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:

shaban shataee

  • سیده زهرا سید موسوی*، جهانگیر محمدی، روشنک درویش زاده، شعبان شتایی جویباری، رامین رحمانی، خلیل قربانی
    سابقه و هدف

    شاخص سطح برگ (LAI) یکی از مهم ترین مشخصه های ساختاری بوم سازگان های جنگلی است که تاثیر زیادی را در تغییرات انرژی، آب وهوا، مدل های عملکردی جوی و گاز دارد. این شاخص اطلاعات زیادی در ارتباط با میزان فتوسنتز، تبخیر و تعرق و حاصلخیزی رویشگاه های مختلف در اختیار مدیران و برنامه ریزان قرار می دهد. عوامل فیزیوگرافیکی نیز (ارتفاع از سطح دریا، جهات جغرافیایی و شیب) نقش مهمی در میزان تغییرات شاخص سطح برگ درختان ایفا می کنند. در این پژوهش تغییرات شاخص سطح برگ درختان و درختچه های جنگلی در طبقات مختلف ارتفاع از سطح دریا، جهات جغرافیایی و شیب در جنگل های پهن برگ استان گلستان مورد مقایسه و ارزیابی می گردد.

    مواد و روش

    در این مطالعه جهت برداشت اطلاعات زمینی شاخص سطح برگ 230 قطعه نمونه دایره ای شکل به مساحت 1000 مترمربع با روش نمونه برداری سیستماتیک و شبکه 100×100 متر در پنج رویشگاه از غرب به شرق (کردکوی، شصت کلاته، زرین گل، سرخداری و لوه) پیاده شد. در مرکز هر قطعه نمونه تله برداشت برگ با ابعاد 60×60 سانتی متر برای اندازه گیری شاخص سطح برگ استفاده شد. ابتدا نقشه های ارتفاع از سطح دریا، جهت جغرافیایی و شیب نیز تهیه و مقادیر آن ها استخراج شد. سپس شاخص سطح برگ در طبقات مختلف ارتفاع از سطح دریا، جهت جغرافیایی و شیب با استفاده از آزمون های دانکن و تی مستقل مورد مقایسه و تجزیه وتحلیل قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که بیشترین میزان شاخص سطح برگ در رویشگاه کردکوی با 91/8 و کمترین میزان شاخص سطح برگ در رویشگاه زرین گل با 10/5 اندازه گیری شد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که تفاوت معنی داری بین شاخص سطح برگ در طبقات مختلف ارتفاع از سطح دریا در کل منطقه مورد مطالعه وجود دارد و با افزایش ارتفاع از سطح دریا تا حدود 1300 متر شاخص سطح برگ افزایش می یابد و بعد از آن شاخص سطح برگ تغییرات کمی دارد. نتایج آزمون دانکن و تی مستقل نشان داد تفاوت معنی داری بین شاخص سطح برگ رویشگاه ها در طبقات مختلف ارتفاع از سطح دریا، جهت جغرافیایی و شیب به جز رویشگاه کردکوی وجود ندارد.

    نتیجه گیری

    به طورکلی در این مطالعه ارتفاع از سطح دریا در مقایسه با شیب و جهت جغرافیایی به عنوان عامل بسیار مهم برای بررسی شاخص سطح برگ مطرح شد. بررسی تاثیر عوامل فیزیوگرافیکی مانند ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهات جغرافیایی بر شاخص سطح برگ و پایش تغییرات آن جهت شناخت تدوین سیاست های مناسب برای کاهش اثرات تغییرات اقلیم و گرمایش جهانی و در مدیریت پایدار از اهمیت بسیار بالایی می باشد.

    کلید واژگان: شاخص سطح برگ, ارتفاع از سطح دریا, جهات جغرافیایی, شیب
    Seyedeh Zahra Seyed Mousavi *, Jahangir Mohammadi, Roshanak Darvishzadeh, Shaban Shataee, Ramin Rahmani, Khalil Gorbani
    Background and objective

    Leaf area index (LAI) is one of the most important structural characteristics of forest ecosystems, which has a great impact on changes in energy, weather, atmospheric and gas functional models. This index provides managers and planners with a lot of information related to the amount of photosynthesis, evaporation and transpiration and fertility of different habitats. Physiographic factors also (elevation above sea level, aspect and slope) play an important role in the global LAI. In this research, the changes of the LAI in different classes of elevation, aspect and slope are compared and evaluated.

    Materials and methods

    n this study, 230 square-shaped sample plots with an area of 1000 square meters were used to collect the ground information of the leaf surface index using a systematic sampling method with a sampling grid of 100 x 100 meters in five sites (Kordkoy, Shast Kalateh, Zarrin Gol, Sokhdari and Loveh). In the center of each plot, a leaf harvesting trap with dimensions of 60 x 60 cm was used to measure the LAI. First, height maps from elevation, aspect and slope were also prepared and their values were extracted. Then the LAI was compared and analyzed in different classes of elevation, aspect and slope using Duncan's and independent t tests.

    Results

    The results of LAI showed that the elevation of LAI in Kordkoy vegetation was measured with 8.91 and the lowest level of LAI was measured with 5.10 in Zarrin Gol vegetation. The results of analysis of variance showed that there is a significant difference between the LAI in different classes of elevation above sea level in the entire study area. And with the increase in elevation above sea level to about 1300 meters, the LAI increases and after that, the LAI has little changes. The significant results of Duncan's test and independent t-test showed that there is no significant difference between the LAI of each site in different classes of elevation above sea level, aspect and slope, except for Kurdkoy site.

    Conclusion

    In general, in this study, the elevation compared to the slope and aspect was raised as a very important factor for investigating LAI. Investigating the effect of physiographic factors such as elevation above sea level, slope and aspect on the LAI and monitoring its changes in order to know the formulation of appropriate policies to reduce the effects of climate change and global warming and in sustainable management is of great importance.

    Keywords: Leaf Area Index, Slope, Elevation Above Sea Level, Aspect
  • زینب خلیلی*، اصغر فلاح، شعبان شتایی
    مقدمه و هدف

    تحلیل پویایی روشنه ها باعث ایجاد درک صحیحی از روند پویایی توده جنگلی می شود که نقش مهمی در آینده مدیریتی بوم سازگان جنگل دارد. در مطالعه حاضر به بررسی پویایی روشنه ها در جنگلکاری های عرب داغ استان گلستان با استفاده از داده های سنجش از دور هوایی در یک دوره زمانی 9 ساله می پردازد.

    مواد و روش ها

    شناسایی و تهیه نقشه روشنه ها با روش طبقه بندی شی ء پایه انجام شد. طبقه بندی شی ء پایه در سه مرحله کلی قابل انجام است که شامل قطعه بندی، طبقه بندی و ارزیابی صحت طبقه بندی می باشد. در مرحله بعد، 1345 روشنه در سال 1390 و 1058 روشنه در سال 1399، از بهترین نقشه روشنه استخراج گردید. خصوصیات روشنه ها در هر مقطع زمانی به دست آمد. همچنین با تلاقی این دو نقشه، پویایی روشنه ها از طریق محاسبه مشخصه های نرخ شکل گیری روشنه، نرخ بسته شدن روشنه ، نرخ گسترش روشنه، نرخ کاهش روشنه و نرخ افزایش لگاریتمی تعداد روشنه تحلیل گردید.

    یافته ها

    نتایج در بازه زمانی 9 ساله نشان داد که تعداد و تراکم روشنه ها کاهش یافت؛ اما میانگین مساحت روشنه ها و سهم مساحت روشنه ها از مساحت کل افزایش یافت. در هر دو مقطع زمانی 65 درصد روشنه ها مساحت کمتر از 150 مترمربع دارند و روشنه های بزرگ (بزرگ تر از 300 مترمربع) کمترین فراوانی و سهم از مساحت کل روشنه ها را پوشش دادند بیشترین نرخ تغییرات روشنه ها مربوط به نرخ گسترش روشنه های اولیه بوده است (09/1 درصد در سال). نرخ بسته شدن با نرخ کاهش روشنه های اولیه تقریبا برابر است. کمترین نرخ تغییرات روشنه ها را نرخ شکل گیری روشنه (77/0 درصد در سال) تشکیل داده است. نرخ افزایش لگاریتمی تعداد روشنه ها منفی بوده است (6/2-) و نشان می دهد در منطقه موردمطالعه، تعداد روشنه های بسته شده در سال بیشتر از تعداد روشنه های جدیدی است که تشکیل می شود

    نتیجه گیری

    با گذشت 9 سال تراکم روشنه ها و تعداد روشنه ها کاهش یافته و سطح کل روشنه ها افزایش یافته است. این افزایش سطح کل روشنه را می توان به افزایش گسترش روشنه های اولیه در طول دوره نسبت داد؛ زیرا نرخ گسترش روشنه های اولیه بیشتر از نرخ تشکیل روشنه، نرخ بسته شدن و کاهش روشنه های اولیه است. در هر دو مقطع زمانی فراوان ترین اندازه مربوط به روشنه های کوچک بوده است. که نشان دهنده غلبه روشنه های کوچک در منطقه موردمطالعه می باشد. روشنه های کوچک بیشتر پویایی روشنه ها را تشکیل می دهند و سریع تر از روشنه های بزرگ بسته می شوند.

    کلید واژگان: اندازه روشنه, مطالعه طولانی مدت, طبقه بندی شی ء پایه, سنجش ازدور
    Zeynab Khalili *, Asghar Fallah, Shaban Shataee
    Introduction and Objective

    Natural disturbances caused by the canopy gap an important role in forest dynamics. Analyzing the dynamics of the canopy gap provides an accurate understanding of the process of forest stands dynamics as well as natural disturbances that play an important role in the future management of the forest ecosystem. The present study examines the dynamics of the canopy gap in the Arab Dagh forestry in Golestan province.

    Material and Methods

    The identification and preparation of the gaps map was done by the basic object classification method. The classification of the basic object can be done in three general stages, which include segmentation, classification and evaluation of classification accuracy.In the next step, the 1345 canopy gap in 2011 and the 1058 canopy gap in 2019 were extracted from the method that had the best performance compared to other methods of preparing gap maps. The characteristics of the gaps were obtained at each time period. Also, with the intersection of these two maps, the dynamics of the gaps was analyzed by calculating the characteristics Gap formation rate, Gap closure rate, Gap expansion rate, Gap reduction rate, and Gap number increase rate.

    Results

    The results of the canopy gap dynamics during the 9 years showed that the number and density of the canopy gap decreased. But the average area canopy gap and the share of the area of the canopy gap in the total area increased.In both periods, 65% of the canopy gap have an area of less than 150 m2, and a large canopy gap (larger than 300 m2) covered the lowest frequency and share of the total area of the canopy gap. The highest rate of changes in the canopy gap source was related to the Gap expansion rate (1.09% per year). The Gap closure rate is almost equal to the Gap reduction rate. The lowest rate of changes in the light is the Gap formation rate (0.77% per year). The logarithmic Gap number increase rate (GNIR) was negative (-2.6) that in all canopy gap classes, the number of closed canopy gaps per year is more than It is the number of new canopy gap that is created.

    Conclusion

    With the passage of 9 years, the density of gaps and the number of gaps have decreased and the total surface of gaps has increased. This increase in the total level of gap can be attributed to the increase in the Gap expansion during the period. Because the Gap expansion rate is higher than the Gap formation rate, the Gap closure rate and Gap reduction rate.In both periods of time, the most abundant size was related to small holes. which indicates the predominance of small lights in the studied area. which shows the predominance of small gaps in the studied area, small gaps make up most of the dynamics of gaps and close faster than big gaps.Keywords: Gap, UAV, dynamic indicators, coniferous forestry, remote sensingps.

    Keywords: Gap Size, Long-Term Study, Object-based classification, coniferous forestry, Remote sensing
  • میترا امامی، مرجان محمدزاده*، سیدحامد میرکریمی، شعبان شتایی، محمدهادی معیری

    جنگل زدایی و تخریب جنگل منجر به شکل گیری سیماهای سرزمین فقیر در سرتاسر جهان شده است. اگرچه در گذشته راهبردهای حفاظت بر حفظ سیستم های طبیعی دست نخورده تاکید داشته اند، امروزه راهبرد ها بر حفظ و بازسازی بوم سازگان های تخریب شده متمرکز شده اند. رویکرد بازسازی سیمای جنگلی، رویکردی مهم برای بازسازی خدمات بوم شناسی و اقتصادی- اجتماعی بوم سازگان های جنگلی در مقیاس سیمای سرزمین تلقی می شود. شناسایی و اولویت بندی معیارها و شاخص های کارآمد و موثر در فرآیند اولویت بندی مناطق برای بازسازی سیمای جنگلی در اجرای چنین رویکرد هایی ضرورتی است که تاکنون در ایران انجام نشده است. از این رو هدف از این پژوهش معرفی معیارها و شاخص های موثر در اولویت بندی مناطق مناسب برای بازسازی سیمای جنگلی در منطقه مورد مطالعه است. در این مطالعه با تاکید بر هدایت تلاش های بازسازی به سمت مناطق تضمین کننده حداکثر سود از دو منظر ضرورت (لزوم بازسازی) و فرصت (امکان پذیری بازسازی)، در مجموع 26 معیار و 68 شاخص از دیدگاه های بوم شناسی و اقتصادی- اجتماعی شناسایی و سپس در قالب روش دلفی اولویت بندی شدند. نتایج نشان داد در بخش ضرورت بازسازی، معیار بوم شناسی روند تخریب سیمای سرزمین و معیار اقتصادی- اجتماعی فقر، اولویت نخست را به خود اختصاص داده اند. همچنین، معیارهای بوم شناسی تخریب و پتانسیل زادآوری طبیعی با اولویت برابر و معیار اقتصادی- اجتماعی بودجه از نظر امکان پذیری بازسازی در اولویت نخست قرار دارند. نتایج این پژوهش علاوه بر اینکه می تواند به تصمیم گیران و برنامه ریزان در مسیله حفاظت از طبیعت و استفاده از آن کمک کند، می تواند با توجه متعادل به هر دو جنبه ضرورت و فرصت بازسازی، منجر به مشارکت فعال ذی نفعان در برنامه های بازسازی سیمای جنگلی شود.

