محمدرضا اختصاصی

یکی از ضروری ترین اطلاعات مورد نیاز مدیران و متولیان منابع طبیعی، نقشه های کاربری اراضی می باشد. داده های ماهواره ای، به جهت ارایه ی اطلاعات به هنگام و رقومی، تنوع اشکال و امکان پردازش در تهیه ی نقشه های کاربری اراضی از اهمیت بالایی برخوردارند. از سویی دیگر در سال های اخیر به طور وسیع و گسترده جهت طبقه بندی تصاویر ماهواره ای از روش های طبقه بندی پیشرفته از قبیل شبکه های عصبی مصنوعی، مجموعه های فازی و سیستم های هوشمند استفاده می شود. هدف اصلی این تحقیق مقایسه ی دو روش مختلف جهت طبقه بندی کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ASTER می باشد. بدین منظور با استفاده از تصویر ماهواره ای ASTER و دو الگوریتم طبقه بندی نظارت شده شامل حداکثر احتمال و شبکه ی عصبی مصنوعی، نقشه ی کاربری اراضی تهیه گردید. در طبقه بندی با استفاده از الگوریتم شبکه ی عصبی از یک شبکه ی پرسپترون با یک لایه ی پنهان و 14 نرون ورودی، 9 نرون میانی و 6 نرون خروجی استفاده شده است که تعداد نرون های ورودی همان تعداد باندهای تصویر ماهواره ای ASTER و تعداد نرون های خروجی همان تعداد کلاس های نقشه ی کاربری اراضی می-باشد. برای آموزش شبکه نیز از الگوریتم انتشار برگشتی استفاده شده است. نتایج حاصل از ارزیابی دقت این دو روش با استفاده از تعیین ضریب کاپا نشان داده است که الگوریتم شبکه ی عصبی با ضریب 86/0 نسبت به الگوریتم حداکثر احتمال با ضریب 69/0 از دقت بیشتری برخوردار است. نتایج این مطالعه همچنین نشان می دهد الگوریتم های سنتی طبقه-بندی مانند روش های آماری به خاطر انعطاف پذیری پایین و انواع پارامتریک آن مانند روش حداکثر احتمال به خاطر وابستگی به مدل آمار گوسی نمی توانند نتایج بهینه ای، در صورت نرمال نبودن داده های آموزشی فراهم آورند در حالیکه دلیل موفقیت الگوریتم شبکه ی عصبی مصنوعی در سنجش از دور این است که می تواند داده هایی با منابع مختلف را با هم تلفیق نماید.

تخریب سرزمین پدیده ای است که به دلایل مختلف در سراسرجهان درحال توسعه و گسترش است. دشت سیستان نیز از این پدیده متاثر بوده، به نحوی که به مشکل حادی برای صنایع، راههای مواصلاتی و فعالیت های اقتصادی ـ اجتماعی مردم منطقه مبدل گردیده است، لذا لزوم مبارزه با این پدیده و شناسایی عوامل مؤثر بر آن امری بدیهی است. هدف از این مطالعه برآورد وضعیت فعلی و پیش بینی وضعیت آینده تخریب سرزمین در منطقه نیاتک سیستان براساس روش بسط یافته ارزیابی شدت بیابان زایی (تخریب سرزمین) در ایران ، می باشد .برای این منظور واحدهای کاری موجود در منطقه به عنوان نقشه ی پایه برای ارزش دهی به عوامل و شاخص های مورد نظر، به روش ژئومورفولوژی تهیه گردید. سپس با ارزش دهی به شاخص های ارزیابی فرسایش بادی و جمع امتیازات مربوط به آنها در هر واحد کاری و بر اساس جداول مبنا، شدت تخریب سرزمین برای کاربری های مختلف تعیین شد. در نهایت با بهره گیری از نرم افزار Arc view 3.2 نقشه های مربوط به وضعیت فعلی و آینده ی هر یک از کاربری های مذکور ترسیم گردید.

