فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال شانزدهم شماره 3 (پیاپی 63، پاییز 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/04/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مرتضی شریف، سارا عطارچی* صفحات 1-24
    سابقه و هدف

    فنولوژی گیاهان نقش مهمی در اکوسیستم های گیاهی ایفا می کند و شاخصی مهم در تغییرات بوم شناختی به شمار می رود. با توجه به گسترش شهرنشینی، فضای سبز شهری گاهی نقشی حیاتی در این مناطق مسکونی دارد. ازطرف دیگر، استفاده از گیاهان در سطح شهرها و خدمات فضای سبزی که آنها ارائه می دهند، توجه زیادی را هم در سطح عمومی و هم در مطالعات جدید به خود جلب کرده است. ارزش فضای سبز شهری به دلیل مزایای متعدد آن برای سلامتی انسان و محیط بوم شناختی شهرها حائز اهمیت است. ازاین رو، با توجه به اهمیت نقش گیاهان در اکوسیستم شهری و نقش آن در سلامت جامعه، مطالعه و پایش چرخه فنولوژیکی گیاهان در فصل های مختلف سال در مناطق شهری در مقیاس های مکانی- زمانی مختلف ضروری است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، با استفاده از دو شاخص پرکاربرد NDVI و EVI محاسبه شده از تصاویر سنجنده OLI ماهواره لندست-8 و تصاویر محصول MOD13Q1 سنجنده مودیس ماهواره ترا، چرخه فنولوژی گیاهان در سطح کلان شهر اهواز در دوره زمانی 2015 تا دسامبر 2019 تحلیل شد. تصاویر ماهواره ای از طریق پلتفرم گوگل ارت انجین فراخوانی و تهیه شد. سپس، با توجه به نوع پوشش گیاهی، چرخه فنولوژیکی گیاهان براساس شاخص های پوشش گیاهی به دست آمد و با چرخه فنولوژیکی به دست آمده از بررسی های زمینی مقایسه شد. با توجه به احتمال وجود نویز و پیکسل هایی با اختلاط طیفی، برای هموارسازی چرخه فنولوژیکی گیاهان از فیلتر Savitzky-Golay استفاده شد.

    نتایج

    نتایج به دست آمده حاکی از روند افزایش مقادیر هر دو شاخص NDVI و EVI به ترتیب با 03/0 و 04/0 در سنجنده OLI و 01/0 (در سال) در محصول سنجنده مودیس است. این تغییرات در ماه های ژانویه، مارس، اکتبر، نوامبر و دسامبر در هر دو سنجنده افزایشی بوده است که به معنای شرایط بهتر زیستی گیاه است. زمان دوره های فنولوژی گیاهان در هر دو سنجنده متفاوت بود. بیشترین اختلاف در هر دو سنجنده در سال های 2018 و 2019 مشاهده شد. با توجه به مناسب تر بودن شرایط محیطی در این دو سال در مقایسه با سایر سال ها، می توان نتیجه گرفت که با افزایش میزان کلروفیل گیاه، میزان اختلاف بین نتایج این دو سنجنده بیشتر می شود. دوره های انتقال فصل رشد به دست آمده از سنجنده OLI جزئیات بیشتری را در مقایسه با مجموعه داده های با وضوح متوسط مودیس نشان داد. در سنجنده مودیس در مقایسه با سنجنده OLI زمان شروع دوره های فصل رشد، زودتر بود. این تفاوت ها گویای تغییرات بیشتر پوشش گیاهی است که استفاده از تصاویر با قدرت تفکیک بالا قابلیت تشخیص بهتری نسبت به سنجنده های با قدرت تفکیک مکانی متوسط و پایین دارند. به طور کلی، نتایج قابل قبولی از تغییرات چرخه فنولوژیکی گیاهان در سطح یک منطقه شهری با انواع مختلف پدیده های زمینی که سبب ناهمگنی بیشتر در پیکسل های تصاویر سنجنده های ماهواره ای می شود، مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج مقایسه دوره های فصل رشد در سنجنده OLI و مودیس (به ترتیب) با واقعیت زمینی نشان می دهد کمترین اختلاف در شروع فصل رشد با 7 و 10 روز بوده است. بیشترین اختلاف بین نتایج به دست آمده از سنجنده های OLI و مودیس (به ترتیب) با واقعیت زمینی در اوج فصل رشد با 20 و 35 روز و پایان فصل رشد 20 روز دیرتر و 20 زودتر بوده است. طول فصل رشد در سنجنده مودیس حدود چهار ماه و در سنجنده OLI حدود پنج ماه مشاهده شد که نتایج لندست به واقعیت زمینی نزدیک تر است. این تفاوت را می توان به افزایش تعداد پیکسل های مخلوط با توجه به قدرت تفکیک مکانی تصاویر سنجنده مودیس نسبت داد. نتایج این پژوهش، می تواند راهگشای بررسی تغییرات چرخه های فنولوژیکی در پاسخ به تغییرات محیطی با استفاده از تصاویر سنجش از دور در مناطق شهری باشد.

    کلیدواژگان: مودیس، شروع فصل رشد، پایان فصل رشد، OLI، EVI
  • بهار اسدی، علی شمس الدینی* صفحات 25-46
    سابقه و هدف

    شناسایی و نقشه کردن محصولات زراعی اطلاعات مهمی برای مدیریت زمین های کشاورزی و برآورد سطح زیر کشت محصولات زراعی فراهم می کند.تصاویر اپتیک و راداری، منابع ارزشمندی برای طبقه بندی زمین های کشاورزی است. ویژگی های مستخرج از تصاویر اپتیک حاوی اطلاعاتی در مورد امضای بازتابی محصولات مختلف است. در مقابل، یک تصویر راداری فراهم کننده اطلاعاتی در مورد خصوصیات ساختاری و سازوکارهای پراکنش محصولات است. ترکیب این دو منبع قادر به ایجاد یک مجموعه داده مکمل با تعداد چشمگیری از ویژگی های زمانی طیفی، بافت و قطبیده برای طبقه بندی زمین های کشاورزی است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به بررسی اهمیت باندهای لبه قرمز برای تفکیک محصولات زراعی شامل گندم، جو، یونجه، لوبیا، باقلا، کتان، ذرت، چغندر قند و سیب زمینی با استفاده از روش جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان می پردازد. بدین منظور سری زمانی تصاویر سنتینل-1 و 2 در سال 2019 از شمال غرب شهر اردبیل در پلتفرم ارت انجین فراخوانی شد. ترکیب های متفاوت باندها برای بررسی تاثیرات اطلاعات طیفی و زمانی، شاخص های گیاهی و اطلاعات بازپراکنش برای طبقه بندی محصولات بررسی شد. با استفاده از روش انتخاب ویژگی جنگل تصادفی ویژگی های مهم شناسایی و به عنوان ورودی الگوریتم جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان معرفی شدند.

    نتایج و بحث :

    جنگل تصادفی برای تمامی سناریوها بهترین نتیجه را به دست آورد. نتایج نشان داد افزودن طول موج های لبه قرمز و شاخص های مشتق شده از آن باعث شد محصولاتی همچون جو، لوبیا، باقلا و کتان نسبت به سایر محصولات با صحت بالاتری تفکیک شود. بهترین نتیجه در میان ترکیبات مختلف ویژگی ها مربوط به تلفیق سری زمانی ویژگی های طیفی تصاویر سنتینل-2 با سری زمانی تصاویر سنتینل-1 بود. صحت کلی 67/84 درصد و ضریب کاپا 31/ 82 درصد به دست آمد. نتایج نشان داد باندهای لبه قرمز و شاخص های پوشش گیاهی مبتنی بر آن به تنهایی قابلیت جداسازی محصولات زراعی را از همدیگر دارند.

