محمد کریمی فیروزجایی

ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﺠﺎور رودخانه ها کﻪ ﺑﻪ دﻟیﻞ ﺷﺮایﻂ ﺧﺎص، ﻓﻀﺎﻫﺎیی ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮای اﻧﺠﺎم ﻓﻌﺎﻟیت های اﻗﺘ ﺼﺎدی ﻣﺤﺴﻮب ﻣی ﺷﻮﻧﺪ، ﻫﻤﻮاره در ﻣﻌﺮض ﺧﻄﺮات ﻧﺎﺷی از وﻗﻮع ﺳیﻼب ها ﻗﺮار دارﻧﺪ. ازاین رو در ای ﻦ ﻣﻨ ﺎﻃﻖ ﺗﻌییﻦ ﻣیﺰان ﭘیﺸﺮوی، ارتفاع و خصوصیات سیلاب در دوره ﺑﺎزﮔ ﺸﺖﻫ ﺎی مختلف کﻪ ﺗﺤﺖ ﻋﻨﻮان ﭘﻬﻨه ﺑﻨﺪی ﺳیﻼب ﺻﻮرت ﻣی ﮔیﺮد، ﺣﺎﺋﺰ اﻫﻤیﺖ ﻓﺮاوان ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. رودخانه نکارود با توجه به شرایط خاص حوضه آبریز و تغییر ناگهانی شیب از مناطق مرتفع به جلگه ساحلی در چند دهه اخیر شاهد سیل های متعدد و ویرانگری بوده، که اثرات جبران ناپذیر اقتصادی در این منطقه بجا گذاشته است. هدف از این تحقیق تهیه نقشه خطر سیل برای قسمتی از رودخانه نکارود می باشد. برای این منظور با تلفیق سیستم تحلیل رودخانه مرکز مهندسی هیدرولوژیکی( HEC-RAS ) با سیستم اطلاعات جغرافیایی پهنه عمق و سرعت سیل این رودخانه برای دوره های بازگشت 200-100-50-25-10-5 ساله مدل سازی شده است. به منظور دستیابی به تابع مناسب برای پهنه بندی خطر جریان از ویژگی انرژی جریان برحسب تغییرات عمق و سرعت استفاده شده است. بر اساس آن نقشه خطر سیل به دست آمده و مناطق با درجات مختلف خطر ازنظر انرژی جریان طبقه بندی و تجزیه وتحلیل شده است. نتایج بیانگر آسیب پذیر بودن منطقه در برابر سیل با دوره بازگشت بالاتر از 25 سال می باشد. با افزایش زمان دوره بازگشت های سیل، سطح منطقه تحت تأثیر سیل افزایش می یابد. با استفاده از تابع خطر به دست آمده مناطق تحت تأثیر سیل به پنج گروه خطر نسبی کم، متوسط، زیاد، نسبتاً زیاد و فوق العاده طبقه بندی شده است. در تمام دوره بازگشت ها بیشترین مساحت تحت پوشش ازلحاظ میزان خطر از نوع خطر نسبی بسیار زیاد می باشد. نتایج پژوهش ضرورت برنامه ریزی و مدیریت راهکارهای حفاظتی جهت کاهش خسارات ناشی از سیل را نمایان می سازد. این پژوهش به وضوح نشان می دهد که سیستم اطلاعات جغرافیایی یک محیط مناسب برای تجزیه وتحلیل و تهیه نقشه خطر سیل فراهم می کند.

بهبود کسب وکار در مناطق شهری شامل کارآفرینی، ارتقای کسب وکارهای خرد و کلان و بازاریابی است. هدف پژوهش حاضر، بررسی کاربردها و نقش سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) در بهبود و توسعه کسب وکار شهری است. در گام اول، کاربردهای GIS در بهبود این کسب وکارها به روش کتابخانه ای بررسی شده است. در گام دوم، مناسب ترین مکان ها برای تأسیس رستوران در شهر بابلسر استان مازندران، به روش تلفیقی بهترین-بدترین و ابزارهای تجزیه و تحلیل GIS، به عنوان یکی از کاربردهای GIS در کسب وکار انتخاب شد. در این گام، ابتدا با استفاده از روش بهترین-بدترین، وزن معیارها محاسبه و سپس به کمک مدل ترکیب خطی وزن دار (WLC) مبتنی بر GIS، نقشه اولویت بندی نهایی گزینه های رستوران ها تولید شد. بررسی ها نشان می دهد به کمک GIS می توان رفتار مشتریان، رقبا و بازار را به صورت مکانی مدل سازی کرد و به پرسش های متعددی از جمله تحلیل مشتری و بازار، پیش بینی وضعیت بازار، سیاست های تبلیغات، انتخاب و بهینه سازی مکان، مدیریت مناطق فروش، سرمایه گذاری و سیستم بازاریابی پاسخ داد. با توجه به این قابلیت ها و تجزیه و تحلیل های مکانی می توان از این سیستم برای بهبود و توسعه کسب وکار در فضای شهری استفاده کرد. تعداد کل گزینه های پیشنهادی برای تأسیس رستوران در شهر بابلسر 5375 بوده که براساس نتایج مدل مبتنی بر GIS، از این مقدار به ترتیب 2426، 2234 و 715 گزینه در طبقات مناسب، متوسط و نامناسب طبقه بندی شده اند. همچنین نتایج نشان می دهد موقعیت مکانی 53، 40 و 7 درصد از رستوران های شهر بابلسر به ترتیب در کلاس های مناسب، متوسط و نامناسب قرار دارند.

سیل در میان سوانح طبیعی بیشترین خسارت را به بخش های مختلف کشور وارد می کند و به شدت در فعالیت های اقتصادی و اجتماعی تأثیر می گذارد. حوضه آبخیز نکارود به دلیل خصوصیات خاص محیطی مستعد رخداد سیل های متعدد و خطرناکی است. هدف از مطالعه حاضر پهنه بندی ریسک پذیری حوضه آبخیز نکارود ناشی از سیل با استفاده از روش تصمیم گیری چندمعیاره مبتنی بر استدلال شهودی است. برای برطرف کردن عدم قطعیت موجود در نظر کارشناسان متخصص در مورد درجه اهمیت معیارهای مؤثر در ریسک پذیری سیل، از تئوری استدلال شهودی و مدل دمپستر- شافر استفاده شده است. سپس، با بهره گیری از روش تصمیم گیری چندمعیاره نقشه ریسک پذیری ناشی از سیل برای منطقه تهیه شده و در سطح زیرحوضه و کاربری های اراضی منطقه تحلیل شده است. بر اساس نتایج به دست آمده از بررسی طبقات مختلف ریسک پذیری، زیرحوضه پایاب نکا و سراب نکا به ترتیب بیشترین و کمترین مساحتِ مربوط به طبقه ریسک زیاد و خیلی زیاد را به خود اختصاص داده اند. همچنین، برای کاربری های جنگل انبوه، جنگل تنک، و مرتع نسبت مساحت طبقه ریسک کم و خیلی کم بیشتر از نسبت مساحت طبقه ریسک زیاد و خیلی زیاد است؛ ولی این نسبت برای کاربری های ساخته شده، زراعی، و باغ و آبی برعکس است.

دمای س طح زمین در طیف وسیعی از مطالعات محیطی کاربرد دارد. عوامل مختلفی از جمله جنس مواد تشکیل دهنده سطح و شرایط توپوگرافی و محیطی در دمای سطح زمین تأثیرگذار است. شناخت ارتباط بین دمای سطح زمین با عوامل فوق از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در پژوهش حاضر، با استفاده از تصاویر حرارتی سنجنده TIRS و با به کارگیری الگوریتم پنجره مجزا، دمای سطح زمین محاسبه شد. سپس، ارتباط بین دمای سطح زمین با عوامل توپوگرافی از جمله ارتفاع، شیب، و جهت شیب و عامل پوشش گیاهی با استفاده از تحلیل های آماری بررسی و معناداربودن روابط به دست آمده در سطح اطمینان 95درصد تحلیل شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، ارتفاع با دمای سطح دارای ارتباط معکوس است. پارامترهای شیب و جهت شیب در مدل سازی دمای سطح تأثیرگذارند. در بررسی ارتباط سطح و شرایط توپوگرافی، با درنظرگرفتن هم زمان دو متغیر ارتفاع و شیب در جهت شیب های خاص، به عنوان متغیر مستقل، ارتباط قوی تر شده است. همچنین، با اضافه کردن پارامتر شاخص پوشش گیاهی به پارامترهای مستقل، ضریب تعیین ارتباط بالاتر رفته است. رابطه های به دست آمده در سطح معناداری 95درصد بررسی و آماره t حاصل شده برای ضرایب رابطه ها معناداربودن ارتباط را تأیید کرده اند.

در سال های اخیر به دلیل برتری از نظر هزینه و زمان نسبت به سایر روش ها شاهد پیشرفت روزافزون کاربرد پرنده های بدون سرنشین در کاربردهای متنوعی از جمله علوم زمین، منابع طبیعی، مطالعات محیطی، برنامه ریزی شهری می باشیم. در کنار این مزایا، استفاده از پرنده های بدون سرنشین با چالش هایی مانند هندسه ناپایدار تصویربرداری، عدم استفاده از دوربین های متریک و متغیر بودن پارامترهای تصاویر همراه است. در این پژوهش تکنیک های علم بینایی کامپیوتر برای پردازش تصاویر تهیه شده توسط هواپیمای بدون سرنشین بررسی و کارایی این تصاویر و تکنیک ها برای تولید مدل رقومی ارتفاع با قدرت تفکیک مکانی بالا بررسی شده است. بدلیل وجود شرایط ذکر شده برای تصویربرداری و عدم وجود پارامترهای توجیه داخلی و خارجی از عملگر SIFT برای استخراج نقاط گره ای در مناطق مشترک تصاویر استفاده شده است. توجیه نسبی و مطلق تصاویر به ترتیب با استفاده از نقاط گره ای و نقاط کنترل زمینی انجام شده است. از الگوریتم تناظریابی سه بعدی متراکم، ابر نقاط متراکم ایجاد و با درونیابی به روش مثلث بندی نامنظم، سطح رقومی منطقه تشکیل شده است. در نهایت با استفاده از نقاط چک زمینی، دقت زمین مرجع کردن و مدل رقومی سطح نهایی ارزیابی شده است. تعداد 5853 نقطه گره ای به صورت اتوماتیک توسط عملگر SIFT استخراج و تصاویر با دقت مسطحاتی 12/21 سانتی متر زمین مرجع شدند. سپس با تولید میلیون ها نقطه و مثلث بندی نامنظم، مدل رقومی ارتفاعی با دقت ارتفاعی 25/19 سانتی متر تولید شد. نتایج این پژوهش نشان می دهد که بدلیل هندسه ناپایدار تصویربرداری و متغیر بودن پارامترها برای تصاویر، تلفیق الگوریتم SIFT با تکنیک های بینایی کامپیوتر در پردازش تصاویر پهباد برای استخراج نقاط گره ای و توجیه دقیق تصاویر ضروری است.

تغییر خصوصیات بیوفیزیکی سطح زمین یکی از مهم ترین اثرهای منفی فعالیت های انسانی است. هدف از پژوهش حاضر تلفیق قابلیت های سنجش از دور انعکاسی و حرارتی برای بررسی و پایش روند تغییرات خصوصیات بیوفیزیکی سطح منطقه معدن مس سونگون ناشی از فعالیت های معدنی طی سه دهه گذشته است. بدین منظور، از مجموعه داده های انعکاسی و حرارتی تصاویر ماهواره ای، ایستگاه های هواشناسی، و بازدید زمینی استفاده شده است. در این پژوهش، برای طبقه بندی کاربری اراضی از الگوریتم طبقه بندی بیشترین شباهت، محاسبه دمای سطح از الگوریتم تک کاناله و مدل سازی خصوصیات بیوفیزیکی روشنایی، سبزینگی، و رطوبت سطح بازه زمانی ۱۳۶۸-1396 به ترتیب از پارامترهای آلبیدو، NDVI، و NDWI استفاده شد. نتایج نشان می دهد که بر اثر گسترش و توسعه فعالیت های معدنی مساحت جنگل ها از 94/995 هکتار به 27/594 هکتار کاهش یافته است. طی بازه زمانی ۱۳۶۸-1396 مقدار میانگین پارامترهای آلبیدو، NDVI، و NDWI به ترتیب 1/0 افزایش، 08/0 کاهش، و 12/0 افزایش یافته است. همچنین، تغییر کاربری جنگل به معدن به صورت میانگین سبب افزایش 8/5 درجه کلوین دمای سطح شده است. نتایج پژوهش حاکی از کارایی بسیار بالای تلفیق قابلیت های سنجش از دور انعکاسی و حرارتی برای پایش و مدیریت پدیده های مختلف انسانی، محیطی، و طبیعی است.

بکارگیری ویژگی های بهینه در الگوریتم های مختلف طبقه بندی، بر دقت نتایج حاصل از طبقه بندی تأثیرگذار می باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی قابلیت های تصاویر هایپریون و لندست و مقایسه کارایی الگوریتم های بهینه سازی ازدحام ذرات و جستجوی گرانشی جهت تعیین ویژ گی های بهینه برای تفکیک اراضی فضای سبز و شالیزار می باشد. در این مطالعه از تصاویر ماهواره ای لندست، هایپریون و مجموعه داده های واقعی مربوط به منطقه ای در شمال ایران استفاده شده است. در این مطالعه کارایی الگوریتم های بهینه سازی ازدحام ذرات و جستجوی گرانشی جهت تعیین ویژ گی های بهینه و قابلیت تصاویر لندست و هایپریون برای تفکیک اراضی فضای سبز و شالیزار با استفاده از مجموعه ی داده های واقعی مقایسه گردید. برای ارزیابی نتایج از پارامترهای دقت کاربر، دقت تولید کننده، دقت کلی و ضریب کاپا استفاده شده است. نتایج پژوهش بیانگر این است که دقت کلی تفکیک اراضی فضای سبز و شالیزار با تصویر هایپریون 15 درصد بالاتر از تصویر لندست می باشد. بکارگیری شاخص های طیفی در فرایند طبقه بندی، سبب بهبود دقت تفکیک اراضی فضای سبز و شالیزار در هر دو داده لندست و هایپریون می گردد. همچنین استفاده از الگوریتم بهینه سازی برای تعیین ویژگی های بهینه و استفاده از ویژگی های بهینه در فرایند طبقه بندی سبب افزایش دقت تفکیک اراضی فضای سبز و شالیزار می گردد. با توجه به مقادیر دقت کلی، کارایی الگوریتم بهینه سازی جستجوی گرانشی برای تفکیک اراضی فضای سبز و شالیزار 2 درصد بهتر از الگوریتم ازدحام ذرات می باشد.

امروزه تغییرات کاربری اراضی و گسترش بی رویه فیزیکی شهرها سبب مشکلات متعددی از جمله، در هم تنیدگی کالبدی، اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی شده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی تغییرات کاربری اراضی و گسترش فیزیکی شهر بابل طی 30 سال گذشته و پیش بینی روند تغییرات کاربری اراضی برای آینده می باشد. برای این منظور از تصاویر چند زمانه لندست برای سال های 1364، 1371، 1379، 1387 و 1394 استفاده شده است. در پژوهش حاضر از الگوریتم بیشترین شباهت برای طبقه بندی کاربری اراضی ، از مدل کراس تب برای شناخت تغییرات کاربری اراضی و از شاخص آنتروپی شانون گسترش پراکنده شهر بررسی شد. در ادامه برای پیش بینی روند تغییرات کاربری اراضی و گسترش فیزیکی شهر بابل نیز از مدل پیش بینی سلول های خودکار-مارکوف استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش، بیانگر گسترش بی رویه شهر بابل در طی 30 سال گذشته است. به طوری که رشد 92 درصدی مساحت اراضی ساخته شده سبب تخریب بیش از حد اراضی زارعی و فضای سبز در حاشیه شهر شده است. بررسی ها نشان می دهد که با افزایش فاصله از اراضی ساخته شده میزان تغییرات کاربری اراضی کاهش چشمگیری داشته است. همچنین شاخص آنتروپی شانون طی سال های گذشته روند رو به رشدی داشته به طوری که از 73/0 در سال 1364 به 8/0 در سال 1394 رسیده است. نتایج تغییرات کاربری اراضی، رشد 33 درصدی اراضی ساخته شده و کاهش 704 هکتاری اراضی زراعی را برای سال 1419 نسبت به سال 1394 قابل پیش بینی است و این امر ضرورت توجه به موضوع گسترش شهری و پیامد های آن درشهر و پیرامون را نشان می دهد.

اثر جزیره گرمایی شهری به دلیل تلاقی با چالش های محیط زیستی مهم قرن بیست و یکم یکی از مهم ترین بررسی ها در مورد پدیده های محیط زیستی است. در همین راستا، مطالعه دمای سطح زمین (LST)، چشم انداز واضحی از بررسی جزایر گرمایی در شهرها به دست می دهد که با توجه به اقلیم گرم و خشک شهر یزد، بررسی وضعیت و عوامل اثرگذار بر LST در این شهر را ضروری می نمایاند. این پژوهش با استفاده از تصویر فیوژن شده طیفی و مکانی لندست-8 برای ماه آگوست سال 2020 میلادی و با بهره گیری از الگوریتم های یادگیری ماشین سعی دارد تا تغییرات LST را با محاسبه پارامترهای مختلف مرتبط با چشم انداز سطح زمین شهری مدل کند. بر اساس نتایج این پژوهش، فیوژن طیفی-مکانی تصویر لندست-8 با سنتینل-2 به روش بارزسازی پن، موجب افزایش 10.7%ی دقت کلی و 16.5%ی ضریب کاپا در طبقه بندی این تصویر شد. این پژوهش همچنین نشان داد که اکثر پارامترهای مرتبط با همسایگی با پوشش اراضی در رده 1 تا 11 تأثیرگذاری بر LST شهر یزد قرار دارند. دراین بین، مجاورت با پوشش زمین های بایر در شعاع 100، 50 و 150 متر به ترتیب رتبه 1 تا 3 مهم ترین پارامترهای اثرگذار بر LST را از آن خود کردند. این پژوهش نشان داد که تغییر آرایش پوشش اراضی می تواند بر LST اثرگذار بوده و تغییر پوشش زمین های بایر به مناطق ساخته شده، تا °C 1.1، به پوشش گیاهی، تا °C 2.1 و تغییر 30% از زمین های بایر به پوشش گیاهی، تا °C 1.6 می تواند میانگین LST را در شهر یزد کاهش دهد. همچنین این پژوهش با بررسی دو رویکرد مختلف شبیه سازی ایجاد پوشش گیاهی در سطح شهر یزد نشان داد که رویکرد صرفه جویی در زمین می تواند میانگین LST را در شهر یزد تا 1.3 درجه و رویکرد تقسیم زمین تا °C 1.4 کاهش دهد.