پرویز ضیائیان فیروزآبادی

در دهه های اخیر، مسائل گسترش شهری و تغییرات پوشش اراضی، از موضوعات مهم در مقیاس ملی و جهانی بوده است که برای شناخت ماهیت، ابعاد و کارکردهای عوامل و فرایندهای پیش گفته، تکنیک های مختلفی به کار گرفته شده است که در این میان تکنولوژی سنجش از دور به دلیل تولید تصاویرماهواره ایباقدرتتفکیکطیفیو مکانیبالا، به عنوانوسیله ای کارآمد برایآشکارسازیو ارزیابیتغییرات شناختهشدهاست. تحقیق حاضر از نوع توصیفی و اکتشافی است و با استفاده از داده ها و تصاویر ETM+,TM,MSS سال های 1973، 1985، 2000 و 2011 ماهواره لندست؛ روند تغییرات پوشش اراضی را مورد بررسی قرار داده است. تصاویر ماهواره ای در محیط نرم افزاری ARC GIS10.1 به روش طبقه بندی نظارت شده از نوع حداکثر مشابهت (MLC) با انتخاب نمونه های آموزشی، طبقه بندی شدند و برای به دست آوردن شدت تغییرات، از روش تفریق باندهای مشابه طیفی و منطق فازی استفاده شد. نتایج بررسی نشان داد که به تبع افزایش جمعیت و گسترش مساحت شهر، شدت تغییرات فازی برای دوره زمانی 1985-1973 معادل 84843/0، برای دوره 2000-1985 معادل 92983/0 و برای دوره 2011-2000 معادل 92795/0 بوده است. همچنین مساحت اراضیِ شهری در طول سه دوره فوق، به ترتیب 6/7، 2/15 و 9/11 کیلومتر مربع افزایش یافته و در طول دوره 38 ساله، از 9/14 به 8/49 کیلومتر مربع رسیده که روند گسترش متوسط سالانه شهر به میزان 18 0/9کیلومتر مربع و میزان همبستگی بین افزایش جمعیت و افزایش مساحت شهر 976/0 بوده است.

شناخت تفاوت های موجود میان مناطق و نواحی مختلف به منظور ارائه برنامه های متناسب در راستای آمایش سرزمین و با هدف کاهش نابرابری های منطقه ای، امری ضروری است. از این رو هدف تحقیق حاضر سطح بندی روستاهای بخش مرحمت آباد شهرستان میاندوآب از لحاظ شاخص های توسعه یافتگی بوده است که در این خصوص از تکنیک تاپسیس و تحلیل خوشه ای استفاده شد. روش تحقیق توصیفی- تحلیلی و نوع تحقیق کاربردی است. جمع آوری اطلاعات و داده های مورد نیاز، در قالب 7 شاخص کلی با 36 زیرشاخص از مطالعات کتابخانه ای و میدانی استفاده شده است. به منظور وزن دهی به شاخص ها از مدل AHP استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که بر اساس میزان Ci در تکنیک تاپسیس، روستای قپچاق Ci= 0.705)) و روستای کردکندیCi= 0.184) ) به ترتیب بالاترین و پایین ترین رتبه را دارد. مطابق آزمون تحلیل خوشه ای نیز، روستای قپچاق به تنهایی در رده توسعه یافته قرار گرفته است. 7 روستا در رده متوسط توسعه و 6 روستا در سطح توسعه نیافته واقع شده است. در نهایت می توان گفت با توجه به این نابرابری در سطح توسعه یافتگی روستاهای بخش مرحمت آباد، لزوم اتخاذ برنامه های مرتبط جهت توسعه متوازن نیازی مبرم شناخته می شود.

به منظور بررسی تاثیر شهر بر دمای سالانه در شمال شرق ایران، از داده های ایستگاه های مشهد، سبزوار، تربت حیدریه، بیرجند و بار در بازه زمانی 1960 تا 2011 استفاده شد. داده های دمای میانگین، کمینه و بیشینه سالانه، تا سال 2011 از سازمان هواشناسی دریافت و سال های فاقد داده به روش رگرسیون جایگزین گردید. برای سری دمای میانگین سالانه ایستگاه ها با توجه به نمودار خودهمبستگی و خودهمبستگی جزئی، مدل آریماانتخاب و جهت صحت و برازش هر مدل از معیارهای، ریشه میانگین مربعات خطا، قدرت توجیه و فرض تصادفی بودن باقیمانده ها استفاده شد. مدلAR(2,1,0) برای سری دمای میانگین مشهد و بیرجند، مدل AR(1,1,0)برای دمای میانگین سبزوار، مناسب ترین مدل تشخیص داده شدند. جهت تشخیص روند و تغییرات در هر سری از آزمون من کندال و t استفاده شد، در آزمون t، میانگین دهه اول هر سری با میانگین دهه اخیر آزمون گردید، ایستگاه ها بر اساس موقعیت به دو دسته داخل محدوده شهری و خارج از محدوده شهری تقسیم شدند. نتایج نشان می دهد روند دما در ایستگاه های داخل شهر و خارج شهر کاملا متفاوت است، دمای میانگین، بیشینه وکمینه سالانه در ایستگاه های داخل محدوده شهری روند افزایشی نشان دادند، در حالیکه در ایستگاه های خارج از شهرها دمای میانگین سالانه بدون روند و حتی دمای بیشینه ایستگاه های تربت حیدریه، بار و دمای کمینه بیرجند روند، کاهشی بوده است.

