فهرست مطالب

نشریه علوم و فنون نقشه برداری
سال یازدهم شماره 3 (پیاپی 43، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/12/10
  • تعداد عناوین: 10
|
  • ابوذر رمضانی*، شهربانو حامدی، بهاره حامدی، آزاده قدیمی صفحات 1-10

    روند رو به رشد تکنولوژی و صنعت مخابرات منجر به کاربرد سیستم های نوری شده است تا بدین وسیله امکان انتقال اطلاعات با پهنای باند بالا در نقاط دور فراهم شود. با توجه به مزایای بستر ارتباطی فیبر نوری نسبت به سیم مسی، تکنولوژی فیبر تا خانه (FTTH)  به تازگی ظهور کرده است و شهروندان بسیاری متقاضی اینترنت مبتنی بر فیبر نوری هستند. نصب و توسعه تکنولوژی فیبر تا خانه نیازمند بررسی پارامترهای متعددی است که این پارامترها مکان مبنا بوده و مشارکت الکترونیک شهروندان را نیز امکان پذیر نماید. از طرفی این تکنولوژی دارای تجهیزات گران قیمتی است که اگر به شکل مناسب توزیع نشود می تواند زیان مالی مخابرات و نارضایتی شهروندان را به همراه داشته باشد. با استفاده از تحلیل های مکان مبنا و یک سامانه تحت وب می توان این مشکلات را کاهش داد.مهمترین نوآوری این تحقیق مکانیابی و تخصیص بهینه ترمینال فیبر نوری (FAT) در قالب یک سامانه مکانی تحت وب است. جهت بهینه سازی، مکانیابی FAT به شکلی انجام خواهد شد که با کمترین تعداد FAT، بیشترین تقاضا (مسئله پوشش) در کمترین فاصله از مفاصل فیبر نوری (مسئله میانه) پوشش داده شود. از مزایای سامانه پیشنهادی کاهش زمان استقرار تجهیزات و بدون انجام بازدید حضوری، کاهش هزینه های مخابرات، تکریم ارباب رجوع و پوشش بهینه شهروندان متقاضی سرویس است. نتایج نشان از رضایت 87 درصدی متقاضیان نسبت به سامانه مذکور  دارد و همچنین کاهش 50 درصدی در هزینه و زمان راه اندازی سرویس به همراه داشته است. به طوریکه محدوده ای که با دو عدد FAT و حدود 20 روز کاری پوشش داده می شود، با استفاده از مدل پیشنهادی با یک FAT در 7 روز کاری پوشش داده می شود.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، مکان یابی و تخصیص، مخابرات، مشارکت شهروندان، سیستم اطلاعات مکانی تحت وب
  • نوید هوشنگی*، وحید رضا مهدوی، میررضا غفاری رزین صفحات 11-23

    داده ها در مطالعات جغرافیایی عموما به صورت نقطه ای در ایستگاه های پایش اندازه گیری شده و نقش مهمی در تحلیل تغییرات زمانی و مکانی پدیده ها دارند. بهینه سازی تعداد چاه های شبکه ی پایش یکی از مسایل اصلی در کاهش هزینه و افزایش کیفیت داده های استخراج شده می باشد. هدف اصلی این تحقیق بهینه سازی شبکه ی پایش آب زیرزمینی آبخوان دشت اراک می باشد. در این تحقیق از روش نوین فراکاوشی برخورد اجسام (CBO) برای اولین بار در حل مسایل مکانی استفاده می شود. بدین منظور ابتدا داده های چاه های آب زیرزمینی جمع آوری و پالایش شده و در ادامه روش CBO با استفاده از روش وزن دهی معکوس فاصله (IDW) برای محاسبه ی تابع هزینه پیاده سازی شد. به منظور ارزیابی دقت خروجی، نتایج آن با روش کلونی مورچه (ACO) مقایسه شد. با جمع آوری و پالایش 57 داده ی چاه های آبخوان اراک، منحنی تعداد چاه های حذف شده در مقابل مقدار خطای ایجادشده در چاه ها ترسیم شد. مقایسه درصد خطای بهینه شده نشان می دهد که روش CBO همواره مقدار کمتری نسبت به ACO دارد. با لحاظ نمودار ترسیم شده، موقعیت مکانی چاه های حذف شده در سناریوهای مختلف و نظرات کارشناسی مشخص شد که با حذف 6 چاه از شبکه ی پایش آب زیرزمینی آبخوان اراک حداکثر 35 سانتی متر خطا در تخمین سطح آب در چاه ها وارد می شود. موقعیت مکانی چاه های حذف شده نشان می دهد که چاه های اطراف تالاب میقان از اهمیت بالایی در تخمین سطح آب زیرزمینی آبخوان دارند و اکثر چاه های حذف شده در بخش شمالی و مرکزی آبخوان قرار دارند. همچنین این مطالعه نشان داد که روش بهینه سازی برخورد اجسام روشی مناسب در بهینه سازی شبکه های پایش آب زیرزمینی به منظور کاهش هزینه و زمان برداشت اطلاعات می باشد.

