سنجش از دور و GIS ایران

سنجش از دور و GIS ایران

سنجش از دور و GIS ایران سال ششم تابستان 1393 شماره 2 (پیاپی 22) (مقاله علمی وزارت علوم)

مقالات

۱.

پیشنهاد روشی برای جایگزینی داده های تابشی سنجندة MODIS با استفاده از مدل CRTM تصحیح شده در مقیاس محلی(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: پروفایل دما MODIS CRTM ماهواره

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۲۶۸ تعداد دانلود : ۱۶۹
در پژوهش حاضر روشی برای جایگزین کردن چگالی های شار تصاویر سنجندة MODIS با استفاده از مدل انتقال انرژی مجمع (CRTM) که از مدل های حل معادلة انتقال انرژی است، ارائه شده است. بدین منظور اندازه گیری های رادیوساند مربوط به ایستگاه سینوپتیک بندرعباس به همراه چگالی های شار اندازه گیری شده از تصاویر شب سنجندة MODIS مستقر بر سکوی Aqua برای آب های عمیق خلیج فارس مورد استفاده قرار گرفت. بنابراین با استفاده از پیش بینی کننده های استاندارد نسخة هشتم مدل گذردهی مسیر نوری (OPTRAN) که بخش اصلی مدل CRTM است، اختلاف چگالی های شار محاسبه شده به وسیلة مدل CRTM و اندازه گیری شده به وسیلة سنجندة MODIS مدل سازی شده است. پس از پیاده سازی روش مورد نظر، مقدار میانگین RMSE چگالی های شار محاسبه شده از مدل CRTM با مقدار اندازه گیری شده برای تصاویر سنجندة MODIS منتخب برای آزمون کارایی روش، در تمام باندها W/(m 2 .µm.sr) 47/0 محاسبه شد که با اعمال تصحیحات ارائه شده در پژوهش حاضر به 39/0 تغییر یافت. مقدار میانگین RMSE دمای درخشندگی میانگین معادل این چگالی های شار نیز به ترتیب 45/6 و 27/5 درجة کلوین محاسبه گردید. با استفاده از روش ارائه شده در این پژوهش، مقادیر چگالی های شار حاصل از مدل CRTM به مقادیر چگالی های شار سنجندة MODIS نزدیک تر می شود. بنابراین می توان از این مدل برای ارزیابی چگالی های شار سنجندة MODIS استفاده کرد و در مواردی نظیر وجود نویز بالا یا وجود ابر در تصاویر یا ازکارافتادن سنجنده، داده های آن را با داده های محاسباتی مدل CRTM تصحیح شده جایگزین کرد. کلید واژه ها : پروفایل دما، MODIS، CRTM، ماهواره.
۲.

ارزیابی و بهینه سازی روش سالومونسون و همکاران در برآورد سطح پوشش برف حوزه های کرج و لتیان(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: روش سالومونسون و همکاران زیرپیکسل سطح پوشش برف شاخص تفاضلی نرمال شدة برف

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۴۷ تعداد دانلود : ۳۶۷
هدف از این مقاله تعیین سهم پوشش برف حوزه های کرج و لتیان با استفاده از تصاویر MODIS، به روش سالومونسون و همکاران و شناسایی منابع خطای این روش است. اهمیت سطح پوشش برف به دلیل تأثیرگذاری بر بیلان تابش، بیلان آب و مدل سازی انجام تحقیقات گوناگون را ضروری ساخته است. در این تحقیق برای بررسی سطح برف از داده های MODIS و برای ارزیابی دقت، از تصاویر LISIII-IRS استفاده شده است. تا کنون روش های متفاوتی برای استخراج سهم برف پیکسل ها به کار گرفته شده که در تحقیق حاضر از روش سالومونسون و همکاران به دلیل دقت مناسب و نیاز نداشتن به اطلاعات اولیه از منطقه استفاده شده و عوامل ایجاد خطا در آن شناسایی شده است. افزون بر این، ضرایب معادلة سالومونسون و همکاران با استفاده از داده های منطقه ای ایران بهینه سازی شده و دقت حاصل از مدل با ضرایب بهینه، در منطقه ای جدید ارزیابی شده است. نتایج ارزیابی دقت نشان داده اند که روش سالومونسون و همکاران می تواند سهم برف پیکسل های MODIS را با خطای RMS 20/0 پیکسل برآورد کند. ضرایب کاپا و دقت کلی این روش به ترتیب 84/0، 12/92 است، که دقت مناسب آن را نشان می دهد. نتایج تحقیق نشان می دهند که به دلیل خطای بالاتر روش سالومونسون و همکاران، باید در نواحی حاشیة رودهای ایران که عموماً دارای پوشش درختی کم تراکم و باغ های پراکنده اند، از این روش صرف نظر شود. لازم است برای حذف مناطق آبی از ماسک های مناسب استفاده شود. بهینه سازی ضرایب مدل توانسته است دقت برآورد مدل را بهبود بخشد، به طوری که مقدار خطای RMS مدل با ضرایب اصلاح شده در منطقه ای جدید 258/0 پیکسل به دست آمده، درحالی که معادلة سالومونسون و همکاران در همین منطقه خطای RMS عدد 266/0 پیکسل را نشان داده است. کلید واژه ها : روش سالومونسون و همکاران، زیرپیکسل، سطح پوشش برف، شاخص تفاضلی نرمال شدة برف.
۳.

