علیرضا آزموده اردلان

زمین لرزه ها از بلایای ویرانگر طبیعی تهدید کننده بشر می باشند. از جمله مشکلات بعد از وقوع یک زمین لرزه می توان به موضوع ارزیابی خسارت اشاره کرد. ناحیه، میزان، نرخ و نوع آسیب، اطلاعات ارزشمندی را به منظور فعالیت های بشردوستانه، امداد و بازسازی در منطقه آسیب دیده در اختیار قرار می دهد. عوامل اصلی تعیین کننده هزینه کلی یک بحران، هم به لحاظ آسیب های اقتصادی و هم به لحاظ تلفات جانی، روشن شدن این مسئله است که با چه سرعتی رویداد مورد پاسخ قرار گرفته و با چه کیفیتی اقدامات واکنشی سازماندهی می گردد. تکنیک های سنجش از دور بدلیل دارا بودن قابلیت هایی از جمله واکنش سریع، عدم تماس فیزیکی، هزینه پایین و دید وسیع، نقش ارزشمندی را در استخراج اطلاعات فیزیکی ساختمان ها دارا می باشند. امروزه بدلیل دسترسی به انواع داده های سنجش از دور، روش های متعددی برای ارزیابی خسارت ساختمان ها طراحی و گزارش شده است. هدف از این تحقیق، مروری بر این روش ها بر مبنای بکارگیری تصاویر نوری در سه دسته: رویکرد تصاویر تک زمانه، چند زمانه و تلفیق داده های بُرداری و تصاویر و همچنین ارائه و پیاده سازی یک روش خودکار به منظور تعیین ساختمان های تخریب شده ناشی از زلزله با استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا و لایه های GIS می باشد. در روش پیشنهادی، پس از استخراج توصیفگرهای بافتی از تصاویر قبل و بعد از زلزله برای هر ساختمان و تعیین توصیفگرهای بهینه، یک سیستم استنتاج فازی عصبی برای تعیین وضعیت ساختمان ها در چهار کلاس «سالم تا تخریب ناچیز»، «تخریب متوسط»، «تخریب سنگین» و «ویران» طراحی شد. نتایج نشان می دهد که این سیستم، صحت کلی 89%در دسته بندی ساختمان ها به 4 کلاس تخریب را دارا می باشد.

در دهة اخیر استفاده از شیوة تعیین موقعیت مطلق دقیق (Precise Point Positioning) در کاربردهای استاتیک و کینماتیک ماهواره ای متداول شده و چندین نرم افزار و سایت های پردازش برخط متعدد برای این منظور تولید شده اند. در این تکنیک از مشاهدات عاری از اثر یونسفر کد و فاز یک گیرندة دو فرکانس به همراه محصولات دقیق مدار و ساعت ماهواره که از سایت های مراکز مختلف IGS در دسترس اند، استفاده می شود. در نتیجه اگرچه در PPP به طور مستقیم نیازی به استفاده از مشاهدات ایستگاه های مرجع نیست، اما همچنان وجود یک شبکة مبنایی، حتی با فواصل بلند مانند شبکة IGS برای تولید محصولات دقیق مدار و ساعت ماهواره نیاز خواهد بود. همچنین استفاده از این شیوة تعیین موقعیت در کاربردهای مختلف، نیازمند داشتن دانش کافی از دقت، صحت و روش اجرای آن است. در مقالة حاضر، مشاهدات استاتیک چهار گیرندة GPS دو فرکانس از شبکة ایستگاه های دائمی ایران و مشاهدات کینماتیک گیرندة GPS مستقر روی هواپیما، با استفاده از نرم افزار بِرنیز ( Bernese ) و به دو شیوة مطلق دقیق و نسبی با استفاده از ایستگاه ها و محصولات دقیق IGS پردازش شده و نتایج آنها با هم مقایسه شده است. همچنین به منظور تعیین مدت زمان بهینة جمع آوری مشاهدات برای رسیدن به دقت بهتر از ده سانتیمتر در حالت استاتیک، مشاهدات ایستگاه های دائمی در هر مرحله با اضافه کردن یک ساعت به مشاهدات قبلی پردازش شدند. در نهایت مشخص شد که با داشتن مشاهدات GPS به مدت زمان بیش از یک ساعت، رسیدن به دقت بهتر از ده سانتیمتر در حالت استاتیک تضمین شده و با استفاده از تکنیک PPP دقت مشاهدات کینماتیک به طور متوسط و در مقایسه با حالت نسبی بهتر از ده و بیست سانتیمتربه ترتیب در حالت دو بعدی و سه بعدی است که می تواند در بسیاری از کاربردهای نقشه برداری مانند هیدروگرافی و فتوگرامتری کافی باشد.