    کلیدواژگان: شبکه پایش، آب زیرزمینی، روش بهینه سازی اجسام، روش فراکاوشی، وزن دهی معکوس فاصله
  • ریحانه سعیدی، حسین آقامحمدی*، علی اصغر آل شیخ، علیرضا وفایی نژاد صفحات 25-36

    به جهت ارزش زمان در امداد رسانی هنگام وقوع بحران، دسترسی به اطلاعات لحظه ای از موقعیت جغرافیایی و شرایط جسمی مصدوم و استفاده از تکنولوژی ها و روش های نوین سیستم اطلاعت جغرافیایی قابل اهمیت است. هدف از این پژوهش ایجاد بستری است که با استفاده از تکنولوژی MobileGIS، WebGIS و VGI به انتقال و جمع آوری اطلاعات فوری و دقیق که منجر به کاهش زمان امدادرسانی، افزایش سرعت ارسال درخواست کمک آنلاین یا آفلاین توسط آسیب دیدگان و به کاهش تلفات انسانی گردد. اطلاعات لحظه ای در زمینه وضعیت جسمی و موقعیت شخص آسیب دیده با توجه به امکانات سخت افزاری موردنیاز و اهمیت زمان در پاسخ به نیاز آسیب دیدگان از جانب هر حادثه دیده فراهم شده و در این سامانه مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق از اطلاعاتی که از جانب حادثه دیدگان و اطرافیانشان ارسال می شود استفاده شده است. اطلاعات ارسالی در ژیوسرور آنالیز می‎ شود. در بحران به دلیل حل معضل قطع اینترنت خروجی این پژوهش بصورت برنامه موبایل با سیستم عامل های اندروید و IOS بصورت پیامکی مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر آن نسخه تحت وب این سامانه در زمان اتصال به اینترنت، در دسترس قرارداشت. پس از اجرای این سامانه، با اطلاعات حاصله یک نقشه لحظه ای در دسترس مدیر امداد و نجات قرار گرفت که شامل نقشه بندی نوع کمک رسانی برای هر نفر و یا به صورت دسته ای برای گروهی از مصدومین در یک محدوده مشخص جغرافیایی بود که کمک قابل توجهی در تصمیم گیری های مدیران امداد داشت.

    کلیدواژگان: مدیریت بحران، WebGIS، پیامک، MobileGIS، VGI
  • محمدعلی شریفی*، شایان شیرافکن، سید محسن خضرائی، علیرضا امیری سیمکوئی صفحات 37-49

    پارامترهای دوران زمین نقش بسیار مهمی در مسایل مربوط به ژیودزی فضایی مانند تعیین دقیق مدار ماهواره ها، نجوم ژیودزی، ناوبری فضایی و همچنین مطالعه ی پدیده های ژیوفیزیکی دارند. سری های زمانی این پارامترها دارای رفتارهای تناوبی و تصادفی می باشند لذا روش های متنوع آنالیز سری های زمانی با دقت های متفاوت از گذشته تاکنون مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از مهم ترین نیازهای پیش بینی برای این پارامترها، پیش بینی های کوتاه مدت آن هاست زیرا باتوجه به پیچیدگی های پردازش، به صورت لحظه ای در اختیار کاربران قرار ندارند. در میان پیش بینی سری های زمانی این پارامتر ها، پیش بینی مولفه ی LOD بشدت چالش برانگیز است زیرا عوامل مختلف ژیوفیزیکی بر روی ساختار این سری زمانی اثر می گذارند. در این تحقیق به پیش بینی های 10 روزه پارامتر LOD، به وسیله ی ترکیب روش غیر پارامتریک SSA و مدل پیش بینی ARMA پرداخته شده است. این پیش بینی ها با استفاده از سری های زمانی IERS 14 C04 در بین سال های 2010 تا 2011 میلادی صورت پذیرفته است. سری های زمانی مذکور در وب سایت IERS در دسترس اند.  نتایج با 8 روش دیگر مقایسه شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که روش ارایه شده، برای پیش بینی تمام روزها، دقت بهتری نسبت به این 8 روش دارد. میزان بهبود دقت برای روزهای 5ام و 10ام به ترتیب 60/1 و 84/1 برابر می باشد.

    کلیدواژگان: سری زمانی، روش SSA، مدل ARMA، MAE، LODR
  • سمانه باقری، صدرا کریم زاده*، بختیار فیضی زاده صفحات 51-61

    امروزه رشد و توسعه فیزیکی سریع شهرها ،تحولات چشمگیری را در ویژگی های کالبدی و کارکردی آن ها سبب شده است و به دنبال آن معضلات و مشکلات زیادی نیز به وجود آمده است. شهرهای تهران و تبریز به عنوان دو کلان شهر ایران، از این قاعده مستثنا نبوده، زیرا دلیل توسعه آن ها در سال های اخیر و تمرکز و تراکم بیش ازحد انواع کاربری ها به ویژه کاربری های تجاری و کاربری های خدمات درمانی در بخش مرکزی ، مسایل و مشکلاتی ازجمله نارسایی در شبکه حمل ونقل را برای این دو شهر به وجود آورده است . بر همین اساس در مطالعه حاضر به بررسی این دو کلان شهر پرداخته شده است. مشاهدات سنجش از دور نور شبانه ، سنجش صریح و مکانی به موقع از فعالیتهای انسانی را در اختیار ما قرار می دهد . تحقیقات زیادی نشان داده اند که از نور شب (NTL) می توان به عنوان یک پروکسی برای تعدادی از متغیرها ، از جمله شهرنشینی ، تراکم و رشد اقتصادی استفاده کرد.  بر این اساس در این مطالعه ما با استفاده از سنجش از دور نور شبانه رشد شهری  و اثرات  دنباله آن را مورد بررسی قرار دادیم . برای این منظور از تصاویر ماهواره ای  SOUMI NPP، LANDSAT 8 و  LANDSAT 7 و همچنین اطلاعات ترافیکی به دست آمده از Google map  استفاده شد که با استفاده از نرم افزارهای ENVI 5.3 ، QGIS 3.10، ARC GIS 10.3 ، سامانه   Google Earth Engine و نرم افزار MATLAB تحلیل های لازم بر روی این داده ها صورت گرفت . در ابتدا با استفاده از الگوریتم BUNTUS  (مناطق ساخته شده شهری، تصویر نور شب  و زمان سفر برای محدوده  شهر) میزان توسعه فیزیکی شهرهای موردمطالعه بررسی شد . نتایج نشان داد که هر دو شهر در طی این دوره نه ساله  مورد بررسی (2020-2012)، رشدی همراه با شیب ملایم داشته اند. پس از محاسبه رشد شهری برای بررسی ترافیک شهری ، با استفاده از نرم افزار متلب بین اطلاعات ترافیکی و ارزش عددی پیکسل های تصویر (DN)  رگرسیون گرفته شد که نتایج ، همبستگی بین این  دولایه اطلاعاتی را نشان داد .

