به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

aliasghar alesheikh

  • علی سبزعلی یمقانی*، علی اصغر آل شیخ، مصطفی مجیدی

    برآورد دقیق میزان محصول برای بسیاری از مسائل زراعی، از جمله مدیریت کشاورزی، سیاست های ملی مواد غذایی و تجارت بین المللی محصولات زراعی اهمیت دارد. برای این منظور، روش های مختلفی برای پیش بینی میزان محصول استفاده می شود که تصاویر ماهواره ای نقش تعیین کننده ای در این روش ها دارد. تکنیک های سنجش از راه دور ماهواره ای که مناطق وسیعی را به طور مستمر پوشش می دهند، می توانند به ارزیابی دقیق تر بازده محصول کمک کنند. این پژوهش مدل بهینه ای برای پیش بینی میزان محصول سویا در منطقه غرب میانه ایالات متحده توسعه می دهد. مدل ترکیبی یادگیری گروهی با استفاده از تصاویر ماهواره ای و داده های هواشناسی در دوره رشد غالب آزمایش شد. به طور خاص، الگوریتم بهینه سازی عقاب طلایی (GEO) برای تنظیم فراپارامترهای مدل XGBoost به کار گرفته شد تا بهترین پیکربندی ممکن برای بهبود دقت فراهم شود. نتایج نشان داد که مدل GEO-XGBoost برای محصول سویا (با ضریب همبستگی 0.9377 و شاخص ریشه میانگین مربعات خطا برابر با 0.2394 تن در هکتار) نتایج مناسبی داشت. این نتایج نشان می دهند که مدل بهینه شده  GEO-XGBoost می تواند پیش بینی های دقیقی برای میزان محصول سویا در شرایط مختلف آب و هوایی ارائه دهد و همچنین می تواند در آینده به پیش بینی سایر محصولات گسترش یابد.

    کلید واژگان: یادگیری گروهی, پیش بینی میزان محصول, سویا, Xgboost, بهینه سازی عقاب طلایی
    Ali Sabzali Yameqani*, Aliasghar Alesheikh, Mostafa Majidi

    Accurate crop yield estimation is important for many agricultural issues, including agricultural management, national food policies, and international crop trade. For this purpose, various methods are used to predict product performance, and the use of satellite images increases every day. Satellite remote sensing techniques that cover large areas continuously can help in more accurate assessment of crop yields. This research develops an optimal model for predicting soybean yield in the Midwest region of the United States. The ensemble learning hybrid model was tested using satellite images and meteorological data during the dominant growth period. In particular, the Golden Eagle Optimization (GEO) algorithm was used to adjust the hyper-parameters of the XGBoost model to provide the best possible configuration to improve accuracy. The results showed that the GEO-XGBoost model had good results for soybean crop (R equal to 0.9377 and RMSE equal to 0.2394 tons/ha). These results show that the optimized GEO-XGBoost model can provide accurate predictions for soybean yield under different weather conditions and can also be extended to predict other crops in the future.

    Keywords: Ensemble Learning, Yield Prediction, Soybean, Xgboost, Golden Eagle Optimization
  • ریحانه سعیدی، حسین آقا محمدی*، علی اصغر آل شیخ، علیرضا وفائی نژاد
    مقدمه

    سیستم های پاسخ اضطراری هوشمند از فناوری های مدرن مانند اینترنت اشیاء (IoT) استفاده می کنند تا بهبود عملکرد واحدهای واکنش اضطراری را فراهم کنند. این سیستم ها به منظور بهبود کیفیت خدمات، کاهش هزینه ها و افزایش نظارت بر فرایند واکنش اضطراری طراحی شده اند. از جمله اهداف اصلی این سیستم ها می توان به بهینه سازی مسیر واکنش اضطراری از طریق ارتباط با اشیا و جمع آوری داده های مکانی اشاره کرد. این سیستم ها با استفاده از مدل های مسیریابی مبتنی بر اینترنت اشیاء، قادر به بهینه سازی مسیر واکنش اضطراری هستند و باعث بهبود تجربه کاربران می شوند. به عبارت دیگر، این سیستم ها از اطلاعات جمع آوری شده توسط اینترنت اشیاء برای بهبود فرایند اضطراری استفاده می کنند. سیستم های پاسخ اضطراری هوشمند نقش مهمی در بهبود کارایی واحدهای واکنش اضطراری و ارتقای سطح خدمات در مواقع اضطراری دارند. این سیستم ها به صورت کامل در دسترس اند و باعث افزایش بهره وری و کارایی در مواقع اضطراری می شوند.

    مواد و روش ها

    یک زیرساخت داده های مکانی برای یکپارچه سازی سیستم و افزایش تلاش های واکنش اضطراری ایجاد شده است که امکانات بسیار مهمی برای بهبود خدمات پزشکی فوری فراهم می کند. این زیرساخت شامل یک پورتال است که مسیر بهینه از محل حادثه تا مرکز پزشکی را به دقت بر روی نقشه نمایش می دهد تا به تیم پزشکی کمک کند با سرعت و کارایی بیشتر به فرد مجروح برسند. علاوه براین، این پورتال امکان انتقال اطلاعات حسگر مانند علائم حیاتی فرد مصدوم را به تلفن همراه پزشک در آمبولانس از طریق بلوتوث فراهم می کند که این اطلاعات به طور هم زمان برای ارزیابی بیشتر به اشتراک گذاشته می شوند تا در صورت اضطرار، به سرعت و با دقت مناسب به فرد مجروح کمک کنند. این سامانه باعث افزایش کارایی و سرعت در واکنش به حوادث اضطراری می شود و امکان دسترسی سریع و بهینه به خدمات پزشکی را فراهم می کند. به طور خلاصه، این زیرساخت داده های مکانی بهبود چشمگیری در عملکرد واکنش به حوادث اضطراری درمانی داشته و امکان ارائه خدمات بهبودیافته و بهینه تر در حوادث اضطراری را فراهم کرده است.

    نتایج و بحث:

     مراکز پزشکی اهمیت موضوع بهداشت و درمان را اولویت خود می دانند. برای تعیین این اولویت ها و بهبود فرایند تخصیص منابع، از یک مدل وزن دهی سلسله مراتبی آنلاین استفاده می کنند. این مدل به بهینه سازی تخصیص منابع براساس اطلاعات بهداشتی بی درنگ مصدومان کمک می کند. در یک مورد آزمایشی که برای این مدل انجام شد، یک مصدوم با موفقیت در منطقه 5 تهران تحت درمان قرار گرفت. استفاده کارآمد از اینترنت اشیاء و زیرساخت داده های مکانی، این مرکز پزشکی را قادر به بهبود و بهینه سازی خدمات درمانی خود کرد. این نتایج نشان دهنده اهمیت اطلاعات مکانی در کنار داده های پزشکی و فناوری اینترنت اشیاء در بهبود خدمات پزشکی و افزایش کیفیت درمان است.

    نتیجه گیری

    سیستم های واکنش اضطراری سنتی بیشتر براساس مکانیسم های سنتی و فاقد فناوری مدرن مانند اینترنت اشیاء و یکپارچه سازی داده های مکانی عمل می کنند. به همین دلیل، این سیستم ها ممکن است با مشکلاتی همچون تاخیر در ارسال کارکنان اورژانس به محل حادثه و کمبود اطلاعات دقیق و سریع از بیمار مواجه شوند. اگر فناوری های مدرن مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و سیستم های اطلاعات جغرافیایی به این سیستم ها اضافه شوند، می توانند مشکلاتی را که در سیستم های سنتی واکنش اضطراری وجود دارد، حل کنند. این فناوری ها امکان پاسخ سریع تر و کارآمدتر به بحران ها را فراهم می کنند و به سازمان های ذی ربط از جمله سازمان مدیریت بحران کمک می کند تا تصمیمات بهتری برای تخصیص منابع در شرایط اضطراری بگیرند و عملکرد کلی خود را بهبود بخشند. با استفاده از داده های جمع آوری شده توسط این فناوری ها، سازمان های اضطراری می توانند بهبودی محسوسی در پاسخ به شرایط اضطراری ایجاد کنند و هزینه های زمانی، مالی و انسانی را کاهش دهند. به طور کلی، این رویکرد جدید به سیستم های واکنش اضطراری امکان پذیری بهتری در مواجهه با بحران های مختلف و بهبود کارایی واکنش به اضطرار را فراهم می آورد.

    کلید واژگان: امدادرسانی هوشمند, اینترنت اشیاء, حسگر, سیستم اطلاعات جغرافیایی
    Reyhaneh Saeedi, Hossein Aghamohammadi *, Aliasghar Alesheikh, Alireza Vafaeinejad
    Introduction

    Intelligent emergency response systems utilize modern technologies such as the Internet of Things (IoT) to enhance the performance of emergency response units. These systems are designed to improve service quality, reduce costs, and increase monitoring of the emergency response process. Key objectives include optimizing emergency response routes through communication with objects and collecting spatial data. Utilizing IoT-based routing models enables optimizing emergency response routes and enhancing the overall user experience. In essence, these systems leverage data collected by IoT to enhance the emergency response process. Intelligent emergency response systems play a crucial role in improving the efficiency of emergency response units and elevating service levels in emergencies. These systems are readily available and enhance productivity and efficiency in emergencies.

    Materials and Methods

    A spatial data infrastructure has been developed to integrate the system and enhance emergency response efforts, providing critical capabilities for improving emergency medical services. This infrastructure includes a portal that accurately displays the optimal route from the incident location to the medical center on a map, assisting the medical team in quickly and efficiently reaching the injured individual. Additionally, this portal enables the transfer of sensor information, such as vital signs of the injured person, to the physician's mobile phone in the ambulance via Bluetooth. This allows the information to be shared simultaneously for further assessment, enabling quick and accurate assistance in emergencies. This system increases efficiency and speed in responding to emergencies, providing rapid and optimal access to medical services. In summary, this spatial data infrastructure has significantly improved the performance of emergency medical response and facilitated the delivery of enhanced and optimized services in emergencies.

    Results and Discussion

    Medical centers prioritize healthcare and treatment. They employ an online hierarchical weighting model to ascertain these priorities and enhance the efficiency of resource allocation processes. This model helps optimize resource allocation based on real-time health information of the injured individuals. In a trial case, an injured person was successfully treated in District 5 of Tehran. The efficient use of IoT and spatial data infrastructure enabled this medical center to enhance and optimize its healthcare services. These findings underscore the significance of integrating spatial information, medical data, and IoT technology to advance healthcare services and elevate the quality of treatment.

    Conclusion

    Traditional emergency response systems operate primarily based on outdated mechanisms and lack modern technologies, including IoT and spatial data integration. Consequently, these systems may encounter challenges such as delays in dispatching emergency personnel to the incident location and a lack of accurate and rapid patient information. Incorporating modern technologies like artificial intelligence, IoT, and geographic information systems can address the challenges faced by traditional emergency response systems. These technologies enable faster and more efficient crisis responses and assist organizations, such as crisis management agencies, in making better resource allocation decisions during emergencies, thereby improving overall performance. By utilizing data collected through these technologies, emergency organizations can significantly enhance their response to emergencies, reducing time, financial, and human costs. Overall, this new approach to emergency response systems enables better adaptability in facing various crises and improves emergency response efficiency.

    Keywords: Intelligent Emergency Response, Internet Of Things, Sensor, Geographic Information System
  • ازهر ابراهیم الطائی، علی اصغر آل شیخ*، علی درویشی بلورانی

    طوفان های گردوغبار یکی از شدیدترین نوع آلودگی هوا هستند و تهدیدات جدی را برای سلامت، محیط زیست و انسان به همراه دارند. برای مقابله با این پدیده، درک مکانیسم های تولید گردوغبار بسیار حیاتی است. این امر با استفاده از یادگیری ماشین در تحلیل حساسیت کانون های گردوغبار و تعیین سطح مخاطره آمیز بودن آن ها به دست می آید. اگرچه فعالیت های گردوغبار ارتباط بسیار بالایی با تغییر مداوم مکانی و زمانی پارامترهای جوی و محیطی دارد، بااین حال مطالعات معدودی به تحلیل حساسیت کانون های گردوغبار با در نظر گرفتن نوسانات اقلیمی مانند دوره های مرطوب و خشک پرداخته اند. همچنین، درحالی که بهینه سازی فرا ابتکاری پارامترها برای بهبود عملکرد یادگیری ماشین بسیار مهم است، بسیاری از مطالعات از آن صرف نظر کرده اند. برای پر کردن خلاءهای پژوهشی مرتبط با این موضوع، هدف از این مطالعه ارائه یک چارچوب برای تحلیل حساسیت کانون های مخاطره آمیز مستعد گردوغبار در دوره های خشک و مرطوب (بر اساس تغییرات بدنه های آبی) با استفاده از یک مدل جنگل تصادفی (RF) بهبود یافته با بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری (TLBO) و بهینه سازی مبتنی بر روانشناسی دانش آموز (SPBO) می باشد. برای دستیابی به این هدف، این مطالعه 10392 کانون گردوغبار شناسایی شده را همراه با عوامل موثر محیطی بین سال های 2000 تا 2020 در حوضه مشترک فرامرزی دجله و فرات، که ازجمله مهم ترین کانون های گردوغبار در خاورمیانه و در سطح جهانی است، تحلیل کرد. نتایج نشان داد که RF-TLBO با متوسط خطای مطلق میانگین (MAE) 0.146، متوسط خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) 0.194 و متوسط ضریب ویلموت (WI) 0.761 در مقایسه با متوسط MAE برابر 0.148، متوسط RMSE برابر 0.195 و متوسط WI برابر 0.757 کمی بهتر از RF-SPBO عمل کرد. TLBO تنظیم مدل RF را با تعداد درختان کمتر و نیز حداکثر عمق کمتر و به صورت مدلی ساده تر انجام داد. بر همین اساس ما از RF-TLBO استفاده کردیم و نواحی کانونی مستعد گردوغبار را در طول دوره های خشک با سطح بالاتری از مخاطره آمیز بودن نسبت به دوره های مرطوب شناسایی کردیم. این مشاهده ارتباط معنی داری بین دوره های مرطوب و خشک و مستعد بودن برای ایجاد طوفان های مخاطره آمیز را تایید می کند. سطح بالای مخاطره آمیز بودن کانون های نزدیک منابع آبی و باتلاق ها نشان دهنده تاثیر قابل توجه تغییرات پهنه های آبی بر تولید منابع گردوغبار مخاطره آمیز است. نتایج شاخص Gini همچنین نشان می دهد که پوشش گیاهی، ارتفاع، سرعت باد و بافت خاک تاثیر بیشتری بر مخاطره آمیز بودن کانون های مستعد تولید گردوغبار دارند.