    نتیجه گیری

    پیشنهاد می شود برای دستیابی به صحت بالاتر در تفکیک محصولات زراعی انتخاب باندهای طیفی هدفمند مورد توجه قرار گیرد. ترکیبی از تصاویر راداری و اپتیک همیشه از روش طبقه بندی براساس تک سنجنده بهتر عمل می کند و به افزایش اطلاعات طبقه بندی منجر می شود.

    کلیدواژگان: تلفیق تصاویر اپتیک و رادار، نقشه بندی محصولات زراعی، باندهای لبه قرمز، شاخص های پوشش گیاهی لبه قرمز، یادگیری ماشین
  • مریم سلطانی کاظمی، سعید مینایی*، حسین شفیع زاده مقدم، علیرضا مهدویان صفحات 47-68
    سابقه و هدف

    رطوبت غلاف پارامتر مهمی در طول دوره رشد نیشکر است که از منظر تنش آبی و مدیریت آبیاری مزرعه اهمیت فراوانی دارد. بااین حال اندازه‎گیری میزان رطوبت محصول در گیاهان به طور سنتی از طریق به دست آوردن وزن تر و وزن خشک و سپس محاسبه میزان رطوبت محصول تعیین شده است. اما این روش وقت گیر، هزینه بر و در مناطق وسیع غیرقابل اجراست. در سال های اخیر، توسعه سریع فناوری سنجش ازدور برای نظارت بر میزان آب بافت گیاه در مزارع گسترده به کار برده می شود. داده های سنجش ازدور ظرفیت بالایی برای به روز کردن سیستم های پایش رشد محصول دارند. در این راستا، می توان از تصاویر ماهواره ای که اطلاعات متنوعی در اختیار کاربران قرار می دهند، بهره برد. هدف از این پژوهش ارزیابی رطوبت غلاف برگ نیشکر با استفاده از تصاویر ماهواره ای و تهیه نقشه های رطوبت براساس بهترین مدل است.

    مواد و روش ها

    مزارع نیشکر که بزرگ ترین مزارع خوزستان هستند، بیش از 84000 هکتار مساحت دارند. حدودا 9670 هکتار از مزارع تحت کشت متعلق به کشت و صنعت امیرکبیر است که این پژوهش در آن اجرا شد. منطقه مورد مطالعه در عرض جغرافیایی 31 درجه و 00 دقیقه و 20 ثانیه شمالی و طول جغرافیایی 48 درجه و 15 دقیقه و 22 ثانیه شرقی قرار گرفته است. برای پژوهش حاضر، 18 مزرعه از واریته CP69-1062 نیشکر انتخاب شد که از هر مزرعه 5 نقطه برگزیده و مختصات نقاط با دستگاه GPS ثبت شد، لذا این پژوهش از تیر تا شهریور ماه اجرا شد. برای این منظور، تلاش شد که داده برداری زمینی هم زمان با تصویربرداری ماهواره سنتینل-2 از منطقه مورد نظر صورت گیرد. سپس رطوبت غلاف هر نمونه در آزمایشگاه اندازه گیری شد. برای هر تصویر شاخص ها و باندهای طیفی با نرم افزار QGIS محاسبه و خروجی به صورت فایل اکسل و TIF ذخیره شد. در این پژوهش از شاخص های NDWI، NDII، SRWI، SIWSI، Clgreen و GVMI و باندهای حاصل از تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 برای برآورد و پایش وضعیت رطوبت غلاف برگ نیشکر استفاده شد. در گام بعدی، از تحلیل VIF به منظور بررسی هم خطی بین شاخص ها و باندها استفاده شد. در نهایت شاخص های NDVI، EVI، SRWI، Clgreen و تک باندهای B2، B3، B4، B5، B6، B11 و B12 به عنوان ورودی به چهار مدل‎ GRNN، RF، SVR و PLSR وارد شدند. شایان ذکر است که الگوریتم بیز به منظور بهینه سازی پارامترهای مدل استفاده شد.

    نتایج و بحث:

     نتایج نشان داد که مدل SVR در مقایسه با سایر مدل ها توانایی بالاتری در تخمین رطوبت غلاف برگ داشت. همچنین طبق تحلیل حساسیت، پارامترهای SRWI، Clgreen، NDVI، B5، B12، B11، B4، B3، EVI و B2 به ترتیب به عنوان پارامترهای موثر در فرایند مدل سازی رطوبت انتخاب شدند. در مرحله نهایی رطوبت غلاف برگ به ترتیب مقدار از کم تا زیاد، به 5 کلاس تنش، زمان آبیاری، رطوبت کم، رطوبت متوسط و رطوبت بالا طبقه بندی شد. با توجه به نتایج نقشه های رطوبتی و با توجه به برنامه زمان بندی آبیاری مربوط به هر تاریخ، می توان نتیجه گرفت خروجی حاصل ترکیبی از شاخص ها و باندهای B2، B3، B4، B5، B6، B11، B12، NDVI، EVI، SRWI و Clgreen عملکرد بهتری در تهیه نقشه های آبیاری داشتند. این روش با هدف ارزیابی پتانسیل شاخص های طیفی S2 MSI برای برآورد رطوبت غلاف برگ در مرحله رشد نیشکر به کار گرفته شد.

    نتیجه گیری

    طبق تحلیل حساسیت، پارامتر SRWI به عنوان موثرترین شاخص در فرایند مدل سازی قرار گرفت. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در میان ورودی های داده شده به مدل، ترکیبی از شاخص ها و باندهای NDVI، EVI، SRWI، Clgreen، B2، B3، B5، B4، B11و B12 تخمین بهتری از رطوبت غلاف نیشکر به دست می دهند. این پژوهش در پی بهبود روش های نظارت بر رطوبت غلاف نیشکر در مزارع وسیع است.

    کلیدواژگان: سنجش ازدور، فروسرخ طول موج کوتاه، شاخص طیفی رطوبت، پایش رشد محصول
  • سجاد حقی، محمد کریمی*، احمدعلی حنفی بجد صفحات 69-90
    سابقه و هدف

    تب دانگ، یکی از بیماری های واگیر و ویروسی است که از طریق دو گونه پشه آئدس اجیپتی و پشه آئدس آلبوپیکتوس منتقل می شود و به سرعت در جهان در حال گسترش است. افزایش دمای کره زمین، تغییرات اقلیمی و الگوی بارندگی و نیز گسترش شهرنشینی در اغلب نقاط دنیا بر گستره انتشار گونه های مذکور موثر بوده و باعث گسترش مناطقی جدید برای حضور این گونه ها شده است. این در حالی است که بخشی از کشور ایران در برابر این گونه و حضور آن آسیب پذیر تلقی شده و لازم است گستره انتشار احتمالی آن برای اجرای برنامه کنترل جمعیت این گونه مشخص شود. مدل های مطلوبیت زیستگاه مجموعه ای از مدل های الگوریتم مبنا هستند که قادرند پراکنش مکانی برای استقرار انواع گونه ها را پیش بینی کنند. هدف اصلی این پژوهش مدل سازی توزیع مکانی ناقلین این بیماری در ایران است که با توجه به نبود داده های ناقلین کافی در کشور، از داده های ناقلین موجود در سطح جهان و همچنین در سطح قاره آسیا، در دو مقیاس مختلف استفاده شد. از مهم ترین جنبه های نوآوری این پژوهش می توان به استفاده از لایه هتروژنتی به عنوان یک عامل کمکی برای تحلیل نقاط حضور و کاهش خودهمبستگی مکانی و به کارگیری و مقایسه دو مدل پراکنش گونه متکی به داده های حضور برای انتخاب روش مدل سازی بهینه اشاره کرد.

