دوره 8, شماره 1

بهار 1395

فهرست مطالب

مقالات

طوفان‌های گردوغبار یکی از مهم‌ترین چالش‌های اخیر در منطقۀ غرب آسیا محسوب می­شود. این پدیده به‌علت خشکسالی شدت بیشتری یافته و آثار منفی فراوانی در زندگی مردم منطقه گذاشته است. ازآنجاکه این منطقه در کمربند خشک و گردوغباری جهان قرار گرفته، ضروری است تا ابعاد گوناگون ریزگردها به‌خوبی واکاوی شود. پیش‌بینی و مدلسازی این پدیده می‌تواند از به خطر افتادن جان میلیون‌ها انسان جلوگیری کند. بنابراین، ارائۀ مدلی منطقه‌ای برای بررسی ابعاد گوناگون این پدیده ضروری است. المان‌های هواشناسی و اقلیمی مؤثر در پدیدۀ ریزگرد همواره درحال تغییرند بنابراین، باید از مدل‌های مکانی- زمانی برای مدلسازی و بصری‌سازی آن بهره برد. بدین منظور، در این مطالعه با استفاده از قابلیت‌های مدلسازی مکانی- زمانی سیستم اطلاعات مکانی (GIS) و داده‌های به‌دست‌آمده از سنجش از دور (RS) همچون سرعت باد، رطوبت خاک، بافت خاک و مدل ارتفاعی زمین مدلی برای برآورد میزان گردوغبار برخاسته از سطح زمین طراحی و توسعه داده شد. مدل طراحی‌شده که DustEM (Dust Emission Model) نامیده شده است، میزان انتشار جریان‌های افقی ریزگرد را محاسبه می‌کند. در این مطالعه مدلسازی برای بازۀ زمانی سال 2001 تا 2007 صورت گرفت و نتایج به‌دست‌آمده از آن با داده‌های AOD سنجندۀ MODIS ارزیابی شد. به‌منظور شناسایی مناطق با فعالیت ریزگرد بالا، خروجی مدل در سه طبقۀ مناطق با فعالیت کم، متوسط و زیاد با استفاده از حد آستانه‌های 3/0 و 6/0 برای شاخص AOD طبقه‌بندی شد و این مدل به‌صورت مکانی- زمانی مناطق بحرانی را شناسایی می­کند. میانگین شاخص صحت برای دورۀ مورد مطالعه % 6/73 به‌دست آمد که بیانگر دقت بالای مدل در شناسایی مناطق بحرانی است.
الهام خدابنده‌لو, عباس علیمحمدی سراب, ابوالقاسم صادقی نیارکی, علی درویشی بلورانی, علی‌اصغر آل‌شیخ
PDF
1-18
در تصاویر نرمال که براساس هندسۀ اپی‌پلار بازنمونه‌برداری شده‌اند، نقاط متناظر در زوج تصویر در راستای یک سطر یا ستون‌اند و پارالاکس قائم نخواهند داشت. این ویژگی تصاویر نرمال را به‌منزلۀ پیش‌نیاز اصلی طیف وسیعی از کارهای فتوگرامتری نظیر تناظریابی، مثلث‌بندی هوایی خودکار، تولید مدل رقومی زمین، تولید ارتوفتو، و برجسته‌بینی مطرح کرده است. در این مقاله، روش جدیدی مبتنی بر استفاده از مدل پارامترهای مداری برای بازنمونه‌برداری اپی‌پلار تصاویر خطی پوش‌بروم پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی براساس تصحیح پارامترهای توجیه خارجی مدل پارامترهای مداری در فضای شیئ توسعه یافته است. از مزایای این مدل می‌شود به امکان تصحیح اثر دید غیرقائم سنجنده به‌واسطۀ تعبیرپذیری فیزیکی پارامترهای مدل و امکان پیاده‌سازی روند پیشنهادی، با استفاده از دیگر مدل‌های مطرح در حوزۀ تصحیح هندسی تصاویر ماهواره اشاره کرد. طبق نتایج حاصل از ارزیابی دقت تصاویر نرمال تولیدشده به روش پیشنهادی در سطح نقاط چک مستقل، متوسط پارالاکس x باقی‌مانده در سطح مدل 73/0 پیکسل حاصل شد که بر کارآیی مدل پیشنهادی دلالت دارد.