مطالعات ارزیابی و پایش بیابان­زایی بر روی داده­ها و شاخص­های درست و دقیق به منظور تعیین شاخص­های بیابان­زایی برای بکارگیری در برنامه­های کاهش و جلوگیری از فرایند بیابان­زایی متمرکز شده است. آنچه در ارزیابی بیابان­زایی مهم به نظر می­رسد امتیازدهی برای اولویت­بندی و رتبه­بندی شاخص­های بیابان­زایی به گونه­ای است که در برنامه­های کاهش اثرات این فرایند، قابل استناد باشد. هدف رتبه­بندی، ترتیب­بندی، آرایش داده­ها و دادن امتیاز به شاخص­هاست. در بسیاری از موارد در رتبه­بندی شاخص­ها، ابهام و عدم اطمینان وجود دارد. در این پژوهش با کمک تئوری فازی و تلفیق آن با روش­های تصمیم­گیری چند شاخصه به تعیین سامانه شاخص بیابان­زایی به منظور مدیریت ریسک این پدیده پرداخته شده است. در ابتدا شاخص­های موثر در بیابان­زایی شناسایی و به وسیله گروه خبرگان ارزیابی و اهمیت هر شاخص تعیین گردید. در نهایت، با تلفیق فازی و روش تاپسیس در قالب مجموعه مثلثی فازی، شاخص­ها رتبه­بندی و سامانه شاخص­های بیابان­زایی برای مدیریت ریسک تعیین شد. نتایج پژوهش نشان می­دهد که شاخص­های مربوط به پوشش گیاهی و شاخص­های فشار، اهمیت بالا در بیابانی شدن دارند. بنابراین، در مدیریت ریسک بیابان­زایی نقش مهم­تری نیز دارند. همچنین ارزیابی­ها موید توان بالای تلفیق فازی و روش تاپسیس در کاهش ابهام است. لازم به ذکر است این پژوهش در قالب پروژه DesertWatch و انتخاب شاخص­ها بر اساس DPSIR بوده است.

بررسی روابط بین پارامترهای مختلف خاک با داده­های ماهواره­ای گامی مؤثر در شناسایی و تفکیک رخساره­های کویری است. در همین راستا، تحقیق حاضر با هدف بررسی روش­های مختلف رگرسیون دو متغیره بر اساس روابط بین مؤلفه­های مختلف خاک با داده­های ماهواره­ای سنجنده ASTER در شناسایی رخساره­های پلایای ابرکوه مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا از خاک سطحی30 پروفیل در منطقه مطالعاتی برداشت و در آزمایشگاه مقادیر EC، PH، درصد رطوبت اشباع و مقادیرکاتیون­ها و آنیون­های مربوط به هر نمونه اندازه­گیری گردید. پس از انجام پردازش­های لازم بر روی تصاویر ماهواره­ای، با تعیین نقاط زمینی بر روی تصاویر، ارزش پیکسل­های نظیر نقاط زمینی در باندهای مختلف استخراج گردید. سپس رابطه بین داده­های ماهواره­ای و نتایج حاصل از آزمایش­های خاک منطقه با استفاده از روش­های مختلف رگرسیون دو متغیره خطی مورد ارزیابی قرار گرفت و دقت مدل­ها با استفاده از فاکتورهایی نظیر خطای تخمین و تأیید، مجذور میانگین مربعات خطا، ضریب همبستگی و ضریب کارایی مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته­های پژوهش بیانگر دست یابی به مدل­هایی با ضریب همبستگی کمینه 45 درصد، خطای نسبی تخمین و تأیید بیشینه به ترتیب4/247 و 7/2489 ، مجموع میانگین مربعات خطای کمتر و ضریب کارایی کمینه 19 درصد می­باشد. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که هیچ گونه رابطه معنی داری بین میزان قلیایی بودن و درصد رطوبت اشباع با داده­های ماهواره­ای در منطقه مطالعاتی وجود ندارد.

هدف اصلی این پژوهش، تجزیه وتحلیل آماری باد و نقش آن در شکل گیری انواع تپه های ماسه ای است. تجزیه وتحلیل داده های بادسنجی پنج ایستگاه سینوپتیک منتخب در سواحل جنوبی ایران، با استفاده از نرم افزار WRPLOTانجام گرفت. ﻧﺘﺎیﺞ ﺣﺎﺻﻞ ﺍﺯ ﺭﺳ ﻢ گل باد و گل طوفان، ﻧﺸﺎﻥ ﺩﺍﺩ کﻪ ﺟﻬﺖ ﺑﺎﺩ غالب عموماً ﻏﺮبی ﺍﺳ ﺖ و ﺑﺎﺩﻫﺎی طوﻓﺎﻥﺯﺍ ﺑیﺸﺘﺮ ﺍﺯ ﺟﻬﺖ غرب و جنوب ﻏﺮﺏ ﻣیﻭﺯﻧﺪ. ﻧﺘ ﺎیﺞ حاصل از ترسیم گل ماسه با استفاده از نرم افزار Sand Rose Graph ﻧﺸﺎﻥ داد ک ﻪ جهت انتقال ماسه اغلب از قطاع جنوب و جنوب غرب به سمت شمال و شمال شرق است که با مورفولوژی تپه های ماسه ای موجود منطبق است. نتایج بررسی صحت شاخص RDD با استفاده از منطق بولین نشان داد، اهواز با 05/90 درصد حضور برای رسوب گذاری در قطاع شمال شرقی، از بالاترین صحت برخوردار است. بندر جاسک با 8/336= t بیشترین توان را در حمل ماسه دارد. مقدار شاخص UDI در تمامی ایستگاه ها کمتر از 59/0 است که نشان دهنده دوجهته بودن بادهای منطقه است. روی عکس های هوایی و تصاویر ماهواره ای گوگل ارث، وجود تپه های ماسه ای از نوع تپه های طولی، سیلک های دندانه ای کشیده و سیف نمایان است که حاصل بادهای دوجهته جنوب غربی و جنوب شرقی هستند.

بیابان، اکوسیستم زوال یافته ای است که استعداد تولید طبیعی گیاه در آن کاهش یافته یا از بین رفته است. برای ارزیابی وضعیت بیابان زایی و تهیه ی نقشه ی مربوط به آن مدل های مختلفی ارایه شده است که می توان به مدل جهانی FAO-UNEPاشاره کرد. در ایران نیز چند مدل منطقه ای، جهت ارزیابی وضعیت بیابان زایی ارایه شده است. در این تحقیق از روش بسط یافته ی طبقه بندی نوع و شدتبیابان زایی در ایران، MICD برای ارزیابی وضعیت کنونی و ذاتی بیابان زایی در جنوب غربی شهرستان هیرمند استفاده شد. برای این منظور واحدهای کاری موجود در منطقه به عنوان نقشه ی پایه برای ارزش دهی به عوامل و شاخص های مورد استفاده قرار گرفت و سپس با ارزش دهی به شاخص ها و جمع امتیازات مربوط به آنها در هر واحد کاری و براساس جداول مبنا، اقدام به طبقه بندی بیابان زایی گردید وآنگاه نقشه های مربوط به وضعیت کنونی و ذاتی بیابان زایی در هر یک از کاربری ها در محیط GISترسیم شد. نتایج نشان داد که منطقه ی مورد بررسی از نظر وضعیت کنونی بیابان زایی در 4 کلاس کم، متوسط، زیاد وخیلی زیاد یا شدید و از نظر قابلیت بالقوه یا ذاتی در 3 کلاس کم، متوسط و زیاد بیابان زایی قرار می گیرد.

ویژگی های زمین شناسی تأثیر بسیار زیادی در ویژگی های فیزیکی حوضه و شبکه آبراهه ها دارد. هدف از این پژوهش تعیین بُعد فراکتال شبکه هیدروگرافی و بررسی ارتباط بُعد فراکتال با الگوهای ژئومورفولوژی سازندهای زمین شناسی و میزان حساسیت آن ها در حوضه های مورد مطالعه است. پس از محاسبه بُعد فراکتال و تعیین میزان حساسیت هر سازند، ارتباط بُعد فراکتال با سازندها در حوضه های مختلف بررسی شد. نتایج نشان داد بین عدد فراکتال و حساسیت سازندهای حوضه ها، که بیانگر میزان فرسایش و ناهمواری در حوضه است، ارتباط معناداری در سطح 5درصد و افزایشی وجود دارد؛ به نحوی که با افزایش حساسیت سنگ شناسی و، به تبع آن، تراکم زهکشی، عدد فراکتال افزایش می یابد. بیشترین مقدار بُعد فراکتال در حوضه های مطالعاتی مربوط به سازند کواترنری ریزدانه معادل 65/1 و کمترین مقدار عددی بُعد فراکتال مربوط به سازند سروک معادل 06/1 است. همچنین، در سازندهایی با حساسیت بیشتر نسبت به سازند های مقاوم تغییرات بیشتری در تراکم شبکه هیدروگرافی رخ داده است؛ درنتیجه، تغییر بُعد فراکتال آن ها نیز بیشتر مشاهده می شود.