    کلید واژگان: بازسازی, روش دلفی, سیمای جنگلی, معیارها و شاخص ها
    Mitra Emami, Marjan Mohammadzadeh *, Seyedhamed Mirkarimi, Shaban Shataee, Mohammadhadi Moayeri

    Deforestation and forest degradation have led to the formation of poor landscapes all over the world. Although in the past conservation strategies have emphasized intact natural systems, today the strategies have focused on the conservation and restoration of degraded ecosystems. The forest landscape restoration approach (FLR) is considered an important approach for the restoration of ecological and socio-economic services of forest ecosystems in landscape scales. Identification and prioritization of efficient and effective criteria and indicators in the process of prioritizing areas to restore the forest landscape are a necessity that has not been done in Iran so far. Therefore, the purpose of this research is to introduce effective criteria and indicators for prioritizing appropriate areas for forest landscape restoration in the selected area. In this study, a total of 26 criteria and 68 indicators from ecological and socio-economic points of view were identified with an emphasis on directing restoration efforts towards areas that guarantee maximum profits from two perspectives of necessity (the need for restoration) and opportunity (feasibility of a restoration) and then, they were prioritized using the Delphi method. The results showed that in the section on the need for restoration, the process of landscape degradation from ecological criteria and poverty from socio-economic criteria were the first priorities. Besides, the ecological criteria of destruction and natural regeneration potential with equal priority and socio-economic criterion of the budget in terms of feasibility of reconstruction were the first priority. The results of this study, in addition to helping decision-makers and planners dealing with protecting nature protection and its use, can lead to the attraction of active participation of stakeholders in the forest landscape restoration programs with a balanced attention to both aspects of the necessity and the opportunity of restoration.

    Keywords: Criteria, Indicators, Delphi method, Forest landscape, restoration
  • زینب خلیلی*، اصغر فلاح، شعبان شتایی
    مقدمه و هدف

    روشنه های تاج   پوشش جنگلی نقش مهمی در پویایی جنگل دارند. داده های پهپاد ظرفیت خوبی را برای شناسایی و استخراج اطلاعات نظیر روشنه ها در مناطق جنگلی ارایه نموده و به عنوان یک منبع جایگزین وکم هزینه برای کسب اطلاعات ساختار جنگل مطرح شده است. هدف این تحقیق، بررسی و مقایسه روش های استخراج روشنه در تهیه نقشه روشنه های تاجی با استفاده از داده های پهپاد در بخشی از جنگل کاری های عرب داغ استان گلستان می باشد.

    مواد و روش ها

    پس از اخذ تصاویر مناسب و انجام پیش پردازش های لازم، ارتوموزاییک، مدل رقومی ارتفاع زمین (DTM)، مدل رقومی سطح (DSM) و مدل رقومی ارتفاع تاج پوشش (CHM) تهیه شد. شناسایی و تهیه روشنه ها با روش های آستانه ارتفاعی ثابت، آستانه شیب مدل ارتفاعی تاج پوشش جنگل و

    طبقه بندی شی ء پایه انجام شد. به منظور بررسی کارایی روش های مختلف و انجام ارزیابی صحت و دقت نقشه ها، مراکز و محدوده تعدادی از روشنه ها با استفاده از سامانه GPS تفاضلی برداشت شد. صحت روشنه ها به صورت نقطه ای و تطابق هندسه محدوده ای روشنه های استخراجی با نقشه واقیت زمینی ارزیابی شد.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی صحت نقطه ای نشان داد که روش طبقه بندی شی ء پایه با الگوریتم ماشین بردارپشتیبان با صحت کلی 99 درصد و ضریب کاپا 0/98 دارای بهترین عملکرد نسبت به سایر روش ها و الگوریتم ها بوده است. در ارزیابی تطابق محدوده ای، بیشترین تطابق روشنه های استخراج شده با روشنه های واقعیت زمینی در آستانه ارتفاع سه متر به دست آمد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که می توان با تصاویر هوایی پهپاد و خروجی های حاصل از آن و همچنین کار گرفتن روش های خودکار، نقشه روشنه های تاجی را با دقت خوبی استخراج کرد. البته میزان دقت به عوامل متعددی مانند نوع پهپاد و دوربین های استفاده شده، پارامترهای پرواز و غیره بستگی دارد. با توجه به دقت نتایج به دست آمده، استفاده از این روش برای آماربرداری جنگل توصیه می شود.

    کلید واژگان: آستانه گذاری, پهپاد, تطابق محدوده ای, روشنه, شی ء پایه
    Zeynab Khalili*, Asghar Fallah, Shaban Shataee
    Introduction and Objective

    Forest canopy gaps play an important role in forest dynamics. Unmanned aerial vehicle (UAV) data provide demonstrated capacity to systematically and accurately detect and map canopy gaps and have been considered as an alternative way to describe the forest stands. This study aims to extract canopy gaps using UAV data and compare the performance of different canopy gap extraction methods in a part of the replanted forest in the Arab Dagh Region, Golestan Province, Iran.

    Material and Methods

    After the acquisition of UAV images and initial preprocessing, the digital terrain model (DTM), digital surface model (DSM), Canopy height model (CHM), and orthophoto mosaic were produced. CHM classification performs to extract forest gaps by different methods of height thresholding on CHM, CHM slope thresholding, and object-based classification. For performance evaluation of used methods and accuracy assessment of the canopy gap maps, the central position and boundary of some gaps were measured by DGPS. Finally, the point and polygon base accuracy of delineated gaps were assessed for each of the methods..

    Results

    The results of the point accuracy assessment showed that the canopy gap map obtained by object-based classification method with applying the support vector machine (SVM) algorithm with 99% overall accuracy and 0.98 kappa coefficient had the best performance compared to other algorithms and methods. About area accuracy assessment, the best match between delineated gaps and ground truth polygons was achieved by using 3 m height thresholding.

    Conclusion

    The results showed that with aerial images of the UAV and its outputs, as well as the use of automated methods, the map of the canopy gap can be accurately extracted. Of course, the degree of accuracy depends on several factors such as the type of drone and cameras used, flight parameters and so on. Given the results, it is hoped that this approach will gradually be used as a cheap and accurate method in forest surveying.

    Keywords: Boundary geometric conformity, Canopy gap, Object-based, Thresholding, UAV
  • محمدحسن ناصری*، شعبان شتایی جویباری، هاشم حبشی
    سابقه و هدف

    جنگل ها در معرض آشفتگی های فراوان قرار دارند که سلامت آن ها را تحت تاثیر قرار می دهند. یکی از این آشفتگی ها، تنش سوختگی برگ درختان است که معمولا در تابستان های بسیار گرم اتفاق می افتد و عموما باعث ضعف و درنهایت خشک شدن درختان در درازمدت شود. لذا شناسایی و رصد گسترش سطح آن از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های شناسایی آن، استفاده از داده های سنجش ازدور به عنوان یکی از منابع اطلاعاتی مهم می باشد. تصاویر پهپادی به دلیل برداشت های سریع و در زمان های دلخواه یکی از گزینه های مناسب می باشد ولی دارای محدودیت هایی نظیر سطح برداشتی و محدوده های طیفی حس گرها می باشند. استفاده تلفیقی از تصاویر پهپاد و تصاویر ماهواره ای با سطح برداشتی زیاد می تواند در شناسایی و تهیه نقشه وضعیت سوختگی برگ تاج پوشش درختان و دیگر خسارت ها و تهیه نقشه طبقات شدت آنها در سطح وسیع تر کمک زیادی نماید. هدف از این پژوهش بررسی و شناسایی سوختگی برگ تاج پوشش درختان با استفاده از تصاویر پهپاد در بخشی از پارک جنگلی دلند استان گلستان و تلفیق آن با تصاویر سنتینل 2 برای تهیه نقشه طبقه بندی درصد سوختگی برگ تاج پوشش توده درختی منطقه در سطح وسیع تر می باشد.

    مواد و روش ها

    تصاویر RGB پهپاد در بخشی از پارک جنگلی دلند برداشت و مورد پیش پردازش و پردازش های مناسب قرار گرفتند. همچنین تصاویر سنتینل 2 تهیه و ازنظر هندسی و رادیومتری مورد بررسی قرار گرفتند. برداشت های زمینی درختان دارای سوختگی برگ و درختان سالم در شهریور 1400 به صورت انتخابی و با دستگاه موقعیت یاب جهانی تفاضلی با دقت بالا صورت گرفت. در گام اول تصاویر پهپاد با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان به سه طبقه درختان دارای سوختگی برگ، درختان سالم و روشنه طبقه بندی شدند. همچنین طبقه بندی تصاویر اصلی پهپاد به همراه شاخص های پوشش گیاهی حاصل از باندهای طیفی پهپاد و با شاخص های طیفی منتخب تکرار گردید. درنهایت نقشه های تهیه شده مورد ارزیابی صحت قرار گرفتند. در گام دوم به منظور تهیه نقشه طبقات درصد سوختگی برگ تاج پوشش توده در سطح وسیع تر و در کل پارک با استفاده از تصویر سنتینل 2، از نقشه طبقه بندی شده پهپاد که دارای بالاترین صحت بوده است، به عنوان نمونه آموزش در مدل رگرسیونی جنگل تصادفی و کالیبره کردن آن استفاده گردید. درنهایت با استفاده از مدل تهیه شده، نقشه طبقات شدت سوختگی برگی توده های کل محدوده پارک جنگلی دلند تهیه شد.

    یافته ها

    نتایج حاصل از طبقه بندی تصویر پهپاد نشان داد که باندهای طیف مریی پهپاد قادر است درختان دارای سوختگی برگی و درختان سالم را با صحت کلی 62/89 درصد و ضرب کاپای 84/0 تفکیک نماید. با تلفیق باندهای اصلی و 9 شاخص پوشش گیاهی، نتایج پژوهش اندکی کاهش یافت (صحت کلی 40/87 درصد و ضریب کاپای 81/0)؛ اما با تلفیق باندهای اصلی پهپاد و بهترین شاخص های گیاهی (EGMRI، EGI و NDI)، نتایج طبقه بندی بهبود یافت (صحت کلی 11/91 درصد و ضریب کاپای 86/0). در طبقه بندی درصد سوختگی برگ تاج پوشش توده جنگلی با استفاده از تلفیق تصویر سنتینل 2، بررسی مدل رگرسیون جنگل تصادفی نشان داد که استفاده از داده های پهپاد به عنوان نمونه آموزش این مدل، قادر است با مجذور میانگین مربعات خطای 11/0 و ضریب تبیین 63/0، میزان درصد سوختگی برگ تاج پوشش درختان را در سطح پیکسل های تصویر سنتینل 2 برآورد نماید.

    کلید واژگان: داده های سنجش ازدور, سوختگی برگ تاج پوشش, طبقه بندی درختان, مدل رگرسیون جنگل تصادفی
    Mohammad Hassan Naseri *, Shaban Shataee, Hashem Habashi
    Background and purpose

    Forests are subject to a variety of disturbances that adversely affect their health. There are a number of disturbances that cause trees to become weak and dry in the long run. One of them is the stress caused by burning leaves, which typically takes place during very hot summers. The identifying and monitoring of the expansion of its level is therefore very important. As one of the important information sources, remote sensing data can be used to identify it. It is possible to capture UAV images quickly and at desired times, but they have limitations such as the captured surface and the sensor's spectral range. In identifying and preparing a map of leaf burns, tree crowns, and other damages, the combined use of UAV images and satellite images with a high resolution can be helpful. The purpose of this research is to investigate and identify leaf burn of the canopy of trees using UAV images in a part of Deland Forest Park in Golestan province and combining it with Sentinel 2 images to prepare a classification map of the percentage of leaf burn in the tree canopy of the area in a wider area.

    Materials and methods

    RGB UAV images were taken in Deland Forest Park and processed appropriately. Also, Sentinel 2 images were prepared and analyzed geometrically and radiometrically. Ground truth of trees with leaf burn and healthy trees was done in September 1400 selectively and with high precision differential global positioning device. The support vector machine algorithm was used to classify UAV images into three categories: trees with leaf burn, healthy trees, and clear trees. The classification of the main UAV images along with vegetation indices obtained from UAV spectral bands and with selected spectral indices was also repeated. Finally, the prepared maps were evaluated for accuracy. In the second step, for preparing a map of the classes of leaf burn percentage of the canopy cover on a wider level and in the whole park, using the image of Sentinel 2, based on the classified map of the UAV, which has the highest accuracy, as a training example in the regression model of the random forest and calibration. Finally, a map of leaf burn intensity classes of the entire Deland Forest Park area was prepared using the prepared model.