شبیه سازی پویایی جمعیت به منظور مدل سازی جدایی گزینی سکونتی با استفاده از مدل های عامل مبنا و GIS(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: جدایی گزینی سکونتی مدل عامل مبنا شبیه سازی

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۴۶۰ تعداد دانلود : ۳۱۰
در مقالة حاضر به منظور بررسی کاربرد مدل های عامل مبنا در شبیه سازی پدیدة جدایی گزینی سکونتی، مدلی رستری با ترکیب GIS و تکنیک های Agent-Based و برمبنای نظریة Schelling ارائه شد و روی داده های ناحیه ای از تهران ارزیابی گردید. با مطالعة سوابق، دلایل و روند شکل گیری این پدیده در شهرهای مختلف دنیا و تهران، نوع غالب جدایی گزینی در تهران اجتماعی اقتصادی تشخیص داده شد. در فرض اولیه، افراد جامعه به چهار گروه اجتماعی اقتصادی تقسیم شدند و برای هر یک از آنها ویژگی ها و رفتارهایی تعیین شد. پارامترهای مؤثر بر جدایی گزینی در قالب مجموعه ای از عوامل اقتصادی، اجتماعی و محیطی با روش AHP وزن دهی شدند و میزان تأثیر آنها در تصمیم گیری های هر گروه تعیین گردید. نقشه های مربوط به هر شاخل در محیط ArcGIS تولید و طبق سلسله مراتب چینش زیرمعیارها با یکدیگر تلفیق شدند. مدل پیشنهادی با برنامه نویسی در محیط Netlogo تکمیل شد. اطلاعات مکانی در قالب نقشه های تولید شده، در محیط Netlogo فراخوانی و آنالیزهای مربوط به تصمیم گیری عامل ها در قالب توابع موجود در این محیط انجام شد. الگوی جدایی گزینی در منطقة مطالعه شده در بازة سال های 1365 تا 1385 شبیه سازی شد. تأثیر دو پارامتر مهم شعاع همسایگی و سطح رضایت عامل ها در این الگو بررسی شد و مدل با استفاده از این دو و پارامترهای دیگری چون نرخ رشد جمعیت، اندازة پیکسل ها، قیمت املاک، تعداد عامل ها، سهم هر گروه از عامل ها از کل جمعیت، مقادیر عدم تجانس گروه های مختلف نسبت به هم و پرستیژ محله ها کالیبره شد. اعتبارسنجی مدل به روش تعیین درصد پیکسل های صحیح برآورد شده انجام گرفت و صحتی معادل 5/62 درصد را نشان داد. کلید واژه ها : جدایی گزینی سکونتی، مدل عامل مبنا، شبیه سازی.
۴.

پیش بینی احتمال مکانی وقوع برف با استفاده از داده های سنجش از دور و زنجیرة مارکوف مرتبة یک(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: احتمال وقوع برف زنجیرة مارکوف مرتبة یک ماتریس احتمالات انتقال