    کلیدواژگان: SOUMI NPP، LANDSAT 8، LANDSAT 7، الگوریتم BUNTUS، توسعه فیزیکی، ترافیک
  • سمیرا بدرلو*، مسعود ورشوساز صفحات 63-81

    MAV ها (Micro‐Aerial Vehicles) به دلیل اندازه کوچک، وزن کم و چابک بودن سکوی ایده آلی برای استفاده در محیط داخل و بیرون هستند. آن ها توانایی حرکت در جهت های مختلف را دارند؛ اما در هر جهت، موانع مختلفی است که امکان برخورد با آن ها وجود دارد. ازاین رو MAV ها به آشکارسازی و اجتناب از موانع در تمام جهات نیاز دارند. روش های انبساط - مبنا قابلیت آشکارسازی مانع را برای ناوبری MAV دارند. این روش ها تا حد زیادی درکی مشابه با درک انسان از مانع دارند و از میزان بزرگ شدن عارضه استفاده می کنند؛ اما بررسی الگوریتم های موجود برای روش انبساط - مبنا نشان می دهد که همه آن ها دارای مشکلاتی مانند آشکارسازی نقاط محدودی از مانع و آشکارسازی ناقص قسمتی از مانع هستند. دلیل این مشکلات اینست که الگوریتم های موجود نقطه - مبنا می باشند و پس از بررسی نقاط، نقاط مربوط به مانع و یا convex hull آن ها را به عنوان مانع ارایه می دهند. به طوری که نتایج ناقص سبب هدایت نادرست و برخورد MAV با موانع آشکار نشده می شود. هدف از این مقاله، آشکارسازی کامل نواحی مانع به منظور هدایت صحیح MAV و عدم برخورد آن با موانع اطراف در محیط بیرون با عوارض مختلف است. برای این منظور روش انبساط - مبنا جدیدی با استفاده از نواحی تصویر fisheye برای آشکارسازی مانع ارایه می شود. روش پیشنهادی از نواحی تصویر و افزایش مساحت آن ها در تصاویر متوالی استفاده می کند و در نهایت موانع را به صورت نواحی ارایه می دهد تا مشکلات موجود را حل نماید. نتایج به دست آمده بیان گر کارایی روش در محیط با عوارض مختلف می باشد، به طوری که 67 و 54 درصد از پیکسل های مربوط به مانع به طور میانگین و به ترتیب در دو حالت حرکت رو به جلو و حرکت به سمت راست آشکارسازی شده اند. علاوه بر این مقایسه روش پیشنهادی با روش Al-Kaff و همکاران (2017) بیان گر کارایی بالای آن نسبت به الگوریتم موجود است و نتایج آن را به طور میانگین به میزان 40 و 29 درصد، به ترتیب در دو حالت حرکت رو به جلو و حرکت به سمت راست بهبود داده است.

    کلیدواژگان: آشکارسازی مانع، روش های انبساط - مبنا، تصاویر fisheye، نواحی مربوط به مانع
  • محمدحسین داودآبادی فراهانی، علیرضا شریفی*، مهدی عربی صفحات 83-100

    خشکسالی ازجمله بلایای طبیعی و ادامه ی آن درسطح وسیع باعث نابودی حیات می شود. این پدیده در علوم مختلف به چند دسته کشاورزی، هواشناسی، هیدرولوژی ، توان طبیعی دسته بندی می شود. خشکسالی محصولات کشاورزی باعث آسیب زدن به اقتصاد، شرایط اجتماعی، محصولات کشاورزی و در نتیجه امنیت غذایی می شود لذا پایش آن امری ضروری است. امروزه برای بررسی خشکسالی کشاورزی از روش هایی همچون دورکاوی و استفاده از داده های ماهواره ای درکنار داده های هواشناسی یا شاخص های خشکسالی استفاده می شود. در این تحقیق از داده های سنجنده ی مادیس ماهواره ی ترا، نقشه یLST ، شاخص  NDVIو از داده های سنجنده ی سنتینل2، نقشه ی شاخص خشکسالی  PDSI استان مرکزی در سال های 1388 ، 1393و 1398 تهیه می شود. میزان بارندگی از سنجنده ی هواشناسی GPM و میزان رطوبت سطح و زیر سطح خاک، از داده های سنجنده ی SMAP در بازه ی 1388 تا 1398 برای شهرستان های شارند، کمیجان و تفرش، به عنوان سه منطقه نمونه با شدت خشکسالی متفاوت جهت تحلیل شدت خشکسالی استخراج شد. پس از تهیه داده های مورد نیاز، از  LST شاخص TCI، از شاخص NDVI شاخص VCI و در نهایت با استفاده از TCI, VCI، شاخص VHI استان مرکزی در1388، 1393و1398 ، تهیه می شود. با استفاده از نقشه شاخص ها و مقادیر آنها می توان در سال های مختلف وضعیت پوشش گیاهی و محصولات کشاورزی به همراه شدت خشکسالی نقاط مختلف استان را مشاهده نمود. پس از تهیه نقشه شاخص ها، اثر تغییرات شاخص های LST وNDVI بر روی شاخص  VHI و اثر شاخص VHI،SM ،SSM  و میزان بارش بر روی شاخص PDSI بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که شاخص VHI با شاخص LSTرابطه ی معکوس و با شاخص  NDVI و PDSI رابطه ی مستقیم دارد. براساس یافته ها جنوب غرب استان کمترین شدت خشکسالی و شرق استان بالاترین شدت خشکسالی را داشته است. در مقایسه با سایر پژوهش های انجام شده در این زمینه، در این تحقیق پایش شدت خشکسالی کشاورزی منطقه مطالعاتی با استفاده از شاخص خشکسالی PDSI انجام شده است.

    کلیدواژگان: پایش خشکسالی، سنجش ازدور، شاخص های طیفی، رطوبت خاک، بارندگی
  • مجتبی مینایی، محمدرضا ملک* صفحات 101-113

    با گسترش ویروس کرونا و تبدیل آن به یک همه گیری، به توصیه سازمان بهداشت جهانی قرنطینه و ایجاد محدودیت های اجتماعی یک راه اساسی برای کنترل بیماری است. علی رغم کارایی مناسب، اجرا و مدیریت این روش ها پرهزینه بوده و به شکل عمومی و برای طولانی مدت قابل اجرا نمی باشند. سیستم های ردیابی تماس می توانند به عنوان جایگزینی برای قرنطینه عمومی استفاده شوند. دوربین های هوشمند به دلیل گستردگی خود، ساختار مناسبی برای ایجاد یک سیستم هوشمند ردیابی تماس هستند. طراحی و اجرای سیستم مذکور چالش هایی دارد. ساختار مدل تشخیص شیء کارا، مجموعه داده کافی و نحوه موقعیت یابی و ردیابی افراد چالش هایی هستند که در این مقاله با بررسی انواع سیستم های ردیابی تماس موجود و ارزیابی نتایج آن ها، بررسی شده اند.

    کلیدواژگان: ردیابی تماس، کووید 19، دوربین های هوشمند، الگوریتم تشخیص شیء، پردازش تصویر
  • بهمن تاج فیروز، وحیده سعیدی*، حمید خلیلی واوسری، محمدحسین نعمتی صفحات 115-123

    عمق یابی و تهیه اطلاعات مکانی بنادر به همراه پایش دوره ای رسوب گذاری در حوضچه و کانال های منتهی به بنادر، تاثیر بسزایی در ارتقای کیفی دریانوردی و حمل و نقل ایمن دارد. بنابراین در مطالعه حاضر، به محاسبه و تخمین نرخ رسوب گذاری در حوضچه و کانال بندر امیرآباد (یکی از مهمترین بنادر شمالی ایران) بین سال های 1397 و 1400 بر اساس داده های عمق یابی پرداخته شده است. پس از پردازش های لازم بر روی داده ها، مدل رقومی بستر کانال و حوضچه تولید شد. سپس، احجام رسوب گذاری در هر دوره نسبت به دوره قبل محاسبه شدند. جهت برآورد حجم نهایی رسوب، با در نظر گرفتن عملیات لایروبی در منطقه مذکور، میزان انتقال رسوب در لایروبی ها نیز محاسبه و به احجام رسوب گذاری نهایی اضافه شد. با بررسی نتایج، میانگین نرخ رسوب گذاری سالانه و ماهانه (m3/m2) به ترتیب در کانال دسترسی  122/0 و 010/0 متر و حوضچه آرامش 160/0 و 013/0 متر محاسبه شد. به طور تقریبی، پراکندگی و توزیع رسوب گذاری همگنی در کل منطقه مشاهده شد.  اما در هرحال الگوی بیشترین حجم رسوب گذاری در ابتدای کانال دسترسی در جهت شمال و شمال شرق و در جنوب حوضچه اصلی و عموما در حوضچه های غربی و شرقی رخ داده است. استفاده از این نتایج به مدیران در برنامه ریزی بهتر و دقیق تر جهت لایروبی بهینه منطقه، توالی و دفعات عملیات لایروبی و عمق یابی در آینده کمک شایانی خواهد کرد و به عنوان مرجع قابل اعتماد و دقیقی جهت صحت سنجی سایر روش های متداول نظیر مدل های هیدرودینامیکی و رسوب سنجی در تخمین نرخ رسوب در منطقه خواهد بود.

    کلیدواژگان: عمق یابی، هیدروگرافی، نرخ رسوب‎گذاری، لایروبی، بندر امیرآباد، دریانوردی ایمن
  • مهدی غلام نیا*، مهرنوش قدیمی، معصومه مقبل، رضا خندان صفحات 125-132

    دمای سطح زمین به عنوان پارامتر کلیدی در تعاملات محیطی توسط محققین مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است. وضعیت حرارت شهری به نوع جنس زمین که از مواد مختلف با خصوصیات حرارتی متفاوت تشکیل شده است وابسته است. در این مطالعه دمای روزانه گیاه، سنگ، آب، سیمان، آسفالت و خاک که به  عنوان مولفه های اصلی ساختار شهری می باشند مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه از روش چرخه روزانه دما جهت مدلسازی رفتار دمایی مواد مختلف استفاده شده است که داده های آن از اندازه گیری سنسورهای دقیق در ایستگاه هواشناسی شهر تهران اندازه گیری شده است. همچنین مقایسه بین دمای بیشینه پوشش های مختلف سطح زمین با دمای سطح اندازه گیری شده روزانه و شبانه مادیس مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بیانگر اختلاف زیاد دمای خاک و اسفالت و سیمان با سنگ و گیاه و آب در دماهای بالا می باشد. همچنین رفتار دمایی آب بیانگر نوسانات کمتری می باشد و مقداری تاخیر فاز در رسیدن به بیشترین مقدار بیشینه دمایی نسبت به مواد دیگر دارد. همچنین سری زمانی دمای سطح مادیس در منطقه مورد مطالعه استخراج گردید و با دمای بیشینه مواد مختلف مورد مقایسه قرار گرفت که بیشترین همبستگی بین دمای روزانه مادیس سکوی ترآ و دمای بیشینه خاک و سیمان با مقادیر  برابر  0.948  و مقادیر RMSE به ترتیب برابر 2.98 و 4.2 درجه سانتی گراد بود.

    کلیدواژگان: بیشینه دما، ناحیه شهری، مادیس، دمای سطح زمین
|
  • A. Ramezani*, Sh. Hamedi, B. Hamedi, A. Ghadimi Pages 1-10

    The growing trend of technology and telecommunication industry has led to the use of optical systems to enable the transmission of high bandwidth information in remote locations. Due to the advantages of fiber optic communication platform over copper wire, fiber to home technology has recently emerged and many citizens are applying for fiber optic based internet. Installation and development of fiber-to-the-house technology requires consideration of several parameters, which are location-based and enable the electronic participation of citizens. On the other hand, this technology has expensive equipment that, if not properly distributed, can lead to financial losses of telecommunications and dissatisfaction of citizens. These problems can be reduced by using location-based analysis and a web-based system. The most important innovation of this research is the location and optimal allocation of fiber optic terminal in the form of a web-based spatial system. To optimize FAT location, it will be done in such a way that with the lowest number of FATs, the highest demand (coverage issue) is covered at the shortest distance from the fiber optic joints (middle issue). One of the advantages of the proposed system is the reduction of equipment installation time without face-to-face visits, reduction of telecommunication costs, honoring the client and optimal coverage of the service applicant. The results show that the applicants were 87% satisfied with the mentioned system and the range that was previously covered with two FATs and about 20 working days, was covered with a FAT in 7 working days using the proposed model.

    Keywords: Optimization, Location, Allocation, FTTH, Citizen Participant, Web GIS
  • N. Hooshangi*, V. R. Mahdavi, M. R. Ghaffari Razin Pages 11-23

    Groundwater level measurement and monitoring are one of the basic and essential steps in groundwater studies. Data in geographical studies, especially in groundwater studies, are generally measured at points in monitoring stations and play an important role in analyzing temporal and spatial variations of phenomena. optimization is one of the main issues in reducing the cost and increasing the quality of the extracted data. The main purpose of this research is to optimize the groundwater monitoring network of the Arak plain aquifer, in which a new metaheuristic method called Colliding Bodies Optimization (CBO) is used. For this purpose, the groundwater wells data are collected and refined. Then the CBO method is implemented and the inverse distance weighting (IDW) method is used to calculate the cost function in CBO. In order to evaluate the accuracy of the output, the results were compared with the ant colony optimization (ACO) method. Arak plain is located in the watershed of Miqan desert wetland and its groundwater level has been decreasing in recent years. Continuous and accurate monitoring of groundwater levels in Markazi province and especially the Arak aquifer is one of its main needs. For this purpose, the groundwater wells data are collected and refined. Then the CBO method is implemented and the inverse distance weighting (IDW) method is used to calculate the cost function in CBO. The CBO algorithm is based on simulating the search space with an environment in which the kinetic energy and momentum of the colliding particles are decreasing. In the proposed approach, using the IDW method, a continuous surface was created from the selected stations, and the error generated in the unselected stations was calculated based on the Root Mean Square Error (RMSE) formula. IDW is one of the simplest spatial interpolation methods that has been used extensively in network optimization. In this study, the average annual data of 57 groundwater level monitoring stations in 1397 were used. Out of 57 monitoring stations, only 43 were active and in 14 stations, measurements were not recorded. Evaluation of outlier data based on Grubbs test showed that well data No. 15 was as outlier data which was excluded from the calculations. In this study, different scenarios were evaluated for removal of 1 to 12 monitoring wells and the curve of the number of removed wells against the amount of error created in the wells was drawn. It was obvious that the error value would increase as the number of deleted stations increased. Comparison of the optimized error percentage shows that the CBO method always has a lower error than the ACO. In general, based on the location of the unselected stations in each scenario, it was observed that the study area is divided into three general parts, north, south, and southeast. In the first three scenarios, the unselected wells are located in the northern part of the aquifer. From scenario four, station No. 6 from the southeastern part is always removed, and from scenario five, station No. 40 from the southern part is always removed as a priority. According to the error diagram, the location of the unselected wells in different scenarios, and also expert opinions, it was found that by removing 6 wells (wells with numbers 5, 6, 9, 30, 36, and 40) from the groundwater monitoring network of Arak aquifer, a maximum of 35 cm of accuracy will be reduced in the well. On the other hand, it saves money and time for data collection. The location of the unselected wells shows that the wells around Miqan Wetland are of great importance in estimating the groundwater level of the aquifer and most of the removed wells are located in the northern and central part of the aquifer. This study also showed that the object collision optimization method is a suitable method in optimizing groundwater monitoring networks.

    Keywords: Monitoring Network, Groundwater, Colliding Bodies Optimization (CBO), Metaheuristic Method, Inverse Distance Weighting (IDW)
  • R. Saeedi, H. Aghamohammadi*, A. A. Al Sheikh, A. R. Vafaienejad Pages 25-36

    Due to the value of time in disaster relief, access to current information about the geographical location and physical condition of the injured and the use of new technologies and methods of GIS is important. The purpose of this study is to create a platform that uses MobileGIS, WebGIS and VGI technology to transfer and collect immediate and accurate information that leads to reducing relief time, increasing the speed of sending online or offline assistance requests by victims and reducing casualties. Real-time information on the physical condition and position of the injured person according to the required hardware facilities and the importance of time in responding to the needs of the injured is provided by each victim and used in this system .In this research, the information sent by the victims and those around them has been used. The information sent in the geoserver is analyzed .At the disaster, due to solving the problem of disconnecting the Internet, the output of this research was used as a mobile application with Android and IOS operating systems. In addition, the web version of the system was available when connected to the Internet. After the implementation of this system, with the obtained information, an Instant map was made available to the rescue manager, which included mapping the type of assistance and relief for each person or in groups for a group of injured in a specific geographical area, which help to assistance-and-relief managerschr('39') decision-making process.

    Keywords: Disaster Management, WebGIS, SMS, MobileGIS, VGI
  • M. A. Sharifi*, Sh. Shirafkan, S. M. Khazraei, A. R. Amiri Simkooei Pages 37-49

    The Earth Orientation parameters (EOP) including the Length of Day (LOD) are vital to widely used applications of Satellite Geodesy. The precise satellite positioning and navigation and the Earth system monitoring satellites are a few applications with a near real time request for the EOP values. Data gathering from a globally distributed co-located geodetic sensors and processing the collected data for estimation of the parameters are time demanding tasks which makes delayed access to a real-time processed values unavoidable. Consequently, accurate prediction of the EOP parameters time-series has been defined as a highly demanding task in geodesy. Many different techniques have already been employed either for short- or long-term prediction of the time-series. However, the implemented methods for short-term prediction of the EOP temporal changes is in central focus of the research centers and institutes due to its applications in the Earth Centered inertial (ECI) and the Earth Centered Earth Fixed (ECEF) reference frames. Moreover, combined methods with the ability of simultaneous functional and stochastic behavior modeling of the time-series are more interested due to their functionality for one-step accurate prediction. For instance, the Least squares auto regressive (LS+AR) is the most recent published article for the LOD forecasting. In this paper, we will address an innovative approach for complicated and challenging time-series prediction. The proposed methodology consists of the Singular Spectrum Analysis (SSA) combined with the Auto Regressive Moving Average (ARMA) enabling to model the functional and stochastic constituents respectively. For more precise forecasting, the proposed method is equipped with two pre analysis statistical tests in order to detect and identify any possible outliers. Moreover, the Fast Fourier transform (FFT) is employed to give a first guess of the possible periodic pattern of the data with its later application in the SSA appropriate window length selection. The SSA setup consists of the lag-covariance matrix computation, Eigen value and Eigen vector decomposition of the lag-covariance matrix, the Eigen values clustering and the component reconstruction. Trend and offset removal before utilizing the SSA method and its restoration after performing perdition is also worth mentioning. Selection an optimal number of deterministic components plays a key role in effective implementation of the SSA approach which is fully explained in the methodology part of the paper. The stochastic behavior of LOD signal is characterized using the ARMA technique whose successful implementation is highly depend on the right selection of the Moving Average (MA) and Auto Regressive (AR) orders. The Akaike information criterion (AIC) as an estimator of prediction error as the well-known order selection criteria is used. Moreover, the Mean Absolute Error (MAE) is computed and different prediction scenarios are compared. The suggested approach has dominantly outperformed eight already published method. Publicly available LOD data from International Earth Reference System (IERS) is used for the method evaluation and numerical comparison. Daily LOD data for the years of 2005-2009 is used for model training while the year 2010 is taken for validation. A ten-day interval prediction during the whole year of 2011 is considered for evaluation. On average, accuracy improvement rate is about 1.6 and 1.84 for the 5th and 10th ahead day of prediction.

