فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
پیاپی 3 (پاییز 1388)

  • تاریخ انتشار: 1388/08/19
  • تعداد عناوین: 7
|
  • روزبه شاد، محمدسعدی مسگری، عارفه شاد، علی اکبر آبکار، دامون مولایی صفحه 1
    هدف اصلی مقاله حاضر آن است که با طراحی و ارزیابی سامانه عامل مبنای مکانی، اطلاعات مربوط به توده های آلودگی زیست محیطی را به صورت آنی و از طریق تصاویر ماهواره ای NOAA استخراج کند و سپس تاثیر آنها را بر روی محدوده های زیست محیطی جنگلی به صورت مناطق ریسک مشخص گرداند. در این کاربرد، آلودگی هوا پدیده ای است که به اشکال گوناگون باعث به وجود آمدن ریسک در محدوده های جنگلی می گردد. لذا به دست آوردن تمامی تاثیرات آلودگی هوا بر محدوده های جنگلی امری دشوار قلمداد می شود. با این حال برخی از تاثیرات آن از قبیل تاثیر بر رشد پوشش گیاهی منطقه را می توان به عنوان عاملی ضروری تر در فرایند تصمیم گیری وارد ساخت. برای بررسی این موضوع، پیامد انتشار آلودگی ناشی از آتش سوزی چاه های نفت کویت در سال 1991 و تاثیر آن بر جنگل های جنوب غربی کشور در نظر گرفته شده است. بررسی تصاویر نیم روزانه NOAA-AVHRR به خوبی آشکار می سازد که آلودگی به سمت مرز ایران حرکت کرده و منابع طبیعی و جنگل های جنوب غربی کشور را تهدید کرده است. با در نظر گرفتن شواهد مذکور، ردیابی، تخمین و ارزیابی سریع و آنی محدوده های ریسک، امری ضروری به شمار می آید. این مقصود با طراحی سامانه هوشمند عامل مبنایی که در آن ابزارهای مرتبط با سامانه اطلاعات مکانی و سنجش از دور یکپارچه شده اند، محقق می گردد. در آن سامانه به منظور استنتاجگری، روش های مختلف یادگیری ژنتیکی قوانین ارزیابی می شوند و قوانین بهینه مشخص می گردند. با توجه به اینکه دو پدیده مورد نظر (آلودگی هوا و محدوده ریسک) دارای مرز نامعلوم و ماهیتی نامعین هستند، لازم است که وضعیتی قابل پیش بینی از قوانین برای آنها در نظر گرفته شود و مطابق آن برای هر دوره محاسباتی، فرایند تنظیم و یادگیری قوانین استنتاج در شرایط نامعین، اجرا گردد. لذا مناطق ریسک به صورت آنی و هوشمند تعیین می شوند و روش های مختلف یادگیری ژنتیکی به همراه استنتاجگری مکانی فازی، با استفاده از داده های استخراجی از تصاویر ماهواره ای لندست TM مورد ارزیابی قرار می گیرند.
    کلیدواژگان: عامل پایه، استنتاج، یادگیری، توده آلودگی، سامانه اطلاعات مکانی
  • محمدرضا مباشری، علی احمدی رستمی، علی صادقی نایینی، جلال کرمی صفحه 17
    فرایند سنجش از دور تحت تاثیر چندین نوع خطا، از جمله اعوجاجات هندسی، عدم تعادل رادیومتریک و تاثیرات جوی قرار دارد، که در میان آنها تاثیرات جوی نقش بسیار مهمی ایفا می کند. در پژوهش حاضر با استفاده از داده های پنج سال رادیوساوند در ماه ژوئن (11 خرداد تا 9 تیر)، مدل جوی مناسبی برای منطقه مورد مطالعه تعریف گردید. آنگاه با استفاده از مدل جوی استخراج شده و کد 6S، اصلاح جوی برای تصاویر MODIS منطقه مورد مطالعه صورت گرفت و نتایج با مدل های پیش فرض کد 6S همچون مدل های میان تابستانی، میان زمستانی و بر حاره ای مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که اصلاح جوی تصاویر با استفاده از مدل جوی استخراج شده برای منطقه مورد مطالعه در باندهای جذب بخار آب کاملا با تصاویر اصلاح شده با مدل های پیش فرض تفاوت دارد. همچنین برای مقایسه بهتر از شاخص NDVI استفاده گردید. نتایج در این منطقه نشان می دهد که پس از اصلاح جوی NDVI های کمتر از 4/0 کاهش و NDVIهای بیشتر از 5/0 افزایش یافته اند که با نتایج دیگر پژوهشگران در این زمینه همخوانی دارد.
