علی اصغر آل شیخ

اکثر موجودیت ها در سامانه های اطلاعات مکانی (GIS) ماهیتی غیرقطعی دارند؛ و به همین خاطر نیاز به ارائه سیستمی که توانایی استنتاج از داده های مکانی غیرقطعی را داشته باشد کاملاً احساس می شود. یکی از تواناترین سیستم های استنتاجی که در سال های اخیر مورد توجه دانشمندان قرار گرفته، سیستم های استنتاج فازی (FIS) است. هدف این مقاله ارائه روشی نو برای طراحی و ایجاد سیستم استنتاج فازی در محیط GIS است. در این تحقیق بخشی از توابع عضویت و قوانین فازی به صورت خودکار و با استفاده از داده های ورودی ـ خروجی، و بخشی دیگر به صورت غیرخودکار و از طریق مصاحبه با کارشناس استخراج شدند. برای استخراج خودکار توابع عضویت و قوانین فازی، خوشه بندی فازی و الگوریتم ژنتیک (GA) به کار گرفته شد. ابتدا توابع عضویت و قوانین فازی اولیه با خوشه بندی داده ها و تصویر کردن آنها بر روی محورهای مختصات استخراج گردیدند و سپس با به کارگیری الگوریتم ژنتیک به بهینه سازی فرم توابع عضویت و قوانین فازی اولیه پرداخته شد. در مرحله نهایی، بخش دیگری از توابع عضویت و قوانین فازی از طریق مصاحبه با کارشناس استخراج گردیدند و به سیستم استنتاج فازی افزوده شدند. سیستم استنتاج فازیِ طراحی شده، دارای کاربردهای مختلفی است. در این تحقیق از این سیستم برای به کارگیری در مکان یابی جایگاه های سوخت در منطقه 2 شهر تهران استفاده شد. با توجه به دیدگاه های کارشناسان سوخت و داده های موجود، از 10 لایه اطلاعاتی تأثیرگذار در مکان یابی جایگاه های سوخت استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان دادند که الگوریتم ژنتیک دقت مدل سازی سیستم استنتاج فازی را 53 درصد بیش از خوشه بندی افزایش داده است. همچنین با بررسی هیستوگرام نقشه مطلوبیت جایگاه های سوخت ملاحظه شد که 9 درصد از مساحت کل منطقه پتانسیل لازم را برای احداث جایگاه های سوخت در خود دارد.

حل مشکلات روزافزون زیست محیطی به یکی از حساس ترین اولویت ها در برنامه ریزی و مدیریت شهری تبدیل شده است. امروزه، آلودگی هوا در واقع اصلی ترین چالش محیطی در کلان شهرها به شمار می رود. به منظور اندازه گیری میزان آلودگی و افزایش آگاهی عمومی از خطرهای احتمالی و نیز تصمیم گیری بهتر و برنامه ریزی شهری متناسب با نیازهای جامعه، طراحی و توسعه سامانه های پایش بی درنگ ضروری به نظر می رسد. مقدار روزافزون مشاهدات سنجنده ها و داده های سامانه های سنجنده، و فقدان قابلیت های پردازش این حجم داده در کاربردهای مدل سازی و آنالیز محیطی از مهم ترین چالش های پیشِ رو در ایجاد توسعه این سامانه ها به شمار می رود. از لحاظ تکنیکی، فراهم ساختن دسترسی استاندارد به مشاهدات سنجنده ها و ایجاد امکانات پردازشی تعامل پذیر بر روی آنها، راه حلی مؤثر در مدیریت داده های ناهمگون سنجنده ها به شمار می آید. در این تحقیق، سازوکاری برای ارائه مشاهدات سنجنده و نیز یک موتور پردازش مکانی در قالب معماری ای سرویس گرا به منظور رفع این مشکلات ارائه می گردد. این تحقیق نشان می دهد که چگونه معماری پیشنهادی می تواند مشکل تعامل ناپذیری در سامانه های اطلاعات مکانی را برطرف سازد. در این زمینه، یک برنامه کاربردی سرویس گرای استاندارد به نام گزارشگر کیفیت هوای تهران به منظور ارائه بی درنگ اطلاعات کیفیت هوا و تولید و انتشار نقشه های آلودگی هوا طراحی شده و شکل گرفته است. از تکنولوژی وب سرویس و استانداردهای SWE و WPS در محیط توسعه NET Framework 3.5، به منظور پیاده سازی مؤلفه های مورد نیاز در سمت سرویس دهنده استفاده شده است. در سمت سرویس گیرنده نیز فناوری های جدید وب 2 به منظور ایجاد محیطی متعامل و کاربرپسند به کار رفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده توأم از وب سرویس و چارچوب OGC، سرویس های تعامل پذیر و استانداردی را فراهم می سازد که موجب تسهیل دسترسی به مشاهدات سنجنده ها و پردازش و نمایش آنها می گرد. به علاوه، تحقیق حاضر نقش مؤثر و برجسته فناوری های جدید و امروزین وب 2 را در تکامل فناوری های مکانی و نسل جدید سامانه های اطلاعات مکانی در قالب Mashup ها نشان می دهد.

