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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « change detection » در نشریات گروه « جغرافیا »

تکرار جستجوی کلیدواژه «change detection» در نشریات گروه «علوم انسانی»
  • امین عبدلعلی پور، مریم رحمتی*، امیر قلیچی

    ایران کشوری با تنش آبی بالاست؛ به طوری که در اکثر حوضه های آن، بهره برداری از منابع آب در عمل از کل آب تجدیدپذیر سالانه آن بیشتر است. این شرایط کمیابی آب با نشانه هایی همچون فرسایش خاک، طوفان های گرد و غبار و خشک شدن تالاب ها و دریاچه ها می تواند توسعه پایدار را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. پایش دوره ای دریاچه ها به عنوان منابع آبی حساس، روشی کارامد برای حفظ این منابع آبی و مدیریت بهینه آنهاست. پژوهش حاضر با هدف آشکارسازی پهنه های آبی فرسایش طی دوره های کم آبی و پرآبی، سنجش دقت و صحت این پهنه ها با کمک شاخص های طیفی سنجش از دور و تحلیل علل این تغییرات در دریاچه نیور انجام شد. برای تشخیص توده آبی و غیر آبی، سه شاخص استخراج اتوماتیک آب (AWEISH)، اختلاف آب نرمال شده (NDWI) و اختلاف پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) طی یک دوره 32 ساله کم آبی و پرآبی بر روی تصاویر لندست 5 و 8 اجرا شد. میزان عملکرد هر یک از شاخص ها (صحت کلی و ضریب کاپا) در قالب الگوریتم ماشین بردار پشتیبان (SVM) و روش کمترین فاصله ارزیابی شد. نتایج پایش سه دهه تغییرات میانگین سالانه مساحت پهنه آبی دریاچه، روندی نزولی داشت. به طور کلی با توجه به هر سه شاخص آبی، مرز دریاچه در سال 2005 به طور میانگین بیشترین پیشروی را به سمت خشکی (13/4 کیلومتر مربع) داشت و در سال 2019، کمترین میزان پیشروی (21/2 کیلومتر مربع) را نشان داد. برای تحلیل هر چه دقیق تر این تغییرات طی سال های اخیر، داده های اقلیمی نزدیک ترین ایستگاه هواشناسی منطقه (سینوپتیک اردبیل) تجزیه و تحلیل شد و به خوبی توانست تاثیر نوسانات بارشی را بر روند تغییرات مساحت دریاچه نشان دهد.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, پهنه های آبی فرسایش, دریاچه نئور, سنجش از دور}
    Amin Abdolalipour, Maryam Rahmati*, Amir Ghelighi
    Introduction

    The change and evolution of land and water erosion zones through time shows the stability of natural lake ecosystems. Therefore, monitoring the fluctuations of the lake boundary through the preparation of remote sensing data through time, with high spatial and temporal resolution, can reveal the effects of natural hazards, including drought. Compared to other methods, the remote sensing methods due to their ability to easily and cheaply access data, their high accuracy and comprehensiveness, wideness of satellite images and their spectral diversity are considered an effective tool in water resource management and lakes monitoring. Therefore, the importance of monitoring the changes in water-land erosion areas of Lake Neor can provide a suitable platform for making efficient management decisions and prioritizing executive programs to deal with the water shortage crisis. This research has been conducted with the aim of evaluating the changes in water and land erosion areas of lake Neor (as the largest fresh water lake in Ardabil province and one of the most important tourist attractions of this province) in relation to climatic factors during a period of 32 years. This issue has been less discussed in the studies conducted in the region.

    Methodology

     Most of the data of this research are time series of Landsat 5 and 8 images during the period of 1988-2020, which were obtained from the website of the US Geological Survey. The map of the studied basin was extracted using ASTER DEM and ARC HYDRO tool. Atmospheric and geometric corrections on the images were applied in ENVI 5.3 software. Water areas were extracted using AWEI, NDWI and NDVI indexes. ARC GIS 10.2 software was used to get the final outputs of the maps. The 32-year climate statistics of the synoptic station of Ardabil city were obtained from the Meteorological Organization of the country in order to investigate the causes of changes in water erosion zones.

    Results  

     The application of three different water indicators on the images indicated that the water area of the lake has decreased from 1988 to 2020 . The largest water area obtained from the AWEISH index in 1992 is 4.1 square kilometers and the smallest lake area in 2019 is 2.2 square kilometers and 2005 with 4.08 square kilometers. The lowest area of the lake according to this index is related to the year 2019 with an area of 2.28 square kilometers and in 1991 with an area equal to 2.26 square kilometers. These numbers have been repeated in other indices with a slight difference. This great fluctuation of the water level of the lake during three decades can have several reasons. In this study, rainfall changes during the studied years have been considered as the main cause. The comparison of the fluctuations of rainfall with changes in the lake level shows the water of the lake has prograded a lot towards the land in the rainy years (1992 and 2005). Also, the performances of three water indexes (general accuracy and Kappa coefficient) were evaluated in the form of Support Vector Machine (SVM) algorithm and the Minimum Distance method. The overall accuracy and Kappa coefficient in all three indicators is higher than 0.92 which indicates the used methods in the extraction of water have high compliance with the land use.

    Discussion & Conclusions

    In this research, the surface dynamic changes of Lake Neor in relation to climate fluctuations (precipitation) during the period of 1988-2020 were studied using multi-temporal data. In order to detect the temporal-spatial changes of the lake water level, three different indices of quantitative water extraction (AWEISH, NDVI and NDWI) were used. The performance of each of them (general accuracy and Kappa coefficient) was evaluated in the form of Support Vector Machine (SVM) algorithm and the Minimum Distance method. It was found that the AWEISH index had the lowest error compared to other indices used in the detection of water areas. The results of monitoring three decades of changes in the area revealed that the annual average of the water area of the lake has experienced a decreasing trend. This downward trend has become more intense during the last years of this period due to climate changes and occurrence of recent droughts. In order to optimally manage this lake, considering its environmental importance and tourist attractions, the boundaries of the lake's bed and privacy should be determined by the relevant organizations such as Department Of Environment, Water Resources Management Company and remote sensing researchers. Another suggestion in this regard is to use these indicators in places with diverse geomorphological, climatic and environmental conditions simultaneously to be able to have a better assessment of their accuracy in detecting water areas.

    Keywords: Change detection, Erosion water zones, Neor lake, Remote sensing}
  • سحاب بیدگلی کاشانی، مهران فدوی، ولی الله عزیزی فر

    به موازات افزایش روزافزون جمعیت شهرنشین، میزان ساخت و ساز در فضای شهر توسعه یافته است. توسعه ساخت و ساز در فضای افقی و بدون توجه به محدودیت های موجود منجر به بروز مشکلات محیطی، اقتصادی و حقوقی برای شهروندان شده است. دستیابی به میزان، شدت و جهت توسعه ساخت وساز از گذشته تا کنون و پیش بینی وضعیت ساخت و ساز در آینده، نخستین گام در جهت مدیریت علمی و عملی توسعه فیزیکی ساخت و ساز شهری، و برنامه ریزی و ارایه راهکارهای مناسب به منظور ایجاد تناسب مابین تخصیص مکانی-فضایی ساخت و ساز و انواع ملاحظات حقوقی، اقتصادی و محیطی می باشد. داده ها و اطلاعات مستخرج از تصاویر ماهواره ای ضمن نمایش تغییرات تاریخی ساخت و ساز شهری، به عنوان داده های ورودی اصلی، لازم و ضروری برای مدل های پیش بینی وضعیت آن در آینده مورد استفاده قرار می گیرند. در این تحقیق تصاویر ماهواره ای سنجنده های TM، ETM+ و OLI ماهواره لندست در بازه های زمانی 2007-1997 میلادی و 2017-2007 میلادی مربوط به شهر ساری مورد ‏استفاده قرار گرفت. بعد از انجام تصحیحات هندسی، نقشه های محدوده شهر تهیه شد. سپس با استفاده از پارامترهای موثر در تغییرات ساخت وساز شهری، با استفاده از مدل سلول های خودکار مارکوف، میزان دقت شبیه سازی‏های انجام شده موردبررسی قرار گرفت. نهایتا برای صحت سنجی، نقشه‏های شبیه سازی شده و نقشه واقعیت زمین با یکدیگر تطابق داده شدند. شبیه سازی روند توسعه ساخت و ساز در سال 2027 با استفاده از مدل سی ای مارکوف نشان داد که در صورت ادامه تجویزهای مدیریتی موجود، این محدوده از مساحت 90/4617 هکتار در سال 2017 به 44/4357 هکتار در سال 2027 کاهش خواهد یافت. لیکن بررسی نقشه های تغییرات و نقشه های پایداری نشان داد که در بازه زمانی 2017 الی 2027 میلادی پهنه های جدیدی تحت ساخت و ساز قرار می گیرند که پیش از این عمدتا کاربری کشاورزی و بایر داشته اند.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, پیش بینی و شبیه سازی تغییرات, سنجش از راه دور, ساخت و ساز شهری, مدل سلول های خودکار مارکوف}
    Sahab Bidgoli Kashani, Mehran Fadavi, Valiollah Azizifar

    Along with the ever-increasing urban population, the amount of construction in the city space has been developed. The development of construction in the horizontal space and regardless of the existing restrictions has led to environmental, economic and legal problems for the citizens. Achieving the amount, intensity and direction of construction development from the past to the present and predicting the construction situation in the future is the first step towards the scientific and practical management of the physical development of urban construction, planning and providing suitable solutions in order to create a balance between allocation Spatial-spatial construction and all kinds of legal, economic and environmental considerations. Data and information extracted from satellite images, while showing the historical changes of urban construction, are used as the main, necessary and necessary input data for models to predict its future state. In this research, satellite images of TM, ETM+ and OLI sensors of Landsat satellite were used in the time periods of 1997-2007 and 2007-2017 related to the city of Sari. After performing geometrical corrections, city area maps were prepared. Then, by using the effective parameters in urban construction changes, using the Cellular Automata(CA) Markov Model, the accuracy of the simulations was checked. Finally, for validation, the simulated maps and the ground reality map were matched with each other. The simulation of the construction development process in 2027 using the CA-Markov model showed that if the existing management regulations continue, this area will decrease from 4617.90 hectares in 2017 to 4357.44 hectares in 2027. But the examination of change maps and stability maps showed that new areas will be under construction between 2017 and 2027, which were mainly used for agriculture and barren land.