    کلیدواژگان: تصحیح جوی، کد 6S، پروفایل جوی، NDVI، سنجش از دور
  • عطاءالله حدادی، محمودرضا صاحبی، مهدی مختارزاده، هیرش فتاحی صفحه 33
    در پژوهش حاضر، روشی ترکیبی از شبکه های عصبی نظارت شده و نظارت نشده برای طبقه بندی تصاویر سنجش از دور ارائه شده است. مبنای الگوریتم پیشنهادی، شبکه های خودسازمانده (SOM) و الگوریتم شبکه عصبی پس انتشار خطاست. الگوریتم طبقه بندی نظارت نشده SOM به تنهایی قادر به طبقه بندی و برچسب گذاری دقیق نتیجه نهایی نیست، لذا در نوشتار حاضر از الگوریتم پس انتشار خطا برای تعیین برچسب نهایی کلاس ها استفاده شده است. در ابتدا تصویر با استفاده از الگوریتم شبکه های خودسازمانده بخش بندی می شود. سپس برچسب نرون های شبکه های خودسازمانده با استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا و داده های آموزشی تعیین می شود و در ادامه نقشه پوششی تهیه می گردد. به منظور کاهش حجم سنگین محاسبات شبکه های خودسازمانده، در پژوهش حاضر از الگوریتم PCA برای تعیین مقدار اولیه بردار وزن نرون ها استفاده شده است. ارزیابی الگوریتم پیشنهادی با تصاویر چندطیفی لندست (ETM+) و IKONOS انجام گرفت. هر قسمت از الگوریتم با الگوریتم های دیگر جایگزین شد و نتایج به دست آمده با الگوریتم پیشنهادی مقایسه گردید. در ابتدا به جای الگوریتم SOM از الگوریتم های نظارت نشده K-Means و FCM و به جای الگوریتم MLP برای تعیین برچسب نرون های الگوریتم SOM از الگوریتم KNN استفاده گردید. همچنین نتایج نهایی الگوریتم پیشنهادی با دیگر الگوریتم های طبقه بندی مقایسه شد. نتایج حاصل از دقت طبقه بندی الگوریتم پیشنهادی و دیگر الگوریتم ها، نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی توانایی بهبود نتایج طبقه بندی را به ویژه برای تعداد نمونه های آموزشی اندک داراست.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، طبقه بندی، شبکه های عصبی مصنوعی، الگوریتم SOM، الگوریتم MLP
  • علی محمد مبارکی، علی منصوریان، محمدرضا ملک صفحه 51
    جمع آوری و استفاده از اطلاعات مکانی مربوط به وضعیت کنونی حادثه در کمترین زمان ممکن، از نیازهای اصلی و اساسی در مدیریت بهینه حوادث به شمار می آید. برای این منظور لازم است هر یک از سازمان های دخیل در مدیریت حادثه، جمع آوری بخشی از اطلاعات مکانی مورد نیاز را برعهده گیرند و با به اشتراک گذاری این اطلاعات، آن را در دسترس سایر نهادهای مسئول قرار دهند.
    تحقیقات گذشته نشان داده اند که زیرساخت داده مکانی (SDI) و سامانه اطلاعات مکانی تحت وب چارچوب مناسبی برای مدیریت اطلاعات مکانی در شرایط بحرانی قلمداد می شوند. اگرچه مدل های مفهومی SDI برای مدیریت بحران شرح و بسط داده شده اند، ولی با توجه به کاربرد شبکه های بی سیم و فناوری های وابسته به آن از قبیل GIS همراه لازم است مدل های مذکور براساس ویژگی های شبکه های بی سیم و فناوری های مرتبط توسعه یابند.