    Results

    UAV image classification results indicated that UAV visible spectrum bands are able to distinguish healthy trees from trees with leaf burn with an accuracy of 89.62% and a Kappa coefficient of 0.84 for the classification of UAV images. By combining the main bands and 9 vegetation indices, the results of the research decreased slightly (overall accuracy 87.40% and kappa coefficient 0.81); however, when the main UAV bands were combined with the best vegetation indices (EGMRI, EGI and

    Keywords: Leaf burn of canopy, Random Forest regression model, Remote sensing data, Tree classification
  • محسن مصطفی*، شعبان شتایی
    شناسایی نقاط مناسب دیده بانی و پایش عرصه های منابع طبیعی برای تهدیداتی نظیر آتش سوزی با میدان دید وسیع یکی از مراحل اصلی پایش یک حوزه آبخیز با استفاده از تحلیل رویت پذیری سامانه های اطلاعات مکانی است. تعبیه برج های دیده بانی علاوه بر تشخصی تخریب های صورت گرفته دارای کاربردهای دیگری با توجه به توسعه تکنولوژی می باشند. در این تحقیق 30 روستای قرار گرفته در حوزه آبخیز چهل چای همراه با 26 نقطه با چشم انداز مناسب و قابل دسترس به عنوان نقاط مشاهده گر انتخاب شدند. بدین منظور، تجزیه وتحلیل رویت‎پذیری منطقه موردمطالعه با استفاده از نرم افزار QGIS جهت تعیین درصد مناطق رویت‎پذیر انجام گرفت. رویت پذیری این نقاط در چهار سناریو (ارتفاع نقطه مشاهده گر برابر 6/1 متر و شعاع دید 1200 متر، ارتفاع نقطه مشاهده گر برابر 6/11 متر و شعاع دید 1200 متر، ارتفاع نقطه مشاهده گر برابر 6/1 متر و شعاع دید 10000 متر و ارتفاع نقطه مشاهده گر برابر 6/11 متر و شعاع دید 10000 متر) برای پایش غیرمستقیم حوزه آبخیز با استفاده از برنامه جانبی Viewshed در محیط نرم افزار QGIS موردبررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که برنامه جانبی Viewshed مکان یابی مناطق قابل رویت و غیرقابل رویت را از نقاط مشاهده گر با توجه به سناریوهای مختلف امکان پذیر می کند. به علاوه با ترکیب این نقاط با همدیگر می توان پوشش مناطق قابل دید برای پایش کل حوضه را افزایش داد. علاوه بر این، تجزیه وتحلیل رویت پذیری یک روش بسیار مفید و کاربردی برای ارزیابی برج های مراقبتی و تعیین موقعیت بالقوه این برج ها است. درنهایت، علاوه بر تعیین برج های دیدبانی، رویکردهای مبتنی بر GIS که شامل تجزیه وتحلیل رویت پذیری و فناوری های سنجش ازدور می شود، با هدف برنامه ریزی بهینه سیستم های نظارتی از نظر اقتصادی، فنی و کاربردی، پیشنهاد می شود.
    کلید واژگان: Viewshed, مناطق قابل رویت, پایش, عرصه های منابع طبیعی
    Mohsen Mostafa *, Shaban Shataee
    A basic critical phase in watershed monitoring is choosing the most suitable observation points which are followed by monitoring the natural resources with a wide range of view using visibility spatial analysis. Moitoring towers are crucial assets in detecting forest fires, in addition to other technological advancements. For this study 30 villages, located in Chehelchai watershed, were selected as the observation points along with 26 convenient and accessible perspective points as the observer points. For this purpose, visibility analysis lookout towers were determined using QGIS software and the percentages of visible and unvisitable areas were determined for the study area. Four scenarios were employed aimed at looking into the good visibility of the points for indirect watershed monitoring using Viewshed analysis in QGIS software; First scenario: Offset A = 1.6M, Radius 2 = 1200M; Second scenario: Offset A = 11.6M, Radius 2 = 1200M, Third scenario: Offset A = 1.6M, Radius 2 = 10000 and Fourth scenario: Offset A = 1.6M, Radius 2 = 10000M. The results shwed that the Viewshed side program makes it possible to locate visible and invisible areas from the observer points according to different scenarios. Moreover, it was concluded that visibility analysis is a very useful and practical method for evaluating monitoring  lookout towers and determining the potential location of the towers.
    Keywords: Viewshed, Visible area, Monitoring, Natural resources
  • محمدامین اسحاقی*، شعبان شتایی جویباری، خلیل قربانی

    هدف از این پژوهش بررسی کارآیی سیستم هشدار پیش هنگام آتش سوزی شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا در استان گلستان است. برای برآورد شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا، داده های متغیرهای ورودی به سیستم شامل چهار متغیر اقلیمی درجه حرارت، رطوبت نسبی، سرعت باد در ارتفاع 10 متری زمین و مقدار بارش برای یک دوره 24 ساله (1376-1400) در طول فصل آتش سوزی (فروردین تا دی ماه) از ایستگاه های سینوپتیک و تبخیرسنجی در سطح استان جمع آوری شد. ابتدا محاسبات سیستم شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا به صورت روزانه در طول دوره موردبررسی در هر ایستگاه انجام شد. سپس میانگین 24 ساله پتانسیل خطر وقوع آتش سوزی به دست آمده برای هر ایستگاه محاسبه شد. نقشه پیوسته پتانسیل خطر وقوع آتش سوزی استان گلستان با استفاده از درون یابی به روش کریجینگ معمولی با دقت بالا تهیه شد. نقشه پیوسته پتانسیل خطر وقوع آتش سوزی با استفاده از طبقه بندی کیفی سیستم شاخص اقلیمی کانادا به سه طبقه؛ خطر متوسط، پرخطر و خطرناک پهنه بندی شد. برای بررسی عملکرد سیستم شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا در استان گلستان از 1452 نقطه آتش سوزی های وقوع یافته در گذشته استفاده شد. نتایج نشان داد 68 درصد از نقاط آتش سوزی که 80 درصد از مساحت مناطق سوخته شده را شامل می شوند، در طبقه پرخطر قرار گرفتند. بر اساس این نتایج می توان نتیجه گیری کرد که سیستم هشدار پیش هنگام شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا در استان گلستان با دقت بالایی قادر به پیش بینی آتش سوزی در مناطق مستعد است.

    کلید واژگان: خطر وقوع آتش سوزی, فصل آتش سوزی, متغییر اقلیمی
    MohammadAmin Eshaghi *, Shaban Shataee, Khalil Ghorbani

    The purpose of this study is to investigate the effectiveness of the early warning system of the Canadian Forest Fire weather Index in the Golestan Province. To estimate the weather index of Canadian forest fires, the input variables to the system were four climatic variables including temperature, humidity, wind speed at a height of ten meters, and rainfall for a period of 24 years (1997-2021) during the fire season (April to January) were collected from synoptic and evaporative stations in the province. First, the Canadian forest fire climate index system was calculated daily during the study period at each climate station. Then, the obtained 24-year average of fire risk potential rate for each station was estimated using the conventional kriging interpolation method with high accuracy and a continuous raster map of the fire risk potential of the Golestan province was prepared. Then, the continuous climatic potential of fire risk was zoned into three categories of medium, high risk, and dangerous using the Canadian Climate Index system classification. 1452 occurred fire points in the past years were used to evaluate the performance of the Canadian forest fire weather index system in the Golestan Province. The results showed that 68% of the fire points, which cover 80% of the burned area, are in the high-risk category. Based on obtained results, it could be concluded that the Canadian Forest Fire Climate Indicator Early Warning System can predict fires in susceptible areas in the Golestan Province with higher accuracy.

    Keywords: Fire risk, Fire season, Climatic variables‎
  • محمدامین اسحاقی*، شعبان شتایی جویباری، خلیل قربانی
    سابقه و هدف

    استفاده از سامانه های هشدار پیش هنگام اقلیمی وقوع آتش سوزی در عرصه های طبیعی یکی از راه های جلوگیری و مدیریت آتش سوزی است. عوامل متعددی در وقوع آتش سوزی تاثیر گذار است که می توان به دو دسته عوامل اقلیمی و انسانی تقسیم بندی کرد. از جمله مهم ترین عوامل اقلیمی موثر در ایجاد آتش سوزی جنگل ها می توان؛ افزایش درجه حرارت، کاهش بارندگی، کاهش رطوبت هوا و افزایش سرعت باد را نام برد. آتش سوزی جنگل باعث ایجاد ضررهای اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی می شود بنابراین، ارزیابی خطر آتش سوزی جنگل و استفاده از سامانه های هشدار آتش سوزی در دهه های اخیر به یک جزء مهم در مدیریت سرزمین تبدیل شده است. سیستم درجه بندی خطر آتش سوزی جنگل کانادا با دو زیرسیستم شاخص اقلیمی آتش سوزی و سیستم پیش بینی رفتار آتش سوزی جنگل ازجمله مهم ترین سامانه های هشدار پیش هنگام خطر آتش سوزی جنگل در دنیا محسوب می شود. زیرسیستم شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل که به ارزیابی پتانسیل احتمال خطر وقوع آتش سوزی بر اساس اطلاعات اقلیمی منطقه مورد مطالعه می پردازد، نیازمند شناسایی و ورود متغیرهای آب و هوایی موثر می باشد. هدف از این تحقیق شناسایی موثرترین متغیرهای ورودی شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا در پیش بینی احتمال وقوع آتش سوزی جنگل در استان گلستان می باشد.

    مواد و روش ها

    به منظور برآورد سیستم شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا متغیرهای ورودی به سیستم که شامل چهار متغیر اقلیمی حداکثر درجه حرارت، رطوبت نسبی، سرعت باد در ارتفاع ده متری زمین و میزان بارش برای یک دوره 21 ساله (1397-1376) در طول فصل آتش سوزی (فروردین تا دی ماه) از ایستگاه های سینوپتیک و تبخیرسنجی به صورت روزانه در سطح استان جمع آوری شد. محاسبات مربوط به برآورد شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا با استفاده از متغیرهای آب و هوایی استان گلستان در طول دوره مطالعه در هر ایستگاه انجام شد. سپس آزمون همبستگی و آنالیز مقیاس بندی چندبعدی بین متغیرهای اقلیمی ورودی با شاخص خروجی سیستم با استفاده از ضرایب همبستگی اسپیرمن، پیرسون و کندال انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد متغیر حداکثر درجه حرارت روزانه با ضریب همبستگی 91/0 در دوره مورد مطالعه بالاترین تاثیر را نسبت به سایر متغیرها بر شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا دارد. پس از حداکثر درجه حرارت، رطوبت نسبی روزانه، بارندگی روزانه و سرعت باد روزانه به ترتیب با ضرایب همبستگی 89/0-، 79/0- و 29/0، بیشترین تاثیر را بر خروجی سیستم اقلیمی آتش سوزی جنگل در پیش بینی احتمال وقوع آتش سوزی جنگل در این استان دارند. همچنین در این تحقیق ضریب همبستگی اسپیرمن بهتر از سایر ضرایب همبستگی دارای کارایی می باشد.

    نتیجه گیری

    مدیران جنگل می توانند با به کارگیری این سیستم در صورت در دسترس نبودن سایر متغیرها میزان احتمال وقوع آتش سوزی را از نظر اقلیمی با استفاده از ترتیب اهمیت هر یک از متغیرهای اقلیمی پیش بینی کنند و به درجه بندی خطر در مناطق مختلف استان گلستان بپردازند.

    کلید واژگان: آزمون همبستگی, استان گلستان, آب وهوا, سامانه هشدار آتش سوزی, شاخص اقلیمی آتش سوزی جنگل کانادا
    Mohammad Amin Eshaghi *, Shaban Shataee, Kalil Ghorbani
    Background and objectives

    Early warning systems in natural areas are one of the ways to prevent and manage fires. Many factors that affect fire occurrence can be divided into two categories climatic factors and human factors. Among the most important climatic factors; increasing the temperature, decreasing the rainfall, decreasing the humidity and increasing the wind speed can be mentioned. Thus,forest fire risk assessment and early warning systems have become an important component of land management in recent decades. The Canadian Forest Fire Danger Rating System is one of the most important early forest fire warning systems in the world. The Fire Weather Index subsystem provides relative numerical ratings of various aspects of wildfire potential based on four weather observations. The purpose of this study is to identify the most effective input variables of the system in predicting the probability of forest fire in Golestan Province.

    Materials and methods

    In order to estimate the Canadian Forest Fire Weather Index System, the input variables to the system include four climatic variables: daily observations of maximum temperature, relative humidity, wind speed, and 24-hour precipitation for a period of 21 years (1997-2018) during the fire seasons (April to December). Were collected daily from synoptic and evaporative stations in the province. First, the Canadian Forest Fire Weather Index modeling system was calculated daily during the study period at each station. Then, the correlation test and Multi-Dimensional Scaling analysis between input Weather variables and system output index were performed using Spearman, Pearson, and Kendall correlation coefficients.

    Results

    The results showed that the variable of maximum daily temperature with a correlation coefficient of 0.911 in the study period has the highest effect on the weather index of Canadian Forest Fires compared to other variables. After temperature, daily relative humidity, daily rainfall and daily wind speed with correlation coefficients -0.89, -0.79, 0.29 have the greatest impact on the output of the system of forest fires in predicting the probability of forest fires in this province. Also, in this study, it was found that Spearman’s correlation coefficient is better than other correlation coefficients.

    Conclusion

    Forest managers can use this system to predict the likelihood of fire if other variables are not available, using the order of importance of each of the climatic variables and rate the risk in different parts of the province.

    Keywords: Correlation test, Golestan Province, weather, Early warning system, Canadian forest fire weather index
  • Mohsen Mosatfa, Shaban Shataee, Ali Mastouri

    In this study, spatio-temporal forest canopy cover density changes in the Golestan National Park (Iran) were assessed from 1967 to 2016 using aerial photos and satellite images in a Geographical Information Systems environment. The digital aerial orthophoto mosaics were created after georeferencing photos of the years 1967 and 1994. A special canopy interpretation key was used for interpreting and determining the forest canopy cover classes on the digital orthophoto mosaics and Google earth images and for providing the canopy cover density maps. The results indicated that throughout the period from 1967 to 1994, the non-forest areas in some places were converted into forest due to physical and technical management measures. Results also showed that between 1967 and 2016, the canopy cover class 10-25% had the highest increase (16.6%) followed by the 25-50% class that increased by 21.17%. Our research exhibited that applying the physical preservation and protection management plans are the major factors in conversion of non-forest to forest areas and increase of the canopy cover density. These results emphasize that active physical protection and proper implementation of management methods are required for forest restoration in the study area.

