مقاله پژوهشی
علیرضا طاهری دهکردی؛ محمدجواد ولدان زوج؛ علیرضا صفدری نژاد
چکیده
تهیة نقشة اراضی کشاورزی یکی از لایه‌های اطلاعاتی مورد نیاز در مدیریت این زمین‌ها محسوب می‌شود. چنین نقشه‌هایی امکان پایش مستمر زمین‌های کشاورزی را در طول دورة کشت، فراهم می‌کنند. در این مطالعه، راهکاری به‌منظور تولید نقشة اراضی کشاورزی شهرستان شهرکرد، در دو کلاس زراعی و غیرزراعی، با استفاده از سری‌زمانی شاخص‌های مستخرج از ...
بیشتر
تهیة نقشة اراضی کشاورزی یکی از لایه‌های اطلاعاتی مورد نیاز در مدیریت این زمین‌ها محسوب می‌شود. چنین نقشه‌هایی امکان پایش مستمر زمین‌های کشاورزی را در طول دورة کشت، فراهم می‌کنند. در این مطالعه، راهکاری به‌منظور تولید نقشة اراضی کشاورزی شهرستان شهرکرد، در دو کلاس زراعی و غیرزراعی، با استفاده از سری‌زمانی شاخص‌های مستخرج از تصاویر سنتینل‌ـ 2 داده شده است. ازآن‌جا‌که استفاده از منابع دادة حجیم یکی از موانع بهبود روش‌های مبتنی‌بر سری زمانی تصاویر ماهواره‌ای به‌شمار می‌رود، در این پژوهش از بستر پردازشی گوگل ارث انجین استفاده شده است. روش مطرح‌شده برمبنای تلفیق نتایج طبقه‌بندی نظارت‌شدة پیکسل‌مبنا با نتایج قطعه‌بندی عمل می‌کند؛ به‌نحوی‌که ابتدا داده‌های آموزشی طبقه‌بندی نظارت‌شده، طی یک فرایند پالایشی سخت‌گیرانه، بدون نیاز به عملیات میدانی فراهم می‌شوند. سپس با محاسبة تفکیک‌پذیری دو کلاس هدف در سری زمانی هر شاخص، شاخص‌های بهینه انتخاب می‌شود. در نهایت، با تلفیق نتایج روش‌های قطعه‌بندی و طبقه‌بندی براساس آرای به‌دست‌آمده از نتایج طبقه‌بندی، به هر قطعة تصویری کلاس زراعی یا غیرزراعی نسبت داده می‌شود. این اقدام، علاوه‌بر دخالت‌دادن اطلاعات مکانی اعم از لبه‌ها و مجاورت‌های مکانی، توانسته است نویز و نتایج متخلخل طبقه‌بندی پیکسل‌مبنا را بهبود بخشد و دقت کلی نقشة نهایی را از 7/90 به 05/96 افزایش دهد. همچنین دقت کاربر دو کلاس زراعی و غیرزراعی به‌ترتیب 27/3 و 97/7% بهبود را نشان می‌دهند.
مقاله پژوهشی
زهره هاشمی؛ حمید سودائی زاده؛ محمدحسین مختاری
چکیده
دمای سطح زمین یکی از پارامترهای مؤثر و مهم در فرایندهای فیزیک سطح زمین در تمامی مقیاس‌ها، از محلی تا جهانی، محسوب می‌شود. در این مطالعه، رابطة بین دمای سطح زمین با پوشش‌گیاهی و رطوبت سطحی خاک، در کاربری‌های اراضی منطقة زهک دشت سیستان، بررسی شد. بدین‌منظور تصاویر ماهواره‌ای لندست TM (1987)، TM (2001) و OLI(2018) به‌کار رفت. پس از مراحل پیش‌‌پردازش ...