    در پژوهش حاضر ابتدا مدل مفهومی SDI مدیریت بحران برای استفاده از محیط های بی سیم و GIS همراه شرح و بسط یافت. سپس براساس مدل مفهومی توسعه یافته، طراحی، توسعه و پیاده سازی GIS همراه نمونه برای استفاده ماموران امداد به منظور مدیریت بهینه حوادث صورت پذیرفت. در ادامه، سامانه پیاده سازی شده مورد آزمون و ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا سناریویی فرضی برای امدادرسانی در منطقه تشریح شد و براساس آن کارایی سامانه در پاسخگویی به نیازمندی های موجود در سناریو بررسی گردید. در پایان چنین نتیجه گیری شد که با توجه به سناریوی طراحی شده و آزمودن سامانه نمونه GIS همراه، استفاده از محیط های بی سیم و سامانه های اطلاعات مکانی همراه در بستر SDI موجب تسهیل و ارتقای کیفیت مدیریت حوادث می شود.
    کلیدواژگان: GIS همراه، زیرساخت داده مکانی، مدیریت حوادث
  • علی سرکارگر اردکانی، محمد جواد ولدان زوج، علی منصوریان، علی محمد زاده صفحه 65
    سالیانه در کشور ما صدها مورد آتش سوزی در جنگل ها و مراتع اتفاق می افتد و هزاران هکتار از درختان، درختچه ها و گیاهان را طعمه خود می سازد. حریق ها علاوه بر خسارات اقتصادی، آثار مخرب زیست محیطی را نیز به دنبال دارند. وقوع آتش سوزی های مکرر در مناطق مختلف ایران در چند سال گذشته پژوهشگران منابع طبیعی را بر آن داشته است تا پژوهش های جدیدی در عرصه های باارزش جنگلی انجام دهند. در پژوهش حاضر از تصاویر ماهواره ای MODIS و Landsat ETM+ به منظور آشکارسازی، و تعیین وسعت مناطق دچار حریق در نخلستان های شهر خور از توابع استان اصفهان استفاده گردیده است. سنجنده MODIS در لحظه عبور از فراز این منطقه، آتش سوزی ای را در تاریخ یازدهم مرداد ماه 1387 ثبت کرد، که با الگوریتم بومی شده کشف آتش، مکان حریق ها مشخص گردید. در روش پیشنهادی، برای شناسایی آتش پس از انجام تصحیحات رادیومتری و هندسی با استفاده از ماسک ابر و آب این دو پدیده از تصویر حذف شدند و سپس با تعیین حد آستانه مناسب، نواحی دارای پتانسیل آتش مشخص گردید. در این نواحی پیکسل هایی که درجه حرارت روشنایی آنها در باند 22 کمتر از 293 درجه کلوین و میزان انعکاس طیفی آنها در باند 2 کمتر از 3/0 و اختلاف دمایی باند 22 و 31 کمتر از 10 درجه کلوین بود، به عنوان پیکسل های دارای پتاسیل آتش علامت گذاری شدند و با تعیین حد آستانه و آزمون های مختلف، اقدام به استخراج پیکسل های آتش گردید. نتایج نشان می دهد که با استفاده از حد آستانه 310 درجه کلوین برای باند 22 که برای مقیاس جهانی در نظر گرفته شده است، آتش های سرد و کوچک آشکار نمی شوند. لذا از حد آستانه بهینه شده استفاده گردید. همچنین به منظور تعیین وسعت منطقه دچار حریق از تصاویر ماهواره ای Landsat ETM استفاده شد. پس از انجام طبقه بندی با روش طبقه بندی بیشترین شباهت، وسعت منطقه سوخته شده تعیین گردید. نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان می دهد که این آتش سوزی وسعتی حدود 9 هکتار را طعمه حریق ساخته است.