    Keywords: Aerial photos, change detection, Forest cover density, Golestan National Park
  • محمود ردایی، هاشم حبشی*، رامین رحمانی، شعبان شتایی جویباری، هرمز سهرابی
    تاثیر ورود به جنگل و بهره برداری درختان بر ساختار آینده و عملکرد اکولوژیکی جنگل های هیرکانی موضوعی مورد بحث است. اطلاعات موجود در خصوص تاثیر شدت برداشت بر خصوصیات توده و مثل زیست توده اندک است. مقاله حاضر باهدف تعیین تاثیر شدت بهره برداری درختان توده انجیلی- ممرز در شیوه تک گزینی بر زیست توده انجام شده است. به این منظور در 70 قطعه نمونه نیم هکتاری اطلاعات کلیه درختان و خشک دارها برداشت شد. تعداد 35 قطعه نمونه در توده برداشت شده به شیوه تک گزینی با سه شدت برداشت قرار داشتند و معادل همین تعداد قطعه نمونه در توده کنترل بودند. لاشریزی درختان طی شش ماه از شهریور تا بهمن برداشت شد و ذخیره کربن آلی خاک از طریق اندازه گیری کربن آلی و وزن مخصوص ظاهری خاک تعیین شد. سپس زیست توده درختان، لاشریزه، خشک دار، ریشه، خاک و در نهایت زیست توده کل محاسبه شد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت برداشت تا 5/13 درصد روند تغییرات زیست توده کل افزایشی است هرچند شدت برداشت تاثیر معنی داری بر زیست توده روی زمینی، زیرزمینی و کربن آلی خاک نداشت. زیست توده روی زمینی در توده تک گزینی بیشتر از توده کنترل بود. میانگین زیست توده کل در توده برداشت شده انجیلی ممرز 147 و در توده کنترل 144 تن در هکتار بود و برداشت به طور متوسط دو درصد زیست توده کل را افزایش داد. در نهایت با توجه به نتایج این پژوهش شدت برداشت متوسط (5/9-6/3 درصد حجم سرپا) به عنوان شدت برداشت مناسب تعیین شد. تشابه وضعیت زیست توده لاشریزه و خشک دار در دو توده به عنوان شاخص زیستی، گویای مناسب بودن شرایط نشانه گذاری در شیوه تک گزینی بود.
    کلید واژگان: زیست توده, بهره برداری, لاشریزه, خشکه دار, تک گزینی
    Mahmoud Radaee, Hashem Habashi *, Ramin Rahmani, Shaban Shataee, Hormoz Sohrabi
    The impact of logging and tree harvesting on the ecological function and the future of Hyrcanian forests structure is a continuing debate topic. The information is currently available does not support firm conclusions about the impact of forest harvest intensity on forest structure and biomass. The present study aims to evaluate the effect of single-tree selection harvest intensity on biomass of hornbeam-Persian ironwood stand. For this purpose, information on all trees and dead trees were collected in 70 half-hectare plots. The 35 sample plots were in single-tree selection stands with three harvest intensities and the same sample plots were in control stand. Trees litter fall were measures from September to February and the storage of soil organic carbon was determined through organic carbon and bulk density. Then, tree biomass, litter biomass, dead tree biomass and total biomass were finally calculated. The results showed with increasing the rate of harvest intensity up to 13.5% the total biomass had rising trends, although harvest intensity had no significant effect on aboveground and belowground biomass and soil organic carbon. The aboveground biomass was higher in single-tree selection stand than control stand. The average of total biomass was 147 and 144 ton/ha in harvest and control hornbeam-Persian ironwood stands respectively and harvesting increased two percent of mean total biomass. The medium harvest intensity (3.6-9.5% of stand volume) was finally determined as appropriate selective logging intensity. The correspondence of litter biomass and dead tree biomass as bio indicator indicated that tree marking in the single-tree selection system was advisable.
    Keywords: Biomass, Harvest, litter, Dead tree, Selection system
  • مژگان ظهریبان حصاری، شعبان شتایی*، یاسر مقصودی، جهانگیر محمدی

    داده های راداری به طور گسترده ای برای برآورد مشخصه های جنگلی استفاده شده است. این داده ها برای تخمین مشخصه های جنگل در مناطق مسطح قابلیت های خوبی دارند؛ اما در مناطق کوهستانی دارای محدودیت ها و مشکلاتی از جمله تاثیر توپوگرافی بر بازپراکنش های داده های راداری می باشند. این مطالعه با هدف ارزیابی تاثیر جهت دامنه توپوگرافی همسو و غیرهمسو با ارسال امواج راداری و همچنین نوع قطبش داده ها در برآورد برخی مشخصه های کمی جنگل شامل ارتفاع توده، حجم سرپا و رویه زمینی درختان با استفاده از داده های با قطبش دوگانه (HH، HV) سنجنده PALSAR-2 در سه حالت بدون در نظر گرفتن جهت دامنه؛ در جهت های همسو با امواج ارسالی و در جهت غیرهمسو با جهت ارسال امواج در بخشی از جنگل شصت کلاته گرگان انجام شده است. نتایج همبستگی بین دامنه بازپراکنش های سنجنده PALSAR-2 و مشخصه های کمی نشان داد که در جهت همسو، میزان همبستگی برای مشخصه های رویه زمینی و حجم معنی دار بوده ولی برای مشخصه ارتفاع لوری معنی دار نبوده است. درحالی که در جهت غیرهمسو، میزان همبستگی برای هر سه مشخصه ها بسیار پایین بوده و معنی دار نبوده است. همچنین، نتایج مدل سازی نشان داد قطبش HV و روش ماشین بردار پشتیبان حساسیت متوسطی نسبت به مشخصه های ارتفاع لوری، رویه زمینی و حجم به ترتیب با r و %RMSE (14/0- ,44/12)، (48/0- ,35/29) و (44/0- ,40/36)، در جهت همسو با امواج نشان داده است. درحالی که حساسیتی بسیار کم تر و به ترتیب (18/0- ,14/14)، (05/0- ,85/35) و (04/0- ,40/38)، در جهت غیرهمسو دارد.

    کلید واژگان: توپوگرافی, قطبش, مشخصه های جنگل, مدل سازی, PALSAR-2
    Mozhgan Zahriban Hesari, Shaban Shataee *, Yaser Maghsoudi, Jahangir Mohammadi

    SAR data have been widely used for estimation of forest variables. These data have a high potential in flat terrain, however, there are some problems such as the effect of topography on backscatters in mountainous regions. The goal of this study was to evaluate the effect of oriented and non-oriented aspect slopes and polarization in the estimation of stand Lorey’s mean tree height, volume, and basal area variables using dual-polarization (HH, HV) data of ALOS-2 PALSAR-2 in a part of Shastkalateh forest of Gorgan. Modeling was performed in three modes including without considering the aspect slope, in the slope-aspect orientated with the transmitted waves and non-orientated with waves, and also in the polarizations as separately using linear regression and support vector machine methods. The results of correlation between the backscattering of the PALSAR-2 and studied variables showed that in the slope-aspect orientated with the transmittance, the correlations were significant for basal area and volume, but it was not significant for Lorey's height. While in the non-orientated slopes, the correlation rate was very low for all variables and no significant. Also, the results showed that the HV polarization and the support vector machine method were very sensitive to the Lorey’s mean tree height, basal area, and volume variables with r and relative RMSE (-0.14, 12.44), (-0.48, 29.35) and (-0.44, 36.40), in the area in the direction of alignment with the waves, respectively. While the lower sensitivity is (-0.18, 14.14), (-0.05, 35.85), and (-0.04, 38.40), respectively, in the non-orientated with waves.

    Keywords: Forest variables, modeling, Oriented, polarization, Slope-aspect, SAR data
  • علی مستوری، شعبان شتایی*، محمدهادی معیری، خسرو ثاقب طالبی

    شناخت ارتباط بین ارتفاع درخت (H) و قطر در ارتفاع برابرسینه (D) برای برنامه ریزی جنگل، نظارت، برآورد زیست توده و توصیف پویایی توده بسیار مهم است. در این تحقیق 20مدل مختلف قطر- ارتفاع برای برآورد دقیق ارتفاع درختان همسال دست کاشت کاج بروسیا (Pinusbrutia) وزربین (Cupressus sempervirens var.horizontalis) در منطقه عرب داغ (شمال شرق استان گلستان) ارزیابی شد. داده های موردنیاز برای گونه های زربین و کاج بروسیا به ترتیب از 114 و 98 قطعه نمونه،با استفاده از یک شبکه آماربرداری خوشه ای سیستماتیک بافاصله خوشه ها 400*600 متر جمع آوری شد. در تمام قطعات نمونه، مشخصه های گونه، قطر برابرسینه تمام درختان با قطربیشتر از 5/7 سانتی متر و ارتفاع درختان اندازه گیری و ثبت شد. درمجموع 389 و 299 جفت مشاهده قطر- ارتفاع به ترتیب برای زربین و کاج بروسیا اندازه گیری و ثبت شد که 75 درصد آن ها در فرآیند مدل سازی و 25 درصد برای ارزیابی مدل ها به کار گرفته شد. ارزیابی برازش مدل ها با استفاده از معیارهای آماری درصد جذر میانگین مربعات خطای نسبی (RMSE%) و ضریب تبیین R2 انجام شد. نتایج نشان داد که بازه R2در مرحله اعتبارسنجی از 55/0 تا 59/0 و 50/0 تا 51/0 و بازه RMSE% از 32/15 تا 87/22 و 09/11 تا 16 درصد به ترتیب برای گونه های زربین و کاج بروسیا به دست آمد و مدل های سیبسن، میکاییل- منتن، توانی، پرودان و چاپمن- ریچارد برای گونه زربین و مدل های گومپرز، کرف، وایبول، میکایلوف و راتکوفسکی برای گونه کاج بروسیا، بهتر توانستند مشخصه ارتفاع را برآورد کنند؛ بنابراین، اکثر مدل ها، دارای نتایج نسبتا مشابه با دقت مناسب بودند و می توانند در برآورد ارتفاع درختان جنگل های دست کاشت بروسیا و زربین در سایر مناطق فاقد طرح پرورشی نیز به کار بسته شوند.

    کلید واژگان: توده های همسال, مدل سازی آماری, ارتفاع, گونه های سوزنی برگ, حجم سرپا
    Ali Mastouri, Shaban Shataee*, Mohammadhadi Moayeri, Khosro Saghebtalebi

    Knowledge on the relationship between tree height (H) and diameter at breast height (D) is crucial for forest planning, monitoring, biomass estimation, and forest stands dynamics description. In keeping with, in this study, the researchers evaluated 20 different height-diameter models to estimate accurately the height of the trees of Pinus brutia and Cupressus sempervirens var. horizontalis species in Arabdagh region (northeast of Golestan province). Required data for cypress and pine species were collected from 114 and 98 circular sampling plots, respectively, using a systematic cluster survey network with cluster spacing of 400 * 600 m. Species characteristics such as diameter at the breast height of all trees (greater than 7.5 cm) and trees height were measured and recorded in all sample plots. Overall, 389 and 299 pairs of height-diameter observations were collected for cypress and pine, respectively. The 75 percent of the data were used in the modeling process and the rest data were used to evaluate the models. The fitness of the models was evaluated using statistical criteria of% RMSE and R2. The results showed that for cypress and pine, the R2 ranging from 0.55 to 0.59 and 0.50 to 0.51 and the RMSE% varied from 15.32 to 22.87 and 11.09 to 16, respectively. At the end, the models of Sibbesen, Michaelis-Menten, Power, Prodan, and Chapman-Richards for the Cypress, and the Gomperz, Korf, Weibull, Michailoff, and Ratkowsky models for the pine species were better able to estimate trees height.

    Keywords: Even age stands, Statistically modeling, Height, Softwood species, Standing volume
  • علی مستوری*، شعبان شتایی جویباری، محمدهادی معیری، خسرو ثاقب طالبی
    سابقه و هدف
    با توجه به اهمیت ضخامت لاشبرگ در تنظیم میکروکلیما و خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک، تنظیم تبادلات ورودی و خروجی خاک، تحول و تداوم توده های جنگلی و بررسی وضعیت میزان آن در توده های دست کاشت و شرایط محیطی مختلف، این مطالعه با هدف برآورد ضخامت لاشبرگ و تهیه نقشه توزیع مکانی آن از طریق مقایسه روش های مختلف میان یابی قطعی و زمین آماری در منطقه جنگلی عرب داغ واقع در شمال شرق استان گلستان انجام گردید. مواد و روش ها: اطلاعات ضخامت لاشبرگ در 422 قطعه نمونه دایره ای با مساحت 400 مترمربع در قالب شبکه خوشه ای منظم با ابعاد شبکه 600×400 (هر خوشه 5 قطعه نمونه با فواصل 100 متری) از توده های سوزنی برگان (کاج بروسیا، زربین، سرو نقره ای، کاج بادامی، کاج اروپایی)، پهن برگان (آزاد، ممرز، انجیلی، افراپلت) و مخلوط پهن برگان و پوشش درختچه ای و بوته ای (سیاه ال، سیاه تلو، انار وحشی) جمع آوری گردید و پس از آنالیز اولیه در نرم افزارهای آماری، بانک اطلاعاتی مکانی و توصیفی آنها در محیط GIS تهیه شد. سپس به منظور تولید نقشه موضوعی ضخامت لاشبرگ، کارایی روش های مختلف درون یابی EBK، OK، RBF، LPT، LDW و Co-kriging مورد مقایسه و آنالیز قرار گرفتند. اعتبارسنجی متقابل برای ارزیابی دقت تکنیک های مختلف درون یابی به وسیله ضریب تبیین (R2)، میانگین خطای نسبی (MRE)، میانگین خطای اریبی (MBE)، میانگین خطای مطلق (MAE) و میانگین مجذور مربعات خطا (RMSE) انجام شد.
    نتایج
    نتایج این پژوهش نشان داد بیشترین ضخامت لاشبرگ در توده های پهن برگ طبیعی و کمترین ضخامت در تیپ سوزنی برگ سرو نقره ای در منطقه بوده است. همچنین در گروه پهن برگ، تیپ خالص آزاد بیشترین تغییرات ضخامت لاشبرگ را داشته (09/1 سانتی متر) و تیپ خالص ممرز با کمترین مقدار انحراف معیار (27/0 سانتی متر)، تقریبا ضخامت ثابتی را نشان داد در حالی که در گروه سوزنی برگان تیپ های کاج بروسیا بیشترین تغییرات ضخامت لاشبرگ را به نمایش گذاشت. نتایج این مطالعه نشان داد که روش درون یابی زمین آماری کوکریجینگ معمولی به ترتیب با مدل های نمایی (783/0)، کروی (789/0) و گوسی (791/0) با داده کمکی سطح مقطع در هکتار با حداقل مجذور مربعات خطا و بیشترین ضریب تبیین، قابلیت بهتری در مقایسه با روش های درون یابی کریجینگ (8/0 تا 817/0) و قطعی (875/0 تا 05/1) در درون یابی توزیع مکانی ضخامت لاشبرگ اکوسیستم جنگلی منطقه عرب داغ دارد. نتیجه گیری: با توجه به تاثیر ضخامت لاشبرگ بر روی برخی از فاکتورهای توده و رویشگاه مانند زادآوری، کیفیت و نفوذپذیری خاک و شدت برخی از آشفتگی های طبیعی رایج در منطقه مانند آتش سوزی و نتایج حاصل از این تحقیق، روش میان یابی کوکریجینگ معمولی با مدل های نمایی و گوسی در مقایسه با سایر روش ها، به دلیل دقت و صحت نتایج به دست آمده می تواند در تعیین ضخامت لاشبرگ توده-های جنگلی و همچنین مدیریت طرح های پرورشی و جنگلکاری مشابه کارایی بیشتری داشته باشد.
    کلید واژگان: ضخامت لاشبرگ, جنگل کاری, درون یابی, تغییرات مکانی, عرب داغ
    Ali Mastouri *, Shaban Shataee, Mohamadhadi Moayeri, Khosro Sagheb-Talebi
    Background and
    purpose
    the importance of litter thickness in the regulation of microclimate and the physical, chemical and biological characteristics of the soil, the regulation of soil input and output exchanges and evolution and continuity of forest stands and the study of its nature in natural endemic hardwood and planted forests and different environmental conditions is an essential issue. In this study, different techniques of interpolation were analyzed and compared to estimate the spatial variability of litter thickness in the Arabdagh area located in Northeast Golestan province.
    Materials and Methods
    Litter thickness data were collected in 422 sample plots with an area of 400m2 using a systematic cluster network (400×600m, each cluster includes 5 plots with a distance of 100 meters) in different hardwood, softwood tree stands and shrub&herb lands including Pinus brutia, Cupressus sempervirens var. horizontalis, Pinus pinea, Pinus sylvestries and broad-leaved species such as Zelkova carpinifolia, Carpinus betulus, Acer velutinum, Parrotia persica and mixed broadleave. Then, after an initial analysis of the data in statistical software, their spatial and descriptive database was prepared in GIS environment . In order to produce litter thickness thematic map, the efficiency of different interpolation methods of EBK, OK, RBF, LPT, LDW and Co-kriging were compared. Cross-validation was performed to evaluate the accuracy of different interpolation techniques by the coefficient of determination (R2), mean relative error (MRE), mean error (MBE), mean absolute error (MAE) and root mean square error (RMSE).
    Results
    The results of this study presented that the highest thickness of the litter was in the natural broad-leaved stands and the lowest thickness in the Cupressus arizonica type in the region. Also, in the broad-leaved group, the pure type of Zelkova carpinifolia had the most changes (1.09 cm). While, in the needle-leaved group, the Pinus brutia type showed the most variation in the thickness of the litter. The results of this study showed that the Co-kriging interpolation method with the exponential (0.783), spherical (0.789) and Gaussian (0.791) models using the auxiliary data of Basel area per hectare and with least-squares error and the highest coefficient of determination had high capability Compared to kriging (0.8 to 0.817) and deterministic models (0.875 to 1.05) in spatial distribution interpolation of litter thickness in Arabdagh region.
    Conclusion
    Due to the effect of litter thickness on some stand and habitat factors such as regeneration , soil quality and Permeability and The intensity of some natural disturbances in the area such as wild fire, it is recommended to take an effective step in managing plan and forestry projects by evaluating it. Due to the effect of litter thickness on some factors of habitat and habitat such as regeneration, soil quality and permeability and the severity of some common natural disturbances in the region such as fire and the results of this study, the Co-kriging interpolation method with the exponential and Gaussian models compared to other methods, due to the accuracy of the results can be more effective in determining the litter thickness of forest stands as well as managing similar stands and afforestation plans.
    Keywords: Litter thickness, Planted forest, Interpolation, Spatial variability, Arabdagh area
  • حسان علی*، جهانگیر محمدی، شعبان شتایی جویباری
    سابقه و هدف