    کلید واژگان: کانون های گردوغبار, جنگل تصادفی, روش های فرا ابتکاری, حوضه دجله و فرات, دوره های مرطوب و خشک
    Azher Ibrahim Al-Taei, AliAsghar Alesheikh *, Ali Darvishi Boloorani

    Dust storms are a severe form of air pollution that poses significant threats to the environment and human health. To deal with this phenomenon, it is crucial to comprehend the mechanisms accountable for dust generation. This can be achieved by utilizing machine learning in dust source susceptibility mapping. Although dust activities vary spatiotemporally due to the constantly changing atmosphere, few papers have addressed dust source susceptibility mapping considering Earth system frameworks such as wet and dry periods. Also, while optimizing hyperparameters is crucial for improving machine learning performance, many studies have neglected this aspect in this particular application. To address this research gap, the objective of this study was to create a framework for mapping the susceptibility of hazardous hotspot dust sources (HDS) during wet and dry periods (based on the changes in water bodies) using a fine-tuned random forest model with teaching learning-based optimization (TLBO) and student psychology based optimization (SPBO) optimizers. To achieve this, the study analyzed 10,392 identified HDS, along with various environmental influential factors between 2000 and 2020 in the transnational shared Tigris-Euphrates Basin, which is a significant source of dust in the Middle East and globally. The results showed that RF-TLBO performed slightly better than RF-SPBO, with an average mean absolute error (MAE) of 0.146, average root mean squared error (RMSE) of 0.194, and average Willmott Index (WI) of 0.761, compared to RF-SPBO's average MAE of 0.148, average RMSE of 0.195, and average WI of 0.757. The TLBO tuned RF with a lower number of trees and a lower maximum depth value, making it a simpler model. We utilized RF-TLBO and observed more areas that are more susceptible to hazardous dust sources during dry periods, confirming the meaningful relationship between wet and dry periods and hazardous dust susceptibility. Higher susceptibilities were found near water bodies and marshlands, indicating the significant impact of fluctuating water bodies on the generation of hazardous dust sources. The Gini index results also show that vegetation cover, elevation, wind speed, and soil texture have a high impact on land susceptibility to be a hazardous dust source.

    Keywords: Hotspot dust sources, Random forest, Meta-heuristics methods, Tigris-Euphrates Basin, Wet, Dry periods
  • ناصر محمدی ورزنه، علیرضا وفائی نژاد*، علی اصغر آل شیخ، زهرا عزیزی، امیرهومن حمصی

    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.

    کلید واژگان: هوش جمعی, الگوریتم جامعه مورچگان (ACO), آب مجازی, سامانه اطلاعات مکانی (GIS), الگوی کشت, بهینه سازی
    Naser Mohammadi Varzaneh, Alireza Vafaeinejad*, Aliasghar Alesheikh, Zahra Azizi, Amirhoman Hemmasi

    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
  • ناصر محمدی ورزنه، علیرضا وفائی نژاد*، علی اصغر آل شیخ، زهرا عزیزی، امیرهومن حمصی

    آب به عنوان مهم‏ترین عامل محدود کننده در نقاط خشک و نیمه خشک دنیا به خصوص ایران به حساب می‏آید و اصلی‏ترین عامل در مقدار بهره‏وری دیگر منابع است. در سال های گذشته، دلایل متفاوتی مانند رشد جمعیت، رشد اقتصادی، تغییر اقلیم، آب و هوا و خشکسالی‏های متعدد برای رسیدن به منابع آب شیرین در کشورهای مختلف رقابت ایجاد کرده که سبب کاهش منابع آب شیرین در مناطق مختلف شده و به مشکل کم‏آبی در آن‏ها افزوده است. همچنین، به دلیل ارزش و اهمیت به کارگیری بهینه آب در شبکه‏ های آبیاری و زهکشی، استفاده از روش‏ها و تکنیک ‏های جدید برای مدیریت شبکه‏ های آبیاری و زهکشی تاثیر مناسبی بر روند کاهش مصرف آب به صورت بهینه خواهد گذاشت. در سیستم‏های سنتی آبیاری و بهره ‏برداری از منابع آبی برای اراضی و دشت‏ها معمولا از منابع آب موجود به صورت بهینه و دقیق استفاده نمی‏شود، لذا آبیاری آن ها ممکن است با اتلاف و هدررفت آب بدون بهره موثر از آن باشد. درنظرگیری شبکه های آبیاری و زهکشی به دلیل وسعت و پراکندگی اراضی، تنوع کشت، زمان و مکان آن و مسافت بین منبع آب تا محل استفاده از آن جهت مدیریت بهینه بهره‏برداری از آب موجود، بسیار مهم و ضروری است. از این رو در پژوهش حاضر سعی شده است برای مدیریت بهینه استفاده از آب در بخش کشاورزی کشت گیاهان کشاورزی با درنظرگیری آب مجازی کشت و نمو گیاهان و با توجه به پارامترهای محیطی موثر در آن، به صورت مکانی و زمانی در متد یک بهینه‏ سازی هوش جمعی بررسی و محاسبه شود و در نهایت، در یک محیط بصری‏سازی اطلاعات مکانی زمانی به نمایش درآید؛ که خود روشی نوین به حساب می‏آید. با محاسبات انجام شده در این پژوهش و مقایسه با روش سنتی موجود، در صورت اجرایی شدن راهکار ارایه شده در این پژوهش، میزان مصرف آب برای بخش کشاورزی منطقه مطالعاتی که بخشی از توابع قسمت جنوبی استان اصفهان در تالاب گاوخونی است، به حدود 70 درصد کاهش یافته که این معادل استفاده حدود 30 درصدی میزان آب مورد استفاده فعلی است و چیزی معادل حدود 300 هزار متر مکعبی کاهش مصرف آب خواهد بود که میزان قابل توجهی است.

    کلید واژگان: مکانی- زمانی, آبیاری, آب مجازی, هوش جمعی, جامعه مورچگان
    Nasser Mohammadi Varzaneh, Alireza Vafaeinejad, Aliasghar Alesheikh, Zahra Azizi, Amirhoman Homesi

    Traditional methods of irrigation and resource utilization lack an organized strategy for managing water resources. There are often inefficiencies in the way irrigation water is used in fields and plains, leading to irrigation waste and inefficient water utilization. Considering the size and dispersion of the land, the variety of crops, the time and location at which they are planted, and the distance between the source of water and the point where it is consumed, irrigation and drainage networks are essential for the best management of water resources. Therefore, in the present study, we have attempted to optimize the use of water in the agricultural sector by taking into account both the virtual water of plant cultivation and growth as well as the environmental conditions relevant to it, both geographically and temporally. Based on the calculations presented in this research and comparisons with the existing traditional method, the amount of water consumed in agriculture in the study area, which is part of Isfahan Province's southern part in the Gavkhoni lagoon, is estimated to be approximately 70 percent reduced if the solution presented in this study is implemented. It would be equivalent to using about 30% of the amount of water currently consumed and something equivalent to about 300 thousand cubic meters of water consumption reduction, which is a significant amount.

    Keywords: Spatio-Temporal, Irrigation, Virtual Water, Swarm Intelligence, Ants Colony
  • میلاد جمالی، علی اصغر آل شیخ، محمد شریف*

    با رشد روزافزون فناوری های تعیین موقعیت و استفاده از سامانه های ناوبری، امروزه حجم وسیعی از داده های حرکتی اشیاء متحرک مانند افراد، خودروها، کشتی ها و حیوانات در اختیار می باشد. با این وجود عدم تمامیت و ناقص بودن این داده ها به دلایل دستگاهی، انسانی و محیطی، تجزیه وتحلیل خطوط سیر و بکارگیری موثر آن ها را در زمینه های مختلف به چالش می کشد. از اینرو بازتولید داده های از دست رفته نقش مهمی در استفاده حداکثری از ظرفیت داده های حرکتی بویژه در حوزه ناوبری و ردیابی مسیر دارد. در این پژوهش با بهره گیری از روش اندازه گیری تشابه خطوط سیر اشیاء، به بازسازی خطوط سیر حاوی گپ پرداخته شده است. در این راستا از روش پیچش زمانی پویا زمینه-مبنا (CDTW) به همراه پارامترهای حرکتی سرعت و جهت برای اندازه گیری شباهت و بازسازی خطوط سیر کشتی ها در دو منطقه از اقیانوس اطلس و آرام استفاده شده است. دو سازوکار استفاده از تعداد خطوط سیر مشابه مشخص و تعداد خطوط سیر از حد آستانه مشخص برای بازسازی درنظر گرفته شده است. نتایج نشان دهنده آن است که استفاده از تعداد خطوط سیر مشابه مشخص در مقایسه با تعریف حد آستانه، باعث کاهش خطای مجذور میانگین مربعات و میانگین مطلق از 5/1 و 4/1 به 5/0 و 4/0 می شود. همچنین افزایش طول خطوط سیر باعث بهبود مقادیر مجذور میانگین مربعات و میانگین مطلق از 5/0 به 1/0 در حالت تعداد خط سیر مشخص و 5/1 به 3/0 در حالت حد آستانه شده است.

    کلید واژگان: خط سیر, گپ, اندازه گیری تشابه, داده از دست رفته, سامانه شناسایی خودکار (AIS)
    Milad Jamali, AliAsghar Alesheikh, Mohammad Sharif*

    With the increasing growth of positioning technologies and the use of navigation systems, a large volume of moving point object data, such as people, cars, ships, and animals, is available. However, the lack of integrity and incompleteness of these data for systemic, human, and environmental reasons challenges the analysis of trajectories and their effective application in various fields. Therefore, the reconstruction of missing data plays an important role in maximizing the capacity of movement data, particularly in navigation and track tracking. In this study, using the similarity measurement of trajectories approach, trajectories containing gaps are reconstructed. In this regard, the context-based dynamic time warping (CDTW) method, along with speed and direction movement parameters, are used to measure the similarity and reconstruct the trajectories of vessels in two regions of the Atlantic and Pacific Oceans. Two mechanisms, a constant number of trajectories and a specified threshold, are considered for reconstruction. The results show that using a constant number of trajectories in comparison with the specified threshold reduces the root mean square error (RMSE) and mean absolute error (MAE) from 1.5 and 1.4 to 0.5 and 0.4, respectively. In addition, increasing the length of the trajectories improves the RMSE and MAE values from 0.5 to 0.1 in the case of a constant number of trajectories and 1.5 to 0.3 in the case of the specified threshold.

    Keywords: Trajectory, Gap, Similarity measurement, Missing data, Automatic Identification System (AIS)
  • زینب نیسانی سامانی*، علی اصغر آل شیخ، ایمان زندی

    عدالت مکانی سلامت شهری (USEH) ارتباط نزدیکی با استانداردهای کیفیت زندگی و سطح توسعه یافتگی شهری دارد. ارزیابی آن در عملکرد وضعیت بهداشت عمومی و برنامه ریزی شهری بسیار اهمیت دارد. هدف این پژوهش توسعه رویکردی برای تهیه و ارزیابی نقشه USEH با استفاده از دو مجموعه داده شامل اطلاعات مکانی مرجع و اطلاعات مکانی داوطلبانه (VGI) می باشد. تا دقت نقشه های حاصل از هر دو نوع مجموعه داده تعیین شود. این پژوهش در منطقه 6 کلانشهر تهران انجام شده است. در این تحقیق ابتدا معیارهای موثر بر میزان USEH تعیین گردید. نقشه معیارها با تحلیل های مکانی و تصمیم گیری چند معیاره و نقشه نهایی USEH با تلفیق نقشه معیارها تهیه شد. به منظور اعتبارسنجی نقشه تهیه شده، مجددا نقشه USEH براساس اطلاعات VGI ارایه شده توسط شهروندان تولید گردید و با نقشه حاصل از داده های مرجع مورد مقایسه قرار گرفت. میزان USEH برای شهروندان در 5 سطح، از بسیار مناسب تا بسیار نامناسب طبقه بندی شده است. براساس نقشه USEH بدست آمده از داده های مرجع، تقریبا 62 درصد از منطقه مورد مطالعه دارای عدالت مکانی مناسب یا بسیار مناسب بوده است. مقایسه نقشه حاصل از VGI با نقشه مرجع، میزان 72 درصد مطابقت را نشان داد. تعیین و ارزیابی USEH برای مناطق مختلف با استفاده از روش ها و فناوری های نوین یک گام اساسی جهت کمک به تصمیم گیران حوزه سلامت به منظور مدیریت و تخصیص منابع می باشد. انتظار می رود نتایج تحقیق حاضر به عنوان یک معیار مهم جهت تصمیم گیری در حوزه سلامت و افزایش عدالت مکانی در برخورداری شهروندان از امکانات و مولفه های سلامت مورد توجه قرار گیرد.

    کلید واژگان: عدالت مکانی سلامت شهری, اطلاعات مکانی داوطلبانه, سیستم استنتاج فازی, تصمیم گیری چند معیاره, خدمات درمانی
    Zeinab Neisani Samani*, AliAsghar Alesheikh, Iman Zandi

    Spatial equity of urban health (USEH) is closely related to quality-of-life standards and urban development. Its evaluation is very important in the performance of public health and urban planning.  The aim of this research is to develop an approach to prepare and evaluate the USEH map using two data sets including reference location information and Volunteered Geographic Information (VGI).  To determine the accuracy of the maps obtained from both types of data sets. This research was carried out in district 6 of Tehran metropolis. In this research, the effective criteria of the amount of USEH were first determined. The criteria map was prepared with spatial analysis and multi-criteria decision-making, and the final USEH map was prepared by combining the criteria map. To validate the prepared map, the USEH map was again produced based on the VGI information provided by the citizens and compared with the map obtained from the reference data. The amount of USEH for citizens is classified into 5 levels, from very suitable to very unsuitable. Based on the USEH map obtained from the reference data, approximately 62% of the study area has good or very good spatial equity. Comparison of the VGI map with the reference map showed a 72% match. Determining and evaluating USEH for different regions using new methods and technologies is a fundamental step to help health decision-makers in order to manage and allocate resources. It is expected that the results of the present research will be considered an essential criterion for decision-making in the field of health and increasing spatial equity in citizens' enjoyment of health facilities and components.

