مجید کیاورز مقدم

شهرنشینی به طور بی سابقه در سراسر جهان درحال رشد و توسعه است. یکی از تأثیرات کلیدی و مهم رشد سریع شهرنشینی در محیط طبیعی که توسط انسان تغییر یافته، جزایر گرمایی شهری است. تأثیرات ترکیب پوشش زمین بر روی دمای سطح زمین به طور گسترده بررسی شده است. اما در مطالعات محدودی به رابطه بین دمای سطح زمین و سنجه های سیمای سرزمین در کاربری های مختلف پرداخته شده است. به این منظور، در پژوهش حاضر، برای بررسی اثرهای کاربری زمین و پوشش زمین بر دمای سطح زمین از تصاویر لندست 8 و لایه های کاربری زمین مربوط به منطقه 6 تهران استفاده شده است که شامل پنج نوع کاربری مسکونی قدیمی، مسکونی جدید، بایر، صنعتی، و سازمانی است و از انواع پوشش زمین، پوشش گیاهی درنظر گرفته شده است. ارتباط زیاد دمای سطح زمین و سنجه های سیمای سرزمین نشان می دهد سیمای سرزمین نیز در ایجاد جزایر گرمایی شهری مؤثر است. براساس نتایج به دست آمده بعد از زمین های صنعتی، زمین های سازمانی بزرگ ترین عامل در ایجاد جزایر گرمایی شهری است. این نتایج نشان دهنده آن است که در عوامل کلیدی مؤثر بر دمای سطح زمین شهری نه تنها الگوی پوشش زمین و کاربری زمین، بلکه تأثیر عوامل انسانی نیز باید مورد توجه واقع شده و درنظر گرفته شود.بنابراین، توضیح جزایر گرمایی شهری توسط پوشش زمین (پوشش گیاهی) به تنهایی کافی نیست. این یافته ها برای درک بهتر محیط زیست شهری و همچنین برنامه ریزی برای نحوه استفاده از زمین به منظور به حداقل رساندن اثرهای محیط زیست شهری مفید است.

منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس بزرگ ترین منطقه ویژه اقتصادی صنایع نفت و گاز و پتروشیمی در جهان است. در این تحقیق با استفاده از تصاویر لندست تغییرات کاربری/ پوشش اراضی این منطقه پیش از تأسیس (1377-۱۳۶۴) و بعد از آن (۱۳۷۷-1397) محاسبه شد. با تلفیق مساحت به دست آمده از هر کلاس با ارزش اقتصادی خدمات اکوسیستمی آن ها، روند تغییرات ارزش خدمات اکوسیستمی منطقه مقایسه شد. نتایج نشان دهنده آن است که پیش از تأسیس این منطقه در بین سال های 1364 تا 1377 اراضی کشاورزی و نخلستان ها به میزان 79/308 و 48/852 هکتار (56/75 و 100درصد) افزایش و جنگل های مانگرو به میزان 68/67 هکتار (45/36درصد) کاهش یافته است. با تأسیس این منطقه در سال 1377 شاهد افزایش اراضی انسان ساخت و جنگل های مانگرو به میزان 61/2756 و 40/113 هکتار (100 و 11/96درصد) و کاهش اراضی کشاورزی و نخلستان ها به میزان 53/397 و 33/579 هکتار (41/55 و 21/34درصد) تا سال 1397 بوده ایم. کاهش تالاب نای بند به میزان 4000 هکتار (79/46درصد) مهم ترین تغییرات انجام گرفته در این منطقه است که ارزش اقتصادی خدمات اکوسیستمی این میزان از تالاب نابودشده برابر با صد میلیون دلار در سال است.

کیفیت محیط زیست شهری معیار سنجش و اندازه گیری درجه مناسب بودن محیط زیست انسان است. درواقع میزان توان محیط برای شکل گیری نیازهای افراد جامعه و پاسخگویی به آن محسوب می ِشود و از عوامل مختلفی تأثیر می پذیرد. با توجه به تغییرات شاخص های محیطی در مناطق شهری، هدف اصلی این پژوهش مدل سازی تغییرات مکانی-زمانی کیفیت محیط زیست شهری است. به منظور مدل سازی هریک از شاخص ها از داده های میدانی مکان مبنا و تصاویر ماهواره ای استفاده شد. شاخص ها شامل دو بعد طبیعی و انسان ساخت است. برای تلفیق شاخص ها و مدل سازی کیفیت محیط زیست شهری با توجه به ماهیت مباحث کیفی و محیطی که با عدم قطعیت همراه است، از منطق فازی استفاده شد. در شهر تهران به دلیل تراکم بالای جمعیت و فعالیت، محیط زیست شهری اهمیت زیادی دارد. بدین منظور مناطق 3، 6 و 11 شهر تهران انتخاب شدند. این مناطق در امتداد شمالی-جنوبی شهر تهران قرار دارند. نتایج نشان می دهد تغییرات کیفیت محیط زیست شهری در منطقه موردمطالعه روندی شمالی-جنوبی دارد. کیفیت محیط زیست شهری نیز از شمال به جنوب کاهش می یابد. از نظر تغییرات زمانی در دو فصل بهار و تابستان در مقایسه با دو فصل پاییز و زمستان کیفیت محیط زیست شهری وضعیت بهتری دارد؛ بنابراین تابعی از زمان و مکان محسوب می شود. نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهد تأثیر تغییر ورودی ها بر نتیجه مدل در همه متغیرها بین 2 تا 17 درصد است. نتایج مدل سازی نیز از یک یا چند متغیر خاص تأثیر نمی پذیرد؛ بنابراین می توان نتیجه گرفت نتایج مدل سازی قابل اعتماد است.

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.

در پی شهرنشینی بی سابقه در دهه های گذشته و افزایش جمعیت شهرها، چشم اندازهای طبیعی در حال تبدیل شدن به چشم اندازهای انسانی است و فضاهای باز شهری به اراضی ساخته شده مبدل شده است. در این بین، تغییرات کاربری اراضی مدیران شهری را مجاب می کند که همواره اطلاعات به روزی از این تغییرات داشته باشند تا بتوانند درباره مدیریت شهری سریع تر تصمیم گیری کنند. هدف از انجام این مطالعه طبقه بندی اراضی ساخته شده و شناسایی میزان تغییرات این اراضی در شهر تهران است. همچنین این مطالعه به بررسی و عملکرد هفت شاخص طیفی به منظور طبقه بندی و تشخیص تغییر اراضی ساخته شده با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 7 سنجنده ETM + و تصاویر ماهواره لندست 8 سنجنده OLI / TIRS می پردازد. محدوده مورد مطالعه در این تحقیق شهر تهران با وسعت 68995 هکتار است. روش انجام این تحقیق نیز بدین گونه است که ابتدا برای جداسازی سطوح دارای آب از سطوح بدون آب بر روی تصاویر، از شاخصMNDWI  و روش آستانه گذاری اتسو استفاده شده است. پس از آن به منظور توجه مطلق بر مناطق بدون آب، یک ماسک آب تولید، و برای پوشاندن آب در تمام تصاویر به کار رفته است. درنهایت با استفاده از روش اتسو برای تمامی شاخص ها اراضی ساخته شده و ساخته نشده از یکدیگر جدا و طبقه بندی شده اند. دقت طبقه بندی نیز با استفاده از 3500 نقطه مرجع برای هر تصویر بررسی شده است. نتایج نشان می دهد شاخص VbSWIR1-BI با دقت کلی 88/92 درصد (لندست 7) و 68/92 درصد (لندست 8)، دقت کلی بیشتری دارد. همچنین نتایج تغییرات اراضی ساخته شده شهر تهران براساس شاخص VbSWIR1-BI در بازه زمانی 2001 تا 2015 به میزان 38/6 درصد بوده است. گفتنی است بیشترین تغییرات مکانی اراضی ساخته شده در بخش های غربی و جنوب غربی شهر تهران دیده می شود.