    آگاهی از موجودی جنگل و برآورد حجم دقیق درختان یکی از مشخصه های مهم در برنامه ریزی برای منابع جنگلی است. ضریب شکل یکی از مهم ترین عوامل تعیین حجم دقیق درختان است. برای برآورد حجم واقعی درختان، باید ضریب شکل محاسبه شود. هدف این پژوهش تعیین ضریب شکل سه گونه کاج بروسیا، کاج بادامی و زربین در جنگل کاری عرب داغ و مقایسه ضریب شکل واقعی با ضریب شکل های طبیعی، مصنوعی و هوهنادل است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش برای سه گونه کاج بروسیا، کاج بادامی و زربین در جنگل عرب داغ استان گلستان، چهار نوع ضریب شکل شامل واقعی، طبیعی، مصنوعی و هوهنادل ارزیابی شد. به این منظور 13 اصله درخت از هر گونه (در مجموع 39 درخت) در طبقات قطری مختلف از 5/7 تا 5/42 سانتیمتر (2 درخت از هر طبقه قطری) به صورت تصادفی انتخاب شدند. سپس از هر درخت اطلاعات ارتفاع درختان موردنظر، قطر برابرسینه، قطر در 1/0، 3/0، 5/0، 7/0 و 9/0 ارتفاع درخت، سپس از هر درخت قطعات 2 متری جدا شد و قطر ابتدا و انتهای هر قطعه 2 متری اندازه گیری شد. همچنین ارتفاع و قطر کنده و طول درخت نیز اندازه گیری شد. برای محاسبه حجم دقیق تنه از جمع حجم های دو متری و کنده با استفاده از فرمول اسمالیان انجام شد. سپس ضریب شکل های (واقعی، مصنوعی، طبیعی و هوهنادل) هر گونه محاسبه شدند.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که ضریب شکل کاج بروسیا با استفاده از فرمول های واقعی، طبیعی، مصنوعی و هوهنادل به ترتیب 49/0، 94/0، 41/0 و 45/0 بود. همچنین نتایج آزمون تی جفتی نشان داد که تفاوت معنی داری در سطح اطمینان 95درصد بین ضریب شکل مصنوعی با واقعی وجود داشت، اما بین ضریب شکل هوهنادل و طبیعی با واقعی تفاوت معنی داری وجود نداشت. ضریب شکل کاج بادامی با استفاده از فرمول های واقعی، طبیعی، مصنوعی و هوهنادل به ترتیب 51/0، 74/0، 41/0 و 45/0 حاصل شد. تفاوت معنی داری بین ضریب شکل واقعی با ضریب ها شکل مصنوعی و هوهنادل وجود داشت. اما بین ضریب شکل طبیعی با واقعی وجود نداشت. ضریب شکل زربین با استفاده از فرمول های واقعی، طبیعی، مصنوعی و هوهنادل به همان ترتیب قبلی 55/0، 53/0، 48/0 و 48/0 بود. تفاوت معنی داری بین ضریب شکل هوهنادل با واقعی وجود داشت، اما بین ضریب شکل واقعی با طبیعی و مصنوعی تفاوت معنی داری وجود نداشت.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج این پژوهش، می توان نتیجه گیری کرد که ضریب شکل طبیعی می تواند به عنوان ضریب شکل مناسب برای کاج بروسیا، بادامی وزربین مورد استفاده قرار گیرد، وضریب شکل هوهنادل برای کاج بروسیا و ضریب شکل مصنوعی برای زربین قابلیت جایگزینی ضریب شکل واقعی را دارند.

    کلید واژگان: ضریب شکل, کاج بروسیا, کاج بادامی, زربین, عرب داغ
    Hassan Ali *, Jahangir Mohamadi, Shaban Shataee
    Background and objectives

    Knowledge of forest inventory and estimation the exact volume of trees is one of the important features in planning for forest resources. The form factor is one of the most important factors in determining the exact volume of trees. To estimate the actual volume of trees, the form factor must be calculated. The aim of this study, determination of form factor for three species (Pinus brutia, Pinus pinea and Cupressus sempervirens) in the Arabdagh reforests, and comparison of the real form factor with the natural, artificial, and Hohnadl factors.

    Materials and methods

    In this research four types of form factors including real, natural, artificial, and Hohnadl factors for three species (Pinus brutia, Pinus pinea and Cupressus sempervirens) were evaluated in the Arabdagh reforests, Golestan province. For this purpose, 39 trees )13 trees for each species) randomly selected in different diameter at breast height classes from 7.5 to 42.5 cm (2 trees of each diameter class). In each tree, height, diameter at breast height (D.B.H) and diameter at 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 and 0.9 of tree height were measured, then 2-meter length logs from every tree were cut and separated and their diameter at two tops of 2 m length logs were measured. In addition, the height and diameter of the clog and the length of the tree was also measured. To calculate the exact volume of the trunk from the sum of 2 m long logs volumes and log using the Smalian formula. Then the form factors (real, natural, artificial, and Hohnadl) were calculated for every 3 species.

    Results

    The results showed that true, natural, artificial, and Hohnadl form factor value were 0.49, 0.49, 0.41 and 0.45 (Pinus brutia) respectively. In addition, there was a significant statistical difference between artificial with true form factor (α = 0.05), but There was no significant difference between natural and Hohnadl form factor with the true form factor. The form factors (Pinus pinea) using real, natural, artificial and Hohnadl formulas was obtained 0.51, 0.47, 0.41 and 0.45 respectively. There was a significant difference between the real form factor with artificial and Hohnadl form factors. However, there was no significant difference between natural form factor with the real form factor. The form factors (Cupressus sempervirens) using real, natural, artificial and Hohnadl formulas were 0.55, 0.53, 0.48, and 0.48 respectively. There was a significant difference between the Hohnadl and real form factor. However, there was no significant difference between the real, natural and artificial form factors

    Conclusion

    According to the results of this research, we can conclude that the natural form factor can be used as an appropriate form factor for Pinus brutia, Pinus pinea, and Cupressus sempervirens, and Hohnadl form factor for Pinus brutia and artificial form factor for Cupressus sempervirens can ability replace the real form factor.

    Keywords: Form factor, Pinus brutia, Pinus pinea, Cupressus sempervirens, Arabdagh
  • محمدواثق الحاجی خلف، شعبان شتایی*، رقیه جهدی

    تهیه نقشه دقیق شدت آتش سوزی برای مدیریت ریسک آتش در اکوسیستم های جنگلی حایز اهمیت است. شاخص های طیفی از سنجنده های نوری به عنوان یکی از باندهای قابل قبول برای طبقه بندی و نشان دادن تفاوت طیفی طبقات مختلف پوشش گیاهی شناخته شده است. در این تحقیق قابلیت مجموعه ای از شاخص های استخراج شده از تصاویر ماهواره های Sentinel-2 و Landsat-8 با اندازه تفکیک مکانی مختلف برای تهیه نقشه دقیق شدت آتش سوزی با استفاده از الگوریتم جنگل تصادفی در منطقه دچار آتش سوزی سال 1397 جنگلکاری های عرب داغ استان گلستان بررسی شد. بعد از پیش پردازش های لازم، شاخص های تک و دوزمانه مناسب از تصاویر سنجنده های تحت بررسی ایجاد شد. مقادیر شاخص بهینه برای باندها در فضای دوبعدی قبل و بعد از آتش سوزی برای بررسی حساسیت این باندها به تغییرات اتفاق افتاده درون طبقات آتش سوزی محاسبه شد. بهترین نتیجه مربوط به باندهای NIR-SWIR2 با مقدار شاخص بهینه 77/0 برای سنجنده Sentinel-2 و 68/0 برای سنجنده Landsat8-OLI به دست آمد. براساس مقادیر شاخص بهینه، بهترین شاخص ها انتخاب شد و مقادیر این شاخص ها پس از آتش سوزی و همچنین شاخص های دوزمانه (قبل و بعد آتش سوزی) استخراج شدند. نقشه واقعیت زمینی نمونه ای طبقات شدت آتش سوزی با استفاده از روش نمونه گیری انتخابی با بازدید میدانی از طبقات شدت دچار آتش سوزی در منطقه تهیه شد. طبقه بندی با شاخص های مختلف با الگوریتم جنگل تصادفی انجام گرفت و نتایج با نقشه واقعیت زمینی نمونه ای ارزیابی شد. بهترین نتیجه با تلفیق شاخص ها از همه باندهای استخراج شده از سنجنده Landsat8-OLI به روش شاخص دوزمانه با ضریب کاپای 96/0 به دست آمد.

    کلید واژگان: الگوریتم جنگل تصادفی, تصاویر ماهواره ای, شاخص طیفی دوزمانه, شاخص بهینه, شدت آتش سوزی
    Mhd.Wathek Alhaj Khalaf, Shaban Shataee *, Roghaye Jahdi

    Fire severity mapping is very important for managing the fires in forest ecosystems. The extraction of spectral indices from optical sensors is recognized as one of the most effective bands for the classification of vegetation classes. In this study, the ability and sensitivity of some spectral indices extracted from Sentinel-2 and Landsat 8-OLI images with different spatial resolutions have been investigated for fire severity mapping using the Random Forest algorithm in a burned area located in the reforested area of Arabdagh, Golestan province. After necessary preprocessing on the bands, the appropriate mono and bi-temporal spectral vegetation indices were created. The optimal index values for bands in the bi-spectral spaces pre/post-fire were calculated to evaluate the sensitivity of bands to the changes occurring within the fire classes. The best results were obtained for the NIR-SWIR2 bands with an optimal index value of 0.77 for Sentinel-2 and 0.67 for Landsat8-OLI. The best indices were selected based on values of optimality index. The values of these indices were calculated after the fire as well as the differential (pre/post-fire) ones. The ground truth of fire severity classes map was prepared by a selective sampling method through field surveying. The classification was done with different indices by random forest (RF) algorithm and the results were assessed by the ground truth points. The result showed that the best results were obtained for a combination of many differential indices from all bi-bands of Landsat 8-OLI with kappa coefficient (0.96).