    Keywords: Spatial equity of urban health, Volunteered Geographic information, fuzzy inference system, multi-criteria decision making, healthcare services
  • سونا کبریایی زاده، جمال قدوسی*، علی اصغر آل شیخ، رضا ارجمندی، سید علیرضا سید میرزا حسینی

    امروزه گسترش پهنه مناطق شهری و صنعتی درون و برون شهری به عنوان عامل اصلی افزایش آلودگی های محیط زیست به ویژه آلودگی هوا شناخته شده است. یکی از راهکارهای اساسی به منظور کاهش یا مهار آلودگی هوا، تدوین برنامه مدیریت راهبردی در مناطق شهری می باشد. در این تحقیق با هدف تدوین با انجام بررسی های میدانی جهت بررسی خصوصیات محیط زیست درون و پیرامون شهری، عوامل مرتبط با اقدامات انسان در آلودگی هوا و تشدید آن، اقدام به شناسایی و تجزیه و تحلیل عوامل موثر در آلودگی هوا در شهر اصفهان در قالب مطالعه موردی از طریق جمع آوری داده با استفاده از پرسشنامه و توزیع و جمع آوری آن ها پس از تکمیل توسط خبرگان مبتنی بر روش دلفی و با هدف تدوین برنامه مدیریت راهبری کاهش و کنترل آلودگی هوا شده است. نتایج به دست آمده مبتنی بر خروجی های حاصل از بکارگیری تکنیک های SWOT و QSPM در ترکیب با مدل تحلیل سلسله مراتبی شبکه ای فازی(FANP)، نشان داد که راه اندازی قطار سبک شهری با تاکید بر کاهش استفاده از خودروهای شخصی در تلفیق با سیاست گذاری و برنامه ریزی در زمینه گسترش شبکه حمل و نقل عمومی، در اولویت دوم و بهبود وضعیت معابر عمومی و محورهای اصلی در اولویت های بعدی می باشد که تبیین کننده تقدم و تاخر اقدامات مدیریت شهری برای کنترل آلودگی هوای در شهر اصفهان است. نتایج به دست آمده به ترتیب از مهمترین راهکار های مهار و کنترل کیفیت هوا هستند که از طریق اتخاذ استراتژی رقابتی قابل دستیابی می باشد.

    کلید واژگان: مدیریت آلودگی هوا, FANP, اصفهان, SWOT, QSPM
    Sona Kebriaeezadeh, Jamal Ghodduosi *, Ali Asghar Alesheikh, Reza Arjmandi, Seyed Alireza Seyed Mirzahossieni

    Nowadays, rapid expansion of urban and inter city industrial areas together industries in adjacent areas are considered as one of the mahn factors affecting increase of environment contamination as well as air pollution.A basic alternatives to reduce and/or control air pollution probem seemed to be proramming a sterategical air pollution management. This study with the aim introducing sterategical air pollution management is conducted in the Isfahan city.The needed data were collected through the filed studies in relation to environmental characteristics affecting rate of air pollution and measured data in the existing air pollution stations.Questionary form were distributed between experts using Dephi method and the gained data were analyzed through the use of combination method of SWOT,QSPM and fuzzy network hierarchical analysis (F.ANP) techniques. Results show that launching the city with emphasis in reducing the use of private cars in combination of policy-making and planning of expanding the public transportation network in the first step and limiting the establishment of industrial units inside the city and gaing polution taxes as well as improving the condition of public roads are in the next step. Accordingly, the most appropriate and practical strategic strategy to control air pollution is reducing the use of private cars with especial emphases on combination of policy-making and planning of expanding the public transportation.

    Keywords: Air pollution management, F.ANP, Isfahan, SWOT, QSPM
  • مهدیس یارمحمدی، علی اصغر آل شیخ، محمد شریف*
    طوفان های گردوغبار بلایایی طبیعی اند که در زندگی انسان و محیط زیست تاثیر چشمگیری گذاشته اند. توسعه مدل هایی، به منظور پیش بینی مسیر حرکت این طوفان ها، در پیشگیری و مدیریت طوفان های گردوغبار نقش بسزایی ایفا می کند زیرا مسیر انتقال آنها را آشکار و مناطق آسیب پذیر بعدی در برابر طوفان را مشخص می کنند. به لطف امکانات روش های یادگیری عمیق در حل مسایل مبتنی بر سری زمانی و یافتن الگوهای پنهان از حجم داده کلان، در این پژوهش، یک مدل ترکیبی شبکه عصبی پیچشی (CNN) به منظور پیش بینی مسیر حرکت طوفان گردوغبار، براساس داده عمق نوری هواویز (AOD) محصول MERRA-2 برای دوازده ساعت آینده، توسعه داده شده است. همچنین چهل رویداد طوفان، شامل 2489 ساعت طوفان در منطقه ای خشک در مرکز و جنوب آسیا، به منظور آموزش مدل به کار رفته است. نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی پیش بینی دقیقی از مسیر حرکت طوفان به دست می دهد؛ به گونه ای که درمورد گام های زمانی 3، 6، 9 و 12 ساعت آینده، مقادیر دقت کلی به ترتیب برابر با 9806/0، 9810/0، 9813/0 و 9790/0، مقادیر امتیاز F1 به ترتیب برابر با 8490/0، 8524/0، 8530/0 و 8384/0 و مقادیر ضریب کاپا به ترتیب برابر با 8387/0، 8424/0، 8431/0 و 8273/0 است.
    کلید واژگان: فرایند حرکتی, پیش بینی حرکت, یادگیری عمیق, طوفان های گردوغبار, MERRA-2
    Mahdis Yarmohamadi, Ali Asghar Alesheikh, Mohammad Sharif *
    Dust storms are natural disasters that have severely affected human life and the environment. The majority of research in dust storm has been dedicated to the forecasting of storm-prone areas. However, developing models to predict the movement of these storms plays a significant role in the prevention and management of dust storms, because they reveal the transport pathway and identify the next vulnerable areas against the storm. In this research, a hybrid convolutional neural network (CNN) model has been developed to predict the path of dust storms based on airborne optical depth (AOD) data of MERRA-2 product for the next 12 hours. 40 storm events including 2489 storm hours in a dry region in Central and South Asia have been used for training the model. The results show that the proposed model provides an accurate prediction of the storm's path, so that for the time steps of 3, 6, 9, and 12 hours, the overall accuracy values are 0.9806, 0.9810, 0.9813, and 0.9790, respectively, the F1 score values are 0.8490, 0.8524, 0.8530, and 0.8384, respectively, and the Kappa coefficient values are 0.8387, 0.8424, 0.8431, and 0.8273, respectively.
    Keywords: Deep Learning, movement prediction, moving process, Dust storms, MERRA-2
  • امیرحسین ابراهیمی*، علی اصغر آل شیخ، نوید هوشنگی

    مدیریت مناسب بیماری های همه گیر مانند بیماری کووید-19، به دلیل تاثیرات گسترده ی آن ها در اقتصاد، فرهنگ و اجتماع جوامع بسیار حایز اهمیت است. با اعمال راهبرد های کنترلی مختلف مانند تعطیلی مدارس، محدودیت تردد شبانه و انجام واکسیناسیون جمعی، انتشار این بیماری تا حدودی کنترل شده، اما به طور کامل رفع نشده است. هدف اصلی این پژوهش ارایه ی مدلی مکانی-زمانی و انعطاف پذیر برای شبیه سازی انتشار بیماری کووید-19 با ایجاد امکان ارزیابی و بررسی تاثیر واکسیناسیون می باشد. بدین منظور از ترکیب مدلسازی عامل مبنا (ABM) و سامانه ی اطلاعات مکانی (GIS) در حالتهای مختلف استفاده می شود. عامل های طراحی شده در تعامل با یکدیگر و محیط، به کمک مدل همه گیری SEIRD موجب انتشار بیماری شده و خصوصیات آن ها تحت نظر قرار می گیرد. برای ارزیابی مدل از داده های واقعی مبتلایان به بیماری در شهر ارومیه از زمان شیوع تا 140 روز بعد از آن استفاده شد. نتایج نشان می دهد که مدل پیاده سازی شده با خطای %32/86 MAPE= و RMSE نرمال شده 8/62 درصد گسترش بیماری را شبیه سازی می کند. با شبیه سازی فرایند اجرای واکسیناسیون، تعداد بیماران نهایی %36/12 و تعداد افراد فوت شده %44/48 کاهش می یابد. مقایسه ی مقادیر شبیه سازی شده و مقادیر واقعی نشان از شباهت 82 درصدی نتایج مدل با واقعیت دارد. خروجی این تحقیق نشان می دهد که مدل سازی عامل مبنا تا حد قابل قبولی توانسته فرایند گسترش بیماری کرونا را شبیه سازی کرده و پیش بینی و پیش آگاهی از استراتژی های کنترلی ارایه دهد؛ لذا، از مدل های عامل مبنا می توان در شبیه سازی سویه های مختلف بیماری کرونا و سایر بیماری های همه گیر و همچنین شبیه سازی واکنش محیط و استراتژی های کنترلی استفاده کرد.

    کلید واژگان: مدلسازی عامل مبنا, بیماری های همه گیر, سامانه ی اطلاعات مکانی, کووید-19, واکسیناسیون
    AmirHossein Ebrahimi*, AliAsghar Alesheikh, Navid Hooshangi

    Proper management of epidemic diseases such as Covid-19 is very important because of its effects on the economy, culture and society of nations. By applying various control strategies such as closing schools, restricting night traffic and mass vaccination program, the spread of this disease has been somewhat controlled but not completely stopped. The main goal of this research is to provide a flexible spatio-temporal model for simulating the spread of the Covid-19 disease in order to investigate and evaluate the effectiveness of vaccination. For this purpose, the combination of Agent Based Modelling (ABM) with changeable input parameters and Geospatial Information System (GIS) has been used. The disease spreads through the interaction of the designed agents with each other and with the environment, with the help of the SEIRD epidemic model, and the characteristics of the agents are monitored during the simulation period. To evaluate the model, the real data of patients with the disease in Urmia city from the time of the outbreak to 140 days later were used. The results show that the implemented model simulates the spread of the disease with MAPE= 32.86% and NRMSE= 8.62%. By simulating the vaccination implementation plan, the total number of infected people will decrease by 36.12% and the total number of deaths will decrease by 44.48%. Comparison of simulation outputs and real data shows a similarity of 82% between model results and reality. The result of this research shows that agent based modelling has been able to simulate the spread of the corona virus to an acceptable extent and evaluate the control strategies effectively; Therefore, agent based models can be used to simulate the spread of different variants of the Corona virus and other epidemic diseases, as well as to simulate the environment's response and control strategies.

    Keywords: Agent Based Modelling, Epidemic Diseases, Geospatial Information System, COVID-19, Vaccination
  • سونا کبریایی زاده، جمال قدوسی*، علی اصغر آل شیخ، رضا ارجمندی، سید علیرضا سید میرزا حسینی
    سابقه و هدف

    گسترش سریع و بدون کنترل سطح شهرها، افزایش ترافیک، بنگاه های صنعتی و سوخت های کم کیفیت و همچنین پارامترهای مورفولوژی شهری و شرایط اقلیمی از جمله عوامل موثر بر آلودگی هوا در مناطق شهری محسوب می شوند. در ایران، کلان شهر اصفهان که سومین منطقه بزرگ شهری در سطح کشور است، با توسعه گسترده بنگاه های صنعتی، افزایش جمعیت و رشد سطح شهرها، آلودگی هوا افزایش یافته است. لذا به منظور یافتن عوامل تاثیرگذار بر روند تغییرات کیفیت هوا، تحلیل روند و ارزیابی رابطه بین پارامترهای کاربری اراضی، توسعه صنعتی و وضعیت ترافیک با شاخص های آلودگی هوا مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    به منظور ارزیابی روند با استفاده از داده های اندازه گیری شده دوره ای و روش های همبستگی و رگرسیون ساده غلظت هفت آلاینده هوا شامل PM2.5 ، PM10 ، CO ، SO2 ، NO ، NO2 وNOx به عنوان متغیرهای وابسته و پارامترهای هواشناسی، نوع کاربری اراضی، توسعه صنایع و وسایل نقلیه به عنوان متغیرهای مستقل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین در روش محاسباتی از نرم افزار SPSS برای آزمایش توزیع نرمال مجموعه داده ها شامل غلظت آلاینده های هوا و هواشناسی از سال 1387 تا 1394، در 10 ایستگاه سنجش آلودگی هوا و 3 ایستگاه هواشناسی در کلان شهر اصفهان استفاده شد.

    نتایج و بحث

    نتایج مطالعه نشان می دهد که میانگین سالانه غلظتPM (PM10 / PM2.5) ، NO و CO کاهش و میانگین سالانه غلظت SO2، NO2 و NOX افزایش می یابد. علاوه بر این، میانگین سالانه بارش، دما و سرعت باد افزایش یافته در حالی که روند رطوبت نسبی در منطقه مورد مطالعه به طور قابل توجهی تغییر نمی کند. همچنین مشخص شد که روند وسعت مراکز اقامتی، آموزشی، تجاری، خدمات عمومی، کاربری حمل و نقلی و تعداد واحدهای صنعتی و وسایل نقلیه به طور قابل توجهی افزایش یافته است. اما میزان اراضی کشاورزی، فضای سبز و مناطق صنعتی به طور قابل توجهی در منطقه مورد مطالعه کاهش یافته است. نتایج تحلیل رگرسیون گام به گام نشان می دهد که تغییر کاربری اراضی کشاورزی به مناطق مسکونی و افزایش سرعت باد می تواند به عنوان دلایل روند کاهشیNO ، CO و ذرات معلق در منطقه مورد مطالعه باشد. علاوه بر این، روند افزایش میزان حمل و نقل، می تواند مهمترین دلیل افزایش غلظت NO2 باشد. از طرف دیگر، با توجه به روند افزایشی انتشار گازهای NOX و همبستگی منفی معنی دار با وسعت فضای سبز و همبستگی مثبت با وسعت حمل و نقل و مناطق صنعتی و نتیجه مدل رگرسیون گام به گام می توان به این نتیجه رسید که کاهش سطح فضای سبز و افزایش وسعت 99.5 درصدی مناطق با کاربری حمل و نقل باعث افزایش غلظت NOX در منطقه مورد مطالعه می شود. علاوه بر این، وسعت مراکز خدمات شهری باعث افزایش غلظت SO2 می شود و بین غلظت PM2.5 و SO2 نیز رابطه منفی وجود دارد (با افزایش غلظتSO2، غلظت PM2.5 افزایش می یابد).