    Keywords: Change Detection, Change Prediction, Simulation, Remote Sensing, Urban Construction, Cellular Automata(CA) Markov Model}
  • زهرا حسنیان، رضا حسن زاده، مهدیه حسینجانی زاده، مهدی هنرمند

    در این پژوهش به منظور تعیین تغییرات کاربری اراضی محدوده معدنی مس سرچشمه، از داده های ماهواره ای سری زمانی لندست در طی دوره 46 ساله از 1972 تا 2018 میلادی استفاده شده است. جهت این امر روش های پردازش تصاویر ماهواره ای از جمله روش-های طبقه بندی حداکثر احتمال و تعیین تغییرات پس از طبقه بندی مورد استفاده قرار گرفتند. جهت انجام طبقه بندی کاربری اراضی کلاس های محدوده معدنی، محدوده صنعتی، پوشش گیاهی و زمین بایر تعریف شدند. نتایج حاصله با داده های واقعی با استفاده از روش صحت کلی و ضریب کاپا اعتبارسنجی شدند. نقشه کاربری اراضی در بازه های 5 ساله تهیه گردید و در نهایت با روش تعیین تغییرات پس از طبقه بندی برای دوره های 5 ساله، 16 ساله و 46 ساله جهت آشکارسازی میزان تغییرات کاربری از یک طبقه به سایر طبقات مورد تحلیل قرار گرفتند. تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین در محدوده معدن سرچشمه بین زوج تصویرهای سال های در دوره های 5 ساله 1984-1972 و 1988-1984 و 1993-1988 و 1998-1993 و 2003-1998 و 2008-2003 و 2013-2008 و 2018-2013 و دوره های 16 ساله 1972-1988 و 1988-2003 و 2003-2018 و دوره 46 ساله 1972-2018 میلادی بررسی شد. نتایج حاصله نشان داد که حداکثر تغییرات از سال 1972 تا 2018، در محدوده معدنی به مساحت 4/15 کیلومتر مربع و در محدوده صنعتی به 6/3 کیلومتر مربع و پوشش گیاهی به مساحت 8/0 کیلومتر مربع می باشد. با انجام این تحقیق میزان تغییرات در هر کاربری، جهت گسترش معدن، باطله ها و ناحیه صنعتی را مشخص و سیاست های توسعه ای و زیست محیطی لازم را جهت توسعه پایدار معدن در آینده برنامه ریزی نمود.

    کلید واژگان: کاربری اراضی, حداکثر احتمال, تعیین تغییرات, تصاویر OLI}
    Zahra Hassanian, Reza Hassanzadeh, Mahdieh Hossienjanizadeh, Mehdi Honarmand

    This paper evaluates land-use changes in Sracheshmeh copper mine using temporal Landsat satellite imageries during period of 1972 to 2017. This aim was accomplished based on maximum likelihood classification method and post classification change detection method. The study area was classified considering 4 main classes including mining area, industrial area, bare land and vegetation class. The results were validated by comparing to real data classes using overall accuracy and kappa coefficient methods with 95% and 0.94, respectively. Land use changes in Sarcheshmeh mining region were investigated through comparison between pair images of time period of 5 years including 1972-1984, 1984-1988, 1988-1993, 1998-2003, 2003-2008, 2008-2013, 2013-2018 and time periods of 16 years including 1972-1988, 1988-2003, 2003-2018 and time period of 48 years from 1972 to 2018. years indicating severe increase in mining and industrial classes to 15.4 and 3.6 km2, respectively. Based on the results, experts and managers can identify the amount of changes among different land-use classes and establish development and environmental policies toward sustainable development in mining areas.

    Keywords: Land-use, Maximum likelihood, Change detection, OLI, Sarhceshmeh copper mine}
  • رحیمه رستمی*، علی محمد خورشیددوست، مائده باکویی

    خشک شدن دریاچه ارومیه تاثیر فراونی بر محیط اطراف خود دارد. شوری خاک حاشیه دریاچه، افزایش ریزگردهای نمکی و کاهش کشاورزی معمول در این منطقه از جمله اثرات این خشکی است. با برنامه ریزی صحیح و مطالعات گسترده می توان کمبودهای ایجاد شده را به فرصت تبدیل کرد و از آن حداکثر بهره را برد. در پژوهش حاضر با استفاده از تصاویر مربوط به لندست 5 و 8 تغییرات ایجاد شده در نوع کاربری ها و پوشش گیاهی منطقه از سال 2000 تا 2016 مورد بررسی قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل تصاویر با استفاده از روش های شی گرا صورت گرفته است و میزان شوری خاک با استفاده از شاخص های شوری و طی سال های 2000 تا 2016 محاسبه شده است. تغییرات کاربری به روش شی گرا در نرم افزار Ecognation به دست آمده و محاسبات مربوط به میزان تغییرات با استفاده از نرم افزار Arc map و Excel انجام گرفته است. مطالعه بر روی 4 دوره 2000، 2006 و 2010 که تصاویر لندست 5 می باشند و تصویر نهایی که مربوط به لندست 8 بوده و سال 2016 می باشد. تصاویر مربوط به هر سال ابتدا ب روش شی گرا به 9 طبقه آب، شوره زار، نمک جدید، مراتع و مراتع ضعیف، شهر، زراعت، زمین بایر و باغ طبقه بندی شده است. پس از طبقه بندی میزان تغییرات طی این سال ها به دست آمده است. نتایج نشان دهنده کاهش 25.43درصدی میزان آب و افزایش 21.03 درصدی شوره زارها طی سال های 2000 تا 2016 می باشد.

    کلید واژگان: دریاچه ارومیه, شوری, لندست, تغییرات کاربری, شی گرا}
    Rahimeh Rostami *, Ali Mohammad Khorshiddoust, Maedeh Bakuoyi
    Introduction

    Drying up of Urmia Lake has great influence on the surrounding environment. The salinity of the soil on the edge of the lake, the increase of salt particles and the reduction of the usual agriculture in this area are among the effects of this drought. With proper planning and extensive studies, it is possible to turn the created deficiencies into opportunities and take maximum advantage of them. One of the parameters that can be checked using satellite data is soil salinity. Soil salinity is the accumulation of dissolved salts in the form of electrical conductivity, and it can be measured.  In this study, the changes in land use and vegetation from 2000 to 2016 have been investigated using Landsat 5 and 8 images. The analysis of the images has been done using object-oriented methods, and the soil salinity has been calculated using salinity indices and during the studied years. Soil salinity index as well as other indices such as plant indices has been used in the classification and examination of changes. Land use changes were obtained by object-oriented method in Ecognation software and calculations related to the amount of changes is done using Arc map and Idrisi software. The study was carried out on 4 periods of 2000, 2006, 2010 and 2016. The images related to each year are first classified into 9 classes of water, salt marsh, new salt, pastures and weak pastures, city, agriculture, barren land and garden by object-oriented method. After classification, the amount of changes during these years has been obtained.

    Data and methods

    Most of the study area is located in pass 168 and row 34, and only parts of the lake in the northwestern part of the study area are outside this image, so to get the desired result, we have to mosaic the images of passes 168 and 169 with rows 33 and 34. Processing is divided into three stages: pre-processing, processing and post-processing.Segmentation is the first step in processing images in object-oriented methods. Segmentation is the integration of objects from small to large based on the parameters of color, shape, density, smoothness and scale. In this study for processing have used from ecognation Software. The method used to classify images is the thresholding method. In order to improve the classification method, salinity indices and vegetation indices have used in this study.

    Conclusion

    The amount of water in the lake has decreased drastically between 2000 and 2016, and it has decreased from 54.39% range to 29.26%. By examining the changes, it can be seen that other land uses have been reduced, and salt marshes have been added.  The comparison of land uses from 2000 to 2016 shows that the amount of salt marshes has increased from 12.37% in 2000 to 13.84% in 2006, 24.7% in 2010 and 33.25% in 2016. Studies show that the intensity of changes in the amount of water and salinity between the years 2006 to 2010 and 2010 to 2016 is much more intense than the period 2000 to 2006. It seems that before 2006, unprincipled exploitation of lake water and underground water was less than after 2006, or the environment had the ability to recover the amount of water harvested. As it can be seen from the map of 2000, the amount of new or wet salt around the lake is very small, which has increased with the decrease of the lake's water. The survey of gardens in the studied area shows that the area occupied by gardens has increased from 2000 to 2010, but the results of changes in use from 2010 to 2016 show that the area of gardens has almost halved (1099 pixels from the image in 2010 And 667 pixels in 2016) that one of the factors of this reduction can be soil salinity.Another thing that can be seen by studying the maps is the distribution of new salt in the areas far away from the lake, which at first was only attached to the water at the edge, but over time, when the amount of this type of salt increased, due to the occurrence of salt storms, it was spread to further areas. If measures are not taken to control this amount of salt and soil salinity that has occurred after that and will increase over time, we will witness more severe problems in the region.

    Keywords: Urmia Lake, Salinity, Landsat, Change detection, Object base}
  • مصطفی نوجوان، فاطمه طبیب محمودی*

    اعمال قرنطینه ناشی از پاندمی کووید-19 از بهار سال 1399 موجب ترمیم جهانی عناصر آب و هوایی مانند کیفیت هوا و دما گردیده است. در این تحقیق، تاثیر اعمال قرنطینه ناشی از پاندمی کووید-19 بر شدت جزایر گرمایی شهری با توجه به تعطیل شدن فعالیت های صنعتی مانند کارخانه ها و نیروگاه ها و اعمال قوانین جدید جهت کاهش حجم ترافیک در شهر تهران مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، از داده های سنجش از دور زمانمند ماهواره لندست-8 برداشت شده از قسمتی از شهر تهران استفاده شده است. روش پیشنهادی در این تحقیق، مشتمل بر تولید نقشه های جزایر گرمایی با استفاده از تحلیل قانون مبنای ویژگی های دمای سطح زمین، شاخص اختلافات نرمال شده پوشش گیاهی و نقشه کاربری/ پوشش اراضی می باشد. نتایج آشکارسازی تغییرات جزایر گرمایی نشان داد میانگین دمای شهر تهران در دوران اعمال قرنطینه نسبت به سه سال قبل و یک سال بعد از آن در دوره زمانی مشابه، کاهش محسوسی داشته است. نتایج حاصل از آشکارسازی تغییرات کلاس های شدت جزایر گرمایی نیز نشان داد که در سال 1399 و همزمان با اعمال قرنطینه و محدودیت های ناشی از پاندمی، درصد مساحت کلاس جزایر گرمایی با شدت زیاد  61/17 درصد کاهش داشته و به موازات آن مساحت کلاس جزایر گرمایی با شدت کم نسبت به سه سال قبل 8/12 درصد افزایش را نشان داده است. به علاوه، در منطقه مسکونی منتخب در این تحقیق، مساحت کلاس جزایر گرمایی با شدت زیاد در مدت قرنطینه سال 1399 به میزان 25/5 % بیشتر از منطقه صنعتی منتخب و 1/6 % بیشتر از منطقه فضای سبز منتخب، کاهش را نشان داده است.