رانش زمین از جمله بلایای طبیعی است که هر ساله خسارت های مالی و جانی زیادی را به بار می آورد. گسترش بی رویه شهرها سبب گشته است تا مناطق مسکونی زیادی در محل هایی که رانش زمین در آنها بسیار محتمل است پدیدار شوند. این گونه است که تهیه و تدوین نقشه حساسیت رانش زمین، امری بسیار ضروری برای سلامت توسعه شهرها به شمار می آید. هدف این مقاله، ارائه روشی برای استخراج دانش (توابع عضویت فازی و قوانین فازی) برای پیش بینی رانش زمین در بخشی از استان مازندران است. به دلیل مکانی بودن پدیده رانش زمین و همچنین وجود عدم قطعیت مکانی، از تلفیق سیستم اطلاعات مکانی (GIS) و سیستم استنتاج قاعده مبنای فازی (FRBIS) استفاده شد. در این تحقیق FRBIS از طریق داده های آموزشی به صورت خودکار ایجاد گردید. گام نخست برای ایجاد چنین سیستمی، خوشه بندی داده هاست که بدین منظور از الگوریتم فازی C Means استفاده شده است. برای تعیین تعداد بهینه خوشه ها دو شاخص ارزیابی خوشه (CVI) و سه معیار «دقت و سازگاری و کامل بودن» پیشنهاد گردید و به کار گرفته شد. در ادامه و با تصویر کردن خوشه ها بر روی محورهای مختصات توابع عضویت و قوانین فازی استخراج شدند. در مرحله نهایی و با افزودن دانش کارشناسی به این سیستم عملکرد سیستم بهبود یافت. دقت نقشه حساسیت رانش زمین به دست آمده از طریق سیستم پیشنهادی بیش از 80 درصد است. همچنین با بررسی هیستوگرام نقشه حساسیت رانش زمین ملاحظه شد که 5/13 درصد از مساحت کل منطقه خطرپذیری بالایی دارد. با محاسبه وابستگی بین نقشه حساسیت به دست آمده و نقشه های معیار، مشخص گردید که نقشه حساسیت رانش زمین دارای بیشترین همبستگی با سه نقشه معیار سنگ شناسی و فاصله از جاده و نیز کاربری اراضی است.

یاگر با تعریف عملگر میانگین وزنی مرتب شده در سال 1988، چارچوبی یکپارچه را برای تصمیم گیری در شرایط عدم قطعیت فراهم ساخت. تعیین بردار وزن در عملگر میانگین وزنی مرتب شده موضوعی اساسی در استفاده از این عملگر برای تصمیم گیری به شمار می آید، زیرا نتایج ترکیب انجام شده به وسیلة آن تا حدود زیادی بستگی به تعریف بردارهای وزن استفاده شده دارد. در نوشتار حاضر براساس تعریف شاخص بی نظمی (پراکندگی) در تابع لامبرت، مدل بیشینه بی نظمی برای تعیین وزن های عملگر OWA بهبود داده می شوند و نتایج به دست آمده با سایر روش های موجود مقایسه می گردند و نشان داده می شود که وزن های تولید شده به وسیلة این روش از توزیع منظمی پیروی نمی کنند. سپس برای بررسی میزان استحکام این روش، تحلیل حساسیت انجام می شود. در نهایت مدل مذکور در کاربردی واقعی برای تعیین محل احداث یک ایستگاه پمپ بنزین جدید به کار گرفته شده و نتایج آن با روش کمینه واریانس ـ که از متداول ترین و پرکاربردترین روش هاست ـ مقایسه خواهد شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که به کارگیری روش ارائه شده در برخی از درجات خوش بینی، استحکام بیشتری در مقایسه با روش کمینه واریانس دارد، از این رو به کار گیری آن در مسائل تصمیم گیری موجب تصمیم گیری با ریسک کمتر می شود.

