دوره 6, شماره 4

زمستان 1393

فهرست مطالب

علوم پایه

 

رواناب یکی از اجزای ضروری محاسبة فرایندهای منابع آب و مسئله‌اي اصلی در هیدرولوژی است. مدل‌های مفهومی زیادی برای پيش‌بيني ميزان رواناب مطرح شده‌‌اند كه عمدتاً نیازمند داده‌های توپوگرافی و هیدرولوژیکی هستند. روش‌های مرسوم گذشته برای نواحی‌اي که داده‌های هیدرولوژیکی کافی ندارند، نامناسب‌اند. تخمین رواناب، فرایندی غیرخطی و از نظر ز‌مانی و مکانی به‌طور کامل تصادفی است و شبیه‌سازی آن با مدل ساده به‌راحتی امکان‌پذیر نیست. امروزه استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی در مواردي كه كمبود داده‌ها محسوس است، روش مناسبي به‌شمار مي‌آيد. در پژوهش حاضر از داده‌های بارش، دما و دبی ایستگاه‌های حوضة کن در بازة زمانی 1375 تا 1385 و همچنین خصوصیات فیزیوگرافی حوضة مورد مطالعه به‌عنوان ورودی شبکة عصبی براي پیش‌بینی رواناب استفاده شد. بدين منظور به‌صورت تصادفی 80 درصد داده‌ها براي آموزش و 20 درصد داده‌ها برای تست و اعتبارسنجی شبکه اختصاص داده شدند. به‌منظور انتخاب شبکة بهینه، از دو نوع تابع انتقال، 12 تابع آموزشی، و تعدادی نرون مخفی مختلف بین 1 تا 9 نرون استفاده شد. نتایج پژوهش پس از آزمون شبکه با لایه‌های پنهان و با توابع یادگیری مختلف آشکار ساختند که استفاده از داده‌های بارش، دما و دبی، و تابع آموزشی LM و تابع انتقال Tansig و چهار نرون مخفی، بهترین ساختار را براي تخمین رواناب به‌دست مي‌دهد. شبکة عصبی با این ساختار می‌تواند رواناب را با دقت (0.68≤R2≤0.78 و 0.53≥RMSE 0.03≤) برآورد ‌كند.

 

 كلید‌واژه‌ها: تخمین رواناب، شبكة عصبي مصنوعی، الگوريتم پس‌انتشار خطا، حوضة کن، سامانة اطلاعات جغرافیایی.

 

علی‌اکبر متکان, علیرضا شکیبا, امین حسینی ‌اصل, فردین رحیمی دهگلان
PDF
119

 

اطلاعات پوشش اراضی یکی از مهم‌ترین ابزارهای مدیریت شهری است و سنجش ‌‌از دور به‌عنوان فناوری ‌‌بهینه از نظر هزینه و زمان، در تولید این‌گونه اطلاعات اهميت بسيار دارد. با توجه به وجود نواحی شهری پیچیده و متراکم در کشورهای جهان سوم، روش‌‌های شئ‌‌مبنا به‌عنوان راهکار مناسبی در پردازش تصاویر این‌گونه مناطق پیشنهاد شده‌اند. هدف پژوهش حاضر معرفی روش شئ‌‌مبناي جدیدي براي طبقه‌‌بندی مناطق شهری پیچیده با استفاده از تصاویر بزرگ‌مقیاس ماهواره‌‌ای و نزدیک‌شدن به فرایند تولید نقشة استاندارد و مؤثر با اين روش است. در این مدل به‌منظور انتخاب پارامترهای قطعه‌‌بندی، از روشي جدید و همچنین از مدل طبقه‌‌‌بندی سلسله‌‌‌مراتبی به‌همراه استراتژی قانون‌مبنايي براي غلبه بر اغتشاشات بین‌کلاسی بهره‌‌گیری شد. در این حيطه ضمن بهینه‌‌‌سازی فضای ویژگی در آنالیزي چندمقیاسه، از دو روش طبقه‌‌بندی قانو‌‌ن‌‌مبنا و نزدیک‌ترین ‌‌همسایة فازی استفاده شد. روش پیشنهادی در پژوهش حاضر روی تصویر سنجندة  IKONOSاز شهر شیراز پیاده‌‌سازی شد، که دقت 84 درصد با استفاده از طبقه‌‌بندی روش قانون‌مبنا و نيز دقت 87 درصد از روش طبقه‌‌بندی نزدیک‌ترین همسایة فازی به‌دست آمد. افزون‌ بر اين، پیاده‌‌سازی روش پیشنهادی روی تصویر  IKONOSشهر یزد، قابلیت تعمیم‌‌پذیری این روش را به سایر مناطق نشان داد.

 

   كلید‌واژه‌ها: طبقه‌‌بندی پوشش اراضی، قانون‌‌مبنا، شئ‌‌مبنا، نزدیک‌ترین همسایة فازی، نواحی پیچیده.

 

محسن قلوبی, محمدجواد ولدان زوج, مهدی مختارزاده
PDF

 

روش‌هاي نوين بهينه‌سازي فرايند مسيريابي خطوط انتقال برق مي‌توانند بسياري از مسائل پيچيده‌اي را که تصميم‌گيران مسيريابي خطوط انتقال برق با آن مواجه‌اند، حل كنند. با توجه به گستردگي عوامل درگير در مسيريابي خطوط انتقال برق مي‌توان الگوريتم‌هاي تکاملي چندهدفه را به‌عنوان ابزاري مناسب در اين زمينه در نظر گرفت. در پژوهش حاضر با بهره‌گيري از الگوريتم تکاملي چندهدفه NSGA-II و با ارائة عملگرهاي ژنتيکي مناسب، به مسيريابي بهينة خط انتقال برق پرداخته شد. با نظر متخصصان صنعت برق در وزارت نیرو و برق منطقه‌ای مازندران، سه تابع هدف به‌منظور توليد مسير‌هايي با ويژگي‌هاي F1- کمترين هزينة اقتصادي، F2- کمترين تأثيرات سوء زيست‌محيطي و اجتماعي و F3- دسترسي و نگهداری راحت از خط انتقال، طراحي شده است. اجرا و ارزیابی مدل ارائه‌شده در بستر سامانة اطلاعات مکانی (GIS) نشان داد که این مدل توانایی بالایی در بهینه‌سازی توابع هدف دارد. مدل مذكور براي مسيريابي بين دو پست برق 400 کيلوولت ناريوران (شهر آمل) و حسن‌کيف (شهر کلاردشت) در برق منطقه‏اي مازندران اجرا شد. نتایج تحقيق، بهبود میانگین 15درصدی مقادیر توابع هدف را در مقایسه با مسیر موجود نشان مي‌دهند.

    كلید‌واژه‌ها: مسيريابي، انتقال برق، NSGA-II،GIS.

 

عبدالمطلب رستگار, علی منصوریان, محمد طالعی, دیاکو یاری, سارا بهشتی‌فر
PDF

 

استفادة اصلی از مراتع ایران به‌صورت چرای دام و دام غالب در مراتع، گوسفند است. چرای گوسفند در شیب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بالای 60 درصد به‌علت صرف انرژی زیاد برای عمل چرا، ضمن آنكه عملکرد دام را كاهش مي‌دهد، خطر ایجاد فرسایش را نيز بالا مي‌برد. چرای گوسفند در نقاطی که بیش از پنج کیلومتر از منابع آب فاصله دارند، به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌علت طولانی‌شدن مسیر راهپیمایی باعث کاهش عملکرد می‌شود. پراکنش منابع آبی در مرتع، از عوامل مؤثر در تعیین شایستگی مرتع به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شمار می‌رود که بر پراکنش دام نیز تأثیر مي‌گذارد. ازاين‌رو لازم است در هر منطقه شایستگی منابع آب مرتع برای دام مشخص شود. در پژوهش حاضر، تجزیه و تحلیل داده‌‌ها در ساختار رستری و به‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌وسیلة نرم‌افزار ILWIS انجام شد. منطقة مورد مطالعه در تحقيق با وسعت 37977 هکتار در طالقان (استان البرز) واقع شده است. مدل منابع آب از سه زیرمدل فاصله از منابع آب، کمیت منابع آب و کیفیت منابع آب تشکیل شده است. نتایج نشان دادند که براساس مدل شایستگی منابع آب، 19989 هکتار از مراتع منطقه در طبقة شایستگی خوب (S1)‌، 1229 هکتار در طبقة شایستگی متوسط (S2) و 4338 هکتار در طبقة شایستگی غیرقابل استفاده (N) قرار گرفتند و هیچ قسمتی از مرتع در طبقة شایستگی کم (S3) واقع نشد. شیب، مهم‌ترین عامل محدودکنندة شایستگی مرتع برای چرای گوسفند در منطقة مطالعه‌شده شناخته شد. پیشنهاد می‌شود در ارائة راه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌حل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مدیریتی برای احیا و اصلاح مراتع، به عوامل محدودکننده و کاهش‌دهندة شایستگی منابع آب مرتع توجه شود و عملیات اصلاحی برای رفع عوامل کاهش‌دهندة شایستگی مرتع صورت گیرد.