    کلید واژگان: جزایر گرمایی شهری, دمای سطح, شاخص پوشش گیاهی, آشکارسازی تغییرات, کووید-19}
    Fatemeh Tabib Mahmoudi*

    Rapid urbanization in recent decades has been a major driver of ecosystems and environmental degradation, including changes in agricultural land use and forests. Urbanization is rapidly transforming ecosystems into buildings that increase heat storage capacity. Loss of vegetation and increase in built-up areas may ultimately affect climate variability and lead to the creation of urban heat islands. The occurrence of natural disasters such as flood, earthquake … is one of the most effecting factors on the changes in intensity of urban heat islands. So far, a lot of research has been done on how it is affected by various types of natural disasters such as floods, earthquakes, droughts and tsunamis.Two major environmental challenges for many cities are preventing flooding after heavy rains and minimizing urban temperature rise due to the effects of heat islands. There is a close relationship between these two phenomena, because with increasing air temperature, the intensity of precipitation increases. Drought is also a phenomenon that is affected by rainfall, temperature, evapotranspiration, water and soil conditions. One of the major differences between drought and other natural disasters is that they occur over a longer period of time and gradually than others that occur suddenly. Another natural disaster is the tsunami, which increases the area of water by turning wetlands into lakes, thereby increasing the index of normal water differences, which has a strong negative relationship with surface temperature. Ecosystems in urban areas play a role in reducing the impact of urban heat islands. This is because plants and trees regulate the temperature of their foliage by evaporation and transpiration, which leads to a decrease in air temperature.Applying the locked down of the Covid-19 pandemic since the spring of 2020 has led to the global restoration of climatic elements such as air quality and temperature. In this study, the effects of Covid-19 locked down on the intensity of urban heat islands due to the limitations in industrial activities such as factories and power plants and the application of new laws to reduce traffic in Tehran were investigated. In this regard, the Landsat-8 satellite taken from a part of Tehran city has been used.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effects of locked down in the spring of 2020 on the intensity of urban heat islands; the status of UHI maps in Tehran during the same period of locked down in three years before and one year after has been studied. The proposed method in this paper consists of two main steps. The first step is to generate UHI maps using land surface temperature (LST), normalized difference vegetation index (NDVI) and land use / land cover map analysis. In the second step, in order to analyze the behavioral changes in the intensity of urban heat islands during locked down and compare it with previous and subsequent years, changes in the intensity of UHIs are monitored.UHI maps consist of three classes of high, medium and low intensities urban heat islands, which are based on performing the rule based analysis on land surface temperature characteristics and normal vegetation difference index derived from Landsat-8 satellite images as well as land use / land cover map. LULC maps are produced by support vector machine classification method consisting of three classes of soil, building and vegetation. In order to calculate the spectral features used in the rule based analysis, atmospheric and radiometric corrections must first be made on the red, near-infrared, and thermal spectral bands of the image captured by the Landsat-8 satellite. Then, vegetation spectral indices including NDVI and PV indices are generated.

    Disscussion of Results

    The capability of the proposed algorithm in this paper is first evaluated in the whole area covered by satellite images taken from the city of Tehran, and then in three areas including residential, industrial and green spaces. The data used inhis article are images taken by the OLI sensor of Landsat-8 satellite in the spring of 2017-2021.in the first step of the proposed method, maps of urban heat islands are generated based on multi-temporal satellite images of Landsat-8 taken in the years 2017to 2021 in the MATLAB programming software. Then, by comparing pairs of UHI maps in each of the residential, industrial and green space study areas, the trend of changes in the intensity of UHI is analyzed and the effects of locked down application in 2020 are evaluated.The results of changes detection in urban heat islands in the period under consideration in this study showed that the percentage of areas that are in the class of high UHI in 2020 due to locked down of pandemic Covid-19 compared to the average of three years before that is 55.71%, has a decrease of 17.61%. The percentage of areas in the class of medium UHI intensity in 2020 due to locked down compared to the average of three years ago, which is 39%, increased by 4.8%, and in 2021 this amount again has decreased to less than the average. Also, the percentage of low intensity UHI class in 1399 compared to the average of three years ago, which is 5.3%, has increased by 12.8%.

    Conclusion

    In this study, the effect of locked down application due to the Covid-19 virus pandemic, which was applied in Iran in the spring of 2020 is investigated on the intensity of  urban heat islands in a part of Tehran city and three selected areas with residential, industrial and green space. Detection of changes in the intensity of urban heat islands was done based on the post-classification method and on the UHI classification maps related to the years 2017 to 2021. In order to produce UHI maps, in addition to the land surface temperature, the amount of vegetation index and the type of land use / land cover class were also used in the form of a set of classification rules.Comparing the results of the study areas of residential, industrial and green spaces, it is important to note that the rate of reduction of the area of UHI with high intensity in the residential area is 5.25% more than the industrial area and 6.1% more than the green space. However, the reduction of locked down restrictions in 2021 had the greatest effect on the return of the area of ​​the high UHI class and caused the area of ​​this class to increase by 23% compared to 2020. These results indicate the fact that restrictions on the activities of industrial units such as factories and power plants and the application of new laws to reduce traffic, despite the same weather conditions in an area have been able to significantly reduce the severity of urban heat islands.

    Keywords: Urban Heat Islands, Surface Temperature, Vegetation Index, Change Detection, CoVID-19}
  • Abolfazl Ghanbari *, Khalil Valizadeh, Kamran, Ali Mohammad Fazel

    Land use and land cover change have been among the most important perceptible changes taking place around us.Although perceptible, the magnitude, variety and the spatial variability of the changes taking place has made the quantification and assessment of land use and land cover changes a challenge to scientists. Furthermore, since most of the land use and land cover changes are directly influenced by human activities, they rarely follow standard ecological theories. The Remote Sensing and Geographic Information System has proved to be very important in assessing and   analyzing land use and land cover changes. Satellite-based Remote Sensing, by virtue of its ability to provide synoptic information of land use and land cover at a particular time and location, has revolutionized the study of land use and land cover change. The temporal information on land use and land cover helps identify the areas of change in a region. The use of Geoinformatics has enabled us to assign spatial connotations to land use land cover changes, namely,population pressure, climate, terrain, etc which drive these changes. This has helped scientists to quantify these tools and to predict various scenarios. The purpose of this paper is to detect and evaluate land use and land cover changes (LULCC) of  Khanaqin urban area over 20 years using remote sensing techniques and Landsat dataset for years 2000, 2010, and 2020. For this purpose supervised classification algorithm and maximum likelihood method has been used. Results show that Water lands, Built-up area, and Vegetation areas increased from 2000 to 2020 in the last 20 years while Barren lands, and Agricultural mixed lands had decreased. According to the analysis and results obtained, this research can be useful in the field of regional and environmental management in the city of Khanaqin and in the field of urban planning and management and research decisions in this region can be used

    Keywords: Land use, Land cover, Change Detection, remote sensing, Khanaqin}
  • فرهاد حمزه*، هادی عبدالهی

    مناطق ساحلی به دلیل وفور امکانات بالقوه جهت توسعه از دیر باز مورد توجه نوع بشر می باشد و این را می توان دلیل تمرکز 75 درصد از جمعیت دنیا در شعاع 200 کیلومتری سواحل دانست. (1)هدف از این تحقیق آشکارسازی و پایش تغییرات کاربری اراضی نواحی ساحلی عسلویه با استفاده از تصاویر لندست در 2 بازه زمانی 16 ساله (1984-2000-2016) می باشد. نقشه های کاربری اراضی برای سال های مورد نظر از تصاویر ماهواره لندست استخراج و با استفاده از نقشه های موجود و همچنین تصاویر google earth اصلاح شدند و از طریق ماتریس خطا، ضریب کاپا و دقت کلی صحت سنجی گردیدند که به ترتیب ضریب کاپای (0.94، 0.8808 و 0.9517) و دقت کلی (96.56% ، 95.4952% و 93.5883%) برای هر یک از سال های 1984، 2000 و 2016 بدست آمد.نتایج نشان می دهد که در مدت 32 سال افزایش مساحت در واحد کاربری مناطق مسکونی (126.36 کیلومتر مربع) و پوشش گیاهی (6.13 کیومتر مربع) و کاهش مساحت در کلاس کاربری نواحی بایر (125.37-) و محدوده آبی (7.15- کیلومتر مربع) رخ داده است. زمین های بایر دارای بیشترین تغییرات و واحد مناطق مسکونی دارای بیشترین توسعه می باشد.

    کلید واژگان: شکارسازی تغییرات, کاربری اراضی, عسلویه, طبقه بندی نظارت شده}
    Farhad Hamze *, Hadi Abdollahi

    Coastal areas has been important for mankind because of the abundance of potential possibilities for development since long time ago and this can be the reason for concentration of %75 of the world's population at radius of 200 km from the coasts.The purpose of this study is the change detection of land use in coastal areas of assalouye by using landsat images in two 16-year periods (2984-2000-2016). Land use maps for these years was extracted from landsat satellite imagery and was corrected by using of available maps and also google earth images and was verified through the error matrix approach, kappa coefficient and overall accuracy. kappa coefficient ( 0.94; 08808 and 0.9517) and overall accuracy (96.56%; 95.4952% and 93.5883% ) was obtained for 1984, 2000 and 2016 years respectively.The results show that increase in area in the residential areas use unit (126.36 square kilometer ) and vegetation (6.13 square kilometer) and decrease in area in the bayer areas use class (-125.37) and water range (-7.15 square kilometer) has been created during 32 years. Bayer lands has the most changes and residential areas unit as the most development.

    Keywords: change detection, Land use, assalouye, supervised classification}
  • مهری روزبهانی، غلامرضا جانبازقبادی*، صدرالدین متولی، جلال عظیمی آملی

    هدف اصلی این پژوهش آشکارسازی تغییرات ده ساله پوشش سبز کلانشهر تهران از سال 1389 تا 1398 با استفاده از سری زمانی تصاویر ماهواره های لندست 5، 7 و 8 می باشد. آشکارسازی تغییرات در دو مقیاس زمانی سالانه و ده ساله انجام و تحلیل نتایج، هم در سطح کلانشهر تهران و هم به تفکیک مناطق 22 گانه آن صورت پذیرفت. آشکارسازی تغییرات با رویکرد پس از طبقه بندی انجام شد. نوآوری این تحقیق شامل تلا ش ها برای اخذ بهترین نتیجه در مرحله طبقه بندی تصاویر است که در این راستا علاوه بر باندهای اپتیکی و حرارتی، از ویژگی های مختلفی شامل شاخص های مختلف گیاهی، آب و مناطق ساخته شده، مولفه های بافت تصویر و مولفه های اصلی استفاده شد. سه روش طبقه بندی بیشترین شباهت، شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان پیاده سازی شدند. مقایسه نتایج نشان داد که روش ماشین بردار پشتیبان با میانگین دقت کل 06/91 درصد نتایج بهتری داشته است. آشکارسازی تغییرات حاکی از کاهش 58/10 درصدی  پوشش سبز در دوره مورد بررسی است. بیشترین کاهش پوشش سبز به میزان 46/7 کیلومتر مربع در دوره 91-1390 اتفاق افتاده و بیشترین افزایش در دوره 95-1394 به اندازه 61/7 کیلومتر مربع بوده است. مناطق یک و 22 بترتیب با 2/5 و 37/2 کیلومتر مربع بیشترین میزان کاهش و مناطق 2 و 19 نیز به ترتیب با 5/0 و 47/0 کیلومتر مربع بیشترین افزایش در پوشش سبز شهری را در بین مناطق داشته اند.