    Keywords: Bi-Spectral indices, Optimality, random forest algorithm, Satellite images, wildfire severity
  • پریسا علی زاده*، بهنام کامکار، شعبان شتایی، حسین کاظمی
    سابقه و هدف

    در اکثر مناطق کشور تعداد ایستگاه های هواشناسی ناکافی بوده و دوره آماری مناسبی را پوشش نمی دهند. روش مرسوم اندازه گیری عملکرد در ایران، تجربی است که علاوه بر نیاز به اندازه گیری های زیاد صحرایی برای جمع آوری داده ها، پرهزینه، سخت و گاهی غیرممکن بوده و از سویی داده های نهایی بسیار دیرتر از زمان مورد نیاز به دست مدیران خواهد رسید. داده های سنجش از دور می توانند به عنوان داده های جایگزین یا مکمل داده های هواشناسی در برآورد عملکرد محصولات کشاورزی و تشخیص خشکسالی و پوشش گیاهی استفاده شوند. این مطالعه با هدف برآورد عملکرد مزارع سویا و بررسی ارتباط آن با پتانسیل ریسک خشکسالی در غرب استان گلستان (شهرستان های آق قلا، علی ‏آباد کتول، گرگان، بندر‏گز، بندر‏ترکمن وکردکوی) با استفاده از شاخص هواشناسی (SPI) و شاخص های پوشش گیاهی مستخرج از تصاویر ماهواره لندست (NDVI، VCI و DSI) انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق از تصاویر ماهواره های لندست از سال 2000 تا 2016 استفاده شد و بعد از پیش پردازش ها و پردازش های مناسب، شاخص های گیاهی NDVI، DSI، VCI تهیه گردید. همچنین شاخص خشکسالی هواشناسی SPI با استفاده از اطلاعات 15 ایستگاه هواشناسی محدوده مورد مطالعه محاسبه شد. به منظور محاسبه رابطه بین عملکرد سویا در شش شهرستان مورد مطالعه با شاخص های NDVI، DSI، VCI و SPI مقدار میانگین رسترهای این شاخص ها برای سال های 2000 تا 2016 تهیه شد. سپس بین عملکرد هر شهرستان با شاخص های هواشناسی (SPI) و ماهواره ای (NDVI، DSI، VCI) رگرسیون ساده خطی برقرار شد. از میان شاخص ها، شاخصی که دارای رابطه معنی دار با عملکرد و بالاترین ضریب تببین را داشت، به عنوان شاخص منتخب تعیین و با استفاده از آن نقشه عملکرد سویا (با مقیاس 1:1.000.000) برای محدوده مورد مطالعه تهیه شد. در ادامه با استفاده از نقشه های فراوانی خشکسالی حاصل از شاخص های SPI، DSI و VCI نقشه ریسک خشکسالی کشاورزی تولید شد. سپس با انطباق نقشه های بولینی عملکرد و نقشه ریسک خشکسالی منطقه به بررسی رفتار عملکرد در طبقه های ریسک خشکسالی در شش شهرستان پرداخته شد.

    یافته ها

    اعتبار معادلات در تخمین عملکرد سویا نشان می دهد که مقدار ضریب تبیین برای پیش بینی عملکرد در سال های مختلف بین 13/0 تا 52/0 بود. همچنین قرارگیری اکثر اعداد پیش بینی شده در بین خطوط 15± درصد نسبت به خط یک به یک، دلیلی بر دقت قابل قبول این معادلات در پیش بینی جهت تولید نقشه های عملکرد می باشد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت با استفاده از شاخص های خشکسالی هواشناسی و ماهواره ای در مرحله اوج سبزینگی سویا، عملکرد در سطح وسیع با دقت مناسب قابل پیش-بینی است. نتایج نشان داد که بین 43 تا 50 درصد اراضی در محدوده عملکردهای بیشتر از میانگین عملکرد شش شهرستان مورد مطالعه قرار داشتند و مابقی اراضی عملکردهای کمتر از میانگین داشتند. براساس نتایج در شهرستان های آق قلا، علی‏آباد، گرگان، بندر‏گز، بندر‏ترکمن وکردکوی هیچ قسمتی از اراضی تحت کشت سویا در پهنه های با ریسک خشکسالی خیلی شدید قرار نگرفتند. انطباق نقشه عملکرد با نقشه ریسک خشکسالی نشان داد که همسو بودن این نقشه ها بیانگر این است که در پهنه های با ریسک خشکسالی بالا احتمال کاهش عملکرد در رویارویی با خشکسالی در آن ها بیشتر می باشد.

    نتیجه گیری

    بطورکلی نتایج نشان داد که شهرستان های بندر ترکمن، گرگان و قسمت مرکزی و جنوبی شهرستان علی آباد کتول با ریسک خشکسالی کمتری مواجه هستند. همچنین نقشه انطباق عملکرد و ریسک می تواند به عنوان یک نقشه پیش آگاهی جهت ارایه راهبردهایی با هدف مدیریت ریسک خشکسالی و مقابله با اثرات خشکسالی بر عملکرد مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: خشکسالی کشاورزی, ریسک خشکسالی, سنجش از دور, عملکرد
    Parisa Alizadeh *, Behnam Kamkar, Shaban Shataee, Hossein Kazemi Posht Masari
    Background and objectives

    In the most parts of the country, the number of meteorological stations is inadequate and don't cover the appropriate statistical period. The conventional method of yield assessment in Iran is based on those experiments which require numerous field measurements, that makes it expensive, difficult and sometimes impossible. On the other hand; the final data is available much later than when field managers need them. Remote sensing data can be used as an alternative or complementary data for meteorological data to estimate the yield, drought and crop vegetation. To evaluate the soybean yield and its relationship with drought risk potential in western parts of Golestan province (AQ-Qala, Aliabad Katoul, Gorgan, Bandar-e-Gaz, Bandar-e-Torkaman and Kordkouy), the meteorological (SPI) and Landsat satellite imagery-based vegetation indices (including NDVI, VCI and DSI) were used.

    Materials and Methods

    In this study Landsat satellite images from 2000 to 2016 were used. After appropriate pre-processing and processing, the vegetation indices were prepared. Also the meteorological drought index (SPI) was calculated using the weather stations data of the study area. To calculate the relationship between the yield and all aforementioned studied indices (NDVI, DSI, VCI and SPI indices), the averaged-DN average for each index in each city was calculated. Then, the yield of each city was regressed against the meteorological (SPI) and satellite-imagery based indicators (NDVI, DSI, VCI). The linear function with the highest signifsignificant determination coefficient was selected and the soybean yield map was provided for the study area. The final drought risk model was adopted using drought frequency maps for SPI, DSI and VCI indices. The yield change in all drought risk categories was assessed through investigating the compatibility of the Boolean-classified yield maps and drought risk maps of the studied region. The

    results

    Coefficient of determination for yield prediction in different years ranged from 0.13 to 0.52, also the most of the predicted values were put in confidence level of 15% range of discrepancy which proved the accuracy of used equations in predicting yield maps. It can be concluded that yield can be predicted in a precise and accurate manner at the peak of soybean vegetation growth by applying meteorological and satellite-imagery indicators. The results showed that the yield of 43% to 50% of the soybean fields was higher than reported mean yield. Results showed that soybean fields in the AQ-Qala, Aliabad Katoul, Gorgan, Bandar-e-Gaz, Bandar-e-Torkaman and Kordkouy counties were not classified as very severe drought risk areas. The compliance of the yield and drought risk maps indicated that the possibility of yield reduction in facing with drought is higher in those areas with higher drought risk.

    Conclusion

    Totally, the results showed that Bandar-e-Torkaman, Gorgan and the central and southern parts of Aliabad Katoul are facing a lower risk of drought. The intersected map of yield and drought risk can be used as a predictive tool to provide strategies to manage drought risks as well as coping with drought effects on the yield.

    Keywords: Agricultural drought, Drought Risk, Remote sensing, Yield
  • محمد مقصودلونژاد*، امیراسلام بنیاد، شعبان شتایی
    افزایش گازهای گلخانه ای سبب تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی می شود و آثار زیانباری بر حیات انسان روی کره زمین دارد. این در حالی است که جنگل ها تاثیر مهمی در ذخیره سازی کربن دارند. هدف این پژوهش، تعیین مناسب ترین معادلات آلومتریک برای برآورد موجودی ذخیره کربن گونه ارس است. برای مدل سازی پس از بررسی نتایج آماربرداری مشخصه های کمی (قطر برابرسینه، ارتفاع کل و سطح تاج پوشش) درختان ارس و مشخص شدن دامنه تغییرات قطر برابرسینه، در هر طبقه قطری دست کم سه درخت به منظور برداشت نمونه های برگ، شاخه، تنه و در مجموع از 35 درخت نمونه برداشت شد. مقدار ذخیره کربن برگ، شاخه، تنه و کل درختان در آزمایشگاه محاسبه شد. معادلات آلومتریک براساس مدل های رگرسیونی توانی، نمایی و چندجمله ای به دست آمد. برای اعتبارسنجی مدل ها از معیار ضریب تعیین، انحراف معیار مدل برازش یافته، تحلیل رگرسیون و تبعیت توزیع مقادیر باقی مانده ها از توزیع نرمال استفاده شد. نتایج نشان داد که از بین متغیرهای مستقل، قطر برابرسینه، سطح تاج  و قطر متوسط تاج معادلات با شاخص های مدل سازی مناسب تری تولید کردند. همچنین مدل توانی با (96/0= R2) و چندجمله ای با (95/0= R2) از مدل نمایی مناسب تر بود. ضریب تبیین به دست آمده از مدل های رگرسیونی نشان داد که این معادلات آلومتریک برای برآورد ذخیره کربن درختان ارس در منطقه تحقیق مناسب است. همچنین نتایج نشان داد که در هر هکتار از توده جنگلی ارس 42/4 تن و در کل عرصه تحت مطالعه به مساحت3000 هکتار، 13260 تن کربن توسط قسمت روی زمینی گونه ارس ذخیره شد. بیشترین مقدار ذخیره کربن مربوط به تنه و کمترین مقدار مربوط به برگ است. ارزش اقتصادی حاصل از ذخیره کربن توسط گونه ارس در هر هکتار 25034880 ریال محاسبه شد.
    کلید واژگان: ارس (Juniperus excelsa), چهارباغ استان گلستان, زی توده, معادله آلومتریک
    Mohammad Maghsodlonejad *, Amireslam Bonyad, Shaban Shataee
    The increase in greenhouse gases results in climate changes and global warming and adversely affects the life on earth, while forests play a prominent role in carbon storage. The purpose of this study was to determine the most suitable allometric equations for estimating carbon storage in juniper species. For modeling, after examining the statistical results of quantitative characteristics (diameter at beast height, height and canopy area) of juniper trees and determination of amplitude of changes in breast height diameter, samples of leaf, branch, and trunk were collected from at least 3 trees in each class (total of 35 trees). The amount of carbon storage of leaf, branch, trunk and total trees was calculated in the laboratory. Allometric equations were obtained based on power, exponential and polynomial regression models. Coefficient of determination, standard deviation of fitted model, regression analysis, and normal distribution of residual values were used to validate the models. The results showed that the independent variables, diameter at beast height, crown surface and mean diameter of the crown produced equations with better modeling indices. Also, the power model (R2 = 0.96) and polynomials (R2 = 0.95) was more appropriate than the exponential model. The coefficient of explanation obtained from the regression models showed that these allometric equations are suitable for estimating carbon storage of juniper trees in the study area. The results also showed that each hectare of juniper forest stands was 4.42 tonnes and 13260 tonnes of carbon was stored by underground part of the juniper species in the whole study area. The highest amount of carbon storage is in the trunk and the lowest is in the leaf. The economic value of carbon storage by species was calculated as 25034880 Rials per hectare.
    Keywords: Allometric equations, Biomass, Chaharbagh Province of Golestan, Juniperus excels
  • پریسا علی زاده، بهنام کامکار*، شعبان شتایی، حسین کاظمی

    مدیریت منطقی برای مقابله با خشکسالی، ایجاد نظام مدیریتی و ارائه اطلاعات صحیح در مقیاس‏های زمانی مختلف امری لازم و ضروری است. شاخص های خشکسالی از طریق ارزیابی ساده و کمی این پدیده، ابزار کارآمدی برای تحلیل خشکسالی هستند. این مطالعه با هدف پایش مکانی و زمانی خشکسالی کشاورزی در اراضی گندم با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) در غرب استان گلستان انجام شد. برای این منظور، در سال‏های 1379 تا 1395 شهرستان های آق قلا، علی‏آباد کتول، گرگان، بندر‏ گز، بندر ‏ترکمن و کردکوی از آمار بارندگی 15 ایستگاه با طول دوره آماری (30 ساله) مشترک از سال 1363 تا 1395 استفاده شد. پس از محاسبه شاخص بارش استاندارد شده و همبستگی بهتر شاخص SPI سه ماهه منتهی به اردیبهشت‏ماه با میانگین عملکرد گندم، نقشه این شاخص با روش درون یابی‏ کریجینگ معمولی تهیه و پهنه بندی شد و سپس به ارزیابی و بررسی خشکسالی پرداخته شد. برای تهیه نقشه ریسک خشکسالی ابتدا نقشه های شاخص SPI3 منتهی به اردیبهشت‏ماه طی یک دوره 17 ساله (1379 تا 1395) به صورت دودویی (بولین) طبقه‏بندی شدند. سپس از ترکیب نقشه های بولینی به دست آمده نقشه فراوانی وقوع خشکسالی تهیه شد. با استفاده از نقشه های احتمال فراوانی خشکسالی شاخص SPI، نقشه ریسک خشکسالی کشاورزی نهایی تولید شد. با بررسی نقشه‏های شدت خشکسالی و ریسک خشکسالی در این مطالعه، شاخص SPI سه ماهه جهت بررسی الگوهای خشکسالی در ابعاد زمانی و مکانی مختلف و شدت آن در دوره‏های خشکسالی و مرطوب موثر شناخته شد. هم چنین، نتایج نشان داد که شش شهرستان مورد مطالعه در استان گلستان به دو منطقه خطرپذیر از نظر خشکسالی (شامل خطر شدید و خیلی شدید) طبقه‏بندی شده‏است. نقشه ریسک نشان می‏دهد که در دوره آماری 1379 تا 1395 بخش گسترده‏ای از منطقه مطالعاتی (حدود 98 درصد) در معرض خطر خشکسالی شدید قرار گرفته ‏است. هم چنین بخش کوچکی از شمال شهرستان بندر ترکمن (حدود دو درصد از کل منطقه) خطر خشکسالی بسیار شدید را تجربه کرده‏است. در واقع دامنه نوسانات خشکسالی در این منطقه به دلیل هم جواری با صحرای ترکمنستان و وضعیت آب وهوایی خشک و نیمه خشک بیش تر بوده و این مناطق دارای پتانسیل حساسیت به خشکسالی می‏باشند. نتایج نشان داد عملکرد گندم در شهرستان‏های آق‏قلا، علی‏آباد کتول، بندر‏گز، گرگان و کردکوی همبستگی مثبت و معنی داری با مقادیر SPI3 منتهی به اردیبهشت ماه داشت. این رابطه می تواند هشداری برای تاثیر خشکسالی هواشناسی (به خصوص در مناطق مستعد خشکسالی) بر تولید محصولات کشاورزی باشد و نشان می دهد که SPI3 می تواند به پیش بینی کاهش تولید ناشی از خشکسالی کمک کند.