بیشتر
دمای سطح زمین یکی از پارامترهای مؤثر و مهم در فرایندهای فیزیک سطح زمین در تمامی مقیاس‌ها، از محلی تا جهانی، محسوب می‌شود. در این مطالعه، رابطة بین دمای سطح زمین با پوشش‌گیاهی و رطوبت سطحی خاک، در کاربری‌های اراضی منطقة زهک دشت سیستان، بررسی شد. بدین‌منظور تصاویر ماهواره‌ای لندست TM (1987)، TM (2001) و OLI(2018) به‌کار رفت. پس از مراحل پیش‌‌پردازش و پردازش تصاویر، نقشه‌های کاربری اراضی براساس روش طبقه‌بندی نظارت‌شده و از طریق الگوریتم حداکثر احتمال در دورة سی‌ساله استخراج شد. همچنین دمای سطح زمین با روش پنجرة مجزا بهدست آمد و ارتباط بین آن با پوشش گیاهی و رطوبت خاک، با روش آماری، ارزیابی شد. طبق نتایج، دقت طبقه‌بندی به‌روش حداکثر احتمال با بررسی از طریق داده‌های حقایق زمینی، تصاویر TM و OLI، برحسب ضریب آماری کاپا، به‌ترتیب 89/0، 95/0 و 84/0 و براساس صحت کلی 8/91، 45/96 و 89/87% بهدست آمد. طی سال‌های 1987، 2001 و 2018 میانگین شاخص‌های دمای سطح زمین 13/38، 73/45 و 14/41 درجة سانتی‌گراد، شاخص تفاضلی نرمال‌شدة پوشش گیاهی 11/0-، 13/0- و 16/0- و شاخص تفاضلی نرمال‌شدة رطوبت 64/0، 63/0 و 58/0 برآورد شد. ارتباط دمای سطح زمین و شاخص تفاضلی نرمال‌شدة پوشش گیاهی فاقد همبستگی بود. همبستگی بین دمای سطح زمین و شاخص تفاضلی نرمال‌شدة رطوبت نیز معکوس و منفی شد. بر اثر عوامل پدیدآورندة خشکسالی هیدرولوژیکی و شرایط اقلیمی ناشی از کاهش بارندگی، افزایش دمای هوا و وزش طوفان‌های گردوغبار، زادآوری و رشد گیاهان کاهش یافته است؛ بنابراین، به‌دنبال فقدان پوشش گیاهی مناسب، پوشش گیاهی در کاهش دمای سطح زمین منطقة مورد مطالعه تأثیری ندارد.
مقاله پژوهشی
رستا نظری؛ هادی رمضانی اعتدالی؛ پیمان دانش کار آراسته
چکیده
برآورد پتانسیل تولید هر گیاه تابعی از شرایط اقلیمی، پتانسیل‌های ژنتیکی گیاه و دیگر عوامل گوناگون محیطی و مدیریتی است. ارزیابی توانمندی مناطق، در به‌فعلیت‌رساندن پتانسیل‌های ژنتیکی گیاهان، از نکات مهم برنامه‌ریزی‌های کلان در کشاورزی به‌حساب می‌آید. با توجه به جایگاه استان قزوین در تولید محصول ذرت و اهمیت کشت این محصول در استان، ...