در حال حاضر بالاترین قدرت تفکیک مکانی مدل های ژئوپتانسیلی جهانی حدود 5 دقیقه می باشد، در حالی که مدل های توپوگرافی با قدرت تفکیک مکانی حدود 3 ثانیه و بالاتر در دسترس است. یکی از روش هایی که برای افزایش دقت مدل های ژئوپتانسیلی جهانی در تولید تابعک های مختلف میدان ثقل مورد استفاده قرار می گیرد، تلفیق این مدل ها با مدل های توپوگرافی با قدرت تفکیک مکانی بالاتر از مدل ژئوپتانسیلی است. در این مقاله هدف ارزیابی مؤلفه های زاویه انحراف قائم حاصل از تلفیق مدل ژئوپتانسیلی جهانی و مدل توپوگرافی با قدرت تفکیک مکانی بالا در ایران می باشد. تحقیق حاضر، از مدل EGM2008 با قدرت تقکیک مکانی حدود 5 دقیقه به عنوان مدل ژئوپتانسیلی جهانی، از مدل SRTM با قدرت تفکیک مکانی 3 ثانیه به عنوان مدل توپوگرافی و از مدل DTM2006 برحسب هارمونیک های کروی تا درجه 2190 به عنوان سطح هموار مرجع برای تولید مدل توپوگرافی باقیمانده (RTM) استفاده نموده است. روش تحقیق به این صورت است که ابتدا با استفاده از مدل جهانی، مؤلفه های زاویه انحراف قائم در 10 ایستگاه لاپلاس ایران محاسبه شده و سپس با استفاده از مدل توپوگرافی باقیمانده تصحیحی برای این مؤلفه ها بدست می آید. در پایان مؤلفه های زاویه انحراف قائم محاسبه شده توسط مدل جهانی به تنهایی و تلفیق مدل جهانی و مدل توپوگرافی باقیمانده با مؤلفه های زاویه انحراف قائم حاصل از مشاهدات نجومی و ژئودتیکی در 10 ایستگاه لاپلاس مقایسه می شوند. نتایج این مقایسه ها حاکی از آن است که تلفیق مدل جهانی EGM2008 و RTM باعث بهبود حدود 15% در مؤلفه شمالی-جنوبی(