    نتیجه گیری

    نکته قابل توجه این است که ارتباط بین شاخص های کیفیت هوا به عنوان متغیرهای وابسته با متغیرهای مستقل مورد بررسی در مناطق شهری پیچیده است و مشخص نیست که کدام عامل یا پارامتر خاص مهمترین سناریوی آلودگی هوا در یک بافت شهری است. بنابراین هنور نیاز به انجام پژوهش های دقیق تری وجود دارد.

    کلید واژگان: آلودگی هوا, پارامترهای هواشناسی, اصفهان
    Sona Kebriaeezadeh, Jamal Ghodduosi *, Ali Asghar Alesheikh, Reza Arjmandi, Seyed Alireza Mirzahosseini
    Introduction

    Rapid and uncontrolled expansion of cities, increased traffic, industrial enterprises and low-quality fuels, as well as urban morphology parameters and climatic conditions are among the factors affecting air pollution in urban areas. In Iran, the metropolis of Isfahan, which is the third largest urban area in the country, has increased air pollution with the extensive development of industrial enterprises, population growth and urban growth. Therefore, in order to find the factors affecting the trend of air quality changes, trend analysis and evaluation of the relationship between land use parameters, industrial development and traffic situation with air pollution indicators were studied.

    Material and methods

    In order to evaluate the trend using measured periodic data and simple correlation and regression methods of seven air pollutants including PM2.5, PM10, CO, SO2, NO, NO2 and NOX as dependent variables and meteorological parameters, type of land use, industry development and vehicles were analyzed as independent variables. Also in the computational method, SPSS software was used to test the normal distribution of data sets including the concentration of air pollutants and meteorology from 1387 to 1394, in 10 air pollution measuring stations and 3 meteorological stations in Isfahan metropolis.

    Results and discussion

    The results of the study show that the average annual concentration of PM (PM10 / PM2.5), NO and CO decreases and the average annual concentration of SO2, NO2 and NOX increases. In addition, the average annual rainfall, temperature and wind speed increased while the trend of relative humidity in the study area did not change significantly. It was also found that the trend of residential, educational, commercial, public services, transportation and the number of industrial units and vehicles has increased significantly. However, the amount of agricultural land, green space and industrial areas has significantly decreased in the study area. The results of stepwise regression analysis show that changing the use of agricultural land to residential areas and increasing wind speed can be the reasons for the decreasing trend of NO, CO. And suspended particles in the study area. In addition, the increasing trend of transportation can be the most important reason for the increase in NO2 concentration. On the other hand, due to the increasing trend of NOX emissions and significant negative correlation with green space and positive correlation with transportation and industrial areas and the result of stepwise regression model, it can be concluded that reducing green space and an increase of 99.5% in the area of transportation use increases the NOX concentration in the study area. In addition, the size of utility centers increases the concentration of SO2 and there is a negative relationship between the concentration of PM2.5 and SO2 (as the concentration of SO2 increases, the concentration of PM2.5 increases).

    Conclusion

    It is noteworthy that the relationship between air quality indicators as dependent variables with independent variables in urban areas is complex and it is not clear which specific factor or parameter is the most important scenario of air pollution in an urban context. Therefore, more detailed research is needed.

    Keywords: Air pollutant, Meteorological parameters, Isfahan
  • Farhad Katiraei, Alireza Gharagozlou *, Ali Asghar Alesheikh, Amir Hooman Hemmasi
    In recent years, old urban sewage networks have encountered numerous flaws, leading to several important problems in the environment, such as groundwater pollution, excessive growth of tree roots inside sewer pipes, etc. To tackle such problems, innovative approaches must be practiced in urban sewage networks operations. To this aim, a spatial model based on "predictive analysis" and smart technology in the sewage network operation management is needed. Our proposed model was firstly applied for the city of Isfahan to evaluate and predict possible accidents in the urban sewage network. Our model is based on DRASTIC model and Geographic information system. The sewage accidents were assessed by combining the results of DRASTIC model and Getis-Ord Gi* index. This model could assess the previous sewage accidents and predict the probability of future accidents in cities, as well as their environmental risks. In this study, the intention was to identify the hot spots of accidents in the sewage network using GIS; then by studying the factors affecting the accidents, and geological and environmental parameters, a spatial model was designed. Combination of the Getis-Ord Gi* index and DRASTIC model is the main innovation of this research. In the study area, the following items were determined as the most important factors in the sewage accidents: 1- soil type, 2-inappropriate infrastructure, 3-inappropriate pipes with older age, 4-lower diameter. Finally, this model showed that there was a significant relationship between spatial and environmental indices in the study area. Also, the significance value obtained from the statistical analysis of the relationship between pipe diameters and sewer network accidents was equal to 0.004 and the significance value obtained from the statistical analysis of the relationship between pipe life and such events based on Kendall and Spearman tests were calculated as 0.05 and 0.37, respectively.
    Keywords: Sewage network, GIS, Getis-Ord Gi*, DRASTIC, Groundwater, Environment
  • زینب نیسانی سامانی، علی اصغر آل شیخ*، نجمه نیسانی سامانی

    آتش سوزی جنگل ها از مخاطرات مهمی است که ممکن است عامل انسانی یا غیرانسانی داشته باشد و موجب مشکلات زیادی در چرخه اکوسیستم، تخریب زیرساخت های جنگل، فرسایش خاک و از بین رفتن حیات بسیاری از موجودات زنده شود. یکی از راه های مدیریت آتش سوزی جنگل و کاهش تاثیرات مخرب آن، پیش بینی خطر در مناطق مستعد آتش سوزی است. به این منظور تهیه نقشه پهنه بندی خطر آتش سوزی در جنگل های مستعد با تمرکز بیشتر بر مناطق پرخطر، ایجاد زیرساخت های مناسب برای آموزش آتش نشانان و در نهایت برنامه ریزی برای مبارزه با آتش سوزی با هدف کاهش آسیب و حفظ ایمنی ضرورت دارد. هدف این مقاله، مدل سازی پتانسیل آتش سوزی در مناطق جنگلی با در نظر گرفتن عدم قطعیت ناشی از وزن دهی معیارهای موثر مکانی است. نوآوری تحقیق حاضر، به کارگیری نظریه شهود دمسپتر- شافر به منظور کاهش عدم قطعیت ناشی از وزن دهی معیارها توسط کارشناسان است. در این رویکرد با توجه به در نظر گرفتن توابع باور و موجه بودن و تجمیع توابع سطوح مختلف عدم قطعیت مدیریت می شود که با توجه به تعداد زیاد زیرمعیارها می تواند بسیار موثر باشد. ابتدا معیارهای توپوگرافی، اقلیمی، انسانی و پوشش گیاهی مدنظر قرار گرفت و زیرمعیارهای مربوط شناسایی شد. معیارها و زیرمعیارها در سه سطح تعریف شدند. در سطح اول چهار معیار، در سطح دوم ده زیرمعیار و در سطح سوم بیست وهفت زیرمعیار در نظر گرفته شد. همچنین به منظور وزن دهی معیارهای موثر از نظر سی کارشناس استفاده شد. با استفاده از پرسشنامه های تکمیل شده توسط متخصصان و وزن هر یک از معیارها و زیرمعیارهای مربوط، اوزان نهایی با استفاده از نظریه شهود دمپستر- شافر محاسبه شد. نقشه خطر وقوع آتش سوزی با استفاده از روش های همپوشانی وزن دار و با تلفیق لایه ها در چهار طبقه گروه بندی شد. نتایج نشان داد که موثرترین شاخص ها در وقوع آتش سوزی به ترتیب معیار پوشش گیاهی و سپس معیار انسانی است. وزن معیار انسانی 301/0 و وزن پوشش گیاهی 2595/0محاسبه شد. مقایسه نقشه حاصل با آتش سوزی های رخ داده در منطقه پژوهش نشان می دهد که طبقات پرخطر و خطرناک همپوشانی زیادی با نقاط حاصل از این تحقیق دارند و مدل پیشنهادی می تواند با دقت زیاد وقوع آتش سوزی جنگل ها و مراتع را پیش بینی کند. همچنین آزمون مدل توسط منحنی مشخصه عملکرد سیستم دقت زیاد مدل با مقدار 92 درصد  را نشان داد.

    کلید واژگان: آتش سوزی, تحلیل, عدم قطعیت, نظریه دمپستر- شافر, همپوشانی وزن دار
    Zeinab Neisani Samani, Ali Asghar Alesheikh *, Najmeh Neysani Samany
    Introduction

    Every fire accident is accompanied by an uncertainty factor that is caused by human or natural factors. In general, fire hazards are assessed through a variety of predictive models based on the history of large fires. However, researchers and experts point to uncertainty-based fire modeling as one of the challenges to verifying the results. Therefore, the ultimate goal of this paper is to model the fire potential of fire in forest areas by considering the uncertainty due to the weighting of effective spatial criteria based on the Dempster-Shafer Intuition Theory.The innovation of the present study is the application of the Dempster-Shafer Intuition Theory of intuition to reduce the uncertainty caused by the weight of criteria by experts. The necessity of conducting this research, considering the large number of sub-criteria, is managing uncertainty by using the simultaneous use of belief and justification functions, which highlights the possibility of managing uncertainty due to the importance of fire prediction discussion.

    Research Methods

    First, the effective criteria along with the sub-criteria related to the review of previous research as well as the opinions of experts were identified; Then, a weighting process was performed using the Dempster-Shafer Intuition Theory. To weigh the effective criteria, the opinions of 30 experts were used. Finally, the weighted overlap of the criteria is done and the desired fire hazard map is prepared. The results are evaluated using the ROC curve.Determining effective criteriaTo identify and determine the effective criteria and sub-criteria, the results of previous researches and experts' opinions were used. Finally, 4 criteria include topography, climate, human, and vegetation were considered. Quantitative criteria such as rainfall, temperature, and distance from residential areas that have a direct impact on fire risk were considered for normalization.Criteria and sub-criteria were defined at 3 levels. Then, using the opinion of 30 experts, criteria and sub-criteria were ranked at different levels about each other and based on their importance in fire risk based on the characteristics of oak forest basins located in Islamabad west and Hamil cities. Since there is uncertainty in the opinion of experts, Dempster-Shafer's theory of intuition and the rule were used to integrate opinions, eliminate uncertainty and calculate the importance of each of the sub-criteria and criteria in this study.The theory of intuition and the Dempster-Schaffer ruleThis theory is developed by discussing existing beliefs about a situation or a system of situations. As the belief structure of the control theory is related to the classical probability model. Among the introductory concepts of evidence, the following can be noted: Diagnosis framework, Function to belief and justification, Belief range, Laws of the composition of evidenceResearch scopeThe study area is part of the oak forests of Kermanshah belonging to the west Islamabad and Hamil regions. The climate of this region is temperate Mediterranean and the average annual rainfall is 478 mm. Discussion and findingsTo implement the proposed research method, the maps of the criteria were prepared. Experts were used for the desired intervals of the sub-criteria and were modified if necessary. The criteria and sub-criteria were ranked about each other at different levels. Finally, using the Dempster-Shafer Intuition Theory, the final weights for the criteria and sub-criteria at each level were calculated. The effective parameters of the second level have been calculated using the existing sub-criteria in the third level. The fire hazard for the research area was classified into 4 different classes. Comparison of the resulting map with fires that occurred in the study area shows that high-risk and dangerous classes have a high overlap with points. The ROC method was also used to evaluate the results. 

    Conclusion

    In the present study, Dempster-Schaefer's theory of intuitive reasoning was used to eliminate the uncertainty in the opinions of experts and to determine the final weight of the criteria and sub-criteria affecting the fire risk. Criteria and sub-criteria effective in causing fire were determined and then classified at different levels. Then, using weighted overlap methods, the criteria according to the final weight obtained from combining the opinions of experts using Dempster-Shafer Intuition Theory, fire hazard map of oak forests in west Islamabad was obtained. Finally, the obtained hazard map was normalized. Then, according to the mean values and standard deviation of the normalized hazard map, the research area was classified into 4 classes in terms of fire risk. The results showed that the most effective indicators in the occurrence of fire are vegetation and then humans, respectively. Comparison of the resulting map with fires that occurred in the research area shows that high-risk and dangerous classes have a high overlap with points. Also, model testing by the ROC curve shows the high accuracy of the model with a value of 92%.

    Keywords: modeling, Uncertainty, Fire, Dempster-Shafer, Weighted Overlay
  • علی اصغر آل شیخ*، سعید مهری

    حدود 80% از حمل ونقل جهانی در بستر دریا انجام می شود؛ بنابراین، به منظور حفظ ایمنی عبورومرور کشتی ها، پیش بینی دقیق حرکت آنها اهمیت ویژه ای دارد. ازآن جاکه پارامترهای زمینه ای گوناگونی در حرکت کشتی ها تاثیر می گذارد، یکی از چالش های اصلی در حوزه محاسبات زمینه آگاه حرکت کشتی ها شناسایی پارامترهای زمینه ای بهینه موثر در حرکت کشتی است که ضرورت تحقیق حاضر را می رساند. در این راستا، با استفاده از شبکه عصبی حافظه طولانی کوتاه مدت و انتخاب پارامتر به شیوه پوشانه (Wrapper)، اقدام به شناسایی پارامترهای زمینه ای بهینه برای پیش بینی حرکت کشتی شد. به این منظور، داده های سیستم شناسایی خودکار کشتی ها، جمع آوری شده در دسامبر سال 2017 از ساحل شرقی آمریکا، به کار رفت. تمامی ترکیبات ممکن از سه پارامتر زمینه ای سرعت، جهت و احتمال حضور کشتی در هر نقطه از دریا، با روش پوشانه، در مدل پیش بینی یادشده ارزیابی شد. در ارزیابی ها، 70% از داده ها برای آموزش و مابقی برای اعتبارسنجی متقابل به کار رفت. طبق نتایج، پارامترهای سرعت و احتمال حضور به منزله پارامترهای زمینه ای بهینه شناسایی شد؛ به صورتی که دقت مدل با ورودی های بهینه 26.98% بهتر از مدلی است که در تمام پارامترهای زمینه ای در دسترس به منزله ورودی به کار رفته و نیز 16.14% بهتر از مدل بدون زمینه است؛ بنابراین، شناسایی پارامترهای زمینه ای بهینه از میان پارامترهای در دسترس و استفاده از آنها می تواند به بهبود دقت کمک کند

    کلید واژگان: زمینه آگاه, شبکه حافظه طولانی کوتاه مدت, سیستم شناسایی خودکار کشتی ها, روش پوشانه, پیش بینی حرکت, زمینه
    AliAsghar Alesheikh *

    About 80% of world transportation happens at sea. Therefore the safety of vessels, in particularduring vessels’ movement, is crucially important. As different contextual parameters affect vessels’movement, selecting optimal contextual parameters is one of the main changes in vessels’ Context-Aware movement analysis. Toward this end, a Long Short-Term Memory (LSTM) network is usedfor wrapper feature selection to identify optimal contextual parameters for vessels’ movementprediction. To do this, the Automatic Identification System (AIS) dataset from the eastern coast of theUnited States of America collected from December 2017 is used. All possible combinations of threecontextual parameters, including speed, course and vessels’ presence probability in different positionsat sea, were evaluated using the wrapper method in the LSTM network. In all evaluations, 70% ofdata was used for training and the remaining for cross-validation. The results selected speed andpresence probability as optimal contextual parameters for vessel movement prediction. The modeltrained with optimal contextual parameters is 26.98% more accurate than a model trained with allavailable contextual parameters and 16.14% better than a model without contextual parameters.Therefore, selecting optimal parameters from available contextual parameters can help improve theaccuracy of vessels’ predictions. Keywords: Context-Aware, Long Short-Term Memory, AutomaticIdentification System, wrapper, Movement prediction, Context.