    کلید واژگان: پوشش سبز شهری, آشکارسازی تغییرات, تهران}
    Mehri Roozbahani, Gholamreza Janbaz Ghobadi *, Sadroddin Motevalli, Jalal Azimi Amoli

    The main aim of this paper is to detect the ten-year changes in urban green spaces of Tehran metropolis, from 2010 to 2019, using the time series of Landsat 5, 7 and 8 images. The change detection was done in both annual and ten-year scale and the results are analyzed in two spatial scales; City level and municipal district-level. Detection of changes was done by a post-classification approach. The innovation of the study is efforts to reach the best results in the image classification step, for which in addition to optical and thermal bands various features including some vegetation indices, water   and built-up index, image texture components, and principal components were used. Three classification methods including maximum likelihood, artificial neural network and support vector machine were implemented. The results indicated that the support vector machine has had the best result with 91.06% mean overall accuracy. The change detection showed a 10.58% decrease in the Tehran green spaces in the period under review. The greatest decrease, about 7.46 Km2, occurred in the period 1390-91 and the largest increase was 7.61 Km2 in the period 1394-95. Among the 22 municipal districts, regions 1 and 22 with 5.2 and 2.37 Km2, respectively, have had the highest decrease in urban green space, and regions 2 and 19 with 0.5 and 0.47 Km2, respectively, have had the highest increase.

    Keywords: Urban green space, Change Detection, Tehran}
  • مریم سالمی، سولماز دشتی*، سید یحیی میرزایی

    پایش تغییرات واحدهای اراضی، مستلزم استفاده از روش های سریع و مناسب جهت جمع آوری اطلاعات و تلفیق لایه های اطلاعاتی با یکدیگر است.داده های استخراج شده از تصاویر ماهواره ای و تلفیق آن ها با داده های زمینی می تواند اطلاعات دقیق و بهتری را برای تصمیم گیریهای چندجانبه فراهم نماید. منطقه آزاد اروند با مساحت 37219 هکتار در شمال غربی خلیج فارس شامل شهرهای آبادان، خرمشهر و مینوشهر (جزیره مینو) می باشد، که در محل تلاقی دو رودخانه اروندرود و کارون واقع است.در این تحقیق از تصاویر TM سال 1368،ETM سال 1380 و OLI 1393 استفاده گردید. برای تهیه نقشه کاربری اراضی/پوشش اراضی از الگوریتم حداکثر احتمال روش طبقه بندی نظارت شده استفاده گردید و در نهایت پنج نوع کاربری (کشاورزی و باغات، شوره زار، مرتع و اراضی بایر، مسکونی و تاسیسات و سطوح آبی)در منطقه شناسایی شد. نتایج بیانگر تغییرات گسترده ای در منطقه مورد مطالعه بوده است.مراتع و اراضی بایر روند کاهشی را در بازه ی زمانی مورد مطالعه داشته است.اراضی کشاورزی و باغات نیز تا سال 1380 روند افزایشی و دربازه ی زمانی بعدی تا سال 1393 روند کاهشی داشته است.کاربری مسکونی و تاسیسات صنعتی از 12 درصد کل منطقه در سال 1368 به 7/14 درصد در سال 1380 و 6/29 درصد در سال 1393 افزایش یافته است.با توجه به اینکه منطقه آزاد اروند در بازه زمانی مورد مطالعه تغییرات کاربری زیادی متناسب با وضعیت خاص اقتصادی، جغرافیایی و استراتژیک داشته است،در مدیریت کاربری اراضی منطقه برنامه ریزی برای تغییرات باید مدنظر قرار گیرد،که با اصل توسعه پایدار در یک راستا باشد و به منابع طبیعی منطقه کمترین آسیب را وارد کند.

    کلید واژگان: پایش تغییرات, طبقه بندی نظارت شده, منطقه آزاد اروند}
    Maryam Salemi, Soolmaz Dashti *, Yahya Mirzayi

    Land use change detection requires the use of fast and appropriate methods to collect information and integrating information layers. Extracted data from satellite images and combine them with field data can provide accurate and better information for multilateral decisions. Arvand Free Zone with an area of 37219 hectars is located in northwest of Persian Gulf, in confluence of two rivers Karoon and Arvand and including the cities of Khorramshahr, Abadan and Minoo Island. In this study images of TM in 1990, ETM in 2002 and OLI in 2015 were used. For preparing the landuse/cover map maximum likelihood algorithm of supervised classification method was used. Ultimately, five types of landuse (Agriculture and gardens, saline solis, grassland and barren lands, residential and industrial facilities, water levels) identified. The results have been expressed wide changes in the study area. Grassland and barren lands had decreasing process in the study period of time.By the year 2002 ,agriculture and gardens had increasing trend then to 2015 had decreasing trend. Residential and industrial facilities from 12 percent of the total area in 1990 to 14.7 percent in 2002 and 29.6 percent in 2015 have increased. According to the results that Arvand Free Zone in the study period of time had many landuse changes on accordance with economic, geographic and strategic special situations, in area landuse management planning for changes should be considered.

    Keywords: Change detection, Supervised Classification, Arvand Free Zone}
  • مصطفی مهدوی فرد، شاهین جعفری، خلیل ولیزاده کامران*، صدرا کریم زاده

    جنگل های مانگرو از مهم ترین جنگل های مناطق حاره ای و نیمه حاره ای هستند که در امتداد سواحل جزر و مدی یافت می شوند. این جنگل ها یکی از آسیب پذیرترین اکوسیستم های دریایی به شمار می آیند که طی چندین سال تحت تاثیر فعالیت های انسانی دستخوش تغییرات می شوند. بنابراین پایش سریع و به موقع آن ها بایست در اهداف برنامه ریزان زیست محیطی قرار گیرد. امروزه سنجش از دور به عنوان ابزاری قدرتمند و به روز جهت پایش سریع جنگل ها شناخته شده است. هدف از این مطالعه بررسی تغییرات 30 ساله جنگل های مانگرو دماغه شمالی جزیره قشم طی سال های 1986، 2000 و 2020 است. براساس اهداف پژوهشی نقشه پوششی مانگرو با اعمال الگوریتم ماشین بردار پشتیبان بروی تصاویر لندست 5 و 8 در محیط آنی گوگل ارث انجین استخراج گردید. نتایج یررسی تغییرات 30 ساله حاکی از آن بود که جنگل های مانگرو طی ادوار پژوهشی (1986 تا 2020) روندی افزایشی داشته است بدین صورت که مساحت جنگل های مانگرو در سال 1986 از 78/5130 هکتار به 87/5471 هکتار در سال 2000 رسیده است که در حقیقت به میزان 23/6% مساحت جنگل ها افزایش داشته است. اما مساحت این جنگل ها در سال 2020 به 13/5967 هکتار رسیده است که این میزان نسبت به مساحت یاد شده در سال 1986 به 02/14%  افزایش یافته است. بطور کلی نتایج این پژوهش نشان می دهد که افزایش جنگل های مانگرو طی ادوار مطالعاتی نتیجه ی جنگل کاری مصنوعی توسط بومیان منطقه به منظور حفظ این اکوسیستم دریایی در منطقه بوده است که به تبع آن باعث رونق صنعت گردشگری در استان هرمزگان و حتی منطقه قشم شده است. آنچه که در پژوهش کنونی باعث تسریع فرایند پردازشی گردید، استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان و سامانه آنلاین گوگل ارث انجین است.

    کلید واژگان: جنگل مانگرو, آشکارسازی تغییرات, گوگل ارث انجین, الگوریتم SVM, لندست, جزیره قشم}
    Mostafa Mahdavifard, Shahin Jafari, Khalil Valizadeh, Kamran *, Sadra Karimzadeh

    Mangrove forests are one of the most important tropical forests found along the tidal coast. These forests are one of the most vulnerable marine ecosystems that are changing over the years due to human activities. Therefore, their prompt and timely monitoring should be the goal of environmental planners. The aim of this study was to investigate the 30-year changes of mangrove forests in the northern part of Qeshm Island during 1986, 2000 and 2020. Based on the research objectives, the mangrove cover map was extracted by applying SVM algorithm to Landsat 5 and 8 images in the instantaneous environment of Google Earth Engine. The results of 30 years of change showed that mangrove forests during the research periods (1986 to 2020) have an increasing trend, so that the area of mangrove forests in 1986 increased from 5130.78 hectares to 5471.87 hectares in 2000, which in fact amounted to 6.23% The area of forests has increased. However, the area of these forests reached 5967.13 hectares in 2020, which is an increase of 14.02% compared to the mentioned area in 1986. the results of this study show that the increase of mangrove forests during the study periods has been the result of artificial afforestation by the natives in order to preserve this marine ecosystem in the region, which has led to the prosperity of tourism industry in Qeshm region. What has accelerated the processing process in the current study is the use of the SVM algorithm and the Google Earth Engine system.