سامر (Sumer) و همکاران (2008 و 2013) بر پایة به کارگیری الگوریتم انطباقی فازی-ژنتیک، رویکردی نوین در آشکارسازی ساختمان ها با استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی بالا مطرح کردند. روش پیشنهادی با کاهش مشکل همگرایی زودرس در الگوریتم ژنتیک، دقت آشکارسازی عوارض را بهبود چشمگیری بخشید. نبودِ کنترل های هندسی بر خروجی این الگوریتم از محدودیت های رویکرد پیشنهادی به شمار آمده است. در این تحقیق، برای رفع این محدودیت، روش استخراج فازی ژنتیک که سامر و همکاران (2013) آن را توسعه دادند با کنترلگر هندسی پیشنهادی ادغام شد. در این الگوریتم، ابتدا نمونه های آموزشی و تست انتخاب می شوند، سپس اپراتورهای پایة پردازش تصویر روی ژن های کروموزوم ها قرار می گیرند. خروجی های موقتی حاصل از اعمال اپراتورهای پردازش تصویر بر باندهای تصویر ورودی به یک تصویر باینری با بیشترین میزان تمایز بین دو کلاس تبدیل می شوند. با محاسبة میزان مطابقت بین نمونة انتخابی و خروجی الگوریتم، مقادیر ارزش برای هریک از اعضای جامعه محاسبه می شود. در پایان چرخة هر نسل، رویکرد فازی در نظر گرفته شده در این تحقیقْ مقادیر احتمالی اصلاح شده برای عملیات لقاح و جهش را به منظور ممانعت از همگرایی نابهنگام در شروع نسل بعد تعیین می کند. این فرایند تا زمان دستیابی به تعداد مشخصی از تکرار ادامه می یابد. به منظور کنترل هندسی خروجی های الگوریتم پیشنهادی، یک الگوریتم ژنتیک تکمیلی ناحیه مبنا نیز توسعه داده شده است. با فرض مشابهت ساختمان های همجوار در یک منطقة شهری، الگوریتم تکمیلی سعی در بهینه یابی محدودة مساحتی در منطقة مورد مطالعه دارد. بدین ترتیب که نواحی با حدود خارج از محدودة مساحتی تعیین شده به منزلة عوارض کلاس «غیرساختمان» برچسب گذاری می شوند. این الگوریتم در دوازده ناحیة انتخابی با ساختمان های متراکم و پراکنده در منطقة ورزقان استان آذربایجان شرقی پیاده سازی شد. میزان کاپای محاسبه شده با به کارگیری رویکرد پیشنهادی بین 0.59 تا 0.91 است که، درمقایسه با تحقیقات مشابه، عملکرد بهتری از خود نشان می دهد. این الگوریتم در مناطق شهری و حومة شهری، به نسبت نواحی روستایی، نتایج بهتری داشت.

در سال‌های اخیر سازمان های نقشه‌برداری کشور، جغرافیایی،ثبت و املاک کشور و به‌صورت محدود برخی شهرداری‌ها برای ارائه خدمات تعیین موقعیت آنی دیفرانسیلی اقدام به ایجاد سامانه‌هایی کرده‌اند. این سامانه‌ها هرچند برای مقاصد نقشه‌برداری سریع در کشور مؤثر و مفید بوده‌اند، اما تأمین‌کننده تعیین موقعیت دقیق در مناطق ساحلی و فراساحلی کشور برای پاسخگویی به نیازهای ناوبری و اکتشاف و استخراج منابع دریایی در میادین نفتی نیستند. این در حالی است که کشور دارای مرز آبی طولانی در جنوب و شمال بوده و در برنامه‌های توسعه کشور، اقتصاد دریا محور در اولویت قرار گرفته است. گام اصلی در ایجاد یک سامانه تعیین موقعیت دیفرانسیلی آنی انتخاب مکان مناسب برای استقرار ایستگاه‌های تعیین موقعیت دائم است. لذا مکان‌یابی ایستگاه‌های شبکه کینماتیک آنی در جنوب کشور موضوع این تحقیق قرار گرفت. برای این منظور ابتدا ماتریس مقایسه زوجی لایه‌ها و زیرلایه‌های اطلاعاتی مورد نیاز، بر‌اساس نظر پنج خبره در این امر به روش دلفی به‌دست آمد. سپس با استفاده از نرم‌افزار Matlab به روش تحلیل سلسله مراتبی فازی(Fuzzy Analytic Hierarchy Process) برنامه ‌نویسی و وزن هر لایه و زیرلایه محاسبه شد. سپس بر‌اساس وزن‌های به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل ماتریس‌های مقایسات زوجی برای هر یک از زیر لایه‌ها، کلاسه‌بندی لایه‌ها در محیط GIS انجام پذیرفت؛ در نهایت با ادغام لایه‌ها به روش هم‌پوشانی شاخص وزن‌دار (Weighted index overlay) بر‌اساس وزن‌های به‌دست آمده برای هر لایه، مکان‌یابی برای استقرار ایستگاه‌های دائمی بهینه ‌یابی شده است. جزئیات محاسبات و نتایج حاصل در مقاله ارائه شده است.