سنجش از دور و GIS ایران

با توجه به رشد بالای جمعیت در جهان و نیاز به اطمینان از امنیت غذایی، افزایش تولید در واحد سطح محصولات زراعی به منزله راهبردی اساسی در حل مسئله تأمین غذا به شمار می رود. از سوی دیگر، با وجود محدودیت در افزایش سطح زیرکشت و پایین بودن میانگین عملکرد برخی محصولات کشاورزی مانند گندم در کشور، افزایش عملکرد محصول می تواند راهکاری عملی در پاسخ به نیاز کشور محسوب شود. یکی از مهم ترین بیماری های گندم فوزاریوم است که، با توجه به نقش پیش بینی این بیماری در جلوگیری از کاهش بهره وری محصول، مدل هایی به منظور پیش بینی فوزاریوم در کشورهای آمریکا، کانادا، آرژانتین و برزیل توسعه یافته است اما در ایران، به رغم لزوم توجه به این بیماری، تاک نون مدلی در این زمینه مطرح نشده است. بدین منظور، پهنه بندی مناطق رخداد بیماری فوزاریوم، با به کارگیری پارامترهای محیطی و داده های هواشناسی و نیز استفاده از تحلیل مکانی، در دشت مغان صورت گرفت. همچنین، برای افزایش دقت و کالیبراسیون دقیق مدل، شبکه اینترنت اشیا (IoT) در دشت مغان استفاده شد تا داده های محیطی شامل رطوبت نسبی، بارندگی و دمای هوا جمع آوری شود. سپس شاخص های ترکیبی مناسب تهیه شد و (RF)برای اولویت بندی شاخص ها و تعیین اهمیت نسبی آنها و نیز پیش بینی شدت بیماری فوزاریوم گندم، روش جنگل تصادفی به کار رفت. برای این کار، از داده های ایستگاه های هواشناسی و سنسورهای زمینی در فاصله سال های 1389 تا 1396 استفاده شد. نتایج ارزیابی حاکی از کارآیی مدل توسعه داده شده در پیش بینی بیماری فوزاریوم گندم است. همچنین، طبق نتایج، به کارگیری IoT به همراه تحلیل های مکانی روشی مؤثر در پیش بینی فوزاریوم است.

از ابتدای پیدایش کره زمین تا کنون، انسان بیش از سایر موجودات در محیط زیست خود تأثیر گذاشته و آن را، مطابق با میل خود، تغییر داده است. با افزایش جمعیت، محدودیت های آب و خاک و تغییرات اقلیمی تأمین مواد غذایی را با مشکلات و مسائل جدی مواجه کرده است. در میان محصولات غذایی کشاورزی، گندم یکی از محصولات استراتژیک پرمصرف در ایران و بسیاری از کشورهای جهان است که در شرایط اقلیمی گرم وخشک، با بازدهی مناسب، کشت می شود. در ایران، حدود 10% تقاضای بخش کشاورزی کشور از استان فارس تأمین می شود. با توجه به اینکه استان فارس رتبه دوم تولید گندم را در بین استان های کشور دارد؛ این پژوهش قصد دارد تناسب اراضی این استان را، برای کشت گندم به روش دیم، ارزیابی کند. در گام نخست، داده های اقلیمی و خاک شناسی و توپوگرافی در محدوده جغرافیایی این استان بررسی و تحلیل می شود. سپس لایه های اطلاعاتی وارد نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) می شود و نقشه اراضی مستعد کشت گندم، با استفاده از روش تحلیلی تصمیم گیری چندمعیاره ویکور (VIKOR) تعیین می شود. نتایج این پژوهش نشان داده است حدود 32% از مساحت استان فارس در رتبه اول و دوم تناسب اراضی برای کشت گندم قرار دارد. همچنین، مشخص شد که بیشتر مناطق مناسب در غرب و شمال غرب استان فارس پراکنده شده اند.

گسترش شهر نشینی و افزایش جمعیت در کلان شهرها و رشد فعالیت های صنعتی در شهر ها باعث ایجاد تغییراتی در خرد اقلیم مناطق شهری شده است. یکی از نتایج این تغییرات، جزایر گرمایی شهر است. شهر مشهد نیز، طی سال های اخیر، رشد شتابناکی داشته است. در این پژوهش، جزیره گرمایی/ سرمایی رویه پایه کلان شهر مشهد براساس آب وهوای پس زمینه بررسی شده که هدف آن شناخت رفتار زمانی و مکانی این جزیره گرمایی بوده است. بدین منظور، داده های دمای رویه زمین سنجنده های مودیس تررا و مودیس آکوا دریافت و جزیره گرمایی، براساس آن، بررسی شد. برای سنجش جزیره گرمایی، از روش نوینی استفاده شد. در این روش، نقشه های کاربری اراضی مودیس برای تعیین محدوده شهر و غیرشهر و همچنین، تعیین نوع کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه به کار رفت. آب وهوای پس زمینه برپایه دمای دورسو مشخص شد، نماینده دمای غیرشهر طبق بیشترین تکرار دما انتخاب شد و جزیره گرمایی براساس آن محاسبه شد. بررسی جزیره گرمایی/ سرمایی در بازه روزانه نشان داد که در کلان شهر مشهد، طی روز، میانگین دما کمتر و در شب، دمای شهر بیشتر از دمای بیرون شهر است. همچنین، بررسی فصلی جزیره گرمایی/ سرمایی این کلان شهر نشان می دهد که جزیره سرمایی، روز هنگام، طی فصل های گرم سال بیشترین مقدار و در فصل های سرد کمترین مقدار را دارد و تغییرات فصلی جزیره گرمایی شبانه کمتر از جزیره سرمایی روز هنگام است. هسته جزیره سرمایی روز هنگام مشهد در محدوده حرم مطهر تا میدان شهید فهمیده به سمت حاشیه غربی شهر قرار دارد. این منطقه منطبق بر پارک ها و باغ های بزرگ شهری است. هسته جزیره گرمایی شبانه در بافت قدیمی، پرتراکم و پررفت وآمد شهر و در محدوده حرم مطهر به سمت شمال غرب قرار دارد. شدت جزیره گرمایی/ سرمایی نیز ارتباط مستقیمی با سرعت وزش باد دارد. نقش کاربری اراضی در تشدید و یا کاهش شدت جزیره گرمایی شهر مشهد به خوبی مشخص است. در توسعه شهر، می توان توجه بیشتری به کاربری اراضی شهری داشت تا دمای شهر را با استفاده درست از آن، تعدیل کرد.

شوری خاک یکی از مشکلات مهم زیست محیطی است و شناسایی و پهنه بندی خاک های شور، به علت نیاز به نمونه برداری و انجام دادن آنالیزهای آزمایشگاهی و همچنین تغییرپذیری زمانی و مکانی آن، مشکل است. در سال های اخیر استفاده از تصاویر ماهواره ای، به علت استفاده آسان و توانایی در شناسایی پدیده ها، همواره مورد توجه متخصصان قرار گرفته است. در این پژوهش، 220 نمونه خاک از منطقه میمه شهرستان دهلران، در جنوب استان ایلام، با توجه به نوع مطالعه و تیپ های فیزیوگرافی و واحدهای متشکل خاک ها برداشت شد. سپس مقادیر pH و EC با استفاده از روش های استاندارد اندازه گیری شد. ارزیابی مقادیر شوری خاک، با استفاده از روابط همبستگی بین مقادیر هدایت الکتریکی EC حاصل از داده های زمینی، با متغیرهای به دست آمده از تصاویر ماهواره ای لندست 8 شامل باندها، شاخص های شوری، شاخص های پوشش گیاهی و شاخص های خاک صورت گرفت. در نهایت، مدل تخمین شوری سطحی خاک با روش رگرسیون گام به گام به دست آمد. این روش شامل انتخاب خودکار متغیرهای مستقل است و با دردسترس بودن بسته های نرم افزاری آماری، انجام دادن آن حتی در مدل هایی با صدها متغیر امکان پذیر است. در مطالعات گذشته، شاخص ها و باندها به صورت جداگانه و محدود به کار رفته اند اما، در این مطالعه، سعی شده است از ترکیب شاخص های گوناگون استفاده گسترده تری شود و در نهایت، با حذف شاخص هایی که کمترین تأثیر را در برآورد شوری خاک داشته اند، بهترین مدل برآورد شوری برای خاک منطقه پیشنهاد شد. با استفاده از آنالیز سطح معنی داری و میزان همبستگی بین خروجی مدل ها و داده های زمینی، بهترین مدل با مقدار (882/0R2=) انتخاب و نقشه شوری خاک براساس آن تهیه شد. بیشترین مساحت مربوط به کلاس غیرشور است که 75% از کل منطقه مورد مطالعه را شامل می شود و حدود 1% از خاک های منطقه نیز مربوط به کلاس بسیار شور است. با مقایسه داده های حاصل از ماهواره لندست 8 و به کارگیری شاخص ها و قراردادن شاخص ها در معادله رگرسیونی گام به گام، این نتیجه حاصل شد که تصاویر ماهواره ای برای ارزیابی شوری خاک منطقه کارآمد است و نتایج حاصل، همبستگی بالایی در سطح  88/0 با داده های زمینی دارند.

سنجش از دور علم دریافت اطلاعات از سطح زمین، بدون تماس آشکار با اجزای مورد مطالعه است. تجاری سازی مجموعه فعالیت هایی است که نوآوری ها را به محصول یا خدماتی تبدیل می کند که از آن مزایای اقتصادی حاصل می شود. با توجه به کاربرد گسترده سنجش و اهمیت فراوان کاربرد آن در کشاورزی، اهمیت تجاری سازی این تکنولوژی در کشاورزی دارای اولویت است و در این پژوهش، بررسی شده است. جامعه هدف این پژوهش، شرکت های فعال و غیرفعال در این زمینه اند؛ به این دلیل که با استفاده از تجربیاتشان امکان فراهم آوردن زمینه مناسب به منظور پرورش تکنولوژی سنجش از دور به وجود آید. با این هدف، در این تحقیق، از روش مصاحبه عمیق برای گردآوری اطلاعات و از روش گلوله برفی برای نمونه گیری استفاده شده است. با استفاده از نمودار چرخه عمر محصول و تکنولوژی، چالش های تجاری سازی تکنولوژی و زیرساخت های مورد نیاز، المان های تجاری سازی، انواع نرم افزارهای کاربردی در صنعت کشاورزی دنیا، نمودار سرمایه گذاری در سنجش از دور و تحلیل ماندگاری سنجش از دور در کشاورزی، به منزله یک کسب وکار، بررسی موشکافانه شده است. در نتیجه، بهترین روش برای تجاری سازی محصول کاهشِ محدودیت ها برای شرکت های فعال، ایجاد زیرساخت های لازم، به ویژه داده های اولیه به موقع، و استقلال در بهره برداری از این تکنولوژی است تا امکان بهره گیری از انواع روش های تجاری برای کاربران فراهم آید.

حدود ۸۰% از حمل ونقل جهانی در بستر دریا انجام می شود؛ بنابراین، به منظور حفظ ایمنی عبورومرور کشتی ها، پیش بینی دقیق حرکت آنها اهمیت ویژه ای دارد. ازآن جاکه پارامترهای زمینه ای گوناگونی در حرکت کشتی ها تأثیر می گذارد، یکی از چالش های اصلی در حوزه محاسبات زمینه آگاه حرکت کشتی ها شناسایی پارامترهای زمینه ای بهینه مؤثر در حرکت کشتی است که ضرورت تحقیق حاضر را می رساند. در این راستا، با استفاده از شبکه عصبی حافظه طولانی کوتاه مدت و انتخاب پارامتر به شیوه پوشانه (Wrapper)، اقدام به شناسایی پارامترهای زمینه ای بهینه برای پیش بینی حرکت کشتی شد. به این منظور، داده های سیستم شناسایی خودکار کشتی ها، جمع آوری شده در دسامبر سال ۲۰۱۷ از ساحل شرقی آمریکا، به کار رفت. تمامی ترکیبات ممکن از سه پارامتر زمینه ای سرعت، جهت و احتمال حضور کشتی در هر نقطه از دریا، با روش پوشانه، در مدل پیش بینی یادشده ارزیابی شد. در ارزیابی ها، ۷۰% از داده ها برای آموزش و مابقی برای اعتبارسنجی متقابل به کار رفت. طبق نتایج، پارامترهای سرعت و احتمال حضور به منزله پارامترهای زمینه ای بهینه شناسایی شد؛ به صورتی که دقت مدل با ورودی های بهینه 26.98% بهتر از مدلی است که در تمام پارامترهای زمینه ای در دسترس به منزله ورودی به کار رفته و نیز 16.14% بهتر از مدل بدون زمینه است؛ بنابراین، شناسایی پارامترهای زمینه ای بهینه از میان پارامترهای در دسترس و استفاده از آنها می تواند به بهبود دقت کمک کند

با توجه به کمبود منابع آبی، مسئله استفاده از این منابع و مدیریت بهینه آن اهمیت ویژه ای دارد. الگوی نامناسب مصرف آب در مناطق گوناگون شهری چه بسا ازجمله مواردی باشد که کمبود آب در شهرها را با مشکلاتی مواجه کند. بنابراین، استفاده از روش هایی ضرورت دارد که الگوی مصرف را در مناطق گوناگون شهری، شناسایی کند. هدف از این تحقیق بررسی الگوی مکانی مصرف آب در سطح شهر قم، با استفاده از تکنیک های خودهمبستگی مکانی است. بدین دلیل، ابتدا مصارف 117 محله شهر قم، طی سال 1396 گردآوردی و میانگین مصرف آب خانوار هریک از محله ها محاسبه شد. به منظور شناسایی نوع الگوی مصرف، از شاخص موران و با هدف توزیع مکانی الگوی حاکم، از شاخص موران محلی و نواحی گرم استفاده شد. نتایج خودهمبستگی مکانی نشان داد که بزرگ ترین الگوی خوشه ای مصرف آب در شهر قم، با مقدار شاخص موران (0.24 I =)، در فصل تابستان شکل گرفته و بیشترین معنی داری شاخص (7.02 z =) نیز در این فصل مشاهده شده است. در هر دو تحلیل موران محلی و نواحی گرم، مشاهده شد که مصارف بالا الگوی خوشه ای بالایی به نسبت مصارف پایین دارند. از نظر مکانی، خوشه های با مصرف بالا بیشتر در محله های مرکزی و غربی شهر و خوشه های با مصرف پایین نیز در محله های جنوبی، شرقی و شمالی شهر به صورت پراکنده ملاحظه شد. از نظر زمانی، خوشه های با مصرف بالا در محله های مرکزی و غربی، به ترتیب در فصل تابستان و زمستان و خوشه های با مصرف پایین نیز در فصل های سرد مشاهده شد.