درخت حوزه‌های تخصصی

امروزه از علم سنجش از دور برای مطالعات گیاهی ازجمله تعیین مواد مغذی، بیماری های گیاهی، کمبود آب یا مازاد آن، شناسایی علف های هرز استفاده می شود. گیاه، براساس ویژگی هایی که دارد، با برخورد امواج الکترومغناطیس به آن واکنش های متفاوتی در مقابل امواج (میزان جذب، انعکاس یا عبور) از خود نشان می دهد. ازجمله اطلاعاتی که علم سنجش در این زمینه می تواند به دست آورد میزان مواد مغذی موجود در گیاه است. با تعیین میزان مواد مغذی موجود در گیاه، می توان از مقدار کود مورد نیاز گیاه آگاهی یافت و از سویی، این مواد مغذی، به ویژه گیاهان مرتعی را شناسایی کرد. هدف از این مطالعه تعیین مواد مغذی موجود در گیاهان مرتعی مریم نخودی دارابی، اسفند، پنج انگشت، اسفند رومی، کُنار، شکر شفا با به کارگیری دانش سنجش از دور است. برای رسیدن به این هدف، با استفاده از طیف سنج در بازه طیفی ۳/۰ تا ۱/۱ میکرومتر، واکنش گیاه به امواج الکترومغناطیس مشخص شد. سپس با تعیین مواد غذایی موجود در این گیاهان، رابطه بین میزان انعکاس های امواج الکترومغناطیس با مقدار مواد مغذی در این گیاهان تعیین شد. نتایج نشان داد که در گیاه اسفند رومی باند ۱۰۲۶ نانومتر، در گیاه اسفند باند ۱۰۴۰ نانومتر، در گیاه کُنار باند ۱۰۴۶ نانومتر، در گیاه مریم نخودی باند ۱۰۳۰، در گیاه پنج انگشت باند ۴۰۰ و ۱۰۳۸ و در شکر شفا باند ۱۰۳۸ مؤثرترین باندها در پیش بینی مقدار P مؤثرند. از دیگرسو، به منظور پیش بینی Zn در گیاه اسفند رومی باند ۱۰۲۶ نانومتر، در گیاه اسفند باند ۱۰۴۰، در گیاه کُنار باند ۱۰۴۵، در گیاه مریم نخودی باند ۱۰۳۰، در گیاه پنج انگشت باند ۱۰۱۰ و در شکر شفا باند ۱۰۲۸ مؤثرترین باندها به شمار می روند. به منظور پیش بینی Cu با استفاده از مقادیر باندهای طیفی، مشخص می شود در گیاه اسفند رومی باند ۴۰۲ نانومتر، در گیاه اسفند باند ۴۱۰، در گیاه کُنار باند ۱۰۴۶، در مریم نخودی باند ۱۰۳۰، در پنج انگشت و در شکر شفا باند ۱۰۳۸ مؤثرترین باندها محسوب می شوند.

تغییرات رشد محصولات کشاورزی در فواصل زمانی نسبتاً کوتاه، ناهم زمانی کشت محصولات مشابه، شباهت طیفی میان محصولات گوناگون در برخی از زمان های دوره کشت و کمبود داده های زمینی، طبقه بندی محصولات زراعی در تصاویر ماهواره ای را به کاری چالش برانگیز مبدل می کند. تغییر مقدار درصد پوشش و سبزینگی، در طول فصل رشد، از برجسته ترین ویژگی پوشش های گیاهی ازجمله محصولات کشاورزی است که می توان بر آن نظارت کرد. این کار با استفاده از سری زمانی شاخص های گیاهی انجام می شود که اطلاعات بسیار مفیدی از توالی ویژگی های فنولوژیک محصولات کشاورزی در اختیار ما قرار می دهد. استفاده از روش های یادگیری عمیق با توانایی یادگیری اطلاعات متوالی حاصل از این سری ها می تواند، در طبقه بندی محصولات کشاورزی و کاهش وابستگی به داده های زمینی، مفید باشد. شبکهLong-Short Term Memory (LSTM) یکی از انواع شبکه های عصبی بازگشتی در تجزیه و تحلیل داده های متوالی است که توانایی یادگیری توالی های بلندمدت در سری زمانی را دارد؛ بنابراین در این مطالعه، پس از محاسبه شاخص NDVI از باندهای ماهواره سنتینل 2 در نُه تاریخ متفاوت و تشکیل سری زمانی آن شاخص برای ورود به شبکه، دو ناحیه متفاوت در دشت مغان در نظر گرفته شد که محصولات کشت شده در آنها، طی عملیات زمینی، برداشت شده بود. در ناحیه اول، شبکه کانولوشنی LSTM برای طبقه بندی محصولات آموزش دید و در ناحیه دیگر، کارآیی این شبکه آموزش دیده در طبقه بندی محصولات ارزیابی شد و دقت کلی 82% و ضریب کاپای 8/0 به دست آمد. افزایش تعداد نمونه های زمینی و انتخاب مرز دقیق محصولات، می تواند کارایی روش مورد استفاده را افزایش دهد.

با توجه به اهمیت داده های هواشناسی و وجود محدودیت داده برداری در ایستگاه های زمینی، فنّ سنجش از دور می تواند نقش مهمی در تهیه این داده ها ایفا کند. هدف از این پژوهش ارزیابی کمّی دمای سطح زمین (LST) حاصل از تصاویر سنجنده مادیس، برای تخمین دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در حوضه آبخیز طالقان است. برای این منظور، داده های دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه سه ایستگاه هواشناسی زمینی و مقادیر LST روز و شب و NDVI سنجنده مادیس، متعلق به دوره زمانی 2009 تا 2015، دریافت و تهیه شد. سپس با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه، بین هریک از متغیرهای مؤثر و دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های زمینی، ارتباط برقرار شد. نتایج نشان داد که بین دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های زمینی، با LST روز و شب و NDVI حاصل از سنجنده مادیس، همبستگی معنی داری وجود دارد؛ بنابراین از این متغیر ها در روابط رگرسیونی استفاده شد. نتایج حاصل از اعتبارسنجی نشان داد روابطی که با همه متغیرهای مؤثر ایجاد شده است بیشترین صحت را دارد؛ به طوری که بهترین مدل در تخمین بیشینه دمای هوای روزانه، دارای مقادیر ، NSE و RMSE، به ترتیب 75/0، 75/0 و C ˚ 7/4+ و درمورد کمینه دمای هوای روزانه، به ترتیب 71/0، 71/0 و  C ˚ 9/2+ است؛ ازاین رو می توان با تبدیل دمای سطح زمین حاصل از تصاویر سنجنده مادیس، دمای هوا را با دقت بالا در مقیاس روزانه و ماهیانه، برای استفاده در پژوهش های گوناگون، تخمین زد.

رویدادهای طوفان گرد و غبار منطقه ای نگرانی اصلی بسیاری از کشورهای واقع در کمربند خشک جهان هستند. در حال حاضر گردوغبار در مقیاس جهانی و به ویژه در منطقه خاورمیانه به یک چالش جدی تبدیل شده است. با توجه به اثرات تغییر اقلیم و کاربری اراضی، در چند دهه اخیر خسارت بارترین و فراگیرترین بحران محیطی کشور، بروز طوفان گردوغبار قلمداد شده است. این تحقیق در نواحی جنوب غرب ایران با هدف ردیابی مسیر حرکت طوفان های گردوغبار فراگیر انجام شده است. بدین منظور تغییرات طوفان گردوغبار برای شش استان جنوب غرب ایران شامل: خوزستان، ایلام، کرمانشاه، چهارمحال و بختیاری، لرستان و کهگیلویه و بویراحمد با مساحتی در حدود 169266 کیلومترمربع در یک دوره زمانی 22 ساله (2016-1995) مورد آنالیز قرار گرفت. روش تحقیق با بکارگیری مدل ردیابی زمانی- مکانی HYSPLIT است. داده های مورد استفاده شامل: داده های GDAS، دما، جهت و سرعت باد، ارتفاع ژئوپتانسیل در ترازهای مختلف می باشند. از داده های GDAS برای ردیابی مسیر باد در محیط مدل HYSPLIT و داده های دما، ارتفاع ژئوپتانسیل، جهت و سرعت باد استفاده شده است. شبیه سازی مسیر حرکت ذرات گردوغبار نشان داد که اغلب مسیرها از مناطق شمالی و مرکزی عراق و سوریه گذشته و منشاء طوفان های گردوغبار، مناطق مرزی کویری و خشک شمال و مرکز عراق و سوریه هستند.

تصادفات و سوانح جاده ای از حوادثی می باشند که در سال های اخیر بیشترین خسارت جانی را نسبت به سوانحی مانند سیل و زلزله و غیره در کشور ما داشته اند. به طوری که روزانه شاهد مرگ یا مجروح شدن عده ای از مردم در این سوانح هستیم. عوامل مختلفی در این تصادفات دخیل می باشند که یکی از آن ها ناامن بودن راه ها و وجود مشکلات در آن ها می باشد. در این راستا، اگر اطلاعات کاملی در خصوص راه های ناامن و حادثه خیز در دسترس باشد و اقدامات لازم و کافی در خصوص رفع اشکالات انجام گیرد، قطعاً میزان تصادفات کاهش می یابند؛ بنابراین، جمع آوری داده های تصادفات و دیگر اطلاعات مربوط به نقاطی که مستعد بروز حادثه هستند، مرحله بسیار مهمی در راستای کاهش تصادفات و بهبود ایمنی راه ها می باشد. یکی از راه های به دست آوردن اطلاعات جامع و بروز، استفاده از داده های جغرافیایی داوطلبانه (VGI) می باشد. بر اساس این روش، افراد داده های خود را که با هدف مشخصی جمع آوری شده اند، در اختیار سیستم قرار می دهند. پس از این که داده های مکانی داوطلبانه یا VGI جمع آوری شدند، اشتراک گذاری این داده ها مستلزم سیستمی در قالب یک برنامه تحت وب می باشد تا کاربران بتوانند اطلاعات مربوط به حوادث و یا خطرات موجود در راه را با یکدیگر به اشتراک بگذارند. OSM یکی از پورتال های وب مکانی مناسب و به صرفه برای اشتراک گذاری و بهره مندی در مواقع بحران می باشد. ازاین رو، در این تحقیق بررسی و استفاده از OSM به همراه داده های جغرافیایی داوطلبانه به منظور بررسی وقوع تصادفات در ایران انجام گردید. چهار روش ثبت داده مکانی بررسی شده و نهایتاً شیوه Edit with iD موثرتر از سایر روش ها به لحاظ معیارهایی چون قابلیت ها، کاربرپسندی و سرعت ثبت داده ارزیابی شد. نتایج به دست آمده بیانگر کارایی OSM در ثبت اطلاعات جغرافیایی داوطلبانه مربوط به تصادفات می باشد.

مطالعه پوشش برف، در جایگاه یکی از منابع مهم تأمین آب شیرین، اهمیت بسیاری دارد. با توجه به کوهستانی بودن ایران، امکان اندازه گیری زمینی مساحت زیر پوشش برف وجود ندارد. بر این اساس، استفاده از تصاویر ماهواره ای برای شناسایی ذخیره گاه های برف بسیار مهم است. در این پژوهش، تغییرات زمانی مکانی پوشش برف ایران طی دوره سرد سال، با استفاده از داده های پوشش برف سنجنده مادیس ماهواره ترا، طی دوره آماری 2018-2003 بررسی شد. روند تغییرات پوشش برف و شیب این روند، با استفاده از آزمون های ناپارامتریک من کندال و سنس و نقطه تغییر پوشش برف با استفاده از آزمون بوشند مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد بیشترین مقدار پوشش برف متعلق به ماه ژانویه، با 15/16% و کمترین مقدار پوشش برف مختص به ماه اکتبر، با کمتر از 1% است. کانون اصلی پوشش برف ایران، در دوره سرد سال، در مناطق مرتفع بیش از 4000 متر به دست آمده است. روند تغییرات پوشش برف، در تمامی ماه های مورد مطالعه، منفی و بیشینه شدت کاهشی پوشش برف نیز متعلق به ژانویه بوده است. نقطه تغییر نیز در همین ماه و سال 2008 محاسبه شد که از نظر آماری در سطح 0.05 معنی دار است. روند کاهشی درخور توجه پوشش برف ایران، در دوره سرد، تهدید بزرگی برای منابع آبی ایران به شمار می رود.

با بهبود حد تفکیک مکانی تصاویر سنجش از دور، اطلاعات دقیق تری از صحنه تصویر همچون ساختارهای بافت، فراهم شده است. این منابع داده، به دلیل جزئیات بسیار، دارای واریانس درون کلاسی زیاد و واریانس بین کلاسی اندک اند؛ ازاین رو استخراج اطلاعات پوشش زمین از آنها به فرایندی چالش برانگیز تبدیل شده است. در این تصاویر، تفسیر بصری زمان بر و پرهزینه است و تفسیر اتوماتیک آنها لزوماً به دقت بالا منجر نمی شود و رسیدن به دقت تفسیر مطلوب نیازمند طراحی الگوریتم های اتوماتیک است؛ به صورتی که توانایی مقابله با مشکلات ناشی از پیچیدگی صحنه تصویر را داشته باشند. برای غلبه بر این مشکل، روش آنالیز عارضه مبنای تصویر که به مورفولوژی صحنه تصویر حساس است، به ویژه در مطالعه ای شهری که تراکم ساختارهای شکل گرفته به دست انسان بالاست، ممکن است کارآمد باشد. در طبقه بندی عارضه مبنا، پیکسل های بیانگر یک عارضه در ترکیب با یکدیگر، تجزیه و تحلیل می شوند؛ در نتیجه، فضای مسئله به نسبت طبقه بندی پیکسل مبنا کاهش می یابد و مزیت این امر افزایش سرعت محاسبات است. درعین حال به دلیل اندازه متنوع اشیای تصویری، طبقه بندی نظارت شده عارضه مبنا در ایجاد مجموعه آموزشی بهینه با چالش هایی مواجه است. در تحقیق حاضر، به منظور طبقه بندی عارضه مبنا، از الگوریتم آدابوست استفاده شده است. برای غلبه بر مشکل فقدان تناسب فضای ویژگی ناشی از تعداد اندک نمونه های آموزشی و توزیع نامتناسب آنها در مقایسه با ابعاد بالای فضای ویژگی (شامل ویژگی های طیفی، مکانی و هندسی)، دو راهبرد دنبال شده است. در یک رویکرد برای تولید مجموعه آموزشی بهینه، مکانیسم یادگیری فعال با الگوریتم آدابوست ادغام شده و در رویکردی دیگر به منظور کاهش ابعاد فضای ویژگی، براساس همبستگی بین ویژگی ها (افزونگی) و همبستگی بین ویژگی ها و کلاس ها (مطابقت)، زیرمجموعه ویژگی منتخب استخراج شده است. روش پیشنهادی روی مجموعه داده استاندارد وهینگن کشور آلمان اجرا و نتایج حاصل از آن با طبقه بندی پیکسل مبنا مقایسه شده است. به منظور بررسی معنی داری اختلاف های حاصل شده در نتایج ارزیابی ها نیز، آزمون آماری مک نمار به کار رفته است. نتایج تجربی نشان دادند که رویکرد عارضه مبنای پیشنهادی، در قیاس با رویکرد پیکسل مبنا، به طور متوسط 6% دقت کلی و 7% ضریب کاپا را بهبود داده است. همچنین سرعت محاسبات در روش آدابوست عارضه مبنای پیشنهادی، در مقایسه با رویکرد پیکسل مبنا افزایش چشمگیری یافته است. این نتایج بیانگر عملکرد بهینه رویکرد پیشنهادی، هم از نظر دقت و هم از نظر سرعت محاسبات است.

انتخاب محل مناسب برای احداث یک مرکز خرید جدید، یک مسئله تصمیم گیری چندمعیاره می باشد که در عین حال افراد و سلایق مختلف در آن دخیل اند. در این پژوهش از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و مدل های تصمیم گیری چند معیاره برای انجام برخی مراحل تحلیل مکانی استفاده و سپس توسعه یک سیستم پشتیبان تصمیم گروهی جهت تجمیع و انتخاب گزینه نهایی پرداخته شده است. برای ایجاد گزینه های محدود تصمیم گیری یک روش دو مرحله ای در این پژوهش پیشنهاد گردید. در مرحله اول، ایجاد نقشه های معیار استاندارد شامل پنج مورد با تحلیل های مکانی و نرمال سازی در نرم افزار ArcGIS انجام گرفت. با توجه به مطالعات صورت گرفته وزن هر معیار مشخص شد و همپوشانی وزن دار لایه ها انجام شد. پس از اعمال گزینه های محدود کننده، شش محدوده به منظور انجام مکان گزینی تحت وب مشخص شد. در مرحله دوم یک سیستم پشتیبان تصمیم گیری مکانی گروهی توسعه یافت. با استفاده از محیط Visual Studio و زبان برنامه نویسی C# و فناوری .NET وب گاهی جهت مشارکت کارشناسان خبره در این زمینه طراحی شد. در معماری این سیستم فناوری AspMap، شامل مجموعه ای از کنترل ها و مؤلفه های نقشه و ابزارهای مکان محور در سمت سرور برنامه اضافه شد. وزن دهی کاربران به معیارها در قالب فرم های طراحی شده به روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) انجام گرفته و به کمک stored procedure ها در یک پایگاه داده SQL Server میانگین ارزش هر یک از نقاط انتخابی به صورت آنلاین محاسبه می گردید. نهایتاً نقطه ای که بیشترین امتیاز را در میانگین نظرات کاربران مختلف را داشت به عنوان بهترین مکان جهت احداث مرکز خرید معرفی می شد. نتایج تحقیق نشان داد روش پیشنهادی انعطاف پذیری، سرعت و سهولت بالایی در اعمال نظرات گروهی دارد.

سنجنده های رادار با روزنه مجازی، با داشتن ویژگی های گسترده، پتانسیل بسیاری در انواع کاربردهای سنجش از دوری دارند؛ ازجمله در قطعه بندی به هنگام پوشش و کاربری اراضی. با وجود دو رویکرد مستقل قطعه بندی ناحیه مبنا و مرزمبنا، به دست آوردن نتایج رضایت بخش در صورت استفاده از هریک از رویکردها در تصاویر SAR دشوار بوده است؛ درحالی که می توان با استفاده از اطلاعات مکمل هر دو روش، محدودیت های موجود را برطرف کرد و نتایج حاصل را بهبود بخشید. در این پژوهش، روش نوینی در قطعه بندی با استفاده از تصاویر پلاریمتری SAR و با هدف بهبود نتایج قطعه بندی مطرح شده که از ادغام هر دو رویکرد بهره گرفته است. روش پیشنهادی Felzenszwalb به منزله الگوریتم پیشنهادی ناحیه مبنا، از مجموعه روش های سوپرپیکسل، با دو روش Quickshift و SLIC مقایسه شد. نتیجه مشخص کرد که روش پیشنهادی توانسته است از قطعه بندی بیش ازحد تصویر جلوگیری کند و کارآیی آنالیز قطعه بندی را افزایش درخور توجهی بخشد. روش پیشنهادی قطعه بندی مرزمبنای آنتروپی شانون نیز، در مقایسه با دو روش گرادیان مبنای کنی و لاپلاسین، مرزهای قطعات تصویری را تا اندازه چشمگیری حفظ کرده است. مقایسه نتایج حاصل از اجرای این روش با داده های مرجع، مقادیر 39/10% و 25/11% را درمورد خطای کل، به ترتیب برای تصویر زمان اول و دوم، نشان می دهد. خطای کل، در مقایسه با عملکرد دو روش دیگر، 81/5 و 73/9% در تصویر اول و 16/11 و 86/13% در تصویر دوم بهبود داده شده است. در نهایت، ادغام دو رویکرد پیشنهادی قطعه بندی سبب شده است بهبود دقت در قطعه بندی تصویر پلاریمتری دستاورد مهم این پژوهش محسوب شود.

توسعه با مفهوم عام آن، پیشرفت صنعتی، تکنولوژیکی و فضایی، به ویژه در کشورهای درحال توسعه، به تأثیرات نامطلوب در محیط زیست هم در مقیاس ناحیه ای و هم در سطوح گوناگون منطقه ای، ملی و گاه جهانی منجر شده و به همان میزان، امنیت اکولوژی مناطق را تحت تأثیر قرار داده است. طی دهه های اخیر، توجه بیشتری به امنیت زیست محیطی در جهان شده و روش های گوناگونی برای ارزیابی آن توسعه یافته است اما تا به امروز، بیشتر تحقیقات درمورد امنیت اکولوژیکی براساس مدل فشار وضعیت پاسخ انجام شده است و کمتر مطالعاتی، برمبنای رویکرد مدل اکولوژی سیمای سرزمین، به این مقوله پرداخته اند. همچنین تحقیقات اندکی با تمرکز بر تغییرات پویای امنیت اکولوژیکی، به ویژه شبیه سازی و پیش بینی روند توسعه آینده امنیت محیط زیست انجام شده است. هدف از این تحقیق پایش و پیش بینی وضعیت امنیت محیط زیست در دوره زمانی سال های 1991 تا 2035، با تلفیق الگوریتم ماشین بردار پشتیبانی، مدل اکولوژی سیمای سرزمین، مدل ترکیبی زنجیره مارکوف و سلول های خودکار (CA-Markov) برای حوزه شهرستان نظرآباد از توابع استان البرز است. بدین منظور با طبقه بندی تصاویر ماهواره ای لندست در دو بازه زمانی پانزده ساله طی سال های 1991 تا 2021، روند تغییرات کاربری اراضی منطقه در پنج کلاس کاربری، اراضی ساخته شده، اراضی کشت شده، زمین های مرطوب، پوشش گیاهی و اراضی بایر بررسی شد و برای تهیه نقشه های کاربری سال 2035، از مدل CA-Markov استفاده شد. به منظور کمّی کردن الگوهای سیمای سرزمین در سطح کلاس، متریک های MPS، CA، NP، PLAND، AWMSI، PD و در سطح سیمای سرزمین، متریک های LPI،CONTAG  و SHDI محاسبه شدند. پس از آن، شاخص امنیت اکولوژیک برای متریک های سیمای سرزمین منطقه مورد مطالعه، مدل سازی شد. نتایج حاکی از کاهش یکپارچگی و افزایش تعداد لکه ها در کلاس اراضی کشت شده و توسعه و گسترش اراضی انسان ساخت در این اراضی بود و از دیگرسو، شاهد بروز پدیده یکپارچگی در اراضی بایر منطقه بودیم؛ ازاین رو امنیت اکولوژیکی منطقه در دوره مورد بررسی، متأثر از وقایع یادشده، طی سال های 1991 تا 2006 با شدت بیشتر و در سال های 2006 تا پیش بینی 2035، با شیب ملایم تری رو به کاهش ارزیابی شد. در پایان، رعایت بیش از پیش ملاحظات محیط زیستی و اصول حفاظت و حمایت در برنامه های توسعه ای منطقه پیشنهاد شد. برای این منظور با استفاده از طبقه بندی تصاویر ماهواره ای لندست در دو بازه زمانی پانزده ساله بین سال های 1991 و 2006 و 2021، روند تغییرات کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه در پنج کلاس کاربری؛ اراضی ساخته شده ، اراضی کشت شده ، زمین های مرطوب ، پوشش گیاهی و اراضی بایر مورد بررسی قرار گرفت و جهت کمی کردن الگوهای سیمای سرزمین در سطح کلاس متریک های MPS،CA،NP،PLAND،AWMSIT،PD و در سطح سیمای سرزمین متریک های LPI،CONTAG و SHDI محاسبه شدند. برای تهیه نقشه های کاربری سال 2035 از مدل CA-Markov استفاده گردید و سپس شاخص امنیت اکولوژیک برای متریک های سیمای سرزمین منطقه مورد مطالعه مدل سازی شد. نتایج حاکی از کاهش یکپارچگی و افزایش تعداد لکه ها در کلاس اراضی کشت شده و توسعه و گسترش اراضی انسان ساخت در این اراضی بوده و از طرف دیگر شاهد بروز پدیده یکپارچگی در اراضی بایر منطقه بوده ایم. از این رو امنیت اکولوژیکی منطقه، طی دوره مورد بررسی، متاثر از وقایع فوق، طی سال های 1991 تا 2006 با شدت بیشتر و در سال های 2006 تا پیش بینی 2035 با شیب ملایم تری رو به کاهش ارزیابی شد. از این رو رعایت بیش از پیش ملاحظات محیط زیستی و اصول حفاظت و حمایت در برنامه های توسعه ای منطقه، ضروری به نظر می رسد.

فقدان اطلاعات بهنگام، مستند و علمی از وضعیت موجود (سطح و پراکنش) صنوبرکاری های استان زنجان یکی مشکلات اصلی مدیران بخش زراعت چوب به منظور برنامه ریزی و مدیریت تأمین چوب در استان است. در این پژوهش، از داده های چندزمانه ماهواره سنتینل 2 برای تهیه نقشه عرصه های صنوبرکاری استان استفاده شد. این داده ها براساس فنولوژی و دوره رویش صنوبر (نیمه دوم مارس تا پایان نوامبر) سال 2018 م.، در شش مقطع زمانی به فاصله سی تا چهل روز، انتخاب شد. تعداد 144 پلی گون نمونه تعلیمی (102 هکتار)، حاصل از برداشت میدانی محدوده صنوبرکاری، با داده های ذکرشده و طبقه بندی نظارت شده در الگوریتم ماشین بردار تصمیم گیری و نقشه پراکنش عرصه های صنوبرکاری استان استخراج شد. نقشه حاصل با ششصد نمونه (حدود 5/1%) به صورت تصادفی انتخاب و در عرصه میدانی، کنترل و ارزیابی صحت شد. نتایج نشان داد مساحت کل عرصه های صنوبرکاری استان 2744 هکتار است که 12/0% از کل مساحت استان زنجان را دربر می گیرد. در این تحقیق، موقعیت دقیق مکانی و مساحت صنوبرکاری ها با صحت کلی 96% برآورد شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با ترکیب تصاویر ماهواره ای سنتینل 2 و داده های زمینی مناسب، می توان سطح صنوبرکاری ها و یا سطح و درصد تراکم هر نوع از جنگل را، چه طبیعی و چه دست کاشت، در سطح محلی و منطقه ای و جهانی، با دقت مورد قبولی برآورد کرد.

در بسیاری از کشورها به ویژه ایران، برنج به یکی از اقلام اساسی به لحاظ امنیت غذایی تبدیل شده است. در این تحقیق، به منظور تهیه نقشه سطوح شالیزاری، با توجه به ویژگی های فنولوژیکی گیاه برنج و به کمک داده های سالیانه دمای سطح زمین سنجنده مادیس، ابتدا برنامه زمانی برای انتخاب تصاویر سری زمانی ماهواره لندست 8 تنظیم شد. پس از دریافت داده های ماهواره ای، به روش شیء مبنا و با بهره گیری از توابع فازی، به طبقه بندی تصاویر و در نهایت، استخراج اراضی شالیزاری در حوزه شهرستان رشت پرداخته شد. به منظور بهبود و ارتقای نتایج، در این تحقیق طی فرایند طبقه بندی تصاویر ماهواره ای، از داده های متنوعی مانند مدل رقومی زمین، داده های دمای سطح زمین و شاخص های طیفی همچون NDVI، EVI، NDBI و LSWI در کنار اطلاعاتی درباره ویژگی های خاص عوارض و اشیای داخل تصویر، استفاده شد. با توجه به خصوصیات ویژه اراضی شالیزاری، از مدل رقومی ارتفاعی 12.5متری برای تشخیص بهتر اراضی شالیزاری از دیگر پوشش های گیاهی، بهره گرفته شد. همچنین بین نتایج حاصل از طبقه بندی به روش شیء مبنا و پیکسل مبنا، مقایسه ای صورت گرفت؛ در نهایت، مشخص شد که روش طبقه بندی شیء مبنا می تواند، با ملاحظات خاصی، نتایجی بهتر از روش پیکسل مبنا دربر داشته باشد. نتیجه طبقه بندی با روش پیکسل مبنا، پس از اعتبارسنجی، دقت کلی 92% را نشان داد و ضریب کاپا در این روش 89/0 برآورد شد. طبق روش طبقه بندی شی ء مبنا، نتایجی با دقت کلی 94% به دست آمد و ضریب کاپا نیز 92/0 حاصل شد.

گردآوردی اطلاعات میدانی دقیق، به منظور مدیریت پایدار مناطق جنگلی، مستلزم صرف زمان و هزینه بالایی است؛ بنابراین استفاده از روش های نمونه برداری و تصاویر ماهواره ای جایگزین مناسبی برای این کار خواهد بود. هدف پژوهش حاضر تأثیر طرح های گوناگون نمونه برداری خوشه ای در برآورد مشخصه های کمّی جنگل های سامان عرفی اولادقباد شهرستان کوهدشت، استان لرستان، با استفاده از تصاویر سنجنده سنتینل 2 است. به منظور برآورد مشخصه های مورد بررسی، 150 خوشه در قالب شش طرح (مثلث، مربع، ستاره ای 1، خطی، اِل شکل و ستاره ای 2) در منطقه ای به مساحت تقریبی 4500 هکتار ایجاد شد. هر خوشه شامل چهار ریزقطعه نمونه، با مساحت هفتصد مترمربع (شعاع ریزقطعه نمونه دایره ای برابر با پانزده متر و فاصله بین ریزقطعه نمونه ها از هم، شصت متر) بود. سپس در هر ریزقطعه نمونه ، مشخصه های تعداد و مساحت تاج درختان اندازه گیری شد. پس از پیش پردازش و پردازش تصاویر (تجزیه مؤلفه اصلی، آنالیز بافت و ایجاد شاخص های گیاهی)، ارزش های رقومی متناظر با قطعات نمونه زمینی از باندهای طیفی استخراج و به منزله متغیرهای مستقل، در نظر گرفته شد. مدل سازی با استفاده از روش های ناپارامتریک جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و نزدیک ترین همسایه انجام شد. نتایج نشان داد میانگین تراکم در هکتار 51 اصله و سطح تاج پوشش 3294 مترمربع در هکتار است. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که درمورد هر دو مشخصه تراکم و سطح تاج پوشش، الگوریتم جنگل تصادفی به همراه طرح های نمونه برداری خطی و ستاره ای 2، به ترتیب با درصد مجذور میانگین مربعات خطا 00/46 و 44/10 و اریبی (02/0- و 82/2%)، عملکرد بهتری در مدل سازی داشته است. به طورکلی نتایج اعتبارسنجی مشخص کرد استفاده از طرح های متفاوت نمونه برداری خوشه ای، روش های مدل سازی ناپارامتریک جنگل تصادفی و تصاویر سنجنده سنتینل 2 کارآیی بهتری در برآورد مشخصه تاج پوشش دارد اما، در مقابل، عملکرد مناسبی در برآورد تعداد در هکتار را نداشته است.

پایش خشکسالی، به منظور هشدار سریع برای خطر خشکسالی، بسیار حیاتی و مهم است. در این پژوهش، سعی شده است که شاخص پایش خشکسالی VDI براساس باندهای متفاوت داده های ماهواره ای مادیس، با تفکیک مکانی متوسط، توسعه یابد. شاخص VDI به تنش آب در گیاهان می پردازد. مطالعات طیفی نشان داده است که بازتابندگی باند فروسرخ موج کوتاه (SWIR) با محتوای آب برگ ارتباط منفی دارد و به دلیل حساس بودن SWIR به محتوای آب برگ، در ایجاد شاخص های گوناگون سنجش از دور، ازجمله VDI و به منظور شناسایی محتوای آب گیاهان، کاربرد گسترده ای دارد. این پژوهش نقشه های خشکسالی شاخص VDI را براساس میزان حساسیت به رطوبت، با استفاده از بازتابش باند های 5 و 6 فروسرخ موج کوتاه SWIR (VDI5 و VDI6) مادیس، ارزیابی کرده است. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای مادیس و داده های بارش ماهیانه مدل جهانی GLDAS، در محدوده استان سیستان و بلوچستان در دوره زمانی نوزده ساله ای (2018-2000) استفاده شد. برای ارزیابی دقت نقشه های محاسبه شده براساس دو باند، ضریب همبستگی پیرسون به کار رفت. نتایج همبستگی بالایی را میان شاخص VDI6 و داده های بارش نشان داد و مشخص شد که باند 6 موج کوتاه فروسرخ، در استان سیستان و بلوچستان، به شرایط خشک خاک بیشترین واکنش را نشان می دهد؛ ازاین رو این مطالعه استفاده از شاخص VDI براساس باند 6 را برای شناسایی زودهنگام و نظارت بر خشکسالی کشاورزی در برنامه های عملیاتی مدیریت خشکسالی، پیشنهاد می کند.

با توجه به تأثیر خشکسالی در کیفیت و کمّیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس ایران است. برای این منظور، شاخص های خشکسالی PCI، TVDI، NDVI در سال های 2000 تا 2020 استفاده شد. در ادامه، نقشه های پهنه بندی عناصر آب (Ca، Cl، EC، K، Na، Mg) با استفاده از روش کریجینگ تولید شد. سپس با به کارگیری روش شبکه های عصبی (MLP)، میزان عناصر آب با استفاده از شاخص های خشکسالی پیش بینی شد. نتایج نشان داد که با توجه به مقادیر شاخص های خشکسالی، روند تغییرات خشکسالی در منطقه از سال 2000 تا 2020 افزایشی بوده و بخش های جنوبی منطقه در وضعیت حادتری به نسبت دیگر بخش ها قرار دارد. نتایج حاصل از نقشه های پهنه بندی عناصر آب هم نشان داد که در بخش های جنوبی، غلظت املاح بیشتر از بخش های شمالی است. طبق نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص های خشکسالی و مقادیر عناصر آب، Ca همبستگی بالایی (820/0 R=) با شاخص TVDI دارد و عناصر Cl، EC، K، Na، Mg نیز دارای همبستگی معنی داری (80/0 R>) با شاخص PCI است. نتایج حاصل از روش MLP، برای پیش بینی وضعیت کیفیت آب با استفاده از شاخص های خشکسالی، نشان داد که در مناطق جنوبی میزان املاح بیشتر و در نتیجه، کیفیت آب کمتر است. میزان دقت مدل در پیش بینی عناصر Cl، EC، K، Na، Mg، TH،TDS  با استفاده از شاخص PCI برابر با 85/0 R 2 = و درمورد عنصر Ca، با استفاده از شاخص TVDI برابر با 71/0 R 2 = است.

فرود اتوماتیک یکی از موضوعات و چالش های مهم در حوزه کنترل و اتوماسیون پهپادهای بدون سرنشین است. توسعه الگوریتم های فرود اتوماتیک نیازمند تعیین موقعیت پهپاد نسبت به محل فرود است که این کار، در حوزه های پردازش تصویر، به تشخیص دقیق و سریع محل فرود نیاز دارد. ازجمله روش های معمول، در این زمینه، طبقه بندی کننده آبشاری و تناظریابی و قطعه بندی تصویر است که به نظر می رسد، با تغییرات آب و هوایی و مقیاس متفاوت، این الگوریتم ها با چالش مواجه شوند. از طرف دیگر، در سال های اخیر شبکه های کانولوشنی عمیق به منزله مدل هایی قوی به منظور شناسایی و تشخیص اشیا در تصاویر به کار رفته اند؛ بااین حال با توجه به بار محاسباتی زیاد، این مدل ها هنوز در حوزه پرنده های بدون سرنشینی که از لحاظ سخت افزاری سبک اند و قدرت پردازش ضعیفی دارند، کاربرد جدی نیافته اند. هدف این مقاله مقایسه دو روش شبکه های عمیق کانولوشنی و طبقه بندی کننده آبشاری برای تشخیص آنی محل فرود است. نتایج عملی کردن روش ارائه شده روی یک پرنده Parrot AR Drone2.0 نشان می دهد که شبکه های کانولوشنی در مقابل دوران، مقیاس، انتقال و حتی پنهان شدگی پایداری بسیار زیادی دارند. دقت تشخیص در این روش 1/99 است که، در قیاس با روش طبقه بندی کننده آبشاری، 3% بیشتر است و درعین حال از لحاظ سرعت نیز، مناسب کاربردهای آنی است.

برآورد پتانسیل تولید هر گیاه تابعی از شرایط اقلیمی، پتانسیل های ژنتیکی گیاه و دیگر عوامل گوناگون محیطی و مدیریتی است. ارزیابی توانمندی مناطق، در به فعلیت رساندن پتانسیل های ژنتیکی گیاهان، از نکات مهم برنامه ریزی های کلان در کشاورزی به حساب می آید. با توجه به جایگاه استان قزوین در تولید محصول ذرت و اهمیت کشت این محصول در استان، برآورد هرچه دقیق تر میزان عملکرد این محصول استراتژیک بسیار ضرورت دارد. در همین زمینه، با مطالعه یک دوره داده برداری یازده ساله، عملکرد محصول ذرت با مدل گیاهی جدید AquaCrop-GIS برآورد شد. پهنه بندی شاخص های کلیدی محصول از طریق مدل در سطح استان شبیه سازی شد. با بررسی نتایج این پارامترهای کلیدی، مشخص شد ایستگاه های مطالعاتی قزوین و معلم کلایه با میزان تبخیر و تعرق مرجع کمتر دارای بهره وری آب بیشتری است. در ادامه با استفاده از عملکرد محاسباتی، اجزای ردپای آب و ردپای آب کل محصول در محدوده ایستگاه های مطالعاتی تخمین زده شد. با بررسی معادلات رگرسیونی میان اجزای ردپای آب و ردپای آب کل محصول با عملکرد محصول در هر ایستگاه، مشخص شد روابط ردپای آب آبی با عملکرد به نسبت دیگر اجزای ردپای آب درمورد تمامی ایستگاه ها، از میزان ضریب تعیین (43/0= R 2 ، 51/0= R 2 ، 43/0= R 2 ، 77/0= R 2 و 79/0 = R 2 به ترتیب درمورد ایستگاه های قزوین، آوج، معلم کلایه، تاکستان و بویین زهرا) و سطح معنی داری برخوردار است. به طورکلی ضریب تعیین این روابط در ایستگاه بویین زهرا با 88/0= R 2 ، 79/0= R 2 ، 56/0= R 2 و 53/0= R 2 به ترتیب برای ردپای آب سبز، آبی، خاکستری و ردپای آب نسبت به سایر ایستگاه ها، بیشتر برآورد شد؛ به این معنی که کاهش عملکرد در این ایستگاه تأثیر بسزایی بر افزایش ردپای آب کل محصول داشت.

مطالعات متعددی که طی چندین دهه اخیر درمورد پدیده آتش سوزی انجام شده، مجموعه گسترده ای از داده های ورودی و روش های اجرا و ارزیابی را فراهم کرده است. بااین حال این مجموعه گسترده نتایج و تحقیقات، به صورت ساختاریافته، به منظور ارائه نقشه راه به کاربران جدید این حوزه و راهنمایی در زمینه کاربردها و شرایط گوناگونی فراهم آمده است که تا کنون تحلیل نشده اند. به عبارتی دیگر، خلأ تحقیقی منسجم درمورد عملکرد نسبی فرایندهای گوناگون سنجش از دور در این حوزه، به منظور تولید اطلاعات متفاوت و مرتبط با کاربری ها، احساس می شود. برای رفع این خلأ، در این تحقیق، تحلیلی نسبتاً جامع از مطالعات انجام شده درباره آتش سوزی در نشریات سنجش از دور صورت پذیرفته است. چند عامل کلی مورد ارزیابی در مطالعات پیش، حین و پس از آتش سوزی، تغییر در داده های ورودی، بررسی الگوریتم ها و توسعه آنها بودند زیرا تحلیلگران می توانند این عوامل را کنترل کنند تا دقت نهایی تحلیل ها و نتایج حاصل را بهبود بخشند. یکی از مسائل مهم در موضوع آتش سوزی، پس از شناسایی و کشف آتش، با توجه به تغییرات دائمی ایجادشده در ساختار و ترکیب پوشش گیاهی، بررسی نحوه بازیابی پوشش گیاهی و میزان رشد آن طی سالیان پس از آتش سوزی است. براساس بررسی انجام شده درباره مطالعات آتش سوزی در کشور، حدود 48% از این پژوهش ها به شناسایی و گسترش آتش سوزی و حدود 52% دیگر به احیا و بازیابی پرداخته اند. در بررسی تحقیقات درباره مطالعات شناسایی، مشخص شد که تقریباً 5% از آنها با استفاده از روش های یادگیری و 43% دیگر با روش های سنتی انجام شدند. درعین حال از سهم مرتبط با مطالعات احیا نیز، تقریباً 21% به بررسی پوشش گیاهی و 31% به بررسی خاک زیر سطح آتش پرداختند. یافته های این تحقیق می تواند به محققان، برای تصمیم گیری در انتخاب داده ها و الگوریتم های مورد استفاده، با توجه به هدف مطالعه، در شاخه های گوناگون مطالعات مرتبط با آتش سوزی کمک مؤثری برساند. بااین حال تحلیلگران می توانند، علاوه بر این دستورالعمل های کلی، ترجیحات شخصی یا مزایای الگوریتم ویژه ای را که ممکن است به برنامه ای خاص مربوط باشد، در نظر بگیرند.

در سال های اخیر، با تغییر کاربری و توسعه اراضی کشاورزی در حوضه های کشور، میزان فرسایش و تولید رسوب افزایش یافته است. با توجه به اینکه در بیشتر زیرحوضه ها، آمار ایستگاه های رسوب سنجی به صورت درازمدت ثبت نشده است، برآورد میزان رسوب و فرسایش با مشکلاتی مواجه است. هدف از این پژوهش تعیین عوامل مؤثر در فرسایش و رسوب و تعیین مقادیر کمّی فرسایش در حوضه آبخیز خورخوره در استان کردستان است. به این منظور، ابتدا با استفاده از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی و عکس های هوایی در محیط GIS، نقشه نوع و گونه های فرسایش تهیه شد و این نقشه ها، با بررسی های صحرایی، تدقیق و ارزیابی شدند. براساس مدل MPSIAC، عوامل نُه گانه مؤثر در فرسایش درمورد تمامی زیرحوضه ها، به تفکیک بررسی شد و امتیازات هر عامل به دست آمد. با جمع امتیازات عوامل، درجه رسوب دهی برای هر زیرحوضه تعیین و سپس مقدار رسوب و فرسایش ویژه و فرسایش کل در هر زیرحوضه محاسبه شد. نتایج نشان داد عوامل توپوگرافی و وضعیت فعلی فرسایش بیشترین نقش و عامل آب وهوا کمترین نقش را در میزان رسوب دهی حوضه دارند. طبق نتایج، 92% کل حوضه دارای درجه رسوب دهی زیاد در کلاس فرسایش درجه چهار است. نسبت رسوب تحویلی حوضه (SDR) بین 32 تا 50% متغیر است. کمترین و بیشترین مقدار فرسایش ویژه در زیرحوضه های متفاوت، به ترتیب معادل 10 و 35 تن بر هکتار در سال، به دست آمد. مقدار رسوب ویژه و فرسایش ویژه کل حوضه نیز، به ترتیب 4/6 و 4/17 تن بر هکتار در سال، حاصل شد.

پوشش گیاهی موتور محرک کره زمین است؛ تبادلات انرژی و آب بین اتمسفر و زمین را کنترل می کند و در چرخه های جهانی انرژی، اکسیژن، دی اکسیدکربن و آب نقش مهمی دارد. پایش و مدیریت پوشش های گیاهی با استفاده از پارامتر های بیوفیزیکی و بیوشیمیایی آن، مانند LAI، انجام می پذیرد. شاخص سطح برگ (LAI) از مهم ترین پارامترهای پوشش گیاهی است که در اغلب مدل سازی ها مانند مدل سازی چرخه های آب، انرژی و کربن استفاده می شود. رویکردهای بازیابی متفاوتی، به منظور استخراج اطلاعات پارامترهای بیوفیزیکی از داده های سنجش از دوری، توسعه یافته است. در تحقیق حاضر، از روش فیزیکی معکوس مدل انتقال تابش PROSAIL، مبتنی بر جدول LUT، با هدف بازیابی متغیر LAI استفاده شده است. همچنین داده های زمینی برداشت شده طی کمپین SPARC 2003 برای ارزیابی صحت متغیر بازیابی شده به کار رفت. برای رفع مشکل ill-posed، چهار دسته از معیارهای هزینه با عنوان اندازه گیر اطلاعات (IM)، حداقل اختلاف (MC)، اندازه گیر زاویه (SAM) و خطای حداقل مربعات (LSE) به همراه نرمال سازی و میانگین بهترین جواب ها استفاده شد. نتایج بهبود تخمین متغیر LAI را با استفاده از معیار اندازه گیر اطلاعات (Kulbak-liebler)، به میزان 12% و با استفاده از 11% میانگین بهترین جواب ها نشان دادند. تابع هزینه LSE نیز در قیاس با حالت نرمال نشده، 7% بهبود یافت.