عباس علیمحمدی

نقشه های قابل اعتماد از تیپ جنگل ها نقش مهمی در اتخاذتصمیمات بهینه برای مدیریت اکوسیستم های جنگلی در نواحی وسیع ایفا می کنند. در سال های اخیر تهیه این نقشه ها از طریق طبقه بندی رقومی داده های سنجش از دور به عنوان جایگزینی مناسب موردتوجه قرار گرفته است. نتایج حاصله در این زمینه برحسب روش های طبقه بندی مورداستفاده، وضعیت پوشش جنگلی، شرایط منطقه موردمطالعه و داده های بکار گرفته شده متفاوت بوده است. هدف از این تحقیق، مقایسه روش های طبقه بندی پیکسل پایه و شئ پایه و درخت تصمیم برای تهیه نقشه تیپ های جنگل با استفاده از تصویر ماهواره ای SPOT5 در محدوده ای از جنگل آستارا واقع در شمال ایران است. اطلاعات زمینی با استفاده از 153 پلات به صورت تصادفی درمساحت های یک هکتاری تهیه گردید. نوع تیپ در هر پلات بر اساس درصد فراوانی کل نوع گونه ها تعیین شد و شامل تیپ های انجیلی آمیخته، پهن برگ مخلوط، ممرز آمیخته، راش آمیخته و حفاظتی بود. برای تهیه نقشه این تیپ ها، در روش پیکسل پایه با استفاده از داده های طیفی و طبقه بندی کننده شبکه عصبی، صحت کلی 04/52 درصد و ضریب کاپای 39/0 حاصل شد و در روش طبقه بندی شئ پایه با روش نزدیکترین همسایه و توابع فازی، صحت کلی 3/63 درصد و ضریب کاپای 54/0 بدست آمد. به دلیل تشابه طیفی تیپ های آمیخته جنگل و تفکیک پذیری پائین آنها از یکدیگر در محدوده باندهای طیفی از اطلاعات بافت و داده های توپوگرافی موثر در پراکنش مکانی تیپ ها شامل ارتفاع، جهت، شیب و فاصله از شبکه آبراهه برای کلاسه بندی تیپ های آمیخته جنگل استفاده گردید. بکارگیری داده های کمکی در روش های طبقه بندی پیکسل پایه و شئ پایه حاکی از مفید بودن مدل رقومی ارتفاع در مقایسه با سایر داده های کمکی در تفکیک تیپ ها داشت. استفاده از داده های مربوط به فاکتورهای محیطی بعنوان متغیرهای کمکی در کنار داده های طیفی در روش درخت تصمیم به صحت کلی 5/76 درصد و ضریب کاپای 7/0 در تفکیک تیپ های آمیخته جنگل منجرشد که نشان دهنده افزایش قابل ملاحظه صحت می باشد. مقایسه نتایج حاصل از روش های طبقه بندی بکار گرفته شده در این تحقیق بیانگر پتانسیل بالای روش شئ پایه در بکارگیری داده های طیفی برای کلاسه بندی تیپ های آمیخته جنگل در مقایسه با روش طبقه بندی پیکسل پایه بود. همچنین تیپ های آمیخته جنگل با استفاده از داده های کمکی در کنار داده های طیفی با روش درخت تصمیم بهتر از روش های پیکسل پایه و شئ پایه در محدوده مطالعه تفکیک شد.

داده های تهیه شده از طریق درون یابی در بسیاری از پروژه های اجرایی و مهندسی و مطالعات در زمینه های مختلف مانند زمین شناسی، هواشناسی، مدیریت بحران، منابع طبیعی و محیط زیست مورد استفاده قرار می گیرند. رایج ترین معیارها بیان کننده میزان دقت درون یابی، برآورد خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) و نمایش بزرگی خطا در نقاط نمونه با ارتفاع معلوم اند که به علت مکانی نبودن یا فراگیر نبودن اطلاعات، شاخص های مذکور قابلیت استفاده محدودی دارند، زیرا RMSE میانگین خطای درون یابی در نقاط محدودی را نشان می دهد و نمایش بزرگی خطا در نقاط نمونه با ارتفاع معلوم نیز برای آگاهی از میزان خطا و قابلیت اطمینان درون یابی در هر نقطه و موقعیت دلخواه قابل استفاده نیست. بدین ترتیب، به نظر می رسد که ایجاد روش های موثرتر و کاربردی تر برای ارزیابی و نمایش مکانی دقت خروجی درون یابی در کنار RMSE ضرورت دارد. در این مقاله، ضمن بیان برخی از محدودیت های خطای جذر میانگین مربعات (RMSE)، روشی کاربردی مبتنی بر مثلث بندی نقاط با ارتفاع معلوم برای مدل سازی و تهیه نقشه خطای درون یابی ارائه شده است. در این روش ویژگی های هندسی مثلث های محاط بر نقاط مجهول ـ مانند محیط، مساحت و اختلاف ارتفاع بین رئوس برای مدل سازی و پیش بینی خطا ـ مورد استفاده قرار می گیرند. کارایی روش پیشنهادی با استفاده از مطالعه موردی، بررسی گردیده و رابطه معنی داری بین خطای واقعی و خطای برآورد شده با مدل، مشاهده شده است. تولید لایه قابلیت اطمینان درون یابی نه تنها برای ارزش گذاری و استفاده موثر از نقشه های حاصل از درون یابی می تواند مفید باشد، بلکه برای نمونه برداری تکمیلی و ترمیم نقاط ضعف نقشه های تولید شده با درون یابی نیز می تواند قابل استفاده باشد.

