دوره 8, شماره 4

زمستان 95

فهرست مطالب

مقالات

هدف این مقاله ارزیابی توانمندی استخراج پارامترهای جنگلی همچون ارتفاع درختان با تکنیک‌های تداخل‌سنجی راداری با روزنة ترکیبی است. هدف عمده از تصاویر پلاریمتری راداری، در کاربردهای جنگلی، جداسازی مراکز فاز ناشی از توپوگرافی سطح زمین و تاج درختان است. یکی از روش‌های بسیار مرسوم در این زمینه به‌کارگیری ساختار دولایه‌ای مبتنی‌بر مدل پرکاربرد پراكنش حجمی نامنظم روی سطوح (RVOG) است. این مدل در یک دستگاه معادلات غیرخطی پارامترهای گوناگون مانند توپوگرافی زمین، ارتفاع درخت، ضریب میرایی موج و نسبت دامنه پراکنش سطحی به حجمی را تخمین می‌زند. با این حال به‌دلیل وابستگی شدید نتایج مدل به مقادیر اولیة مجهولات و به‌دلیل زمان‌بربودن و پیچیدگی حل دستگاه غیرخطی برای تمامی سلول‌های تصویر، بیشتر اوقات مسئله براساس فرضیات خاصی در ارتباط با مدل‌های پراکنش حل می‌شود. با وجود این، نتایج این روش‌ها نیز تحت تأثیر فرضیات قرار می‌گیرند و غالباً نمی‌توانند منجر به تعیین مناسب پارامترها شوند. ازاین‌رو برای حل مسائل پیش ‌رو در این مقاله، با درنظرگرفتن ساختار دولایه‌ای جنگل، روشی مدل‌مبنا در تعیین توپوگرافی سطح زمین و ارتفاع درختان مطرح می‌شود. روش در نظر گرفته‌شده بدون هیچ پیش‌فرضی در ارتباط با پارامترهای مجهول، سعی در تخمین بهینة آنها دارد و یافته‌های پژوهش نشان می‌دهد که این مدل کارآیی بهتری از دو روش مرسوم مدل معکوس و SPIRIT دارد؛ به‌طوری که شاخص RMSE تخمین ارتفاع درختان از مقدار 26/13 و 41/11 متر به‌ترتیب در روش مدل معکوس و SPIRIT به مقدار 34/7 متر در روش عرضه‌شده کاهش یافته است.
حسین آقابابایی, محمودرضا صاحبی
PDF
1-16
برای بهره‌مندی هم‌زمان از اطلاعات داده‌های چندمنبعی، از تکنیک‌های عددی یا تحلیلی تلفیق استفاده می‌شود. تلفیق باعث تفسیر بهتر، کاهش ابهام و بهبود طبقه‌بندی می‌شود. روش‌های گوناگونی برای تلفیق گسترش داده‌ شده است؛ ازجمله روش‌های مبتنی‌بر IHS، Wavelet و PCA. در این پژوهش، قابلیت‌ روش‌های تلفیق مبتنی‌بر IHS و روش‌های تلفیق مبتنی‌بر PCA بررسی ‌شده است. در این راستا، از روش‌های FFT-PCA، Wavelet-PCA، Wavelet-IHS و FFT-IHS برای تلفیق روی داده‌های Hyperion L1R با اندازة پیکسل 30 متر و تصویر پانکروماتیک سنجندة Cartosat-1 با اندازة پیکسل 5/2 متر استفاده ‌شده است. همچنین برای ارزیابی نتایج این روش‌ها، معیارهای ضریب همبستگی، ضریب همبستگی فیلتر‌شده، خطای کمترین مربعات و شاخص ERGAS و معیار SAM به‌کار رفته است. نتایج معیار خطای کمترین مربعات به‌ترتیب برای FFT-PCA، Wavelet-PCA، Wavelet-IHS و FFT-IHS برای باند 15 برابر با 020/0، 022/0 و 025/0 و 024/0، برای باند 25 برابر با 032/0 و 035/0 و 038/0 و 036/0، و برای باند 34 عبارت‌اند از 040/0 و 043/0 و 044/0 و 041/0. نتایج این معیار و نیز دیگر معیارها بیانگر دقت بالای روش‌های مبتنی‌بر PCA در تلفیق تصاویر بود. درواقع روش‌های مبتنی‌بر PCA مزایایی بیشتر از روش‌های مبتنی‌بر IHS دارد؛ مانند نداشتن محدودیت باندی. از بین تمامی این روش‌ها نیز، روش FFT-PCA و Wavelet-PCA دارای نتایج دقیق‌تر و بهتری بود و در حفظ اطلاعات طیفی و مکانی عملکردی بهتر از دیگر روش‌ها دارد.
مرتضی بشیرپور, محمد‌جواد ولدان‌زوج, یاسر مقصودی
PDF
17-30
انتقال گاز از محل تولید به موقعیت مصرف‌کنندگان نیازمند شبکة‌ توزیع گسترده‌ای است. رشد و توسعة‌ مناطق مسکونی و صنعتی سبب افزایش مصرف گاز و متراکم‌ترشدن شبکة خطوط لولة گاز ‌شده و خطرهای ناشی از خرابی خط لوله و نشت گاز رو به افزایش است.  به‌منظور جلوگیری از خسارت مخاطرات احتمالی و کاهش آنها، مطرح‌کردن چارچوبی برای برآورد ریسک ضروری است. روش کمّی یکی از دقیق‌ترین و پیچیده‌ترین روش‌های ارزیابی ریسک خط لوله به‌شمار می‌رود. در این روش، ریسک با استفاده از دو کمیت احتمال خرابی خط لوله و احتمال مرگ‌ومیر ناشی از پیامدهای حوادث نشت گاز محاسبه می‌شود. هدف‌ اساسی‌ این تحقیق عرضة چارچوبی مناسب برای برآورد کمی ریسک خط لولة گاز است. در بیشتر مطالعات در زمینة ریسک خطوط انتقال گاز، محاسبات فقط برای یک خط لوله انجام شده است. نوآوری این تحقیق ارتقای برآورد کمّی ریسک در نقاط مجاور خط لوله، با به‌کارگیری تحلیل‌های مکانی در محیط GIS و بررسی آثار تجمعی چندین خط بر ریسک در یک نقطة معین است. نتایج نهایی در قالب نقشة‌ ریسک برای خط لوله و محیط اطراف آن تهیه شده است. بر طبق نقشة‌ تولیدشده، محدوده‌ای از منطقه ریسک بالاتر از 1E-05 دارد که ‌دلیل آن قرارگرفتن در راستای میانگین جهت وزش باد در منطقه و اثر تجمعی چندین قسمت از خط لوله است. با استفاده از نقشه‌های تولیدشده می‌توان در جهت به‌حداقل‌رساندن سطح ریسک و مدیریت ایمنی خطوط لولة موجود اقدام کرد و بدین‌ترتیب پیاده‌سازی روش کمّی برآورد ریسک در GIS، توانایی تشخیص و بصری‌سازی فواصل خطرناک، محدودة آسیب‌پذیری و مناطق پرخطر بر اثر پیامدهای گوناگون نشت گاز را فراهم آورد.
فریده رضایی نوده, محمد کریمی, موسی جباری قره‌باغ
PDF
31-44
سامر (Sumer) و همکاران (2008 و 2013)  بر پایة به‌کارگیری الگوریتم انطباقی فازی-ژنتیک، رویکردی نوین در آشکارسازی ساختمان‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک مکانی بالا مطرح کردند. روش پیشنهادی با کاهش مشکل همگرایی زودرس در الگوریتم ژنتیک، دقت آشکارسازی عوارض را بهبود چشمگیری بخشید. نبودِ کنترل‌های هندسی بر خروجی این الگوریتم‌ از محدودیت‌های رویکرد پیشنهادی به‌شمار آمده است. در این تحقیق، برای رفع این محدودیت، روش استخراج فازی ژنتیک که سامر و همکاران (2013) آن را توسعه دادند با کنترلگر هندسی پیشنهادی ادغام شد. در این الگوریتم، ابتدا نمونه‌های آموزشی و تست انتخاب می‌شوند، سپس اپراتورهای پایة پردازش تصویر روی ژن‌های کروموزوم‌ها قرار می‌گیرند. خروجی‌های موقتی حاصل از اعمال اپراتورهای پردازش تصویر بر باندهای تصویر ورودی به یک تصویر باینری با بیشترین میزان تمایز بین دو کلاس تبدیل می‌شوند. با محاسبة میزان مطابقت بین نمونة انتخابی و خروجی الگوریتم، مقادیر ارزش برای هریک از اعضای جامعه محاسبه می‌شود. در پایان چرخة هر نسل، رویکرد فازی در نظر گرفته‌شده در این تحقیقْ مقادیر احتمالی اصلاح‌شده برای عملیات لقاح و جهش را به‌منظور ممانعت از همگرایی نابهنگام در شروع نسل بعد تعیین می‌کند. این فرایند تا زمان دستیابی به تعداد مشخصی از تکرار ادامه می‌یابد. به‌منظور کنترل هندسی خروجی‌های الگوریتم پیشنهادی، یک الگوریتم ژنتیک تکمیلی ناحیه‌مبنا نیز توسعه داده شده است. با فرض مشابهت ساختمان‌های همجوار در یک منطقة شهری، الگوریتم تکمیلی سعی در بهینه‌یابی محدودة مساحتی در منطقة مورد مطالعه دارد. بدین‌ترتیب که نواحی با حدود خارج از محدودة مساحتی تعیین‌شده به‌منزلة عوارض کلاس «غیرساختمان» برچسب‌گذاری می‌شوند. این الگوریتم در دوازده ناحیة انتخابی با ساختمان‌های متراکم و پراکنده در منطقة ورزقان استان آذربایجان شرقی پیاده‌سازی شد. میزان کاپای محاسبه‌شده با به‌کارگیری رویکرد پیشنهادی بین 0.59 تا 0.91 است که، درمقایسه با تحقیقات مشابه، عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد. این الگوریتم در مناطق شهری و حومة شهری، به‌نسبت نواحی روستایی، نتایج بهتری داشت.
حمیدرضا رنجبر, حمید دهقانی, علیرضا آزموده اردلان, محمدرضا سراجیان
PDF
45-64
مشخصه‌های استخراج‌شده از تصاویر ماهواره‌ای تک‌زمانه نمی‌تواند در طبقه‌بندی محصولات کشاورزی به صحت بالای طبقه‌بندی منتج شود؛ بدین سبب، استفاده از تصاویر چندزمانه و اطلاعات بافت این تصاویر در پژوهش حاضر بررسی شده است. این تحقیق تفکیک چهار محصول یونجه، گندم، سیب‌زمینی و خیار را در شهرستان قروه، با استفاده از تصویر تک‌زمانه و چندزمانه (ASTER & SPOT5)، بررسی می‌کند. این تحقیق هفت تصویر مربوط به هفت زمان متفاوت را بررسی کرده و با استفاده از جدول تفکیک‌پذیری، به این نتیجه رسیده که تصویر 11 تیر بهترین تصویر تک‌زمانه و ترکیب 11 تیر و 21 مهر بهترین تصویر دوزمانه است. در تحقیق حاضر، از روشGLCM  برای استخراج بافت استفاده شده است. برای استخراج شاخص‌های بافت از این روش، اندازة تقریبی پنجره با استفاده از واریوگرام تعیین شد و سپس شاخص‌های به‌دست‌آمده با باندهای طیفی تصویر تک‌زمانه و دوزمانه ترکیب شدند. سپس طبقه‌بندی با استفاده از انواع ترکیبات تصویر تک‌زمانه و دوزمانه و شاخص‌های گوناگون اجرا شد. در طبقه‌بندی طیفی بهترین تصویر تک‌زمانه (11 تیر)، صحت کلی طبقه‌بندی حدود 24% بیشتر از کمترین صحت طبقه‌بندی مربوط به تصویر 10 مرداد (76.02% در برابر 52.28%) به‌دست آمد. صحت طبقه‌بندی با استفاده از تصویر دوزمانه به حداکثر می‌رسد و با اضافه‌کردن تصاویر بعدی، افزایشی ندارد. در تصویر پنج‌زمانه، صحت طبقه‌بندی از تصویر دوزمانه بیشتر می‌شود اما، با اضافه‌کردن شاخص‌های بافت، حدود 5% از صحت طبقه‌بندی دوزمانه با شاخص‌های بافت کاسته شد. بدین‌ترتیب مشخص می‌شود که بافت می‌تواند نقشی بیشتر از چند تصویر داشته باشد. بهترین طبقه‌بندی در بهترین ترکیب دوزمانه (11 تیر و 21 مهر) به‌دست آمد (97.48%). در تصاویر تک‌زمانه، تصویر 11 تیر بالاترین صحت طبقه‌بندی (95.2%) را به‌دست آورد. نتایج نشان داد که استفاده از تصاویر چندزمانه به‌همراه شاخص‌های بافت، درمقایسه با روش‌های مرسوم (بدون استفاده از شاخص‌های بافت یا تصاویر چندزمانه)، دقت بسیار بالاتری دارد.
علی‌اکبر متکان, داوود عاشورلو, حمید صالحی
PDF
65-78
هدف از مطالعات رسوب‌گذاری در یک سد مخزنی یافتن دیدی کلی درمورد میزان حجم ازدست‌رفتة مخزن است. در این میان، بررسی و پیش‌بینی حجم رسوب واردشده به مخزن اهمیت ویژه‌ای دارد. در این پژوهش، با استفاده از روش آماری ریزمقیاس‌کردن، بارش و دما در محدودة حوضة آبریز سد ستارخان با مساحت 950 کیلومترمربع، واقع در استان آذربایجان شرقی، در بلند‌مدت پیش‌بینی شده‌اند. با توجه به اطلاعات بارش و دمای پیش‌بینی‌شده، به‌کمک مدل [1]SWAT، رسوب ورودی به سد شبیه‌سازی شده است. مقایسة نتایج این مدل و مقادیر مشاهداتی نشان می‌دهد گرچه مدل SWAT با دقت بالای 80% می‌تواند روند جریان رسوب ورودی به مخزن را شبیه‌سازی کند، قادر به شبیه‌سازی مقادیر واقعی رسوب نیست. برای رفع این اختلاف، باید پارامتر فرسایش نیز، برای رسیدن به نتیجة مطلوب، در محاسبات لحاظ شود. بنابراین ابتدا با کمک مدل شبکة عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) بارش مورد نظر پیش‌بینی شده و سپس نقشة کاربری به‌منظور تعیین میزان تأثیر کاربری و، به‌تبع آن، فرسایش در محیط GIS تهیه شده است. ترکیب پارامتر کاربری در محیط GIS و بارش پیش‌بینی‌شده می‌تواند خروجی SWAT را به مقدار واقعی نزدیک‌تر کند. نتایج حاصل نشان می‌دهد که با یکپارچه‌سازی و استفاده از مدل‌های به‌کاررفته و قابلیت‌های GIS می‌توان نتایج و برآورد میزان حجم رسوب را با دقت بالای 95% محاسبه کرد.
ناصر محمدی ورزنه, علیرضا وفایی‌نژاد, جلال کرمی, رضا راستی
PDF
79-92
مناطق معدنی سرچشمه و دره‌زار در منطقه ایران مرکزی و کمربند ولکانو- پلوتونیکی ارومیه- دختر قرار گرفته است. سنگ‌های آتشفشانی ائوسن که تحت تأثیر نفوذی‌های الیگومیوسن قرار گرفته‌اند این منطقه را پوشش می‌دهد. کانه‌زایی مس بیشتر از نوع پورفیری و همراه با دگرسانی‌های وسیع همراه با اقلیم نیمه‌خشک، به‌دلیل پوشش گیاهی کم، میزان ناچیز هواویز و بخار آب جوّی و نیز رخ‌نمون واضح سنگ‌ها این منطقه را برای آزمایش نتایج سنجش از دور ماهواره‌ای مناسب کرده است. کالیبراسیون IARR برای نرمال‌کردن تصاویر به‌کمک یک طیف میانگین صحنه به‌کار می‌رود. تداخل سیگنال اثری در تصویربرداری استر است که با نشت سیگنال از باند 4 به درون باندهای 5 و 9 ایجاد می‌شود. در این مقاله، از باندهای طیفی مرئی- فروسرخ نزدیک و فروسرخ موج کوتاه محصولات استر، شامل سطح 1 L1B و سطح 2 AST_07XT استفاده شد. دسته دادة L1B با استفاده از کالیبراسیون بازتاب نسبی میانگین درونی به دادة بازتابش سطح زمین تبدیل شد؛ درصورتی‌که دستة داده‌های AST_07XT خود با چنین ماهیتی و با استفاده از تصحیح تداخل سیگنال در اختیار کاربر قرار می‌گیرند. به‌منظور ارزیابی و شناسایی بهترین روش کالیبراسیون، الگوریتم انطباق سیمای طیفی (SFF) روی این دستة داده‌ها اجرا و تصویرهای خروجی براساس نقشة زمین‌شناسی منطقه و مشاهدات میدانی با یکدیگر مقایسه شدند. از روش Z Profile برای استخراج طیف‌های خالص تصویر هر دو دستة داده استفاده شد. طیف نمونه‌های صحرایی با دستگاه طیف‌سنج (ASD) اندازه‌گیری شد، سپس طیف‌های مستخرج از نمونه‌ها به نُه باند استر بازنویسی شدند. کتابخانة طیفی JPL1 به‌صورت مرجعی برای تحلیل طیف‌های خالص تصویر و طیف‌های حاصل از نمونه‌های صحرایی مرتبط با کانی‌های شاخص دگرسانی منطقه استفاده شد. بدین‌ترتیب، کائولینیت را کانی شاخص دگرسانی فیلیک- آرژیلیک، آلونیت را کانی شاخص دگرسانی آرژیلیک پیشرفته و کانی اپیدوت را برای بارز‌سازی دگرسانی پروپیلیتیک به‌کار رفتند. نتایج حاصل از این پردازش نشان داد که دستة دادة L1B کالیبره‌شده به روش IARR به‌دلیل ازبین‌بردن محدودیت‌هایی، شامل آثار بخار آب جوی و سیماهای جذبی و بازتابی اضافی، به‌نسبت دستة دادة استاندارد AST_07XT تصحیح‌شده با تداخل سیگنال نتایج بهتری را برای بارزسازی دگرسانی‌های فیلیک- آرژیلیک، آرژیلیک پیشرفته  و پروپیلیتیک منطقه به‌دست می‌دهد.
ابراهیم سلامی شهید, مجید هاشمی تنگستانی
PDF
93-110