    مواد و روش ها

    مدل های مورد استفاده در این پژوهش شامل روش آنتروپی بیشینه (MaxEnt) و یک نوع الگوریتم ژنتیک تحت عنوان گارپ (GARP) هستند. این مدل ها می توانند ارتباطات غیرخطی و اثرگذار بین گونه ها و متغیرهای محیطی را تشخیص دهند و آن ها را برای توسعه مدل های پیش بینی به کار گیرند. همچنین لایه های اطلاعاتی مورد نیاز شامل لایه نقاط حضور گونه ها و لایه های متغیرهای مستقل زیست محیطی هستند. در مجموع 2780 نقطه حضور برای هر دو گونه (1926: گونه آئدس اجیپتی و 854: گونه آئدس آلبوپیکتوس) با مراجعه به پایگاه های اطلاعاتی مختلف جمع آوری شد.
    به منظور کاهش خودهمبستگی مکانی بین داده های نقاط حضور ناقلین تب دانگ، لایه هتروژنتی توپوگرافی با استفاده از SDM toolbox در ArcGIS ساخته شد و نقاطی که از نظر ارتفاع دارای شرایط یکسانی هستند از فرایند مدل سازی حذف شدند. به منظور بررسی میزان همبستگی متغیرهای زیستی از تابع PCA در ArcGIS استفاده شد و متغیرهایی که میزان همبستگی بین آنها بالای 75/0 بود، از تحلیل حذف و متغیرهای تراکم جمعیت، اقلیم، تراکم پوشش گیاهی، ارتفاع و کربن آلی خاک لحاظ وارد مدل شدند. در نهایت با استفاده از روش آنتروپی بیشینه (MaxEnt) و یک نوع الگوریتم ژنتیک تحت عنوان گارپ (GARP) میزان مطلوبیت زیستگاهی در سطح جهان با قدرت تفکیک مکانی 5 کیلومتر برای هر دو گونه مدل سازی شد. با توجه به دقت بالای روش MaxEnt، با استفاده از این روش، مطلوبیت زیستگاهی قاره آسیا با قدرت تفکیک 900 متر برای هر دو گونه مدل سازی شد.

    نتایج و بحث: 

    مقادیر سطح زیر منحنی (AUC) برای گونه آئدس اجیپتی 942/0 و برای گونه آئدس آلبوپیکتوس 948/0 محاسبه شد. نتایج پژوهش نشان داد که استان های شمالی و جنوبی کشور مطلوبیت زیستگاهی بالاتری را برای هر دو گونه دارند، با این تفاوت که گونه آئدس اجیپتی در قسمت های جنوبی به سمت شرق در حاشیه دریایی عمان دارای احتمال پراکندگی بالاتری است. در پیاده سازی روش MaxEnt برای گونه آئدس آلبوپیکتوس، استان های موجود در غرب ایران نیز مطلوب تعیین شدند که این مهم در مقیاس کوچک تر به صورت درست مدل سازی نشده بود. در بهمن 1399 متاسفانه تعداد کمی پشه و تخم پشه آئدس اجیپتی در شهرستان بندر لنگه کشف شد که دقیقا این پژوهش آن را پیش بینی کرده بود.

    نتیجه گیری

    از نتایج این مطالعه می توان در راستای برنامه ریزی برای مدیریت جمعیت این حشرات ناقل برای کنترل بیماری هم زمان با پایش جمعیت ها در فصول اپیدمی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تب دانگ، توزیع مکانی، پشه آئدس اجیپتی، پشه آئدس آلبوپیکتوس، مدل آنتروپی بیشینه، ایران
  • داود اکبری* صفحات 91-104
    سابقه و هدف

    فناوری سنجش ازدور فراطیفی، در دو دهه گذشته شاهد پیشرفت چشمگیری بوده است. یکی از تحلیل هایی که در خصوص تصاویر فراطیفی انجام می گیرد، آشکارسازی هدف است. در این پژوهش به آشکار سازی بام های دارای پوشش خاص به عنوان هدف، در یک محیط شهری پرداخته شده است. هم زمان با رشد شهرنشینی و توسعه مناطق شهری نیاز مدیران و برنامه ریزان به نقشه های بسیار دقیق از مناطق شهری به طور چشمگیری افزایش یافته است. ازآنجاکه یک محیط شهری دارای ویژگی های پیچیده ای از نظر فیزیکی، هندسی و عناصر به کارگرفته شده در ساختمان هاست، داده های فراطیفی کمک موثری به شناسایی، استخراج و تولید نقشه از عناصر سازنده یک محیط شهری می کنند. در خصوص آشکارسازی طیفی هدف، از دو دهه پیش تاکنون تحقیقات مستمر و متعددی صورت پذیرفته است. با توجه به مطالعات صورت گرفته، تاکنون، الگوریتم هرمی در مقایسه با سایر الگوریتم های استخراج اطلاعات مکانی در تصاویر فراطیفی به بهترین نتایج دست یافته است، ازاین رو در این پژوهش سعی می شود با ارائه روشی جدید و دقیق ساختمان های با پوشش خاص در تصاویر فراطیفی آشکارسازی شود.

    مواد و روش ها

    برای انجام این پژوهش از داده های تصویری سنجنده CASI استفاده شده است. تصاویر مورد پردازش در این پژوهش شامل تصاویری با 32 باند طیفی و قدرت تفکیک 2 متر هستند که در تاریخ مه سال 2001 از منطقه شهری تولوز واقع در جنوب فرانسه برداشت شده است. در روش پیشنهادی ابتدا دو الگوریتم طبقه بندی شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLP) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) بر روی تصویر فراطیفی پیاده سازی شده، سپس از نقشه حاصل از ترکیب دو الگوریتم مذکور برای انتخاب نشانه برای الگوریتم قطعه بندی هرمی مبتنی بر نشانه استفاده می شود. در نهایت به کمک قانون تصمیم رای اکثریت نقشه قطعه بندی هرمی مبتنی بر نشانه با نقشه حاصل از ادغام طبقه بندی های MLP و SVM ترکیب می شود.نتایج و بحث: در این پژوهش به منظور پیاده سازی الگوریتم SVM از کرنل پایه شعاعی گوسین استفاده شد. مقادیر دو پارامتر جریمه (C) و عرض تابع گوسی () در الگوریتم SVM به کمک روش ارزیابی متقاطع تعیین شد. الگوریتم طبقه بندی MLP با 3 لایه پنهان که شامل 5، 6 و 8 نورون هست پیاده سازی شد و ارزیابی آن با 500 تکرار انجام گرفت و برای انتخاب نشانه ها، آنالیز برچسب گذاری مولفه های متصل براساس 8 پیکسل همسایگی بر روی نقشه حاصل از ترکیب MLP و SVM صورت پذیرفت. براساس نتایج به دست آمده نقشه حاصل از روش پیشنهادی شامل مناطق یکنواخت تر و دارای ساختارهای به هم پیوسته بیشتری برای آشکارسازی ساختمان هاست که این اهمیت استفاده از اطلاعات مکانی در کنار اطلاعات طیفی را نشان می دهد.فناوری سنجش ازدور فراطیفی، در دو دهه گذشته شاهد پیشرفت چشمگیری بوده است. یکی از تحلیل هایی که در خصوص تصاویر فراطیفی انجام می گیرد، آشکارسازی هدف است. در این پژوهش به آشکار سازی بام های دارای پوشش خاص به عنوان هدف، در یک محیط شهری پرداخته شده است. هم زمان با رشد شهرنشینی و توسعه مناطق شهری نیاز مدیران و برنامه ریزان به نقشه های بسیار دقیق از مناطق شهری به طور چشمگیری افزایش یافته است. ازآنجاکه یک محیط شهری دارای ویژگی های پیچیده ای از نظر فیزیکی، هندسی و عناصر به کارگرفته شده در ساختمان هاست، داده های فراطیفی کمک موثری به شناسایی، استخراج و تولید نقشه از عناصر سازنده یک محیط شهری می کنند. در خصوص آشکارسازی طیفی هدف، از دو دهه پیش تاکنون تحقیقات مستمر و متعددی صورت پذیرفته است. با توجه به مطالعات صورت گرفته، تاکنون، الگوریتم هرمی در مقایسه با سایر الگوریتم های استخراج اطلاعات مکانی در تصاویر فراطیفی به بهترین نتایج دست یافته است، ازاین رو در این پژوهش سعی می شود با ارائه روشی جدید و دقیق ساختمان های با پوشش خاص در تصاویر فراطیفی آشکارسازی شود.