    کلیدواژگان: آتش سوزی، تصاویر ماهواره ای، نخلستان، MODIS، Landsat
  • علی اکبر متکان، علی محمدزاده، سعید صادقیان، محمد حاجب صفحه 81
    امروزه لیزر اسکنر هوایی (لیدار) نقش مهمی در برداشت اطلاعات سه بعدی عوارض سطح زمین ایفا می کند. استخراج عوارض از داده های لیدار، به صورت دستی زمان بر و پرهزینه است. راه ها مهمترین گروه عوارض خطی هستند و استخراج اطلاعات مربوط به آنها اهمیت ویژه ای برای سازمان ها و نهادهای مرتبط در هر کشوری دارد. هدف پژوهش حاضر، ارائه الگوریتمی برای آشکارسازی راه هاست که در آن منحصرا از داده های لیدار، استفاده شود. برای این منظور، ابتدا داده های شدت و سپس هر دو داده شدت و فاصله لیدار با استفاده از ماشین بردار پشتیبان طبقه بندی گردیدند. سپس با استفاده از الگوریتم فیلتر کردن شیب مبنا، عوارض ارتفاعی از مجموعه داده ها حذف شدند و مدل رقومی زمین و مدل رقومی عوارض غیرزمینی به دست آمد. در ادامه، نتایج مرحله طبقه بندی با بهره گیری از لایه اطلاعاتی مدل رقومی عوارض غیرزمینی بهبود داده شد. سرانجام با انجام عملیات پس پردازش شامل 5 مرحله، پاکسازی مورفولوژی، حذف عناصر کوچک، اتصال قطع شدگی های راه ها، حذف عناصر ناپیوسته و انسداد مورفولوژی، راه ها از داده های لیدار شناسایی گردید. با مقایسه نتایج حاصل از اجرای الگوریتم با داده های مرجع، مقادیر 35/84 درصد برای پارامتر «کامل بودن»، 61/71 درصد برای پارامتر «صحیح بودن» و 22/63 درصد برای پارامتر «کیفیت» به دست آمد.
    کلیدواژگان: لیدار، آشکارسازی راه، ماشین بردار پشتیبان، فیلتر کردن، عملگرهای مورفولوژی ریاضی
  • پوریا امیریان، علی اصغر آل شیخ صفحه 99
    امروزه در تمامی شهرهای بزرگ دنیا، پایش و کنترل کیفیت هوا به یکی از موضوعات مهم مدیریت شهری و زیست محیطی تبدیل گردیده است. دسترسی سریع، و پردازش و تحلیل داده های سنجنده های آلاینده های هوا از موارد مورد نیاز در ارائه راهکارهای موثر در کاهش و کنترل آلودگی هوا به شمار می آیند. وجود شبکه ای از سنجنده های آلاینده های هوا، داده های مورد نیاز به منظور پالایش آلودگی هوا را فراهم می سازند. در این خصوص آنچه باعث عدم دسترسی و ارائه و پردازش نامطلوب داده های کیفیت هوا می گردد، استفاده نکردن از راه حل های تعامل پذیر در خصوص انتشار، دسترسی و پردازش داده هاست. در نوشتار حاضر، استفاده از سرویس های مکانی تعامل پذیر به عنوان راه حلی مناسب به منظور رفع مشکل مذکور پیشنهاد می گردد. در این زمینه ارائه ساختار و فرمت و همچنین روش دسترسی تعامل پذیر به داده های کیفیت هوا بررسی گردیده است و سامانه ای به منظور ایجاد سرویس های مکانی تعامل پذیر با هدف انتشار داده های کیفیت هوا ارائه می گردد. در پایان مقاله، تعدادی برنامه کاربردی به منظور آزمون تعامل پذیری سرویس های ایجادشده، پیاده سازی می گردد.