مجتبی جنتی, محمدجواد ولدان ‌زوج, علی محمدزاده, علیرضا صفدری‌نژاد
PDF
19-36
توسعۀ روش‌های جدید و هوشمند برای جلوگیری از وقوع تصادف یا کاهش شدت تصادفات در راه‌های برون‌شهری یکی از اهداف اصلی مطالعات ایمنی راه است. هدف اين تحقيق تلفيق قابليت‌هاي سيستم‌هاي اطلاعات مکاني (GIS) با روش‌هاي مبتنی بر محاسبات نرم، جهت برآورد شدت تصادفات و تعیین فاکتورهای مؤثر بر آن در راه‌های دو‌خطۀ برون‌شهری است. روش پيشنهادي با ارائۀ مدل درخت دسته‌بندی و رگرسیون فازی (FCART) و ايجاد پايگاه دادۀ مکانمند متشکل از داده‌هاي تصادفات و اطلاعات راه و محيط مجاور آن در محور قزوين- رشت (ايران) بررسی می‌شود. نتایج با استفاده روش اعتبارسنجی ده‌قسمتی بر رویدادهایی که شدت تصادفات آنها معلوم است، ارزيابي و با مدل درخت دسته‌بندی و رگرسیون (CART) مقایسه می‌شود. نتايج نشان مي‌دهد که مدل درخت دسته‌بندی و رگرسیون فازی در مقایسه با درخت تصمیم CART فرایند استنتاج قوی‌تر‌ی دارد و شدت تصادفات را با صحت بیشتری پیش‌بینی می‌کند. تحلیل حساسیت روش پیشنهادی ضمن کشف تأثيرات مکاني طرح هندسي و عوارض و کاربري‌هاي مجاور راه بر شدت تصادفات، نقص فنی خودرو، کمربند ایمنی و شرایط آب‌وهوایی را نیز مهم‌ترین فاکتورهای تأثیر‌گذار در شدت تصادف می‌شمارد. این مطالعه به متخصصان ایمنی راه کمک ‌می‌کند تا عوامل مکانی تأثیرگذار در سطوح متفاوت شدت تصادفات را شناسایی کنند و اقدامات پیشگیرانۀ لازم را برای کاهش شدت یا جلوگیری از وقوع تصادفات انجام دهند.
ميثم عفتي
PDF
37-54
تلفیق تصاویر ماهواره‌ای و ایجاد داده­هایي با قابلیت مکانی و طیفی بالاتر از داده­هاي موجود جایگاه و نقشی ویژه در مباحث سنجش از دور دارد. این درحالی است که دقت و کارآیی همۀ مراحل پردازش در مسیر استفاده از این داده­ها  به دقت و اعتمادپذیری دادۀ تولیدشده وابسته است. درنهايت، استفادۀ بهينه از تصوير تلفيق‌شده مبتني بر دقت روش تلفيق است. بررسي اين مهم به انتخاب درست شاخص ارزيابي، متناسب با هدف و حيطۀ کاربرد تصوير تلفیق‌شده، نیاز دارد. ارجحيت حفظ اطلاعات مکاني و طيفي درکاربردهاي گوناگون، همچون منابع طبيعي، مناطق شهري و مانند آن، متفاوت است. بنابراين، انتخاب بهترين روش تلفیق با بررسي ازطريق شاخص­هاي ارزيابي کیفیت تصویر متناسب با حیطۀ کاربرد تصویر یکی از چالش‌هاي کاربران در این زمینه است. ازاين‌رو، مقالۀ حاضر به آناليز و ارزيابي بیست روش رايج ارزيابي کيفيت تصویر، با هدف معرفی شاخص مناسب در بین شاخص های مطرح براساس کاربرد تصویر تلفیق‌شده، معرفی عوامل تفاوت نظر شاخص­ها در بیان کیفیت و ارائۀ مدلی برای دریافتن توانای هریک از شاخص­ها در نمایش اعوجاجات رخ‌داده در جنبۀ اطلاعات طیفی و مکانی تصویر پرداخته است. بدين منظور، دو شاخص فیلتر بالاگذر و زاویۀ نگاشت طیفی به‌منزلۀ مبنای اطلاعات مکانی و طیفی تصویر درنظر گرفته شد و عملکرد هریک از شاخص ها در بیان کیفیت داده‌های شبیه‌سازی‌شده، که شامل تصاویری با اعوجاج طیفی و مکانی کنترل شده است، بررسی شد. براي ايجاد اعوجاج طيفي از اثر اعمال فيلتر بالاگذر، جابه‌جايي باند و تغيير تن رنگ بهره گرفته شده است. همچنين، از فيلتر پايين‌گذر و عملگرهاي فرسايشي با عنصر ساختاری با ابعاد متفاوت برای مخدوش کردن اطلاعات مکانی استفاده شده است. در بررسي‌هاي انجام‌شده در اين تحقيق، از تصاوير ماهواره‌هاي Landsat8،EO-1 وWorldview که قدرت تفکيک طيفي و مکاني متفاوت دارند، استفاده  شد. از هر تصوير قطعاتي با کاربري اراضي متفاوت به‌منزلۀ تصاویر تست برش داده شد. نتیجۀ ارزيابي شاخص­ها روی تصاویر تست دسته‌بندی شاخص‌ها، از نظر توانایی نمایش انحرافات طیفی و مکانی، در سه گروه قرار می‌گیرد. دستۀ نخست روش‌هاي مبتني بر نويز براي ارزيابي کلي تصوير در مقابل نويز است، شامل شاخص‌هاي ERGAS، MSE، PSNR، WSNR. دستۀ دوم روش‌هاي هم‌سو با روش نگاشت زاويۀ طيفي« SAM» که به‌دليل نمايش بهتر انحرافات طيفي، براي برآورد تخریب اطلاعات طیفی تصویر مناسب‌تر است و شاخص‌هاي BIAS, RASE, Q, MSSIM, NQM, FSIM, SRSIM, SAM را دربر می‌گیرد. دستۀ سوم شاخص هم‌روند با شاخص فيلتر بالاگذر «HPF»، شامل شاخص‌های MAD و RFSIM است که براي برآورد تخریب اطلاعات مکانی تصویر مناسب‌تر است.
