فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال دهم شماره 1 (پیاپی 37، بهار 1397)

مسئله تهیه نقشه واحدهای سنگی، در روندی رو به بهبود، به نقطه ای رسیده است که امروزه آشکارسازی و طبقه بندی واحدهای سنگی به کمک سنجش از دور ابرطیفی انجام می شود. در این پژوهش، تصاویر هایپریون با درنظرگرفتن نتایج کار محققان پیشین و استفاده از الگوریتم طبقه بندی نظارت شدهSAM در تشخیص و تفکیک واحدهای سنگی در منطقه خرم آباد استان لرستان به کار رفته است. SAM یک روش رده بندی سریع است که، از راه ارزیابی، میزان تشابه طیف های تصویر و مرجع عمل نقشه برداری واحدهای زمین شناختی را نشان می دهد. پس از پیش پردازش های لازم، ازجمله تصحیح اتمسفری که به روشFLAASH اجرا شد، تبدیل خطیMNF به منظور مشخص کردن بعد و حجم اصلی تصویر، جداسازی نویز از دیگر اطلاعات و کاهش میزان پردازش در مراحل بعد استفاده شد و الگوریتمPPI برای پیداکردن پیکسل هایی با خلوص بیشتر در تصاویر چندطیفی یا فراطیفی به کار رفت. از هم پوشانی پیکسل های خالص با واحدهای سنگی و برپایه داده های زمینی از منطقه مورد مطالعه، طیف میانگین برای هر عضو استخراج شد. سپس این اعضای خالص، به منزله ورودی جهت الگوریتم ذکرشده، استفاده و طبقه بندی تصویر صورت گرفت. درنهایت، نقشه طبقه بندی شده حاصل از این روش با نقشه های موجود و داده های زمینی مقایسه و میزان صحت آن بررسی شد. دقت اجرای روش SAM با بررسی صحت الگوریتم، ازطریق محاسبه ماتریس خطا، به بیشترین میزان 83/68٪ و ضریب کاپای 49/0٪ بوده است که خود اهمیت تصاویر فراطیفی و روش SAM در تفکیک واحدهای سنگی را نشان می دهد.

معادلات غیرپارامتریک، به دلیل نیازنداشتن به داده های افمریز ماهواره در زمان تصویربرداری و همچنین انتشارنیافتن این داده ها و تصاویر خام به دست مالکان این ماهواره ها، مورد توجه خاص متخصصان فتوگرامتری و سنجش از دور قرار گرفته است. در این مقاله، پژوهشی جامع روی معادلات غیرپارامتریک شامل مدل افاین سه بعدی، تابع رشنال درجه یک با مخرج های نامساوی، معادلات SDLT،DLT و تابع رشنال مخرج مساوی با تاکید بر اثر عوارض کنترلی نقطه و خط، به منظور تصحیح هندسی تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی بالا، صورت گرفته است. همچنین، از فرم جدید معادله Pushbroom-Projective به منزله ایده ای جدید در تصحیح هندسی تصاویر ماهواره ای استفاده شده است. تصاویر مورد استفاده در این پژوهش تصویر GeoEye-1 از منطقه ارومیه و تصویر Ikonos از منطقه همدان است. در تصحیح هندسی تصویر ماهواره ای GeoEye-1، تابع رشنال درجه یک با مخرج های نامساوی، با استفاده از عوارض کنترلی نقطه، با دقت 75/0 پیکسل و ترم +XY تابع رشنال مخرج مساوی، با دقت 03/2 پیکسل با استفاده از عوارض کنترلی خط، بیشترین دقت را دارند. به علاوه در تصحیح هندسی تصویر ماهواره ای IKONOS، ترم +XY تابع رشنال مخرج مساوی با استفاده از عوارض کنترلی نقطه، با دقت 68/0 پیکسل، و تابع رشنال درجه یک با مخرج های نامساوی، با استفاده از عوارض کنترلی خط با دقتی برابر 5/1 پیکسل، دارای بالاترین دقت اند. در حل معادلات غیرپارامتریک، خطای سیستماتیک باقی مانده در حالت استفاده از خطوط کنترل به مراتب بیشتر از زمانی است که از عوارض کنترلی نقطه استفاده می شود.