    Keywords: Context-Aware, Long Short-Term Memory, Automatic Identification System, wrapper, movement prediction, Context
  • علی اصغر آل شیخ، زهرا چترسیماب*، بهزاد وثوقی، مهدی مدیری، محمدصادق پاکدامن

    فرونشت سطح زمین از جمله مخاطرات محیطی است که بشر در دهه های اخیر به دلیل برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در دشت ها با آن مواجه است. آبخوان دشت مرودشت نیز در سال ‏های اخیر به صورت چشم ‏گیر با این پدیده روبه ‏رو شده است. قرار گرفتن بناهای تاریخی مانند تخت جمشید در این آبخوان، مسئله بررسی فرونشست را حایز اهمیت می نماید. پژوهش حاضر، به بررسی رابطه بین میزان فرونشست و برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی در آبخوان مرودشت پرداخته است. در این پژوهش، به منظور بررسی تغییرات سطح آب زیرزمینی از روش زمین آمار کریجینگ و برای برآورد میزان فرونشست سطح زمین از روش تداخل سنجی تفاضلی راداری و از تصاویر راداری COSMO-SkyMed استفاده شد. نتایج نشان داد، میانگین افت سالیانه آب زیرزمینی برابر با 45 سانتی متر می باشد. از طرفی، بیشترین میزان فرونشست در منطقه کناره در بین بازه زمانی 1392.07.09 تا 1392.11.12 برابر 2.5 سانتی متر و حدود 15 درصد منطقه دارای نشستی کمتر از یک سانتی متر در این دوره زمانی می باشد. در این دشت با مقایسه نقشه افت سطح آب زیرزمینی و نقشه جابه جایی سطح زمین مشخص می شود، در نواحی که افت سطح آب زیرزمینی بیشتر بوده است، بیشترین میزان جابه جایی نیز رخ داده است و تقریبا به ازای هر 45 سانتی متر افت تراز آب زیرزمینی حدود یک سانتی متر زمین در این منطقه دچار نشست می شود. مقایسه بین وسعت و الگوی فرونشست حاصل از نتایج تکنیک تداخل سنجی راداری با موقعیت، تراکم چاه ها و برداشت آب های زیرزمینی در این دشت نشان می دهد که فرونشست درست در همان مناطقی که تراکم این چاه ها و برداشت از منابع آب زیرزمینی زیاد است، اتفاق افتاده است.

    کلید واژگان: استان فارس, دشت مرودشت, زمین آمار, کریجینگ, COSMO-SkyMed
    Aliasghar Alesheikh, Zahra Chatrsimab *, Behzad Vosoghi, Mahdi Modiri, Mohammad Sadegh Pakdaman

    Earth's subsidence is one of environmental hazards that humankind faces in recent decades due to the extraction of groundwater resources in the plains. Over the past years, the desertification of plains in Iran has caused a great deal of economic and social damages to the country due to the decline in groundwater levels. Marvdasht Plain Aquifer has been significantly affected by this phenomenon in recent years. On the other hand, considering the location of historical monuments like Persepolis in this village, the issue of subsidence checking is important. Therefore, the present study investigates the relationship between the amount of groundwater extraction and subsidence situation in this region. In this study, Kriging statistical method was used to study the changes in groundwater level, and radar differential interferometry and COSMO-SkyMed radar images were used to estimate the rate of subsidence. Results showed that the average annual groundwater loss is 45 centimeters. On the other hand, the highest rate of subsidence in the oblast area is between 2.5 centimeters and about 15% of the area has a subsidence of less than one cm in the period from 2013/10/01 to 2014/02/01. Comparing the map of the groundwater level and the map of the earth's surface displacement, showed that the areas with the highest groundwater abundance have the highest displacement and ground falls about one cm for every 45 cm of groundwater level drop. Comparison between amplitude and subsidence pattern obtained from the results of radar interferometry technique with location, the density of wells and groundwater abstraction in this plain shows that subsidence has occurred in the same areas where the density of these wells and extraction of groundwater resources is high.

    Keywords: COSMO-SkyMed, Fars province, Geostatistics, Kriging, Marvdasht Plain
  • ژیلا یعقوبی*، علی اصغر آل شیخ، امیدرضا عباسی

    انتخاب مکان به منظور احداث یک فروشگاه جدید برای خرده فروشی تصمیمی بسیار مهم است زیرا هزینه های زیادی را دربر دارد و فردی که فروشگاه جدیدی را احداث می کند، خود را در معرض خطر مالی قرار می دهد. موقعیت مکانی به خریدکردن اولیه ی مصرف کننده از یک فروشگاه و وفاداری نسبت به آن تاثیر می گذارد. از این رو تجزیه و تحلیل موقعیت مکانی برای فروشگاه های خرده فروشی بسیار اهمیت دارد. با این که انتخاب مکان برای یک خرده فروشی همیشه دشوار بوده است، وضعیت رقابتی کنونی هم این تصمیم گیری را دشوارتر کرده است، زیرا فروشگاه ها به طور گسترده ای، با رقابت زیاد مواجه هستند. بنابراین تصمیم گیری برای یافتن محل یک فروشگاه جدید نیازمند یک راهبرد مکانی است. بسترهای خدمات دهی برخط تابع یک سری قیود هستند: به عنوان مثال، فقط به بخشی از شهر خدمات ارایه می کنند و این امر باعث می شود مدل های تعامل مکانی را نتوان بر روی کل شهر اجرا کرد. لذا در این مقاله با تکیه بر مدل تعامل رقابتی ضربی از نظریه مکان خرده فروشی، یک مدل بازاریابی مبتنی بر مکان برای خرده فروشی ها توسعه داده شده است که به راهبردهای مکانیابی برای احداث یک شیرینی فروشی جدید کمک می کند. ابتدا ویژگی هایی که در جذب مصرف کننده به شیرینی فروشی ها تاثیر دارد، تعیین می شود. سپس با استفاده از ابزارهای سیستم اطلاعات مکانی داده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و مدل پیاده سازی می گردد. نتایج تحقیق نشان می دهد که مدل پیشنهادی توانسته است با میانگین خطای 17.07 درصد به پیش بینی رفتار مصرف کننده بپردازد و به افراد در مکانیابی فروشگاه جدید با توجه به ویژگی های فروشگاه، رقبا و محیط کمک کند. مدل پیشنهادی این تحقیق می تواند برای افزایش دقت در مکانیابی مراکز خرید دیگر هم استفاده شود.

    کلید واژگان: بازاریابی مبتنی بر مکان, نظریه مکان خرده فروشی, سیستم اطلاعات مکانی, مدل تعامل رقابتی ضربی (MCI)
    Zhila Yaghoubi *, Ali Asghar Alesheikh, Omid Reza Abbasi
    Introduction

    Selecting a suitable place for a new retail store is a very important decision since new shops cost a lot and new retailers puts themselves at financial risk. Physical location of stores affects the consumer's perception of their first purchase and their subsequent loyalty to the store. Therefore, spatial analysis is very important for retail stores. Site selection for retail stores has always been difficult and the current competitive market has made decision making even more difficult since stores face increased competition and consumers have many options to satisfy their needs. They generally choose a suitable store in their vicinity which provides high quality, cheap, and diverse products. Therefore, markets and especially retailers shall follow an accurate and valid location strategy for new stores. Retail stores have various marketing and customer service strategies. Marketing strategies require a lot of information about different aspects such as customers, shops, competitors, and products. Many marketing strategies only provide information about consumer behavior or customer satisfaction. However, spatial aspects are more important and in fact determine future success of a store. Several methods are used for spatial analysis in retail sector. The present study use a multiplicative interaction model to forecast sales of confectionaries. This can help retailers develop strategies and find an optimal location for their new stores. 

    Materials & Methods

    The present study has developed a location-based marketing model for online confectioneries in Tehran which can improve site selection strategies of new confectioneries. This marketing model is based on the multiplicative competitive interaction model (MCI) of the retail location theory. To do so, characteristics attracting customers to confectioneries are determined and related data are collected from the Snappfood online platform through web crawling. ArcMap software is then used to analyze and process the collected data. After data normalization, MCI model is implemented using Python programming language. The model is then calibrated using 80% of the collected data and the ordinary least squares (OLS) method. The model is then evaluated using root mean square error (RMSE) method and the remaining data. 

    Results and Discussion

    Mean errors obtained for districts number 1 to 22 of Tehran municipality show high accuracy of the model. Snappfood site lacked any information about districts number 9 and 18 and thus these districts were not considered in the calculations. Depending on the available data, other districts showed different levels of accuracy. Results indicate that district number 22 had the lowest level of accuracy and district 17 had the highest level of accuracy.  In general, this model predicts customer behavior with an error rate of 17.03%. Results of the present study show the probability of purchasing from each confectionery which can be used to map market potential for a new store. This map determines the best place with maximum sale and helps in site selection for new stores based on specific features of the store, competitors and the environment. 

    Conclusions

    MCI model predicts sales. From a geomarketing perspective, this model shows that distance between customers and the store and accessibility affect location strategies in new stores. Variables such as pricing and customer satisfaction (scoring) are used to improve the goodness-of- fit of the model. This precise method identifies some key factors to success in a retail strategy. It predicts the probability of purchasing in each district, the number of customers in each store, and distribution of customers in each district. Experts and new retailers can use the results to design various location and sales strategies. Using this model, new retailers in confectionary market can accurately predict their sales before even opening the store and thus protect themselves against possible financial losses. Moreover, this model predicts total sales of different stores and help retailers compare their market shares with those of their competitors. They also can enter features of a new store into the model and find several potential sales strategies. In other words, the model helps determine sales of existing and new shops. In this way, retailers can find an optimum location for their new confectioneries based on the principles of geomarketing.

    Keywords: Geomarketing, Retail location theory, Geographic Information Systems (GIS), Multiplicative Competitive Interaction model (MCI)
  • بهرام مرادی سلوشی، علیرضا وفائی نژاد، حسین آقامحمدی زنجیرآباد*، علی اصغر آل شیخ

    سیستم حمل ونقل ریلی از تعامل مجموعه ای از تجهیزات و عملیات تشکیل شده است که توانایی و ظرفیت یک سیستم ریلی در حمل ونقل بار و مسافر را تعیین می کند. بدین منظور، محاسبه ظرفیت و پیش بینی نحوه تغییرات آن مهم است و شناخت آن کمک شایانی به ارتقای سطح بهره برداری شبکه ریلی می کند. روش های گوناگونی برای محاسبه ظرفیت وجود دارد که با توجه به نوع شبکه و شیوه استفاده از این روش ها، می توان از آنها بهره گرفت. برای محاسبه ظرفیت، از توانمندی های سیستم های اطلاعات مکانی استفاده می شود و با کمک یک سیستم اطلاعات مکانی تحت وب، وضعیت ظرفیتی عملیاتی شبکه ریلی به صورتی نوین و با کارآیی بیشتر از روش های متداول تعیین می شود. برای این کار، از محیطی GISمبنا استفاده شده که به پایگاه داده های گوناگون شرکت راه آهن جمهوری اسلامی ایران، ازجمله پایگاه سیر و حرکت، متصل شده است و ضمن مشاهده وضعیت فعلی ظرفیتی شبکه، ازطریق رگرسیون خطی چندمتغیره، ظرفیت شبکه ریلی را در آینده تعیین می کند. تحقیق حاضر با استفاده از رگرسیون خطی، ظرفیت راه آهن را طی مطالعه ای موردی در ایران، برای سه مسیر انتخاب شده پیش بینی می کند و بلاک های مهم را برای بررسی تاثیر پارامترهای مکانی در تعیین ظرفیت شبکه راه آهن، مشخص می کند. با استفاده از داده های سال 96 (استخراج شده از وب سرویس مکانی راه آهن)، پیش بینی ظرفیت در سال 97 در محیط GIS انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از ظرفیت مسیرهای انتخابی برای مسیر قطارهای باری 82%، مسیرهای مسافری 56% رفت و 62% بازگشت و برای مسیرهای ترکیبی نیز 79% بود. همچنین، دقت پیش بینی مدل برای قطارهای باری 35% بهتر از قطارهای مسافری است که این به دلیل تفاوت در تغییر سرعت و حداکثر سرعت مجاز درمورد این دو نوع قطار است. دقت مدل سازی با نوع قطعه ارتباط مستقیم دارد؛ بنابراین، در مسیر مسافری، ظرفیت مدل سازی قطارهای مسافری تقریبا 45% دقیق تر بوده است. به همین ترتیب، در مسیر باری، دقت تخمین ظرفیت این قطارها بیشتر از قطارهای مسافری و تقریبا 45% بوده است.