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۶۲ تعداد دانلود : ۲۳۹
ارزیابی و برآورد ذخایر برفی در مطالعات بیلان آب و بهره برداری بهینه از منابع آب در مناطق خشک و نیمه خشکی چون ایران که دارای ریزش های فصلی برف هستند، اهمیت فراوانی دارد. در حوضه های آبریز حوالی دامنه های برف گیر نظیر زاگرس که سیلاب های بهاره سهم عمدة جریان های سطحی را تشکیل می دهند، پیش بینی احتمالاتی ذخیرة برفی پایان سال ضروری است. در پژوهش حاضر، پیش بینی احتمالی وقوع برف در حوضة آبریز رودخانه های کرخه، دز، کارون و بخشی از حوضة مارون با استفاده از مدل زنجیرة مارکوف مرتبة یک بررسی شد. برای این منظور از داده های سطح برف استخراج شده از تصاویر ماهواره ای سنجندة NOAA-AVHRR در طول سال های آبی 1367 تا 1383 استفاده شد. حالت های ممکن در نقشه های برف به صورت وجود (عدد یک) و نبود برف (عدد صفر) تعریف شد. سپس با اعمال فرایند زنجیرة مارکوف، پیش بینی احتمال مکانی وقوع برف برای اسفندماه سال های 83-1379 صورت گرفت. نتایج نشان دادند که پیش بینی احتمالاتی سطح برف در اسفندماه تطبیق مناسبی با نقشه های حداکثر پوشش سطحی برف به دست آمده از تصاویر ماهواره ای دارد. وضعیت پوشش سطح در بیش از 60 درصد سطح حوضه با احتمال 100 درصد و در 80 درصد سطح حوضه، با احتمال 50 تا 90 درصد به درستی پیش بینی شده است. افزون بر این، به منظور ارزیابی کمی عملکرد مدل پیش بینی از روش جداول وابستگی استفاده شد. نتایج ارزیابی مدل برمبنای سه معیار احتمال ردیابی (POD)، نسبت هشدار غلط (FAR) و موفقیت بحرانی (CSI)، نیز توانمندی مدل زنجیرة مارکوف را در پیش بینی سطوح برفی نشان می دهند. کلید واژه ها : احتمال وقوع برف، زنجیرة مارکوف مرتبة یک، ماتریس احتمالات انتقال.
۵.

استفاده از آنالیزهای مورفولوژی به منظور بهبود دقت طبقه بندی تصاویر ابر طیفی با حد تفکیک بالا(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: آنالیز مورفولوژی ماشین بردار پشتیبان استخراج ویژگی طبقه بندی رأی گیری اکثریت

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۵۱۹ تعداد دانلود : ۲۸۲
آنالیز موفولوژی، با تمرکز بر آنالیز روابط مکانی بین پیکسل های همسایه، پردازش تصویر کامل تری را در مقایسه با آنالیزهایی که بر پایة اثر طیفی یک پیکسل تنها هستند، به دست می دهد. روش پیشنهادی در این مقاله با استفادة هم زمان از اطلاعات طیفی و اطلاعات مکانی حاصل از آنالیز مورفولوژی نتایج نهایی طبقه بندی را در تصاویر ابر طیفی بهبود می بخشد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از نمونه های آموزشی محدود، ویژگی های منتخب اولیه استخراج شدند و پس از اعمال آنالیزهای مورفولوژی روی هر یک از آنها، پروفایل های مورفولوژی تشکیل شدند و از ترکیب این پروفایل ها، پروفایل مورفولوژی گسترده تولید شد. سپس پروفایل مورفولوژی گسترده شده با ویژگی های منتخب اولیه ترکیب شد و مجدداً استخراج ویژگی نهایی صورت گرفت. ویژگی های منتخب نهایی با استفاده از طبقه بندی کنندة ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی شدند. سپس پس پردازش تصویر نهایی با استفاده از فیلتر رأی گیری اکثریت انجام شد. این روش، روی دادة شهری و نیمه شهری از سنجندة ROSIS تست شد. دقت طبقه بندی نهایی از 86/98 و 70/82 درصد در روش های معمولی به 36/99 و 75/95 درصد در روش پیشنهادی به ترتیب در تصویر منطقة شهری و نیمه شهری افزایش یافته است. کلید واژه ها : آنالیز مورفولوژی، ماشین بردار پشتیبان، استخراج ویژگی، طبقه بندی، رأی گیری اکثریت.
۶.