    Keywords: Mangrove Forest, Change Detection, Google Earth Engine, SVM Algorithm, Landsat, Qeshm Island}
  • عباسعلی افضلی، مجتبی یمانی*، محمد شریفی کیا، شیرین محمدخان

    جابه‏ جایی تپه ‏های ماسه ‏ای تهدیدی دایمی برای زیرساخت ‏های حمل و نقل، اراضی کشاورزی، و سکونتگاه‏ های پیرامون پلایای دامغان است. با وجود پژوهش ‏های انجام ‏شده در این منطقه، با هدف منشایابی رسوبات بادی، تحقیق حاضر دیدگاهی متفاوت برای ارزیابی مقادیر و جهت حرکت تپه‏ های ماسه ‏ای به‏ وسیله سنجش تغییرات همدوسی راداری و طبقه ‏بندی شی‏ءگرا ارایه می ‏دهد. در این تحقیق، ضمن بررسی کتابخانه ‏ای، از روش‏های دورسنجی و پیمایشی برای دست‏یابی به اهداف استفاده شده‏ است. نخست داده‏ های راداری 2017 و 2018 برای سنجش تغییر مقادیر همدوسی و شناسایی تپه‏ های فعال و تعیین واحد‏ کاری تحلیل شد. با توجه به پراکنش نامنظم تپه ‏های ماسه‏ ای، واحد کاری به 16 بلوک دارای یک تپه شاهد تقسیم شد. سپس، پردازش تصاویر Bird's eye و Geo eye با هدف استخراج جبهه بادپناه به‏ عنوان محل استقرار تپه ‏ها در سال‏های 2003 و 2016 به‏ وسیله طبقه ‏بندی شی‏ءگرا انجام گرفت. سپس، با استفاده از لایه ‏های مستخرج، مقادیر جابه‏ جایی توسط مدل بهینه ‏شده گای استخراج و آزیموت محاسبه شد. یافته ‏ها مقادیر جابه‏ جایی 4/22 متری، با آزیموت 135 درجه را در بازه زمانی سیزده ‏ساله نشان می‏ دهد. اعتبار‏سنجی یافته‏ ها با خروجی تحلیل آماری جهت باد در همین بازه و مقایسه آن با خروجی پردازش‏ ها بیانگر انتخاب صحیح قطعه شاهد بوده است.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, پلایای دامغان, فرسایش بادی, مخاطره طبیعی}
    Abbas Ali Afzali, Mojtaba Yamani *, Mohammad Sharifikia, Shirin Mohammadkhan

    Damage caused by the sand dunes movement is one of the most important environmental and socio-economic issues in desert region. erosion and wind processes study began with the work of Bagnold (1954). After significant advances in laboratory and physical approaches to the elements and forces involved in wind erosion and at the contemporary with the development of remote sensing tools and data and changes in methods and algorithms for interpreting aerial photographs and satellite images, the rapid emergence of planetary geomorphology and the search for analogies and similarities on other planets. Rapid developments in the geomorphology of wind processes took place. Using Landsat, ASTER and Quick bird images and LIDAR data, many studies have been done to classify sand dunes. After the launch of two ERS remote sensing radar satellites in 1991 and 1995, the value of CCD Was considered. But in Iran, most of the studies conducted in the desert region, such as the Damghan playa, have studied the changes in long-term periods, which are mainly of sediment origin and classified sand dunes using multispectral satellite data. The aim of this study was to use Sentinel-1 IW SAR time series data in arid regions to detect surface changes in the short term due to wind morph dynamic activity and on the other hand to evaluate the effectiveness of using both radar and optical data and Object-oriented classification model in the events and morphological changes detection of sand surfaces and forms. the results obtained from the processing of remote sensing data and classification and achieving the dimensions of sand dune mobility with the results of wind data analysis will be evaluated and verified.Materials and methodsDamghan plain located in Damghan plain with longitude 54 10 to 54 40 east and latitude 36 36 to 36 10 north has a hot and dry desert climate and an average rainfall of 100 mm per year, which due to the desert nature, is prone to wind morph dynamic performance. Therefore, in the present study, we aimed to evaluate the mobility of sand dunes as part of the natural hazards active in the region. The research method is library, remote sensing and surveying. Data analysis is based on two main concepts; segmentation and classification. Initially, based on geological and topography maps and field survey, geomorphology maps were created. Then based on the prepared and adapted maps and field surveillance, sandy forms were limited. Then, in order to determine the working units, using the CCD technique with Sentinel-1 radar images, the active and inactive parts of the sand forms were detected. Two radar interfrograme (Master and slave) related to the two dates of 14/05/2017 and 22/03/2018 were used to extract the CCD (based on phase difference).Finally, with the identification of work units, automatic detection and extraction of sand dunes was targeted, and for this purpose, the bottom-up hierarchical object-oriented method and top-down classification using the growing region technique was used. Also, by extracting sand dunes using object-oriented classification, the values and direction of moving the dune were extracted using Guy, 1995 optimized model and the corresponding sand rose were drawn. Wind rose analysis and drawing related to wind statistics of Damghan synoptic station (the closest meteorological station to the study area) in the statistical period of 1384-96 was also performed with the aim of verifying the findings of the previous step.Result and discussionA: Extract sandy formsImage enhancement is the first step in preparing an image for the extraction of image elements (including sand dunes). Due to the importance of the dune slip face, in the process of identifying the displacement and sand dunes movement, and its lower compaction coefficient than other parts of a sand dune, in order to detection This enhance method, by using the most abundant discontinuity search, distinguishes brighter borders that forming sand dune steep slope from other parts of dune and around environments. The output of this filter is an image in which the sand dunes slip face, with different radiometric intense, is marked from the surrounding sand surfaces.B: Detecting and extracting sand dunesIn order to evaluate the displacement amount and direction, the object-oriented classification paradigm was used to automatically detect the edges as dune front. Instead of just evaluating pixels, the spatial pattern of objects and forms is also considered. Therefore, the initial segmentation was performed using a scale factor "100" that determined the maximum heterogeneity in the diagnosis of the forms. in addition to using radiometric values, classes can be formed based on geometry and related elements. The rules used are Brightness and Compactness. First, by analyzing the values of average brightness with a threshold of 165, the overall sand dune pattern as the first layer was created. Then, using the Compactness rule, the pixels that were recognized as the dune slip face by the spectral feature in the previous step were eliminated from the classes.C: calculation the sand dunes amount and direction displacement.Sand dunes displacement calculated by considering the end edge, as the progressive edge at successive times and measuring the distance between two consecutive lines in two consecutive years. To evaluate the dunes movement direction, the axis of symmetry of each hill was selected as the main axis and the initial and final point of this line on the downwind front of sand dunes in both the first and last years were considered. The azimuth line or the direction of movement relative to the north was drawn and this angle was calculated and its sand rose with an angle of 135 degrees was drawnConclusion This study, suggested a new approach to detect sand dynamics using radar InSAR techniques and object-oriented classification using high resolution optical images. The results of InSAR processing, and CCD technique, was able to recognize active and inactive sand dunes dynamic, and display them in continuous numerical values (fully active to fully stabilized hills).The application of OBIA on Bird’s eye and Geo eye images (2003-2016) results, indicates that the 22.4 m movement of hills is mainly in the southwest direction in a period of 13 years and 1.7 m for each year. The result of comparing wind rose (wind data analysis) and sand rose (sand movement data analysis) shows a significant relationship between 80% of northwest-southeast wind frequency in relation to 135 ° azimuth for 75% of sand dunes movement and 15% of north-south wind frequency in relation to 180° azimuths of 25% of sand dunes movement.

    Keywords: Damghan Playa, Wind Erosion, Change detection, Semi-Automatic Classification, natural hazard}
  • Fatemeh Mohammadyari *, Hamidreza Pourkhabbaz, Mortaza Tavakoli, Hossien Aghdar
    Purpose

    Land is the place of earthly natural ecosystem functionality that has been used by humans in multiple methods. Land-use change (LUC) simulation is the most important method for researching LUC, which leads to some environmental issues such as the decreasing supply of forestry products and increasing levels of greenhouse gas emissions. Therefore, the present study aims at (i) using the Landsat imagery to prepare land use-cover (LULC) maps for 2000 and 2014; (ii) assessing Land use changes based on land change modeler (LCM) for the period from 2000 to 2014, and (iii) predicting the plausible land cover pattern in the region of Behbahan, using an algorithm based on ANN for 2028.

    Design/methodology/approach

    A hybrid model consisting of a neural network model, Markov chain (MC), and cellular automata (CA Markov) was designed to improve the performance of the standard network model. The modeling of transfer power is done by multilayer Perceptron of an artificial neural network and six variables. The change allocated to each use and the forecasting is computed by Markov chain and CA Markov. Operation model calibration and verification of land use data at two points were conducted in 2000 and 2014.

    Findings

    Modeling results indicate that the model validation phase has a good ability to predict land-use change on the horizon is 14 years old (2028). The comparison between modeling map and map related to 2013 shows that residential area and agricultural land continue to their growth trend so that residential area will be increased from 3157 hectares in 2014 to 4180 hectares in 2028 and it has 2% growth that has been 2% from 2000 to 2014. The results of this study can provide a suitable perspective for planners to manage land use regarding land-use changes in the past, present, and future. They are also can be used for development assessment projects, the cumulative effects assessment, and the vulnerable and sensitive zone recognition.

    Keywords: Change detection, Neural Network, Markov chain, CA Markov, Behbehan County}
  • سامان جواهری *، علی اصغر تراهی

    تغییرات کاربری اراضی در اثر فعالیت های انسانی یکی از موضوعات مهم در برنامه ریزی های منطقه ای و توسعه ای می باشد. با توجه به مزیت ها و قابلیت هایی که داده های ماهواره ای دارند، این تکنولوژی می تواند کمک شایانی به شناسایی و کشف این تغییرات نماید. هدف از این تحقیق آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی شهرستان کامیاران با استفاده از تصاویر ماهواره ای طی دوره 35 ساله می باشد. در این مطالعه از داده های سال 1984 سنجنده TM  ، 2000 سنجنده ETM+ و 2019 سنجنده OLI ماهواره لندست استفاده شد. در ابتدا پیش پردازش های اولیه شامل تصحیحات رادیومتری، اتمسفری و هندسی بروی داده خام انجام گرفت. از نقاط کنترل زمینی جهت آموزش، اعتبارسنجی و برای تهیه نقشه کاربری اراضی استفاده شد. کلاس کاربری در هر نقطه با پیمایش میدانی و با استفاده از تصاویر گوگل ارث در 9 کلاس کاربری زمین های کشاورزی، جنگل ، باغ، مراتع غنی و مشجر، مراتع متوسط، مناطق مسکونی،پهنه آبی، زمین های بایر و رخنمون سنگی مشخص گردید. در ادامه از روش شبکه عصبی برای طبقه بندی نظارت شده تصاویر در نرم افزار ENVI 5.3 استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان داد که صحت کلی و ضریب کاپای تصاویر طبقه بندی شده OLI  به ترتیب 94.3 و 0.92 درصد، ETM+  92.6 و 0.91 درصد و TM 90.3 و 0.87 درصد می باشد. نتایج مشخص کرد که اراضی جنگلی  و  مراتع غنی و مشجرکاهش محسوسی در طی سه بازه زمانی داشته که به ترتیب 11.64 و  19.12 درصد کاهش یافته است. به طوری که مراتع غنی و مشجر  تا سال 2000 روندی افزایشی  و در بازه زمانی بعدی تا سال 2019 روند کاهشی داشته است. اراضی مسکونی، پهنه آبی و باغات روند افزایشی داشته  و به ترتیب 2.27، 0.57 و 3.98 درصد رشد افزایشی داشته است.

