حسن حسنی مقدم

مناطق مرزی به عنوان یکی از مهم ترین گلوگاه های امنیتی هر کشوری محسوب می شوند. نظارت و پایش مداوم این نواحی به عنوان یکی از اولویت های اصلی نیروهای مرزبانی و یکی از مؤلفه های اصلی تأمین امنیت این نواحی است. با پیشرفت های به وجود آمده در فناوری های تصویربرداری فضایی و هوایی، عملیات پایش مرزها با سرعت و دقت بیشتری انجام گرفته است. کشور ایران به دلیل گستردگی خطوط مرزی و همچنین وجود گروه های تروریستی متعدد در اطراف مرزهای خود، به عنوان یکی از کشورهای مخاطره پذیر مرزی شناخته می شود که شناسایی و دفع این خطرات بالقوه و بالفعل نیاز به اشراف اطلاعاتی نسبت به وقایع تهدیدکننده در این نواحی دارد. بر اساس نیازهای نیروهای مرزبانی به منظور شناسایی مسیرهای عبور و مرور اشرار و گروه های تروریستی، در این تحقیق، روشی به منظور کشف و شناسایی رد عبور وسایل نقلیه با استفاده از تصاویر SAR چند زمانه ارائه گردیده است. ابتدا تصاویر مورداستفاده به لحاظ پیش پردازش های موردنیاز و وجود خطاهای ذاتی تصاویر SAR اصلاح گردیدند و در مرحله بعد با استفاده از اطلاعات فاز و الگوریتم Coherence Change Detection(CCD)، رد عبور خودرو در تصاویر شناسایی گردید. به منظور ارزیابی قابلیت روش پیشنهادی، روش های معمول آشکارسازی تغییرات نیز بر روی تصاویر اعمال شد. نتایج تحقیق نشان دهنده قابلیت بالای روش پیشنهادی در شناسایی کریدورهای عبور و مرور غیرمجاز مرزی است. نتایج این تحقیق می تواند به عنوان یکی از مؤلفه های تأمین امنیت در مرزهای کشور مورداستفاده قرار گیرد.

ادغام تصویر، فرآیند تلفیق اطلاعات مناسب از مجموعه ای تصاویر در یک تصویر است، به طوری که تصویر ادغام شده حاوی اطلاعات مفیدتر و کامل تر از هر یک داده های ورودی خواهد بود. هدف از ادغام تصاویر سنجش ازدوری، ترکیب اطلاعات به دست آمده از سنجنده هایی باقدرت های تفکیک مکانی، طیفی و زمانی متفاوت به منظور به دست آوردن تصویری با جزئیات اطلاعاتی بیشتر نسبت به هرکدام از داده های انفرادی است. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی عملکرد تبدیل موجک گسسته در ادغام تصاویر فراطیفی با تصاویر دارای قدرت تفکیک مکانی بالا است. برای این منظور، پنجره ای از تصاویر سنجنده های هایپریون،ALI و OrbView3، انتخاب گردید. ابتدا تصویر هایپریون، به لحاظ باندهای غیرقابل استفاده و نویزهای استریپ، تصحیح شد. از باند پانکروماتیک سنجنده ALI، به منظور تصحیح هندسی و ثبت تصویر هایپریون استفاده گردید. در ادامه تصویر هایپریون با استفاده از عملیات بازنمونه برداری به صورت تصویری با اندازه پیکسل 10 متر تبدیل شده و با استفاده از الگوریتم Gram-Schmit، با تصویر ALI، ادغام شد. دوباره با استفاده از تصویر OrbView3، بر روی تصویر ادغام شده، عملیات ثبت تصویر انجام گرفته سپس هر دو تصویر با استفاده از عملیات بازنمونه برداری به اندازه پیکسل 4 متر تبدیل شدند. تصویر OrbView3، با استفاده از موجک گسسته هار، در چهار سطح تجزیه شده و جهت ادغام مورداستفاده قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که با هر بار افزایش سطح تجزیه تصویر، صحت و دقت ادغام افزایش پیدا می کند.

