per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
5
14
10.22131/sepehr.2016.22126
22126
Research Paper
بهبود طبقه بندی طیفی-مکانی تصاویر ابرطیفی با به کارگیری اطلاعات مکانی در انتخاب نشانه ها
Improving the spectral-spatial classification of hyperspectral images using spatial information in selecting markers
داود اکبری
davoodakbari@ut.ac.ir
1
عبدالرضا صفری
asafari@ut.ac.ir
2
سعید همایونی
davoodakbari62@gmail.com
3
دانشجوی دکتری سنجش از دور، گروه مهندسی نقشه برداری، دانشگاه تهران
دانشیار گروه ژئودزی، دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی، دانشگاه تهران
استادیار سنجش از دور، گروه جغرافیا، دانشگاه اوتاوا، کانادا
فنآوری سنجش از دور ابرطیفی دارای کاربردهای فراوان در طبقه بندی پوشش های زمین و بررسی تغییرات آنها است. معمولترین روش جهت طبقهبندی تصاویر ابرطیفی، طبقه بندی مبتنی بر پیکسل بوده که در آن هر پیکسل فقط با اطلاعات طیفی خود و بدون در نظر گرفتن پیکسل های همسایه، به کلاس مشخصی اختصاص می یابد. پیشرفتهای اخیر و ایجاد تصاویری با قدرت تفکیک مکانی بالا، لزوم استفاده توأم از اطلاعات طیفی و مکانی را در طبقه بندی تصاویر ابرطیفی ایجاب می کند. در این تحقیق روشی جدید برای طبقه بندی طیفی-مکانی تصاویر ابرطیفی و بر اساس الگوریتم قطعه بندی هرمیمبتنی بر نشانه معرفی میشود. در میان الگوریتمهای مختلف طبقهبندی طیفی-مکانی تصاویر ابرطیفی، تاکنون الگوریتم قطعهبندی هرمی مبتنی بر نشانه در ترکیب با الگوریتم طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان به بهترین نتایج دست یافته است. در روش پیشنهادی برای انتخاب نشانهها از ترکیب قطعهبندی واترشد (Watershed)و طبقهبندی ماشین بردار پشتیبان استفاده میشود. برای این منظور از میان پیکسلهای با بیشترین جمعیت برای هر ناحیه از نقشه قطعهبندی، آنهایی که دارای بالاترین درجه تعلق به یک کلاس هستند، به عنوان نشانه انتخاب میگردند. سپس بر روی نشانه های بدست آمده، الگوریتم قطعهبندی هرمی پیادهسازی میشود. در نهایت نقشه قطعه بندی بدست آمده به کمک قانون تصمیم رأی اکثریت با نقشه طبقهبندی ماشین بردار پشتیبان ترکیب می گردد. روش پیشنهادی بر روی سه تصویر ابرطیفی Pavia، Berlin و DC Mall پیادهسازی شد، نتایج آزمایشات بدست آمده برتری روش پیشنهادی را در مقایسه با الگوریتم هرمی مبتنی بر نشانه اولیه نشان میدهد. این برتری برابر با 4، 6 و 5 درصد در پارامتر ضریب کاپا و به ترتیب برای تصاویر Pavia، Berlin و DC Mall میباشد.
Abstract Recently, a new approach, based on the Hierarchical SEGmentation (HSEG), grown from automatically selected markers using Support Vector Machines (SVM), has been proposed for spectral-spatial classification of hyperspectral images. The HSEG algorithm, which combines region object finding with region object clustering, has given good performances for hyperspectral image analysis. This technique produces at its output a hierarchical set of image segmentations. This paper aims at improving this approach by using image segmentation to integrate the spatial information into the marker selection process. In this study, the markers are extracted from the classification maps obtained by both SVM and watershed segmentation algorithm. The watershed algorithm is used in parallel and independently to segment the image. It is a powerful morphological approach to image segmentation. Moreover, the class’s pixels, with the largest population in the classification map, are kept for each region of the segmentation map. Lastly, the most reliable classified pixels are chosen from among the exiting pixels as markers. Then, a marker-based HSEG algorithm is applied. Each region from the segmentation map is classified by applying a majority vote rule over the pixel-wise SVM classification results. Three benchmark urban hyperspectral datasets are used for our comparisons: Pavia, Berlin and DC Mall. The results of our experiment indicate that, compared to the original hierarchical approach, the marker selection using segmentation algorithm leads in more accurate classification maps. Indeed, the proposed approach achieves an approximately 4%, 6% and 5% kappa coefficient higher than the original hierarchical-based algorithm for the Pavia, Berlin, and DC Mall datasets, respectively.
https://www.sepehr.org/article_22126_a442e3d1113cbb1e57c726cbf3c03196.pdf
تصویر ابرطیفی
طبقه بندی طیفی-مکانی
انتخاب نشانه
قطعه بندی واترشد
قطعه بندی هرمی مبتنی بر نشانه
Hyperspectral Image
Spectral-Spatial Classification
Marker Selection
Watershed Segmentation
Marker based hierarchical segmentation
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
15
23
10.22131/sepehr.2016.22127
22127
Research Paper
روشی نوین به منظور طبقه بندی داده های چند بازگشتی لایدار با استفاده از اطلاعات هندسی مجاورتی و فضای پدیده
A Novel Method for Classification of Multi Return LiDAR Data using Geometrical-Contextual Information and Prototype Space
علیرضا صفدری نژاد
safdari_nezhad@sina.kntu.ac.ir
1
مهدی مختارزاده
m_mokhtarzade@kntu.ac.ir
2
محمدجواد ولدان زوج
valadanzouj@kntu.ac.ir
3
دانشجوی دکترای مهندسی نقشه برداری، دانشکده مهندسی ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
استادیار گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشکده مهندسی ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
استاد گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشکده مهندسی ژئوماتیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
دادههای اخذ شده توسط سیستمهای لیزر اسکنر هوایی به دلیل برخورداری از مزایایی نظیر دقت هندسی نسبتاً بالا و تراکم مکانی بالای نقاط، اطلاعات هندسی متنوع و منحصر به فردی از سطوح فیزیکی عوارض فراهم میآورند. طبقهبندی و تفکیک دادههای ابر نقطه به عوارض سازندهی محیط، نقش مهمی در روند مدلسازی سهبعدی عوارض ایفا میکند. در مقاله پیش رو، مسألهی تفکیک ابرنقاط بعنوان یک فرایند طبقهبندی نظارتشده مدنظر قرار گرفته شده است؛ روند اجرایی در روش پیشنهادی مبتنی بر سه گام بوده که در گام نخست، برای هر نقطهاز ابرنقاط مجموعهای از ویژگیها مبتنی بر تحلیلهای مجاورتی تولید میگردد. در گام دوم، ویژگیهای بهینه به کمک دادههای آموزشی و فضای پدیده استخراج شده و در نهایت، طی یک الگوریتم خوشهبندی، با استفاده از ویژگیهای استخراج شده، دادههای ابر نقطه به کلاسهای مد نظر طبقهبندی میگردند. از این روش بمنظور طبقهبندی ابر نقاط چندبازگشتی لایدار مربوط به یک منطقهی شهری استفاده شد که نتایج طبقهبندی، دقت کلی معادل 15/93درصد و ضریب کاپای 89/0 را نشان دادند.
Abstract
3D point clouds obtained by Airborne Laser Scanner Systems provide a varied and unique geometric information of the physical terrain surfaces due to advantages such as relatively high geometric accuracy and high spatial density of the points. Classification and separation of cloud point data to environmental constructive terrains plays an important role in the process of 3D modeling of terrains. In this procedure, point cloud clustering is a fundamental step in the procedure of information extraction form LiDAR's data. In this paper, a novel method is proposed for supervised classification of LiDAR cloud of points based on contextual analysis of LiDAR points. The proposed method consists of three main steps. In the first step, a set of features based on contextual analyses are produced for each point in LiDAR data. In the second step, the optimum feature selection is done in the modified prototype space using a new strategy. The last step is conducted by a simple k-means clustering in the feature space spanned by optimum contextual clusters. An urban area with the residential texture has been used as the case study to evaluate the proposed method. The results indicate proper classification accuracies. The overall accuracies and kappa coefficients were 93.15% and 0.89 respectively.
https://www.sepehr.org/article_22127_fe284e3db77cbe97d6e3b29f147b8c8f.pdf
لیزر اسکنر هوایی
خوشه بندی
تحلیل مجاورت
انتخاب ویژگی
فضای پدیده
فضای ویژگی
Airborne Laser Scanners (ALS)
Clustering
Contextual analysis
feature selection
Prototype Space
Feature Space
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
25
42
10.22131/sepehr.2016.22136
22136
Research Paper
بررسی و تحلیل همدید- دینامیک ریزش برف در استان یزد
The Synoptic-Dynamic Study and Analysis of Snowfall in Yazd province
کمال امیدوار
komidvar@yazd.ac.ir
1
استاد اقلیم شناسی، دانشگاه یزد
در بیشتر مناطق کشور به ویژه در ارتفاعات بلند، نوع غالب بارش به صورت برف است که میتواند منبع اصلی تأمین کننده آب رودها، چشمهها، سفرههای آبی زیر زمینی و قناتها محسوب شود. به سبب موقعیت جغرافیایی و شرایط توپوگرافی، ارتفاعات بلند استان یزد نیز یکی از مناطق برفخیز کشور است. هدف این تحقیق شناخت، بررسی و تحلیل همدید- دینامیک ریزش برف در استان یزد است. بدین منظور پس از شناسایی موقعیت جغرافیایی منطقه و با توجه دادههای مورد نیاز، 12دوره بارشی برف در طول دوره آماری 1999تا 2011 شناسایی شدند. برای شناسایی حرکت توده هوا و بررسی سامانههای همدید به استان، از دادههای برف و بارش روزانه و نقشههای همدید سطح زمین و ترازهای فوقانی جو، رودباد، امگا، چرخندگی و وزش رطوبتی، از پایگاه NCEP/NCAR استخراج و نقشههای مربوطه در محیط GrADS ترسیم شده است: پس از بررسیهای ترمودینامیکی هوایی که استان یزد را تحت تأثیر خود قرار میدهد و مطالعه ویژگیهای دینامیکی از نظر تقویت و تضعیف سامانههای فشاری و تحلیل همدید آنها، سه الگوی همدیدی و فشاری استخراج شده است. در الگوی اول سامانههای ترکیبی شرق مدیترانه و سودانی به همراه عمیقتر شدن ناوه شرق مدیترانه و نفوذ هوای سرد از زبانههای پرفشار عرضهای بالا و شمال کشور، سبب ریزش برف به ویژه در ارتفاعات استان یزد میشود. در الگوی دوم با ایجاد پدیده بلوکینگ سبب ماندگاری هوای سرد به مدت چند روز در استان به همراه ناوۀ عمیق شرق مدیترانه و دریای سرخ و فعالیت همزمان این دو توده هوای جبههای سبب ریزش برف و سرمای شدید در استان یزد میشود. در الگوی سوم با استقرار و نفوذ پرفشار دریای خزر و سیبری و ایجاد پدیده کم فشار بریده (سردچال) در نواحی شمالی و مرکزی ایران باعث ریزش برف در نواحی مرکزی و استان یزد میشود.
Abstract
In most parts of the country, especially at high altitudes, the predominant form of precipitation is snow, which can be considered as the main source of water for rivers, springs, underground watersheds and Qanats. The heights of Yazd province are also one of the snowy areas of the country because of geographical location and topographic conditions. The purpose of this research is to synoptically-dynamically identify, study and analyze the snowfall in Yazd Province. For this purpose, 12 snowfall periods were identified during the statistical period of 1999 to 2011 after identifying the geographical location of the area and with regard to the required data. To identify the motion of the air mass and to study the synoptic systems of the province, daily snow and rainfall data and synoptic maps of the land surface and upper levels of the atmosphere, jet stream, omega, circulation and humidity advection were extracted from the NCEP/NCA base and the related maps were plotted in the GrADS environment. Three synoptic and pressure patterns were extracted after conducting climatic thermodynamic researches affecting Yazd province and studying dynamic properties in terms of strengthening and weakening of pressure systems and their synoptic analysis. In the first pattern, the low-pressure combinative systems of the Eastern Mediterranean and Sudan along with the deepening of the Eastern Mediterranean troughs and the penetration of cold weather cause snowfall, especially on the highlands of Yazd province. In the second pattern, the emergence of the blocking phenomenon causes snowfall and severe cold in Yazd province. This phenomenon occurs along with deep troughs of the Eastern Mediterranean and the Red sea leading to cold weather and snowfall for several days. In the third and final pattern, with the establishment and high pressure penetration of the Caspian Sea and the Siberia and the creation of a cut-off low-pressure phenomenon in the central and northern parts of Iran, a snowfall occurs in the central regions of Yazd province.
https://www.sepehr.org/article_22136_8b3f73e083ea385cefec9f29f07b4274.pdf
برف
نقشه همدید
الگوی همدید
بلوکینگ
کم فشار بریده
استان یزد
Snow
Synoptic map
Synoptic pattern
Blocking
Cut-off Low-pressure
Yazd Province
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
43
56
10.22131/sepehr.2016.22137
22137
Research Paper
بررسی روند تغییرات بارش و رواناب بااستفاده از مدل جهانی سطح زمین (GLDAS) در حوضه ی سد دوستی
Investigating the Trend of Rainfall and Runoff Changes using The Global Land Data Assimilation System (GLDAS) in Doosti Dam Basin
مهسا پلرودی مقدم
mahsa_moghadam1990@yahoo.com
1
سعید حمزه
saeid.hamzeh@ut.ac.ir
2
مجید وظیفه دوست
majid.vazifedoust@yahoo.com
3
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه ملایر
استادیارگروه سنجش ازدوروGIS، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران
استادیار گروه آبیاری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان
امروزه با توجه به کاهش منابع آب و بحران آبی موجود توجه به مدیریت صحیح یکپارچه منابع آب بخصوص در مناطق مرزی امری مهم و ضروری میباشد. یکی از اقدامات اساسی در این زمینه آگاهی از میزان بارش و رواناب و روند تغییرات آن در محدوده حوضههای آبریز است. اما عدم دسترسی به دادههای میدانی کافی در حوضههای مرزی این امر را با مشکل اساسی روبه رو میسازد. جهت فایق آمدن به این مشکل میتوان از دادههای سنجش از دور و مدلهای جهانی استفاده نمود. هدف از انجام این تحقیق، بررسی روند تغییرات بارش-رواناب در حوضهی سد دوستی با استفاده از مدل جهانی سطح زمین (GLDAS) میباشد. بدین منظور از دادههای جهانی سطح زمین در 7 پیکسل 5/1 در 5/1 درجهای بین عرضهای جغرافیایی 5/36-35 شمالی و طولهای جغرافیایی67-5/59 غربی استفاده شد. نوع تغییرات و روند دادههای مدل از طریق شبیهسازی، ضریب همبستگی پیرسون، آزمونهای من-کندال و من-کندال دنبالهای در طی 10 سال از سال 2004 تا 2013 به صورت فصلی و سالانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده از تحلیل دادهها نشان داد که در شرق و جنوب شرقی حوضهی مورد مطالعه همبستگی بین بارش و رواناب ضعیفتر از سایر نقاط است همچنین در سطح اطمینان 95% برای دادههای سالانه برای بارش تنها در پیکسل 7 و برای رواناب در پیکسلهای 6 و 7 روند منفی هستند. در ارتباط با دادههای فصلی، بارش تنها در فصل بهار در دو پیکسل 5 و 7 و رواناب در پیکسل 7 در فصلهای زمستان و تابستان روند منفی تشخیص داده شد. نتایج این مدل نشان میدهد که مدل GLDAS جهت مطالعه بارش-رواناب در نقاطی که دسترسی به دادههای زمینی دشوار است، میتواند بسیار کاربردی و مفید باشد زیرا امکان بررسی مناطق وسیع با هزینهی کم را دارد.
Abstract
Nowadays, considering the reduction of water resources and the existing water crisis, it is necessary and important to pay attention to the proper and integrated water resources management, especially in border areas. One of the basic measures in this field is to know the amount of rainfall and runoff and the trend of its changes in the watershed basins.
However, the lack of access to sufficient field data in the border areas poses a major problem. Remotely sensing data and global land models can be used to overcome this problem. The aim of this research is to investigate the trend of rainfall-runoff changes in the Doosti dam basin - which is important to decision–makers in Iran- using the Global Land Surface Model System (GLDAS). For this purpose GLDAS data were used in 7 pixels 1.5*1.5 degree between the Latitudes of 35-36.5 N and Longitude of 59.5-67 W. The type of changes and trend of model data were investigated seasonally and annually through simulation, Pearson correlation coefficient, Mann-Kendall and Mann-Kendall sequential tests over a period of 10 years from 2004 to 2013. The results of data analysis showed that the correlation between rainfall and runoff is weaker in the East and the Southeast of the studied basin than in other areas. Also, at 95% of the confidence level for annual rainfall data, the trend for the rainfall is negative only in pixel 7 and for runoff in pixels 6 and 7. Regarding seasonal data, the trend was detected to be negative for the rainfall only in spring in pixels 5 and 7, and for the runoff in winter and summer in pixel 7. The results of this model show that the GLDAS model can be very useful and practical for studying rainfall-runoff in areas with difficult access to terrestrial data because it is possible to study vast areas at low cost.
https://www.sepehr.org/article_22137_ea062e4d932ef3faa4d68cae8c8487c2.pdf
بارش
رواناب
مدل جهانی سطح زمین (GLDAS)
آزمون من کندال
سد دوستی
Rainfall
Runoff
GLDAS
Mann-Kendall test
Doosti dam
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
57
72
10.22131/sepehr.2016.22138
22138
Research Paper
تحلیل راهبردی تحولات فضایی-کارکردی در پهنه حریم جنوبی کلانشهر تهران (مطالعه موردی: شهرستان های ری و اسلامشهر)
Strategic Analysis of Spatial-Functional Developments in the Southern zone of Tehran Metropolis
(Case study: Shahr-e-Rey & Islamshahr)
حمید بحیرایی
3@yahoo.com
1
رحیم سرور
sarvarh83@gmail.com
2
بهمن کارگر
b_kargar@yaoo.com
3
عبدالرضا فرجی راد
a.farajirad@yahoo.com
4
دانشجوی دکتری تخصصی جغرافیا و برنامه ریزی روستایی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران.
استاد گروه جغرافیا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران، نویسنده مسئول
عضو هیئت علمی دانشگاه علوم انتظامی امین - دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یادگار امام (ره) شهرری، تهران، ایران
دانشیار گروه جغرافیا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
تأثیرات متقابل فضایی و روابط عملکردی بین شهرها با نواحی پیرامونی و از آن جمله نواحی روستایی واقع در حوزه نفوذ آنها، بهمرور منجر به تغییرات مختلف در عرصههای گوناگون آنها میگردد. تغییرات ساختار جمعیتی (مهاجرت روستا-شهری، تخلیه جمعیتی روستاها و ....) و تغییرات ساختار کارکردی و اقتصادی (متزلزل شدن اساس و بنیاد تولید کشاورزی و گسترش فعالیتهای حاشیهای و غیرتولیدی و....) ازجملهی آنهاست. در این میان، ازجمله تغییرات مهمی که عمدتاً متأثر از شهرها بوده و در دهههای اخیر بخصوص در نواحی روستایی کلانشهر تهران قابل مشاهده است، ادغام روستاهای حریم شهر در بافت فیزیکی شهرها، افزایش واحدهای صنعتی، تولیدی، خدماتی و مسکونی، زمینخواری و تغییر الگوی مصرف زمین و مهمتر از همه سوء مدیریت که باعث گستردگی بیش از حد فیزیکی شهرها و تغییر کاربری اراضی حریم آنها شده است. هدف از این مقاله تحلیل راهبردی تحولات فضایی کارکردی شهرستانهای ری و اسلامشهر در پهنه حریم جنوبی کلانشهر تهران میباشد. روش تحقیق توصیفی- تحلیلی و روش مطالعه مبتنی بر مطالعه میدانی و پرسشنامه میباشد. همچنین جهت تجزیه و تحلیل دادهها، از مدل ترکیبی (SWOT-AHP) بهره گرفته شده است. یافتهها نشان میدهد عدم انتقال پادگانهای نظامی در جایگاه نخست، عدم هماهنگی بین دهیاریها و روستاهای داخل محدوده در جایگاه دوم و مستقل بودن و افزایش بارگذاری ساختمانی و جمعیتی در مهرومومهای آتی بهعنوان مهمترین نقاط ضعف تلقی گردیده، و همچنین مؤلفههایی مانند توجه روزافزون به حریم شهرها و روستاها بخصوص در سالهای اخیر و دسترسی مناسب به خدمات و بالا بودن سرمایه اجتماعی درونگروهی به عنوان مهمترین نقاط قوت قابل ذکر میباشند. در همین راستا مهمترین مؤلفهها استفاده از پتانسیلهای فضای باز در اطراف شهرهای اسلامشهر و غیره در جهت گسترش خدمات اجتماعی مانند بیمارستان و ...، رعایت اصول ساختوساز در روستاهای مجاور حریم کلانشهر تهران به دلیل وجود ساختارهای مناسب نظارت و کنترل و لزوم اخذ مجوزهای قانونی جهت هرگونه ساختوسازهای جدید در محدوده حریم، به عنوان نقاط فرصت شناخته شده و در نهایت مؤلفههایی مانند عدم نظارت مستقیم شهرداریها بر پادگانهای نظامی، تغییر کاربریها با انگیزه منافع اقتصادی و همچنین عدم مطالعات جامع در زمینه خطرات احتمالی (مخاطرات طبیعی) در محدوده حریم، به عنوان مهمترین نقاط تهدید در منطقه شناخته شدهاند.
AbstractFor its residents, the neighborhood presents an opportunity to have informal interactions and create social cohesion. Identifying and distinguishing places and organizing them in ones’ mental structure not only allow individuals to have an effective performance but also are the sources of security and mutual understanding, and give them a pleasant and agreeable feeling. People seek physical clarity and places which are understandable and associated with their emotions and goals.The present article attempts to investigate the importance of the creating public spaces, especially in the highly dense neighborhoods and its effects on the increased security of the residents in that this protects human privacy in his residence. First, the concept of “privacy” and its functions are examined theoretically. Then the characteristics and nature of public space (collective life) of neighborhoods and finally the role of creating public spaces in building and protecting privacy of the families will be addressed.The research method is logical reasoning and a case study of on two highly dense residential areas of Tehran, Kazem-Abad and shams-Abad, along with field studies and a survey of the their residents through questionnaire. According to findings, in the present century (i.e., the last decade of the 14th century solar Hijri calender), a remarkably large population lives in the highly dense neighborhoods. If you look at people from the perspective of slave traders, and their spatial needs are conceptualized only in terms of their bodies, the effects of overcrowding are ignored. However, if people are considered human beings that are surrounded by invisibles bubbles (i.e., their privacy) which can be measured, the architecture of such neighborhoods can be examined from a new perspective.
https://www.sepehr.org/article_22138_bb56b4107467090420f163f62ed4ea00.pdf
توسعه
مدیریت یکپارچه
حریم روستا
برنامه ریزی راهبردی
Social privacy
collective space
highly dense neighborhoods
Social Security
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
73
89
10.22131/sepehr.2016.22139
22139
Research Paper
مقایسه تطبیقی توسعه فیزیکی شهرهای مرزی شرق و غرب کشور با استفاده از تصاویر ماهواره ای چند زمانه (مطالعه موردی : شهرهای زابل و پیرانشهر)
Adaptive Comparison of the physical development of the Country’s Eastern and Western border cities using multi-temporal satellite images
(Case study: Zabol and Piranshahr cities)
محسن احدنژاد روشتی
ahadnejad@gmail.com
1
اشرف عظیم زاده ایرانی
aazimirany@ut.ac.ir
2
سعید نجفی
saeednajafy87@yahoo.com
3
دانشیار جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه زنجان
دانشجوی دکترای جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه تهران
دانشجوی دکترای جغرافیا و برنامه ریزی شهری، دانشگاه زنجان
رشد و توسعه فیزیکی شهرهای مرزی با توجه به ساختارهای دفاعی و امنیتی، مهاجرت و حرکات جمعیتی، زیرساختهای ارتباطی و حمل و نقل، مدیریت شهری، منابع معیشتی، تنوع آداب و رسوم فرهنگی و ... تحت تأثیر ارتباطات داخلی و خارجی طی سالهای مختلف دچار تغییر و تحولاتی شده است.هدف اصلی این تحقیق مقایسه تطبیقی توسعه فیزیکی شهرهای مرزی شرق و غرب کشور با مطالعه موردی شهرهای زابل و پیرانشهر میباشد.بدین منظور تصاویر سنجندههایETM، TIRS و OLI ماهواره لندست5، 7 و 8 در بازه زمانی 1394-1365 انتخاب گردیده و مدلهای هلدرن و آنتروپی شانون مورد استفاده قرار قرار گرفتند. پس از زمین مرجع کردن تصاویر، با روش فازی به طبقه بندی تغییرات توسعه پرداخته شده و با استفاده از روش ترکیبی زنجیرههای مارکوف و سلولهای خودکار گستردگی شهری برای سال 1409 پیش بینی شده است. نتایج نشان میدهد که طی 29 سال مورد مطالعه، در شهر زابل اراضی ساخته شده از 10/2578 هکتار در سال 1365 به 92/3419 هکتار در سال 1394، و در شهر پیرانشهر از 10/612 هکتار در سال 5631 به 90/1785هکتار در سال 1394رسیده است. در شهر زابل طی این مدت بیشترین تغییرات کاربری، در اراضی کشاورزی با 76/58درصد و کمترین تغییرات در باغات با 42/0 درصد صورت گرفته است. در شهر پیرانشهر بیشترین میزان تغییرات کاربری، در اراضی کشاورزی با 88/67 درصد و کمترین تغییرات در اراضی بایر با 16/2 درصد بوده است. براساس مدل آنتروپی نشان داده شده است که طی29 سال اخیر، گسترش فیزیکی شهرها، باز هم به صورت پراکنده و غیرمتراکم در حال رشد بوده است. اما از میزان بی قوارگی نسبت به سال 1365 در شهر پیرانشهر کاسته شده است.همچنین در فاصلهی سالهای 1394- 1365 حدود 85 درصد از رشد فیزیکی شهر زابل، مربوط به رشد جمعیت و 15 درصد رشد شهر مربوط به رشد افقی و اسپرال شهر بوده در حالی که در شهر پیرانشهر طی سالهای مذکور با توجه به منفی شدن سرانه ناخالص، تمام رشد فیزیکی شهر حاصل از رشد جمعیت بوده است. پیش بینی میگردد که طی این 15 سال در شهر زابل با توجه به جمعیت پیش بینی شده، 49/364 هکتار و در شهر پیرانشهر 15/94 هکتار به اراضی ساخته شده شهری اضافه خواهد شد.مقایسه تطبیقی شهرها با توجه به رشد جمعیت، توسعه نامتوازن شهرها را در پی داشته که نیازمند هدایت، رشد و توسعه شهرها با برنامههای مطلوب و مناسب میباشد.
Abstract
physical growth and development of border cities with regard to defense and security structures, migration and population movements, communication and transportation infrastructure, urban management, sources of livelihood, diversity of cultural customs and…, have undergone changes and developments under the influence of internal and external communication over the years. The main objective of this research is to compare adaptively the physical development of Eastern and Western border cities of the country with a case study of Zabol and Piranshahr cities. For this purpose, ETM, TIRS, and OLI sensor images of Landsat satellites 5, 7, and 8 were selected for the period of 1986-2015 (1365-1394), and Holdren models and Shannon Entropy were used. After geo-referencing the images, Fuzzy method has been used to classify the changes of development, and the urban expansion was foreseen for the year 2030 (1409) using the combination method of Markov chains and automated cells. The results show that during the 29 years of study, the lands constructed in Zabol city has reached from 2578.10 hectares in 1986 (1365) to 3419.92 hectares in 2015 (1394), and in the city of Piranshahr from 612.10 hectares in 1986 to 1785.90 hectares in 2015. During this period, the greatest land use changes in Zabol were observed in agricultural lands with 58.76 % and the least changes were in gardens with 0.42 %. In the city of Piranshahr, however, the highest rate of land use changes were observed in agricultural lands with 67.88% and the least changes in wastelands with 2.16%. According to the entropy model, it has been shown that in the last 29 years, the physical expansion of cities has been growing sporadically and non-densely. But the rate of shapelessness has decreased in the city of Piranshahr compared to the year of 1986. Between the years of 1986 and 2015, about 85% of physical growth in Zabol city was related to population growth and 15% of the city growth was related to the horizontal and spiral growth of the city, while in the city of Piranshahr, all the city's physical growth has resulted from the population growth during the aforementioned years due to the negative gross per capita. Considering the projected population during these 15 years, it is expected that 364.4 ha in the city of Zabol and 15.94 ha in the city of Piranshahr will be added to the urban constructed lands. The adaptive comparison of the cities with regard to the population growth has led to an uneven development of the cities, which requires the guidance, growth and development of the cities with appropriate and desirable plans.
https://www.sepehr.org/article_22139_f1265c64b5cc95a0e12223a373ea7ae1.pdf
توسعه فیزیکی – شهرهای مرزی – زابل – پیرانشهر
تصاویر ماهواره ای چندزمانه – مدل هلدرن – مدل آنتروپی شانون
Physical development
Border cities
City of Zabol
City of Piranshahr
Multi-temporal satellite imagery
Holdren model
Shannon entropy model
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
91
111
10.22131/sepehr.2016.22140
22140
Research Paper
مدل تحلیل خسارت لرزه ای زیرساخت های حیاتی بر مبنای سیستم اطلاعات مکانی
Providing Seismic Loss Estimation Model of Vital Infrastructure
Based on Spatial Information System
محمد اسکندری
eskandarim@ut.ac.ir
1
مهدی مدیری
sepmag@ngo-iran.ir
2
بابک امیدوار
bomidvar@ut.ac.ir
3
علی اصغر آل شیخ
alesheikh@kntu.ac.ir
4
محمدعلی نکویی
ali.nekooie@gmail.com
5
علی علیدوستی
a-alidoost@yahoo.com
6
دانشجوی دکتری عمران-نقشه برداری گرایش سیستم های اطلاعات مکانی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
دانشیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
دانشیار، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران
استاد، گروه سیستم های اطلاعات مکانی (GIS)، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
پژوهشگر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
پدیدهزلزله،جزء سوانحطبیعیاستکههمهسالهخساراتجانی،مالیوزیستمحیطیفراوانیبرجای میگذارد. ایران به علت موقعیت لرزه خیزی و قرار گیری آن برروی کمربند زلزله، در برابر زمین لرزه بسیار آسیب پذیر می باشد. همچنین تعداد زیادی از مستحدثات قبل از تدوین معیارهای طراحی مقاوم در برابر زلزله ساخته شده اند و متأسفانه همچنان کیفیت ساخت و ساز در برخی موارد در کشور در حد مطلوب نمیباشد. از اینرو با توجه به رفتار مشکوک شبکهها نسبت به وقوع زلزلههای احتمالی، مباحث بررسی آسیب پذیری لرزهای زیرساختهای حیاتی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در مقالهی حاضر، مدلی ارائه شده که در آن، ابتدا تحلیل خطر منطقه مورد نظر (بر اساس 2 رابطه کاهندگی موجود برای کشور) صورت میگیرد، که با توجه به عدم قطعیتهای موجود در وقوع زلزله (شامل اندازه بزرگای زلزله، عمق کانونی و موقعیت کانون زلزله)، این عملیات بصورت تصادفی در هر بار انجام تحلیل انتخاب میگردد و پس از هر بار آنالیز تحلیل خطر خروجیهای ناشی از خطر لرزش زمین شامل مقادیر بیشینه شتاب، حداکثرسرعت و تغییرمکان زمین محاسبه میگردد. چنانچه منطقه دارای استعداد زمینلغزش یا روانگرایی باشد، میبایست خروجیهای ناشی از خطر شکست زمین شامل مقادیر تغییرمکانهای روانگرایی و زمینلغزش برای هر عارضه وارد مدل شوند. سپس از توابع آسیبپذیری لرزهای که برای هر 2 خطر لرزش زمین و شکست زمین برای شریانها در پایگاه داده مدل قرار داده شده، استفاده میگردد. در انتها براساس توابع موجود آسیبپذیری به تحلیل خسارت شبکهها پرداخته میشود. تمامی این گامها برای یکبار آنالیز میباشد. از اینرو بر اساس شبیهسازی مونت کارلو، تمامی این عملیات بصورت 10هزار بار برای لحاظ نمودن تمامی عدمقطعیتها و حالات خرابی تکرار میشوند و از خروجیهای موجود در پایگاه داده، میانگینگیری انجام میشود تا تمامی حالات خرابی در نظر گرفته شود. به همین منظور باتوجه به حجم وسیع داده توصیفی و مکانی، از طرفی آنالیزهای مکانی زیاد بر روی دادهها و همچنین حجم بالای معادلات ریاضی برای تکرار عملیات، به کدنویسی در محیط Visual Studio با زبان برنامهنویسی C# با بهرهگیری از کتابخانههای .Net Framework و Arc Engine پرداخته شد که منجر به تولید یک سامانه نرمافزاری با به کارگیری یک پایگاه داده و با قابلیتهای تحلیل و استنتاج مکانی بر مبنای سیستمهای اطلاعات مکانی (GIS) گردید که میتواند مقادیر احتمالی خرابی کم، متوسط، وسیع و کامل هر شریان را به تفکیک در قالب نقشه و جدول برای هر عارضه برآورد نماید. در این مقاله بمنظور نمایش بهتر این پژوهش، مدل موجود برای شهر نیشابور، پیادهسازی و مورد تحلیل واقع گردید.
Abstract The earthquake phenomenon is a natural disaster that causes many fatal, financial and environmental damages every year. Iran is extremely vulnerable to earthquakes due to its seismicity and its location on the earthquake belt. Also, a large number of facilities were built before the formulation of earthquake resistant standards and, unfortunately, the quality of construction in some cases in the country is not optimal. Therefore, considering the suspicious behavior of the networks regarding the occurrence of possible earthquakes, the issues of assessing the seismic vulnerability of critical infrastructure are of particular importance. In this paper, a model has been presented in which, first, the risk analysis of the area of interest (based on the two existing attenuation relations for the country) is carried out, which, given the uncertainties involving in the earthquake occurrence (including magnitude of earthquake, focal depth and position of the earthquake epicenter), this operation is randomly selected at each time of the analysis, and after each hazard analysis, the outputs resulting from the earthquake hazard including the maximum acceleration values, the maximum speed and the displacement of the ground are calculated. If the area has a landslide or liquefaction potential, then the outputs resulted from the earth fault risk, including the values of liquefaction and landslide displacements, should be introduced into the model for each feature. Then, seismic vulnerability functions are used which are placed on the model database for both ground shaking hazard and ground failure for the arteries. At the end, based on the existing vulnerability functions, the network damage analysis is dealt with. All these steps are for a single analysis. Therefore, based on the Monte Carlo simulation, all of these operations are repeated 10,000 times to include all uncertainties and failure states, and the outputs in the database are averaged to account for all failure states. For this purpose, due to the large volume of descriptive and spatial data, on the other hand, large spatial analysis of data and the high volume of mathematical equations for repetition of operations, coding in the Visual Studio environment with the C # programming language was done, using the Net Framework and Arc Engine libraries which led to the production of a software system using a database and with spatial analysis and deduction capabilities based on spatial information systems (GIS) that could assess the possible slight, moderate, extensive and complete failure rates of each artery separately in the form of maps and tables for each feature. In this paper, to better illustrate this research, the existing model for the city of Neyshabur was implemented and analyzed.
https://www.sepehr.org/article_22140_619a6db3346206bc0729b2492c3db21d.pdf
سیستم اطلاعات مکانی
تحلیل خسارت
زیرساخت حیاتی
زلزله
شبیه سازی مونت کارلو
Spatial Information Systems
Loss estimation
Infrastructure
Earthquake
Monte Carlo Simulation
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
113
128
10.22131/sepehr.2016.22141
22141
Research Paper
ارزیابی و تحلیل مخاطرات و راهکارهای پدافند غیرعامل در شبکه راه های استان البرز با استفاده از روش های IHWP و SWOT
Assessment and Analysis of the Hazards and Passive Defense Solutions for the Alborz Province’s Road Network using IHWP & SWOT Methods
محمد زنگنه
eng.m.zanganeh@hotmail.com
1
کارشناس مهندسی عمران و کارشناس ارشد برنامه ریزی منطقه ای
برنامهریزی شهری و منطقهای، با هدف توسعه انجام میگیرد و مخاطرات طبیعی و انسان ساخت، موانعی در راه توسعه هستند. جنگ یکی از این مخاطرات است که همواره همراه بشر بوده و در دهههای اخیر با ایجاد تعارض در منافع کشورها ابعاد گستردهتری یافته است. بنابراین پدافند غیرعامل به عنوان یک اقدام در مرحله پیش از بحران، با هدف کاهش آسیبپذیری زیرساختها میبایست در برنامهریزیها مد نظر قرار گیرد. شبکه راههای استان البرز با توجه به همجواری با تهران، مسیر ارتباطی بین پایتخت و استانهای شمالی و شمال غرب و همچنین مسیر ترانزیت به کشورهای همسایه شمال غرب میباشند. علاوه برآن تمرکز بالای جمعیتی و صنعتی حاشیه راهها باعث ایجاد تهدید برای استان خواهد بود. لذا برنامهریزی برای کاهش آسیب پذیری این زیرساخت مهم در مواقع بحران و حفظ کارایی آن دارای اهمیت بالایی میباشد. در پژوهش حاضر به منظور شناخت راههای آسیب پذیر در برابر مخاطرات ابتدا شاخصهای مؤثر بر آسیب پذیری تعیین و با استفاده از روش IHWPرتبه بندی شده و در محیط GISنقشههای آسیب پذیری تهیه گردید. پس از آن با بکارگیری ابزار SWOTراهبردهایی در جهت کاهش آسیب پذیری معابر تعریف و اولویت بندی شدند. نتایج پژوهش نشان داد بخش شرقی و مرکزی محور اصلی شرقی- غربی شبکه راههای استان آسیب پذیری بالایی در مقابل تهدیدات جنگی خواهد داشت، در عین حال مهمترین توانمندی و فرصت پیش رو نیز همان محور میباشد. لذا با تکمیل پروژههای در دست اجرا و برنامهریزی شده جهت ایجاد محورهای موازی و همچنین مقاوم سازی پلها و جابجایی برخی از کاربری ها، میتوان به کاهش آسیب پذیری شبکه راههای استان البرز اقدام نمود.
Abstract
Urban and regional planning is done for development, and natural and man-made hazards are obstacles to development. War is one of those dangers which has always been with mankind and has become more widespread in recent decades by contributing to conflicts in the interests of countries. Therefore, the passive defense as a measure in the pre-crisis phase, with the goal of reducing the vulnerability of infrastructure, should be considered in planning. Due to its proximity to Tehran, Alborz road network, is the link between the capital and the northern and northwestern provinces as well as transit route to the neighboring countries of the Northwest. In addition, the high concentration of population and industry on the sides of the roads will create a threat to the province. Therefore, planning to reduce the vulnerability of this vital infrastructure in times of crisis and maintain its efficiency is of great importance. In the present study, in order to identify areas and roads vulnerable to the threat of war, the vulnerability indicators were first determined and ranked using IHWP method, and the vulnerability maps were prepared in the GIS environment. Then, using the SWOT tool, strategies to reduce the vulnerability of passages were defined and prioritized.
The results of the study indicated that the eastern and central parts of the main east-west axis of the province’s road network will have high vulnerability to war threats, while the most important capabilities and opportunities ahead, are the same axis. Therefore, by completing ongoing and planned projects to create parallel axes as well as bridge reinforcement and displacement of some land uses, it is possible to reduce the vulnerability of the Alborz province’s road network.
https://www.sepehr.org/article_22141_1e9485e09f417acbe2c8acb96250edc6.pdf
شبکه راه ها
مخاطرات
پدافند غیرعامل
IHWP
SWOT
Road Network
Hazard
Passive defense
IHWP
SWOT
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
129
140
10.22131/sepehr.2016.22142
22142
Research Paper
شبیه سازی و تحلیل اثر زاویه فرود و شکل اهداف در تصاویر SAR
Simulation and analysis of the effect of incident angle and shape of targets in SAR images
مجتبی بهزاد فلاح پور
m_behzad_fp@yahoo.com
1
حمید دهقانی
hamid_deh@yahoo.com
2
علی جبار رشیدی
aiorashid@yahoo.com
3
عباس شیخی
sheikhi@shirazu.ac.ir
4
دانشجوی دکتری رشته برق - مخابرات، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر
دانشیار مجتمع دانشگاهی برق و الکترونیک دانشگاه صنعتی مالک اشتر
استاد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه شیراز
عوامل تأثیرگذار در تصاویر SAR را میتوان به پنج دسته کلی رادار، سکوی حامل رادار، کانال، ناحیه تصویربرداری و بخش پردازشِ دادههای خام تقسیم نمود. در هر کدام از این عوامل، پارامترهای متنوع فیزیکی، ساختاری، سخت افزاری و نرم افزاری تأثیرگذار بوده، به گونهای که میتوان نقش هر کدام را در تصویر تشکیل شده نهایی مشاهده کرد. مدلسازی، تحلیل و در مجموع شناخت اثر هر کدام از این پارامترها، درک بهتری از نحوه عملکرد سامانههای تصویربرداری SARایجاد میکندوازاینمنظر،نه تنها گام مهمی در جهت طراحی و ساخت این نوع سامانهها خواهد بود، بلکه امکان تفسیر و تحلیل این نوع تصاویر را نیز فراهم میآورد. برای این منظور در مقاله حاضر اثر زاویه فرود و شکل اهداف که جزءِپارامترهای رادار و ناحیه تصویربرداریمیباشند، در تصاویرSARشبیهسازی میگردد. اشکال به کار گرفته شده در این شبیهسازی استوانه، مخروط و مکعب هستند که در دنیای واقعی بیانگر ساختمانها، سولهها، تنههای درخت و ... میباشند، لذا از فراوانی زیادی در تصاویر SAR برخوردارند. همچنینبرایجامعتر بودن نتایج، زوایای فرود مختلف 40،30 ،45، 50 و 60 درجه برای شبیهسازی انتخاب شدهاند. با این شبیهسازی و تحلیل نتایج حاصل از آن، الگوی رفتاری اشکال هندسی فوق در زوایای فرود مختلف از منظر سامانههای تصویربرداری SAR استخراج میشودوبدین ترتیب گام مهمی در جهت شناسایی و تشخیص اشکال مختلف که یکی از موضوعات بسیار مهم در تفسیر تصاویرSAR محسوب میگردد برداشته خواهد شد.
Abstract
Effective factors in SAR images can be divided into five general categories of radar, radar-carrying platform, channel, imaging domain and raw data processing section. In each of these factors, various physical, structural, hardware and software parameters are influential, in such a way that one can see the role of each of them in the final formed image.
Modeling, Analyzing and, in general, knowing the effect of each of these parameters, will provide a better understanding of how SAR imaging systems operate, and from this point of view, it will not only be an important step in designing and manufacturing these types of systems, but also it will provide the possibility of interpreting and analyzing these types of images. For this purpose, in the present paper, the effect of the angle of incidence and the shape of the targets which are parts of the radar and the imaging domain parameters, are simulated in SAR images. The shapes used in this simulation are cylinders, cones and cubes, which represent buildings, silos, tree trunks, etc., in the real world, so they are very abundant in SAR images. Also, for more comprehensive results, different angles of incidence of 30, 40, 45, 50 and 60 degrees have been selected for simulation. With this simulation and analysis of the results, the behavioral pattern of the above geometric shapes is extracted at different angles of incidence from the perspective of SAR imaging systems. Thus, an important step in identifying and recognizing various shapes, which is one of the most important issues in the interpretation of SAR images will be taken.
https://www.sepehr.org/article_22142_0f996194e0fc50c715c80bff048dbd79.pdf
SAR
سنجش از دور
فضای سیگنالی
فضای تصویری
الگو
SAR
Remote Sensing
Signal space
Image space
pattern
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
141
155
10.22131/sepehr.2016.22143
22143
Research Paper
ارائه یک رویکرد ترکیبی برپایه ی تئوری مجموعه ناهموار- درخت تصمیم در پایش تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده ی TM (مطالعه موردی: شهرستان شوشتر)
Presenting a combined approach based on the rough set theory of decision tree in monitoring land use changes using TM sensor images
(Case study: Shushtar City)
حسنعلی فرجی سبکبار
hfaraji@ut.ac.ir
1
سید حسن مطیعی لنگرودی
shmotiee@ut.ac.ir
2
حسین نصیری
nasirih@ut.ac.ir
3
دانشیار گروه جغرافیای انسانی، دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران
استاد گروه جغرافیای انسانی، دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران
دانشجوی دکتری گروه جغرافیای انسانی، دانشکده جغرافیای دانشگاه تهران
با پیشرفت علم و تکنولوژی، حجم زیادی از دادههای فضایی و غیرفضایی در پایگاه دادههای بزرگ ذخیره میشوند. تحلیل این دادهها به منظور تصمیمگیری نیاز به داده کاوی فضایی را بطور جدی برای کشف دانش ضروری میسازد. بکارگیری تصاویر ماهوارهای، تحلیل زمین آماری و انواع دادههای فضایی در مطالعات پایش تغییرات کاربری اراضی ابزاری مفید و کاربردی هستند؛ اماآنچه در این میان مهم است استخراج قواعد دقیق بواسطه ادغام مقادیر دادههای زیاد به منظور فراهم ساختن دانش درباره قلمرو مورد بحث است. تئوری مجموعه ناهموار (RST) یکی از تکنیکهای داده کاوی است که بطرق گوناگون در مدلسازی عدم قطعیت در دادهها استفاده میگردد. از اینرو در این پژوهش، روش کشف دانش RST بمنظور استخراج قواعد در ترکیب با الگوریتم درخت تصمیم (DT) برای طبقهبندی تصاویر ماهوارهای و پایش تغییرات کاربری اراضی مورد استفاده قرار میگیرد. نتایج تحقیق حاکی از آن است که با توجه به تغییرات بوقوع پیوسته طی سه دوره زمانی 6891 (5631)، 8991 (7731) و 4102 (3931) میتوان دریافت که تغییرات افزایشی و کاهشی چشمگیری بترتیب در اراضی ساخت شده و پهنههای آبی اتفاق افتاده است؛ در حالیکه اراضی کشاورزی تغییرات چندانی نداشته است. البته با توجه به سال پایه (6891) می توان بیان داشت که سطح زیرکشت اراضی کشاورزی منطقه نسبت به سال پایه که همزمان با جنگ تحمیلی بوده است تغییرات اندکی را شاهد بوده و این یعنی که طی سه دهه گذشته سطح زیرکشت به مانند دوره جنگ تحمیلی است. این امر بیانگر بحرانی است که در بخش کشاورزی در حال اتفاق افتادن است. همچنین نتایج به لحاظ متدولوژی با توجه به صحت کلی و آماره کاپا حاصل از مدل ترکیبی DT-RST میتوان گفت که RST ابزاری قدرتمند در داده کاوی، تقلیل دادههای زائد از پایگاه دادهها و استخراج قواعد برای بکارگیری در روش DTمیباشد.
Abstract
With the development of science and technology, a large amount of spatial and non-spatial data are stored on large databases. Analyzing these data for decision making necessitates the need for spatial data mining to discover knowledge. The use of satellite imagery, geo-statistical analysis, and all types of spatial data are useful and practical tools in studying land use change monitoring; but, what is important is the extraction of precise rules by integrating large amounts of data in order to provider knowledge about the area of interest. Rough Set Theory (RST) is one of the data mining techniques used in various ways in modeling uncertainty in data. Therefore, in this research, the RST knowledge discovery method is used to extract rules in combination with decision tree algorithm (DT) for satellite image classification and monitoring of land use changes. The results of the research indicate that according to the changes occurred during three periods of (1986-1998, 1998-2014 and 1986-2014), it can be seen that significant increasing and decreasing changes have occurred in the constructed lands and in the water bodies, while agricultural lands have not changed much. Of course, considering the base year (1986), it can be stated that the area of the agricultural lands under cultivation has witnessed a slight change compared to the base year which coincided with the imposed war, which means that the area under cultivation during the past three decades has been the same as that of the war period. This indicates that, the crisis is taking place in the agricultural sector. Also, in terms of methodology, given the overall accuracy and Kappa ratio, derived from the DT-RST combination model, RST can be considered to be a powerful tool in data mining, reducing the redundant data from databases and extracting rules for use in the DT method.
https://www.sepehr.org/article_22143_f706bb56b01483b0a2977104b52f0794.pdf
پایش تغییرات کاربری اراضی
تئوری مجموعه ناهموار
کشف دانش
درخت تصمیم
شوشتر
Land use changes monitoring
Rough Set Theory
Knowledge Discovery
Decision tree
Shushtar
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
157
170
10.22131/sepehr.2016.22144
22144
Research Paper
مقایسه ی عملکرد مدل های LARS و RegCM4 در شبیه سازی و پس پردازش داده های سالانه دما و بارش خراسان بزرگ
Comparing the performance of LARS_WG and RegCM4 models in simulating and post-processing of annual temperature and rainfall data in Great Khorasan
محمود احمدی
44ahmadi@gmail.com
1
حسن لشکری
dr_lashkari61@yahoo.com
2
قاسم کیخسروی
ms167023@yahoo.com
3
مجید آزادی
azadi@hotmail.com
4
استادیار اقلیم شناسی دانشگاه شهید بهشتی
دانشیار اقلیم شناسی دانشگاه شهید بهشتی
دانشجوی دکتری اقلیم شناسی دانشگاه شهید بهشتی
دانشیار هواشناسی پژوهشکده هواشناسی، تهران
این تحقیق به منظور شبیهسازی بارش و دما با مدل دینامیکی RegCM4 وLARSدر دو حالت با و بدون بهکارگیری تکنیک پسپردازش آماری برونداد مستقیم مدل در شمالشرق ایران (خراسان بزرگ) ودوره آماری 2011-1987 در مقطع زمانی سالانه انجام شده است.بر اساس نتایج حاصله، در مدل LARS در منطقه مورد مطالعه، در دوره راستیآزمایی 2013-2007 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل برابر 63/53 میلیمتر و پس پردازش شده 25/11- میباشد. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 84 درصد ایستگاههای مطالعاتی انجام پسپردازش مؤثر واقع شده و میزان خطای اریبی را در بیشتر ایستگاه ها، بشدت کاسته است. بر اساس نتایج حاصله از مدل RegCM4، در دوره راستیآزمایی 2011-2006 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل RegCM4 برابر 3/85 میلیمتر و پس پردازش شده 04/61 محاسبه شده است.لذا مقادیر خطا در بیشتر ایستگاهها قبل و بعد از پردازش بسیار بالا و نتایج مدل قابل قبول نیست. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 75 درصد ایستگاههای مطالعاتی انجام پسپردازش مؤثر واقع شده است. بنابراین قدر مطلق خطای اریبیپس پردازش متوسط بارش سالانه مدل LARS برابر با 6/13 و مدل RegCM4 برابر با 61 میباشد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل LARS برابر 096/0 درجه سانتیگراد و پس پردازش شده 432/0- است. این در عمل بزرگتر از اریبی بدون پس پردازش شده است، لذا عمل پس پردازش در تمامی ایستگاهها مؤثر واقع نشده و فقط در 46 درصد ایستگاهها خوب تعریف میشود.شبیه سازی دادههای دمای دومتری در ایستگاههای هواشناسی با استفاده از مدل RegCM4 و نیز اعمال MA کارایی بالایی را نشان داد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل RegCM4 برابر 78/2- درجه سانتیگراد بود که پس از اعمال پسپردازش به 05/0- کاهش یافت. در تمامی ایستگاهها دمای سالانه مدل شده با دادههای مشاهداتی کمتر از 1/0 درجه سانتیگراد اختلاف دارد. بنابراین در شبیه سازی دادههای بارش سالانه مدل LARS تا حتی بهتر از مدل RegCM4 جوابگو میباشد. و در شبیه سازی دادههای دمای سالانه مدل دینامیکی RegCM4، واقعیت خیلی بهتری از منطقه نسبت به مدل آماری LARS ، از خود نشان میدهد.
Abstract
The present study was conducted to simulate precipitation and temperature with the RegCM4 and LARS dynamic model in two states, with and without using the statistical post-processing technique of direct model output in the north-east of Iran (Great Khorasan) and the statistical period of 1987-2011 in the annual time period. Based on the results, the annual bias average raw precipitation is equal to 53.63 millimeters and the post-processed is -11.25 in the LARS model in the study area during the 2007-2013 verification period. In summary, performing post-processing technique has been effective at 84% of the study stations in annual time scale and has reduced severely the bias error rate in most stations. Based on the results obtained from the RegCM4 model, the annual bias average raw rainfall of the RegCM4 model is calculated to be 85.3 millimeter and the post-processed to be 61.04 during the 2006-2011 verification period. Therefore, error values in most stations are very high before and after processing and the model results are not acceptable. In summary, performing post-processing technique has been effective at 75% of the research stations in annual time scale. Therefore, the absolute value of the bias error of the average annual rainfall post-processing of the LARS and RegCM4 models are equal to 13.6 and 61 respectively. The annual bias average raw temperature of the LARS model is equal to 0.096 degrees Celsius and the post-processed is -0.432. Practically, this is larger than the bias without post-processing, so post-processing operation is not effective in all stations and is only well defined in 46% of the stations. Simulation of 2 meter temperature data at the meteorological stations using the RegCM4 model as well as MA operations showed high efficiency.The annual bias average raw temperature of the RegCM4 model was -2.78 degrees centigrade which fell to -0.05 after applying post-processing technique. At all stations, the modelled annual temperature is different from observational data less than 0.1 ° C. Therefore, in the simulation of annual rainfall data, the LARS model is even more responsive than the RegCM4 model. And, in simulating the annual temperature data, the RegCM4 dynamic model shows a much better reality than the LARS statistical model.
https://www.sepehr.org/article_22144_7e9c2466d46c285f297c1df42b9449f0.pdf
خراسان بزرگ
پس پردازش
مدل دینامیکی RegCM4
مدل آماری LARS
Great Khorasan
Post-processing
Dynamic RegCM4 model
Statistic LARS_WG model
per
سازمان جغرافیایی
فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»
2588-3860
2588-3879
2016-10-01
25
98
171
181
10.22131/sepehr.2016.22145
22145
Research Paper
برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره لندست8 و الگوریتم پنجره مجزا(مطالعه موردی: حوضه آبریز مهاباد)
Extraction of Land Surface Temperature (LST) based on Landsat Satellite Images and Split Window Algorithm
Study area: Mahabad Catchment
بختیار فیضی زاده
feizizadeh@tabrizu.ac.ir
1
خلیل دیده بان
khalildidhban@yahoo.com
2
خلیل غلام نیا
khalilgholamnia@yahoo.com
3
استادیار گروه GIS و RS دانشگاه تبریز
دانشجوی کارشناسی ارشدGIS و RS دانشگاه تبریز
دانشجوی کارشناسی ارشد GIS وRS دانشگاه تبریز
دمای سطح زمین یکی از معیارهای مهم در برنامهریزی ناحیهای و منطقهای میباشد. دمای سطح زمین در بسیاری از برنامههای کاربردی محیط زیست، کشاورزی، هواشناسی و سایر پروژهها میتواند مورد استفاده واقع شود.با توجه به محدودیت ایستگاههای هواشناسی، سنجش از دور میتواند به عنوان پایه و اساس بسیاری از دادههای هواشناسی مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مهمترین جنبههای کاربردی سنجش از دور در مطالعات اقلیمشناسی برآورد دمای سطح زمین میباشد. در این راستا، الگوریتم پنجره مجزا به عنوان یک روش مؤثر در استخراج دمای سطح زمین محسوب میشود؛ که براساس منابع علمی بیشترین دقت را ارائه میدهد. در این پژوهش از تصاویر چند طیفی و حرارتی ماهواره لندست8 برای برآورد دمای زمین در حوضه آبریز مهاباد استفاده شده است. برای نیل به هدف، بعد از انجام تصحیحات رادیومتریک نسبت به مدلسازی و تجزیه و تحلیل تصاویر اقدام شد. بطوری که شاخص پوشش گیاهی، کسری پوشش گیاهی، دمای روشنایی ماهواره، قابلیت انتشار سطح زمین، ستون بخار آب که از معیارهای مؤثر در برآورد دمای سطح زمین با روش الگوریتم پنجره مجزا میباشند، با انجام محاسبه روابط ریاضی مقادیر لازم برای محاسبه دمای سطح زمین بدست آمدند.در نهایت دمای سطح زمین با دقت معادل 4/1 درجه سانتیگراد برآورد شد. مناطق با پوشش گیاهی زیاد و پوشیده از آب (سد) دمای کم و مناطق با پوشش گیاهی کم و خاک لخت دمای بالایی را نشان میدهند که همه در تغییرات دمایی منطقه مورد مطالعه مؤثر میباشند. نتایج تحقیق بیانگر این مهم است که روش الگوریتم پنجره مجزا نتایج قابل اعتماد و مطمئنی را در برآورد دمای سطح زمین ارائه میدهد که میتواند در مطالعات زیست محیطی و علوم زمین مورد استفاده قرار گیرد.
Abstract
Land Surface Temperature (LST) is one of important criteria in regional planning and management. LST can be used in many practical programs of environment, agriculture, meteorology and relevant surveys. Due to the limitations of meteorological stations, remote sensing can be used as the basis of many meteorological data. One of the most important practical aspects of remote sensing in climate studies is the estimation of surface temperature. In this regard, the split window algorithm is considered as an effective method for extracting surface temperature, which provides the highest accuracy based on scientific resources. In this research, Landsat 8 satellite’s multi-spectral and thermal images have been used to estimate the land temperature in Mahabad catchment. To accomplish the goal, modeling and analyzing of the images were performed after radiometric corrections. The vegetation index, the vegetation shortage, the temperature of the satellite illumination, the emissivity of the land surface, the column water vapor (CWV) are of effective criteria for estimating the land surface temperature by the method of split window algorithm. The values necessary to calculate the land surface temperature were obtained by performing mathematical relation computation. Eventually, the land surface temperature was accurately estimated with an error of 1.4 degrees Centigrade. Areas with high vegetation cover and covered with water show low temperatures and, areas with low vegetation cover and bare soil show a high temperature, all of which are effective in temperature variations in the studied area. The results of the research indicate that the method of split window algorithm provides exact and reliable results in the estimation of land surface temperature, which can be used in environmental studies and geosciences.
https://www.sepehr.org/article_22145_6df1313b10990fb23cd26918b9b565dd.pdf
دمای سطح زمین
الگوریتم پنجره مجزا
مهاباد
تصاویر ماهواره ای لندست
Land surface temperature (LST)
Split Window Algorithm
Mahabad
Landsat Satellite Images