سیلاب یکی از شایع ترین و مخرب ترین وقایع طبیعی در جهان است. بشر همواره، به دنبال جلوگیری از وقوع سیلاب، از روش هایی مانند احداث خاکریزها استفاده کرده است که در زمره روش های مبتنی بر رویکرد مقاومتی اند. با اینکه زمان و مکان وقوع سیل، دبی طراحی، مقاومت سازه ها ، رفتار فیزیکی رودخانه و چنین مواردی دارای قطعیت نیست؛ راهکارهای مقاومتی روش مناسبی برای مقابله با سیل محسوب نمی شوند. برای نمونه، درصورت رخداد سیلی با دبی بیشتر از دبی طراحی خاکریز، نه تنها سیل باعث نابودی سازه خاکریز می شود بلکه آبگرفتگی، خسارات مالی و تلفات جانی پیش بینی نشده ای به بار خواهد آمد. در رویکرد انعطاف پذیر با استفاده از برنامه ریزی مکانی و طرح های سازه ای و غیر سازه ای، آمادگی لازم فراهم می شود تا سیستم سیل دیده به شرایط پایدار بازگردد. هدف تحقیق حاضر بررسی قابلیت های رویکرد انعطاف پذیردر مسئله مدیریت ریسک سیلاب و مقایسه نتایج آن با رویکرد مقاومتی است. برای تحقق این هدف، از تلفیق سیستم اطلاعات مکانی و دانش مهندسی و مدیریت سیل استفاده شده است. مطالعه موردی روی محدوده ای از رودخانه قزل اوزن، واقع در حوضه ماه نشان، انجام شده که پی درپی شاهد سیلاب بوده و راهکارهای مقاومتی، برای جلوگیری از وقوع سیل، کارساز نبوده اند. به این منظور، راهبردهای گوناگون مدیریتی شامل راهبردهای مقاومتی (احداث خاکریز)، انعطاف پذیرسازه ای (کشت دیم) و غیرسازه ای (هشدار سیل و بیمه سیل) مطرح شده اند. برای برآورد عملکرد مناسب هر راهبرد، مقادیر شاخص های انعطاف پذیری شامل دامنه عکس العمل، تدریج و نرخ بازیابی، برای سیلاب هایی با دوره های بازگشت 25، 50 و 100 ساله، محاسبه شده اند. به منظور پهنه بندی سیلاب و بررسی راهبردهای پیشنهادی، سه دسته اطلاعات شامل شرایط هندسی، شرایط اولیه و شرایط مرزی یا حدی مورد نیاز است. شرایط هندسی ازجمله شیب مسیر رودخانه، شکل مقاطع، محل و ارتفاع خاکریزها با استفاده از نقشه رقوم ارتفاعی، ازطریق الحاقی HEC GeoRAS در محیط ArcGIS، به دست آمده است. شرایط اولیه و شرایط مرزی جزء اطلاعات ورودی مدل هیدرولیکی است که از آبخیزداری حوضه مورد مطالعه دریافت شده است. برای مدل سازی هیدرولیکی، نرم افزارHEC RAS به کار رفته است. پس از مدل سازی هیدرولیکی برای محاسبه شاخص های انعطاف پذیری، نتایج حاصل از پهنه بندی سیلاب در مدل هیدرولیکی با لایه های اطلاعاتی مربوط به مناطق مسکونی، راه های ارتباطی، سازه های احداث شده و زمین های زراعی در محیط سیستم اطلاعات مکانی تلفیق شدند. درنهایت، پس از محاسبه شاخص های انعطاف پذیری به منزله معیار مقایسه راهبردها، به منظور اولویت بندی آنها، از روش آنتروپی برای وزن دهی به معیارها (شاخص های انعطاف پذیری) و از روش TOPSIS برای اولویت بندی راهبردها استفاده شده است. مطابق نتایج، مشاهده شد که راهبرد کشت دیم، هم زمان با هشدار سیل و بیمه سیل، راهکاری انعطاف پذیراست که، به منزله بهترین استراتژی منتخب، بر روش های مقاومتی برتری دارد.