بیشتر
برآورد پتانسیل تولید هر گیاه تابعی از شرایط اقلیمی، پتانسیل‌های ژنتیکی گیاه و دیگر عوامل گوناگون محیطی و مدیریتی است. ارزیابی توانمندی مناطق، در به‌فعلیت‌رساندن پتانسیل‌های ژنتیکی گیاهان، از نکات مهم برنامه‌ریزی‌های کلان در کشاورزی به‌حساب می‌آید. با توجه به جایگاه استان قزوین در تولید محصول ذرت و اهمیت کشت این محصول در استان، برآورد هرچه دقیق‌تر میزان عملکرد این محصول استراتژیک بسیار ضرورت دارد. در همین زمینه، با مطالعة یک دوره داده‌برداری یازده‌ساله، عملکرد محصول ذرت با مدل گیاهی جدید AquaCrop-GIS برآورد شد. پهنه‌بندی شاخص‌های کلیدی محصول از طریق مدل در سطح استان شبیه‌سازی شد. با بررسی نتایج این پارامترهای کلیدی، مشخص شد ایستگاه‌های مطالعاتی قزوین و معلم‌کلایه با میزان تبخیر‌و‌تعرق مرجع کمتر دارای بهره‌وری آب بیشتری است. در ادامه با استفاده از عملکرد محاسباتی، اجزای ردپای آب و ردپای آب کل محصول در محدودة ایستگاه‌های مطالعاتی تخمین زده شد. با بررسی معادلات رگرسیونی میان اجزای ردپای آب و ردپای آب کل محصول با عملکرد محصول در هر ایستگاه، مشخص شد روابط ردپای آب آبی با عملکرد به‌نسبت دیگر اجزای ردپای آب درمورد تمامی ایستگاه‌ها، از میزان ضریب تعیین (43/0= R2، 51/0= R2، 43/0= R2، 77/0= R2 و 79/0 = R2 به‌ترتیب درمورد ایستگاه‌های قزوین، آوج، معلم‌کلایه، تاکستان و بویین‌زهرا) و سطح معنی‌داری برخوردار است. به‌طورکلی ضریب تعیین این روابط در ایستگاه بویین‌زهرا با 88/0= R2، 79/0= R2، 56/0= R2 و 53/0= R2 به‌ترتیب برای ردپای آب سبز، آبی، خاکستری و ردپای آب نسبت به سایر ایستگاه‌ها، بیشتر برآورد شد؛ به این معنی که کاهش عملکرد در این ایستگاه تأثیر بسزایی بر افزایش ردپای آب کل محصول داشت.
مقاله پژوهشی
محمود احمدی؛ زهراسادات سید میرزایی
چکیده
مطالعة پوشش برف، در جایگاه یکی از منابع مهم تأمین آب شیرین، اهمیت بسیاری دارد. با توجه به کوهستانی‌بودن ایران، امکان اندازه‌گیری زمینی مساحت زیر پوشش برف وجود ندارد. بر این اساس، استفاده از تصاویر ماهواره‌ای برای شناسایی ذخیره‌گاه‌های برف بسیار مهم است. در این پژوهش، تغییرات زمانی‌ـ مکانی پوشش برف ایران طی دورة سرد سال، با استفاده ...
بیشتر
مطالعة پوشش برف، در جایگاه یکی از منابع مهم تأمین آب شیرین، اهمیت بسیاری دارد. با توجه به کوهستانی‌بودن ایران، امکان اندازه‌گیری زمینی مساحت زیر پوشش برف وجود ندارد. بر این اساس، استفاده از تصاویر ماهواره‌ای برای شناسایی ذخیره‌گاه‌های برف بسیار مهم است. در این پژوهش، تغییرات زمانی‌ـ مکانی پوشش برف ایران طی دورة سرد سال، با استفاده از داده‌های پوشش برف‌سنجندة مادیس ماهوارة ترا، طی دورة آماری 2018-2003 بررسی شد. روند تغییرات پوشش برف و شیب این روند، با استفاده از آزمون‌های ناپارامتریک من‌ـ کندال و سنس و نقطة تغییر پوشش برف با استفاده از آزمون بوشند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشترین مقدار پوشش برف متعلق به ماه ژانویه، با 15/16% و کمترین مقدار پوشش برف مختص به ماه اکتبر، با کمتر از 1% است. کانون اصلی پوشش برف ایران، در دورة سرد سال، در مناطق مرتفع بیش از 4000 متر بهدست آمده است. روند تغییرات پوشش برف، در تمامی ماه‌های مورد مطالعه، منفی و بیشینة شدت کاهشی پوشش برف نیز متعلق به ژانویه بوده است. نقطة تغییر نیز در همین ماه و سال 2008 محاسبه شد که از نظر آماری در سطح 0.05 معنی‌دار است. روند کاهشی درخور توجه پوشش برف ایران، در دورة سرد، تهدید بزرگی برای منابع آبی ایران به‌شمار می‌رود.