اعمال تصحیحات اتمسفری به منظور کاهش اثرات مخرب اتمسفری بر کیفیت و صحت داده های ثبت شده، نیازمند دانش جامعی از شرایط، ویژگی ها و رفتار اتمسفر به هنگام گذر سنجنده در مختصات هدف است. امروزه تجهیزات، مدل ها و الگوریتم های بسیاری جهت مطالعه و بررسی مؤلفه های اتمسفری استفاده می شود. بدین منظور در این تحقیق به طراحی و ساخت سامانه بومی تابش سنج خورشیدی جهت محاسبه عمق اپتیکی هواویز ها اقدام گردید. به منظور شبیه سازی و بررسی اثرات ناشی از تغییرات هر مؤلفه اتمسفری از مدل MODTRAN در محیط PCModWin استفاده شد. در این سامانه الکترواپتیکی در دو طول موج 450 و 550 نانومتر، به دلیل محدوده جذبی هواویزها، در دو روز متفاوت ازنظر میزان آلاینده موجود در اتمسفر، داده های شدتی ثبت گردید. به منظور اطمینان از یکنواختی و خطی بودن پاسخ دهی سامانه الکترواپتیک طراحی شده در اندازه گیری تغییرات شدت نور خورشید، به کالیبراسیون رادیومتریک این سامانه اقدام گردید. با استفاده از مدل های اتمسفری، از داده های شدتی ثبت شده، عمق اپتیکی هواویز و میزان نمایانی افقی اتمسفر محاسبه شد. به منظور صحت سنجی و ارزیابی عملکرد سامانه طراحی شده، از داده های عمق اپتیکی به دست آمده از سنجنده MODIS(Aqua) و داده های نمایانی افقی ایستگاه هواشناسی فرودگاه مهرآباد تهران استفاده گردید. نتایج ارزیابی صحت، نشان داد که محاسبه عمق اپتیکی توسط سامانه طراحی شده و سنجنده MODIS(Aqua) هردو در ساعت گذر ماهواره عدد 0.5 را نشان می دهد. همچنین نتایج نشان دهنده همبستگی خوب نمایانی افقی محاسبه شده در این تحقیق با داده های به دست آمده از ایستگاه هواشناسی مرجع می باشد.

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.

هدف از تحقیق حاضر، به کارگیری روش FFT_IHS به منظور افزایش صحت استخراج اطلاعات از داده های سنجنده OLI، ماهواره لندست 8 است. برای این منظور پنجره ای از تصاویر سنجنده OLI، شهرستان اردبیل انتخاب و بعد از اعمال پیش پردازش های موردنیاز از جمله تصحیح اتمسفریک، باندهای چند طیفی و پانکروماتیک با استفاده از روش FFT_IHS، با یکدیگر ادغام گردیدند. به منظور ارزیابی قابلیت روش FFT_IHS در افزایش صحت استخراج اطلاعات، اقدام به برداشت نمونه های آموزشی از تصاویر قیل و بعد از اعمال این روش گردید. همبستگی بین نمونه های آموزشی با استفاده از شاخص جفریس ماتوسیتا مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج این شاخص نشانگر همبستگی پایین بین نمونه های برداشت شده بود. در ادامه نمونه های آموزشی با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان شعاعی در 8 کلاس کاربری طبقه بندی شد. نتایج تحقیق نشان داد که طبقه بندی تصویر قبل از ادغام باندها دارای صحت کلی 88.3 درصد و ضریب کاپا 0.87 بوده و بعد از ادغام به روش FFT_IHS صحت کلی به 96.3 درصد و ضریب کاپا 0.96 افزایش یافته است.

طبقه بندی تصاویر سنجش ازدوری یکی از مهم ترین عملیات در پردازش تصاویر است که روش های مختلفی به منظور افزایش صحت طبقه بندی داده ها ارائه شده است. هدف از این تحقیق ارزیابی تأثیر اندازه کرنل فیلتر Majority، در افزایش صحت طبقه بندی نهایی تصاویر سنجش ازدوری می باشد. برای این منظور، پنجره ای از تصویر سنجنده OLI، ماهواره لندست8 شهرستان اردبیل انتخاب گردید. بعد از اعمال پیش پردازش های موردنیاز، باندهای چند طیفی و پانکروماتیک این سنجنده با استفاده از روش FFT-IHS، با یکدیگر ادغام گردیدند. تصویر به دست آمده با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال و با 8 کلاس کاربری طبقه بندی گردید. صحت کلی و ضریب کاپا این طبقه بندی به ترتیب 88.3 و 0.87 بود. به منظور اعمال عملیات پس پردازش جهت افزایش صحت طبقه بندی، اندازه کرنل های 3*3، 5*5، 7*7، 9*9، 11*11 و 13*13 انتخاب گردید. نتایج تحقیق نشان داد که با افزایش اندازه کرنل تا 5*5 و 7*7، میزان صحت کلی و ضریب کاپا افزایش پیدا می کند و به ترتیب به 91.6، 91.8 و 0.91 برای هر دو کرنل می باشد. اعمال اندازه کرنل های بزرگ تر، موجب کاهش این مقدار شده و صحت کلی و ضریب کاپا را به شدت پایین می آورد به طوری که در کرنل 13*13، به ترتیب به 77.2 و 0.74 کاهش پیدا می کند. بنابراین اندازه کرنل های 5*5 و 7*7 با توجه به ماهیت تصاویر مورداستفاده، به عنوان کرنل بهینه معرفی می گردد.