تخمین میزان زیست تودة جنگل ها با استفاده از تصاویر رادار با روزنة مجازی مطالعة موردی: جنگل خیرودکنار نوشهر(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: تصاویر آلوس پالسار تبدیل موجک زیست تودة جنگل آنالیز رگرسیون چندگانه

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۲۷۲ تعداد دانلود : ۳۶۲
تجمع گازهای گلخانه ای در اتمسفر، مهم ترین عامل افزایش دمای کرة زمین از نیمة دوم قرن بیستم به بعد، شناخته شده است. به دام انداختن کربن در جنگل ها و میان درختان راه حلی عملی، کارآمد و ارزان برای کاهش سطح دی اکسید کربن در اتمسفر است. بنابراین اندازه گیری زیست توده در بررسی تغییرات آب وهوایی و چرخة کربن جهانی اهمیت ویژه ای دارد. در پژوهش حاضر روشی بر پایة تبدیلات موجک به منظور تخمین زیست توده در منطقه ای جنگلی با درختان پهن برگ در شمال ایران ارائه شده است. تبدیلات مختلف موجک (تبدیلات دوبعدی گسسته) روی تصویر رادار با روزنة مجازی سنجندة ALOS PALSAR اعمال شدند و ضرایب به دست آمده به عنوان داده های جداگانه ذخیره شدند. میزان همبستگی هریک از پارامترهای محاسبه شده با مقدار زیست توده به وسیلة آنالیز رگرسیون چندگانه بررسی شد. نتایج نشان دادند که ضرایب به دست آمده از تبدیل موجک Db2 در مقایسه با سایر تبدیلات، همبستگی بیشتری با مقدار زیست توده دارند. در تجزیة یک مرحله ای، مقدار همبستگی با زیست توده تقریباً 5/0 و در تجزیة دومرحله ای تصاویر، مقدار همبستگی به دست آمده برای تصویر مایکروویو به بیش از 75/0 ارتقا پیدا کرد. پژوهش حاضر نشان داد که استفاده از تبدیلات موجک می تواند روش مناسبی برای تخمین زیست توده به ویژه در مناطقی با ساختار پوشش گیاهی پیچیده باشد. کلید واژه ها : تصاویر آلوس پالسار، تبدیل موجک، زیست تودة جنگل، آنالیز رگرسیون چندگانه.
۷.

ارزیابی دقت زنجیرة مارکوف در پیش بینی تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از سنجش از دور و سامانه های اطلاعات جغرافیایی(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: زنجیرة مارکوف تصاویر ماهواره بررسی تغییرات دقت پیش بینی

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۴۵۲ تعداد دانلود : ۲۸۴
زنجیرة مارکوف مدلی است که از آن برای پیش بینی وضعیت آینده براساس نرخ تغییرات گذشته استفاده می شود. این روش براساس احتمال تبدیل یک نوع پوشش زمین به نوع دیگر است. این احتمالات براساس تغییرات گذشته تولید می شوند و برای پیش بینی آینده به کار می روند. هدف مقالة حاضر ارزیابی مدل مارکوف برای شبیه سازی تغییرات درصد تاج پوشش گیاهی است. برای تهیة نقشة پوشش گیاهی تصاویر سنجندة TM ماهوارة لندست مربوط به سال های 1368، سال 1377 و سنجندة LISS III ماهوارة IRS برای سال 1385 از پناهگاه حیات وحش موته استفاده شد. به منظور پیش بینی وضعیت پوشش گیاهی در سال 1385 از مدل زنجیره مارکوف به وسیله نقشه های تهیه شدة مربوط به سال های 1368 و 1377 و در بازه زمانی 9ساله استفاده شد. دقت تمامی نقشه های تهیه شده در پژوهش ارزیابی شد. نقشة تهیه شده از تصویر سال 1385 برای مقایسه با نقشة تهیه شده از طریق مدل به کار گرفته شد. ضریب کاپا برای نقشة پیش بینی شده از زنجیرة مارکوف در حد متوسط 53 درصد بود. برای بررسی مناطق درست پیش بینی شده و قسمت هایی که باعث ایجاد خطای پیش بینی شده گردیدند، از روش مقایسه پس از طبقه بندی استفاده شد. نتایج نشان دادند به علت کاهش شدید درصد تاج پوشش گیاهی در اکثر مناطق و افزایش آن در مناطق قرق، این روش نتوانسته است با دقت مناسبی پیش بینی کند. اما این روش در مقیاس های کوچک، برای درک کلی از وضعیت آینده ارزشمند است. کلید واژه ها : زنجیرة مارکوف، تصاویر ماهواره، بررسی تغییرات، دقت پیش بینی.

آرشیو

آرشیو شماره ها:
۵۹