تهران، در برابر پدیده ای همچون استخراج بی رویه از منابع آب زیرزمینی، با مسئله فرونشست بالای زمین روبه روست. استخراج آب های زیرزمینی در دشت تهران، بر اثر فعالیت های کشاورزی و یا صنعتی، موجب شده است تهران همواره در معرض خطر فرونشست و خسارات آن قرار بگیرد. در پایش فرونشست مناطقی که دچار تغییرات ظاهری سریع شده اند و تصاویر دردسترس نیز دارای همبستگی زمانی و مکانی مناسب نیستند، روش تداخل سنجی معمول روش مناسبی نخواهد بود. ازاین رو، در این مطالعه، از تکنیک تداخل سنجی مبتنی بر پراکنشگرهای دائمی برای آنالیز تداخل سنجی استفاده شده است. ازآنجاکه عوامل فرونشست در منطقه شهری تهران نیز به چشم می خورد، در این مقاله، به پایش تغییرات در بخش جنوبی شهر تهران، با هدف محاسبه میانگین نرخ تغییرات سالیانه فرونشست، در مجموعه زمانی بلندمدتی، با استفاده از مجموعه داده های سنجنده های Sentinel-1A (S-1A)، برای اولین بار، و ENVISAT-ASAR پرداخته شده است. پیکسل های پراکنشگر دائم در فواصل زمانی و مکانی بلند همدوس باقی می مانند و از عدم همبستگی تصاویر راداری کمتر تاثیر می پذیرند. با وجود این، توزیع زمانی نامناسب داده ها در این تکنیک نیز، به منزله عامل محدودیت، پارامتر ابهام را به فاز وارد می کند. از این بابت، استفاده از داده های S-1A، با فاصله زمانی کوتاه دریافت تصویر، دستیابی به توزیع مناسب داده ها در زمان را برای حل ابهام فاز فراهم می آورد. نتایج بیانگر فرونشست چشمگیری، در بخش جنوبی منطقه مورد مطالعه، برای همه آنالیزهای سری زمانی است و این نشان می دهد که فرونشست دشت تهران به مناطق شهری اطراف آن نیز رسیده است. درنهایت، اعتبارسنجی صحت نتایج، با تحلیل داده های مسیرهای متفاوت و نیز داده های میدانی ترازیابی و GPS، به انجام رسید.

شناسایی لندفرم های غالب مناظر طبیعی در انواع برنامه ریزی های شهری، آمایش، گردشگری و... کاربرد و اهمیت فراوان دارد. در این پژوهش، لندفرم های حوضه یزد اردکان، به دو روش بصری و خودکار، شناسایی و سپس مقایسه شدند. در روش شناسایی خودکار لندفرم ها، از قطعه بندی تصویر با دو الگوریتم قدرت تفکیک چندگانه و تباین پیکسلی، در قالب مفاهیم شیء پایه، استفاده شد. نتایج نشان داد قطعه بندی به روش قدرت تفکیک چندگانه، به دلیل لحاظ کردن معیار شکل در تشخیص ساختار و مرز طبیعی لندفرم ها مانند مخروط افکنه، مناسب به نظر می رسد ولی قطعه بندی به روش تباین پیکسلی، در شناسایی میکرولندفرم مانند کانال های گیسویی در سطح مخروط افکنه، مناسب است. نتایج حاصل از مقایسه شناسایی بصری و خودکار لندفرم ها نشان داد، در روش بصری، فقط امکان شناسایی لندفرم های بزرگ همچون توده های کوهستانی، انواع دشت سرها، کفه اردکان و به سختی تلماسه ها وجود داشت. ولی در روش خودکار مبتنی بر شیء، نه تنها لندفرم های مذکور بلکه لندفرم های کوچک تر مثل تپه های عرضی، مخروط افکنه ها، هزاردره ها، کوه های منفرد نیز شناسایی شدند. برای ارزیابی دقت مدل های شناسایی خودکار لندفرم ها، از دو روش کیفی و کمی استفاده شد؛ در ارزیابی کیفی، از تکنیک هم پوشانی به منظور بررسی چشمی میزان تطابق و روی هم قرارگیری نقشه حاصل از مدل با تصاویر گوگل ارث و در ارزیابی کمی، از ماتریس درهمی استفاده شد. نتایج ارزیابی ها نشان دادند که الگوریتم قدرت تفکیک چندگانه در شناسایی و قطعه بندی لندفرم ها دارای صحت کلی و ضریب کاپای است. همچنین، خطاهای کمیسیون و امیسیون نشان دادند که کمترین خطاهای شناسایی مربوط به لندفرم هایی با بافت نرم، مانند دشت، است ولی بیشترین خطاهای شناسایی به لندفرم هایی با بافت خشن، مثل کوهستان، بازمی گردد.