    کلید واژگان: کاربری اراضی, آشکارسازی تغییرات, طبقه بندی نظارت شده, روش شبکه عصبی, تصاویر ماهواره ای}
    saman javaheri *, Ali asghar Torahi

    Land use change due to human activities is one of the important issues in regional and development planning. Given the advantages and capabilities of satellite data, this technology can be of great help in identifying and detecting these changes. The purpose of this study is to detect land use changes in Kamyaran city using satellite images over a period of 35 years. In this study, data from 1984 TM sensor, 2000 ETM + sensor and 2019 Landsat OLI sensor were used.  Initially, preliminary preprocessions including radiometric, atmospheric and geometric corrections were performed on the raw data. Land control points were used for training, accreditation and to prepare land use map. Land use class was determined by field survey and using Google Earth images in 9 land use classes of agricultural lands, forests, gardens, rich and wooded pastures, medium rangelands, residential areas, water area, barren lands and rock outcrops. Next, the neural network method was used to monitor the images in ENVI 5.3 software. The evaluation results showed that the overall accuracy and kappa coefficient of OLI classified images are 94.3 and 0.92%, ETM + 92.6 and 0.91% and TM 90.3 and 0.87%, respectively. The results showed that forest lands and rich and wooded pastures decreased significantly during three time periods, which decreased by 11.64 and 19.12 percent, respectively. So that rich and wooded pastures have an increasing trend until 2000 and in the next period until 2019 has a decreasing trend. Residential lands, water areas and gardens increased by 2.27%, 0.57% and 3.98%, respectively. Due to the growing trend of population and urbanization, the results of this study provide the necessary information to make basic decisions in the development of management policies for planners and regional managers for the sustainability and evaluation of natural resources.

    Keywords: land use, change detection, supervised classification, Neural network method, satellite imagery}
  • ساره ملا آقاجانزاده*، کریم سلیمانی، محمود حبیب نژاد، عطاالله کاویان، محمد رحمانی
    اهداف

    تغییرات کاربری اراضی در اثر فعالیت های انسانی یکی از موضوعات مهم در برنامه ریزی های منطقه ای و توسعه ای است. هدف این تحقیق، آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست سنجنده TM، ETM+، IRS و ASTER بود.

    روش شناسی

    در این پژوهش نیمه تجربی، تغییرات کاربری اراضی حوضه آبخیز هراز در یک دوره 23 ساله مورد ارزیابی قرار گرفت. برای انجام این پژوهش از تصاویر TM سال 1992، ETM+ سال 2002 و IRS و ASTER سال 2015 ماهواره لندست استفاده شد و پس از انجام اقدامات مورد نیاز در مرحله پیش پردازش، با طبقه بندی نظارت شده، نقشه آشکارسازی تغییرات تهیه شد. از نرم افزارهای Idrisi Andes ، ArcGIS، ENVI، Edrisi Andes و Statistica  استفاده شد. همچنین، برای بررسی معنی داری تغییرات، از آزمون مجذور کای در نرم افزار SPSS استفاده شد.

    یافته ها

    ارزیابی نشان داد که صحت کلی و ضریب کاپای نقشه طبقه بندی شده TM به ترتیب 0/84 و 0/79، ETM+ برابر 0/86 و 0/80 و IRS برابر 0/95 و 0/90 بود. نتایج نشان داد که اراضی مرتعی، جنگلی، زراعت آبی و مخازن آبی به اراضی باغی، مسکونی و فاقد پوشش گیاهی تبدیل شده بودند؛ به گونه ای که بر وسعت اراضی باغی، مسکونی و فاقد پوشش گیاهی طی 23 سال به ترتیب 2/21، 1/29 و 7/10% افزوده شده بود، در مقابل از اراضی مرتعی، جنگلی و زراعت آبی به ترتیب به میزان 5/06، 4/50 و 0/85% کاسته شده بود. همچنین وسعت مخازن آبی کاهش یافته بود.

    نتیجه گیری

    مساحت طبقات کاربری اراضی در حوضه آبخیز هراز در طی سری زمانی 2015-1992، تغییرات فراوانی داشته است. طی این دوره، مساحت اراضی طبیعی (جنگل و مرتع) با نرخ تغییر حدود 828هکتار در سال بوده است و به همین میزان به مساحت اراضی باغی و مسکونی افزوده شده است.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, کاربری اراضی, سنجش از دور, طبقه بندی نظارت شده, حوضه آبخیز هراز}
    S. Mola Aghajanzadeh*, K. Soleymani, M. Habibnejad, A. Kavyan, M. Rahmani
    Aims

    Land-use change due to human activities is one of the important issues in regional and development planning. The aim of this study was to detect land-use changes using Landsat TM, ETM+, IRS and ASTER satellite imagery.

    Methodology

    In this quasi-experimental study, land-use changes in the Haraz watershed over a 23-year period were evaluated. For this study, images of 1992 TM, ETM + 2002, and IRS and 2015 ASTER of Landsat satellite were used, and after performing the necessary actions in the preprocessing stage, a supervised classification and change detection map was prepared. Idrisi Andes, ArcGIS, ENVI, Edrisi Andes, and Statistica software were used. Also, to check the significance of the changes, the chi-square test was used in SPSS software.

    Findings

    The overall accuracy and Kappa coefficient were 0.84 and 0.79 for TM, 0.86 and 0.80 for ETM+, and 0.95 and 0.90 for IRS results respectively. The results showed that rangelands, forest, agricultural lands, and water-covered areas had converted to garden regions, building zone, and no vegetation. The results showed that 2.21%, 1.29%, and 7.01% increased in garden regions, building zone and no vegetation and 5.06%, 4.50% and 0.85% decreased in rangelands, forest, and agricultural lands during 23 years, also water-covered areas decreased.

    Conclusion

    The land use classes in the Haraz watershed have changed a lot during the time series 1992-2015. During this period, the area of natural lands (forests and pastures) with a rate of change of about 828 hectares per year and the same amount has been added to the area of the garden and residential lands.

    Keywords: Change Detection, Land Use, Remote Sensing, Supervised Classification, Haraz Watershed}
  • فهیمه عربی علی آباد، محمد زارع، حمیدرضا غفاریان مالمیری*

    تغییرات کاربری نقش مهمی در درک ارتباط متقابل بین فعالیت های بشر و محیط زیست دارد، بررسی این تغییرات به صورت توالی زمانی از گذشته و پیش بینی آن در آینده ضروری است. تهیه نقشه کاربری اراضی با بهره گیری از تکنیکهای سنجش از دوری، یکی از پرکاربردترین روش های تهیه نقشه کاربری اراضی و مقایسه کاربری های موجود است. هدف از این پژوهش، ارزیابی روند تغییرات اراضی حوزه شیرکوه در استان یزد و پیش بینی پوشش اراضی آن در سال 2024 است. بدین منظور نقشه های کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده های TM و OLI لندست در سال های 2000 ،2008 و 2016 به روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال تهیه گردید. سپس با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال های 2000 و 2008، پوشش اراضی در سال 2016 پیش بینی شد و با نقشه کاربری اراضی سال 2016 که از طبقه بندی نظارت شده با استفاده از تصویر ماهواره ای به دست آمده بود، صحت سنجی شد. با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 2008 و 2016، پوشش اراضی مربوط به سال 2024 پیش بینی شد. نتایج روند تغییرات کاربری اراضی در 16 سال مورد بررسی (2000-2016) نشان داد که بطور متوسط سالانه 85/161 هکتار از مراتع غنی، 14/131 هکتار از مراتع فقیر و 72/7 هکتار از مساحت اراضی کشاورزی کاسته و 16/45 هکتار در هرسال به کاربری شهری و 72/265 هکتار به مناطق کوهستانی اضافه شده است. باتوجه به اینکه پوشش مرتع بیشتر در مناطق کوهستانی دیده می شود دلیل افزایش مساحت کوهستان به دلیل کاهش مساحت مراتع بوده است. نتایج پیش بینی پوشش اراضی در سال 2024 نشان داد که 55/0 درصد از کاربری کشاورزی، 82/0 درصد از مرتع غنی، 80/0 درصد مرتع فقیر، 51/0درصد اراضی شهری و 97/0درصد کوهستان بدون تغییر باقی می مانند. امکان تبدیل زمین های کشاورزی به مسکونی و مرتع فقیر 40/0 درصد می باشد.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, حداکثر احتمال, مدل سلول خودکار مارکوف, تغییر کاربری اراضی, شیرکوه}
    Fahime Arabi Ali Abad, Mohammad Zare, Hamid Reza Ghafarian Malamiri *

    Specifics regarding land cover and land use is an essential element of the planning process, as it can undoubtedly lead towards the debate around the present plans and patterns and the necessity to modify land use included in a regional plan. In this research, land use maps were prepared using Landsat TM (2000), (2008) and OLI (2016) satellite imaged. Land cover mapping was conducted after pre-processing and processing satellite images, creation of training samples and assessing maps accurate was done by coefficient kappa and overall accuracy. Supervised classification technique with maximum likelihood method were used to show the land use map. In this research, we use the 2000 and 2008 land cover maps to predict the 2016 land cover map and then use the 2008 and 2016 land cover maps to predict the 2024 land cover map.According to the results, with passing time the area of built-up area and mountainous increased with the passage of time while the dense poor rangeland, rich rangeland and agriculture area decreased during the period 2000-2016. The results of predicting changes in the time interval 2016-2024, showed that 55/0 of agriculture, 82% of rich rangeland, 80% of poor rangeland, 51% of built-up, and 0.97 of mountainous will remain unchanged

    Keywords: Change Detection, maximum likelihood method, CA-Markov model, land use change, Shirkuh}
  • سعید محمودی زاده، علی اسماعیلی*

