فهرست مطالب

علوم و فنون نقشه برداری - سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 50، پاییز 1402)

نشریه علوم و فنون نقشه برداری
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 50، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/11/14
  • تعداد عناوین: 8
|
  • احمد رجبی، مهدی آخوندزاده هنزائی* صفحات 1-14

    گوسان‏ ها ساده ‏ترین و سریعترین روش برای اکتشاف منابع زیرسطحی بوده و در واقع نماینده زون‏ های مواد معدنی در روی سطح زمین هستند. آن دسته از گوسان‏ ها که دارای منابع معدنی مهم مثل مس و طلا هستند، گوسان‏ های حقیقی نام دارند. هدف از این تحقیق شناسایی گوسان ‏های حقیقی در محدوده ‏های اکتشافی کوچک بود. در این راستا، یک الگوریتم برمبنای شبکه‏ های عصبی کانولوشنی عمیق طراحی شد. در الگوریتم پیشنهادی ابتدا پیش ‏پردازش ‏هایی نظیر تصحیح و ترمیم هندسی و طیفی، تقسیم تصاویر ماهواره‏ای ASTER و Google به تصاویر کوچکتر و تقویت داده ‏های آموزشی برای آماده‏ سازی تصاویر RGB برای ورود به شبکه انجام می ‏شود. شبکه عصبی کانوولوشنی (CNN) پیشنهادی دارای ساختاری کدگذار-کدگشا است که در مرحله کدگذاری ویژگی ‏های مختلف و کارآمد در مقیاس ‏های متفاوت استخراج شده و در مرحله کدگشایی ویژگی‏ های تولید شده برای تخمین مناطق گوسانی با یکدیگر تلفییق می ‏گردند. سپس شبکه مورد نظر برای تصاویر محدوده اکتشافی مورد مطالعه به نام "تل بارگاه" واقع در شهرستان داراب اجرا شده و مناطق گوسانی منطقه استخراج شد. برای ارزیابی میدانی نتایج بدست آمده، نتایج شبکه و جانمایی آن روی نقشه درونیابی عیاری مس منطقه و بررسی نتایج سنگ ‏شناسی ادغام شده و گوسان ‏های حقیقی منطقه با دقت آماری پارامترهای حساسیت: 0.957 ، امتیاز F1: 461/0 ، دقت تشخیص سنگی 92 درصد و میانگین عیاری مس بالای 4درصد در این مناطق، شناسایی شد.

    کلیدواژگان: گوسان، ژئوشیمی، کانسار مس، سنجش ازدور، یادگیری عمیق
  • مصطفی کابلی زاده*، محمد عباسی صفحات 15-28

    شبکه حمل و نقل جاده ای و شهری زندگی روزمره ما را برای مسیریابی بهینه تسهیل می کنند. در شبکه معابر، مدیریت ترافیک یکی از چالش های اصلی مدیران است. در این خصوص اولین گام برآورد تراکم خودروها در سطح شبکه معابر شهری می باشد. برآورد تعداد خودروها یا سطح اشغال خودروها در سطح کل شهر، با درنظر گرفتن زمان و هزینه کمتر، فقط با تصاویر ماهواره ای امکان پذیر است. در این راستا، در این پژوهش از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی بالای در دسترس و قابل دانلود سامانه گوگل ارث استفاده شده است. برای شناسایی موقعیت خودروها از روش مبتنی بر یادگیری عمیق تک مرحله ای با معماری RetinaNet و بر اساس شبکه های عصبی باقیمانده با تعداد لایه 18، 34 و 50 استفاده شده است. برای داده های آموزشی موقعیت خودروها با جعبه های مرزی مشخص شده و سپس تصاویر ماهواره ای با ابعاد 128 در 128 پیکسل و گام 64 پیکسل بریده شده است. از کل داده های آموزشی 80 درصد برای آموزش و 20 درصد برای اعتبارسنجی به صورت تصادفی استفاده شده است. مدل ها در 50 دوره تکرار و با میانگین دقت بالای 7/0 آموزش داده شده اند. برای ارزیابی مدل های آموزش دیده از تصاویر ماهواره ای حاوی بیش از 15000 خودرو استفاده گردید. پارامتر امکان همپوشانی روش سرکوب غیرحداکثری 25 درصد اعمال شده است. نتیجه نهایی نشان می دهد که استفاده از مدل پیشنهادی در شناسایی خودروها دارای دقت مناسبی می باشد. مدل آشکارساز RetinaNet با شبکه یادگیری عمیق باقیمانده دارای50 لایه از نظر معیار میانگین دقت با 87/0، معیار دقت با 7/0، معیار بازیابی با 99/0 و معیارF1 با 82/0 بهترین عملکرد را داشته است. چالش اصلی مدل های پیشنهادی در مناطق دارای تراکم بالای خودور می باشد، که امکان تشخیص دقیق تعداد خودروها را بدلیل اندازه فاصله نمونه برداری زمینی تصاویر ماهواره ای کاهش می دهد اما سطح اشغال را بهتر برآورد می کند.