با توجه به وسعت جهانی منابع آب، اندازه گیری های زمینی از پارامترهای کیفی امکان پذیر نیست، همچنین نمونه برداری سنتی از آب و آنالیزهای آزمایشگاهی بسیار پرهزینه و زمان بر است. در مطالعات صورت گرفته، برآورد کدورت و غلظت کلروفیل آبه عنوان مهم ترین پارامترهای کیفی آب با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی با دقت مناسب توسط پژوهشگران انجام شده است. با توجه به مشکلاتی که در تهیه تعداد بالایی از داده های آموزشی در محیط های آبی وجود دارد استفاده از شبکه های ترکیبی مقاوم تری نظیر شبکه عصبی موجکی پیشنهادشده است. در این تحقیق انواع مختلفی از توابع موجک به عنوان تابع محرک شبکه مورداستفاده قرار گرفت و بهترین شبکه به منظور برآورد غلظت کلروفیل آو کدورت به ترتیب شبکه های عصبی موجکی با تابع محرک مورلت و کلاه مکزیکی به دست آمد، داده های مورداستفاده محصول بازتاب اقیانوسی سنجنده مادیس است، به دلیل به کارگیری تصاویر چند زمانه نرمال سازی رادیومتریک داده ها انجام شد و نتایج نسبت به زمانی که از تصاویر نرمال نشده استفاده شده است، به صورت قابل توجهی بهبود یافت. در حالت چندزمانه علاوه بر افزایش تعداد داده های آموزشی، قابلیت تعمیم پذیری شبکه به سایر روزهایی که در آن تعداد داده میدانی کافی موجود نیست، فراهم شده است و دقت شبکه در این حالت در مقایسه باحالت تک زمانه افزایش یافت، درنهایت RMSE برای بهترین مدل به منظور برآورد کدورت و غلظت کلروفیل به ترتیب 047/0 و 071/0 به دست آمد که در مقایسه با دقت اندازه گیری میدانی 1/0، قابل قبول بوده و می تواند جایگزین مناسبی برای اندازه گیری های میدانی باشد.

اکوتوریسم یا طبیعت گردی گرایشی از صنعت گردشگری است که طی سالهای اخیر توجه بسیاری از مسولین و مردم را به خود جلب کرده و یکی از اهرمهای توسعه اقتصادی و اجتماعی بسیاری از کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه بوده است. از آنجا که فعالیت غیر نظام مند اکوتوریسم می تواند اثرات منفی بر محیط زیست داشته باشد، ارزیابی فعالیتهای اکوتوریسمی با استفاده از چارچوب ها و روش های معتبر علمی من جمله DPSIRمی تواند در برنامه ریزی های مدیران این صنعت، موثر و مفید واقع گردد. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی وضعیت اکوتوریسم در منطقه رودبار قصران و لواسانات با استفاده از چارچوب DPSIR می باشد. هر کدام از پنج بخش این مدل ارزیابی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت و یافته ها در قالب جداولی ارائه گردیدند. طبق نتایج به دست آمده از طبقه بندی تصاویر سال های 2004 و 2016، فضاهای ساخته شده از 3625 متر مربع به 8744 متر مربع افزایش یافته است. از جمله دلایل این امر را افزایش جمعیت، نزدیکی به پایتخت و سهولت در رفت و آمد در نتیجه گسترش خانه های دوم و افزایش ساخت و ساز اماکن مرتبط با خدمات گردشگران دانست.
ارزیابی های صورت گرفته و نتایج بدست آمده از این تحقیق می تواند به عنوان یک ساختار پشتیبان تصمیم برای مدیران و برنامه ریزان در این حوزه و اتخاذ استراتژی های مناسب جهت پیاده سازی اکوتوریسم پایدار، مورد استفاده قرار گیرند.