تصویر ماهواره ای

تغییرات زمانی و مکانی دمای سطحی پهنه ی آبی نقش مهمی در فعالیتهای سیستم جوی، زندگی آبزیان، جریانات دریایی، میزان شوری و دیگر خصوصیات آب دریاها و دریاچه ها دارد. اندازه گیری پارامتر دما با روش های معمولی به علت گستردگی و همچنین متغیر بودن آن، کاری هزینه بر و وقت گیر است. اما در سال های اخیر استفاده از فناوری ماهواره ای و علم سنجش از دور در دریافت و تحلیل پارامترهای هواشناسی و اقیانوس شناسی گسترش روزافزونی یافته است. در تحقیق حاضر به منظور مقایسه ی دمای سطحی حاصل از داده های دمای سطحی ماهواره ای و میدانی از تصاویر ماهواره ای NOAA سنجنده ی AVHRR استفاده شده است. ده تصویر ماهواره ای مورد پردازش قرار گرفته است و این تصاویر با داده های میدانی که در زمان گذر ماهواره اندازه گیری شده اند برای دو روز مربوط به فصلهای بهار و پاییز کالیبره شده اند و بین داده های حاصل از دمای سطح از ماهواره و داده های میدانی رابطه ی معنی داری به دست آمده و خطای بدست آمده بین این دو داده قابل قبول است. اطلاعات دمای سطح دریاچه ی خزر جنوبی توسط نرم افزار ارداس (ERDAS) برای تمام تصاویر استخراج و خطوط هم دما توسط نرم افزار Surfer رسم شد.

شهرنشینی شتابان در نتیجه رشد جمعیت و مهاجرت از روستا به شهر، فرایندی بحرانی در نواحی شهری محسوب می گردد. این مطالعه، پویایی چشم انداز را با استفاده از تصاویر چند زمانه ماهواره ای دو شهرنفتی یعنی هاستون از ایالت تکزاس در ایالات متحده و داکینگ از ایالت هیلونگجیانگ در چین، بررسی می نماید. اگر چه هر دو شهر تحت زمینه های متفاوت اجتماعی- سیاسی قرار داشته اند، اما توسعه آنها در 50 سال اخیر بر پایه نفت بوده است. با مقایسه الگو و پویایی چشم انداز در این دو شهر، می توانیم بفهمیم که شهرنشینی در این دو شهر نفتی، بر الگوی چشم انداز، به ویژه بر چشم انداز طبیعی مؤثر بوده است. یک سری از شاخصهای چشم اندازهابا مفاهیم تکمیلی اکولوژیکی جهت سهولت تجزیه و تحلیل پویایی شناسی فضایی در طول یک فاصله زمانی 20 ساله انتخاب شده اند. براساس شاخصهای مکتسبه، روندی عمومی در تغییر چشم انداز در این دو شهر آشکار گردیده است. از زمانی که چشم انداز انسانی نظیر نواحی مسکونی به طور وسیعی جایگزین سایر طبقات طبیعی می شوند، چشم اندازهای طبیعی نظیر مراتع و تالابها از بین رفته یا به صورت الگوی ناهمگون تری قطعه قطعه گردیده اند.

برای درک بهتر پویایی چشم انداز در طول زمان و در راستای برنامه ریزی و مدیریت سرزمین و نیل به اهداف حفاظتی، بررسی تغییرات الگوهای مکانی کاربری ها و پوشش اراضی بسیار ضروری است. تعیین چگونگی تغییرات پوشش و کاربری اراضی در منطقه می تواند به مدیران این قبیل مناطق، در اجرای یک مدیریت شایسته، کمک کند. ازجمله تداخلات رایج در مناطق تحت حفاظت، وجود کاربری معدن است که در طیّ مراحل مختلف توسعه تغییراتی را بر سیمای طبیعی منطقه می گذراند. فعالیّت کلیه ی معادن، توسط سازمان صنایع و معادن و با گذاشتن محدوده های مجاز بهره برداری محدود می گردد، اما همواره نظارتی دقیق و پیوسته بر عملکرد معادن لازم است تا بهره برداری ها در مناطق مجاز محدود گردد.این پایش به خصوص هنگامی که معدن مورد بهره برداری در داخل مناطق تحت حفاظت سازمان حفاظت محیط زیست باشد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه هدف پایش محدوده های مجاز معادن در منطقه بوده و از نقشه ی کاربری زمین به عنوان پایه ای برای مقایسه استفاده گردید. برای تهیه ی نقشه ی کاربری اراضی از تصویر ماهواره ایLISSIII سال 1385استفاده شد و پس از تصحیح هندسی و توپوگرافی روی تصویر با استفاده از روش طبقه بندی ترکیبی، نقشه ی کاربری اراضی با دقت کلی87 درصد تهیه گردید. محدوده ی مجاز معادن با استفاده از اسناد موجود در اداره ی کل حفاظت محیط زیست استان اصفهان و سازمان صنایع و معادن و پس از تبدیل مختصات به سیستم متریک، وارد نرم افزار GIS گردیده و به صورت یک لایه ی اطلاعاتی چندضلعی رقومی گردید. انطباق نقشه های محدوده ی مجاز معادن و نقشه کاربری اراضی نشان می دهد که در برخی معادن فعالیّت های معدنکاری به خارج از محدوده ی مجاز کشیده شده و نیاز به پیگیری و برخورد جدی تر سازمان های مدیریتی به خصوص سازمان حفاظت محیط زیست و در مسیر صحیح قرار گرفتن بهره برداری های جدید در محدوده های مجاز دارد.

با توجه به رشد جمعیت و افزایش شهرنشینی، وقوع حوادث طبیعی مثل زلزله می تواند خسارات و تلفات سنگینی را ایجاد نموده و توسعه شهرها و کشورها را دچار وقفه نماید. پس از وقوع زلزله، مدیران بحران برای به حداقل رساندن خسارات، اعم از جانی و مالی، به اطلاعات سریع از منطقه آسیب دیده نیاز دارند. یکی از اطلاعاتی که می تواند در امدادرسانی سریع و صحیح مورد استفاده قرار گیرد نقشه موقعیت ساختمان های تخریب شده و میزان تخریب آن ها می باشد که به آن نقشه تخریب می گویند. از این رو هدف از این تحقیق ارائه یک روش جدید به منظور ارزیابی میزان تخریب ناشی از زلزله با استفاده از تلفیق تصویر ماهواره ای و داده لیدار بعد از زلزله به همراه نقشه قبل از زلزله می باشد. روش پیشنهادی، پس از پیش پردازش های لازم بر روی تصویر ماهواره ای و داده لیدار بعد از زلزله، توصیف گرهای بافتی مختلف تصویر و داده لیدار استخراج می شوند. در مرحله بعد، با استفاده از لایه ساختمان ها که از نقشه استخراج می شود نواحی مربوط به ساختمان ها از تصویر ماهواره ای و داده لیدار، همچنین از توصیف گرهای تصویر ماهواره ای و داده لیدار استخراج می شود. در ادامه، توصیف گرهای بافتی استخراج شده از تصویر ماهواره ای و داده لیدار با هم تلفیق می شوند. سپس نقاط داخل این ناحیه، با روش طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان به دو کلاس آوار و سالم طبقه بندی می شوند. در نهایت، بر اساس مساحت کلاس آوار هر ساختمان، با در نظر گرفتن یک حد آستانه، ساختمان های تخریب شده و ساختمان های تخریب نشده مشخص می گردد. در این مقاله، تصویر ماهواره ای WorldView پرتوپرینس، پایتخت هایتی،پس از زلزله 2010 به همراه داده لیدار استفاده شده است. صحت کلی بدست آمده 97 % و ضریب کاپا به دست آمده 92 % نشان دهنده توانایی الگوریتم در تولید نقشه تخریب پس از زلزله می باشد.

توسعه روزافزون جامعه شهری متأثر از رشد بی رویه جمعیت و مهاجرت، به ساخت و سازهای بدون برنامه ریزی وگسترش مهار نشدنی آن منجرگردیده و تغییرات زیادی را در ساختار فضایی شهرها موجب شده است. ازاین رو لزوم هدایت آگاهانه و سازماندهی اساسی و طراحی فضایی زیستی مناسب را صد چندان نموده و همچنین، تغییرات بنیادی فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی، دگرگونی های وسیعی را در ساختار فضایی مجتمع -های زیستی طلب م ی نماید. شکی نیست که چنین تحولاتی نمی تواند بدون برنامه ریزی شهری و هدایت مؤثرشهرسازان پیش رود. برنامه ریزان شهری و منطقه ای با تکیه بر فرمول بندی، در تنظیم برنامه ها و اتخاذ سیاست ها، نیاز مداوم و پیوسته به کسب و دریافت اطلاعات دارند . برنامه ریزی و طراحی شهری از شناخت تا طراحی و اجرای برنامه های شهری نیازمند اخذ اطلاعات سریع، صحیح، دقیق و به هنگام از محله، شهر و منطقه می باشد. تاکنون عناصر کارتوگرافیکی (گراف، هیستوگرام, نقشه, عکس، عکس هوایی، تصویر ماهواره ای، نقشه عکسی یا تصویری و سامانه های اطلاعات جغرافیایی ) به عنوان ابزار اصولی به تأمین اطلاعات صحیح و معرفی امکانات و محدودیت های شهر و منطقه کمک نموده و بستر برنامه ریزی و طراحی شهری را فراهم می کرده است. دانش کارتوگرافی طی سال های اخیر متأثر از الکترونیک، ماهواره و اتوماسیون در آستانه تحولی بنیادی قرارگرفته است و علاوه بر نقش تعیین کننده شبیه سازی به تکنیکی بی نظیر، در مدل سازی (طرحی برای آینده ) به منظور طراحی و برنامه ریزی و آزمون فرایندها و تجزیه و تحلیل نتایج قبل از اجرا تبدیل گردیده است. هدف این مقاله، پژوهشی است تا تأثیر اتوماسیون را در تحول کارتوگرافیک و تبدیل آن به تکنیکی برجسته و مؤثر در برنامه ریزی شهری و منطقه ای تبیین و به ارائه الگویی مناسب به پردازد

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.

از جمله عوامل مهم در برنامه ریزی و مدیریت شهری، به ویژه در راستای نیل به توسعه ی پایدار در نواحی شهری و استفاده بهینه از سرزمین، اطلاع بهنگام از وضعیّت پوشش اراضی برای این مناطق است. داده های سنجش از دور به جهت ارائه ی اطلاعات به هنگام و رقومی، تنوع اشکال و امکان پردازش پتانسیل بالایی برای تهیه ی نقشه های به روز کاربری اراضی شهری دارند. در این تحقیق با استفاده از تصویر ماهواره ای Landsat/ETM + و دو الگوریتم طبقه بندی نظارت شده شامل حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی، نقشه کاربری اراضی تهیه و با یکدیگر مقایسه گردید. در طبقه بندی با استفاده از الگوریتم شبکه عصبی از یک شبکه پرسپترون با یک لایه پنهان و 7 نرون ورودی، 9 نرون میانی و 4 نرون خروجی استفاده شده است که تعداد نرون های ورودی همان تعداد باندهای تصویر ماهواره ای لندست و تعداد نرون های خروجی همان تعداد کلاس های نقشه کاربری اراضی می باشد. در نهایت نقشه پوشش اراضی منطقه به چهار طبقه ی مناطق مسکونی، اراضی بایر، پوشش گیاهی و جادّه طبقه بندی شد. برای ارزیابی صحّت نتایج طبقه بندی، برداشت های زمینی با استفاده از GPS انجام گرفت. نتایج حاصل از ارزیابی دقت این دو روش با استفاده از صحت کلی و ضریب کاپا نشان داده است که الگوریتم شبکه عصبی پرسپترون با دقت کلی 24/98 و ضریب کاپای 9703/0 نسبت به الگوریتم حداکثر احتمال با دقت کلی 23/94 و ضریب کاپای 9034/0 از دقت بیش تری برخوردار است. همچنین در این تحقیق ارزیابی شد که روش طبقه بندی شبکه ی عصبی پرسپترون چند لایه، نسبت به روش حداکثر احتمال، از توان تفکیک و قابلیت بیش تری برای تهیه ی نقشه پوشش اراضی در مناطق شهری برخوردار می باشد. 

پوشش گیاهی نقش مؤثری بر روی محیط زیست داشته و با بررسی روند تغییرات آن می توان گام مهمی در جهت برنامه ریزی صحیح و مدیریت اصولی برداشت. در این راستا، تصاویر سری زمانی می تواند ابزار بسیار مفیدی در زمینه ی مطالعات محیطی مرتبط با تغییرات پوشش گیاهی و کشف ناهنجاری باشد. در پژوهش حاضر تغییرات زمانی بلندمدت پوشش گیاهی شهرستان چالوس با استفاده از داده های ماهواره ای لندست 7،5 و 8 در طی سال های 1986 تا 2021 بررسی و ارزیابی شد. در راستای تحقق این هدف، 36 تصویر سری زمانی شاخص EVI به کار گرفته شد. با توجه به وسعت منطقه و غیریکنواخت بودن تغییرات، با انتخاب چند موقعیت مکانی از منطقه موردمطالعه به عنوان نقاط مهم بررسی ها صورت گرفت. نقشه تغییرات و روند تغییرات به دست آمده از این تحقیق حاکی از کاهش و رشد پوشش گیاهی، بسته به شرایط زمانی و مکانی بوده است. در برخی از مناطق ساحلی پوشش گیاهی به مرور زمان روند کاهشی داشته که تبدیل به شهرک و مناطق تجاری شده است و در برخی دیگر از نقاط شمالی، مناطقی که از پوشش گیاهی ضعیفی برخوردار بودند در طی این سال ها تبدیل به مزارع و زمین های کشاورزی شده اند. پوشش گیاهی در برخی مناطق کوهستانی به علت فاصله از مناطق مرطوب و با کاهش بارندگی روند کاهشی داشته است. درعین حال بر اساس تحلیل سری زمانی در این بازه زمانی 36 ساله روند کاهش پوشش گیاهی برای دو سال نسبت به سایر سال ها از شدت بیشتری برخوردار بوده، به گونه ای که نمودارهای آنومالی آن دارای افت زیاد و کاهش چشم گیر پوشش گیاهی نسبت به وضعیت نرمال هستند. نتایج تحقیق نشان داد که معیار آنومالی به خوبی قادر است تغییرات سالانه بین پوشش گیاهی و همچنین خشکسالی های احتمالی رخ داده را به نمایش بگذارد. همچنین برای بهره گیری بهتر از این معیار، به کارگیری معیار آنومالی نسبت به میانگین کلی با تمایز بالایی موفق به کشف ناهنجاری پوشش گیاهی در این منطقه شد و درک بهتری از سیر روند تغییرات ارائه داد.