    نتایج و بحث:

     در این پژوهش به منظور پیاده سازی الگوریتم SVM از کرنل پایه شعاعی گوسین استفاده شد. مقادیر دو پارامتر جریمه (C) و عرض تابع گوسی () در الگوریتم SVM به کمک روش ارزیابی متقاطع تعیین شد. الگوریتم طبقه بندی MLP با 3 لایه پنهان که شامل 5، 6 و 8 نورون هست پیاده سازی شد و ارزیابی آن با 500 تکرار انجام گرفت و برای انتخاب نشانه ها، آنالیز برچسب گذاری مولفه های متصل براساس 8 پیکسل همسایگی بر روی نقشه حاصل از ترکیب MLP و SVM صورت پذیرفت. براساس نتایج به دست آمده نقشه حاصل از روش پیشنهادی شامل مناطق یکنواخت تر و دارای ساختارهای به هم پیوسته بیشتری برای آشکارسازی ساختمان هاست که این اهمیت استفاده از اطلاعات مکانی در کنار اطلاعات طیفی را نشان می دهد.

    نتیجه گیری

    در این پژوهش راهبرد استفاده از اطلاعات مکانی در کنار اطلاعات طیفی برای بهبود آشکارسازی هدف در آنالیز تصاویر فراطیفی بررسی شد. برای این منظور از الگوریتم طیفی- مکانی هرمی مبتنی بر نشانه که در فرایند طبقه بندی تصاویر استفاده می شود، برای آشکارسازی بام ساختمان ها استفاده شد. در روش پیشنهادی از دو نقشه طبقه بندی در انتخاب نشانه ها و قانون تصمیم رای اکثریت در مورد الگوریتم قطعه بندی هرمی اولیه به کار گرفته شد. در ترکیب  نقشه های طبقه بندی MLP و SVM به منظور استفاده در انتخاب نشانه ها و قانون تصمیم رای اکثریت از احتمال شرطی و انتخاب بالاترین احتمال تعلق هر پیکسل به یک کلاس استفاده می شود.

    کلیدواژگان: تصویر فراطیفی، آشکارسازی هدف، الگوریتم هرمی مبتنی بر نشانه
  • ساجده مرادی*، مجید رضایی بنفشه صفحات 105-122
    سابقه و هدف

    مطابق با گزاره های علمی هنگامی که مقادیر زیادی از گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن در جو متمرکز می شود، درجه حرارت نه تنها در سطح زمین، بلکه در تروپوسفر هم افزایش پیدا خواهد کرد. آنچه شاید مهم ترین نکته در مورد نوسانات درجه حرارت سطح جهانی باشد، این است که با وجود فراز و فرودهای کوتاه مدت، شواهد نشان می دهد که سیاره ما به طور ثابت در حال انباشتن گرماست. شب هنگام، تابش های کوتاه پس از غروب خورشید حذف می شود و دمای هوا تابعی از تابش های بلند خروجی است. بنابراین دمای شبانه به عنوان متغیری است که به طور ویژه تحت تاثیر نوسانات گازهای گلخانه ای از جمله قرار دارد. بخشی از تابش موج بلند زمینی از طریق پنجره های جوی خارج می شود و بخش عمده ای از آن توسط گازهای گلخانه ای به صورت تابش بلند برگشتی به سطح زمین بازگشت داده می شود که به ویژه در شب ها و فصل زمستان نقش مهمی در تعادل دمایی کره زمین دارد. مطالعه و بررسی دمای شبانه در ارتباط با مقادیر دی اکسید کربن اتمسفر، می تواند روند تغییر اقلیم را آشکار سازد. در این پژوهش برای نخستین بار تصاویر سنجنده AIRS به منظور بررسی دمای شبانه و گاز دی اکسید کربن استفاده شد. اهمیت تغییر دما در زیست گیاهی و جانوری، و به طور کل تعادل طبیعت بروز و ظهور پیدا می کند و چنانچه این تعادل طبیعی از بین برود، تغییرات اساسی و گاهی جبران ناپذیر در حیات کره زمین و کشور ایران رخ خواهد داد که آثار نامطلوبی برای زندگی بر جای خواهد گذاشت. گاز گلخانه ای  می تواند طی فرایند گلخانه ای دمای شبانه را دچار نوسان کند. لذا انجام این پژوهش می تواند مدیران و برنامه ریزان را در افزایش آگاهی و پیشبرد سیاست های اقلیمی برای کاهش و جلوگیری از خطرات احتمالی ناشی از تغییرات در مقادیر انتشار دی اکسید کربن و به تبع آن تغییرات دمایی و ایجاد طرح های موثر یاری می کند.

    مواد و روش ها

    داده های این پژوهش مربوط به دوره آماری 2016-2003 و ماه های ژانویه، مه، ژوئیه و نوامبر است. به منظور بررسی تغییرات و دمای شبانه و تحلیل و ارزیابی اثرگذاری دی‎اکسید کربن بر متغیر دمای شبانه در این پژوهش نمودارهای سری زمانی ماهانه و فصلی بررسی شدند. به منظور بررسی معنادار بودن و یا عدم معناداری روندها و نوع روند، آزمون من- کندال به کار گرفته شد. آزمون همبستگی پیرسون و رگرسیون غیرخطی inverse برای تحلیل های آماری داده های دمای شبانه و استفاده شد. به منظور تحلیل بصری از دمای شبانه و به علت طولانی بودن دوره مورد مطالعه، نقشه های دمای شبانه سال های مورد مطالعه تهیه و با روش درون یابی IDW پهنه بندی شد.