    اطلاعات حاصل از آشکارسازی تغییرات در مناطق شهری تاثیر بسزایی در برنامه ریزی و مدیریت شهری خواهد داشت.مناطق شهری به دلیل تنوع پدیده ها، انواع پوشش سطح به عنوان یک منطقه پیچیده در نظر گرفته می شوند که کسب اطلاعات از این مناطق همواره با چالش هایی روبه رو می باشد. از این رو این احتمال وجود داد که در صورت استفاده مستقل از داده های اپتیک و رادار در بحث آشکارسازی تغییرات، بعضی از مناطق تغییر یافته تشخیص داده نشوند یا نتایج کاذب از خود ارایه دهند.با توجه به مزیت تلفیق داده های اپتیک و رادار و همچنین بکارگیری روش های بدون نظارت در بحث آشکارسازی تغییرات، در پژوهش حاضر به توسعه روشی بدون نظارت جهت تلفیق داده های اپتیک و رادار با هدف تشخیص تغییرات پرداخته شد.به این منظور ویژگی هایی از تصاویر اپتیک و رادار استخراج و وارد الگوریتم C2VA شد. در ادامه برای هر یک از ویژگی های ورودی به بخش C2VA یک وزن با استفاده از الگوریتم PSO برآورد گردید.خروجی روش پیشنهادی تصویر تک باندی با محتوای اطلاعاتی بالاتر خواهد بود که بعد از اعمال حد آستانه OTSUبه دو کلاس تغییر یافته و بدون تغییر تفکیک می شود. روش پیشنهادی با دیگر روش های آشکارسازی تغییرات، مقایسه و مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته های این پژوهش نشان دهنده کارایی و صحت بالای روش توسعه داده شده جهت تشخیص تغییرات می باشد به گونه ای که نسبت پیکسل های اشتباه شناسایی شده به کل پیکسل ها داده ی ارزیابی9.21 درصد بوده که دارای پایین ترین مقدار است و صحت کلی طبقه بندی و ضریب کاپا به ترتیب با 90.79 ،0.819 به عنوان بالاترین مقادیر، نسبت به دیگر روش های مورد استفاده در پژوهش حاضر می باشند.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, تلفیق داده ها, بدون نظارت, C2VA, OTSU}
    Saeid Mahmoodizadeh, Ali Esmaeily *
    Introduction

    Information obtained from change detection processes in urban regions has a remarkable effect on urban planning and management. Due to the variety of land coversin urban regions, they are considered as a complex region extracting information from which is quite challengeable. Hence, independent application ofoptical and radar data in changedetection may result in improper recognition of some altered regions and falsification ofobtained results. These two sensors record different kinds of information from different phenomenonat the earth’s surface, and thus can be considered as complementing each other. So, the fusion of these two data sources (radar and optical) can improve the detection of altered area. Radar data do not depend on the sun and atmospheric conditions and has thus gained much attention. In fact, radar data provide information on the spatial and geometrical characteristics of the geographical features, while optical sensors are sensitive to the reflectance of different surfaces at visible and infrared wavelengths.Therefore, the surface reaction is different in optical and radar data. Application of radar data in urban regions is limited merely due to the dependence of the intensity data (i) on the incidence angle and the speckle noise.On the other hand, independent application of optical data cannot produce accurate results in urban regions due to the spectral similarity of materials. And since the nature of these two types of images is different, it seems that their fusion improves and increases the accuracy of the information collectedfrom urban areas.  

    Materials and Methodology 

    Considering thebenefits of optical and radar data integrationas well as the application of unsupervised techniques in change detection studies, the present research has developed an unsupervised method for the integration of optical and radar data in order to detect changes. The area under study is a region located in the northwestof Mashhad city in northeastern Iran which has experienced considerable changes in its land cover from 2016 to 2018. Optical and radar dataare used toevaluate the proposed method. Optical data consists of a pair of multispectral imagesacquired from Sentinel-2 in 9/2016 and 9/2018. Radar data consists of a pair of SAR imagesacquired from Sentinel-1 in 9/2016 and 9/2018. The proposed method was used to integrate radar and optical data with the aim of obtaining a single band image with a higher information content. This method is an effective solution used to integrate data and reduce data dimensions from n to one dimension. In this method, necessary preprocessing was first performed on the radar and optical data, and then the characteristics extracted from optical and radar images were integratedpixel-to-pixel. technique was used to integrate these characteristics and detect changes. Generally in this method, input is divided into two categories of radar and optical data. The optical characteristics include spectral indices calculated from different bands at t1 and t2. These indices include NDVI, ARVI, SAVI, NDWI, NDBI, which are efficient for studying and identifying three types of land cover: vegetation, water and residential areas. In fact, to reduce the effects of topography and image brightness and to increase the possibility of detecting and segregating geographical features, the spectral indices were used as the input of optical part. Normalized ratio images obtained from the VV and VH polarizations of the radar images at t1 and t2 were considered as the input of radar data part. Then, a weight was estimated for each feature entering the segment using the PSO algorithm. Since the present study seeks to estimate the optimal weight of characteristics extracted from optical and radar images and ultimately to combine these features and obtain a single-band image, each particle in this algorithm contains the n weight of the extracted features from the images. OTSU thresholding techniquewhich is the relation used for inter-class variance maximization is also used as thecost function to assess the particles. In this function, the weight of each characteristic should be selected in a way that the inter-class (two classes of altered and unaltered regions)variancereaches its maximum value and the most optimal threshold limit can be estimated. The output of the proposed method will be a single-band image with higher information content. After applying the OTSU threshold limit, two classesof altered and unaltered regions are formed. The proposed method was also compared with other unsupervised change detection methods.

     Results

    Findings of the present study indicate high efficiency and accuracy of the method developed for changedetection. In this method, the ratio of pixels wronglydetected to the total number of evaluated pixels was 9.21% which is the lowest value. The overall accuracy and Kappa coefficients of the classification were respectively 90.79 and 0.819, which were the highest values compared to the other methods used in the present study.

    Conclusion

    Considering the benefits of optical and radar data integration, as well as unsupervised techniques application in change detection study, the present research has developed an unsupervised method for integration of optical and radar data andchangedetection. This unsupervised method for data integration is usedto achieve a single band image with higher information content. The technique makes it possible to integrate the optical and radar data and reduce data dimensions from n to one. For all input characteristics entering section, a weight was estimated using PSO algorithm. Since the proposed method is unsupervised, OTSU thresholding technique which is the relation used for inter-class variance maximization, is also used to assess the particles. The results have revealed high capability of the proposed method todetectchanges witha higher accuracy.

    Keywords: Change detection, Data Integration, Unsupervised, C2VA, OTSU}
  • اکرم فروغی فر، سولماز دشتی*

    امروزه جهان در حال توسعه، رشد بی سابقه ای را تجربه کرده است که اثر قابل توجهی روی تشدید کاربری زمین دارد. بنابراین، مدل سازی و پیش بینی الگوهای رشد برای برنامه ریزان و طرفداران حفظ منابع طبیعی جهت تنظیم راهبرد توسعه پایدار، امری بسیار حیاتی است که هدف اصلی آن شناسایی عوامل و روند تغییرات در آینده براساس تغییرات گذشته است. پایش تغییرات واحدهای اراضی، مستلزم استفاده از روش های سریع و مناسب جهت جمع آوری اطلاعات و تلفیق لایه های اطلاعاتی با یکدیگر است. دراین تحقیق بر مبنای کیفیت تصاویر، روند و میزان تغییرات کاربری اراضی شهرستان شوش در سری زمانی 30 ساله (1987و2000 و2017)  با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست و سنجنده های TM، OLI و MSS بررسی شده است. همچنین برای پردازش و تحلیل بخش های مختلف از نرم افزارهای Arc GIS، IDRISI و ENVI استفاده شده است. پس از کلاس بندی تصاویر به روش نظارت شده بیشترین شباهت، نقشه های کلاس بندی شده با دقت ضریب کاپای متوسط 1/96 درصد به دست آمد. نتایج آشکارسازی تغییرات نشان داد که بیشترین کاهش مساحت برای زمین های بدون پوشش و به میزان 49078 هکتار و بیشترین افزایش برای اراضی کشاورزی و به میزان 52691 هکتار بوده که نشان دهنده تغییرکاربری اراضی بدون پوشش به اراضی کشاورزی  است.

    کلید واژگان: کاربری اراضی, آشکارسازی تغییرات, سنجش از دور, شوش}
    Akram Foroughifar, Soolmaz Dashti *

    Today, the developing world is experiencing unprecedented growth that has a significant impact on land use intensification. Therefore, modeling and predicting growth patterns is crucial for natural resource planners and proponents to formulate a sustainable development strategy. The main purpose of modeling is to identify the factors and trends of future changes based on past changes. Monitoring the occurred changes in land units requires the use of rapid and appropriate methods to gather information and integrate layers of information. In the present study, based on image quality, the trend and rate of land use changes in Shush Township in a 30-year time series (1987, 2000 and 2017) have been investigated using Landsat satellite images and TM, OLI and MSS sensors. Different sections were processed and analyzed using ArcGIS, IDRISI and ENVI software. After classifying the images by the most similar supervised method, the classified maps were obtained with an average Kappa coefficient accuracy of 96.1%. The results of detection of changes showed that the largest decrease in area has occurred for uncovered land by 49078 hectares, and the highest increase was for agricultural land by 52691 hectares, which indicates the change of use of uncovered land in favore of agricultural land.

    Keywords: Land Use, Change Detection, Remote sensing, Shush}
  • کیوان عزی مند، حسین عقیقی*، علی اکبر متکان

    پدیده جزایر حرارتی به عنوان یکی از مخاطرات، فعالیت ها و زندگی انسان در محیط های شهری را تحت تاثیر قرار می دهد. سطوح نفوذناپذیر شهری یکی از عوامل مهم در تغییرات جزیره حرارتی است. تصاویر سنجش ازدور روشی ارزان، کارآمد و سریع  در بررسی شدت جزایر حرارتی و تغییرات سطوح نفوذناپذیر در محیط های شهری  محسوب می شود. لذا هدف از این تحقیق بررسی و ارتباط بین سطوح نفوذناپذیر وتغییرات شدت جزایر حرارتی است. منطقه مورد مطالعه در این پژوهش شهر رشت است و  از سری زمانی تصاویر لندست مربوط به  سال 1989 تا سال 2018 استفاده شده است. روش پژوهش بدین صورت است که  ابتدا پیش پردازش اولیه بر روی تصاویر انجام گرفته و سپس با استفاده از شاخص NDISI به طبقه بندی سطوح نفوذناپذیر شهری پرداخته شده است. برای تعیین حد آستانه تفکیک سطوح نفوذناپذیر (اراضی ساخته شده) از سطوح نفوذپذیر (اراضی ساخته نشده)، از روش آستانه گذاری Otsuاستفاده شده است. دقت طبقه بندی با استفاده از نقاطی که به صورت تصادفی انتخاب شده بود،  مورد ارزیابی قرار گرفت. در این تحقیق از مدل CA- Markov برای پیش بینی تغییرات آتی سطوح نفوذناپذیر شهری استفاده شده است و درنهایت ارتباط بین سطوح نفوذناپذیر شهری و تغییرات شدت جزیره حرارتی موردبررسی قرارگرفته است. نتایج این پژوهش حاکی از دقت کلی 5/84 تا 90 درصد برای روش NDISI بوده است. اختلاف نقشه پیش بینی CA- Markov با نقشه واقعیت کمتر از 8 درصد بوده و نشان از قابل اعتماد بودن این مدل است. ارتباط بین سطوح نفوذناپذیر و جزایر حرارتی حاکی از همبستگی مثبت و قوی بین 69/0 تا 89/0 برای سال های مختلف بوده است. جهت تغییرات سطوح نفوذناپذیر شهری و تغییرات شدت جزیره حرارتی با یکدیگر منطبق بوده است.

