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.
بهره گیری از روش های امروزین برای بهینه سازی فرایند برنامه ریزی شهری می تواند منجر به حل بسیاری از مسائل پیچیده ای شود که تصمیم گیرندگان و تحلیل گران امور شهری با آن مواجه اند. الگوریتم های تکاملی چند هدفه را می توان با توجه به گستردگی عوامل درگیر با امور شهری، به عنوان ابزاری مناسب در این زمینه در نظر گرفت. اما با توجه به ماهیت مکانی بسیاری از امور مرتبط با برنامه ریزی شهری، استفاده از الگوریتم های تکاملی که عموماً روابط مکانی و منطقی موجود میان عوارض را در جهان واقعی نادیده می گیرند و صرفاً به بهینه سازی اطلاعات توصیفی عوارض می پردازند، نمی تواند به حل درست و مناسب مسائل پیچیده شهری بینجامد. در این مقاله با ارائه ی مدلی نو و ابتکاری، راه حلی مؤثر برای به کارگیری الگوریتم های تکاملی در انواع مسائل مکان محور، به گونه ای که امکان تحلیل های مکانی نیز وجود داشته باشد، ارائه شده است. این مدل ابتدا با استفاده از ساختار جدید سلولی ـ درختی، فضای جست وجو را کدگذاری می کند و سپس با استفاده از علمگرهای ابتکاری ادغام و جهش مکانی در قالب جست وجویی تکاملی به ارائه راه حل های مناسب می پردازد. مدل ابتکاریِ تکوین و توسعه یافته براساس الگوریتم NSGA-II برای طراحی و برنامه ریزی به منظور ایجاد شهری به کار گرفته شده و نتایج و بررسی های حاصل از آن در این مقاله ارائه گردیده است.
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.
اگر چه روش های متکی بر منطق و مجموعه های فازی در بسیاری از زمینه های کاربردی GIS به کار گرفته می شوند، ولی نظریه فازی مرسوم دارای محدودیت هایی نیز هست. با وجود علاقه شدید به استفاده از منطق فازی سنتی در بسیاری از برنامه های کاربردی سیستم های اطلاعات مکانی، منطق فازی سنتی دارای دو کاستیِ عمده است. نخست آنکه برای استفاده از نظریه فازی معمول، برای هر مشخصه باید یک تابع عضویت قطعی تعیین گردد. دیگر آنکه نظریه فازی تفاوتی را بین گزاره ای که از آن آگاهی و دانش ندارد و گزاره هایی که دلایل نفی و اثبات آن یکسان است، قائل نیست. مشکل دیگر نظریه فازی متداول هنگامی رخ می دهد که کمبود اطلاعات مرتبط وجود داشته باشد. در این حالت روش های متکی بر مجموعه های فازی به خوبی عمل نمی کنند. بسیاری از پدیده ها و عوارض جغرافیایی و به ویژه عوارض طبیعی، به دلایل گوناگونی دارای مرز و شکل و اندازه های نامعین اند. از این رو بررسی این گونه اشیا و روابط بین آنها جزو موضوعات مهم تحقیقی محسوب می شود. هدف فعالیت تحقیقی حاضر، مدل سازی و توصیف یک شیء غیرقطعی یا فازی، یعنی شیء با مرزهای نامعین و البته تهیه مبانی روابط توپولوژی چنین اشیایی در بستر نظریه فازی شهودی است. در این مقاله نشان داده خواهد شد که چگونه می توان شیئی جغرافیایی با مرزهای نامعین را به کمک فازی شهودی توصیف کرد و به ارزیابی روابط مکانی آن با دیگر اشیای جغرافیایی پرداخت. مدل پیشنهادی، کمبودهای مدل های مبتنی بر نظریه فازی مرسوم را ندارد. به منظور تأیید قابلیت مدل پیشنهادی، نحوه استفاده از مدل پیشنهادی راجع به انواع عدم قطعیت بررسی می شود.
وجود تأسیسات زیربنایی عمده و مهم کشاورزی، پروژه های عمرانی و صنعتی و شهری، و نیاز اجتماعات واقع در حاشیه رودخانه کارون به آب و رسوب این رودخانه، همچنین زیان های ناشی از تغییرات ژئومورفولوژیکی و تغییرات گسترده پیچان رودها در مسیر رودخانه کارون، سبب ایجاد نظریه بررسی شدت و نوع و میزان تغییرات این رودخانه شده است. محدوده مورد مطالعه، قسمتی از رودخانه کارون واقع در استان خوزستان است که به طول 364 کیلومتر از شوشتر آغاز می شود و تا اروندرود امتداد می یابد. در این پژوهش با استفاده از تصاویر ماهواره ای، لایه های GIS، مطالعات میدانی، بررسی آمار اقلیمی و هیدرولوژیکی، شدت و نوع تغییرات حاشیه رودخانه کارون به مساحت حدود 4000 کیلومترمربع بررسی شده است. تغییرات ژئومورفولوژیک این بازه از رودخانه به مدت 52 سال ـ از سال 1955 تا 2007 ـ مورد آنالیز قرار گرفته و از تصاویر ماهواره های Landsat، IRS، Terra، عکس های هوایی و نقشه های توپوگرافی استفاده شده است. هدف از انجام این پژوهش، شناسایی مهم ترین اشکال ژئومورفیک ساحل رودخانه کارون و تعیین میزان تغییرات در طول دوره مطالعه است. نتایج بررسی نشان می دهد که در دورة مطالعه میزان تغییرات رودخانه افزایش پیدا کرده و طول رودخانه بیشتر شده است.