مطالعات سنگ شناسی و زمین شناسی در مدیریت منابع طبیعی از اهمیت خاصی برخوردار است. تکنیک فراکتال، یکی از تکنیک های پر کاربرد جهت انجام مطالعات زمین شناسی و سنگ شناسی می باشد. این تکنیک موجب می گردد پژوهشگر در مدت زمان کوتاه تر به نتایج دقیق تری دست یابد. هدف از این پژوهش، مقایسه ی عملکرد دو تکنیک بدون بعد سازی پارامتر های کمی در ژئومورفولوژی از قبیل شاخص تراکم شبکه زهکشی و بعد فراکتال آنها در جدا سازی و تفکیک واحد های زمین شناسی می باشد. سپس با استفاده از نرم افزار Fractalyse و ArcGIS، بعد فراکتال و تراکم آن ها محاسبه گردید. نسبت صحت سنجی در هر دو تکنیک بسیار خوب و شبیه به هم ( 98/0، 99/0، 99/0) بدست آمد. در تکنیک بعد فراکتال شبکه زهکش ضریب تعیین در سه واحد زمین شناسی 87/0 ، 91/0 و 91/0 و زاویه انحراف نیز 05/17 ، 48/1 و 37/8 است. اما در تکنیک تراکم شبکه زهکش در سه واحد زمین شناسی ضریب تعیین 99/0 ، 93/0 و 94/0 و زاویه انحراف 21/0 ، 40/2 و 22/0 می باشد. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده تکنیک تراکم شبکه زهکش نسبت به تکنیک بعد فراکتال شبکه زهکش در شناسایی و تفکیک واحد های زمین شناسی مطالعاتی در حوزه آبخیز تفت واقع در استان یزد، بسیار خوب ارزیابی گردید.

اجرای موفقیت آمیز انواع مدل های در مقیاس منطقه ای به انتخاب نوع داده و الگوریتم مناسب بازمی گردد. این نکته، در کنار ممکن نبودن اندازه گیری تمامی اجزای طبیعت، منجر به شکل گیری تحولی بزرگ در شیوه درک پدیده ها شده است. در این شیوه، می توان هر جزء از طبیعت را به صورت یک عدد کمّی هندسه فراکتال درآورد. در پژوهش حاضر، به منظور بررسی بعد فراکتال شبکه زهکشی روی سازندهای زمین شناسی حوضه دشت یزد اردکان، هم زمان روی الگوریتم های جریان یک سویه و چندسویه و DEMهای SRTM و استر (ASTER) و نقشه های توپوگرافی 25000/1 تمرکز شده است تا، در نهایت، مقادیر بعد فراکتال از نقشه شبکه زهکشی نزدیک به واقعیت زمینی استخراج شود. با مقایسه نتایج، کمترین اختلاف، در مقادیر طول و رتبه آبراهه، متعلق به نقشه های توپوگرافی 25000/1 و بعد از آن، مدل رقومی استر و الگوریتم چندسویه است. هرچند الگوریتم چندسویه جزئیات بیشتری از شبکه زهکشی نشان می دهد؛ از نظر تعداد رتبه های آبراهه ، به ویژه رتبه 1، با نقشه واقعیت زمینی تفاوت دارد. بنابراین، با توجه به حساسیت بعد فراکتال به کوچک ترین تغییر در شبکه زهکشی، شبکه زهکشی نقشه های توپوگرافی با بیشترین انطباق با واقعیت زمینی انتخاب شد. میانگین بعد فراکتال 149/1 و 16/1 و 207/1، به ترتیب، نشان دهنده سازند آهک تفت، گرانیت و کهر است. درواقع، بین بعد فراکتال و حساسیت سازندهای زمین شناسی ارتباط معنی داری وجود دارد (سطح 0.99)؛ به نحوی که، با افزایش حساسیت سنگ شناسی و به تبع آن، تراکم زهکشی، عدد فراکتال افزایش می یابد. بنابراین، می توان ادعا کرد که تحلیل ابعاد فراکتال شبکه زهکشی روی سازندهای زمین شناسی بررسی سریع و دقیقی از فرسایش پذیری واحدها ارائه می کند.