    Keywords: LOD, SSA, ARMA, Prediction
  • S. Bagheri, S. Karimzadeh*, B. Feizizadeh Pages 51-61

    Today, the rapid physical growth and development of cities has caused significant changes in their physical and functional characteristics, and as a result, many problems have arisen. The cities of Tehran and Tabriz, as the two metropolises of Iran, are no exception to this rule, because the reason for their development in recent years and the concentration and overcrowding of various uses, especially commercial uses and medical services in the central sector, issues and problems for transportation network failure. It has created two cities. Accordingly, in the present study, these two metropolises have been studied. Remote sensing observations at night provide us with an explicit and timely measurement of human activities. Numerous studies have shown that night light (NTL) can be used as a proxy for a number of variables, including urbanization, density, and economic growth. Accordingly, in this study, we examined urban growth and its effects using remote sensing at night. For this purpose, satellite images of SOUMI NPP, LANDSAT 8 and LANDSAT 7 as well as traffic information obtained from Google map were used, using ENVI 5.3, QGIS 3.10, ARC GIS 10.3 software, Google Earth Engine system and MATLAB software. This data was done. First, the physical development of the studied cities was investigated using the BUNTUS algorithm (urban built-up areas, night light image and travel time for the city limits). The results showed that both cities had a slight slope growth during this nine-year period (2020-2012). After calculating urban growth to study urban traffic, regression was performed between traffic information and numerical value of image pixels (DN) using MATLAB software, which showed the correlation between these two layers of information.

    Keywords: SOUMI NPP, LANDSAT 8, LANDSAT 7, BUNTUS Algorithm
  • S. Badrloo*, M. Varshosaz Pages 63-81
    Introduction

    Micro-Aerial Vehicles (MAVs) are ideal platforms for indoor and outdoor applications because to their small size and light weight [1, 2]. Obstacles, on the other hand, may cause MAVs to crash. Cameras collect a lot of evidence about their surroundings. Through the use of grayscale values [3], point features [4], and edge details [5], vision-based techniques detect obstacles. They are divided into monocular and stereo types. There are four types of monocular approaches: appearance-based [6], motion-based [7], depth-based [8], and expansion-based [4]. Expansion-based techniques are based on the same principle as human vision. The majority of expansion-based systems identify obstacles by recognizing object points [4, 5, 9-11]. However, relying solely on points may not be sufficient; as a result, the MAV may collide with unseen impediments. To overcome this obstacle, we describe a novel technique based on the same concept but employing region-enlarging rates.

    Methodology

    Various steps of our obstacle detection technique above can be summarised in (a) data acquisition and preparation, (b) region extraction and their area calculation, and (c) obstacle detection.

    Results and discussion

     We took four pairs of images with an LG 360 CAM fisheye camera, two with the camera moving forward and two with the camera moving to the sides. In the forward direction, recall accuracy is 82% for the first data and 52% for the second data. The new technique detects only a portion of the obstacle region. This problem emerges because some regions lack at least three matching points. While moving to the right, recall accuracy for the third and fourth data is 69% and 39%, respectively. This accuracy is lower in the fourth data set than in the other data sets due to the aforementioned description, the absence of at least three corresponding points, and the possibility of inaccurate corresponding points, particularly along the fisheye image's edges, which have a low quality in these places.

    Conclusion

     The proposed method extracts regions of close obstacles from outdoor fisheye images. The findings demonstrate the method's efficacy in a variety of complex environments. Thus, on average, 60% of the obstacles are detected in two modes of forward movement and right movement. Additionally, a comparison of the suggested method to that of Al-Kaff et al. (2017) [4] demonstrates that it is more efficient than the existing algorithm.The proposed algorithm, however, has some gaps in terms of obstacle detection.One of these limitations is that certain regions lack at least three corresponding points. Also, the presence of incorrect corresponding points causes incorrect detection of obstacles. The second limitation is that the obstacle is the same color as the background, which leads to errors in the correct detection of obstacles. The third constraint is the long processing time required by the suggested approach. These constraints can be solved in the future with the use of more accurate and faster algorithms.

    Keywords: Obstacle Detection, Regions, Expansion-based Method, MAVs, Fisheye Image
  • M. H. Davoodabadi Farahani, A. R. Sharifi*, M. Arabi Pages 83-100

    One of the natural disasters of all is drought. Drought has long been one of the problems of Iran and has always been mentioned as a serious threat to the country. Drought is one of the natural and repetitive features of the climate and part of the climate that cannot be observed without a specific limit of occurrence and impact using high-speed ground station information. Drought rate is divided into severe, mild, moderate drought and long-term drought and short-term drought based on time components. Drought has had effects on land degradation, forest fires, reduced air and water quality, and reduced agricultural production. Frequent droughts have been a concern for many years, and on a global scale, in recent decades, especially in arid and semi-arid regions, the frequency, severity and duration of droughts have increased significantly. Drought according to different definitions in each area is divided into four main categories, including meteorological drought, agricultural drought, hydrological drought and socio-economic drought. In meteorology, drought, or in other words dry period, is the reduction of loss in a period of time compared to the average amount of rainfall in that period or the amount of long-term rainfall in the same period. Of course, if this amount of rainfall does not meet the needs such as economic and social needs. The duration or period of drought varies according to the climate of each region and depends on the location and time. In Iran, the drought period is approximately equal to the crop year. The severity of drought also varies in each climate and country. The same amount of rainfall in one country may be considered drought, while in another country, the same amount of rainfall does not indicate drought. Agricultural drought damages the economy, social conditions, agricultural products and consequently food security, so monitoring it is essential. For this purpose, agricultural drought in Markazi province has been studied. One of the factors affecting agricultural drought, soil moisture and plant evapotranspiration as a cause of water loss is the difference between the available water and its wastage. Therefore, to measure drought, an indicator that shows evapotranspiration is needed. In this research, RWDI index is used as an indicator of drought based on evapotranspiration. To obtain this index, one must first obtain the actual evapotranspiration and potential. Due to the advantages of remote sensing methods compared to traditional methods, remote sensing methods based on energy balance and SEBAL2 image processing model as well as Landsat 8 images, in dry and wet seasons, along with meteorological data to obtain heat flux Hidden, which depends on the parameters of soil heat flux, tangible heat flux and net radiation flux, is used. Using latent heat, instantaneous evapotranspiration is calculated daily and using the Penman 3 method, reference evapotranspiration is calculated. Potential method of Taylor 4, evapotranspiration and potential transpiration are obtained, and as a result, after calculating the actual evapotranspiration, the RWDI index is prepared, which shows the water shortage and the severity of agricultural drought. The results show that the values ​​of evapotranspiration are obtained with acceptable accuracy. Meteorological stations are obtained in REF-ET software. In addition, based on the results of the water deficit index, the values ​​of this index are expected to be higher in dry seasons than in wet seasons.