    کلید واژگان: شاخص SPI, شدت خشکسالی, ریسک خشکسالی, عملکرد
    parisa alizadeh, behnam kamkar*, Shaban shataee, hosien kazemi
    Introduction

    Drought is not a characteristic of a region and may occur in any weather regime. Therefore, reasonable management is required to deal with this natural disaster which can be creating a management system and providing accurate information at different time scales. Meteorological, agricultural, hydrological and socioeconomic drought are defined based on lack of rainfall, lack of soil moisture, shortage of rivers stream and the shortage of some commodities affected by the drought trend. One of the effective methods for analyzing various kinds of drought is the evaluation of drought indices, which aims to provide a simple and quantitative assessment of drought characteristics. The purpose of this research is to investigate the Spatial and temporal monitoring of agricultural drought in the Wheat cultivated area using standard precipitation index in west of Golestan province.

    Material and Methods

    In this research, in order to monitor the spatial and temporal distribution of drought in the years of 2000 to 2016 in AQ-Qala, Ali Abad, Gorgan, Bandar-e- Gaz, Bandar-e- Torkaman and Kordkouy counties, 15 meteorological stations with common statistical database (1984 to 2016) were used to estimate the rainfall. After calculating the standard precipitation index (hereafter SPI) and more reliable correlation of May’s three-month SPI index (hereafter SPI3) with the mean wheat yield, this index was zoned with ordinary Kriging interpolation method and then drought was assessed. In order to prepare a drought risk map, SPI3 rasters were reclassified as binary (BOOLEAN) for a time span of 17 years (2000 to 2016). Then, a map of the drought frequency was provided by the overlaying of Boolean maps. Using drought frequency maps of the SPI index, a final agricultural drought risk map was generated.

    Results and Discussion

    In 2000, 88% of the total area were affected by moderate drought and another 12% (the majority of which was in Aliabad) was affected by moderate classes of drought. But in 2007 and 2016 there was no drought in the investigated counties. In this research, by studying the drought severity and drought risk maps, it was clarified that the SPI index was an effective index in evaluating the drought patterns in different temporal and spatial scales and during drought periods. Also, the results showed that six studied counties in Golestan Province were classified into two risky drought areas (including severe and extreme classes). Risk map showed that in the applied statistical time period (2000 to 2016), an extensive part of the study area (about 98%) is at extreme risk class. Also, a small northern part of the Bandar-e-Torkaman (about 2% of the total area) has experienced an extreme drought. In fact, the magnitude of the drought range in this region is greater due to coexistence with the Turkmen desert and its dry and semiarid weather conditions, which leads to a potential for drought sensitivity.  

    Conclusion

    The results revealed a positive correlation between wheat yield and SPI3 in AQ-Qala, Ali Abad, Gorgan, Bandar-e- Gaz, and Kordkouy counties. The effect of meteorological drought on the crop production can be a concern (especially in drought-prone areas) and suggests that SPI3 can be helpful for predicting drought-induced yield loss. These results indicate that the western region of Golestan province is one of the areas where droughts will increase in the future. Therefore, rain-fed cropping systems will be in danger in the future, and some of the agroecosystems currently dedicated to the cultivation of rain-fed products will be excluded from the production process. rainfall reduction in recent years, has been led to retreat the Caspian Sea in Bandar-e-Torkaman area, as well as the eliminating of many crops in recent years, which reveals that the consequences of these droughts have been emerged.  Therefore, agricultural policy makers need to consider the replacement of crops with high efficient water usage instead of current ones in cropping patterns in the coming years, as well as be concerned more about land salinization.

    Keywords: Drought risk, Drought severity, SPI Index, yield
  • زهرا سیدموسوی، جهانگیر محمدی*، شعبان شتایی جویباری
    سابقه و هدف

    در این تحقیق قابلیت داده های لیزر اسکنر هوایی در برآورد ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان جنگلی در بخشی از جنگل های پهن برگ شصت کلاته گرگان مورد ارزیابی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه 125 پایه ی درختی از درختان که دارای تاج مستقل بودند و تداخل تاجی با پایه های مجاور نداشتند انتخاب شد. اطلاعات نوع گونه، ارتفاع، قطر بزرگ و قطر کوچک تاج هر درخت اندازه گیری و سپس ارتفاع درختان با استفاده از دستگاه ورتکس لیزری اندازه گیری شد و موقعیت مراکز درختان با استفاده از دستگاه سیستم موقعیت یاب تفاضلی برداشت گردید. پس از جداسازی مرز تاج پوشش تک درختان و تهیه پلی گون مرز آن ها از تصاویر دوربین رقومی هوایی UltraCam-D، داده های لیزر اسکنر هوایی برای هر درخت جدا و تمامی شاخص های ارتفاعی و تراکمی داده های لیزر اسکنر هوایی برای آنها محاسبه گردید. سپس با استفاده از الگوریتم های ناپارامتریک (RF، k-NN، SVR و ANN) و رگرسیون چند متغییره مشخصه های ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان جنگلی مدلسازی شدند.

    یافته ها

    نتایج حاصل از روابط رگرسیونی و الگوریتم های ناپارامتریک بین ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش درختان اندازه گیری شده با استخراج شده از داده های لیزر اسکنر هوایی نشان داد که درصد میانگین مجذور مربعات خطا و انحراف معیار از تفاوت هابرای مشخصه های ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان با استفاده از بهترین مدل به ترتیب 39/13، 78/56، 17/33، 34/22 و 88/25 درصد و 71/1 متر و 59/0 متر مکعب، 049/0 متر مربع، 2/9 سانتی متر و 26/39 مترمربع به دست آمد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج نشان داد که داده های لیزر اسکنر هوایی قابلیت برآورد مشخصه ارتفاع درختان را با دقت خوب، و مشخصه های رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان را با دقت مناسب دارد ولی قابلیت برآورد مشخصه حجم سرپا تک درختان را با دقت خوب نداشت. همچنین نتایج نشان داد که از میان الگوریتم های پارامتریک و ناپارامتریک الگوریتم ناپارامتریک شبکه عصبی مصنوعی عملکرد بهتری نسبت به سایر الگوریتم ها داشت.

    کلید واژگان: الگوریتم های پارامتریک و ناپارامتریک, درصد جذر میانگین مربعات خطا, داده کاوی, مشخصه های کمی تک درختان
    Zahra Sayed Mosavi, Shaban Shataee
    Background and objectives

    In this study we evaluated the potential of ALS data in estimation of height, volume, basal area and DBH and canopy cover area of individualtrees for the part of Shast kalate of Gorgan.

    Materials and methods

    In this study 125 tree that located in dominant story and without overlay with adjacent trees, were selected. Tree species, tree diameter at breast height (DBH) and tree crown diameter were measured. The height of trees was measured using a Vertex VL 402. Center coordinates of sample trees were determined using Digital Golobal Position System. After separating the crown border of a single tree and providing a polygon of the boundaries of them using aerial digital images, all of height and density metrics were created.Then, we explored the possibility of defining relationships between combination of airborne laser scanning data and height, volume, basal area, DBH and canopy cover area of individual trees using machine learning algorithms (random forest (RF), support vector machine (SVM), k-nearest neighbor (k-NN) and artificial neural network (ANN)).

    Results

    The best RMSE% on an independent validation data for height, volume, canopy basal area, diameter, and basal area were 13.39, 56.88, 33.17, 22.34 and 25.88%. Also, the results demonstrate that the ANN algorithm can be useful for modeling biophysical properties of individual tree in the North of Iran.

    Conclusion

    Overall, the results showed the ALS data has the ability to estimate of tree height, basal area, diameter at breasts, and canopy cover but this data hasn’t the ability to estimate the volume very accurate. Also, the results showed that between all algorithms, the ANN algorithm have a better performance than other algorithms.

    Keywords: Parametric, Nonparametric Algorithms, Root Mean Square Error Percentage, Data Mining, Biophysical Properties of Individual tree
  • نورالدین نوریان *، شعبان شتایی، جهان گیر محمدی
    برآورد مشخصه های کمی جنگل اهمیت زیادی ازنظر کاربردهای آن برای آگاهی از وضعیت جنگل و نحوه عملکرد آن دارد. هدف از این پژوهش برآورد مشخصه های کمی (حجم سرپا، رویه زمینی و تعداد درختان در هکتار) با استفاده از داده های طیفی ماهواره رپیدآی RapidEye)1390) و الگوریتم های ناپارامتریک در بخشی از جنگل های خزری منطقه گرگان بود. به این منظور تعداد 418 قطعه نمونه هرکدام با مساحت 1000 مترمربع به روش خوشه ایتصادفی انتخاب شد. در هر پلات قطر برابرسینه تمامی درختان و ارتفاع برخی از آن ها به همراه موقعیت مراکز قطعه نمونه برداشت شد. سپس حجم سرپا، رویه زمینی و تعداد درختان در هکتار محاسبه گردید. پس از انجام برخی پردازش های تصویر رپیدآی شامل نسبت گیری، تجزیه مولفه های اصلی، تحلیل بافت و تبدیل تسلدکپ، ارزش های رقومی متناظر با قطعات نمونه زمینی از باندهای طیفی استخراج و به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند. مشخصه های کمی نیز به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شدند. مدل سازی با روش های k نزدیک ترین همسایه، ماشین بردار پشتیبان و جنگل تصادفی با 75 درصد از قطعات نمونه انجام گردید و نتایج با 25 درصد باقیمانده قطعات نمونه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین برآوردها با روش جنگل تصادفی برای مشخصه های حجم سرپا، رویه زمینی و تعداد درختان در هکتار با درصد مجذور میانگین مربعات خطا برابر با 39.83، 29.71 و 50.11 درصد و اریبی نسبی 0.01، 1.69 و 2.11 به دست آمد که در بین روش های ناپارامتریک دارای بهترین عملکرد بود. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که با توجه به ناهمگنی و متراکم بودن جنگل های خزری داده های طیفی ماهواره RapidEye دارای قابلیت نسبتا خوبی در برآورد مشخصه های کمی جنگل می باشند.
    کلید واژگان: جنگل هیرکانی, الگوریتم های ناپارامتریک, داده های ماهواره ای رپیدآی RapidEye, استان گلستان
    Noureddin Noorian*, Shaban Shataee, Jahangir Mohamadi
    Estimation of quantitative forest attributes is important for its applications in order to understand the forest condition and performance. The aim of this study was the estimation of some quantitative forest attributes (stand volume, basal area, and tree stem density) using the RapidEye satellite data (2011) and non-parametric algorithms in the part of Hyrcanian forests in the Gorgan region. For this purpose, 418 plots each with an area of 1000m2 were established using a simple random sampling method. In each plot, information including a position of plot center, diameter at breast height of all trees and height of selected trees were recorded. Based on which the standing volume and basal area per ha were derived. A RapidEye image was processed by different synthetic bands derived from rationing, principal component analysis, texture analysis, and Tasseledcap, and the pixel gray values corresponding to the ground samples were extracted from spectral bands. These were further considered as the independent variables to predict the Quantitative characteristics. Modeling was carried out based on 75% of sample plots as training set using K-Nearest Neighbor, support vector machine, and random forest methods. The predictions were cross-validated using the left-out 25% samples. The results showed Random forest comparatively returned the best estimates for stand volume, basal area and tree stem density with root mean square error of 39.83%, 29.71%, and 50.11% and relative bias of 0.01, 1.69 and 2.11 as well, respectively. The results of this study also showed that due to the heterogeneity and density of Caspian forests, RapidEye satellite spectral data have a moderate ability to estimate the quantitative forest attributes.
    Keywords: Hyrcanaian forest, Non-parametric methods, RapidEye satellite data, Golestan province
  • پریسا علی زاده، بهنام کامکار*، شعبان شتایی، حسین کاظمی

    برآورد سطح زیر کشت بر اساس شاخصهای جنبی از جمله میزان بذر، کود و سم تحویلشده به کشاورزان و همچنین برآوردهای شرکتهای مشاور کنترل میگردد که کاری زمان بر و پر هزینه می باشد. بنابراین این مطالعه با هدف برآورد سطح زیر کشت دو محصول گندم و سویا در طی سالهای 2000 تا 2016 با استفاده از تصاویر ماهواره لندست انجام شد. بعد از پیش پردازش و پردازش های لازم، و تهیه نمونه های تعلیمی مناسب از مزارع کشت سویا و گندم، طبقه بندی تصاویر با استفاده از دو روش طبقهبندی شبکه عصبی مصنوعی و ماشین ‏بردار پشتیبان انجام شد و جهت طبقهبندی با هدف تفکیک این دو محصول زراعی داده های واقعیت زمینی، نقشه NDVI اراضی زراعی و شناسایی رفتار طیفی نقاط آموزشی گندم و سویا بکار برده شدند. نقشه های حاصل از طبقه بندی با استفاده از نقاط واقعیت زمینی مورد ارزیابی صحت قرار گرفتند. با توجه به نتایج بهدستآمده از بررسی ضریب کاپا و صحت کلی، روش ماشین‏بردار پشتیبان برای طبقه بندی اراضی کشاورزی و تفکیک محصولات نسبت به روش شبکه عصبی موفق تر بود و در همه تصاویر مقدار صحت کلی محاسبهشده و ضریب کاپا به ترتیب بیشتر از 80٪ و بیش از 8/0میباشد که این نشان دهنده قابلاعتماد بودن نتایج طبقهبندیاست. طبق نتایج، حدود 93 درصد از نقاط برآورد شده سطح زیرکشت گندم و سویا در طی 16 سال مورد مطالعه در محدوده حدود اطمینان 15± درصد قرار دارند که نشان می‏دهد این روش، روش مطمئنی برای تفکیک این دو محصول با استفاده از تصاویر اردیبهشت‏ماه (برای گندم) و شهریورماه (برای سویا) می‏باشد.

