیست‌محیطی به یکی از حساس‌ترین اولویت‌ها در برنامه‌ریزی و مدیریت شهری تبدیل شده است. امروزه، آلودگی هوا در واقع اصلی‌ترین چالش محیطی در کلان‌شهرها به‌شمار می‌رود. به‌منظور اندازه‌گیری میزان آلودگی و افزایش آگاهی عمومی از خطرهای احتمالی و نیز تصمیم‌گیری بهتر و برنامه‌ریزی شهری متناسب با نیازهای جامعه، طراحی و توسعه سامانه‌های پایش بی‌درنگ ضروری به‌نظر می‌رسد. مقدار روزافزون مشاهدات سنجنده‌ها و داده‌های سامانه‌های سنجنده، و فقدان قابلیت‌های پردازش این حجم داده در کاربردهای مدل‌سازی و آنالیز محیطی از مهم‌ترین چالش‌های پیشِ‌ رو در ایجاد توسعه این سامانه‌ها به‌شمار می‌رود. از لحاظ تکنیکی، فراهم ساختن دسترسی استاندارد به مشاهدات سنجنده‌ها و ایجاد امکانات پردازشی تعامل‌پذیر بر روی آنها، راه‌حلی مؤثر در مدیریت داده‌های ناهمگون سنجنده‌ها به شمار می‌آید. در این تحقیق، سازوکاری برای ارائه مشاهدات سنجنده و نیز یک موتور پردازش مکانی در قالب معماری‌ای سرویس‌گرا به‌منظور رفع این مشکلات ارائه می‌گردد. این تحقیق نشان می‌دهد که چگونه معماری پیشنهادی می‌تواند مشکل تعامل‌ناپذیری در سامانه‌های اطلاعات مکانی را برطرف سازد. در این زمینه، یک برنامه کاربردی سرویس‌گرای استاندارد به نام گزارشگر کیفیت هوای تهران به‌منظور ارائه بی‌درنگ اطلاعات کیفیت هوا و تولید و انتشار نقشه‌های آلودگی هوا طراحی شده و شکل گرفته است. از تکنولوژی وب‌سرویس و استانداردهای SWE و WPS در محیط توسعه NET Framework 3.5، به‌منظور پیاده‌سازی مؤلفه‌های مورد نیاز در سمت سرویس‌دهنده استفاده شده است. در سمت سرویس‌گیرنده نیز فناوری‌های جدید وب 2 به‌منظور ایجاد محیطی متعامل و کاربرپسند به کار رفته است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده توأم از وب سرویس و چارچوب OGC، سرویس‌های تعامل‌پذیر و استانداردی را فراهم می‌سازد که موجب تسهیل دسترسی به مشاهدات سنجنده‌ها و پردازش و نمایش آنها می‌گرد. به‌علاوه، تحقیق حاضر نقش مؤثر و برجسته فناوری‌های جدید و امروزین وب 2 را در تکامل فناوری‌های مکانی و نسل جدید سامانه‌های اطلاعات مکانی در قالب Mashup‌ها نشان می‌دهد.

محمدابراهیم پورعزیزی, علی‌اصغر آل‌شیخ
PDF

بهره‌گیری از روش‌های امروزین برای بهینه‌سازی فرایند برنامه‌ریزی شهری می‌تواند منجر به حل بسیاری از مسائل پیچیده‌ای شود که تصمیم‌گیرندگان و تحلیل‌گران امور شهری با آن مواجه‌اند. الگوریتم‌های تکاملی چند‌هدفه را می‌توان با توجه به گستردگی عوامل درگیر با امور شهری، به عنوان ابزاری مناسب در این زمینه در نظر گرفت. اما با توجه به ماهیت مکانی بسیاری از امور مرتبط با برنامه‌ریزی شهری، استفاده از الگوریتم‌های تکاملی که عموماً روابط مکانی و منطقی موجود میان عوارض را در جهان واقعی نادیده می‌گیرند و صرفاً به بهینه‌سازی اطلاعات توصیفی عوارض می‌پردازند، نمی‌تواند به حل درست و مناسب مسائل پیچیده شهری بینجامد. در این مقاله با ارائه‌ی مدلی نو و ابتکاری، راه‌حلی مؤثر برای به‌کارگیری الگوریتم‌های تکاملی در انواع مسائل مکان‌محور، به گونه‌ای که امکان تحلیل‌های مکانی نیز وجود داشته باشد، ارائه شده است. این مدل ابتدا با استفاده از ساختار جدید سلولی‌ـ درختی، فضای جست‌وجو را کدگذاری می‌کند و سپس با استفاده از علمگرهای ابتکاری ادغام و جهش مکانی در قالب جست‌وجویی تکاملی به ارائه راه‌حل‌های مناسب می‌پردازد. مدل ابتکاریِ تکوین و توسعه‌یافته براساس الگوریتم NSGA-II برای طراحی و برنامه‌ریزی به منظور ایجاد شهری به‌کار گرفته شده و نتایج و بررسی‌های حاصل از آن در این مقاله ارائه گردیده است.

محمدرضا رجبی, علی منصوریان, عباس علیمحمدی سراب, محمد طالعی
PDF

اکثر موجودیت‌ها در سامانه‌های اطلاعات مکانی (GIS) ماهیتی غیرقطعی دارند؛ و به همین خاطر نیاز به ارائه سیستمی که توانایی استنتاج از داده‌های مکانی غیرقطعی را داشته باشد کاملاً احساس می‌شود. یکی از تواناترین سیستم‌های استنتاجی که در سال‌های اخیر مورد توجه دانشمندان قرار گرفته، سیستم‌های استنتاج فازی (FIS) است. هدف این مقاله ارائه روشی نو برای طراحی و ایجاد سیستم استنتاج فازی در محیط GIS است. در این تحقیق بخشی از توابع عضویت و قوانین فازی به صورت خودکار و با استفاده از داده‌های ورودی‌ـ خروجی، و بخشی دیگر به صورت غیرخودکار و از طریق مصاحبه با کارشناس استخراج شدند. برای استخراج خودکار توابع عضویت و قوانین فازی، خوشه‌بندی فازی و الگوریتم ژنتیک (GA) به کار گرفته شد. ابتدا توابع عضویت و قوانین فازی اولیه با خوشه‌بندی داده‌ها و تصویر کردن آنها بر روی محورهای مختصات استخراج گردیدند و سپس با به‌کارگیری الگوریتم ژنتیک به بهینه‌سازی فرم توابع عضویت و قوانین فازی اولیه پرداخته شد. در مرحله نهایی، بخش دیگری از توابع عضویت و قوانین فازی از طریق مصاحبه با کارشناس استخراج گردیدند و به سیستم استنتاج فازی افزوده شدند. سیستم استنتاج فازیِ طراحی‌شده، دارای کاربردهای مختلفی است. در این تحقیق از این سیستم برای به‌کارگیری در مکان‌یابی جایگاه‌های سوخت در منطقه 2 شهر تهران استفاده شد. با توجه به دیدگاه‌های کارشناسان سوخت و داده‌های موجود، از 10 لایه اطلاعاتی تأثیرگذار در مکان‌یابی جایگاه‌های سوخت استفاده گردید. نتایج به‌دست آمده نشان دادند که الگوریتم ژنتیک دقت مدل‌سازی سیستم استنتاج فازی را 53 درصد بیش از خوشه‌بندی افزایش داده است. همچنین با بررسی هیستوگرام نقشه مطلوبیت جایگاه‌های سوخت ملاحظه شد که 9 درصد از مساحت کل منطقه پتانسیل لازم را برای احداث جایگاه‌های سوخت در خود دارد.

محمد اصلانی, علی‌اصغر آل‌شیخ
PDF
وجود تأسیسات زیربنایی عمده و مهم کشاورزی، پروژه‌های عمرانی و صنعتی و شهری، و نیاز اجتماعات واقع در حاشیه رودخانه کارون به آب و رسوب این رودخانه، همچنین زیان‌های ناشی از تغییرات ژئومورفولوژیکی و تغییرات گسترده پیچان رودها در مسیر رودخانه کارون، سبب ایجاد نظریه بررسی شدت و نوع و میزان تغییرات این رودخانه شده است. محدوده مورد مطالعه، قسمتی از رودخانه کارون واقع در استان خوزستان است که به طول 364 کیلومتر از شوشتر آغاز می‌شود و تا اروندرود امتداد می‌یابد. در این پژوهش با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، لایه‌های GIS، مطالعات میدانی، بررسی آمار اقلیمی و هیدرولوژیکی، شدت و نوع تغییرات حاشیه رودخانه کارون به مساحت حدود 4000 کیلومترمربع بررسی شده است. تغییرات ژئومورفولوژیک این بازه از رودخانه به مدت 52 سال ـ ‌از سال 1955 تا 2007 ـ مورد آنالیز قرار گرفته و از تصاویر ماهواره‌‌های Landsat، IRS، Terra، عکس‌های هوایی و نقشه‌های توپوگرافی استفاده شده است. هدف از انجام این پژوهش، شناسایی مهم‌ترین اشکال ژئومورفیک ساحل رودخانه کارون و تعیین میزان تغییرات در طول دوره مطالعه است. نتایج بررسی نشان می‌دهد که در دورة مطالعه میزان تغییرات رودخانه افزایش پیدا کرده و طول رودخانه بیشتر شده است
جعفر مرشدی, سیدکاظم علوی‌پناه
PDF