وجود اطلاعات کامل و صحیح و بهنگام، از مهم ترین ابزارهای مدیریت کارآمد شهری است. لذا دسترسی و پردازش اطلاعات مربوط به خدمات شهری نقش بسیار مهمی در فرایندهای مختلف مدیریت شهری دارد. با توجه به حجم بالا و تغییرات بسیار زیاد اطلاعات خدمات شهری و همچنین تعدد استفاده کنندگان این اطلاعات، مقاله حاضر به ارائه راه حل هایی برای دسترسی و پردازش داده های مکانی اقلام خدمات شهری برای کاربران مختلف می پردازد. با توجه به تعدد سکوهای محاسباتی و گوناگونی کاربران اطلاعات خدمات شهری (معاونت های مختلف شهرداری، بخش های دولتی، خصوصی، دانشگاهی و شهروندان) دسترسی و پردازش داده ها می بایست برمبنای سرویس های تعامل پذیر که برمبنای استانداردهای رایج در دنیای فناوری اطلاعات و اطلاعات مکانی طراحی و پیاده سازی می شوند، صورت پذیرد. با این حال، استانداردهای تعامل پذیر مطرح شده در دنیای فناوری اطلاعات و اطلاعات مکانی دارای تفاوت های اساسی اند. بر این اساس، تحقیق حاضر مهم ترین راه حل های فراهم کردن تعامل پذیری را مطرح می سازد و تفاوت های آنها را شرح می دهد. پس از آن با ارائه راهکارهایی در خصوص تلفیق سرویس های مکانی و فناوری های سرویس های وب، این تحقیق روشی را به منظور طراحی و پیاده سازی سرویس های تعامل پذیر برای دسترسی و پردازش اطلاعات مکانی در زمینه خدمات شهری با در نظر گرفتن نیازمندی های خاص هر دسته از کاربران، طراحی و پیاده سازی می کند.

اکتشاف معادن جدید دارای اهمیت زیادی برای انسان هاست. سامانه های اطلاعات جغرافیایی (GIS) می توانند به شکل موثری در جمع آوری، وزن دهی، تجزیه و تحلیل و نمایش اطلاعات مکانی در جهت کمک به فرایندهای اکتشافی عمل کنند. موفقیت اکتشافات معدنی بستگی زیادی به عواملی چون تعیین عناصر تاثیرگذار، تعیین میزان تاثیر آنها و تعیین مدل های مناسب برای تلفیق عناصر مذکور دارد. هنگام تلفیق اطلاعات به منظور نشان دادن میزان اهمیت نسبی این عوامل، از اعدادی به نام وزن استفاده می شود و این اعداد تاثیر مستقیم و بسزایی در نتایج هر مدل تلفیق اطلاعات دارند. روش های وزن دهی به دو دسته عمده دانش ـ مبنا و داده ـ مبنا تقسیم می شوند. در این مقاله، دو روش وزن دهی معرفی شده و مورد ارزیابی قرار گرفته اند که عبارت اند از: پردازش تحلیلی سلسله مراتب و شبکه های عصبی مصنوعی، که روش نخست در زمره روش های دانش ـ مبنا جای دارد و روش دوم در حوزه روش های داده ـ مبنا قرار می گیرد. به منظور ارزیابی مدل ها، اطلاعات یک کانسار مس در علی آباد یزد مورد استفاده قرار گرفت. مطالعات اکتشافی این کانسار شامل مطالعات زمین شناسی، ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی به همراه 26 چاه اکتشافی حفر شده در قالب نقشه های مختلف، آماده شد و برای وزن دهی مورد استفاده قرار گرفت. نتیجه هر روش مورد استفاده، تهیه نقشه پتانسیل معدنی است. در آزمون روش ها، روش شبکه های عصبی مصنوعی، روش دقیق تری برشمرده شده است، زیرا این روش توانست پتانسیل ماده معدنی را در تمامی چاه ها به درستی پیش بینی کند، در حالی که موفقیت روش پردازش تحلیلی سلسله مراتب در این زمینه حدود 88 درصد بوده است. این تحقیق نشان داد که شبکه های عصبی مصنوعی قابلیت انطباق پذیری زیادی با داده ها دارند.