|
  • Shad R.*, Mesgari , Shad A., Abkar A.A., Molaei D Page 1
    The aim of this paper, is designing and evaluating an agent based GIS to identify the environmental risk areas based on the smoke plumes, derived from NOAA satellite images, and the online modeling of impacts over an environmental phenomenon. Air pollution is an event that produces risk areas and effects on the environment in many ways. Therefore, it is difficult to determine full impacts of this phenomenon for risks. Whereas, several aspects of this phenomenon such as growth change of vegetation covers, can be considered as an urgent application to make the spatial decisions. To solve this problem, it can be considered the application of environmental damages of the smoke plumes of Kuwait's oil well fire on the southwest forest lands of Iran's territory during the 1991 Persian Golf war. By checking of NOAA-AVHRR midday images, it could be confirmed the movement of oil pollution via south west of Iran territory. The polluted inland areas can be outlined as natural environmental resources. Then, it is necessary to online track, quick estimate and evaluate of risk values in terms of natural forest covers due to the mentioned atmospheric pollution. This purpose will be accessible, if an integrated intelligent system was designed for making decision. Thus, GIS and Remote sensing tools and data, are used to identify dangerous sites prior to undertaking further analyses or field investigations. In this paper, one of objectives is to evaluate different methods in a spatial agent based system in order to assess environmental risks for air pollution application. In this system, different genetic learning methods are evaluated to determine proper rules for reasoning. With respect to the uncertain nature and indeterminate boundaries of input spatial data (pollution plumes and risk area), it is necessary to use predictive mode of knowledge base for inference. Then, for each snapshot, the stored inference rules are learned and tuned based on the uncertain conditions. Thus, it is essential to design an appropriate agent based system to use in the final inference process to obtain risk areas. Therefore, risk areas are determined, and different genetic learning methods are evaluated using Landsat TM satellite images sample points.
  • Mobasheri M.R., Ahmadi Rostami A., Sadeghi Naeini A., Karami J Page 17
    The process of Remote Sensing is affected by several errors such as geometrical deterioration, radiometric imbalance and atmospheric effects among which the former has significant role. In this work using Radiosonde data of 5 years, a mean profile of the atmosphere for the region of the study were calculated. Then introducing this profile to 6S code, the images of the region were corrected for the effects of the atmosphere. The results were compared with those of corrected by predefined profiles such as Midsummer, Midwinter and Subtropical. The results show significant improvement in band 17 of MODIS. To compare the output images, the NDVI products of the region were used. It shows that the NDVIs of less than 0.4 decreases while those of more than 0.5 increases. This is in accordance with the results of other researchers.
  • Haddadi A., Sahebi M.R., Mokhtarzade M., Fattahi M Page 33
    In this paper an algorithm for classification of land cover from remote sensing data based on the combination of supervised and unsupervised neural networks is presented. The proposed algorithm composed of Self- Organizing Map (SOM) and Multi-Layer Perceptron (MLP) algorithms. Since the SOM is an unsupervised algorithm, it can’t determine the accurate label of image pixels by itself; therefore, in this paper, the MPL was used to determine the final label. The proposed algorithm includes two steps. First, the image segmented is performed using the SOM algorithm; second, the labels of all SOM’s neurons are determined using MLP and training data to produce the land cover thematic map. In this paper the different numbers of neurons were considered in SOM structure for reducing the number of mathematics operations. In this case, the PCA algorithm was applied for initialization SOM and the result of this part shows that the number of operations was reduced significantly. The algorithm performed on Landsat (ETM+) and Ikonos images to demonstrate its capability. Different combination algorithms were preformed in this work. All these algorithms were used to produce land cover map and then the obtained result were compared with SOM-MLP results. The obtained results showed the ability of SOM-MLP algorithm for land cover classification. In this regard, the result of maximum likelihood classifier, minimum distance algorithm and MLP were compared to proposed algorithms result. Finally, it is concluded that the SOM-MLP improves the accuracy of classification, and it is suitable to remote sensing data when there is not enough ground truth data for training.
  • Mobaraki A.M., Mansourian A., Malek M.R Page 51
    Emergency management requires precise and reliable information about the current situation of emergency. Considering the time sensitive nature of emergency situations, it is necessary to collect and use spatial information of the current state of the emergency within the minimum waste of time. This will be achieved if in the context of a collaborative effort, each of the parties involved in emergency management, takes responsibilities for collecting some parts of spatial information required for emergency management and sharing them to be accessible for wider emergency management community.In this regard, former researches have illustrated that Spatial Data Infrastructure (SDI) and Web-based GIS are an appropriate framework to facilitate such collaboration in spatial data collection and sharing and to manage this spatial data in emergency situations. Although SDI conceptual models have been developed in the field of emergency management, paying attention to application of wireless networks and dependent technologies such as Mobile GIS, it is necessary to expand such SDI conceptual models based on the characteristics of the wireless networks and related technologies. In this research, first the developed SDI conceptual model for disaster management was expanded to support wireless and its related technologies such as mobile GIS environments in emergency management. Afterwards, based on the expanded SDI conceptual model, a pilot mobile GIS was designed, developed and implemented to be utilized by in-field emergency workers. Moreover, the implemented system was assessed and evaluated. In this regard, a hypothetical scenario for emergency management was explained. Then the system efficiency in complying with the requirements having been mentioned in the scenario was evaluated. Consequently, based on the proposed scenario and evaluating the developed mobile GIS application, utilization of wireless environments and mobile GIS together in the SDI framework result in facilitating and improving the quality of emergency management.