    کلیدواژگان: یادگیری عمیق، تصاویر ماهواره ای، RetinaNet، شبکه های باقیمانده، گوگل ارث
  • الناز علی اصل خیابانی*، محمدجواد ولدان زوج، مهدی معتق صفحات 29-38

    پدیده های طبیعی در جهان مانند زلزله و بارندگی شدید که گاهی اوقات با طوفان های باد ترکیب می شوند، می توانند سبب بروز رویداد زمین لغزش گردند. این زمین لغزش ها در یک ناحیه می توانند باعث خرابی چندین بخش یا منطقه گردیده و خسارات قابل توجهی به زیرساخت های طبیعی و انسانی وارد کنند. زمین لغزش تقریبا در همه کشورهای جهان اتفاق می افتد و نقش مهمی در تحول سیمای زمین دارد. برای اندازه گیری تغییرات بوجود آمده ناشی از این پدیده در سطح زمین و تولید نقشه آسیب ناشی از آن، روش های مختلف ژیودتیکی و غیرژیودتیکی وجود دارد. روش های ژیودتیکی به دلیل محدودیت هایی همچون صرف زمان و هزینه بالا  برای تهیه نقشه آسیب ناشی از زمین لغزش مناسب به نظر نمی رسند. بنابراین بایستی به سراغ روش های غیرژیودتیکی برویم. امروزه کاربرد تکنیک های سنجش از دور در مطالعات ناپایداری دامنه ها و بررسی تغییرات سطح زمین بسیار مورد توجه قرار گرفته است. تصاویر راداری به دلیل قدرت تفکیک مکانی بالا، دید وسیع، امکان برداشت در هر نوع شرایط آب و هوایی، امکان برداشت در طول شب، فرکانس بالای مشاهدات مکانی و زمانی و دقت قابل قبول به عنوان یک ابزار مناسب برای این منظور مطرح گردیده اند. علاوه بر این، روش های مختلفی برای استخراج اطلاعات از این نوع داده ها وجود دارد که اغلب آن ها نیاز به داده های اولیه حجیم، انجام پردازش های سنگین و بسیار زمان بر دارند، اما ما در این تحقیق سعی بر آن داریم که با استفاده از کمترین داده های ورودی و در کمترین زمان ممکن، به تولید نقشه آسیب ناشی از زمین لغزش بپردازیم؛ بنابراین روش مورد استفاده در این تحقیق استفاده از تصاویر راداری سنجنده Sentinel-1A و پردازش این تصاویر در بستر پردازشی GEE می  باشد. در این تحقیق، با استفاده از بررسی تغییرات بوجود آمده در تصویر سیگمانات داده های راداری قبل و بعد از زمین لغزش و با ترکیب تصاویر در دو حالت بالا و پاببن گذر به شناسایی مناطق آسیب دیده ناشی از زمین لغزش در  منطقه تخت استان گلستان خواهیم پرداخت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دهنده دقت 81 درصدی روش پیشنهادی می باشد.

    کلیدواژگان: شناسایی زمین لغزش، تصاویر سیگمانات، بالاگذر، پایین گذر، Sentinel-1A، Google Earth Engine
  • شهریار شاکری، حمید مطیعیان* صفحات 39-53

    گردشگری به عنوان پدیده مهم قرن بیست و یکم در برگیرنده جریانی از سرمایه، انسان، فرهنگ و کنش متقابل میان آن ها است. اهمیت گردشگری در عصر حاضر بیش از همه وابسته به چرخه اقتصادی آن است و قابلیت بسیار در زمینه پویایی اقتصاد محلی و بین المللی باعث شده است تا سرویس های خدماتی در این زمینه توسعه یابند. یکی از ارکان این توسعه، استفاده از اطلاعات مردم گستر می باشد که مجموعه داده بسیار قدرتمند و متنوعی بوده و به صورت رایگان در تصمیم گیری های مکانی مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله تصمیم گیری های مهم در گردشگری، تحلیل داده های رستوران ها است که به کمک آن می توان عملکرد رستوران ها را از لحاظ خدماتی مورد سنجش قرار داد. به همین سبب در این تحقیق مجموعه اطلاعات مردم گستر مختلفی در زمینه رستوران ها از شبکه های مختلف جمع آوری گردید تا به کمک مدل STFTiS، کیفیت خدماتی رستوران ها در واحدهای مکانی مورد بررسی قرار گیرد. در این راستا، اطلاعات حاصل از نظرات کاربران پس از آماده سازی و مرتب سازی، به کمک روش های خوشه بندی مورد پردازش قرار گرفتند. سپس نتایج خوشه بندی و امتیازات کاربران در سطح شهرستان های استان مازندران ادغام گردید تا با تحلیل و مقایسه آن با وضعیت گردشگری شهرستان ها، بتوان سیاست های توسعه رستوران ها در سطح استان را برنامه ریزی نمود. نتایج به دست آمده به این صورت است که شهرستان های رامسر، نوشهر، تنکابن و محمودآباد شهرستان هایی با عملکرد مناسب از لحاظ گردشگری و خدماتی بوده، همچنین تشابه 4 مورد از 5 شهرستان قابل توسعه در نتایج روش پیشنهادی نسبت به مقالات مشابه که از سایر روش ها به دست آمده، نشان از تطابق 80 درصدی می باشد.

    کلیدواژگان: گردشگری، مدل STFTiS، POI، مازندران، رستوران ها
  • ناصر محمدی ورزنه، علیرضا وفائی نژاد*، علی اصغر آل شیخ، زهرا عزیزی، امیرهومن حمصی صفحات 55-65

    یکی از دلایل اساسی که افراد و جوامع را به سوی بهینه سازی کشت محصولات سوق می دهد، کمبود و محدودیت آب شرب و حتی آب مصرفی در بسیاری از کشورهای کم آب جهان از جمله ایران است؛ که به یک مسیله مهم و حیاتی بدل شده است. یکی از راهکارهای مناسب در کشورهایی مانند ایران که در حوزه کشاورزی نیز فعال است، این است که با توجه به نیاز به آب در بخش کشاورزی، مدیریت بهینه کشت محصولات زراعی است. بر همین اساس ضروری است که روش های مختلف تحلیل، تصمیم و برنامه ریزی مورد بررسی قرار گیرد. همچنین، مورد دیگری که امروزه در بهبود الگوی کشت و کاهش میزان آب مصرفی نقش به سزایی می تواند ایفا نماید، در نظرگیری و محاسبه آب مجازی می باشد؛ از این رو بهینه سازی الگوی کشت با بهره گیری از محاسبات آب مجازی می تواند بسیار مفید واقع گردد. استفاده و بهره گیری از سامانه اطلاعات مکانی جهت ایجاد سیستم های تصمیم گیری، سبب مدیریتی منسجم و تصمیم گیری درست در امور مختلف می شود و نیز در نظرگیری آب مجازی منجر به بهبود الگوی گشت و کاهش مصرف آب خواهد بود. در نتیجه در پژوهش حاضر، با استفاده از سیستم تصمیم گیری ای که با قابلیت های GIS و هوش جمعی ایجاد گردید، به همراه محاسبات آب مجازی برخی گیاهان زراعی، به ایجاد و ارایه راهکاری نوین جهت تخصیص بهینه الگوی کشت و در نتیجه استفاده ی صحیح از آب در اراضی کشاورزی بخش بن رود در توابع شهرستان ورزنه، واقع در جنوب شرق استان اصفهان، پرداخته شده است. بدین منظور، پس از بررسی روش های بهینه یابی در تصمیم سازی با استفاده از پارامترهای محیطی، به استفاده الگوریتم هوش جمعی جامعه مورچگان (ACO) در ترکیب با سامانه اطلاعات مکانی، در فرآیند تخصیص زمین با در نظرگیری آب مجازی کشت و نمو گیاهان در شبکه های آبیاری اراضی کشاورزی بخش مذکور دست یافته شد. در نهایت نتایج این پژوهش نشان می دهد که پس از بهینه سازی تخصیص زمین جهت کشت محصولات مشخص آن محدوده، بر اساس آب مجازی محصولات، میزان آب مصرفی می تواند به میزان 37% مقدار اولیه کاهش یابد.

    کلیدواژگان: هوش جمعی، الگوریتم جامعه مورچگان (ACO)، آب مجازی، سامانه اطلاعات مکانی (GIS)، الگوی کشت، بهینه سازی
  • خسرو مقتصدآذر*، رامین تهرانچی صفحات 67-77

    نویز  سری های زمانی موقعیت GNSS عمدتا ترکیبی از نویز سفید و نویز قانون توان است. برای تعیین دامنه این نویزها از روش های برآورد مولفه واریانس استفاده می شود. روش های برآورد مولفه های واریانس ذاتا روش های تکراری هستند که در هر تکرار معکوس ماتریس (کو)واریانس محاسبه شده و به همین دلیل افزایش طول سری های زمانی باعث افزایش بار محاسباتی می شود. در این تحقیق الگوریتمی برای برآورد سریع دامنه نویز سفید بر اساس واریانس موجک تبدیل موجک گسسته با بیشترین همپوشانی ارایه می شود. در استفاده از تبدیل موجک گسسته با بیشترین همپوشانی قابلیت تجزیه وتحلیل آماری ما کاهش نمی یابد چون این تبدیل برای هر سری زمانی با طول دلخواه قابل استفاده بوده و تعداد ضرایب موجک و مقیاس به ازای افزایش هر مرحله نصف نمی شود. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم پیشنهادی، از 180 سری زمانی شبیه سازی شده با طول های مختلف (2000، 4000 و 8000) استفاده شده است. این سری های زمانی شامل حرکت خطی، مولفه های پریودیک، آفست، اثر زلزله و گپ (تا 10٪) می باشند که ترکیبی از نویز سفید، فلیکر و گام تصادفی به آن ها اضافه شده است. روش پیشنهادی بر روی این داده های شبیه سازی شده اعمال گردیده و نتایج آن با نتایج روش بیشترین درست نمایی محدود مقایسه شده است. مقایسه بایاس دامنه های نویز سفید برآورده شده از روش پیشنهادی و روش بیشترین درست نمایی محدود نشان داد که نتایج ارایه شده توسط دو روش نزدیک به هم هستند. علاوه بر این، پیچیدگی محاسباتی الگوریتم پیشنهادی از مرتبه O(N) است که N  طول سری زمانی می باشد . همچنین نتایج  زمان محاسبات نشان داد که الگوریتم پیشنهادی بسته به طول سری های زمانی می تواند حدود 450 تا 10000 برابر سریع تر از روش بیشترین  درست نمایی محد ود باشد. در ادامه به منظور ارزیابی بیشتر، از داده های 19 ایستگاه واقعی استفاده شد که نتایج حاکی از کارایی روش پیشنهادی دارد. پیچیدگی محاسباتی کم و سرعت بالای الگوریتم پیشنهادی می تواند سرعت پردازش سری های زمانی GNSS را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

    کلیدواژگان: سری های زمانی GNSS، نویز سفید، نویز قانون توان، برآورد مولفه واریانس، واریانس موجک، تبدیل موجک گسسته با بیشترین همپوشانی
  • میثم محرمی، محمدرضا جلوخانی نیارکی* صفحات 79-94

    زمین لغزش یکی از شایع ترین مخاطرات طبیعی در سرتاسر جهان است. شناسایی مناطق مستعد وقوع زمین لغزش یکی از روش هایی است که می توان از آن برای پیش بینی و کاهش خسارات احتمالی ناشی از زمین لغزش بهره برد. هدف از این پژوهش تهیه نقشه مناطق مستعد وقوع زمین لغزش در کشور اتریش با استفاده از مدل های آزمون آماری T و جنگل تصادفی است. در این پژوهش، 9 معیار موثر در وقوع زمین لغزش مورد بررسی قرار گرفت که عبارت اند از: ارتفاع، شیب، جهت شیب، فاصله تا آبراهه ها، فاصله تا گسل، فاصله تا راه، پوشش زمین، لیتولوژی و بارش. در مدل آزمون آماری T ابتدا با استفاده از آزمون T وزن هر یک از معیارها محاسبه شد و در ادامه با استفاده از روش جمع وزنی ساده، لایه های معیار و وزن هر یک از آن ها با یکدیگر تلفیق شد و بر این اساس، نقشه مناطق مستعد وقوع زمین لغزش به دست آمد. در مدل جنگل تصادفی، یادگیری بر اساس درختان متعدد تصمیم گیر انجام شد و بر پایه نقاط وقوع زمین لغزش و نقشه لایه های معیار، وزن نسبی هر یک از لایه ها محاسبه شد. در نهایت نقشه مناطق مستعد وقوع زمین لغزش تهیه شد. به منظور مقایسه دو مدل با یکدیگر، منحنی مشخصه عملکرد نسبی و سطح زیر منحنی به کار رفت. بر این اساس، مدل جنگل تصادفی با سطح زیر منحنی 0/893 عملکرد نسبتا بهتری را نسبت به مدل آزمون آماری T با سطح زیر منحنی 0/852 ارایه داد. بررسی اهمیت معیارهای مختلف نشان داد معیارهای شیب و بارش در هر دو مدل از بیشترین اهمیت در وقوع زمین لغزش برخوردارند. بر اساس نتایج به دست آمده، هر دو مدل از مزیت های منحصربه فردی در تهیه نقشه مناطق مستعد وقوع زمین لغزش برخوردارند؛ به طوری که صحت بیشتر مدل جنگل تصادفی، و امکان وزن دهی به معیارها و زیرمعیارها در مدل آزمون آماری T، باعث می شود تا هر دو مدل در این زمینه دارای جنبه کاربردی باشند.

    کلیدواژگان: آزمون آماری T، جنگل تصادفی، زمین لغزش، مدل سازی، یادگیری ماشین
  • زهره بازوند، کامران عادلی*، جواد سوسنی، علی اصغر تراهی صفحات 95-106

    این پژوهش با هدف ارزیابی تاثیر زوال درختان بلوط ایرانی(Lindl. Quercus brantii) بر ذخیره کربن و ارزش اقتصادی آن در جنگل های زاگرس با استفاده از تصاویر ماهواره ای در جنگل های کوهدشت استان لرستان انجام شد. برای انجام این مطالعه، داده های سنجنده MSI ماهواره سنتینل 2 مربوط به تاریخ 25 خرداد 1400 استفاده شد. پس از انجام پیش پردازش و پردازش های لازم، به منظور اندازه گیری زمینی زی توده تعداد 250 قطعه نمونه مربعی شکل با ابعاد 30×30 متر به روش تصادفی برداشت و قطر برابر سینه کلیه درختان اندازه گیری شد و در نهایت میزان زی توده روی زمینی برای هر قطعه نمونه محاسبه گردید. برای مدل سازی زی توده روی زمینی جنگل از روش آماری رگرسیون چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی، نزدیک ترین همسایه استفاده شد. به منظور ارزش گذاری میزان کربن ذخیره شده از میانگین نرخ گزارش شده برای هر تن گاز دی اکسید کربن جذب شده (54 یورو) استفاده شد و با استفاده از رابطه میان میزان زی توده و میزان کربن ذخیره شده و به طبع آن میزان گاز دی اکسید کربن جذب شده، نقشه ارزش اقتصادی میزان کربن ذخیره شده (ازلحاظ جذب دی اکسید کربن) تهیه شد. نتایج نشان داد که مدل رگرسیون خطی حاصل از شاخص پوشش گیاهی  NDVIبا  73/0R2= و 88/21RMSE(%)=  بهترین مدل برای منطقه مورد مطالعه است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان از کارایی مناسب تصویر سنتینل 2 جهت برآورد زی توده روی زمینی در جنگل های زوال یافته زاگرس دارد. همچنین نتایج ارزش گذاری اقتصادی موجودی کربن به لحاظ خدمت جذب دی اکسید کربن نشان داد که هر هکتار از جنگل های منطقه ازنظر کارکرد جذب دی اکسید کربن از ارزشی معادل با 12/2547 میلیون ریال برخوردار است . نتایج حاصل از ارزش گذاری اقتصادی مناطق زوال یافته نشان می دهد که هر چقدر شدت زوال بیشتر شود ارزش اقتصادی کاهش می یابد، به طوری که بالاترین حداکثر ارزش مربوط به منطقه سالم و پایین ترین مربوط به منطقه با زوال شدید است. درمجموع با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق می توان با استفاده تصاویر ماهواره ای سنتینل، نقشه میزان زی توده مناطق زوال یافته را با دقت مناسبی تهیه نمود و به عنوان نقشه پایه در تصمیم گیری ها، عملیات احیایی و مراقبتی جنگل و ارزش گذاری اقتصادی این منابع ارزشمند، بهره برد.

    کلیدواژگان: زوال بلوط، ارزش اقتصادی، ذخیره کربن، زی توده، کوهدشت، لرستان
|
  • Ahmad Rajabi, Mehdi Akhoondzadeh-Hanzaei* Pages 1-14

    Gossans are the easiest and fastest way to explore subsurface resources and actually represent mineral zones on the earth's surface. Gossans that have important mineral resources such as copper and gold are called true gusans. The aim of this study was to identify true Gossans in small exploration areas. In this paper, an algorithm for deep convolutional cane crusts was designed. In the proposed algorithm, first preprocessions such as geometric and spectral correction and restoration, division of satellite images into smaller images and amplification of training data are performed to prepare RGB data to enter the chip. The proposed CNN cane has a encoder-decoder structure that in the coding stage different and efficient features are extracted at different scales and in the decoding stage the generated features are combined to estimate the Gossan regions. Then, the desired network was implemented for the images of the studied exploratory area called "Tal Bargah" located in Darab city and the Gossan areas of the region were extracted. For field evaluation of the obtained results, the results of the network and its location on the copper orthodontic interpolation map of the region and review of the integrated lithological results and the real gusans of the region with statistical accuracy of sensitivity parameters: 0.957, F1 score: 0.457, rock detection accuracy 92% and average Copper grade above 4% was detected in these areas.

    Keywords: Gossan, Geochemistry, Copper deposit, Remote sensing, Deep learning
  • Mostafa Kabolizadeh*, Mohammad Abbasi Pages 15-28

    Road and urban transport network facilitate our daily life for optimal routing. In the road network, traffic management is one of the main challenges of managers. In this regard, the first step is to estimate the density of cars at the level of the urban road network. Estimating the number of cars or the level of occupancy of cars in the whole city, taking into account less time and cost, is only possible with satellite images. In this regard, in this research, satellite images with high spatial resolution available and downloadable from the Google Earth system have been used. To identify the position of the cars, the single shot deep learning method with RetinaNet architecture and based on residual neural networks with the number of layers 18, 34 and 50 have been used. For the training data, the position of the cars is marked with bounding boxes and then satellite images with dimensions of 128 x 128 pixels and 64 pixels pitch are cut. Of the total training data, 80% have been used for training and 20% for validation. The models were trained in 50 epochs and with an average accuracy of 0.7. Satellite images containing more than 15000 cars was used to evaluate the trained models. The parameter of the possibility of overlapping of the non-maximum suppression method was applied equal 25%. The final result shows that the use of the proposed model in the identification of cars has a good accuracy. The RetinaNet detector model based on the residual deep learning network with 50 layers has performed best in terms of average accuracy with 0.87, precision with 0.7, recall with 0.99 and F1-score with 0.82. The main challenge of the proposed models is in areas with high car density, which reduces the possibility of accurately detecting the number of cars due to the size of the ground sampling distance of satellite images, but it estimates the occupancy level better.

    Keywords: deep learning, satellite images, RetinaNet, residual neural networks, Google Earth
  • Elnaz Ali Asl Khiabani*, Mohammadjavad Valadan Zoej, Mahdi Motagh Pages 29-38

    Natural phenomena in the world, such as earthquakes and heavy rains, which are sometimes combined with wind storms, can cause landslides. These landslides in one area can damage several parts and cause significant damage to natural and human infrastructure. Landslides occur in almost all countries of the world and play an important role in the changing of the earth's surface. There are different geodetic and non-geodetic methods to measure the changes caused by this phenomenon. Geodetic methods are not suitable for preparing a landslide damage map due to their limitations such as high cost and time consuming. Therefore, we have to use non-geodetic methods. Nowadays, the use of remote sensing techniques has received much attention. Radar images have been proposed as a suitable tool for monitoring landslides due to their high spatial resolution, wide view, the possibility of capturing in any kind of weather conditions and during the night, the high frequency of spatial and temporal observations, and acceptable accuracy. In addition, there are various methods for extracting information from this type of data, most of which require large initial data, and time-consuming processing. But in this research, we are trying to produce a landslide damage map by using the least input data and in the shortest possible time (no need to spend time for downloading all the required data). Therefore, the method used in this research is the use of Sentinel-1A RADAR images and processing these images in the Google Earth Engine (GEE) processing platform. In this article, we will prepare landslide damage map by examining the changes in the backscattering coefficient image (σ° ) between before and after landslide RADAR images. In this research, by having two sets of images related to before and after the occurrence of the landslide in ASC and DSC pass mode, we can produce the Iratio image between the image before and after the landslide for ASC and DSC mode. After that, we can average between IratioASC and IratioDSC to produce the IratioAverage. After producing this image and removing areas that cause errors and ambiguity, such as seas and lakes, agricultural areas, deforested areas, etc. finally, by determining a suitable threshold, it is possible to detect landslide areas. In order to evaluate the accuracy, since the lack of ground data in the study area, the generated landslide map was compared with Sentinel-2 optical sensor images and the results showed a high agreement between these two data sets, and this shows the high accuracy of the proposed method.

    Keywords: Landslide detection, σ° image, Ascending, Descending, Sentinel-1A, Google Earth Engine
  • Shahriar Shakeri, Hamid Motieyan* Pages 39-53

    Tourism as a distinguished 21st-century phenomenon requires capital flows, people, cultures and a persistent interaction between the aforementioned variables. The significance of tourism in this era depends mostly on its economic cycle; And high economic dynamism, both locally and internationally, has led to the expansion and development of the spectrum of services in this field. One of the pillars of this development is the use of public information, which is a very powerful and diverse dataset that can be used for free in spatial decision making. Among the spatial decision-making criteria in tourism is the analysis of datasets regarding restaurants, which can be used to measure their general performance in terms of service. Therefore, in this research, a series of public-opinion-based information in regards to restaurants were collected from different social networks; And the goal is to examine the quality of service for restaurants in different geographic units with the help of STFTiS model. In this regard, the information obtained from users' comments after preparation and sorting were processed with the help of clustering methods. Thereupon, after clustering results and the ratings given by users across all cities of Mazandaran province were integrated, by analysing the correlation between them and status of tourism in those cities, the results could be validated and policies regarding the development of restaurants across the province could be planned. The results obtained are that the cities of Ramsar, Nowshahr, Tankabon and Mahmudabad are cities with good performance in terms of tourism and services. Also, the similarity of 4 out of 5 cities that can be developed in the results of the proposed method compared to similar articles obtained from other methods shows an 80% match.

    Keywords: Tourism, STFTiS model, POI, Mazandaran, Restaurants
  • Naser Mohammadi Varzaneh, Alireza Vafaeinejad*, Aliasghar Alesheikh, Zahra Azizi, Amirhoman Hemmasi Pages 55-65

    The shortage and restriction of drinking water and even water consumption in many water-scarce countries of the globe, including Iran, has become an essential and vital issue. This is one of the key reasons that people and communities maximize the development of crops. The best management of crop production, taking into account the requirement for water in the agricultural sector, is one of the acceptable options in nations like Iran, which is also active in the field of agriculture. On the basis of this, it is vital to look at various analytical, planning, and decision-making techniques. Additionally, taking into account and calculating virtual water can significantly improve the cultivation pattern and decrease the amount of water currently consumed; as a result, optimizing the cultivation pattern using virtual water calculations can be highly beneficial. Coherent management and accurate decision-making in a variety of areas will result from the usage and implementation of spatial information systems, and taking into account virtual water will enhance navigation patterns and decrease water consumption. In order to achieve the best allocation of the cultivation pattern and as a result, the correct use of water in the agricultural lands of Ben-Rood district in the operations of Varzaneh city, located in the southeast of Isfahan province, was achieved in the current research by using the decision-making system that was created with the capabilities of GIS and artificial intelligence, along with the virtual water calculations of some agricultural plants. Using the collective intelligence algorithm of the ant community (ACO) in conjunction with the spatial information system, it was possible to achieve this goal after examining the optimization methods in decision-making using environmental parameters. This was done by taking into account the virtual water of cultivation and the growth of plants in the irrigation networks of the agricultural lands of the mentioned sector. Finally, the findings of this study demonstrate that the amount of water consumed may be decreased to 37% of the initial amount after optimizing the allocation of land for the cultivation of specific crops in that area, based on the virtual water of the crops.

    Keywords: Collective Intelligence, Ant Colony Algorithm, Virtual Water, Geographic Information System (GIS), Cultivation Pattern, Optimization
  • Khosro Moghtased Azar*, Ramin Tehranchi Pages 67-77

    The noise in the GNSS position time series is mainly a combination of white noise and power law noise. Noise amplitudes are estimated using variance component estimation (VCE) procedures. These methods require repeated inversion of covariance matrix, which is a computational burden for analysis of long time series. This work proposes an algorithm to estimate the white noise amplitude, through the estimation of wavelet variance based upon the Maximal Overlap Discrete Wavelet Transform (MODWT). MODWT can be used for any sample size and number of wavelet and scaling coefficients does not decrease by factor 2 for each increase in the level of the transform, so it does not decrease our ability to perform statistical analysis. To test the performance of the proposed algorithm, we used 180 synthetic daily time series with different lengths (2000, 4000 and 8000) emulating real GNSS time series. They composed of linear trends, periodic signals, offsets, transient displacements, gaps (up to 10%), and a combination of white, flicker, and random walk noises. The results of proposed method were compared to those of REstricted Maximum Likelihood (REML) approach. Biases of white noise amplitudes for the proposed and REML method indicated that results given by the two methods are in good agreement. Moreover, the proposed algorithm has computational complexity of order O(N) where N is the number of observations. Also, the results demonstrated that this proposed algorithm can be about 450-10000 times faster than REML method depending on the length of time series.  For further evaluation of the method, the time series of 19 real stations were used, and the results indicated the effectiveness of the proposed method. The low complexity of the proposed algorithm can considerably speed up the processing of GNSS time series.

    Keywords: GNSS time series, white noise, power law noise, Variance Component Estimation (VCE), Wavelet Variance (WV), Maximal Overlap Discrete Wavelet Transform (MODWT)
  • Meysam Moharrami, Mohammadreza Jelokhani-Niaraki* Pages 79-94

    Landslides are a common natural hazard around the world, but the accuracy of the maps produced can be impacted by various adverse effects and uncertainties. Researchers have continuously sought to improve the accuracy of landslide susceptibility maps. This study aims to create a landslide susceptibility map for Austria using t-test and random forest models. Nine criteria for landslide occurrence, including elevation, slope, aspect, distance to drainages, distance to faults, distance to roads, land cover, lithology, and precipitation, were used. In the t-test model, the weight of each criterion was calculated using the t-statistical test and then combined with each other using the Simple Additive Weighting technique to draw the final landslide susceptibility map. The random forest model was trained using multiple decision trees and based on the landslide occurrence points and criterion layers, the relative weight of each layer was calculated, resulting in the final landslide susceptibility map. The receiver operating characteristic (ROC) curve and area under the ROC curve (AUC) were used to compare the two models, with the results showing that the random forest model performed better with an AUC of 0.893, compared to the t-test model with an AUC of 0.852. The importance of different criteria was assessed, and it was found that slope and precipitation were the most important factors in the occurrence of landslides in both models. The results showed that both models have unique advantages in landslide susceptibility mapping. Accordingly, the higher accuracy of the random forest model, and the possibility of weighting the criteria and sub-criteria in the t-test model, make both models practical in this field.

    Keywords: T-Test, Random Forest, Landslide, Modelling, Machine Learning
  • Zohreh Bazvand, Kamran Adeli*, Javavd Soosani, Ali Asghar Torahi Pages 95-106

    This study used satellite imagery to evaluate the effect of oak trees’ decline on carbon storage and its economic value in Zagros forests of Kuhdasht, Lorestan Province, Iran. To this goal, the study used the Sentinel-2 Satellite MSI sensor data recorded on June 15, 2021. In order to measure the ground biomass, we randomly selected 250 square samples with dimensions of 30 × 30. The Diameter at Breast Height [DBH] of each tree was measured and the amount of ground biomass for each sample plot was also obtained. General multivariate regression, Artificial Neural Networks, and K-nearest neighbors were used for modeling the ground biomass of the selected regions. In order to value the amount of stored carbon, the average rate was used for each ton of absorbed carbon dioxide gas (54 euros). The plot for the monetary valuation of carbon (in terms of carbon dioxide absorption) was determined by using the relationship between the amount of ground biomass and stored carbon, as well as absorbed carbon dioxide gas. The results showed that linear regression obtained by the vegetation index of NDVI with R2=0.73 and RMSE (%) = 21.88 was the best model for the studied area. The findings confirm that Sentinel-2 imagery data were considerably efficient for estimating the ground biomass of the Zagros declined forests.  Moreover, the results of the economic valuation of the carbon inventory in terms of carbon dioxide absorption service showed that each hectare of forests in the region has a value equivalent to 2547.12 Million Rial in carbon dioxide absorption function. The economic valuation of declined areas indicated that the more the degradation [decline] of these areas escalates, the more their economic value decreases. Accordingly, the highest value was obtained in the healthy areas and the lowest amount was calculated in the most declined regions. The findings suggest that Sentinel satellite images could be used to determine the accurate biomass map for the degraded areas. This map can be employed as a base map for decision-making, forestation/protection operations, and the economic valuation of these invaluable resources.

    Keywords: Decline of oak trees, Economic value, Carbon storage, Biomass, Kouhdasht, Lorestan