    کلید واژگان: سنجش از دور, شدت جزیره حرارتی, شناسایی تغییرات, سطوح نفوذناپذیر شهری, مدل CA- Markov}
    Keyvan Azimand, Hossein Aghighi *, Ali Akbar Matkan
    Introduction 

    The urban heat islands are hazardous to the health of urban residence, their activities, lifestyle and the quality of their life. This phenomenon occurs, in particular, as a result of the urbanization process, land use/cover changes and the rate of impervious surface coverage. Since early 1970s, the urban heat islands have been studied using remotely sensed data; because this approach is cheaper, more efficient and faster than traditional techniques to detect the heat islands as well as to examine the severity of them. However, less attention has been paid on the relationship between urban heat island (UHI) and impervious surface patterns. Therefore, this work aims to study UHI based on the analysis of land-surface temperature (LST) and impervious surface patterns (ISP) retrieved from remote sensing data covering a 29-year period.

    Materials and methods

    In this research, the city of Rasht as the center of Gilan province, Iran, is taken as the study area. Rasht is the largest city in the South Cost of Caspian Sea. In order to study the relationship between UHI and both LST and ISP, the time series of Landsat-5 / Thematic Mapper (TM) sensor, Landsat-7 / Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) sensor and Landsat-8 / Operational Land Imager (OLI) sensor as well as Thermal Infrared Sensors (TIRS) of Landsat-8 from 1989 to 2018 have been utilized. Then preprocessing of satellite images including geometric correction and image referencing, radiometric corrections, and atmospheric corrections were applied on the images prior to other image processing steps. Then, by using the Normalized Difference Impervious Surface Index (NDISI), the impervious urban surfaces classified. The Otsu thresholding method was employed to determine a threshold value for the separation between impenetrable surfaces (constructed) and permeable surfaces (not constructed) in each utilized image. The classification accuracy was evaluated considering 300 randomly selected points. After mapping land use change over the years from 1989 to 2018, the future land use changes in the impenetrable urban areas were simulated to the year 2036 using CA-Markov model. Finally, the relationship between urban impermeable coverage and thermal island intensity changes were studied.

    Results and discussion

    The results of this study showed an overall accuracy of 84.5 percent to 90 percent for impervious surface classification using the NDISI method and the Otsu threshold. The results of the CA-Markov's model also indicate overall accuracy of 83.6 percent for impervious surface prediction. The difference in CA-Markov's prediction map with a reality map was less than 8 percent; hence, CA-Markov can be considered as reliable method in predicting land-use change in Rasht. Moreover, the obvious peaks and valleys values can be seen in the histogram of NDISI index; therefore, the determined threshold has well been able to classify the impervious surface. The spatio-temporal change of impervious surface showed an increasing trend, more than double over the city, from 1989 to 2018. Moreover, the prediction results of CA-Markov model indicates that the impervious area would double again within the next 18 years. The highest levels of urban impervious are located at an average distance of 5,000 meters from the city center, which has had an important impact on the thermal island's severity. The relationship between impervious surface and thermal islands showed a positive and strong correlation coefficient between 0.69 and 0.89 for various years. Furthermore, the pattern of urban impervious surface growth and thermal island intensity changes coincided with each other. The spatio-temporal change of UHI showed that the spatial extent of heat islands in Rasht was increasing with time and the temporal trend of UHI was also increased. Moreover, the trend of heat island changes illustrated that area of regions with very low and low temperature were decreased. On the other hand, the coverage of regions with medium, high and very high temperature were increased.

    Conclusion

    The time series of Landsat images along with spectral indices are the convenient dataset to classify the impervious surface of the city with proper accuracy. The produced land cover map can also be employed as a proper input data for prediction models. The spatio-temporal analysis of urban heat island in Rasht illustrated that the urban heat intensity was increased. This trend was because of increasing rate of impervious urban surface. Ultimately, in order to control the heat island, it is required to prevent the unplanned urban construction and developments.

    Keywords: Remote Sensing, Heat island intensity, Change detection, urban impervious surface, CA-Markov model}
  • احمد رجبی*

    تاکنون مطالعات زیادی در زمینه شناسایی و آشکارسازی تغییرات پوشش وکاربری اراضی انجام گرفته است. پایش بهینه های پوشش زمین از ضرورت های اجتناب ناپذیر در مدیریت منابع طبیعی است. باتوجه به شواهد و آثار تغییر اقلیم در منطقه و روند کاهشی و افزایشی برخی از پوشش ها و کاربری ها می تواند در اولویت بندی راهکارهای حفاظتی و پهنه بندی عرصه ها موثر باشد. برای رسیدن به توسعه پایدار می بایست فاکتورهایی مانند منابع زمینی، محیط، جمعیت، اقتصاد و اجتماع را درنظر داشت. هر نوع توسعه با هردرجه ای از کمیت یا کیفیت، آثار زیست محیطی ویژه ای را به دنبال دارد(1). سدسازی با گذر زمان تغییراتی در پوشش- کاربری اراضی در محدوده ی سدها به وجود آورده است که در این پژوهش هدف ما آشکارسازی این تغییرات است. لذا برای آشکارسازی تغییرات پوشش - کاربردی منطقه بالا دست و پایین دست سد 15 خرداد در فاصله زمانی 1990- 2019 ابتدا با استفاده از تصاویر Googel Earth به بررسی تغییرات به شکل بصری پرداخته، سپس با استفاده از تصاویر لندست 5(تصویر سال 1990) قبل از احداث سد و لندست 8(تصویر سال 2019) بعد از احداث و آبگیری سد با استفاده از نرم افزار ENVI به بررسی آشکارسازی تغییرات به صورت بصری و خودکار پرداخته و نتایج حاصل از بررسی تغییرات تصاویر به شکل خودکار و طبقه بندی در دو کلاس تغییر کرده و تغییر نکرده به دقت 86.38% بدست آمد و بر اساس طبقه بندی در سه کلاس تغییر نکرده و تغییر کرده (افزایش یافته و کاهش یافته) به دقت 85.51% دست یافته است.

    کلید واژگان: توسعه پایدار, سنجش از دور, سدسازی, آشکارسازی تغییرات, طبقه بندی}
    Ahmad Rajabi*

    So far, many studies have been conducted to identify and detect land cover changes and land use changes. Optimizing land cover monitoring is an inevitable necessity in natural resource management. Given the evidence and effects of climate change in the region and the declining and increasing trend of some coverages and land uses can be effective in prioritizing conservation and zoning strategies. Factors such as land resources, environment, population, economy and society must be taken into account for sustainable development. Any type of development, regardless of quantity or quality, has specific environmental effects (1). Over time, dam construction has made some changes in the land cover - use of dams, in this study we aim to detect these changes. Therefore, for detecting cover changes - upstream and downstream of the Khordad 15 Khordad Dam during the period 201–990 1990, first visualize the changes using Googel Earth, then use Landsat 5 (1990 image) before. Dam Construction and Landsat 8 (Picture 2019) After dam construction and flooding using ENVI software, visual and automated changes detection are performed and the results of automatic image changes and classification in two classes Modified and unchanged Accuracy was 86.38% and was unchanged and modified by classification into three classes ( Decreased) reached 85.51% accuracy.Key words: Sustainable development,RemoteSensing,Dams,Change Detection,Classification.

    Keywords: Sustainable Development, Remote Sensing, Barrier, Change Detection, Classification}
  • حسن حسنی مقدم*، محمدجواد ناطقی

    در فرآیند آشکارسازی تغییرات، انتخاب روش استخراج اطلاعات نقش مهمی در کیفیت آشکارسازی تغییرات نهایی دارد. در تحقیق حاضر به منظور آشکارسازی تغییرات و تعیین محدوده گستره سیل، از روش ادغام داده های چندزمانه لندست 8، بر پایه اعوجاجات طیفی استفاده شده است. برای این منظور، ابتدا هر دو تصویر قبل و بعد از سیل با استفاده از روش Gram Schmitt، ادغام گردیدند تا قدرت تفکیک مکانی تصاویر افزایش پیدا کند. در ادامه به منظور آشکارسازی تغییرات و تعیین محدوده گستره سیل از سه الگوریتم Gram Schmitt, IHS, PCA، استفاده گردید. در این تحقیق تصویر قبل از سیل به عنوان تصویر چندطیفی و تصویر باند مادون قرمز بعد از سیل به عنوان تصویر پانکروماتیک به هر یک از الگوریتم ها داده شد تا با استفاده از میزان اعوجاج طیفی به وجود آمده در هر یک از الگوریتم ها، محدوده گستره سیل مشخص شود. نتایج نشان داد که قابلیت روش ادغام داده ها بر پایه اعوجاج طیفی، در آشکارسازی تغییرات بسیار بالا می باشد. اعوجاج طیفی به وجود آمده در الگوریتم IHS، صحیح ترین اعوجاج بوده و خروجی این الگوریتم انطباق بالایی با داده مرجع دارد. همچنین خروجی الگوریتم Gram Schmitt، دارای اعوجاجات طیفی در محدوده های غیر تغییر می باشد. الگوریتم PCA، که نسبت به ورودی ها بسیار حساس است، اکثر مناطق تصویر را دارای اعواجاج کرده که استفاده از این الگوریتم در آشکارسازی تغییرات بر پایه اعوجاج طیفی پیشنهاد نمی گردد.

    کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات, ادغام داده ها, اعوجاج طیفی, محدوده گستره سیل}
    MohammadJavad Nateghi

    In changes detection process, the choice of information extraction method plays an important role in the quality of final changes detecting. In this study, Landsat 8 multi-temporal data fusion method based on spectral distortion was used to detect changes and to determine the range of floods. For this reason, both pre and post flood images were fused using the Gram Schmitt algorithm to increase spatial resolution of images. In the following, three algorithms, Gram Schmitt, IHS, PCA, were used to detect changes and determine the extent of flood. In this study, input of each algorithm was pre-flooded as a multicolor image and post-flood infrared image as a panchromatic image selected to determine the extent of flood using the spectral distortion generated in each algorithm. The results showed that the capability of data fusion method based on spectral distortion is very high in detecting of changes. The spectral distortion generated in IHS is the most accurate distortion and the output of this algorithm is highly consistent with the reference data. Also, the output of the Gram Schmitt algorithm has spectral distortions in the unchanged regions. The PCA algorithm, which is highly sensitive to inputs, distorts most image regions, which is not recommended for detecting changes based on spectral distortion.

    Keywords: Change detection, Data fusion, Spectral distortion, Flood extent}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال