فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 29، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • الهام خدابنده لو، عباس علیمحمدی سراب، ابوالقاسم صادقی نیارکی، علی درویشی بلورانی، علی اصغر آل شیخ صفحات 1-18
    طوفان های گرد و غبار یکی از مهم ترین چالش های اخیر در منطقه غرب آسیا محسوب می شود. این پدیده به علت خشکسالی شدت بیشتری یافته و آثار منفی فراوانی در زندگی مردم منطقه گذاشته است. ازآنجاکه این منطقه در کمربند خشک و گرد و غباری جهان قرار گرفته، ضروری است تا ابعاد گوناگون ریزگردها به خوبی واکاوی شود. پیش بینی و مدلسازی این پدیده می تواند از به خطر افتادن جان میلیون ها انسان جلوگیری کند. بنابراین، ارائه مدلی منطقه ای برای بررسی ابعاد گوناگون این پدیده ضروری است. المان های هواشناسی و اقلیمی موثر در پدیده ریزگرد همواره درحال تغییرند بنابراین، باید از مدل های مکانی- زمانی برای مدلسازی و بصری سازی آن بهره برد. بدین منظور، در این مطالعه با استفاده از قابلیت های مدلسازی مکانی- زمانی سیستم اطلاعات مکانی (GIS) و داده های به دست آمده از سنجش از دور (RS) همچون سرعت باد، رطوبت خاک، بافت خاک و مدل ارتفاعی زمین مدلی برای برآورد میزان گرد و غبار برخاسته از سطح زمین طراحی و توسعه داده شد. مدل طراحی شده که DustEM (Dust Emission Model) نامیده شده است، میزان انتشار جریان های افقی ریزگرد را محاسبه می کند. در این مطالعه مدلسازی برای بازه زمانی سال 2001 تا 2007 صورت گرفت و نتایج به دست آمده از آن با داده های AOD سنجنده MODIS ارزیابی شد. به منظور شناسایی مناطق با فعالیت ریزگرد بالا، خروجی مدل در سه طبقه مناطق با فعالیت کم، متوسط و زیاد با استفاده از حد آستانه های 3/0 و 6/0 برای شاخص AOD طبقه بندی شد و این مدل به صورت مکانی- زمانی مناطق بحرانی را شناسایی می کند. میانگین شاخص صحت برای دوره مورد مطالعه % 6/73 به دست آمد که بیانگر دقت بالای مدل در شناسایی مناطق بحرانی است.
    کلیدواژگان: مدلسازی مکانی، زمانی، کانون های ریزگرد، سیستم اطلاعات مکانی
  • مجتبی جنتی، محمد جواد ولدان زوج، علی محمدزاده، علیرضا صفدری نژاد صفحات 19-36
    در تصاویر نرمال که براساس هندسه اپی پلار بازنمونه برداری شده اند، نقاط متناظر در زوج تصویر در راستای یک سطر یا ستون اند و پارالاکس قائم نخواهند داشت. این ویژگی تصاویر نرمال را به منزله پیش نیاز اصلی طیف وسیعی از کارهای فتوگرامتری نظیر تناظریابی، مثلث بندی هوایی خودکار، تولید مدل رقومی زمین، تولید ارتوفتو، و برجسته بینی مطرح کرده است. در این مقاله، روش جدیدی مبتنی بر استفاده از مدل پارامترهای مداری برای بازنمونه برداری اپی پلار تصاویر خطی پوش بروم پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی براساس تصحیح پارامترهای توجیه خارجی مدل پارامترهای مداری در فضای شیئ توسعه یافته است. از مزایای این مدل می شود به امکان تصحیح اثر دید غیرقائم سنجنده به واسطه تعبیرپذیری فیزیکی پارامترهای مدل و امکان پیاده سازی روند پیشنهادی، با استفاده از دیگر مدل های مطرح در حوزه تصحیح هندسی تصاویر ماهواره اشاره کرد. طبق نتایج حاصل از ارزیابی دقت تصاویر نرمال تولیدشده به روش پیشنهادی در سطح نقاط چک مستقل، متوسط پارالاکس x باقی مانده در سطح مدل 73/0 پیکسل حاصل شد که بر کارآیی مدل پیشنهادی دلالت دارد.
    کلیدواژگان: بازنمونه برداری اپی پلار، تصاویر خطی پوش بروم، مدل پارامترهای مداری
  • میثم عفتی صفحات 37-54
    توسعه روش های جدید و هوشمند برای جلوگیری از وقوع تصادف یا کاهش شدت تصادفات در راه های برون شهری یکی از اهداف اصلی مطالعات ایمنی راه است. هدف این تحقیق تلفیق قابلیت های سیستم های اطلاعات مکانی (GIS) با روش های مبتنی بر محاسبات نرم، جهت برآورد شدت تصادفات و تعیین فاکتورهای موثر بر آن در راه های دو خطه برون شهری است. روش پیشنهادی با ارائه مدل درخت دسته بندی و رگرسیون فازی (FCART) و ایجاد پایگاه داده مکانمند متشکل از داده های تصادفات و اطلاعات راه و محیط مجاور آن در محور قزوین- رشت (ایران) بررسی می شود. نتایج با استفاده روش اعتبارسنجی ده قسمتی بر رویدادهایی که شدت تصادفات آنها معلوم است، ارزیابی و با مدل درخت دسته بندی و رگرسیون (CART) مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد که مدل درخت دسته بندی و رگرسیون فازی در مقایسه با درخت تصمیم CART فرایند استنتاج قوی تر ی دارد و شدت تصادفات را با صحت بیشتری پیش بینی می کند. تحلیل حساسیت روش پیشنهادی ضمن کشف تاثیرات مکانی طرح هندسی و عوارض و کاربری های مجاور راه بر شدت تصادفات، نقص فنی خودرو، کمربند ایمنی و شرایط آب وهوایی را نیز مهم ترین فاکتورهای تاثیر گذار در شدت تصادف می شمارد. این مطالعه به متخصصان ایمنی راه کمک می کند تا عوامل مکانی تاثیرگذار در سطوح متفاوت شدت تصادفات را شناسایی کنند و اقدامات پیشگیرانه لازم را برای کاهش شدت یا جلوگیری از وقوع تصادفات انجام دهند.
    کلیدواژگان: تحلیل های مکانی، محاسبات نرم، شدت تصادف، راه دوخطه برون شهری
  • مهرنوش شاکری پور، فردین میرزاپور، علی درویشی بلورانی، سید کاظم علوی پناه صفحات 55-70
    تلفیق تصاویر ماهواره ای و ایجاد داده هایی با قابلیت مکانی و طیفی بالاتر از داده های موجود جایگاه و نقشی ویژه در مباحث سنجش از دور دارد. این درحالی است که دقت و کارآیی همه مراحل پردازش در مسیر استفاده از این داده ها به دقت و اعتمادپذیری داده تولیدشده وابسته است. درنهایت، استفاده بهینه از تصویر تلفیق شده مبتنی بر دقت روش تلفیق است. بررسی این مهم به انتخاب درست شاخص ارزیابی، متناسب با هدف و حیطه کاربرد تصویر تلفیق شده، نیاز دارد. ارجحیت حفظ اطلاعات مکانی و طیفی درکاربردهای گوناگون، همچون منابع طبیعی، مناطق شهری و مانند آن، متفاوت است. بنابراین، انتخاب بهترین روش تلفیق با بررسی ازطریق شاخص های ارزیابی کیفیت تصویر متناسب با حیطه کاربرد تصویر یکی از چالش های کاربران در این زمینه است. ازاین رو، مقاله حاضر به آنالیز و ارزیابی بیست روش رایج ارزیابی کیفیت تصویر، با هدف معرفی شاخص مناسب در بین شاخص های مطرح براساس کاربرد تصویر تلفیق شده، معرفی عوامل تفاوت نظر شاخص ها در بیان کیفیت و ارائه مدلی برای دریافتن توانای هریک از شاخص ها در نمایش اعوجاجات رخ داده در جنبه اطلاعات طیفی و مکانی تصویر پرداخته است. بدین منظور، دو شاخص فیلتر بالاگذر و زاویه نگاشت طیفی به منزله مبنای اطلاعات مکانی و طیفی تصویر درنظر گرفته شد و عملکرد هریک از شاخص ها در بیان کیفیت داده های شبیه سازی شده، که شامل تصاویری با اعوجاج طیفی و مکانی کنترل شده است، بررسی شد. برای ایجاد اعوجاج طیفی از اثر اعمال فیلتر بالاگذر، جابه جایی باند و تغییر تن رنگ بهره گرفته شده است. همچنین، از فیلتر پایین گذر و عملگرهای فرسایشی با عنصر ساختاری با ابعاد متفاوت برای مخدوش کردن اطلاعات مکانی استفاده شده است. در بررسی های انجام شده در این تحقیق، از تصاویر ماهواره های Landsat8،EO-1 وWorldview که قدرت تفکیک طیفی و مکانی متفاوت دارند، استفاده شد. از هر تصویر قطعاتی با کاربری اراضی متفاوت به منزله تصاویر تست برش داده شد. نتیجه ارزیابی شاخص ها روی تصاویر تست دسته بندی شاخص ها، از نظر توانایی نمایش انحرافات طیفی و مکانی، در سه گروه قرار می گیرد. دسته نخست روش های مبتنی بر نویز برای ارزیابی کلی تصویر در مقابل نویز است، شامل شاخص های ERGAS، MSE، PSNR، WSNR. دسته دوم روش های هم سو با روش نگاشت زاویه طیفی« SAM» که به دلیل نمایش بهتر انحرافات طیفی، برای برآورد تخریب اطلاعات طیفی تصویر مناسب تر است و شاخص های BIAS، RASE، Q، MSSIM، NQM، FSIM، SRSIM، SAM را دربر می گیرد. دسته سوم شاخص هم روند با شاخص فیلتر بالاگذر «HPF»، شامل شاخص های MAD و RFSIM است که برای برآورد تخریب اطلاعات مکانی تصویر مناسب تر است.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، فیلتر بالاگذر، شاخص نگاشت زاویه طیفی، اطلاعات طیفی و مکانی
  • مجید دانش، حسینعلی بهرامی، روشنک درویش زاده، علی اکبر نوروزی صفحات 71-94
    بخش رس از مهم ترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدل سازی زیست محیطی2 و پهنه بندی رقومی خاک3 بسیار مورد توجه است. ازآنجا که این ویژگی از تغییرپذیری های مکانی4 تاثیر می پذیرد، تشخیص و پهنه بندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روش های نمونه برداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینه بر و وقت گیر است. بنابراین، تقاضا برای بررسی این گونه اطلاعات با کیفیت خوب، هزینه کم و قدرت تفکیک (مکانی) مناسب، در مباحث و زمینه هایی همچون کشاورزی دقیق5 (PA) و برنامه ریزی اراضی6 (LP) بسیار زیاد شده است. با ظهور طیف سنجی ابرطیفی آزمایشگاهی (LDRS) که براساس ارتعاشات بنیادین7 (FVs)، علائم ترکیبی8 و فرعی9 حاصل از گروه های عاملی10 به تشخیص و بررسی اجزای خاک می پردازد، روزنه ای در بررسی این پارامتر خاک ایجاد کرده است. طی تحقیق حاضر، از طیف سنجی بازتابی مجاورتی11 (PSS) برای بررسی مقادیر رس در قسمت هایی از استان مازندران استفاده شده است. بدین ترتیب، مجموع 128 نمونه از عمق 20 سانتیمتری سطح خاک و براساس روش نمونه برداری طبقه بندی شده تصادفی12 (SRS) و نیز با کمک اطلاعات جانبی همچون: زمین شناسی، کاربری اراضی، نقشه راه ها، و خاک شناسی استان جمع آوری شد. در ابتدا، مجموع نمونه ها به دو قسمت تقسیم شد: 96 نمونه برای ایجاد مدل (عملیات واسنجی13) و 32 نمونه برای اعتبارسنجی مستقل14 آن. با بهره گیری از تحلیل رگرسیون چندمتغیره 15PLSR و براساس تکنیک اعتبارسنجی متقاطع به روش حذف تکی16 (LOOCV) و عملیات پیش پردازشی17 چون: میانگین گیری18 (روش کاهش داده های ابرطیفی19)، هموارسازی و مشتق اول طیفی براساس الگوریتم ساویتسکی- گولای20، درنهایت مدل کالیبراسیون با چهار فاکتور21 (LFs)، با RMSEC حدود 55/9 و R2C حدود 73/0 و نیز RPDC تقریبی 94/1 و RPIQC تقریبی 19/3 (ست کالیبراسیون)، به منزله مطلوب ترین مدل جهت برآورد مقادیر رس منطقه مورد مطالعه، شناخته شد که نتایج حاکی از توانایی مناسب مدل در برآورد رس منطقه بوده است. درنهایت، قابلیت فن اوری طیف سنجی بازتابی پراکنشی مرئی-فروسرخ نزدیک22 (VNIR-DRS)، در بررسی اجزای رسی منطقه، به اثبات رسید. همچنین، می شود این مدل و نیز دامنه های طیفی موثر به دست آمده را جهت بررسی مقادیر رس در مقیاس بسیار وسیع، با عملیات بیش مقیاس سازی23 به وسیله داده های ابرطیفی هوایی-ماهواره ای، مبنا قرار داد. این امر نشان دهنده اهمیت ابرطیف سنجی آزمایشگاهی، همچون پایه ای برای تشخیص باندهای طیفی مفید و نیز ایجاد مدل جهت استفاده آن در دورسنجی ابرطیفی است.
    کلیدواژگان: اعتبارسنجی متقاطع، پهنه بندی رقومی، دورسنجی ابرطیفی، ابرطیف سنجی آزمایشگاهی، رس، PLSR
  • کاظم علی آبادی، هادی سلطانی فرد صفحات 95-108
    آگاهی از توزیع زمانی و مکانی دمای سطح زمین (LST) Land Surface Temperature برای تعیین بیلان انرژی، در مطالعات اقلیم شناسی، بررسی وضعیت پوشش گیاهی و تعیین چگونگی ساختار شهری کاربرد بسیاری دارد. در این مطالعه، مسئله اصلی استخراج LST از منطقه مورد مطالعه و بررسی رابطه آن با ساخت وساز شهری و پوشش گیاهی است. شرایط اقلیمی به ویژه باد، چگونگی ساخت وساز شهری و پوشش گیاهی از عوامل مهم و تاثیرگذار در LST به شمار می رود. در این مطالعه، با توجه به اهمیت جزایر حرارتی در مقیاس پیکسل و توانایی چندجمله ای های درونیاب نیوتن در این زمینه، ساخت وساز شهری و پوشش گیاهی با این چندجمله ای ها استخراج، و رابطه آن با LST بررسی شده است. همچنین، آن نواحی که جزایر حرارتی را تشکیل داده اند، شناسایی شدند. از اهداف اصلی این مقاله استفاده از تکنیک های ریاضی در سنجش از دور و میزان کارآیی و دقت آنهاست. چندجمله ای های درونیاب نیوتن، با استفاده از DN دریافتی از دویست نقطه از سطح تصویر که دارای پوشش گیاهی و مناطق با ساخت وساز شهری است، دو معادله از درجه هفت ارائه کرده که با پیاده سازی این معادلات بر سطح تصویر، مناطق دارای پوشش گیاهی و ساخت وساز شهری را جداگانه استخراج کرده است. میزان خطای حاصل از استخراج پوشش گیاهی با استفاده از چندجمله ای درونیاب نیوتن، در صد نقطه برداشتی در سطح منطقه مورد مطالعه، 1/10 و برای ساخت وساز شهری 02/12 محاسبه شد. شایان ذکر است که تاکنون کار مشابهی با الگوریتم دوجمله ای های نیوتن انجام نگرفته است.
    کلیدواژگان: دمای سطح زمین (LST)، درونیاب نیوتنی، ساختار شهر مشهد
  • مریم سعیدصبایی، رسول سلمان ماهینی، سید محمد شهرآئینی، سید حامد میرکریمی، نورالدین دبیری صفحات 109-126
    در شرایط روبه رشد توسعه، طراحان سرزمین بارها با شرایطی مواجه می شوند که برای مکانی خاص، گزینه های متفاوت کاربری وجود دارد. اینجاست که بین برگزیدن یا برنگزیدن کاربری ها تعارض پدید می آید. تحقیق حاضر، با چنین رویکردی، چگونگی ساماندهی چهار کاربری کشاورزی، جنگل، مرتع و توسعه و اولویت بندی آنها را در منطقه ای در شهرستان گرگان، با هدف کاهش هزینه تخصیص سرزمین به هر کاربری و افزایش تراکم و پیوستگی مناطق اختصاص یافته به آنها، به منزله معیارهای شکلی سیمای سرزمین، مورد مداقه قرار داده است. در این راستا، از قابلیت های دو مدل دقیق و ابتکاری، شامل مدل برنامه ریزی خطی و الگوریتم کلونی مورچگان، استفاده شده است. برای اجرای مسئله به گزینی کاربری اراضی تعریف شده در مدل برنامه ریزی خطی که با توجه به ابعاد مسئله (132 ردیف در 127 ستون) و اهداف مورد تحقیق در زمره مسائل سخت قرار دارد، از روش آزادسازی مسئله از قید صحیح و روش شاخه و کران بهره گرفته شده است. نتایج نشان می دهد میزان هزینه تخصیص، تراکم و پیوستگی در همه کاربری ها در استفاده ترکیبی از دو مدل بالا، درمقایسه با شرایطی که فقط یکی از دو مدل به کار رود، بهینه تر خواهد بود. نتایج مقایسه اجرای به گزینی در استفاده ترکیبی از دو الگوریتم و اجرای آن به وسیله الگوریتم شناخته شده MOLA در نرم افزار ایدریسی نشان می دهد که ضمن آنکه در مدل پیشنهادی امکان تعریف اهداف بیشتر وجود دارد، تفاوت مقادیر هزینه، تراکم و پیوستگی در نتایج دو مدل پس از استانداردسازی در بازه صفر تا یک، به ترتیب، 0.03، 0.1 و 0.07 است و الگوریتم ترکیبی بهینه تر عمل کرده است.
    کلیدواژگان: ارزیابی سرزمین، مسائل سخت، کاربری اراضی، برنامه ریزی خطی، الگوریتم کلونی مورچگان
|
  • Khodabandehlooe., Alimohamdadia., Sadeghi-Niarakia., Darvishi Boloorania., Alesheikh, A.A Pages 1-18
    Dust storm has been one of the most important challenges of western Asia. This phenomenon has been intensified due to the drought and has many negative effects on people's lives. Since this region located in a dust belt in the world, it is necessary to explore different aspects of this phenomenon is well. Predictive and modeling of this phenomenon can be prevented of jeopardizing the lives of millions of people. So present a Regional Model to assess different aspects of this phenomenon is necessary. Since climate and weather elements are constantly changing, the spatiotemporal model should be used for modeling and visualization. Hence, a model for estimating dust emission has been designed and developed and Geographic Information System (GIS) spatial modeling capabilities and remote sensing (RS) data (wind speed, soil moisture, soil texture and digital elevation model) are used. The model which is called DustEM calculates horizontal dust emission. In this study, modeling is done for 2001 to 2007 and model’s output is evaluated by MODIS AOD and for dictating hot spot area output is clustered in 3 categories contain high, medium and low with threshold 0.3 and 0.6 for AOD. Accuracy index mean for the study period was 73.6% and show high precision of model in detecting hot spot area.
    Keywords: Spatiotemporal Modeling, Dust Sources, GIS
  • Jannatim., Valadan Zouj, M.J., Mohammadzadeha., Safdarinezhad, A Pages 19-36
    In normal images, which resampled according to epipolar geometry, all of spatial displacements of points in the space of stereo images occur only in one direction of the digital image coordinate system. This prominent characteristic makes normalized imagery as an important prerequisite for many photogrammetric activities such as image matching, automatic aerial triangulation, automatic digital elevation model and orthophoto generation, and stereo viewing. In this paper, a novel approach for epipolar resampling of linear pushbroom satellite imagery is proposed based on Orbital Parameters Model (OPM). The proposed method is developed based on modifying the exterior orientation parameters of OPM in the object space. The most prominent advantage of this method is the capability of the correction of off-nadir viewing of the sensor through the physical interpretation of its parameters. Also, there is the capability of implementation of the proposed method by means of other common physical or interpolative mathematical models used in geometric correction of satellite imagery. According to the results, the average reminded vertical parallax x in the digital image coordinate system is determined 0.73 pixels with respect to the independent check points that demonstrates the high performance of the proposed method.
    Keywords: Epipolar Resampling, Linear Pushbroom Imagery, Orbital Parameters Model
  • Effati, M Pages 37-54
    Developing intelligent and novel methods for crash prevention or reducing crash severity in regional highway corridor is one of the major goals of road safety research. This study presents a comprehensive approach using geospatial information systems and data mining to analyze the severity of highway corridors crashes and identify the most spatial contributing factors. The approach implements Fuzzy Classification and Regression Tree (FCART) on a database of spatial data and four year period accident records in the study corridor (Qazvin-Rasht). The proposed method is tested on the crash data using a 10-fold cross validation process and the results are compared with Classification and Regression Tree (CART) model. The results show that FCART model inducts crash severity better than CART model and its overall accuracy is higher than CART model. Moreover, the sensitivity analysis of FCART model indicates that beside vehicle failure, using seatbelt and weather condition factors, curve and the spatial distribution and prevalence of activities and land uses in the proximity of highway corridors are among the most important factors affecting the severity of injuries and increase opportunities for crash occurrences.
    Keywords: Spatial Analysis, Soft Computing, Crash Severity prediction, Regional Highway Corridor
  • Shakerim., Mirzapourf., Darvishi Boloorania., Alavi Panah, S.K Pages 55-70
    Satellite image fusion and creating data with spectral and spatial capabilities greater than those of the existing data is of special interest and position in Remote Sensing. However, the accuracy and efficiency of all processing stages of using these data depend on the precision and reliability of the produced data. The optimum utilization of fused images relies, ultimately, on the precision of the employed fusion method. Evaluation of this important aspect requires selection of an optimum assessment metric which is appropriate for the objectives and application areas of fused images. Different application areas such as, natural resources, civil areas and etc. have different preferences with regard to maintaining the spectral and spatial data. Therefore, selection of the best fusion method, that is appropriate for the application area of the image, through image quality assessment metrics is one of the users’ challenges in this field. The present paper, thus, attempts to provide an analysis and assessment of 20 common image quality assessment methods so as to identify and introduce the most optimum metrics based on the area of application of fused images. It also tries to introduce the factors causing differences in the way quality is assessed by the metrics. And then present a model for identifying the capabilities of each metric for displaying the distortions that occur in the spectral and spatial aspects of data. To this end, two metrics of high-pass filter and spectral angle mapper are taken into consideration as spectral and spatial data comparison bases, and the performance of metrics with regard to their assessment of the quality of simulated data, that contain images with controlled spectral and spatial distortions, is evaluated. Spectral distortions were introduced by high-pass filter effect, band displacement and changing color tone. Low-pass filter and attrition filters with structural elements of different dimensions were also used for introducing spatial distortions. Due to offering different spectral and spatial resolutions, images from Landsat8, EO-1, and Worldview satellites were used. Pieces with different land applications were cropped from these images to serve as test images. The assessment of the metrics tested on these images resulted in the categorization of metrics into three groups as per their capability for displaying spectral and spatial distortions. The first group included methods that functioned on the basis of noise for overall assessment of images with respect to their noise; these methods included ERGAS, MSE, PSNR, WSNR, and SNR indices. The second group were those aligned with Spectral Angular Mapper method that are suitable for assessment of images with sensitive applications as they display the spectral distortions with greater precision; These methods include BIAS, RASE, Q, MSSIM, NQM, FSIM, SRSIM, and SAM indices. The third group is also compatible with high-pass filter of HPF, RFSIM and MAD that are of a greater capability for displaying spatial distortions.
    Keywords: Remote Sensing, spectral angle mapper indecs, high-pass filter, spectral, spatial data
  • Daneshm., Bahrami, H.A., Darvishzadehr., Noroozi, A.A Pages 71-94
    Satellite image fusion and creating data with spectral and spatial capabilities greater than those of the existing data is of special interest and position in Remote Sensing. However, the accuracy and efficiency of all processing stages of using these data depend on the precision and reliability of the produced data. The optimum utilization of fused images relies, ultimately, on the precision of the employed fusion method. Evaluation of this important aspect requires selection of an optimum assessment metric which is appropriate for the objectives and application areas of fused images. Different application areas such as, natural resources, civil areas and etc. have different preferences with regard to maintaining the spectral and spatial data. Therefore, selection of the best fusion method, that is appropriate for the application area of the image, through image quality assessment metrics is one of the users’ challenges in this field. The present paper, thus, attempts to provide an analysis and assessment of 20 common image quality assessment methods so as to identify and introduce the most optimum metrics based on the area of application of fused images. It also tries to introduce the factors causing differences in the way quality is assessed by the metrics. And then present a model for identifying the capabilities of each metric for displaying the distortions that occur in the spectral and spatial aspects of data. To this end, two metrics of high-pass filter and spectral angle mapper are taken into consideration as spectral and spatial data comparison bases, and the performance of metrics with regard to their assessment of the quality of simulated data, that contain images with controlled spectral and spatial distortions, is evaluated. Spectral distortions were introduced by high-pass filter effect, band displacement and changing color tone. Low-pass filter and attrition filters with structural elements of different dimensions were also used for introducing spatial distortions. Due to offering different spectral and spatial resolutions, images from Landsat8, EO-1, and Angular Mapper method that are suitable for assessment of images with sensitive applications as they display the spectral distortions with greater precision; These methods include BIAS, RASE, Q, MSSIM, NQM, FSIM, SRSIM, and SAM indices. The third group is also compatible with high-pass filter of HPF, RFSIM and MAD that are of a greater capability for displaying spatial distortions.
    Keywords: Remote Sensing, spectral angle mapper indecs, high-pass filter, spectral, spatial data
  • Aliabadik., Soltanifard, H Pages 95-108
    Knowledge of temporal and spatial distribution of LST to determine the amount of earth energy is much applicable for climatology studies, examination of vegetation and also determination of urban structure. With respect to deriving LST from the studied area and its relationship with urban structure and vegetation, the present study illustrates that climate conditions specially wind, urban structure and vegetation are some of the effective factors on LST. According to the importance of heat islands at pixel scale in this study, and the ability of Newton Interpolation Polynomial in this respect, urban construction and vegetation are derived by the stated polynomial and their relationship with LST is examined and the areas concluding heat island are known. In this study, Newton Interpolation Polynomials have presented two equations of grade 7 by received DN from 200 points of image including vegetation and the areas with urban structure. The produced error rate from deriving vegetation by using Newton Interpolation Polynomial in 100 locations of the studied area and in urban construction are calculated as 10.1 and 12.02 respectively. It should be stated that no research with similar method has been done yet. The use of mathematical techniques in remote sensing and the amount of accuracy and ability of them are considered some of the main purposes in this research.
    Keywords: Climate conditions (LST), Newton Interpolation Polynomial, Urban structure, Mashhad
  • Saeedsabaeem., Salmanmahinyr., Shahraeini, S.M., Mirkarimi, S.H., Dabiri, N Pages 109-126
    In the fast growing world of today, land use planners frequently face situations in which various uses compete for the same piece of land. Hence, the final result heavily depends on the decision maker’s capabilities to select the best use among different conflicting land uses. Taking this approach, the present study aims at providing the best allocation solution for multiple land uses including agriculture, forest, range and development in Gorgan Township, Golestan Province of Iran with respect to minimizing allocating cost and maximizing compactness and contiguity as shape criteria of landscape metrics. To aim these objectives Linear Programming as an exact method in combination with Ant Colony as metaheuristic algorithm have been used. Since land use planning is NP-Hard problem with respect to its size (132 rows in 127 columns) and the mentioned objectives, LP-Relaxation and Branch & bound method have been used to solve it. Results indicate the superiority of the hybrid model (linear programming in combination with ant colony) to employment of each of the models separately in every objectives including allocating cost, compactness and contiguity. Additionally, comparing the results of proposed hybrid model with the results of MOLA algorithm in IDRISI shows the superiority of hybrid model against MOLA. In hybrid model cost, compactness and contiguity levels after standardization are respectively 0.03, 0.1 and 0.07 better than MOLA. Furthermore, using the proposed approach, it is possible to consider both suitability and landscape metrics or even more objectives.
    Keywords: Land Evaluation, NP-Hard Problem, Land Use Planning, Linear Programming, Ant Colony