پایش محصولات کشاورزی از جمله گندم، اقدام ارزشمندی است که مورد تاکید و توجه بسیاری از محققین سنجش از دوری قرارگرفته و داده ها و الگوریتم های متعددی در این زمینه معرفی و بکارگیری شده است. پردازش و تحلیل شاخص های بازیابی شده از سیگنال های راداری در طول موج ها و قطبیدگی های مختلف از جمله تکنیک های مورد استفاده در پایش این محصول است که هر چند در ایران کمتر مورد توجه واقع شده، لیکن محققان بسیاری به آن پرداخته و قابلیت های خاصی برای آن معرفی نموده اند. در این تحقیق برای اولین مطالعه، پایش گیاه گندم (آبی و دیم) در تعدادی از مزارع شهرستان شیروان با استفاده از داده های سنجنده راداری ENVISAT ASAR در باند C و دو قطبیدگی VV و HH و زاویه برخورد41 درجه و از طریق بازیابی و تحلیل ضریب بازپخش سیگنال به کمک تکنیک تداخلسنجی مورد توجه گرفته است. نتایج حاکی از آن است که ضریب بازپخش در هر دو قطبیدگی HH و VV توانایی قابل قبولی در پایش مراحل رشد گندم آبی برای نواحی خاصی از ایران از جمله منطقه مورد مطالعه را داراست. یافته های تفضیلی تحقیق روشن ساخت که عدم حساسیت سیگنال با قطبیدگی HH به رطوبت خاک، نتایج بهتری در پایش محصول به نسبت سیگنال با قطبیدگی VV فراهم می آورد. در گندم دیم به سبب وجود فضای خالی نسبتا زیاد بین ردیف های کشت و ظریف تر بودن اجزای این گیاه نسبت به گندم آبی، سیگنال رادار در قطبیدگی VV از تاج گیاه نفوذ کرده و با رشد بیشتر گیاه، سهم بازپخش از خاک کاهش می یابد. همچنین در قطبیدگی HH، بازپخش رادار تا رسیدن گیاه به مرحله خوشه دهی افزایش و پس از آن کاهش می یابد.

با توسعه شهرنشینی، مقادیر زیادی از مساحت مناطق کشاورزی و جنگلی جای خود را به خانه ها، مناطق صنعتی و دیگر زیرساخت ها داده اند. محدوده های شهری دارای بیلان انرژی و آبی متفاوتی در قیاس با نواحی غیرشهری اند. این تفاوت و تغییر در این دو مفهوم باعث از بین رفتن توازن انرژی و رواناب در محیط های شهری می گردد که خود مشکلات زیست محیطی جدی را (مانند سیل و آلودگی های حرارتی) برای ساکنان شهر به دنبال می آورد. علاوه بر این، در برخی از نواحی شهری تغییرات کاربری ها و افزایش جمعیت و در پی آن افزایش تردد خودروها و همچنین وجود صنایع، موجب افزایش دمای برخی مناطق شهری نسبت به دیگر مناطق می شوند. بنابراین در مناطق شهری، بسته به پوشش زمین، مناطقی با درجه حرارت بیشتر از سایر نواحی به وجود می آید، که این پدیده را جزیره حرارتی شهرها می نامند. در این تحقیق، جزایر حرارتی شهر تهران ـ که مهم ترین مرکز جمعیتی و یکی از مهم ترین مراکز صنعتی ایران به شمار می آید و در طول چند دهه اخیر رشد شهری سریعی داشته است ـ مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی از انجام این تحقیق، استخراج جزایر حرارتی در مناطق شهری با استفاده از داده های ماهواره ای و تعیین اثر نوع پوشش و کاربری زمین بر دمای سطح زمین است. برای رسیدن به این هدف، طبقه بندی پوشش اراضی شهری شهر تهران بر اساس تغییر در خصوصیات بیوفیزیکی (ویژگی های بیولوژیکی و خواص فیزیکی) آن، در سطح طبقه بندی زیرپیکسل و استخراج کسر خاک، پوشش گیاهی و سطوح نفوذناپذیر با استفاده از تصاویر ETM+ انجام شد. برای محاسبه درصد هر یک از این سطوح از روش جداسازی طیفی (LSU) استفاده شد. در پایان، با تحلیل آماری هر یک از جزایر حرارتی شهر تهران به تفکیک، نقش هر یک از پوشش ها و کاربری های اراضی در ایجاد آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که سطوح نفوذناپذیر از طریق جذب و ذخیره انرژی خورشیدی اثر گرمایشی دارند، در حالی که پوشش گیاهی از طریق ایجاد توازن گرمایی به وسیله تبخیر و تعرق و تولید سایه، دارای اثر خنک کننده اند.

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.

برآورد تبخیروتعرق در مواردی از قبیل برنامه¬ریزی آبیاری، تعیین تبخیر مخازن آب، محاسبات بیلان آب، تخمین روانآب و مطالعات اقلیم شناسی ضروری است. تبخیر و تعرق را می توان بصورت کاملاً دقیق با استفاده از اندازه گیریهای میدانی تعیین نمود. با اینحال، این روشها تنها مقادیر تبخیر و تعرق را برای نواحی محدود از لحاظ وسعت مکانی بدست می آورند. این محدودیت باعث توسعه استفاده از داده های سنجش از دور جهت ارزیابی تبخیر و تعرق روی نواحی وسیع شده است. در این تحقیق با استفاده از تصاویر MODIS و الگوریتم سبال، مقدار تبخیر و تعرق برای ناحیه مزرعه نمونه ارتش واقع در استان گلستان در دو تاریخ 5 مه و 7 ژوئن سال 2003 میلادی مطابق با 15 اردیبهشت و 17 خرداد سال 1382 برآورد گردید. یکی از پارامترهای موثر در دقت سبال، آلبیدوی سطحی است که در این تحقیق با استفاده از دو روش، یکی استفاده از باندهای 1 و 2 (روش قدیمی) و دیگری استفاده از باندهای 1 تا 5 و 7 (روش نوین) تصویر MODIS محاسبه شد. مقایسه نتایج حاصله با مقادیر موجود در متون مختلف نشان می دهد اولا برآورد آلبیدوی سطحی با استفاده از روش نوین دارای دقت بیشتری بوده و ثانیا دقت خروجی های حاصل از سبال در حدی است که بتوان با انجام تحقیقات تفصیلی بعدی، به نتایج قابل قبول دست یافت.

آشکاری سازی تغییرات با استفاده از داده های سنجش از دور در سال های اخیر مورد توجه بسیار محققان و پژوهـش گران قرار گرفته اسـت. در تحقیق حاضر، با استفاده از شکل ها ماهواره ای و و روش های تحلیل مؤلفه های اصلی و منطق فازی اقدام به آشکار سازی تغییرات مورفودینامیکی حوضه آبخیز طالقان گردیده است. نقشه نهایی، شدت تغییرات را در یک دوره زمانی 15 ساله (1987تا2002) نشان می دهد. بیـشترین شدت تغییرات در کنار آبراهه ها و دامنه ها و همچنین در مسیرطالقان رود مشاهده می شود.کمترین تغییرات مربوط به ارتفاعات کوهستانی و اراضی صخره ای حوضه آبخیز می باشد. همچنین کاربری اراضی از جمله عواملی است که درمورفودینامیک حوضه تأثیر دارد. با توجه به نوع کاربری اراضی اشکال ژئومورفولوژیک و مورفودینامیک نیز فرق می کند. لذا در این تحقیق تغییرات کاربری اراضی سال 1987 تا 2002 با هم مقایسه شده اند.

مورفولوژی شهر چه به مفهوم فرم و شکل و چه کارکرد شهری عاملی موثر در کیفیت هوای یک شهر می‌باشد. سلسله‌مراتب، همجواری و سازگاری کاربری‌ها، شبکه حمل و نقل، بافت شبکه، کاربری اراضی، پوشش زمین و ... از عوامل مورفولوژیکی شهر هستند که بر کیفیت هوای شهر تاثیر می‌گذارند. در این مطالعه بعد از بررسی شرایط مورفولوژیکی موثّر در کیفیت هوای شهر سعی شده است با استفاده از داده‌های آماری و داده‌های سنجش از دور نحوه پراکندگی بعضی از پارامترهای کیفیّت هوای شهر تهران موردبررسی قرارگرفته و با استفاده از داده‌های سازمان محیط زیست برای یک دوره یک ساله متوسط غلظت آلاینده‌ها در ساعات مختلف شبانه‌روز استخراج و به صورت نمودار و جداول نمایش داده شود. با توجه به تأثیر ساختار شهر و مورفولوژی شهر که شرایط محیطی متفاوت از یک خیابان تا خیابان دیگر به‌وجود می‌آورد و کمبود ایستگاه‌های اندازه‌گیری در تهران جهت تهیّه نقش? دقیق پراکندگی آلاینده‌ها از روشی جدید در تهیه نقشه کیفیّت هوای شهر تهران استفاده گردید. این روش که مبتنی بر داده‌های اپتیکی و حرارتی سنجش از دور می‌باشد امکان تهیه نقشه درجه حرارت سطح شهر تهران و توزیع آلاینده CO را بر روی این شهر داده است .

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.