نقشه، مهم ترین وسیله برای ارائه اطلاعات ناوبری به رانندگان در سامانه های ناوبری خودروست. کیفیت نقشه های ارائه شده به رانندگان تاثیر بسیار زیادی بر استفاده پذیری و کارایی سامانه دارد. در این زمینه، نمایش نقشه های متناسب با وضعیت ها و شرایط بافتی کاربران نقشی حیاتی دارد. کاربران در شرایط متفاوت به نقشه هایی با ابعاد بزرگ نمایی و سطح جزئیات متفاوتی نیاز دارند تا بتوانند الزام ها و خواسته های اطلاعاتی شان را به راحتی مرتفع سازند. از آنجا که استفاده از سامانه ناوبری فعالیت اولیه و اصلی رانندگان نیست، باید انتخاب مقیاس مناسب و نمایش نقشه در آن مقیاس به صورت هوشمندانه و خودکار به وسیله سامانه انجام پذیرد. در این مقاله، روشی برای تعیین خودکار سطح بزرگ نمایی و نیز سطح جزئیات نقشه به منظور ارائه نقشه هایی خوانا در وضعیت های مختلف کاربری پیشنهاد شده است. مقادیر دو مورد پیش گفته براساس بافت هایی که کاربر در آن قرار دارد به دست می آید، از این رو پردازشگری بافت آگاه در این روش مورد استفاده قرار گرفته است. پردازشگریِ بافت آگاه، نوعی پردازشگری است که سامانه ها را قادر می سازد تا بافت جاری کاربر را برگیرند و رفتار خود را براساس آن سازوار کنند. در مقاله حاضر بافت های مختلفی که می توانند بر روی مقیاس نقشه تاثیرگذار باشند، مورد مطالعه قرار گرفته و روشی برای انتخاب مقیاس مناسب در مقادیر بافتی مختلف ارائه شده است. همچنین نحوه سازوار کردن مقیاس نقشه با بافت های جاری مدل سازی شده و براساس آن یک سامانه ناوبری خودروی بافت آگاهِ نمونه، با قابلیت نمایش نقشه در مقیاس های متناسب با بافت، طراحی و پیاده سازی گشته است.

امروزه در تمامی شهرهای بزرگ دنیا، پایش و کنترل کیفیت هوا به یکی از موضوعات مهم مدیریت شهری و زیست محیطی تبدیل گردیده است. دسترسی سریع، و پردازش و تحلیل داده های سنجنده های آلاینده های هوا از موارد مورد نیاز در ارائه راهکارهای موثر در کاهش و کنترل آلودگی هوا به شمار می آیند. وجود شبکه ای از سنجنده های آلاینده های هوا، داده های مورد نیاز به منظور پالایش آلودگی هوا را فراهم می سازند. در این خصوص آنچه باعث عدم دسترسی و ارائه و پردازش نامطلوب داده های کیفیت هوا می گردد، استفاده نکردن از راه حل های تعامل پذیر در خصوص انتشار، دسترسی و پردازش داده هاست. در نوشتار حاضر، استفاده از سرویس های مکانی تعامل پذیر به عنوان راه حلی مناسب به منظور رفع مشکل مذکور پیشنهاد می گردد. در این زمینه ارائه ساختار و فرمت و همچنین روش دسترسی تعامل پذیر به داده های کیفیت هوا بررسی گردیده است و سامانه ای به منظور ایجاد سرویس های مکانی تعامل پذیر با هدف انتشار داده های کیفیت هوا ارائه می گردد. در پایان مقاله، تعدادی برنامه کاربردی به منظور آزمون تعامل پذیری سرویس های ایجادشده، پیاده سازی می گردد.

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.

بهره برداری از منابع آب اعم از سطحی و زیرزمینی مستلزم شناخت رفتار و مقدار هر کدام از منابع است تا با استفاد بهینه از این منابع، حداقل خسارت به محیط زیست و مخازن این آب ها وارد گردد. در حال حاضر تعداد زیادی از دشت های کشورمان، دشت ممنوعه اعلام شده و برداشت بیشتر از سفره های آب زیرزمینی امکان پذیر نمی باشد و بعضی سفره ها نیز در حال تخریب و نابودی است. رفع این معضلات، مستلزم تهیه بیلان منابع آب است تا با شناخت کمی آب بتوان در جهت توسعه پایدار، برنامه ریزی نمود . محاسبه عوامل بیلان نیازمند آمار و اطلاعات هواشناسی، هیدرولوژی و هیدروژئولوژی است که پس از تجزیه و تحلیل، نقشه ها و اطلاعات مکانی موردنیاز به دست می آید. در این تحقیق بیلان هیدرولوژیکی محاسبه و سپس بیلان آب زیرزمینی به دلیل تنوع و کاربرد بیشتر آن در کارهای اجرایی، در سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه گردیده است. در انتها نتایج محاسبات عوامل مختلف بیلان در سیستم اطلاعات جغرافیایی ارائه شده است . با استفاده از نقشه بیلان تهیه شده در محیط GIS، نقاط بحرانی برداشت بی رویه از آب زیرزمینی مشخص شد. از این رو می توان از واردآمدن خسارت به سفره های آب زیرزمینی جلوگیری نمود. همچنین دبی مجاز بهره برداری از سفره در هر نقطه از دشت و فاصله چاه های جدید از منابع موجود محاسبه و ارائه گردید . نتایج این تحقیق نشان می دهد که بیشتر مناطق دشت تالش فاقد محدودیت برداشت بوده و توسعه بهره برداری در آن توصیه می گردد. لازم به ذکر است که به دلیل مجاورت دشت فوق با دریای خزر محدودیت برداشت به دلیل نفوذ آب شور دریا در بعضی نقاط وجود دارد .