مهرنوش شاکری‌پور, فردین میرزاپور, علی درویشی بلورانی, سید کاظم علوی‌پناه
PDF
55-70
بخش رس از مهم‌ترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدل­سازی زیست­محیطی2 و پهنه­بندی رقومی خاک3 بسیار مورد توجه است. ازآنجا­که این ویژگی از تغییرپذیری­های مکانی4 تأثیر می‌پذیرد، تشخیص و پهنه­بندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روش­های نمونه­برداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینه­بر و وقت­گیر است. بنابراین، تقاضا برای بررسی این­گونه اطلاعات با کیفیت خوب، هزینۀ کم و قدرت تفکیک (مکانی) مناسب، در مباحث و زمینه­هایی همچون کشاورزی دقیق5 (PA) و برنامه­ریزی اراضی6 (LP) بسیار زیاد شده است. با ظهور طیف­سنجی ابرطیفی آزمایشگاهی (LDRS) که براساس ارتعاشات بنیادین7 (FVs)، علائم ترکیبی8 و فرعی9 حاصل از گروه­های عاملی10 به تشخیص و بررسی اجزای خاک می­پردازد، روزنه­ای در بررسی این پارامتر خاک ایجاد کرده است. طی تحقیق حاضر، از طیف­سنجی بازتابی مجاورتی11 (PSS) برای بررسی مقادیر رس در قسمت­هایی از استان مازندران استفاده شده است. بدین‌ ترتیب، مجموع 128 نمونه از عمق 20 سانتیمتری سطح خاک و براساس روش نمونه­برداری طبقه­بندی‌شدۀ تصادفی12 (SRS) و نیز با کمک اطلاعات جانبی همچون: زمین­شناسی، کاربری ­اراضی، نقشۀ راه­ها، و خاک­شناسی استان جمع­آوری شد. در ابتدا، مجموع نمونه­ها به دو قسمت تقسیم شد: 96 نمونه برای ایجاد مدل (عملیات واسنجی13) و 32 نمونه برای اعتبارسنجی مستقل14 آن. با بهره­گیری از تحلیل رگرسیون چندمتغیرۀ 15PLSR و براساس تکنیک اعتبارسنجی متقاطع به روش حذف تکی16 (LOOCV) و عملیات پیش­پردازشی17 چون: میانگین­گیری18 (روش کاهش داده­های ابرطیفی19)، هموارسازی و مشتق اول طیفی براساس الگوریتم ساویتسکی- گولای20، درنهایت مدل کالیبراسیون با چهار فاکتور21 (LFs)، با RMSEC حدود 55/9 و R2C حدود 73/0 و نیز RPDC تقریبی 94/1 و RPIQC تقریبی 19/3 (ست کالیبراسیون)، به‌منزلۀ مطلوب­ترین مدل جهت برآورد مقادیر رس منطقۀ مورد مطالعه، شناخته شد که نتایج حاکی از توانایی مناسب مدل در برآورد رس منطقه بوده است. درنهایت، قابلیت فن­اوری طیف­سنجی بازتابی پراکنشی مرئی-فروسرخ نزدیک22 (VNIR-DRS)، در بررسی اجزای رسی منطقه، به اثبات رسید. همچنین، می‌شود این مدل و نیز دامنه­های طیفی مؤثر به‌دست‌آمده را جهت بررسی مقادیر رس در مقیاس بسیار وسیع، با عملیات بیش­مقیاس­سازی23 به‌وسیلۀ داده­های ابرطیفی هوایی-ماهواره­ای، مبنا قرار داد. این امر نشان‌دهندۀ اهمیت ابرطیف­سنجی آزمایشگاهی، همچون پایه­ای برای تشخیص باندهای طیفی مفید و نیز ایجاد مدل جهت استفادۀ آن در دورسنجی ابرطیفی است. 