مقاله پژوهشی
روژین مرادی؛ بابک سوری؛ مرضیه رئیسی
چکیده
این پژوهش با هدف برآورد ویژگی‌های خاک، با استفاده از باندهای ماهوارة لندست 8، در بخشی از زمین‌های زراعی دشت قروه‌ـ دهگلان در غرب ایران انجام شد. در مجموع، از 107 نقطة محدودة مطالعاتی، از عمق 15-0 سانتی‌متری نمونة خاک تهیه و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی این نمونه‌ها در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. برای استخراج اطلاعات از تصویر ماهوارة لندست ...
بیشتر
این پژوهش با هدف برآورد ویژگی‌های خاک، با استفاده از باندهای ماهوارة لندست 8، در بخشی از زمین‌های زراعی دشت قروه‌ـ دهگلان در غرب ایران انجام شد. در مجموع، از 107 نقطة محدودة مطالعاتی، از عمق 15-0 سانتی‌متری نمونة خاک تهیه و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی این نمونه‌ها در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. برای استخراج اطلاعات از تصویر ماهوارة لندست 8 و پس از اعمال ماسک پوشش گیاهی، مقادیر DOS باندهای 7-1 برای نقاط نمونه‌برداری استخراج شد. به‌منظور تعیین رابطة بین ویژگی‌های خاک و ارزش رقومی باندهای لندست 8، تحلیل همبستگی، رگرسیون خطی گام‌به‌گام و رگرسیون مؤلفة اصلی به‌کار رفت. اعتبارسنجی تحلیل رگرسیون‌ها با استفاده از دو پارامتر ضریب تعیین و ریشة میانگین مربعات خطا ارزیابی شد. نتایج نشان داد که همبستگی مثبت و معنی‌داری بین مقادیر شن و اکسیدهای آزاد آهن خاک و همبستگی منفی و معنی‌داری بین رس و سیلت خاک، با ارزش رقومی بیشتر باندهای لندست 8، وجود دارد. بین غلظت فلزات سنگین و ارزش رقومی در باندهای مرئی و مادون قرمز نزدیک، همبستگی معنی‌داری مشاهده نشد و تحلیل‌های رگرسیون نیز، در برآورد ویژگی‌های خاک محدودة مطالعاتی، کارآیی مورد قبولی نداشت. با توجه به نتایج، به‌نظر می‌رسد که می‌توان از تصاویر ماهوارة لندست 8 به‌منظور برآورد بافت خاک و مقادیر اکسیدهای آزاد آهن خاک، در محدودة مورد مطالعه، استفاده کرد.
مقاله پژوهشی
محمدرضا گیلی؛ داود عاشورلو؛ حسین عقیقی؛ علی اکبر متکان؛ علیرضا شکیبا
چکیده
تغییرات رشد محصولات کشاورزی در فواصل زمانی نسبتاً کوتاه، ناهم‌زمانی کشت محصولات مشابه، شباهت طیفی میان محصولات گوناگون در برخی از زمان‌های دورة کشت و کمبود داده‌های زمینی، طبقه‌بندی محصولات زراعی در تصاویر ماهواره‌ای را به کاری چالش‌برانگیز مبدل می‌کند. تغییر مقدار درصد پوشش و سبزینگی، در طول فصل رشد، از برجسته‌ترین ویژگی ...