    کلید واژگان: سنجش از دور, طبقه بندی, شبکه عصبی مصنوعی, ماشین‏بردار پشتیبان
    Parisa Alizadeh, shaban shataee, hossein kazemi posht masari, Behnam Kamkar
    Introduction

    Estimation of cultivated area is controlled on the basis of some features such as seed rate, fertilizer and other delivered chemical inputs which are costly andtime consuming. In this way, using satellite data as a new solution not only reduces the drawbacks of conventional estimation methods of cultivated area , but also can be helpful for various programming aims in the agriculture scope. Land cover mapping is important for much planning and management activities. Today, satellite images and remote sensing techniques are extensively used in all sectors, including agriculture and natural resources because they provide updated data and high analyzing abilities. It is one of the fastest and most cost-effective methods to map those lands are available for researchers. In recent years, sattelite imagery and different detection methods have helped researches to detect the features at a lower cost and spend less time. Different methods are avialbale for this purpose.. Each method has some advantages and disadvantages. Artificial neural network, fuzzy logic, support vector machine, decision tree, object-oriented classification and intelligent systems can be considered as advanced classification methods (Guo et al., 2012). In this study, we want to detect wheat and soybean-grown fields with two advanced classification methods (i.e. support vector machine (SVM) and artificial neural network (ANN)) in west of Golestan Province, Iran. Cultivation areas were determined from those maps extracted from satellite images to use them as the base layer for other research goals.

    Materials and Methods

    The current research was conducted with the aim of estimating the wheat- and soybean-grown areas during a 16-year period from 2000 to 2016 using Landsat satellite imagery. To this purpose, two classification methods, support vector machine and artificial neural network, were used. In order to classify and detect aforementioned two crops, ground control points (GCPs), the normalized difference vegetation index (NDVI) for agricultural lands, and spectral behavior of wheat and soybean training GCPs were involved. In order to validate the results of classification, the generated maps were checked by GCPs (coordinated with GPS).

    Results and Discussion

    Wheat and soybeans were at the maximum vegetative growth in May and September, and were well-detected from other crops. So the images of these two months were used for detection in all studied years. According to the results of previous studies, support vector machine and artificial neural network could be used as two reliable image classification methods for detecting the crops vegetation cover (Rahimzadegan & Pourgholam ,2017; Mokhtari & Najafi, 2015). The accuracy of image classification was assessed using kappa coefficient and overall accuracy. Kappa coefficient and overall accuracy showed the support vector machine method was superior than artificial neural network method in classifying agricultural lands and detecting studied wheat- and soybean-grown fields. In the all images, the calculated overall accuracy coefficient was more than 80% (0.84 to 0.92 for wheat; and 0.84 to 0.90 for soybean) and Kappa coefficient was more than 0.8, indicating the reliability of the classification outputs. According to comparisons of satellite image-based estimations and real recorded ststistics, about 93% of the estimated areas of wheat - and soybean grown fields in the 16 consecutive years of study were within the range of 15% confidence level, which indicates that this method is a reliable method for detecting these two crops using images of April (for wheat) and September (for soybean).

    Conclusions

    The support vector machine method of classification was identified as the superior method. wheat- and soybean-grown fields maps extracted from satellite images can be used as a base layer for regional modeling, providing yield gap layer, calculating the water requirement, designing crop pattern and etc

    Keywords: Remote Sensing, Classification, Artificial Neural Networks, Support Vector Machine
  • Rohollah Parma *, Shaban Shataee

    The use of remote sensing techniques as a suitable solution to estimate the levels of species diversity is of high importance for the sustainable management of forests. In order to investigate the potential of using sensor data from Landsat 7 ETM+ to estimate species diversity in the Zagros forests, digital data related to the August 7, 2002 from forests in the Qalajeh Kermanshah Province were analyzed. To this end, 114 sample plots were created using a systematic method. The plots had the dimensions 60 × 60 m and were positioned using a GPS device. The number of features, species, DBH and crown diameter in two directions, North-South and West-East harvest, were recorded. The Shannon-Wiener species diversity index per sample plot was calculated. After testing for normalization using the Kolmogorov–Smironov test, the Shannon-Wiener index was used as the dependent variable, and spectral values from original and synthetic bands from different processing on the ETM + data were used as the independent variables. The Pearson correlation was used to select the best bands among 40 major and artificial bands, and three-bands (ETM4, NDVI and MSAVI2) were selected. To analyze the relationship between species diversity and these bands, the best subset regression was used. The results showed that the combination of linear regression, in which ETM4, NDVI and MSAVI2 were set as the independent variables, compared to other bands and compounds that were used for species, are better able to estimate the tree and shrub diversities (Radj2=0.327). The results of this study indicate that ETM+ sensor data has a relatively low ability to estimate species diversity of trees and shrubs in the study area that was analyzed.

    Keywords: ETM+, Regression model, species diversity, Zagros, Qalajeh
  • سمانه تاجیک، شمس الله ایوبی، جهانگیر خواجه علی، شعبان شتایی
    ریزجانداران خاک جزء ضروری سیستم زنده و پویای جنگل ها هستند و نقش کلیدی در دگرگونی و تبدیل عناصر غذایی و فروزینگی مواد آلی ایفا می کنند. ارتباط بین درختان و ترکیب های درختی گوناگون با ریزجانداران خاک کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور در این پژوهش برای بررسی پیامد ترکیب های درختی گوناگون بر جامعه میکروبی خاک از عمق 0-10 سانتی متری یازده ترکیب درختی مختلف نمونه برداری انجام گرفت. از آنالیز اسیدهای چرب فسفولیپدی (PLFA) برای بدست آوردن ساختار جامعه میکروبی در خاک استفاده شد. نتایج نشان دادند درختان به همراه ویژگی های خاک بر جامعه میکروبی خاک تاثیر دارند. تقریبا تمامی گروه های میکروبی ارتباط مثبت و معنی داری با مقدار کربن آلی، نیتروژن کل و تنفس میکروبی خاک داشتند. تغییرات پروتوزوئرها متفاوت از سایر گروه های میکروبی بود و بیشتر از آنها تحت تاثیر ویژگی های خاک قرار گرفت. آنها همبستگی منفی و معنی داری با pH، کربنات کلسیم معادل، EC و شن داشتند. اما همبستگی آنها با سیلت مثبت و معنی دار بود. ترکیب درختی سه تایی ممرز-پلت-انجیلی بهترین شرایط برای ریزجانداران خاک را داشت و پلات هایی که تنها ممرز داشته اند دارای کمترین مقادیر ریزجانداران بودند. بنابراین، تغییر در ترکیب گونه های درختی همراه با تغییر در ویژگی های خاک منجر به تغییر در ترکیب و تنوع منابع در دسترس و شرایط زیستی برای ریزجانداران خاک می شود.
    کلید واژگان: اسیدهای چرب فسفولیپید, افرا پلت, انجیلی, ترکیب درختان, ممرز
    Samaneh Tajik, Shamsollah Ayoubi, Jahangir Khajehali, Shaban Shataee
    Introduction
    Soil microorganisms are the essential part of forest ecosystems which play a key role on soil nutrient changes. The biological activity in soil is largely concentrated in topsoil. Despite the small volume of microorganisms in soil, they have a key role on nitrogen, sulphur and phosphorous cycles and the decomposition of organic residues. Soil microorganisms have been identified as the sensitive indicators for soil quality. The composition of microorganisms and their fractional activities in soils significantly affect biochemical cycles, carbon sequestration and soil fertility. As soil microbial communities respond differently respected to environmental conditions, it seems that variation in forest ecosystem could significantly affect microbial community. Plants are one of the important variables for assessing soil microbial communities which their effect is related to root secretions and litter decomposition. The phospholipid fatty acid (PLFA) analysis is one of the methods that can overcome the problem of selective growth of microorganisms on culture media which is a major defect in the identification of microbial diversity. The objective of this study was to investigate the effects of different tree compositions and soil properties on soil microbial community using PLFA analysis approach.
    Materials And Methods
    This study was conducted in ShastKalate forest, an experimental forest station of Gorgan University, located at eastern Caspian region, North of Iran (36° 43′ 27″ N ,54°24′ 57″ E). Eleven different tree compositions were selected and the surface soils collected from 0-10 cm depth of 33 plots. Soil samples were air dried and passed through a 2mm sieve. Then one portion of the sieved samples was used for physical and chemical analyses. The other portion was rewetted to 65% of field capacity and incubated at 37 °C for 3 days to analyses PLFA. Soil particle size distribution (clay, silt and sand) was determined using the hydrometer method. Soil pH in 1/ 2.5 soil to water suspension and electrical conductivity (EC) in the same extract were measured.. Calcium carbonate equivalent (CCE),soil organic carbon (OC) and total nitrogen (TN) was determined, too. Biological analyzes including soil microbial respiration determination and PLFA analysis were carried out. The PLFA detection and quantification were performed with a Hewlett-Packard 5890 Series II gas chromatograph (GC) equipped with an HP Ultra 2 capillary column and a flame ionization detector. The normalized data were employed for Pearson's correlation analysis and ANOVA to determine the effects of soil properties and different tree compositions on soil microbial community.
    Results And Discussion
    Gram and Gram- bacteria were the most microorganisms and protozoa were the least microorganisms in soil samples. The results of the correlation between soil properties and microorganisms showed that OC and TN had significant positive effects on microorganism’s communities. EC was significantly correlated with Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF), actionbacterial, protozoa and total PLFA. In addition, soil microorganisms and total PLFA were significantly correlated with soil respiration. However, there was no significant correlation between TN and OC with protozoa. The correlations between pH, EC, CCE and sand with protozoa were significantly negative, but in the case of silt, this correlation was significantly positive. Different studies showed that soil organic matter is the main nutrient source for soil microorganisms and soil microorganisms are also the essential part of C and N cycles. The effects of tree compositions on 16:0 10-methyl, 18:2 w6c, 20:2 w6c, 20:3 w6c and 20:4 w6c were significant(p
    Keywords: Hornbeam, Maple, Microbial community, Parrotia, Phospholipid fatty acids
  • سیده زهرا سیدموسوی، جهانگیر محمدی *، شعبان شتایی
    در این تحقیق قابلیت داده های لیزر اسکنر هوایی (ALS)در برآورد مساحت تاج پوشش و ارتفاع درختان جنگلی در بخشی از جنگل های طبیعی شصت کلاته گرگان مورد ارزیابی قرار گرفت. در این مطالعه 117 پایه ی درختی از درختان که دارای تاج پوشش مستقل بودنده اند و تداخل تاجی با پایه های مجاور نداشتند به روش تصادفی انتخاب گردیدند. در این مطالعه اطلاعات نوع گونه، ارتفاع، قطر بزرگ و قطر کوچک تاج هر درخت اندازه گیری شد. ارتفاع درختان با استفاده از دستگاه اندازه گیری ارتفاع درخت (Vertex IV) اندازه گیری و موقعیت مراکز درختان با استفاده از سیستم DGPS برداشت شد. پس از حذف تمامی نقاط و تهیه مدل رقومی ارتفاعی زمین و مدل رقومی سطح زمین، جهت تعیین ارتفاع و قطر بزرگ و کوچک تاج پوشش درختان ازنرم افزار Fusion استفاده شد. جهت جداسازی مرز تاج پوشش تک درختان و تهیه پلی گون مرز آن ها از تصاویر دوربین رقومی هوایی UltraCam-D استفاده گردید. نتایج حاصل از روابط رگرسیونی بین ارتفاع و مساحت تاج پوشش درختان اندازه گیری شده با استخراج شده از داده های لیزر اسکنر هوایی نشان داد که ارتفاع و مساحت تاج پوشش درختان به ترتیب با ضرایب تبیین 974/0 و 997/0 برآورد شدند. مقدار درصد میانگین مجذور مربعات خطا ارتفاع و مساحت تاج پوشش درختان به ترتیب 13/6 و 24/7 درصد و میانگین اختلاف بین ارتفاع و مساحت تاج پوشش درختان اندازه گیری شده و استخراج شده از داده های لیزر اسکنر هوایی به ترتیب 72/0 متر و 38/12 مترمربع به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد که داده های لیزر اسکنر هوایی قابلیت برآورد ارتفاع و مساحت تاج پوشش درختان دارای تاج مستقل را با دقت بالا دارا هستند.
    کلید واژگان: ارتفاع تک درختان, داده های لیزر اسکنر هوایی, مساحت تاج پوشش تک درختان, جنگل شصت کلاته گرگان
    Zahra Seyed Mousavi Sayedeh, Jahangir Mohammadi *, Shaban Shataee
    The present study eas aimed to evaluate the potential of ALS data in estimation of individual canopy cover area and tree heights for the part of Shast Kalate of Gorgan. In this study 117 tree that located in dominant forest story and without overlay with adjacent trees, were selected. Center coordinates of sample trees were determined using DGPS system. Individual canopy area and tree heights were extracted using in Fusion software. UltraCam-D images were used to separating the canopy border of a single tree and produce a tree polygon. The result of linear regression between individual canopy area and tree heights in the field measurement and ALS data were yielded coefficients of determination , (0.974 and 0.997); RMSE% (6.13 and 7.24) respectively. Mean differences between individual canopy area and tree heights of field measurement and ALS data were achieved 0.72 m and 12.8 . Therefore the results of this study showed that ALS data are capable of estimating of individual canopy and tree heights with high accuracy.
    Keywords: Airborne Laser Scanning data, Height at individual, canopy Individual area, Shast, Kalate forests of Gorgan
  • Siavash Kalbi, Asghar Fallah, Shaban Shataee, Rasoul Yousefpour, Pett Bettinger
    Investigation on spatial distribution of tree growth characteristics in different forest stands, has a fundamental role in assessing possible harvest planning considering potential of the stands. The aim of this study is mapping the spatial distribution of forest characteristics such as stand volume growth, diameter, growth, ingrowth) and determining the amount of tree mortality in the district three of Sangdeh region within a period of 5 years. Two methods of Ordinary Kriging (OK) and weighted Inverse Distance (IDW) interpolation were applied for mapping. For this purpose, we calculated the increment using direct measurement in 130 permanent sample plots. The results of this study showed that the mean volume increment, diameter increment, ingrowth and annual mortality were 5.65 cubic meters per hectare per year, 0.48 cm, 3.5 and 4.2 stems per hectare per year, respectively. For volume increment, the IDW method by power one and with a root mean square error 0.29 cubic meters per hectare per year, for diameter increment, ingrowth and annual mortality the ordinary Kriging method with a root mean square error 0.219 cm per year, 1.4 and 2.8 nha-1y-1 showed better results, respectively. Overall the results showed that geostatistical methods are efficient methods for mapping forest growth characteristics.
    Keywords: Bias, Growth, Interpolation, inverse distance, Ordinary kriging
نمایش عناوین بیشتر...
سامانه نویسندگان
  • دکتر شعبان شتایی جویباری
    دکتر شعبان شتایی جویباری
    استاد گروه جنگلداری، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، 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