آب از منابع محدود و طبیعی که برای بقای انسان ضروری است. در بین منابع آبی، آب های زیرزمینی برای انواع فعالیت های انسانی از منابع ارزشمند محسوب می شود. درحوزه آبخیز دشت بجستان بهره برداری از منابع آب شرب به دلیل مشکلات عمده ای که در منطقه به لحاظ پایین بودن مقدار نزولات جوی و بالابودن میزان هدایت الکتریکی وجود دارد، بیشتر توسط چاه ها صورت می پذیرد . هدف از انجام این پژوهش پهنه بندی پارامترهای کیفی شرب آب های زیرزمینی دشت بجستان براساس طبقه بندی های استاندارد شولر و تهیه نقشه های کیفیت آب شرب و سپس روندیابی تغییرات کیفیت آب زیرزمینی از نظر پارامترهای مؤثر بر کیفیت آب شرب و نیز تعیین مناسب ترین نقاط براساس اطلاعات موجود در سطح منطقه است. ابتدا پهنه بندی پارامترهای شرب طی یک دوره 8 ساله با درنظر گرفتن بهترین روش درون یابی انجام شد و مساحت طبقات به دست آمد. در مرحله بعد، اقدام به بررسی تغییرات روند کیفی آب شرب طی دو دوره 4 ساله شد و درنهایت براساس روش پدافند غیرعامل محل های مناسب برداشت آب شرب براساس مقادیر مجاز TDS مشخص شد. نتایج نشان داد بهترین روش درون یابی برای پارامترهای کیفی آب، تخمین گر آماری ( IDW ) بود، همچنین در دشت بجستان 5/26 درصد از منطقه در کلاس نامناسب، 66 درصد دارای کیفیت نامطبوع و تنها 7 درصد از منطقه دارای کیفیتی متوسط از نظر شرب است. در انتها مکان های مناسب از نظر شرب تعیین شد؛ این مکان ها در اصل محل های برداشت آب جهت کشاورزی است و پیشنهاد می شود این چاه ها پلمپ شده و در موارد اضطراری به منظور شرب مورد استفاده قرار گیرند.

تحقیقات انجام شده در جهان بیانگر رابطه نزدیکی بین رفتار پدیده های جهان طبیعی با الگوهای هندسی یا بعد فراکتال آن ها است. هدف از این پژوهش بررسی ارتباط ابعاد فراکتال با شاخص هایی نظیر دبی سیل و دبی رسوب و حساسیت واحدهای سنگ شناسی در محدوده های حوزه های آبخیز استان ایلام می-باشد. جهت دستیابی به نتایج بهتر به منظور یکسان سازی شرایط محیطی و مقایسه آماری از مقادیر ویژه دبی آب و رسوب استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که بین بعد فراکتال سازندها و مقاومت آن ها به فرسایش ارتباط معنادار و معکوس برقرار می باشد و با افزایش مقاومت سازند تراکم آبراهه در واحد سطح و بعد فراکتال آن کاهش می یابد، بین بعد فراکتال حوزه های آبخیز موردمطالعه با دبی ویژه آب ارتباط معنی داری وجود ندارد؛ ولی بین عدد فراکتال و دبی رسوب ویژه ارتباط معنادار و مستقیم در سطح ۵ درصد وجود دارد، به نحوی که با افزایش تراکم آبراهه در واحد سطح دبی رسوب ویژه افزایش می یابد. بیشترین مقادیر بعد فراکتال مربوط به حوزه هایی است که ازنظر سنگ شناسی بسیار حساس تا حساس هستند، (نظرآباد معادل 48/1، دویرج معادل 49/1) و کمترین مقدار آن مربوط به حوزه هایی است که ازنظر سازندهای زمین شناسی مقاوم تا نیمه مقاوم هستند، (کلم معادل 14/1 و چم گز 11/1). با توجه به نتایج به دست آمده و همبستگی آماری بیش از 95% بین بعد فراکتال و دبی رسوب می توان در سایر حوزه-های فاقد آمار با محاسبه بعد فراکتال، دبی ویژه رسوب را برآورد نمود ولی این پیش بینی برای دبی ویژه آب مقدور نمی باشد.