از این رو تحقیق حاضر باهدف تحلیل اثرات خزش شهری در ناپایداری سکونتگاه های روستایی شهرستان رضوانشهر تدوین شده است. این پژوهش از نظر هدف کاربردی و از نظر روش انجام، توصیفی تحلیلی است. در این تحقیق جامعه آماری، سکونتگاه های روستایی شهرستان رضوانشهر است. در این مطالعه پراکنده رویی شهری در سکونتگاه های روستایی با بهره گیری از داده های سنجش از دور مورد تحلیل قرار گرفت. جهت تحلیل داده ها از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان و GIS استفاده شد. نتایج تحقیق نشان داد که نخست، کاربری اراضی کشاورزی در بازه زمانی 17 سال در شهرستان رضوانشهر روند کاهشی داشته و برعکس کاربری های انسان ساخت در حال افزایش است. به طوری که میزان کاربری اراضی کشاورزی در سال 1379(10766 هکتار) و درسال 1396 به میزان(9832 هکتار) کاهش داده است. همچنین نتایج حاصل از تحلیل تصاویر ماهواره ای نشان داد که تا سال 1379 شهر رضوانشهر توسعه فضایی به سمت نواحی روستایی نداشته و از سال 1386 توسعه فیزیکی شهر آغاز و در سال 1396 به طور کامل دو روستای بزرگ اردجان و پونل از دو سمت در محدوده فضایی شهر واقع شده اند. این وضعیت اقتصاد نواحی روستایی را ضعیف و مهاجرت های روستا شهری را توسعه می دهد و در بلند مدت ناپایداری سکونتگاه های روستایی را موجب می گردد. بنابراین با توجه به وضعیت فعلی، متخصصان و مدیران باید سیاست گذاری های خود را در راستای تثبت اراضی کشاورزی منطقه، معطوف کنند.

تهیه و ارزیابی نقشه های کاربری اراضی و شناخت توان و استعداد اراضی منبع مهم اطلاعاتی برای اتخاذ سیاست های اصولی و تدوین برنامه های توسعه به شمار می رود. بنابراین در این تحقیق هدف، آشکارسازی روند تغییرات کاربری اراضی و تعیین عوامل موثر بر آن در شهرستان تالش با استفاده از تصویر ماهواره ای LANDSAT سنجنده +ETM در سال 1382 و تصویر سنجنده OLI مربوط به سال 1396 است. پس از انجام پیش پردازش های لازم، به منظور بالا بردن قدرت تفکیک مکانی تصاویر از روش IHS جهت ادغام تصویر پانکروماتیک و چندطیفی هر دو سنجنده استفاده شد. طبقه بندی تصاویر به صورت نظارت شده و از روی تصاویر ادغام شده که دارای قدرت تفکیک مکانی 15 متر بوده، با الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی انجام شد. نتایج نشان داد که کاربری های اراضی جنگلی و کشاورزی در بازه زمانی 14 سال در شهرستان تالش روند کاهشی داشته است و برعکس کاربری های انسان ساخت در حال افزایش است. به دلیل افزایش روبه رشد جمعیت در شهرستان مورد مطالعه و نیز نیاز انسان به فضای بیشتر برای سکونت، منجر به توسعه فیزیکی شهر در جهات پیرامونی خود گردیده است که این عامل موجب بهره برداری از اراضی کشاورزی و جنگلی شده است. بنابراین برای حفظ عرصه های طبیعی، تثبیت و قانونی کردن کاربری اراضی در دستور کار متخصصان و مسئولان کشور قرار گیرد.