بیشتر
تغییرات رشد محصولات کشاورزی در فواصل زمانی نسبتاً کوتاه، ناهم‌زمانی کشت محصولات مشابه، شباهت طیفی میان محصولات گوناگون در برخی از زمان‌های دورة کشت و کمبود داده‌های زمینی، طبقه‌بندی محصولات زراعی در تصاویر ماهواره‌ای را به کاری چالش‌برانگیز مبدل می‌کند. تغییر مقدار درصد پوشش و سبزینگی، در طول فصل رشد، از برجسته‌ترین ویژگی پوششهای گیاهی ازجمله محصولات کشاورزی است که می‌توان بر آن نظارت کرد. این کار با استفاده از سری زمانی شاخص‌های گیاهی انجام می‌شود که اطلاعات بسیار مفیدی از توالی ویژگی‌های فنولوژیک محصولات کشاورزی در اختیار ما قرار می‌دهد. استفاده از روش‌های یادگیری عمیق با توانایی یادگیری اطلاعات متوالی حاصل از این سری‌ها می‌تواند، در طبقه‌بندی محصولات کشاورزی و کاهش وابستگی به داده‌های زمینی، مفید باشد. شبکةLong-Short Term Memory (LSTM) یکی از انواع شبکه‌های عصبی بازگشتی در تجزیه و تحلیل داده‌های متوالی است که توانایی یادگیری توالی‌های بلندمدت در سری زمانی را دارد؛ بنابراین در این مطالعه، پس از محاسبة شاخص NDVI از باندهای ماهوارة سنتینل‌ـ 2 در نُه تاریخ متفاوت و تشکیل سری زمانی آن شاخص برای ورود به شبکه، دو ناحیة متفاوت در دشت مغان در نظر گرفته شد که محصولات کشت‌شده در آنها، طی عملیات زمینی، برداشت شده بود. در ناحیة اول، شبکة کانولوشنی LSTM برای طبقه‌بندی محصولات آموزش دید و در ناحیة دیگر، کارآیی این شبکة آموزش‌دیده در طبقه‌بندی محصولات ارزیابی شد و دقت کلی 82% و ضریب کاپای 8/0 بهدست آمد. افزایش تعداد نمونه‌های زمینی و انتخاب مرز دقیق محصولات، می‌تواند کارایی روش مورد استفاده را افزایش دهد.
مقاله پژوهشی
منیره امینی؛ رومینا سیاح نیا
چکیده
توسعه با مفهوم عام آن، پیشرفت صنعتی، تکنولوژیکی و فضایی، به‌ویژه در کشورهای درحال‌توسعه، به تأثیرات نامطلوب در محیط‌زیست هم در مقیاس ناحیه‌ای و هم در سطوح گوناگون منطقهای، ملی و گاه جهانی منجر شده و به همان میزان، امنیت اکولوژی مناطق را تحت تأثیر قرار داده است. طی دهه‌های اخیر، توجه بیشتری به امنیت زیست‌محیطی در جهان شده و روش‌های ...
بیشتر
توسعه با مفهوم عام آن، پیشرفت صنعتی، تکنولوژیکی و فضایی، به‌ویژه در کشورهای درحال‌توسعه، به تأثیرات نامطلوب در محیط‌زیست هم در مقیاس ناحیه‌ای و هم در سطوح گوناگون منطقهای، ملی و گاه جهانی منجر شده و به همان میزان، امنیت اکولوژی مناطق را تحت تأثیر قرار داده است. طی دهه‌های اخیر، توجه بیشتری به امنیت زیست‌محیطی در جهان شده و روش‌های گوناگونی برای ارزیابی آن توسعه یافته است اما تا به امروز، بیشتر تحقیقات درمورد امنیت اکولوژیکی براساس مدل فشارـ وضعیت‌ـ پاسخ انجام شده است و کمتر مطالعاتی، برمبنای رویکرد مدل اکولوژی سیمای سرزمین، به این مقوله پرداختهاند. همچنین تحقیقات اندکی با تمرکز بر تغییرات پویای امنیت اکولوژیکی، به‌ویژه شبیه‌سازی و پیش‌بینی روند توسعة آیندة امنیت محیط‌زیست انجام شده است. هدف از این تحقیق پایش و پیش‌بینی وضعیت امنیت محیط‌زیست در دورة زمانی سال‌های 1991 تا 2035، با تلفیق الگوریتم ماشینبردار پشتیبانی، مدل اکولوژی سیمای سرزمین، مدل ترکیبی زنجیرة مارکوف و سلول‌های خودکار (CA-Markov) برای حوزة شهرستان نظرآباد از توابع استان البرز است. بدین‌منظور با طبقه‌بندی تصاویر ماهواره‌ای لندست در دو بازة زمانی پانزده‌ساله طی سال‌های 1991 تا 2021، روند تغییرات کاربری اراضی منطقه در پنج کلاس کاربری، اراضی ساخته‌شده، اراضی کشت‌شده، زمین‌های مرطوب، پوشش گیاهی و اراضی بایر بررسی شد و برای تهیة نقشه‌های کاربری سال 2035، از مدل CA-Markov استفاده شد. به‌منظور کمّی‌کردن الگوهای سیمای سرزمین در سطح کلاس، متریک‌های MPS، CA، NP، PLAND، AWMSI، PD و در سطح سیمای سرزمین، متریک‌های LPI،CONTAG و SHDI محاسبه شدند. پس از آن، شاخص امنیت اکولوژیک برای متریک‌های سیمای سرزمین منطقة مورد مطالعه، مدلسازی شد. نتایج حاکی از کاهش یکپارچگی و افزایش تعداد لکهها در کلاس اراضی کشت‌شده و توسعه و گسترش اراضی انسان‌ساخت در این اراضی بود و از دیگرسو، شاهد بروز پدیدة یکپارچگی در اراضی بایر منطقه بودیم؛ ازاین‌رو امنیت اکولوژیکی منطقه در دورة مورد بررسی، متأثر از وقایع یادشده، طی سال‌های 1991 تا 2006 با شدت بیشتر و در سال‌های 2006 تا پیش‌بینی 2035، با شیب ملایمتری رو به کاهش ارزیابی شد. در پایان، رعایت بیش از پیش ملاحظات محیطزیستی و اصول حفاظت و حمایت در برنامههای توسعهای منطقه پیشنهاد شد.برای این منظور با استفاده از طبقه‌بندی تصاویر ماهواره ای لندست در دو بازه زمانی پانزده ساله بین سال‌های 1991 و 2006 و 2021، روند تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در پنج کلاس کاربری؛ اراضی ساخته شده ، اراضی کشت شده ، زمین های مرطوب ، پوشش گیاهی و اراضی بایر مورد بررسی قرار گرفت و جهت کمی کردن الگوهای سیمای سرزمین در سطح کلاس متریک‌های MPS،CA،NP،PLAND،AWMSIT،PD و در سطح سیمای سرزمین متریک‌های LPI،CONTAG و SHDI محاسبه شدند. برای تهیه نقشه‌های کاربری سال 2035 از مدل CA-Markov استفاده گردید و سپس شاخص امنیت اکولوژیک برای متریک‌های سیمای سرزمین منطقه مورد مطالعه مدل سازی شد. نتایج حاکی از کاهش یکپارچگی و افزایش تعداد لکه ها در کلاس اراضی کشت شده و توسعه و گسترش اراضی انسان ساخت در این اراضی بوده و از طرف دیگر شاهد بروز پدیده یکپارچگی در اراضی بایر منطقه بوده ایم. از این رو امنیت اکولوژیکی منطقه، طی دوره مورد بررسی، متاثر از وقایع فوق، طی سال های 1991 تا 2006 با شدت بیشتر و در سال های 2006 تا پیش‌بینی 2035 با شیب ملایم تری رو به کاهش ارزیابی شد. از این رو رعایت بیش از پیش ملاحظات محیط زیستی و اصول حفاظت و حمایت در برنامههای توسعه ای منطقه، ضروری به نظر می‌رسد.