 

 كلید‌واژه‌ها: مرتع، منابع آب، گوسفند، سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی

شهرام یوسفی خانقاه, اصغر تراهی, حسین ارزانی
PDF

 

درسال‌ها‌ياخير،اهميت آب زيرزميني به‌مثابه منبع مهم تأمين آب در مناطق خشک و نيمه‌خشک به‌دليلبرداشتبي‌رويهازآن دوچندان شده است. برداشت بي‌رويه سبب افتسطحايستابيآب در بسياري از مناطق کشور شده است و باجايگزين‌کردن روش‌ها‌ي آبيارينوينبه‌جايروشآبياريسنتيمي‌تواناز روند افت سفره و درنتيجه بيابان‌زايي جلوگيري كرد. كيفيتآب آبياريازمحدويت‌ها‌ي مهم توسعة‌آبياريتحتفشار در مناطق خشکو نيمه‌خشک به‌شمار مي‌آيد. هدف پژوهش حاضر شناسايي مناطق مستعد آبياري تحت فشار در دشت خالدآباد با استفاده از تکنيک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هاي زمين‌آمار و GIS است. به‌منظور پهنه‌بندي کيفيت آب دشت از پارامترهاي کيفي 11 چاه پيزومتري موجود در دشت استفاده شد. براي پهنه‌بندي نقشه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هاي کيفي از بين روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هاي زمين‌آماري  IDWو كريجينگ‌، روش كريجينگ به‌دليل داشتن RMSE و MAE کمتر، انتخاب شد. با روي‌هم‌انداختن لايه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌هاي کيفيت آب براساس منطق بولين، مناطق ‌با كيفيتآب مناسب براياجرايسيستمآبياريتحتفشارمشخصشدند. نتايج ‌نشان دادند که 9/21 درصد از منطقه براي آبياري باراني مناسب و 4/54 درصد از منطقه براي آبياري قطره‌اي مناسب است. پيزومترهاياستفاده‌شده براي آبياريقطره‌ايدرمحدودةوسيع‌تري قرارگرفتند.بنابرايندربخشوسيعيازمنطقة مورد مطالعه، سيستم‌آبياريقطره‌اي درمقايسه با روش آبياري بارانيقابليتاجرايي و راندمان آبياري بالاتري دارد.

 

 كلید‌واژه‌ها: GIS، کيفيت آب زيرزميني، آبياري تحت فشار، ‌مکان‌يابي، بادرود.

سيدجواد ساداتي‌نژاد, محمدرضا شکاري
PDF

 

تهية نقشة دقيق از ساختارهاي زمين‌شناسي، در مديريت سرزمين اهميت بسزايي دارد. بسياري از اين ساختارها در مناطق خشک و بياباني منشأ رسوبات بادي، غبار و ذرات معلق در هوا به‌شمار ‌مي‌آيند. افزايش روزافزون توان تفکيک سنجنده‌ها و دسترسي آسان به آنها، کمک شاياني به مطالعة مناطق بياباني كرده است. هدف پژوهش حاضر، تعيين مهم‌ترين عوامل مؤثر در تفکيک رخساره‌هاي کويري براساس روش ميانگين هندسي و تجميع لايه‌هاي اطلاعاتي سنجندة  ASTERاست. به‌منظور انجام پژوهش حاضر از تصوير ماهواره‌اي استر مربوط به‌تاريخ 23 ژوئن سال 2010 استفاده شد.ابتدا 40 نمونه از خاک سطحي منطقة مطالعاتي برداشت شد ومؤلفه‌هاي مختلف خاک‌شناسي (آنيون‌ها، کاتيون‌ها، بافت، رطوبت و pH) در آزمايشگاه تجزيه و تحليل شدند.به‌منظور بررسي اثر توپوگرافي بر شکل رخساره‌ها از مدل رقومي ارتفاع بهره گرفته شد. ارزش پيکسل‌ها در باندهاي مختلف در محل نمونه‌هاي آموزشي (26 نمونه) استخراج شد و سپس با استفاده از روش رگرسيون چندگانة خطي اقدام به برپايي مدل‌هاي همبستگي شد. با استفاده از مدل‌هاي رگرسيوني در محل نقاط شاهد (14 نمونه)، مقادير تخميني در اين نقاط محاسبه و صحت مدل‌ها ارزيابي گرديد. با اعمال مدل‌ها روي باندهاي مرتبط، نقشة مربوط به هر مؤلفه تهيه و پس از استانداردسازي با استفاده از روش تفکيک تراکمي طبقه‌بندي شدند. صحت طبقه‌بندي نقشه‌هاي توليدشده براساس نقشة واقعيت زميني برآورد گرديد. سپس با استفاده از روش ميانگين هندسي و تجميع، لايه‌هاي اطلاعاتي تلفيق شدند. درنهايت، ارزيابي صحت نقشه‌هاي خروجي نيز صورت گرفت. نتايج تحقيق حاضر حاکي از نبود رابطة معنادار بين مؤلفه‌هاي سديم، کربنات، هدايت الکتريکي خاک و توپوگرافي با داده‌هاي ماهواره‌اي در منطقة مطالعاتي‌ است. همچنين نتايج نشان دادند که گرچه براساس مدل‌هاي تخميني رس، سيلت، قليايي‌بودن، رطوبت و استفاده از رويکرد ادغام رخساره‌هايي که بازتاب طيفي مشابه دارند ‌مي‌توان حداکثر تا 4 رخساره را در منطقة مطالعاتي تفکيک کرد، اما براساس روش ميانگين هندسي و با استفاده از اثر جداگانة مؤلفة آهک و اثر متقابل مؤلفه‌هاي بيکربنات‌ـ آهک، پتاسيم‌ـ آهک، و بيکربنات‌‌ـ آهک‌ـ پتاسيم با صحت کلي بيش از 53 درصد ‌مي‌توان 5 رخساره را ‌تفکيک کرد.

 

   كلید‌واژه‌ها: رخساره، ميانگين هندسي، تجميع،ژئوموفولوژي، پلايا، طبس.

 

محمد حسن‌زاده نفوتي, زهره ابراهيمي خوسفي, مسلم چابک بلداجي, محسن ابراهيمي خوسفي
PDF

 

در طول 10 سال اخير، خودکاره‌های سلولیبه‌صورت گسترده‌‌‌‌‌اي در شبيه‌‌‌‌‌سازي پديده‌‌‌‌‌هاي مکاني مورد توجه و استفاده قرار گرفته‌اند. با اين حال، به‌دليل ماهيت قطعي و توجه‌نكردن به عدم‌قطعيت در خودکاره‌‌‌‌‌های سلولی کلاسيک، محدوديت‌‌‌‌‌هاي گوناگوني براي شبيه‌‌‌‌‌سازي اين‌‌‌‌‌گونه پديده‌‌‌‌‌ها به وجود آمده است. در پژوهش حاضر، خودکاره‌‌‌‌‌های سلولی کلاسيک ازطريق تلفيق آن با نظرية فازي معرفي شده‌اند. در اين تحقيق، قوانين انتقال به‌صورت فازي بيان شده و بر مبناي آن مدل خودکاره‌‌‌‌‌های سلولی فازي ارائه شده است. مدل مذکور به‌منظور شبيه‌‌‌‌‌سازي فرايند توسعة شهري اصفهان در طول سال‌‌‌‌‌هاي 1990 تا 2009 به‌كار گرفته شده است.

 

كلید‌واژه‌ها: خودکارة سلولی، نظرية مجموعة فازی، توسعة شهری، ماتريس خطا.

محمدرضا ملک, نازنین عبدالقادری بوکانی, محمدسعدی مسگری
PDF