    Keywords: Agricultural Drought Monitoring, VHI, PDSI
  • M. Minaei, M. R. Malek* Pages 101-113

    With the spread of the COVID 19 virus and the threat of a pandemic, the World Health Organization (WHO) proposed quarantine and setting social distancing restrictions as a means of disease management. Despite their effectiveness, implementing and administering these restrictions is prohibitively expensive and not suitable for a long time. Contact tracing systems can be used as an alternative to public quarantine. Smart cameras are an easily accessible structure for developing such a system due to their widespread use. However, there are numerous challenges in designing and implementing the mentioned system. The architecture of an effective object detection model, a large enough dataset, and a method for positioning and tracing people are some of the challenges that have been examined and compared in this article.

    Keywords: Contact Tracing, COVID 19, Smart Cameras, Object Detection Algorithms, Image Processing
  • B. Tajfirouz, V. Saeidi*, H. Khalili, M. H. Nemati Pages 115-123

    More than 70 percent of the Earth is covered by water, and water bodies are the main features in the globe. Hence, studies of water depth and bathymetry are of great importance. Hydrography is the most accurate method in bathymetry science to measure the seafloor surface and water depth for defense and security, development, and environmental purposes. Mainly, maritime transportation and safety rely on spatial information databases and accurate hydrography of the seafloor in ports and coastal areas as well as periodic sedimentation monitoring in ports and approaches channels. Regular sedimentation monitoring allows for sedimentation distribution mapping, precise maintenance dredging, and safe navigation in coastal zones. To determine spatial and temporal trends of sedimentation, periodic hydrography of coastal areas is in demand. Therefore, in the present study, sedimentation rates were estimated based on precise hydrographic datasets in the port basin and approaching channel of Amirabad port (one of the most important Iranian ports in the Caspian Sea) in the period 2018-2021. Using the Ceeducer Pro (a 200 kHz hydrographic survey system) in 10 separate hydrographic surveys (with 2 to 6 months intervals), the three dimensional (3D) datasets were acquired with accuracies of higher than 0.5 m. After data processing (based on different dates), the digital surface models of the seafloor were produced for every hydrographic surveying. Then, the sedimentation volumes were calculated and compared in pairs. To estimate the final volume of the sedimentation by considering the dredging operations in the study area, the amount of sedimentation transferred by the dredging processes was also calculated and added to the final volume of the sedimentation. The outcomes confirmed the average rates of annual and monthly sedimentation (m3 / m2) in the channel by 0.122m and 0.010m and in the basin by 0.160m and 0.013m, respectively. Generally, a homogeneous distribution in sedimentation was observed in the whole region. However, a pattern of the highest volume of sedimentation occurred in the entrance of the channel (in the north and northeast direction), in the south of the main basin, and the western and eastern parts of the basin. Moreover, the highest rates of sedimentation were predominantly observed in the warmer seasons in Amirabad port. According to the finding of this research, the maintenance dredging system was performed at a satisfying level, resulting in successful removal of sediment from the seabed in the study area. Besides, undertaking a maintenance dredging system at longer intervals (i.e., more than four months) might threaten the navigation safety of ships in the region. The results of this research will help private and government sectors for more accurate planning and optimal dredging of the region in the future. In addition, these datasets are reliable and accurate reference and source for the validation and evaluation of other common empirical and semi-empirical methods in estimating sedimentation rates in Amirabad port.

    Keywords: Hydrography, Sedimentation Rate, Dredging, Amirabad Port, Maritime Safety
  • M. Gholamnia*, M. Ghadimi, M. Moghbel, R. Khandan Pages 125-132

    Land Surface Temperature (LST), as a key parameter in environmental interaction, has been studied in several researches. Urban thermal condition depends on land cover types that composed of different materials with various thermal properties. In this study we analyzed diurnal temperature of vegetation, stone, water, cement, asphalt, and soil land cover types (LCT), as main components of urban structure. The Diurnal Temperature Cycle (DTC) method used to model daily behavior of different material temperature’s by implementation of precise sensors at a weather station in Tehran, of Iran. Then, comparisons between maximum diurnal temperatures of different LCT with LST at the day and night time of MODIS were conducted. Result showed that in warm days the discrepancies between materials were larger and soil, asphalt, and cement had higher temperatures than stone, vegetation, and water. Also, water had little fluctuations and some phase shift to reach maximum amplitude. Also, time series of MODIS LST in the study area were extracted and compared with maximum diurnal temperature of different LCT. Maximum correlation was estimated between Terra daytime LST and T_max of soil and cement material with 0.948 values for "R^2"  and 2.89 and 4.2^C"  for RMSE.

    Keywords: Maximum Temperature, Urban, MODIS, LST, Diurnal, Land Cover