درجه حرارت سطح زمین (LST) فاکتور مهمی در مطالعات تغییرات دمایی، تخمین مقادیر تابشی، مطالعات تعادل گرمایی و همچنین ابزاری کنترلی برای مدل‌های آب و هوایی و اقلیم شهری است. در این تحقیق، کوشش شده است که درجه حرارت سطح شهر تهران با استفاده از تصویر سنجندة ETM+، برگرفته در تاریخ 3 ژوئن سال 2001 تخمین زده شود. تغییرات درجه حرارت سطح به‌دست آمده نسبت به انواع پوشش ـ‌کاربری زمین، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین دقت طبقه‌بندی انواع پوشش ـ کاربری زمین، ارزیابی شد و مشخص گردید که دقت طبقه‌بندی با استفاده از مؤلفه‌های MNF افزایش می‌یابد. مقادیر گسیل‌مندی و درجه حرارت سطح با به‌کارگیری روش SEBAL بر روی دادة ماهواره‌ای تخمین زده شد. علاوه بر این، ارتباط درجه حرارت سطح با مقادیر NDVI و کسر پوشش گیاهی ارزیابی گردیدند. به‌علاوه، رابطه رگرسیون درجه حرارت سطح و پوشش گیاهی به تفکیک انواع مختلف پوشش گیاهی محاسبه و ارائه شد. نتایج به دست آمده از بررسی‌ها، نشان‌دهندة وابستگی شدید بین درجه حرارت سطح و مقادیر NDVI و FVC برای انواع پوشش ـ کاربری زمین است. نتایج حاصل از انجام تحلیل رگرسیون بین پارامترهای تعیین مقادیر پوشش گیاهی و درجه حرارت سطح، حاکی از آن است که روش به‌کار رفته، برای تخمین مقادیر گسیل‌مندی و درجه حرارت سطح، در مناطق شهری غیریکنواخت با دقت مناسب و پذیرفتنی عملی است و می‌تواند به منظور برآورد میزان توسعه و تغییرات دمایی شهری در دوره زمانی معین مورد استفاده قرار گیرد.

 

پیمان ملک‌پور, محمد طالعی
PDF

مدیریت فضای سبز شهری از مهم‌ترین کاربردهای تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک مکانی بالاست. در مدیریت فضای شهری تعداد درختان و خصوصیات آنها معمولاً در زمرة اطلاعات پایه به شمار می‌روند. شمارش دستیِ تعداد درختان علاوه بر نیاز به نیرو و هزینه و زمان بالا، احتمال خطای زیادی را نیز به خاطر اشتباه‌های انسانی به همراه دارد. علاوه بر این، بسیاری از اوقات هیچ‌گونه اطلاعات مکان‌مند نظیر نقشة پراکندگی درختان در اختیار تصمیم‌گیرندگان قرار نمی‌گیرد و یا در صورت امکان، هزینه‌های زیادی را برای نقشه‌برداری زمین و برداشت تک‌تک درختان می‌طلبد. در مقالة حاضر فرایندی برای شمارش خودکار درختان طراحی شده است که در آن از تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک بالا استفاده می‌شود. تصویر مورد نظر از منطقه‌ای در شهر بندرعباس انتخاب شد که در آن انواع درختان مناطق شهری که به صورت مجزا و گروهی و ردیفی در کنار یکدیگر استقرار یافته‌اند، به چشم می‌خورند. از زمان کاشت اکثر درختان موجود در منطقه بیش از ده سال می‌گذرد. در این روش در مرحلة نخست تصویری چندطیفی با تصویری پانکروماتیک از سنجنده Quickbird ادغام شدند. سپس از تصویر به دست آمده، نقشة NDVI تهیه گردید. آن‌گاه با اعمال دو عملگر مورفولوژیک (Erosion, RegionalMax) هسته‌های اولیه درختان به دست آمد. نتایج با حذف نقاط اضافه در مناطق غیرپوشش گیاهی، نقاط تکراری و پوشش‌های گیاهی غیردرخت اصلاح شدند. نتایج الگوریتم در مقایسه با داده‌های زمینی دقت خوب و مناسبی، که در حدود 90 درصد به دست آمده است، دارند.

سیدباقر فاطمی, محمدرضا مباشری, مسعود ورشوساز
PDF