درجه حرارت سطح زمین (LST) فاکتور مهمی در مطالعات تغییرات دمایی، تخمین مقادیر تابشی، مطالعات تعادل گرمایی و همچنین ابزاری کنترلی برای مدل های آب و هوایی و اقلیم شهری است. در این تحقیق، کوشش شده است که درجه حرارت سطح شهر تهران با استفاده از تصویر سنجندة ETM+، برگرفته در تاریخ 3 ژوئن سال 2001 تخمین زده شود. تغییرات درجه حرارت سطح به دست آمده نسبت به انواع پوشش ـ کاربری زمین، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین دقت طبقه بندی انواع پوشش ـ کاربری زمین، ارزیابی شد و مشخص گردید که دقت طبقه بندی با استفاده از مؤلفه های MNF افزایش می یابد. مقادیر گسیل مندی و درجه حرارت سطح با به کارگیری روش SEBAL بر روی دادة ماهواره ای تخمین زده شد. علاوه بر این، ارتباط درجه حرارت سطح با مقادیر NDVI و کسر پوشش گیاهی ارزیابی گردیدند. به علاوه، رابطه رگرسیون درجه حرارت سطح و پوشش گیاهی به تفکیک انواع مختلف پوشش گیاهی محاسبه و ارائه شد. نتایج به دست آمده از بررسی ها، نشان دهندة وابستگی شدید بین درجه حرارت سطح و مقادیر NDVI و FVC برای انواع پوشش ـ کاربری زمین است. نتایج حاصل از انجام تحلیل رگرسیون بین پارامترهای تعیین مقادیر پوشش گیاهی و درجه حرارت سطح، حاکی از آن است که روش به کار رفته، برای تخمین مقادیر گسیل مندی و درجه حرارت سطح، در مناطق شهری غیریکنواخت با دقت مناسب و پذیرفتنی عملی است و می تواند به منظور برآورد میزان توسعه و تغییرات دمایی شهری در دوره زمانی معین مورد استفاده قرار گیرد.
مدیریت فضای سبز شهری از مهم ترین کاربردهای تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی بالاست. در مدیریت فضای شهری تعداد درختان و خصوصیات آنها معمولاً در زمرة اطلاعات پایه به شمار می روند. شمارش دستیِ تعداد درختان علاوه بر نیاز به نیرو و هزینه و زمان بالا، احتمال خطای زیادی را نیز به خاطر اشتباه های انسانی به همراه دارد. علاوه بر این، بسیاری از اوقات هیچ گونه اطلاعات مکان مند نظیر نقشة پراکندگی درختان در اختیار تصمیم گیرندگان قرار نمی گیرد و یا در صورت امکان، هزینه های زیادی را برای نقشه برداری زمین و برداشت تک تک درختان می طلبد. در مقالة حاضر فرایندی برای شمارش خودکار درختان طراحی شده است که در آن از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا استفاده می شود. تصویر مورد نظر از منطقه ای در شهر بندرعباس انتخاب شد که در آن انواع درختان مناطق شهری که به صورت مجزا و گروهی و ردیفی در کنار یکدیگر استقرار یافته اند، به چشم می خورند. از زمان کاشت اکثر درختان موجود در منطقه بیش از ده سال می گذرد. در این روش در مرحلة نخست تصویری چندطیفی با تصویری پانکروماتیک از سنجنده Quickbird ادغام شدند. سپس از تصویر به دست آمده، نقشة NDVI تهیه گردید. آن گاه با اعمال دو عملگر مورفولوژیک (Erosion, RegionalMax) هسته های اولیه درختان به دست آمد. نتایج با حذف نقاط اضافه در مناطق غیرپوشش گیاهی، نقاط تکراری و پوشش های گیاهی غیردرخت اصلاح شدند. نتایج الگوریتم در مقایسه با داده های زمینی دقت خوب و مناسبی، که در حدود 90 درصد به دست آمده است، دارند.