    نتایج و بحث: 

    بررسی آماری توزیع میانگین دمای شبانه در ایران نشان داد میانگین دما در انتهای دوره مطالعاتی (سال 2016) از میانگین کل دوره مطالعاتی به مقدار 42/0درجه کلوین، بیشتر بوده است. بیشترین نوسانات دمای شبانه مربوط به فصل زمستان و کمترین نوسانات که تاحدودی روند یکنواختی در آن مشاهده شده متعلق به فصل تابستان بوده است. مطابق با نمودار سری زمانی، روند میانگین فصلی، میزان در هر چهار فصل در سال های 2003 تا 2016 کاملا افزایشی بوده است. با توجه به نمودار سری زمانی ماهانه، از بین ماه های مورد مطالعه ماه ژوئیه، کمترین نوسانات و ماه های نوامبر و ژانویه بیشترین نوسانات دمایی را به خود اختصاص دادند. براساس نقشه های دمای شبانه فصلی، کمینه دمای شبانه در شمال غرب، رشته کوه های البرز، زاگرس و نواحی خراسان شمالی در هر چهار فصل قابل مشاهده بود. سواحل جنوبی و شهرهای ساحلی جنوب از استان خوزستان تا استان سیستان و بلوچستان و همچنین دشت کویر و کویر لوت، در تمام فصل ها، بیشینه دمای شبانه را به خود اختصاص داده است. با توجه به نقشه پهنه بندی شده میانگین دمای شبانه ماه های ژانویه، مه، ژوئیه و نوامبر برای سال های 2003، 2006، 2009، 2012، 2015 و 2016، توزیع مکانی دمای شبانه در ایران حاکی از افزایش دمای شبانه ماه ژانویه در اواخر دوره مطالعاتی در برخی نواحی مرکزی شامل بخش هایی از استان های سمنان، یزد و اصفهان و بخش هایی از خراسان جنوبی و قسمت هایی در جنوب شرق ایران بود. مطابق نتایج آزمون من- کندال، تنها روند موجود در دمای شبانه ماه ژوئیه صعودی و معنادار بوده و روند ، در همه ماه ها صعودی و معنادار بوده است. براساس نتایج آزمون پیرسون، دمای شبانه ژوئیه همبستگی بالایی (66/0) با  داشته است. نتایج مدل رگرسیون غیرخطی بین دو متغیر، حاکی از این بود که با ضریب تعیین 44/0 بیشینه بیشترین تاثیر را بر بیشینه دمای شبانه در ماه ژوئیه در دوره مطالعاتی داشته است.

    نتیجه گیری

    مطابق با نتایج این پژوهش در بازه زمانی مورد مطالعه، رابطه بین روند افزایشی دمای شبانه و دی اکسید کربن در ماه تیر (ژوئیه) تایید شد. به این ترتیب، احتمال افزایش دماهای شبانه به علت افزایش انتشار دی اکسید کربن در نواحی مناطق مختلف جهان، می تواند موضوع بررسی پژوهشگران قرار بگیرد. همچنین باید اشاره کرد که در بستر روندهای طولانی مدت، گاهی تغییرات دوره ای، رخ می دهد که دوام آن بیش از یک سال است. اگر مطالعه و پژوهش دیگری در ارتباط با موضوع پژوهش حاضر انجام پذیرد و سری زمانی طولانی تری (چندین دهه) مورد مطالعه قرار گیرد، ممکن است روند غالب بر ایران، شرایط دیگری را نشان دهد.

    کلیدواژگان: دمای شبانه، دی اکسید کربن، روند، ایران
  • ابوالفضل حبیبی تبار*، سحر علیان، داود سلیمانیان صفحات 123-146
    سابقه و هدف

    نقطه تزریق انرژی از شبکه انتقال به شبکه توزیع، پست های 20/63 کیلوولت هستند. تعیین محل احداث پست، از نظر فنی و اقتصادی برای شرکت های برق منطقه ای و شرکت های توزیع برق اهمیت ویژه ای دارد. هدف این پژوهش، تعیین محدوده بهینه احداث پست 20/63 کیلوولت است و تفاوت روش تحقیق این پژوهش با دیگر مطالعات مشابه، استفاده از معیارهای مرتبط با شرکت توزیع برق و لحاظ کردن تاثیر و ارتباطات درونی معیارها با یکدیگر است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش از روش فرایند تحلیل شبکه ای و توابع فازی در بستر GIS استفاده شده است. با بررسی منابع و نظر سنجی از کارشناسان خبره، تعداد 13 معیار به عنوان عوامل اصلی و تاثیرگذار در تعیین محل احداث پست تعیین و سپس با استفاده از نرم افزار ArcGIS، نقشه های  معیارها تهیه شد. به منظور همگن کردن لایه های اطلاعاتی، داده ها با استفاده از توابع عضویت فازی بین 0 و 1 قرار گرفتند. وزن نهایی معیارها با استفاده از روش ANP تعیین و در نقشه فازی خود اعمال شدند. برای تحلیل نهایی موضوع پژوهش، از عملگر گاما با مقادیر گامای 7/0، 8/0 و 9/0 استفاده شد. به منظور انتخاب بهینه گامای فازی، داده ها در نرم افزار SPSS و با استفاده از آزمون ضریب همبستگی گاما، تجزیه وتحلیل شدند که در نتیجه، مقدار ضریب همبستگی و انحراف از معیار محاسبه شد.

    نتایج و بحث: 

    نتایج حاصل از محاسبه انحراف معیار نشان داد که دقت گامای 7/0 از دو گامای دیگر بالاتر است. در نقشه نهایی به دست آمده، محدوده شهر کهک، محدوده بهینه برای احداث پست 20/63 کیلوولت در سطح استان قم است.

    کلیدواژگان: پست 20، 63 کیلو ولت، فرایند تحلیل شبکه (ANP)، سیستم اطلاعات مکانی (GIS)، منطق فازی
  • صدیقه لطفی*، توحید علی زاده صفحات 147-164
    سابقه و هدف

    زمین یک منبع طبیعی حیاتی برای بقای انسان و اساس همه خدمات بوم سازگان است. بااین حال، تخریب اراضی در قالب تغییر کاربری و پوشش زمین، مشکلی جدی در جهان بوده است. مهاجرت روستایی به شهر در کشورهای در حال توسعه و همچنین تبدیل بسیاری از روستاهای مجاور به مناطق شهری، تا حد زیادی باعث افزایش سریع وسعت سکونتگاه های شهری شده است. شواهد نشان می دهد شمال ایران در حال تجربه تغییرات سریع کاربری اراضی است که پایداری منطقه را در طول سه دهه اخیر به خطر انداخته است. این مقاله با هدف شناسایی و مقایسه تغییرات رشد و گسترش شهر آمل واقع در استان مازندران در سه دهه از سال 1365 تا 1395 انجام شد. رشد شهری با افزایش مطلق جمعیتی که در شهرها زندگی می کنند و گسترش شهری با تغییرات پوشش زمین در طول زمان تعریف می شود.

    مواد و روش ها

    برای تولید تصاویر تغییرات پوشش زمین در سال های مختلف، با استفاده از داده های تصاویر سری زمانی لندست (سنجنده های TM، ETM+ و OLI/TIRS)، از مدل اختلاط زدایی خطی براساس استخراج اعضای انتهایی استفاده شده و دو طبقه اراضی شهری و غیرشهری برای هر مقطع زمانی شناسایی شده است. برای بررسی صحت طبقه بندی، به صورت توام از تصاویر با وضوح بالای ارائه شده در نرم افزار گوگل ارت و مشاهده میدانی با استفاده از GPS استفاده شده است. به منظور تحلیل توزیع فضایی پوشش اراضی از ابزار تحلیل خودهمبستگی فضایی موران و به منظور تحلیل روند تغییرات فضایی اراضی شهری از ابزار تحلیل روند در نرم افزار ArcGIS استفاده شده است.

     نتایج و بحث: 

    یافته ها نشان می دهد افزایش دوبرابری جمعیت شهر در این سه دهه، نه تنها با گسترش افقی به میزان 60 درصد در اراضی سبز و باز پیرامونی همراه بوده است، بلکه افزایش تراکم ساختمانی و تعداد طبقات را نیز در پی داشته است. صحت سنجی طبقه بندی پوشش اراضی، با استفاده از ماتریس خطای ابهام با محاسبه صحت کلی بالای 90 درصد و ضریب کاپای بالای 80 درصد برای تصاویر به دست آمده، دقت بالا و بسیار خوبی را نشان می دهد. براساس یافته های تحلیل خودهمبستگی فضایی موران، توسعه شهر آمل به طور کامل از ساختاری خوشه ای تبعیت می کند. با محاسبه اختلاف داده های پوشش زمین در دوره 20 ساله 1375-1395 مشخص شد، 28 درصد از مساحت کل شهر معادل 890 هکتار، بیشترین تغییر را که شامل تغییرات بنیادین در کاربری و پوشش زمین می شود، داشته است. گسترش شهر آمل نیز به طور کلی از مرکز به پیرامون بوده است، به طوری که کمترین تغییرات در قسمت های مرکزی شهر و بیشترین تغییرات نیز در قسمت های شمالی و شرقی شهر رخ داده است.

    نتیجه گیری

    رشد جمعیت و گسترش شهری نه تنها، تخریب منابع طبیعی و محیط زیست را در پی دارد، بلکه با افزایش مشکلات مدیریت شهری در تامین زیرساخت ها و خدمات نیز همراه است. ازهمین رو، هدف برنامه ریزی باید دستیابی به توسعه بهینه ای باشد که هم در سطح کلان، با توزیع نقش های شهری به صورت مکملی و تقویت نقش روستاها، از افزایش مهاجرت از روستاها به شهرها جلوگیری کند و هم در سطوح محلی، بر توزیع متوازن جمعیت شهر و رشد درون زا تاکید کند.

    کلیدواژگان: تغییرات کاربری و پوشش زمین (LULC)، روش اختلاط زدایی طیفی، اعضای انتهایی، شاخص موران، ماتریس خطای ابهام، تحلیل روند، شهر آمل
|
  • Morteza Sharif, Sara Attarchi * Pages 1-24
    Introduction

    Plant phenology plays an important role in plant ecosystems and serves as a key indicator of ecological changes. With the expansion of urbanization, urban green spaces have become increasingly important in residential areas. On the other hand, The use of plants in urban settings and the green space services they provide have garnered significant attention in recent studies. The value of urban green spaces has been recognized for their numerous benefits to human health and the ecological environment of cities. Therefore, it is essential to study and monitor the phenological cycles of plants in urban areas at various spatial-temporal scales, considering their pivotal role in the urban ecosystem and society health.

    Materials and methods

    This study utilized the widely used NDVI and EVI indices calculated from Landsat satellite OLI sensor and MOD13Q1 product of MODIS sensor images to investigate the plant phenology cycle in the Ahvaz metropolitan area from 2015 to December 2019. Satellite images were retrieved and processed using the Google Earth Engine platform. The phenological cycle of plants was obtained based on the vegetation indices, categorized according to vegetation type and compared with the phenological cycle obtained from the ground survey data. Due to probability noise and pixels with spectral mixing, a Savitzky-Golay filter was applied to smooth the phenological cycle of plants.

    Results and discussion

    The results indicate the increasing trend in the values of both NDVI and EVI indices annually, with a rise of 0.03 and 0.04 in the OLI sensor and 0.01 in the MOD13Q1 product, respectively. These positive changes were particularly noticeable in January, March, October, November, and December for both sensors. Variations in plant phenology phases were observed between the two sensors, with the most significant differences occurring in 2018 and 2019. This shows that under favorable weather conditions, there is an increase in plant chlorophyll content, leading to disparities between the results of the two sensors. The transition periods of the growing season identified by the OLI sensor exhibited more detail compared to the MODIS medium resolution dataset. Although the MODIS sensor indicated an earlier start to the growing season than the OLI sensor, the shape of the phenological cycle curves from both sensors appeared similar despite discrepancies in their start and end dates.Generally, according to the MODIS product, the duration of the growing season (between mid-winter and early summer) is approximately four months. These disparities point to more changes in vegetation that can be better detected using high-resolution images compared to sensors with medium and low spatial resolution. Overall, significant changes in the phenological cycle of plants were observed at the urban area level, reflecting various ground phenomena that contribute to increased heterogeneity in satellite sensor image pixels.

    Conclusion

    The smallest difference between the periods of the growing season of plants observed by ground observations in OLI and MODIS sensors was 7 and 10 days for the Start of Growing Season (SOS), respectively. The largest difference was noted at the peak of the growing season, with disparities of 20 and 35 days, and for the End of Growing Season (EOS), 20 days later and 20 days earlier, respectively, based on ground observations. However, the length of the growing season (LOS) in the OLI sensor is approximately five months, indicating closer alignment with ground observations. This divergence is attributed to increased heterogeneous conditions in the target phenomena and/or the spatial resolution of MODIS sensor images.it is evident that the results obtained from the OLI sensor enhance our understanding of human interactions with the natural environment in urban areas. Addressing these findings in future studies can help mitigate environmental challenges and provide more accurate information for planning purposes.

    Keywords: MODIS, SOS, EOS, OLI, EV
  • Bahar Asadi, Ali Shamsoddini * Pages 25-46
    Introduction

    Identifying and mapping crops provides important information to agricultural lands management and cultivation area estimation of crops. Optical and radar images are valuable resources for classifiying agricultural land. Features deriverd from optical images contain information about the reflectance signatures of various products, while radar images provides information about the structural characteristics and distribution mechanisms of products. The combination of these two sources can create a complementary dataset with a significant number of spectral, texture and polarized temporal features for the classification of agricultural land

    Material and methods

    This study aims to explore the significance of red edge bands for the segregation of crops such aswheat, barley, alfalfa, beans, broad beans, flax, corn, sugar beet and potatoes using the random forest method and support vector machine. To conduct the analysis, a time series of Sentinel-1 and 2 images 2019 in the northwest region of Ardabil was retrieved from the Google Earth Engine (GEE) platform. The study evaluates the effectiveness of spectral and temporal information, plant indices and backscatter information on the crop mapping by examining different combinations of bands. Through the random forest feature selection method, essential features are identified and utilized as inputs for both the random forest and support vector machine classifiers.

    Results and discussion

    The random forest provided the most favorable outcomes across all scenarios. The results revealed that incorporating red edge wavelengths and red edge-based vegetation indices proved more beneficial than other bands and vegetation indices for differentiating between barley, beans, broad beans, and flax. The most optimal outcome among various feature combinations was associated with the time series of spectral features from Sentinel-2 images combined with the time series of Sentinel-1 images, resulting in an overall accuracy of 84.67% and a kappa coefficient of 82.31%.  Furthermore, the results demonstrated that red edge bands and red edge-based vegetation indices effectively distinguish between different types of crops

    Conclusion

    It is recommended to carefully consider the selection of specific spectral bands to achieve higher accuracy in separation of crops. It is important to highlight that combining radar and optical images consistently yields superior results compared to classification methods based on a single sensor, leading to increased classification information.

    Keywords: Optical, Radar Image Fusion, Crop Mapping, Red Edge Bands, Red Edge-Based Vegetation Indices, Machine Learning
  • Maryam Soltanikazemi, Saeid Minaei *, Hossein Shafizadeh Moghadam, Alireza Mahdavian Pages 47-68
    Introduction

    The moisture content of sugarcane sheath is a crucial parameter during the crop's growth period, as it plays a key role in understanding water stress and field irrigation management. Traditional methods of measuring crop moisture levels involve time-consuming and expensive processes like obtaining wet and dry weights, followed by calculating moisture content, which are impractical for large areas. Recent advancements in remote sensing technology have enabled the monitoring of plant tissue moisture content in large fields. Remote sensing data have a high capacity to update crop growth monitoring systems.  In this regard, it is possible to use satellite images that provide a wealth of information to users. This research aims to evaluate sugarcane leaf sheath moisture using satellite images and generate moisture maps based on the best model.

    Materials and methods

    The sugarcane fields, which represent the largest agricultural operations in Khuzestan, have an area of over 84,000 hectares. It covers over 9,670 hectares are cultivated by the Amir Kabir Agriculture and Industry company, the focus of this research. The study area is located at a latitude of 31° 00' 20' N and a longitude of 48° 15' 22' E. A total of 18 farms of the sugarcane variety CP69-1062 were utilized for this research. Five points were selected from each farm, and the coordinates of the points were recorded using a GPS device. The study was carried out between July and September. Ground data were collected nearly simultaneously with the Sentinel-2 satellite imaging of the target area. The moisture content of each collected sample was determined gravimetrically in the laboratory. For each image, indices and spectral bands were calculated using QGIS software and the output was saved as Excel and TIF files. The indices and bands obtained from Sentinel-2 satellite images were used to estimate and monitor the moisture status of sugarcane leaf sheath. In the next step, a variance inflation factor (VIF) analysis was implemented to check the collinearity between indices and bands. Finally, the indices of NDVI, EVI, SRWI, Clgreen and single bands B2, B3, B4, B5, B6, B11 and B12 were entered as input to four GRNN, RF, SVR and PLSR models. The Bayes algorithm was employed to optimize the parameters of the model.

    Results and discussion

    The results demonstrated that the SVR model exhibited a superior ability to estimate leaf sheath moisture compared to other models. Additionally, the sensitivity analysis revealed that the SRWI, Clgreen, NDVI, B5, B12, B11, B4, B3, EVI and B2 parameters are effective parameters in the moisture content modelling process. In the final stage, the leaf sheath moisture was classified into five stress classes, namely irrigation time, low moisture, medium moisture, and high moisture, in the order from low to high. The results of the moisture maps and the irrigation schedule for each date indicate that the combined output of B2, B3, B4, B5, B6, B11, B12, NDVI, EVI, SRWI and Clgreen indices and bands has a superior performance. These indices were utilized in the preparation of irrigation plans. This method was employed to assess the potential of S2 MSI spectral indices for the estimation of leaf sheath moisture in the sugarcane growth stage.

    Conclusion

    Based on sensitivity analysis, the SRWI parameter was found to be the most effective index in the modelling process. Consequently, it can be concluded that a combination of indices and bands of NDVI, EVI, SRWI, Clgreen, B2, B3, B5, B4, B11, and B12 provides a more accurate estimate of sugarcane sheath moisture than any single input. Thus, processing and analysis of Sentinel-2 satellite images can be used to enhance the methodologies employed for the monitoring of sugarcane sheath moisture content in expansive fields.

    Keywords: Remote Sensing, Short Wavelength Infrared, Moisture Spectral Index, Crop Growth Monitoring
  • Sajjad Haghi, Mohammad Karimi *, Ahmadali Hanafi Bojd Pages 69-90

    Dengue fever is Chickenpox is a contagious and viral disease that is transmitted by two species of Aedes Egyptian mosquitoes and Aedes albopicus mosquitoes and is spreading rapidly in the world. The main purpose of this study is to model the spatial distribution of carriers of this disease in Iran. Due to the lack of sufficient carrier data in the country, carrier data available worldwide and also in Asia, in two different scales were used. Among the most important aspects of this research, we can name the use of heterogeneous layer as an auxiliary factor to analyze the presence points and reduce spatial autocorrelation and the use and comparison of two species distribution models based on presence data for Selecting the optimal modeling method. In this regard, first, using the maximum entropy method (MaxEnt) and a type of genetic algorithm called GARP (GARP), the level of habitat suitability in the world with a spatial resolution of 5 km for both species was modeled. To evaluate the mentioned models, the variables of population density, climate, vegetation density, altitude and soil organic carbon were considered. Due to the high accuracy of the MaxEnt method, using this method, the habitat suitability of the Asian continent with a resolution of 900 m was modeled for both species. The values under the curve (AUC) for the two types of carriers were calculated to be 0.9. The results showed that the northern and southern provinces of the country have higher habitat suitability for both species, with the difference that Aedes aegypti species in the southern to eastern parts of the Oman Sea coast has a higher probability of distribution. In implementing the MaxEnt method for Aedes albopicus, the provinces in western Iran were also identified as desirable, which was not properly modeled on a smaller scale. In February 2016, unfortunately, a small number of mosquitoes and AIDS mosquito eggs were discovered in Bandar Lengeh, which was exactly what this research had predicted. The results of this study can be used in line with planning for population management of these vector insects to control the disease at the same time as monitoring populations during epidemic seasons.

    Keywords: Dengue Fever, Aedes Albopictus, Aedes Aegypti, Maxent, GARP, World, Iran
  • Davood Akbari * Pages 91-104
    Introduction

    Hyperspectral remote sensing technology has witnessed remarkable progress in the last two decades. One of the analyzes performed on the hyperspectral images is target detection. In this research, the detection of roofs with special cover has been done as a target in an urban environment. Simultaneously with the growth of urbanization and the development of urban areas, the need of managers and planners for very accurate maps of urban areas has increased significantly. Since an urban environment has complex characteristics in terms of physical, geometrical and elements used in buildings, hyperspectral data effectively help to identify, extract and produce a map of the constituent elements of an urban environment. Regarding the spectral detection of the target, continuous and numerous researches have been carried out since the last two decades. According to the studies carried out, until now, the hierarchical algorithm has achieved the best results in comparison with other algorithms for extracting spatial information in hyperspectral images, Therefore, in this research, it is tried to reveal buildings with special cover in hyperspectral images by presenting a new and accurate method.

    Material and methods

    The image data of the CASI sensor has been used to carry out this research. The images processed in this research include images with 32 spectral bands and a resolution of 2 meters, which were taken in May 2001 from the urban area of ​​Toulouse located in the south of France. In the proposed method, two classification algorithms of multilayer perceptron neural network (MLP) and support vector machine (SVM) are implemented on the hyperspectral image. Then, the map resulting from the combination of the two mentioned algorithms is used to select the marker for the marker-based hierarchical segmentation algorithm. Finally, with the help of the majority vote decision rule, the marker-based hierarchical segmentation map is combined with the map resulting from the integration of MLP and SVM classifications.

    Results and discussion

    In this research, Gaussian radial basis kernel was used to implement the SVM algorithm. The values ​​of two parameters, penalty (C) and width of Gaussian function () were determined in SVM algorithm with the help of cross validation technique. The MLP classification algorithm was implemented with 3 hidden layers that include 5, 6 and 8 neurons and its evaluation was done with 500 repetitions and to select markers, the analysis of the labeling of connected components was done based on 8 neighborhood pixels on the map resulting from the combination of MLP and SVM. Based on the obtained results, the map obtained from the proposed method includes uniform regions and has more interconnected structures to reveal buildings, which shows the importance of using spatial information along with spectral information.

    Conclusion

    In this research, the strategy of using spatial information along with spectral information to improve target detection in the analysis of hyperspectral images was examined. For this purpose, the spectral-spatial marker-based hierarchical algorithm, which is used in the image classification process, was used to reveal the roofs of the buildings. In the proposed method, two classification maps were used in the selection of markers and the decision rule of the majority vote in the case of the initial hierarchical segmentation algorithm. In the combination of MLP and SVM classification maps, conditional probability and selection of the highest probability of each pixel belonging to a class are used in the selection of markers and majority vote decision rule.

    Keywords: Hyperspectral Imagery, Target Detection, Marker-Based Hierarchical Algorithm
  • Sajedeh Morady *, Majid Rezaeibanafsheh Pages 105-122
    Introduction

    According to scientific evidence, the concentration of large amounts of greenhouse gases in the atmosphere leads to an increase in temperature not only at the Earth's surface but also in the troposphere. Despite short-term fluctuations, evidence indicates ongoing global heat accumulation. At night, after sunset, the short rays are no longer present and the outgoing long rays determine the air temperature. Therefore, the nighttime temperature is particularly influenced by variations in greenhouse gases, including CO2. A portion of the Earth's long-wave radiation passes through the atmospheric windows, while the rest is sent back to the Earth's surface as long-wave radiation by greenhouse gases. This process is crucial for maintaining the Earth's temperature balance, particularly during nights and the winter season. In this study, the AIRS sensor images were utilized for the first time to analyze nighttime temperature and carbon dioxide levels in Iran. Research and studies in this regard help managers and planners to raise awareness and promote climate policies to reduce and prevent possible risks caused by changes in the amount of carbon dioxide emissions and, as a result, climate change.

    Material and Methods

    To investigate the changes in CO2 and night temperature and to assess the effect of carbon dioxide on the night temperature variable from 2003 to 2016 (January, May, July and November), monthly and seasonal time series graphs were examined. The Mann-Kendall test was used to assess the significance or non-significance of the trends and the type of trend. Pearson's correlation test and inverse non-linear regression were used for statistical analysis of night temperature and CO2 data. Night temperature maps were produced and classified using the IDW interpolation method.

    Discussion and Results

    Statistical analysis of the average night temperature distribution in Iran showed that the average temperature at the end of the study period (2016) was 0.42 o K higher than the average for the entire study period. The highest fluctuations in night temperature were associated with the winter season and the months of November and January, and the lowest fluctuations were associated with the summer season and July. The seasonal average trend of CO2 was completely increasing in all seasons and showed little fluctuation. Based on the distribution of the seasonal mean night temperature, the minimum night temperature was observed in the Northwest, Alborz, Zagros, and North Khorasan regions in all seasons. The southern coasts and southern coastal cities from Khuzestan province to Sistan and Baluchistan province, as well as the Kavir and Lut deserts, have the maximum night temperature in all seasons. Based on the average night temperature maps from 2003, 2006, 2009, 2012, 2015, and 2016, the spatial distribution of night temperatures in Iran shows an increase in January in certain central areas. These areas include parts of Semnan, Yazd, Isfahan, South Khorasan, and southeastern Iran. According to the results of the Mann-Kendall test, the trend of night temperature in July was upward and significant, and the trend of CO2 was upward and significant in all months. According to the results of Pearson's test, the night temperature in July has a high correlation (0.66) with CO2. The results of the non-linear regression model between the two variables showed that, with a coefficient of determination of 0.44, the maximum CO2 had the greatest influence on the maximum July night temperature during the study period.

    Conclusion

    According to the results of this research, the relationship between the rising trend of night temperature and carbon dioxide in July has been confirmed. Thus, the possibility of increasing night temperatures due to increasing carbon dioxide emissions in different regions of the world can be the subject of research by scientists. It should also be noted that in long-term trends there are sometimes periodic changes that last more than a year. If another study and research related to the subject of the present research is conducted and a longer time series (several decades) is studied, perhaps the dominant trend in Iran will show different conditions.

    Keywords: Night Temperature, Carbon Dioxide, Trend, Iran
  • Abolfazl Habibitabar *, Sahar Alian, Davoud Soleimanian Pages 123-146
    Introduction

    The 63.20 kV substations serve as the energy injection points from the transmission network to the distribution network. Determining the substation's location is important from both technical and economic perspectives for regional electricity companies and electricity distribution companies. This research aims to identify the optimal location for constructing a 63.20 kV substation, distinguishing its methodology from similar studies by considering criteria specific to electricity distribution companies and the internal interactions and influences of these criteria.

    Materials and Methods

    This study employs the network analysis process (ANP) and fuzzy logic within Geographic Information System (GIS). Based on expert evaluations, 13 criteria were identified as primary factors for substation location. ArcGIS software was utilized to create criteria layers. To standardize the criteria layers, data were normalized between 0 and 1 using fuzzy membership functions. The ANP method was then used to determine the final weightings of the criteria, which were applied to their corresponding fuzzy maps. For the final analysis, the gamma operator with the gamma values of 0.7, 0.8, and 0.9 was employed. Optimal gamma value selection was implemented using the gamma correlation coefficient test in SPSS software, leading to the calculation of the correlation coefficient and standard deviation.

    Results and Discussion

    The standard deviation calculations indicated that a gamma value of 0.7 has higher accuracy compared to other values. In the final map, areas around the city of Kahak were identified as the optimal location for constructing the 63.20 kV substation in Qom province

    Keywords: 63, 20 Kv Substation, Network Analysis Process (ANP), Geographic Information System (GIS), Fuzzy Logic, Optimal Location
  • Sedigheh Lotfi *, Toheed Alizadeh Pages 147-164
    Introduction

    Land is a vital natural resource for human survival and the basis of all ecosystem services. However, land degradation through land use and land cover changes has become a serious global issue. Rural-urban migration in developing countries, along with the conversion of nearby villages into urban areas, has largely driven the rapid increase in urban settlements. Evidence shows that northern Iran has been experiencing rapid land use changes, which have endangered the region's stability over the last three decades. This article aims to identify and compare the growth and expansion changes of Amol city, located in Mazandaran province, over three decades from 1986 to 2016. Urban growth is defined by the absolute increase in the population living in cities, while urban sprawl is defined by changes in land cover over time.

    Materials and Methods

    To produce images of land cover changes in different years, Landsat time series image data (TM, ETM+, and OLI/TIRS sensors) were used. A linear unmixing model based on the extraction of end members was employed, identifying two classes of land: urban and non-urban. To verify the classification accuracy, high-resolution images from Google Earth and field observations using GPS were employed. Moran's spatial autocorrelation analysis tool was used to analyze the spatial distribution of land cover, and the trend analysis tool in ArcGIS software was employed to analyze the trend of spatial changes in urban land.

    Results and Discussion

    The findings show that the city's population doubling over these three decades has not only been accompanied by a 60% horizontal expansion into surrounding green and open lands but also increased building density and the number of floors. Validation of land cover classification, using the ambiguity error matrix, with an overall accuracy of over 90% and a kappa coefficient of over 80% for the obtained images, indicates high accuracy. Based on Moran's spatial autocorrelation analysis, the development of Amol City follows a cluster structure. Calculating the difference in land cover data over the 20 years from 1996 to 2016 revealed that 28 percent of the total city area, equivalent to 890 hectares, has undergone significant changes, including fundamental alterations in land use and land cover. The expansion of Amol City has generally occurred from the center to the periphery, with the least changes in the central parts and the most changes in the northern and eastern parts of the city.

    Conclusion

    Population growth and urban expansion not only lead to the destruction of natural resources and the environment but also exacerbate urban management problems in providing infrastructure and services. Therefore, the goal of planning should be to achieve optimal development that prevents increased migration from villages to cities. This can be achieved both at the macro level, by distributing urban roles complementarily and strengthening the role of villages, and at the local level, by emphasizing the balanced distribution of the city's population and endogenous growth.

    Keywords: Land Use, Cover Changes (LULC), Spectral Unmixing Method, End Members, Moran's Index, Ambiguity Error Matrix, Trend Analysis, Amol City