    کلید واژگان: راه آهن, ظرفیت شبکه, رگرسیون خطی, GIS
    Bahram Moradi Solooshi, Alireza Vafaeinejad, Hossein Aghamohammadi Zanjirabad *, AliAsghar Ale Sheikh

    The rail transport system consists of the interaction of a set of equipment and operations that determine the capability and capacity of a rail system in freight and passenger transport. For this purpose, it is important to calculate the capacity and predict how it will change, and knowing it will be of great help in improving the level of operation of the railway network. There are several methods for calculating capacity that can be used depending on the type of network and how it is used. To calculate the capacity, the capabilities of spatial information systems are used and with the help of a web-based spatial information system, the operational capacity of the rail network is determined in a new way and with more efficiency than conventional methods. For this purpose, a GIS-based environment that is connected to various databases of the Railway Company of the Islamic Republic of Iran, including the travel database, is used and while observing the current capacity of the network, through multivariate linear regression, the capacity of the rail network in It determines the future. The present study, through linear regression, predicts railway capacity in a case study in Iran for the three selected routes and identifies important blocks for investigating the effect of spatial parameters in determining the capacity of the railway network. Slowly Based on the available data of 1996 (extracted from the Railway Spatial Web Service), capacity forecasting was performed in 1997 in the GIS environment. The results showed that the capacity utilization of the selected routes for freight trains was 82%, passenger routes 56%, 62% return and 79% combined routes. Also, the accuracy of model prediction for freight trains is 35% better than passenger trains, which is due to the difference in speed change and maximum speed allowed for these two types of trains, and modeling accuracy is directly related to the type of part. Route (passenger, freight and combined), so in the passenger route, the modeling capacity of passenger trains was approximately 45% more accurate. Similarly, on the freight route, the estimation of the capacity of freight trains was associated with approximately 45% higher accuracy than that of passenger trains.

    Keywords: Railway, Network Capacity, Linear Regression, GIS
  • زهرا چترسیماب، علی اصغر آل شیخ*، بهزاد وثوقی، سعید بهزادی، مهدی مدیری

    در دهه اخیر، پدیده فرونشست در بخش وسیعی از دشت های ایران به علت خشکسالی اقلیمی و متعاقب آن برداشت بی رویه از آب های زیرزمینی اتفاق افتاده است. این امر سبب بروز خسارت های زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی فراوانی شده است. این تحقیق به بررسی تاثیر ضخامت لایه های ریزدانه و افت تراز آب زیرزمینی بر روی فرونشست آبخوان تهران- کرج- شهریار می پردازد. در گام اول نقشه های ضخامت لایه های ریزدانه، تغییرات تراز آب زیرزمینی، تراز سنگ بستر ، نفوذپذیری و ضرایب هیدرودینامیکی(ضریب ذخیره و قابلیت انتقال) در محیط GIS آماده شد. سپس نقشه میزان و محدوده مکانی فرونشست با استفاده از روش تداخل سنجی تفاضلی و تصاویر ماهواره ای ENVISAT ASAR در بازه زمانی 2004 تا 2009 تهیه شد. یافته های این تحقیق حداکثر میزان فرونشست با حدود 17 سانتی متر در قسمت مرکزی آبخوان و کاهش تراز آب زیرزمینی به طور متوسط 0/42 متر در هر سال را نشان می دهد. مقایسه نقشه فرونشست با نقشه تغییرات آب زیرزمینی نشان می دهد که میزان فرونشست در نواحی شمال دشت که دارای بیشترین کاهش سطح آب می باشد کم می باشد در مقابل حداکثر نشست در نواحی مرکزی که کاهش 5 تا 10 متری سطح آب زیرزمینی را نشان می دهد رخ داده است. برای تفسیر این نتایج از نقشه های ضخامت لایه ریزدانه ، نفوذپذیری، ضرایب هیدرودینامیکی و تراز سنگ بستر استفاده شد.دلایل زیاد بودن نشست در مرکز دشت به علت ضخامت زیاد لایه های ریزدانه است که باعث وقوع نشست در اثر تحکیم این لایه ها شده است.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی, نشست زمین, تداخل سنجی تفاضلی, لایه‎های ریزدانه, تهران, کرج, شهریار
    Zahra Chatrsimab, Aliasghar Alesheikh *, Behzad Voosoghi, Saeed Behzadi, Mahdi Modiri

    In the last decade, the phenomenon of subsidence has occurred in a large part of the plains of Iran due to excessive harvesting of groundwater and climatic drought. This has caused a great deal of environmental, economic and social damage. In this study, the effect of fine-grained layer thickness and groundwater level drop on the Tehran-Karaj-Shahriar aquifer is investigated. In the first step, fine-layer thickness maps, groundwater level changes, bedrock level, permeability and hydrodynamic coefficients (storage coefficient and transferability) were prepared in GIS. Subsequently, the extent and location of the subsidence map was prepared using differential interferometry and ENVISAT ASAR satellite imagery from 2004 to 2009. The results of this study show a maximum subsidence rate of about 17 cm in the central part of the aquifer and an average groundwater level reduction of 0.42 m / year. Comparison of the subsidence map with the groundwater change map shows that the amount of subsidence in the northwestern aquifer with the greatest decrease in water level (27 m) is low (less than 0.5 cm / year) in contrast to the maximum subsidence (17 Cm/ year) occurred in central areas showing a 5 to 10 m drop in groundwater level. To interpret these results, fine-grained layer thickness maps, permeability, hydrodynamic coefficients and bed scales were used. The results confirm that the areas with maximum subsidence are in accordance with the thickness map of the fine-grained layers.

    Keywords: Groundwater, Land subsidence, Different Interferometry, Fine Layers, Tehran-Karj-Shahriar
  • سمیرا بلوری، علیرضا وفایی نژاد*، علی اصغر آل شیخ، حسین آقامحمدی

    توسعه ناهمگون شهری و عدم پیش بینی صحیح در زمینه توسعه شهرها مشکلات متعددی را در شهرها ایجاد می کندف از جمله این مشکلات، کمبود تسهیلات شهری و نامناسب بودن مکان قرارگیری تسهیلات مانند بیمارستان، ایستگاه آتش نشانی و... جهت خدمات رسانی به مردم است. در این میان منطقه 22 شهر تهران که بزرگ ترین قطعه پایتخت محسوب می شود، در سال های اخیر شاهد رشدی فزاینده بوده است. این منطقه که دربردارنده برج ها و ساختمان های بلندمرتبه است و جمعیت زیادی را در خود جای داده است، نیازمند توجه بیشتری از لحاظ نحوه خدمات رسانی تسهیلات اورژانسی و از آن جمله ایستگاه های آتش نشانی می باشد. با توجه به این که ایستگاه های آتش نشانی جهت خدمات رسانی بهینه باید در زمانی کمتر از 5 دقیقه به محل حادثه برسند، هدف این پژوهش کمینه کردن زمان رسیدن ماشین های آتش نشانی به محل حادثه و بررسی وضعیت تخصیص یا تعداد مردمی است که می توانند از خدمات بهره مند شوند. جهت حل این مسئله از رویکرد ترکیبی مدل میانه تخصیص برداری که رویکردی کاملا نو در زمینه مکانیابی و تخصیص است در محیط سیستم اطلاعات مکانی استفاده می شود. از آنجایی که مسایل تخصیص در زمره مسایل سخت قرار دارند، از الگوریتم جستجوی ممنوعه جهت حل مسئله استفاده گردید. پس از انجام آنالیز حساسیت و تنظیم بهترین پارامترها برای الگوریتم جستجوی ممنوعه، مدل تخصیص برداری در منطقه 22 اجرا شد. نتایج پژوهش نشان داد که 7 ایستگاه موجود قادر نیستند در کمتر از 5 دقیقه به تمام جمعیت منطقه خدمات رسانی کنند و 28040 نفر بدون دسترسی به خدمات باقی خواهند ماند. در نتیجه لازم است که حداقل 2 ایستگاه دیگر نیز جهت خدمات رسانی بهینه در منطقه ایجاد شود؛ همچنین با وجود دشوار بودن مدل میانه تخصیص برداری مشخص شد که این الگوریتم قادر است در حل مسایل با سایز متوسط جواب های راضی کننده ای را در مدت زمان کوتاهی فراهم کند.

    کلید واژگان: ایستگاه آتش نشانی, الگوریتم جستجوی ممنوعه, مدل میانه تخصیص برداری, منطقه 22 تهران
    Samira Bolouri, Alireza Vafaeinejad *, Aliasghar Alesheikh, Hosein Aghamohammadi

    The heterogeneous urban development and the lack of proper forecasting of urban development cause many problems in cities. Among these problems, there is a shortage of urban amenities such as a hospital, fire station, etc. The 22nd district of Tehran, which has witnessed a growing trend in recent years and includes high-rise towers and buildings, has a large population, so it is believed that the lack of urban amenities, including stations Firefighting. The purpose of this research is to investigate the status of allocation of demand to existing fire stations in the region with the VAOMP unified approach (a completely new approach to location and allocation) with the goal of minimizing time in the GIS environment. Considering that location and allocation issues are among NP-Hard issues, solving them in deterministic methods is almost impossible. For this reason, in the present research, metaheuristic algorithm was used to solve the problem. After sensitivity analysis and implementing the new VAOMP model in the study area with 7 existing stations and a population of 150,000, the results of the research showed that existing stations with the goal of minimizing time (up to 5 minutes) are not able to provide the entire population of the region with services And 28040 calls will remain without access to the services, which means that at least two other stations are required for optimal service provision in the region.. Also, despite the difficulty of the VAOMP model, it was found that this algorithm is capable of solving satisfactorily solvable problems in a short time.

    Keywords: Firestation, Tabu Search Algorithm, Vector assignment ordered probem, Tehran province 22
  • نجمه نیسانی سامانی*، علی اصغر آل شیخ، زهرا عابدی

    رشد و توسعه شهرها در سال های اخیر و به تبع آن افزایش جمعیت شهرها، مشکلات عدیده ای را برای ساکنان به وجود آورده است که از آن جمله معضلات ایجاد شده در حمل و نقل است.حمل و نقل و جابجایی انسان و کالا فعالیتی مهم برای هر جامعه انسانی به شمار می آید و تاثیرات عمده ای بر روی الگوهای زندگی و تعاملات اجتماعی مردم خواهد داشت.  ایستگاه های اتوبوس یکی از اجزای مهم این سیستم به شمار می آید و لازم است ایستگاه ها در محل هایی تعبیه شوند که باعث افزایش پوشش این سیستم در مناطق مختلف شهر شوند.  لذا لازم است ایستگاه های سیستم اتوبوس رانی بر اساس چگونگی توزیع جمعیت و تنوع کاربری ها در مناطق مختلف شهری، طوری مکان یابی گردند که علاوه بر افزایش دسترسی کاربران به این سیستم، زمان سفر را نیز کاهش دهند.بر اینا ساس در پژوهش حاضر به برنامه ریزی مکانی زمانی ارایه خدمات حمل و نقل شهری عمومی با استفاده از مدل های مکان مبنا در منطقه  6  تهران پرداخته شد.  پس از مطالعه و بررسی های لازم بر روی منطقه موردنظر،  17  شاخص در قالب سه معیار دسترسی، معیار جمعیتی و وضعیت تردد تعیین گردید.  به منظور ارزیابی وضعیت ایستگاه های موجود و پیشنهاد ایستگاه های جدید در منطقه مورد مطالعه از نتایج مدل تحلیل شبکه  (ANP) و مدل زمانی آلن[1]، بهره برده شد.  نتایج تحقیق نشان داد که از لحاظ مکانی، از کل مساحت  1557.5 هکتاری منطقه حدود 51 درصد در وضعیت مناسب و نسبتا مناسب،  30.45 درصد وضع متوسط و حدود  35.1 درصد از کل مساحت منطقه در وضعیت نسبتا نامناسب و نامناسب قرار دارد؛ و از لحاظ زمانی، از  246 ایستگاه موجود و پیشنهادی،  17  ایستگاه دارای اشتراک زمانی نمی باشند،  229 ایستگاه دارای اشتراک زمانی می باشند، بنابر این از ایستگاه های دارای اشتراک زمانی برای سرویس دهی بیشتر استفاده می شود.  پیشنهاد می شود برای ایستگاه های دارای پنج اشتراک، اتوبوس هر  5  دقیقه یکبار، برای ایستگاه های دارای چهار اشتراک نیز هر  5  دقیقه، برای ایستگاه های دارای سه اشتراک هر  10 دقیقه، برای ایستگاه های دارای دو اشتراک هر 15  دقیقه و برای ایستگاه های دارای یک اشتراک هر  20  دقیقه اتوبوس از ایستگاه عبور کند.

    کلید واژگان: برنامه ریزی مکانی زمانی, حمل و نقل شهری, فرایند تحلیل شبکه(ANP), مدل زمانی
    Najmeh Neisany Samany *, AliAsghar Alesheikh, Zahra Abedi
    Introduction

    Since urban bus networkis considered to be the most important part of transportation system in developing countries, optimal design of this networkis crucial for improving the status of public transportation. To reach this aim, it is necessary to locate these stations in areas which increase users of this system in different parts of the city. The present study seeks to identify suitable places for the construction ofproposedbus stations in the 6th district of Tehran municipality using GIS functions, Analytic Network Process and Allen’s temporal model.Proposedstationswere then optimized.

     Materials & Methods

    Based on necessary investigations about the 6th district of Tehran, 17 indicators were identified: access criterion (sub criteria: business, administrative, medical, religious, educational and sports centers, and urban facilities, subway, roads), demographic criterion (sub criteria:population and employeesdensity) and traffic status (sub criteria: BRT lines, one way and two way streets, street width, traffic load, slop of the area and kind of road).At the first phase, questionnaires were distributed among 35 experts of transportation and traffic. Based on the results of DEMATEL questionnaires and their analysis in MATLAB, the severity of relationship between the criteria were calculated and pairwise comparison questionnaires were designed.Using DEMATEL technique, the presence or absence of a relationship between the aforementioned criteria and sub criteria was investigated. As a decision makingtechnique based on pairwise comparison, DEMATEL uses experts’ judgments to extractelements of a system and find a systematic structure for them using the principles of graph theory. This technique provides a hierarchical structure of the factors of the system along with their corresponding relationship, and determines the effect of these relations in the format of numerical scores.  DEMATEL technique is used to identify and investigate the mutual relationships between criteria and to produce a map of network relations.The ANP model not only calculates the relationship between the criteria, but also the relative weight of each criterion. The result of these calculations make a supermatrix, from which it is possible to derive dependency between each criterion and selection and their weights. An increase in this weight shows higher priority, so it is possible to choose the best option. (Saa’ti, 2003)It is possible to calculate ANP process in both Super Decision and and ANP-solver software. After calculating weight of the criteria, spatial layers are created in GIS software and finally suitable digital layer is created through integration of the criteria. The obtained digital layer shows the best spatial zones for the construction of bus stations in the study area.

     Results & Discussion

    Time and place are inseparable parts of each phenomenon in our world. Since, the first step of processing and analyzing a phenomenon in spatial information systemsismodeling, creating a model with necessary capabilities to include temporal dimension is inevitable. One of the main requirements of spatio-temporal modelling is the ability to investigate the topological temporal -spatial relations betweendifferent phenomena. The present study used Allen’s Interval Algebra to extract all relations between different dimensions of time. These include 3 relations between two temporal events, 6 relations between one event and a time mode, and 13 relations between two time modes.Based on Allen’s model, the rush hours were investigated and common temporal – spatial features of each station were obtained. New stations were proposed based on existing stations and the desirable layer, and a desirable time was determined for the buses to pass stations based on land uses around the stations, the rush hours of each land useand common temporal – spatial features of each station (based on Allen’s model).

    Conclusion

    Results indicate that the ANP and Allen model can only search a very small number of possible answers and reach the required answer. 6thdistrict of Tehran municipality covers an area of 1557.65 hectares, from which 18.10% are in a suitable condition, 21.41% are relatively suitable, 30.45% are moderate, 23.88% are relatively improper and 6.17% are completely improper.281.923 hectares of the district has no problem regarding the access criterion and donot need a station. This district has 185 bus stations and 61 new stations are proposed (a total number of 246).From the aforementioned 246 stations, 17 stations do not have a common schedule, 87 stations have a common point in their schedule, 89 stations have 2, 42 have 3, 10 stations have 4 and one station have 5 common points in their schedule.In terms of time,42.28% stations are in a suitable condition, 36.18% are relatively suitable, 17.07% are moderate, 4.07% are relatively improper and 0.41% are completely improper.Accordingly it is recommended that a bus should pass every 5 minutesfrom stations with 5 and 4 common points in their schedule.For stations with 4 common points in their schedule, this time reaches 10 minutes.Stations with two common points in their schedule need a bus every 15 minutes and stations with 1 common point in their schedule need a bus every 20 minutes.

    Keywords: Spatio, temporal model, Allen’s model, Dematel technique, Bus station
  • زهرا عباسی بنیادآباد*، علی اصغر آل شیخ، سعید بهزادی، حسین آقامحمدی
    زمینه و هدف

    روش های متفاوتی تاکنون برای تعیین امتداد یا مسیریابی در سیستم های حمل ونقل عمومی طراحی و ارایه شده اند. مساله مسیریابی برای سیستم های حمل ونقل عمومی شهری به صورت تعیین محل یا موقعیت بهینه ایستگاه ها و امتداد مسیر در یک شهر تعریف می شود.

    روش بررسی

    طراحان در حل این مسایل با گستره ی بزرگی از انواع معیارها مواجه هستند که در این میان معیارهای هزینه، زمان و پوشش  از مهم ترین آن ها می باشند. در این مقاله بهینه سازی مسیریابی در منطقه ای از شهر تهران صورت گرفت که تعداد 9 خط اتوبوس از درون آن تردد می کند. در این تحقیق جهت بهینه نمودن خطوط، مبدا و مقصد هر خط بدون تغییر در نظر گرفته شد و مسیرهای اتصالی بین آن ها  مورد بهینه سازی قرا گرفت. برای انجام این عمل از 8 فاکتور (ظرفیت جاده (سطح سرویس راه LOS[1])، کاربری اراضی، وضعیت روسازی، عرض خط عبور، اجزا سطح مقطع راه، حوزه های تراکم جمعیت و طول هر لبه (ARC)) انتخاب شد. بر اساس اهمیت هر فاکتور در مسیریابی وزنی به آن ها داده شد. پس از اجرای الگوریتم دایجسترا مسیر 5 خط اتوبوس تغییر یافت. تغییر مسیر خطوط خود باعث نیاز به مکان یابی ایستگاه های جدید گشت.

    یافته ها

    پس از تعیین معیارهای مکان یابی و ایجاد لایه های دخیل، 16 ایستگاه جدید مکان یابی گردید. سپس به توسعه مسیرهای پیشنهادی بین ایستگاه های مکان یابی شده پرداخته شد.

    بحث و نتیجه گیری

    یکی از مهم ترین جنبه های نوآوری این پژوهش این است که با استفاده از توانمندی های GIS بتوان راهکارهایی نوین برای مکان مندی و مسیریابی بهینه خطوط BRT ارایه کرد.

    کلید واژگان: سیستم های اطلاعات مکانی, بهینه سازی, مکان یابی, BRT
    Zahra Abbasi *, Aliasghar Alesheikh, Saeed Behzadi, Hossein Aghamohammadi
    Background and Objective

    Numerous routing methods of public transportation systems have been designed. The main challenge of optimum routing of urban public transportation systems is defined as the determination of the optimal locations of the stations and the routh lengths in a city.

    Method

    To address the challeng designers are confronted with a wide range of criteria, among which cost, time and coathing are the most important ones. In this paper, routing optimization for a configuration of 9 bus lines in one of the Tehran districts was implemented. In order to optimize the bus routes, the origin and destination of each line were considered fixed and the intermediate routes were optimized. Eight factors consisting of: road capacity (LOS), land use, pavement status, crossing line width, components of road cross sections, population density and length of each edge (Arc) were selected for optimization process. According to the importance of each factor for routing, a special weighting coefficient were assigned to each criteria. After implementating Dijkstra algorithm, the routes of 5 bus lines must be changed. The line direction changing subsequently caused to new stations allocation requirement.

    Findings

    After determining the allocation criteria and creating corresponding layers, 16 new stations were allocated. Finally, the proposed routes between these stations were identified.

    Discussion and Conclusion

    One of the most important aspects of innovation in this study is the use of GIS capabilities to provide novel solutions for optimal routing of BRT lines.

    Keywords: BRT, Allocation, Optimization, Allocation information systems
  • سمیرا بلوری، علیرضا وفایی نژاد*، علی اصغر آل شیخ، حسین آقامحمدی
    آنالیز مکانیابی و تخصیص یکی از مهمترین آنالیزهای شبکه و در زمره آنالیزهای بسیار کاربردی در GIS می باشد. این آنالیز مدلهای مختلفی را شامل می شود که هر یک برای حل مسائل مختلفی کاربرد دارند. اخیرا یک مدل جدید به نام VAOMP (مدل میانه تخصیص برداری ترتیبی) توسعه داده شده است که می تواند بسیاری از مسائل مختلف را حل کند. با توجه به اینکه مسائل مکانیابی و تخصیص در زمره مسائل بسیار سخت هستند حل آنها به روش های دقیق تقریبا ناممکن است. بنابراین تحقیق حاضر جهت حل مسئله تخصیص مناسب جمعیت به ایستگاه های آتش نشانی موجود که از جمله تسهیلات اضطراری هستند و بررسی تخصیص بهینه آنها از اهمیت زیادی برخوردار است، از مدل VAOMP و الگوریتم ژنتیک و تبرید با سه هدف کمینه کردن زمان رسیدن خودروهای آتش-نشانی به محل تقاضاها، کمینه کردن فاصله و بیشینه کردن پوشش هر ایستگاه در شعاع 5 دقیقه، در منطقه 21 و 22 شهر تهران استفاده می کند. نتایج تحقیق نشان می دهد که الگوریتم ژنتیک در زمان کوتاهتر، جوابهای با کیفیت تری را تولید می کند ضمن اینکه تعداد 10 ایستگاه موجود در منطقه 21 و 22 تهران جهت سرویسدهی به کل تقاضاهای موجود در منطقه کافی نیست و تعداد 55240 نفر بدون خدمات خواهند ماند و حداقل باید 13 ایستگاه در منطقه ایجاد کرد.
    کلید واژگان: مکانیابی و تخصیص, ایستگاه آتش نشانی, VAOMP, GIS, الگوریتم ژنتیک و تبرید
    Samira Bolouri, Alireza Vafaeinejad *, Ali Asghar Alesheikh, Hossein Aghamohammadi
    Location and allocation analysis is one of the most important network and useful analyzes in GIS. This analysis involves various models that, each model is used to solve various problems. Recently, a new model called VAOMP (Vector Assignment Ordered Median Problem) has been developed that, it can solve many different problems. Given that, the location and allocation problems are very difficult, it is almost impossible to solve them in exact methods. Therefore, the present research intends to solve the proper allocation problem of the population to existing fire stations, which are the emergency facilities, and their optimal allocation have a great importance. The VAOMP model and the Genetic and Simulated Annealing algorithms with three goals such as minimizing the arrival time of the fire trucks to the location of demands, minimizing distance and maximizing the coverage of each station in a radius of 5 minutes, solved the problem. The results of this research showed that the Genetic algorithm produces more qualitative solutions in shorter time, while 10 stations in the 21st and 22nd districts of Tehran are not sufficient to serve the total demands in the study area and 55240 people without services will remain and at least, 13 stations in the region should be created.
    Keywords: location, allocation, fire station, VAOMP, GIS, Genetic, Simulated Annealing algorithm
  • محمد فلاح ززولی*، علیرضا وفایی نژاد، علی اصغر آل شیخ، مهدی مدیری، حسین آقامحمدی

    زمین لغزش از انواع مهم مخاطرات طبیعی است که امنیت جانی و مالی را مورد تهدید قرار می دهد و موجب تخریب محیط زیست و منابع طبیعی می شود. تهیه  نقشه های پهنه بندی از جمله اقداماتی است که از طریق آن می توان مناطق حساس به لغزش های آینده را شناسایی و از نتایج آن برای برنامه ریزی کاربری زمین، جلوگیری از فعالیت های عمرانی غیرمجاز، طرح ریزی زیرساخت ها و بهسازی و ترمیم آن ها استفاده کرد. این مطالعه با بهره گیری از سیستم اطلاعات مکانی و مدل های آنتروپی شانون و ارزش اطلاعاتی چارچوبی را برای تهیه نقشه مناطق حساس به زمین لغزش در منطقه رودبار الموت شرقی در استان قزوین که درگیر معضل زمین لغزش و ناپایداری های دامنه است، ارائه می دهد. در این راستا بعد از شناسایی عوامل موثر بر وقوع زمین لغزش و تهیه داده های مربوطه، نقشه های معیار شامل لیتولوژی، شیب، فاصله از گسل، کاربری اراضی، بارش، جهت شیب و ارتفاع برای محدوده مورد مطالعه با تفکیک پذیری مکانی سی متر تولید شد. برای تهیه لایه های اطلاعاتی و اجرای مدل از نرم افزار ArcGIS با توجه به قابلیت آن در تحلیل داده های مکانی، بهره گرفته شده است. ارزیابی نتایج با استفاده از شاخص احتمال تجربی نشان داد که هر دو مدل آنتروپی شانون و ارزش اطلاعات در برآورد پهنه های خطر متوسط، زیاد و خیلی زیاد می توانند به خوبی با مقدار شاخص احتمال تجربی 86% در شناسایی مناطق مستعد زمین لغزش در منطقه مورد مطالعه عملکرد مناسبی داشته باشند. در برآورد پهنه های خطر زیاد و خیلی زیاد، مدل ارزش اطلاعات با مقدار شاخص احتمال تجربی 86% در مقایسه با مدل آنتروپی شانون با مقدار شاخص احتمال تجربی 72% از قابلیت بهتری برخوردار است. با توجه به نقشه های پهنه بندی لغزش، پهنه های با خطر زیاد و خیلی زیاد اغلب در باغ ها و مراتع فقیر و امتداد گسل های منطقه قرار دارند، لذا لازم است فعالیت های انسانی با هدف ساخت و ساز و توسعه را در این مناطق محدود کرد.

    کلید واژگان: زمین لغزش, سیستم اطلاعات مکانی (GIS), آنتروپی شانون, ارزش اطلاعات, رودبار الموت
    Mohammad Fallah Zazuli *, Alireza Vafaei Nezhad, Ali Asghar Alesheikh, Mahdi Modiri, Hossein Aghamohammadi
    Introduction

    Landslide is one of the most important types of natural disasters,which endangers lives and financial security of many people and destroys environment and natural resources.With the present population growth and expansion of urban areas towardsteep areas and hillsides, landslide-related losses can be catastrophic. For an instance, landslides in Badakhshan Province in Afghanistan killed around 2,700 people in 2014, and a landslide in China (Shan’xiprovince)resulted in the disappearance of 64 people in 2015.Therefore, assessingthe possibility of landslides occurrence seems to becrucial. Providing zoning maps is one of the measures which makes identification of areas prone to future landslides possible. Inferences drawn from these maps can be used for land use planning, prevention of unauthorized construction activities, infrastructure development, refurbishment and restoration.

     Materials & Methods

    The present research selectsEast Rudbar-e Alamut (a district of Qazvin province), which is affected by landslides and instability of hillsides, as the study area. It takes advantage of Shannon entropy and information value models to develop landslide susceptibility map of the study areain GIS environment.Shannon entropy theory has been used in extensive researcheswith the aim of prioritizinginfluential factors in the probable occurrence of natural disasters such as landslide. Information value (IV) model is one of the statistical models drawn from information theory with a widespread application in the modeling of geological hazards and disaster risk assessment. Information value model aims to find a combination of significant factors anddeterminetheir impacton theoccurrence oflandslide in an area.To implement this model, relevant data and its related criteria maps were prepared. In this regard, the location of previous landslide events in the study area was determined based on the information received from Forests, Range and Watershed Management Organization. 49 landslides were identified in this way. Then, data was randomly divided into 2 categories: training data and validation data. Thus, 70% of data (35 landslides) were used to produce the models and the remaining 30% (14 landslides) were used for validation purposes. In addition to previous landslides, a collection of topographic, environmental and climatic characteristics of the study area including seven criteria of lithology, slope, distance from faults, land use, precipitation, slope-direction and elevation were selected as the most effective independent variablesto produce criteria maps with 30-meter spatial resolution. Basic information used to map these seven influential factors was obtained from Forests, Range and Watershed Management Organization, as well as the SRTM Digital Elevation Model (DEM), and used after some modifications. Considering the capability of ArcGIS in spatial data analysis, thissoftwarewas used to produce information layers and implement the models.

     Results & Discussion

    Prioritizing influential factors using Shannon entropy model introducesthree factors (i.e. land use, elevation and precipitation)as the most significant factorsin the occurrence of landslides in the study area. Factors of slope angle, distance from faults (almost equal to slope angle), lithology and slope-direction were in the next influential factors.Also, results of information value model indicate that looking from lithology perspective, the category of marl, calcareous sandstone, sandy limestone and minor conglomerate has an information value of 1 and thus, the highest probability of landslide occurrence. Category of basaltic volcanic rocks, along with category of well bedded green tuff and tuffaceous shale have the lowest probability of landslide occurrence with information values ​​of -2.03 and -1.70, respectively.Only two categories of theslope angle criterionhave a positive-index. The highest information value (0. 93) in this category occurs in the class of 5-12 degrees, followed by the class of 12-20 degrees. The lowest information value occurs in slopes of more than 30 degrees. Based on this observation, it can be clearly concluded that the slope angles of 5 to 20 degrees are most prone to landslides. Distance to faults criterion indicate that the category of500 to 1000-meter distance to faultshave the highest information value (1.67). Regarding land use criterion, three land uses of garden, agriculture and garden-agriculture have the highest information values ​of 2.16 and 1.59 and 1.11, respectively. Regarding precipitation, average annual rainfall of less than 400 millimeters have the highest information value (1.50). Regardingslope-direction criterion, most landslides occur in southwest, south and eastdirections.Northeast, west, and northwest directions have the lowest probability of landslide occurrence, respectively. In terms of elevation, the information value is reduced as the height increases, and the maximum information value is related to the elevations of less than 1200 meters.After assigning a weight to each criterion and related classes, the landslide risk zone map was generated based on Shannon entropy and information valuemodels. The resulting zoning map produced based on natural breaks methods dividesthe area into five classeswith very high, high, moderate, low and very low risk. Resultsof Shannon entropy modelindicate that out of 14 landslides considered as the validation data, 3, 7, 2, 1, 1 landslideshave occurred in very high, high, moderate, low and very low risk zones, respectively. Resultsof the information value modelindicatethat 8, 4, 0, 1, 1 landslideshave occurred in very high, high, moderate, low and very low risk zones, respectively.

    Conclusion

    Evaluation of results using experimental probability index indicates that with 86% experimental probability,both models of Shannon entropy and information value are effective inidentification of landslide hazard in the East Rudbar-e Alamut region. Also, considering the number of landslides in very high and high risk zones, Shannon entropy and information value modelshave an experimental probability index of 72% and 86%, respectively, which prove higher efficiency of information value model. In Shannon entropy model, total area of very high, high and moderate risk zones covers 34% and 56% of the study area,respectively. In information value model,total area of very high and high risk zones covers 20% and 29% of the study area, respectively. Based on the landslide risk zone map, high and very high risk zones are mainly located in the west of the study area

    Keywords: landslide, GIS, Shannon Entropy, information value, East Roudbar-eAlamout
  • علی اصغر آل شیخ*، سعید مهری

    جنگل های زاگرس بیشترین تاثیر را در تامین آب، حفظ خاک و تعدیل آب  و هوای کشور دارد. با این وجود بخش قابل توجهی از این جنگل ها دچار پدیده ی زوال درختان بلوط شده است. مشخص نبودن پارامترهای موثر در زوال و نحوه ی ارتباط پارامترها، از جمله عواملی هستند که باعث سخت تر شدن شناخت و مدل سازی این پدیده می شود. هدف این پژوهش تعیین پارامترهای تاثیرگذار برای مدل سازی زوال درختان بلوط و مدل سازی این پدیده با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی در استان لرستان است. در این پژوهش، پارامترهای دما، بارش، ارتفاع، شیب، جهت، نوع خاک و میزان ریزگردها به عنوان پارامترهای اولیه انتخاب شدند. همچنین از عملگرهای ضرب، لگاریتم، تبدیلات هذلولی و آنالیز مولفه های اصلی برای ترکیب پارامترها استفاده شد. به دلیل معلوم نبودن نحوه ی ارتباط و میزان اثر هر پارامتر، از شبکه های عصبی مصنوعی برای مدل سازی پدیده زوال استفاده شد. در مجموع 385 ترکیب مختلف از پارامترهای اولیه، با استفاده از عملگرهای فوق تولید و در سه معماری پیش خور با سه لایه پنهان، احتمالاتی و معماری ماشین بردار پشتیبان در شبکه های عصبی، (در مجموع تعداد 1155 شبکه ی عصبی) ارزیابی شد. نتایج ارزیابی نشان داد معماری احتمالاتی (870=R) با ورودی های ارتفاع، جهت، شیب، ریز گرد، نوع خاک و مولفه ی اصلی (بارش و دما) بهترین عملکرد را در مدل سازی زوال درختان بلوط دارد. با توجه به نتایج، استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی احتمالاتی در شرایط عدم قطعیت و وجود دانش جزئی از پدیده، توصیه می شود. همچنین نتایج نشان دادند که استفاده از مولفه ی اصلی پارامترهای دما و بارش، استرس ناشی از خشکی را بهتر مدل می کند. استفاده از ترکیب بهینه ی پارامترها، در مدل احتمالاتی نسبت به ترکیب عادی، باعث افزایش 0/05 ضریب همبستگی شد.

    کلید واژگان: آنالیز مولفه های اصلی, بلوط, جنگل های زاگرس, زوال, شبکه عصبی مصنوعی, ماشین بردار پشتیبان
    Ali Asghar Alesheikh *, Saeed Mehri
    Introduction

    Oak is a common species in Iran and the most important one in Zagros forests. Zagros forests play a crucial and effective role in water supply, soil conservation and climate modification in Iran. Unfortunately, a significant part of those forests suffer from oak decline. Oak decline (or oak mortality) is a widespread phenomenon in oak forests around the world, which has gained the attention of many researchers in forestry over the past decade. In Iran, this phenomenon was first observed in Zagros forests in 2013. Factors affecting oak decline and their mutual interactions are not clearly identified, which makes understanding and modeling of these processes challenging. Only a few studies have been performed in relation to this phenomenon in Iran. Thus, we chose to determine the most effective parameters and find the best modeling method for oak decline in Iran and especially in Lorestan province.

    Materials & Methods

    In order to find effective environmental variables, related literature review was thoroughly investigated. Environmental parameters including temperature, precipitation, elevation, slope, direction, soil type, and amount of aerosols were selected as basic influencing parameters. All parameters were then interpolated to produce raster data with 30-meter cell resolution. To find the optimal combination of the parameters, four operators including multiplication, logarithm, hyperbolic transformations, and principal component analysis (PCA) were used. A total 385 different combinations of the influencing parameters were produced using the above mentioned operators. The relation and weight of each parameter are unknown, thus Artificial Neural Networks were used to model oak decline process. Three feed forward artificial neural network, including Back-propagation Neural Network (BP), Probabilistic neural network (PNN) and Support Vector Neural Network (SVNN) were selected as modeling methods. Then, 385 different combinations of the influencing parameters were used in the above mentioned models. To train and evaluate each neural network, a total number of 10000 samples were randomly selected from the study area. 70 percent of these random samples were used to train, 15 percent to evaluate and 15 percent to validate the models. Also, cross-validation method was used to avoid over fitting of neural networks. Finally, 1155 created NN models were compared using R parameter to find the best configuration for modeling oak decline and identifying the most influential environmental parameters in oak decline.

    Results & Discussion

    Evaluating 1155 different networks indicated that Probabilistic neural network (R=0.87) with 6 inputs, including 1) elevation, 2) slope, 3) direction, 4) aerosols, 5) soil type and 6) principal component of temperature and precipitation, performed better than SVNN and BP in modeling oak decline. Moreover, using different combinations of influencing factors improved the results and increased correlation coefficient (R) of optimal inputs by 0.05 as compared to initial inputs. Thus, it can be concluded that increased number of inputs does not necessarily guarantee a better performance. Furthermore, two principle parameters of temperature and perception have a more significant role in modelling drought stress as compared to other parameters.

    Conclusion

    Oak decline is a complicated phenomenon and different factors contribute to its occurrence. The present study investigates all environmental parameters affecting oak decline through a comprehensive literature review. Results indicate appropriate performance of probabilistic neural networks in modeling oak decline. Moreover, principal component analysis is considered to be a useful tool for modeling of drought stress in oak trees. Due to different accuracy and precision of these neural networks, it is necessary to evaluate different configurations. For further researches, it is suggested to use other parameters, such as distance from population centers, water table, age of oak trees, oak tree height and characteristics of other nearby trees.

    Keywords: Artificial neural networks, oak decline, Principal Component Analysis, Support Vector Machine, Zagros forests
  • محمد اسکندری*، بابک امیدوار، مهدی مدیری، محمد علی نکویی، علی اصغر آل شیخ

    کشور پهناور ایران در منطقه ای از پوسته ی زمین قرار گرفته که از دیر باز در اثر آزاد شدن انرژی های انباشته شده در آن، همیشه شاهد لرزش های بزرگ و مخربی بوده است. از این رو تحلیل مخاطرات طبیعی همواره لازم و ضروری است؛ زیرا بر اساس آن میتوان در تصمیم گیری ها و اولویت بندی اقدامات مدیریت بحران، گام های اساسی برداشت. هدف اصلی از این مقاله ارائه ی مدلی به منظور تحلیل خطر لرزه ای بر اساس هر دو خطر اصلی لرزش و شکست زمین است. بر این اساس با توجه به حجم وسیع داده های توصیفی و مکانی، سامانه ی نر مافزاری با قابلیت های تحلیل و استنتاج مکانی و بر مبنای سیستم های اطلاعات مکانی  (GIS) طراحی و توسعه یافت. در این مدل به منظور تحلیل خطر لرزش زمین، از 2 رابطه ی کاهندگی موجود برای کشور استفاده می گردد، که با توجه به عدم قطعیت های موجود در وقوع زلزله (شامل اندازه ی بزرگای زلزله، عمق کانونی و موقعیت کانون زلزله)، این عملیات به صورت تصادفی در هر بار انجام تحلیل انتخاب می گردد. خروجی ها شامل مقادیر بیشینه شتاب، سرعت و تغییر مکان حداکثر زمین محاسبه می گردد. در مدل ارائه شده به منظور تحلیل خطر شکست زمین، بر اساس نوع منطقه و الگوریتم های ارائه شده، 3 خطر ثانوی هی زلزله (روا نگرایی، زمین لغزش و گسلش) مورد تحلیل قرار می گیرد. در این مرحله با توجه به استعداد روان گرایی و استعداد زمین لغزش می توان تغییر مکان دائمی ناشی از خطرات روا نگرایی و زمین لغزش را برای هر جزء و در هر تکرار شبیه سازی محاسبه نمود. تمامی این گام ها بر اساس شبیه سازی مونت کارلو، برای لحاظ نمودن عدم قطعی تهاده هزار بار تکرار می شوند و از خروجی های موجود در پایگاه داده، میانگین گیری می شود تا تمامی حالات خرابی در نظر گرفته شود. مدل موجود می تواند نقشه ی خطر لرزش زمین و شکست زمین را برای هر منطقه تهیه نماید. در این مقاله به منظور نمایش بهتر این پژوهش، مدل موجود برای شهر نیشابور، پیاده سازی و مورد تحلیل واقع گردید که با توجه به سناریوی منتخب، مقادیر PGA برای کل شهرستان بین 0.037g تا 0.48g محاسبه گردید. استعداد روانگرایی شهرستان عمدتا بین 2 طبقه استعداد کم و متوسط برآورد گردید که استعداد زیاد در شمال غربی شهرستان وجود داشت. استعداد زمین لغزش شهرستان، عمدتا در طبقه ی بدون استعداد ارزیابی گردید. بیشترین تغییر مکان در اثر روان گرایی مربوط به خطر پخش جانبی بود که عمدتا بین 1 تا 9 اینچ برآورد گردید.

    کلید واژگان: سیستم اطلاعات مکانی, تحلیل خطر لرزه ای, روان گرایی, زمین لغزش
    Mohammad Eskandari *, Babak Omidvar, Mahdi Modiri, Mohammad Ali Nekooie, Aliasghar Alesheikh

    Iran is a vast country that has long been an area of the Earth’s crust caused by the release of energy accumulated in it, always large and destructive shake occurs. Therefore, the analysis of natural hazards is essential because it can make decisions and prioritization of actions in crisis management, essential steps to be taken. The main purpose of this paper is to provide a model for seismic hazard analysis based on both main hazard of ground shaking and ground failure. Therefore, due to the large descriptive and location data, Software system designed and developed based on Geo-spatial information system and the ability to analyze the spatial data. This model to analyze the hazard analysis of ground shaking, in two attenuation relationship is used for the country, which according to the uncertainties involved in earthquake (magnitude of earthquake, focal depth and location of epicenter of the earthquake), this operation is selected at random each time and after each hazard analysis, the output of ground shaking (Peak ground acceleration, Peak ground velocity and peak ground displacement) is calculated. In the proposed model to analyze the hazard analysis of ground failure, based on area and proposed algorithms, three secondary hazard of earthquake (liquefaction, landslides and faulting) is analyzed. At this stage, given the liquefaction and landslide susceptibility can be calculated permanent displacement caused by liquefaction and landslide hazards for each component and each iteration of the simulation. All these steps are based on Monte Carlo simulation to considering the uncertainties are repeated 10 thousand times. Then averaging available outputs in the database, so that all failure modes be considered. This model could provide map of ground shaking and ground failure hazard for each parameter. In this paper, in order to get a better view this research, models was implemented and analyzed for the city of Neyshabour. That according to the selected scenario, the values of between 0.037 g to 0.48g PGA was calculated for the city. Liquefaction susceptibility in this city is mostly between 2 category of low and medium susceptibility. There was high susceptibility in the northwestern city. Landslide susceptibility in this city was evaluated mostly on the none susceptibility. Most displacement caused by liquefaction is related to the hazard of lateral spread that was evaluated mostly between 1 and 9 inches.

    Keywords: Spatial Information Systems, seismic hazard analysis, Liquefaction, landslide
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر علی اصغر آل شیخ
    دکتر علی اصغر آل شیخ
    استاد سیستم اطلاعات مکانی، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال