تصاویر ماهواره لندست

هدف این مطالعه، ارائه یک الگوریتم محاسباتی-تقریبی بر پایه موجک های هار گویا، برای تخمین پوشش گیاهی از تصویر لندست، به کمک بازتاب این پدیده در باند مادون قرمز نزدیک است. این باند در ترکیب رنگی RGB، در بخش R قرارگرفته است. این الگوریتم، با استفاده از DN پوشش گیاهی در 200 پیکسل انتخابی باند R (باند مادون قرمز) از سطح تصویر منطقه مورد مطالعه، سعی در استخراج عوارض و پوشش های گیاهی کل منطقه مورد مطالعه را دارد. این تعداد پیکسل انتخابی به صورت یکنواخت و پراکنده از سطح تصویر و فقط از عوارض پوشش گیاهی انتخاب گردیده است. با توجه به پذیرش داده های ورودی در این الگوریتم در فرمت ماتریس، در ابتدا ماتریس های بازتاب پوشش گیاهی برای 4 و 8 موجک با استفاده از 200 پیکسل مفروض ساخته می شوند. این ماتریس ها، با بلوک بندی تصویر لندست منطقه، به ترتیب، به 16 و 64 قسمت به دست می آیند. هر عضو این ماتریس ها، نشان دهنده میانگین پوشش گیاهی منطقه در بلوک متناظر آن از تصویر منطقه است. سپس با معرفی یک معادله کارآمد ریاضی، به استخراج پوشش گیاهی کل منطقه مورد مطالعه و بازسازی باند هر پیکسل از سطح تصویر می پردازیم. از جمله مزیت های این روش، به دلیل انجام محاسبات ماتریسی، افزایش سرعت و دقت محاسبات در حد مقیاس پیکسل خواهد بود. در این مطالعه استخراج پوشش گیاهی با 4 و 8 موجک هار گویا شده، با میزان دقت به ترتیب 75 و 87.5 درصد انجام گردیده است. با افزایش تعداد موجک ها، دقت الگوریتم موجک هار گویا افزایش می یابد، اما از دلایل موجود جهت عدم افزایش تعداد موجک ها، افزایش خطای گرد کردن و افزایش هزینه محاسباتی بوده است، به طوری که با افزایش تعداد موجک ها، زمان و حافظه صرف شده به صورت نمایی افزایش می یابند. در سنجش از دور، برای استخراج پوشش گیاهی تکنیک هایی نظیر طبقه بندی ارائه شده است که در به وسیله آنها می توان کلاس پوشش گیاهی را با نرم افزارهای سنجش از دوری استخراج نمود. اما تفاوت اصلی و اساسی بین روش ارائه شده در این مقاله و تکنیک های موجود، میزان دقت استخراج پوشش گیاهی در ابعاد پیکسل است. در تکنیک های پردازشی و تحلیلی (در خصوص استخراج و کلاسبندی پوشش گیاهی) در سنجش از دور، بسیاری از پیکسل های حاوی پوشش گیاهی که به صورت منفرد یا خوشه ای (اما به تعداد کم) هستند، در سایر کلاس ها نظیر زمین بایر یا زمین شهری ادغام خواهند شد، که الگوریتم موجک های هار گویا شده فاقد این نقیصه می باشد.

         امروزه عواملی متعددی از جمله تخریب پوشش های سبز شهری و افزایش بی رویه آلاینده های زیست محیطی در نواحی شهری سبب حبس شدن انرژی تابشی خورشید و بروز پدیده جزیره حرارتی شهری می گردد که. پیامدهای خطرناکی از جمله انتقال آلودگی هوا و ذرات پراکنده سمی به همراه دارد. هدف عمده این پژوهش تحلیل وضعیت پوشش گیاهی و دمای سطح زمین در شهر ارومیه جهت بررسی شکل گیری جزایر حرارتی شهری و تحلیل آن ها است. در این راستا از تصاویر ماهواره ای لندست 4 و8 مربوط به سال های 1989 و 2017 مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش بعد از اعمال تصحیحات لازم و آموزش تصاویر اقدام به شناسایی تغییرات تغییرات کاربری اراضی و نوع تغییرات آن گردید. شاخص پوشش گیاهی (NDVI) محاسبه و سپس با استفاده از باندهای حرارتی دمای سطح زمین (LST) محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که در طول 28 سال (2017-1989) دمای شهر ارومیه افزایش پیداکرده است. همچنین مشخص گردید که افزایش دمای نواحی داخل شهر ارومیه، عمدتاً ناشی از بین رفتن پوشش گیاهی و به زیرساخت و ساز رفتن اراضی سبز و همچنین فضاهای داخل محدوده شهری است که پوشش تنک آن ها از بین رفته است. بررسی ها نشان داد که شاخص پوشش گیاهی کاهش یافته به گونه ای که در مناطق بایر پوشش گیاهی از023/0 به 051/0- رسید. این موضوع نشان دهنده از بین رفتن پوشش سبز تنک است (حدود9.24 درصد از پوشش گیاهی شهر ارومیه در طی دوره 1989-2017 از بین رفته است.

در سطح شهر تهران شناسایی جزایر گرمایی که در اثر روند گسترش شهرنشینی ایجاد شده اند و تأثیر آن ها بر آلودگی هوا، دارای احتمال می باشد. لذا در این پژوهش به ارتباط بازتاب طیفی پدیده های تأثیر گذار بر روند گسترش پدیده جزایر گرمایی در سطح شهر تهران و حومه پرداخته شده است. تصاویر ماهواره لندست 8 شهر تهران در دو تاریخ 16- آذر- 1396 و تاریخ  16- مرداد- 1396 اخذ و پیش پردازش های اولیه از قبیل تصحیحات هندسی و رادیومتریک و اتمسفریک انجام گرفت و بعد از پیش پردازش های اولیه از باندهای 9 و 10 که باندهای حرارتی این ماهواره می باشند درجه حرارت زمین ( LST ) استخراج گردید. سپس از باندهای طیفی این ماهواره شاخص پوشش گیاهی نرمال شده ( NDVI ) برای سطح زمین محاسبه شد. بعد از آن، بازتاب طیفی تمام پدیده های زمینی تأثیر گذار از روی تصاویر استخراج شد و ارتباط آن با آلودگی و درجه حرارت سطح زمین به دست آمد. شاخص پوشش گیاهی نرمال ( NDVI ) نشان داد که شاخص پوشش گیاهی در مناطق مختلف شهری در محدوده فضای سبز، محدوده اتوبان (آسفالت)، محدوده مسکونی (ساختمان)، پوشش سبزینگی کم، محدوده سایه ، محدوده ابر و محدوده مختلط زمین لخت + ساختمان + پوشش گیاهی شامل(0.41، 0.00، 0.04، 0.10، 0.01-، 0.04 و 0.03) می باشند. همچنین، بازتاب طیفی محدود ه های تأثیرگذار در تشکیل جزایر گرمایی شهری، محدوده فضای سبز و کمترین محدوده تأثیر گذار مربوط به سایه بوده است. بیشترین منطقه تحت تأثیر جزایر گرمایی شهری مربوط به بزرگراه امام علی (علیه السلام) بوده که بیشترین حجم ترافیک را دارا می باشد. مناطق با آلودگی کمتر که کمترین تأثیر در ایجاد جزایر گرمای شهری را دارند در حدود 0.59= R 2 و مناطق با آلودگی بیشتر دارای بیشترین تأثیر در ایجاد جزایر گرمای شهری در حدود 0.72= R 2 می باشد. مناطق با پوشش گیاهی کم و خاک لخت بیشترین درجه حرارت زمین ( LST ) را نشان می دهد. بیشترین مناطق، دارای درجه حرارت زمین ( LST ) بین 42.9 تا 46.2 درجه سانتی گراد می باشد. کمترین مناطق، دارای دمای سطح زمین بین 36.5 تا 39.5 درجه سانتی گراد بوده است. نقشه کاربری زمین به دست آمده نیز تأیید کننده نتایج LST می باشد. 

داش تن اطلاع ات روزآمد از کاربری و پوش ش زمین ب ه وی ژه در محدوده های ش هری و آگاهی از تغییر و تح ولات آن در ط ول ی ک دوره زمانی برای برنام ه ری زان و م دیران بس یار ح ائز اهمیت است. این پژوهش، با هدف پایش تغییرات فضایی کاربری و پوشش زمین در محدوده شهری بابل و امیرکلا در دوره 1986 تا 2020 و پیش بینی آن در سال 2030 تهیه شده است. پژوهش حاضر بر اساس هدف، کاربردی و بر اساس ماهیت و روش، توصیفی-تحلیلی است. جهت گردآوری اطلاعات از تصاویر ماهواره لندست 5 و 8 استفاده شده است. برای آشکارسازی و طبقه بندی تصاویر از مدل Fuzzy ARTMAP و جهت تحلیل تغییرات کاربری و پوشش زمین از مدل کراس تب وLCM  و برای پیش بینی کاربری و پوشش زمین در سال 2030 از مدل CA-Markov در محیط نرم افزار IDRISI TerrSet استفاده شده است. همچنین از نرم افزارARC GIS  برای ترسیم نقشه های نهایی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که تبدیل کاربری باغ و کشاورزی آبی به اراضی ساخته شده روند رو به رشدی داشته، به طوری که این اراضی از 3/11 درصد در سال 1986 به 7/19 درصد در سال 2020 افزایش یافته است و مطابق پیش بینی انجام شده در سال 2030، اراضی ساخته شده به 2/22 درصد از کل مساحت می رسد. هچنین نسبت اراضی ساخته شده به اراضی ساخته نشده از 8/12 درصد در سال 1986 به 5/24 درصد در سال 2020 افزایش یافته است و پیش بینی می شود به 6/28 درصد در سال 2030 برسد که این امر میزان تخریب باغ و اراضی کشاورزی را نشان می دهد.

پوشش برف یک پدیده ی مهم هیدروژئومورفولوژیکی است، آب ناشی از ذوب برف یک منبع حیاتی در تغذیه ی آب های زیر زمینی در بسیاری از نقاط جهان بوده و سهم چشمگیری در سیلاب رودخانه ها دارد. برف یکی از فاکتورهای مهم کنترل کننده ی هیدرو اقلیم هر ناحیه ی جغرافیایی است که تابع عوامل هیدروژئومورفولوژیکی مانند شیب و جهت دامنه است. تحقیق اخ یر در فن آوری سنجش از دور، ت رکیب مناسبی را از تحلیل ها و تعیین سهم شیب وجهت دامنه و تغییرات دما و بارش در بررسی پوشش برف در ارتباط با مدل های هیدرولوژیکی در اختیار قرار می دهد، بر این اساس برای تشخیص سهم ناهمواری ها (جهت و میزان شیب دامنه) در ریزش برف در دو طرف دامنه شمالی و جنوبی کوهستان الوند از تلفیق مدل NDSI و مدل همسازها استفاده گردید، نتایج نشان می دهد دامنه ی شمالی منطقه ی مورد مطالعه (حوضه ی آبریز عباس آباد) هفت درصد بارش برف بیشتری نسبت به دامنه ی جنوبی دریافت می کند. تأثیر دامنه در میزان پوشش برف را مدل آماری همسازها نیز تأیید می کند، چنانچه بر اساس یافته ها این مدل مقدار واریانس همساز دوم در دامنه ی شمالی الوند (حوضه ی آبریز عباس آباد) 28 درصد و در دامنه جنوبی آن (حوضه ی آبریز تویسرکان رود) 20 درصد است و علت آن دریافت کمتر انرژی خورشید و سرمای بیشتر دامنه ی شمالی در حوضه ی آبریز عباس آباد است. همچنین میزان برف در منطقه ی تحت تأثیر عواملی نظیر شیب دامنه، متغیر بوده است. به طور کلی بر اساس یافته ها می توان گفت روند پوشش برف در دو طرف دامنه ی  الوند در دهه ی اخیر رو به کاهش است و می تواند چالش زیست محیطی منطقه در سال های اخیر باشد.