مجید دانش, حسینعلی بهرامی, روشنک درویش‌زاده, علی‌اکبر نوروزی
PDF
71-94
آگاهی از توزیع زمانی و مکانی دمای سطح زمین (LST) Land Surface Temperature برای تعیین بیلان انرژی، در مطالعات اقلیم‌شناسی، بررسی وضعیت پوشش گیاهی و تعیین چگونگی ساختار شهری کاربرد بسیاری دارد. در این مطالعه، مسئلۀ اصلي استخراج LST از منطقۀ مورد مطالعه و بررسی رابطۀ آن با ساخت‌وساز شهری و پوشش گیاهی است. شرایط اقلیمی به‌ویژه باد، چگونگی ساخت‌وساز شهری و پوشش گیاهی از عوامل مهم و تأثیرگذار در LST به‌شمار می‌رود. در این مطالعه، با توجه به اهمیت جزایر حرارتی در مقیاس پیکسل و توانایی چندجمله‌ای‌های درونیاب نیوتن در این زمینه، ساخت‌وساز شهری و پوشش گیاهی با این چندجمله‌ای‌ها استخراج، و رابطۀ آن با LST بررسی شده است. همچنين، آن نواحی که جزایر حرارتی را تشكيل داده‌اند، شناسایی شدند. از اهداف اصلی این مقاله استفاده از تکنیک‌های ریاضی در سنجش از دور و میزان کارآیی و دقت آنهاست. چندجمله‌ای‌های درونیاب نیوتن، با استفاده از DN دریافتی از دویست نقطه از سطح تصویر که دارای پوشش گیاهی و مناطق با ساخت‌وساز شهری است، دو معادله از درجۀ هفت ارائه کرده که با پیاده‌سازی این معادلات بر سطح تصویر، مناطق دارای پوشش گیاهی و ساخت‌وساز شهری را جداگانه استخراج کرده است. میزان خطای حاصل از استخراج پوشش گیاهی با استفاده از چندجمله‌ای درونیاب نیوتن، در صد نقطۀ برداشتی در سطح منطقۀ مورد مطالعه، 1/10 و برای ساخت‌وساز شهری 02/12 محاسبه شد. شایان ذکر است که تاکنون کار مشابهی با الگوریتم دوجمله‌ای‌های نیوتن انجام نگرفته است. 
کاظم علی‌آبادی, هادی سلطانی‌فرد
PDF
95-108
در شرایط روبه‌رشد توسعه، طراحان سرزمین بارها با شرایطی مواجه می­شوند که برای مکانی خاص، گزینه­های متفاوت کاربری وجود دارد. اینجاست که بین برگزیدن یا برنگزیدن کاربری­ها تعارض پدید می‌آید. تحقیق حاضر، با چنین رویکردی، چگونگی ساماندهی چهار کاربری کشاورزی، جنگل، مرتع و توسعه و اولویت­بندی آنها را در منطقه­ای در شهرستان گرگان، با هدف کاهش هزینۀ تخصیص سرزمین به هر کاربری و افزایش تراکم و پیوستگی مناطق اختصاص‌یافته به آنها، به‌منزلۀ معیارهای شکلی سیمای سرزمین، مورد مداقه قرار داده است. در این راستا، از قابلیت­های دو مدل دقیق و ابتکاری، شامل مدل برنامه­ریزی خطی و الگوریتم کلونی­مورچگان، استفاده شده است. برای اجرای مسئلۀ به­گزینی کاربری اراضیِ تعریف‌شده در مدل برنامه­ریزی خطی که با توجه به ابعاد مسئله (132 ردیف در 127 ستون) و اهداف مورد تحقیق در زمرۀ مسائل سخت قرار دارد، از روش آزادسازی مسئله از قید صحیح و روش شاخه و کران بهره گرفته شده است. نتایج نشان می­دهد میزان هزینۀ تخصیص، تراکم و پیوستگی در همۀ کاربری­ها در استفاده ترکیبی از دو مدل بالا، درمقایسه با شرایطی که فقط یکی از دو مدل به‌کار رود، بهینه­تر خواهد بود. نتایج مقایسۀ اجرای به­گزینی در استفادۀ ترکیبی از دو الگوریتم و اجرای آن به‌وسیلۀ الگوریتم شناخته‌شدۀ MOLA در نرم­افزار ایدریسی نشان می­دهد که ضمن آنکه در مدل پیشنهادی امکان تعریف اهداف بیشتر وجود دارد، تفاوت مقادیر هزینه، تراکم و پیوستگی در نتایج دو مدل پس از استانداردسازی در بازۀ صفر تا یک، به‌ترتیب، 0.03، 0.1 و 0.07 است و الگوریتم ترکیبی بهینه­تر عمل کرده است.
مریم سعیدصبائی, رسول سلمان‌ماهینی, سید محمد شهرآئینی, سید حامد میرکریمی, نورالدین دبیری
PDF
109-126