بررسی کیفیت آبهای ساحلی از نظر زیست محیطی و کاربردی، اهمیت ویژه‌ای دارد. مطالعه کیفیت آب در روشهای سنتی، کاری زمان‌بر و پرهزینه است و منجر به تولید اطلاعات نقطه‌‌ای می‌شود. سنجش از دور می‌تواند با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، نقش مهمی در این مطالعات ایفا کند. هدف از این مطالعه، بررسی کارایی تصاویر سنجنده LISS-III ماهواره IRS در برآورد Secchi depth در خلیج گرگان است. به همین منظور، همزمان با گذر ماهواره، 42 نمونه از منطقه به روش سیستماتیک ـ تصادفی گرفته شد، سپس یک مدل تجربی آماری ـ ریاضی بین داده‌های جمع‌آوری شده در عملیات میدانی و داده‌های پردازش شده تصاویر سنجنده LISS-III برازش شد. تجزیه و تحلیل آماری نتایج، بیانگر وجود تفاوت معنی‌دار بین میانگین پارامترها در سطح 99 درصد است که نشان‌دهنده ارتباط قوی بین مقدار Secchi depth و رادیانس رسیده به سنجنده ( ) می‌باشد. لذا مدل برازش یافته را می‌توان برای برآورد Secchi depth در منطقه مورد مطالعه استفاده نمود و روش مورد استفاده کارایی زیادی برای برآورد رسوب دارد.

تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا مانند IRS به منظور استخراج اطلاعات پوشش زمین در مقیاس محلی تا ناحیه ای مورداستفاده قرارمی گیرند. اما استفاده از این تصاویر به صورت چندزمانه بسیار پرهزینه و محدود است. از سوی دیگر، تصاویر سنجنده MODIS به صورت روزانه از نواحی گسترده در 36 باند مختلف و با توان های تفکیک مکانی 250، 500 و 1000متر باسهولت زیادی قابل دسترس است. ولی به علت ضعف قدرت تفکیک مکانی، این تصاویر برای بررسی جزئیات در محیط های پیچیده با تنوع پوشش بالامناسب نمی باشند. لذا استفاده همزمان ازتصاویر MODIS و IRS می تواند مفیدتر باشد. در این تحقیق، امکانات ترکیب تصاویر IRS و MODIS اخذشده از بخشی از نواحی استان تهران با استفاده از تکنیک جداسازی طیفی موردبررسی قرار گرفته است. در این تکنیک، ابتدا تصویر IRS طبقه بندی شده، سپس سهم هرکلاس در هریک ازپیکسل های تصویرMODIS محاسبه می شود. بامحاسبه رادیانس هریک ازپیکسل های MODIS و اعمال الگوریتم جداسازی-طیفی، مشخصه طیفی برای هریک از انواع پوشش های زمینی موجودمحاسبه شده و برمبنای آن تصویرترکیب شده تولید می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهندکه تصویر ترکیب شده، استفاده از توان تفکیک طیفی تصویر MODIS به منظور بارزسازی بیشتر عوارض در نواحی ناهمگن را امکان پذیر می سازد. ضمنا واریانس محلی و نوع پوشش تاثیر زیادی بر کیفیت تصویر ترکیبی دارند. نتایج این روش رابطه زیادی با دقت زمین مرجع نمودن تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا و پایین نشان می دهند و با افزایش آن، کیفیت تصاویر تولیدی نیز افزایش می یابد.

اختلاف قدرت تفکیک تصاویر چند طیفی و تصویر پانکروماتیک به عنوان یکی از عوامل تأثیرگذار بر عملکرد طیفی و مکانی روشهای ترکیب تصاویر مطرح می¬باشد که هدف این تحقیق قرار داده شده است. پس از تهیه تصاویر چندطیفی شبیه¬سازی شده با قدرت تفکیک 8، 12، 16،.....و44 متری از تصاویر چندطیفی آیکنوس و تصویر پانکروماتیک شبیه¬سازی شده 4 متری با استفاده از چهار روش ترکیب تصاویر، شامل روشهای ترکیب مبتنی بر تبدیلBrovey، تبدیل مؤلفه¬های اصلی، تبدیل موجک و تبدیل مؤلفه¬های اصلی- تبدیل موجک، تصاویر چند¬طیفی شبیه¬سازی شده با تصویر پانکروماتیک شبیه¬سازی شده، ترکیب شدند. از شاخصهای کمی شامل ضریب همبستگی برای بررسی کیفیت طیفی و از شاخص آنتروپی برای بررسی کیفیت مکانی تصاویر ترکیب شده استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان¬دهنده آن است که نوع تأثیرگذاری افزایش اختلاف اندازه پیکسلهای تصاویر چند طیفی در مقایسه با پیکسلهای تصویر پانکروماتیک، وابسته به روشی می¬باشد که برای ترکیب تصاویر استفاده می¬شود. همچنین در بین روشهای استفاده¬ شده برای ترکیب تصاویر، روش ترکیب مبتنی بر تبدیل Brovey کمترین حساسیت نسبت به تغییرات اختلاف اندازه پیکسلها و روش ترکیب مبتنی بر تبدیل مؤلفه¬های اصلی- ترکیب موجک بیشترین حساسیت را دارند. همچنین رابطه تغییرات کیفیت طیفی و مکانی تصاویر ترکیب شده نسبت به افزایش اختلاف قدرت تفکیک تصاویر چند طیفی وپانکروماتیک به صورت غیرخطی می¬باشد.

اگر چه نظام سیاسی در هر کشور نحوه مدیریت بر سرزمین را مشخص می کند، اما مدیریت بر یک سرزمین بدون تقسیم آن به  واحدهای کوچکتر امکان پذیر نیست. در این بین مرکزیت، مجاورت و مرزهای واحد اداری- سیاسی سه پارامتر اصلی موثر در ناحیه  بندی فضا به منظور تقسیمات کشوری است. شهرستان کرج از توابع استان تهران با جمعیت انبوه و پتانسیل های بسیار دارای سه بخش آسارا، مرکزی و اشتهارد است که به نظر می رسد بخش مرکزی شهرستان که متراکم ترین منطقه جمعیتی این شهرستان می باشد، امکان تفکیک به بخش های کوچکتر به نحوی که امکان دسترسی مطلوب تر ساکنان آن به خدمات اداری فراهم شود را داراست. ولی انتخاب مرکزیت در بین شهرهای آن به  خاطر رقابت شدید میان آنها به نحوی که با حداقل تنش اجتماعی همراه باشد، دشوار است. از اینرو پژوهش حاضرکوشیده است با استفاده از تکنیک های سیستم های اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور ایجاد بخش یا بخش های جدید در منطقه امکان سنجی شده و مناسب ترین مکان ها به عنوان مرکز بخش های جدید معرفی شود.بخشی از تلاش صورت  گرفته به  این امر اختصاص یافت که داده های مورد نیاز در تعیین مرکزیت از تصاویر ماهواره ای و با استفاده از تکنیک های سنجش از دور استخراج شود، همچنین تحلیل دسترسی برای تعیین مرکزیت در محیط GIS برداری امکان پذیر گردید که در نهایت برای اخذ نتیجه نهایی، تصمیم گیری برای بهترین دسترسی در محیط GIS رستری صورت گرفت. در کنار موارد فوق تحلیل های دیگری همچون تحلیل فواصل نیز لحاظ شدند، در آخر تمامی تحلیل ها در فرایند ارزیابی چند متغیره در محیط GIS رستری شرکت داده شد و معلوم شد که تنها امکان ایجاد یک بخش در منطقه موجود بوده و از این رو تنها انتخاب یک مرکز مورد نیاز است. ارزیابی سناریوهای مختلف در فرآیند ارزیابی چند متغیره نشان داد که بهترین تصمیم در صورت اختصاص وزن بیشتر به مرکزیت دهستان - که در قانون تقسیمات کشوری مد نظر قرار گرفته است - محمد شهر و در غیر این صورت ماهدشت حایز بالاترین امتیاز برای مرکزیت می باشد

تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا مانند IRS به منظور استخراج اطلاعات پوشش زمین در مقیاس محلی تا ناحیه ای مورد استفاده قرار می گیرند. اما استفاده از این تصاویر به صورت چندزمانه بسیار پرهزینه و دسترسی به آنها با محدودیت هایی روبرو است. از سوی دیگر، تصاویر سنجنده MODIS به صورت روزانه در 36 باند مختلف و با توان های تفکیک مکانی 250، 500 و 1000 متر در دسترس قرار می گیرند. اما این تصاویر برای نمایش جزئیات مناطق با تنوع پوشش زیاد مناسب نمی باشند. لذا استفاده همزمان از تصاویر MODIS و IRS می تواند مفید باشد. هدف این تحقیق استفاده از تکنیک جداسازی طیفی برای ترکیب تصاویر IRS و MODIS اخذ شده از منطقه اسلامشهر می باشد. در ابتدا تصویر IRS طبقه بندی شده، سپس سهم هر کلاس در هر یک از پیکسل های تصویر با توان تفکیک مکانی پایین اما توان تفکیک طیفی بالاتر (MODIS) محاسبه می شود. با محاسبه رادیانس هر یک از پیکسل های MODIS و اعمال الگوریتم جداسازی طیفی، مشخصه طیفی برای هریک از انواع پوشش های زمینی موجود مشخص شده و تصویر ترکیب شده حاصل می شود. سپس تصویر IRS و تصویر ترکیب شده به منظور استخراج نقشه پوشش زمینی، طبقه بندی می شوند. بررسی و مقایسه تصاویر طبقه بندی شده، حاکی از همبستگی بالای تصویر ترکیبی طبقه بندی شده با تصویر IRS ، در مقیاس ناحیه ای می باشد. نتایج این روش بستگی زیادی به دقت زمین مرجع نمودن تصاویر با توان تفکیک مکانی بالا و پایین دارد و با افزایش این دقت میتواند بهبود یابد.

آشکارساختن تغییرات یکی از نیازهای اساسی در مدیریت و ارزیابی منابع طبیعی است. بنابراین نقشه تغییرات کاربری را که نتیجه فرایند آشکارسازی تغییرات می‌باشد، می‌توان بر‌اساس تصاویر چند زمانه سنجش از دور تهیه کرد. لازم به ذکر است که روشهای متفاوت و گوناگونی برای آشکارسازی تغییرات و تحولات کاربریها ارائه شده است. در این تحقیق تغییرات، تحولات کاربری و پوشش اراضی منطقه اصفهان با استفاده از تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست اخذ شد؛ سپس در سالهای 1998و 1990 پردازش رقومی تصاویر ماهواره‌ای و سیستم اطلاعات جغرافیایی با بهره‌گیری از روشهای پیشرفته ارزیابی شد. در مرحله اول تصاویر یاد شده با استفاده از الگوریتمهای مناسب از لحاظ هندسی و رادیو‌متریک تصحیح شدند؛ آنگاه نمونه‌های آموزشی به‌صورت فازی در ده کلاس کاربری و پوشش به‌وسیله نرم‌افزار Idrisi ایجاد شدند. سپس هر تصویر به طور جداگانه با استفاده از الگوریتم حداکثر مشابهت طبقه‌بندی شد. در مرحله بعد تصاویر طبقه‌بندی شده به کمک روش مقایسه پس از طبقه‌بندی مقایسه شدند. نتایج به‌دست آمده نشاندهنده تغییر وسیع کاربری اراضی کشاورزی مجاور شهر اصفهان به منطقه مسکونی در طول هشت سال می‌باشد. دراین صورت توصیه می‌شود مدیران و برنامه‌ریزان به نظارت هر چه بیشتر بر روند تخریب اراضی کشاورزی در این منطقه توجه کنند.

تهیه نقشه تغییرات کاربری و پوشش اراضی از نیازهای اساسی برای مدیریت و نظارت محیطی است. این نقشه‌ها در برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیریهای مختلف استفاده می‌شوند، بنابراین تعیین قابلیت اعتماد و صحت این نقشه‌ها اهمیت زیادی دارد. در این مطالعه از یک روش جدید برای مدلسازی عدم اطمینان در آشکارسازی تغییرات استفاده شد. در این روش علاوه بر اطلاعات احتمالاتی، از ویژگیهای مکانی شامل فاصله، همسایگی، وسعت و نوع تغییر نیز استفاده به عمل آمد.ابتدا تصاویر Landsat TM منطقه شهری اصفهان در سالهای 1998 و 1990 م. با استفاده از توابع چند جمله‌ای درجه اول هم مختصات شدند. سپس با استفاده از الگوریتم طبقه‏بندی، حداکثر مشابهت(MLC) در ده کلاس کاربری و پوشش اراضی طبقه‌بندی و ویژگیهای احتمالاتی نشان‌دهنده عضویت پیکسلها در کلاسهای مختلف محاسبه شدند. در مرحله بعد اطلاعات مکانی لازم برای مدلسازی عدم اطمینان در تغییر کاربری کشاورزی به مسکونی استخراج شد. آنگاه ویژگیهای مکانی و احتمالاتی به کمک رگرسیون لاجیستیک ترکیب شدند و لایه نشان‌دهنده عدم اطمینان مربوط به تغییر اراضی کشاورزی به مسکونی تهیه شد. از شاخص (ROC) نیز برای ارزیابی کیفیت مدل تهیه شده، استفاده شد. مقدار آن برابر 9944/0 محاسبه شد که نشان‌دهنده دقت بالای مدل عدم اطمینان به‌دست آمده است. با توجه به نتایج این تحقیق، استفاده و توسعه از این مدل برای براورد و ارزیابی عدم اطمینان در آشکارسازی تغییرات کاربری و پوشش توصیه می‌شود.

سواحل، مناطق ویژه ای هستند که با سه محیط اتمسفر، هیدروسفر و لیتوسفر زمین در تماس بوده و از مهم ترین پدیده های خطی سطح زمین هستند که از طبیعتی پویا برخوردار می باشند. مدیریت بهینه سواحل، و حفاظت از محیط زیست در جهت توسعه پایدار نیازمند استخراج خطوط ساحلی و تغییرات آن ها می باشد.این مقاله به ارزیابی علمی روشهای متداول تعیین تغییرات خطوط ساحلی با استفاده از تصاویر ماهواره ای می پردازد. در این مقاله روش جدیدی برای استخراج خطوط ساحلی ارائه و آزمایش شده است که معایب روش های متداول را ندارد. آلگوریتم پیشنهادی از ترکیب دو روش آستانه گذاری بر روی هیستو گرام تصویر و نسبت بین باندها تشکیل شده است. مکان موردمطالعه این تحقیق دریاچه ارومیه می باشد. این دریاچه بیستمین دریاچه بزرگ دنیا و دومین دریاچه به لحاظ شوری است. پایش خطوط ساحلی دریاچه در فاصله زمانی سال های 1989 تا 2001 و با استفاده از تصاویر سنجنده های TM و ETM+ صورت پذیرفت. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، مساحت در یاچه 1040 کیلو متر مربع در بازه زمانی مورد نظرکاهش یافته است. در این تحقیق، ارتباط تغییرات سطحی دریاچه با اطلاعات ارتفاعی ماهواره TOPEX/POSIDON موردبررسی قرار گرفت و تغییر ارتفاع سطح آب دریاچه در فاصله زمانی موردنظر سه متر برآورد شد. به منظور ارزیابی دقت حاصل از روش پیشنهادی، نتایج با مشاهدات میدانی مطابقت داده شد. دقت خطوط ساحلی استخراج شده برابر 3/1 پیکسل (هر پیکسل معادل 30 متر) بر آورد شد.

داروخانه ها از جمله مراکز مهم خدماتی در شهر هستند که دسترسی سریع، به موقع و با صرف زمان و هزینه کمتر به آنها در نیل به اهداف اساسی توسعه یعنی عدالت اجتماعی و توسعه عادلانه حائز اهمیت زیادی می باشد. در این مطالعه، چگونگی توزیع مکانی داروخانه ها و اثرات آن بر خدمات رسانی داروخانه ای در منطقه 6 تهران به عنوان مطالعه موردی از کاربردهای سیستم های اطلاعات جغرافیایی مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به ضوابط مربوط به صدور مجوز تاسیس داروخانه ها، مکان های بهینه برای احداث داروخانه ها تعیین شده و 3 سناریوی مختلف در رابطه با احداث داروخانه ها از طریق توابع تحلیلی و مدل های تخصیص در سامانه های اطلاعات جغرافیایی (ساج) مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج حاصله نشان می دهند که توزیع فعلی داروخانه ها در منطقه مورد مطالعه متناسب با توزیع جمعیت نیست و بیشتر داروخانه ها در قسمت های شرقی منطقه متمرکز هستند و توزیع آنها تاثیرپذیری زیادی از الگوی توزیع ساختمان پزشکان نشان می دهند و غالبا در فواصل نزدیک به ساختمان پزشکان متمرکز هستند. ضمنا مکان های تعیین شده برای داروخانه ها به کمک توابع تحلیلی شبکه از نظر بهبود خدمات رسانی و کاهش هزینه و زمان دسترسی برای جمعیت استفاده کننده مزیت های قابل ملاحظه ای را نشان می دهند.