  • Ardakani A., Valadan Zoej M.J., Mansourian A., Mohammadzadeh A Page 65
    Every year hundreds of fires are occurring in our country; So that thousands hectare of forests, pastures and vegetables are being destroyed. Fires, in addition to economic damages cause environmental effects. In spite of effective factors in fire occurrence, monitoring, controlling and evaluating damages are of great importance. Frequent fire occurrence in different regions of Iran in the past few years cause natural resources researchers to conduct new research about forests in order to prevent from occurring and expanding fire or to differ its time. After launching Remote Sensing satellites, collecting information from earths surface become possible and by developing these technology, monitoring natural arena in short time become possible. Monitoring and evaluating damages are some of the Remote Sensing applications. In this research, different satellite images for detecting and determining fired region in the Khour palms in the Esfahan province were used. MODIS sensor recorded a fire on 1/8/2008, which the enhanced fire detection algorithm specified location of this fire. In the proposed fire detection algorithm, water and cloud mask is applied to eliminate thecorresponding pixels and then an appropriate threshold is applied to identify the potential fire regions. Afterwards, the pixels which have brightness temperature, spectral reflectance and temperature difference values smaller than 293 K in band 22, 0.3 in band 2 and 10 K between bands 22 and 31 respectively, will be labeled as potential fire pixels. Then using different thresholds and tests, fire pixels are extracted. The results indicate that based on global scale, using threshold value of 310 K for band 22 is not useful for detection of small and cold fires. Thus an optimized threshold has been used. Also, for evaluating damages and determining the area of burnt regions, a Landsat ETM+ satellite image was used which maximum likelihood classification is performed to identify the burned area. The achieved results show that about 9 hectare of the palms are burnt due to the occurred fire.
  • Matkan A.A., Mohammadzadeh A., Sadeghian S., Hajeb M Page 81
    Today, Airborne laser scan has an important role in acquiring 3-d information from earth surfaces. Manually feature extraction from laser scan data is too time-consuming and expensive. Roads are the most fundamental linear features and extracting of their information is very important for related organizations in each country. The main aim of this research is to present an approach for detecting roads from LiDAR data, which exclusively uses data produced by LiDAR system (Range and Intensity). For this purpose, First the intensity data and then, both of range and intensity data were classified by Support Vector Machine. Next, high objects were removed by using slope-based filtering algorithm and Digital Terrain Model and Digital Non-Terrain Model layers were obtained and Then the result of classification step was modified by making use of Digital Non-Terrain Model layer. Next, by post processing includes five steps of "morphological cleaning", "eliminating small components", "connecting discontinuity in the roads Network", "deleting disconnected components" and "morphological closing" roads were identified from LiDAR data.By comparing the results of implementation the algotithm with ground truth data,values of 84.35% for completeness, 71.61% for correctness and 63.22% for quality were achieved.
  • Amirian P., Alesheikh A.A Page 99
    Urban air quality control and monitoring are major concerns throughout the world. Real-time accessing and processing of air quality observations are key components for successful environmental monitoring and management. The emergence of air quality monitoring sensors and geospatial services are providing the fundamental infrastructure to begin building interactive analysis environment for planning better urban conditions. One of the applied solutions to monitor and mange the air pollution problem is the use of the sensor networks which are connected to Internet using various communicational channels. While air quality observations have tremendous scientific values, their potentials are not fully explored. In this case, the difficulties in information dissemination across heterogeneous computing platforms are the most important issues to be resolved. In other words, the lack of standard data structure and access methods for transporting and exchanging observations from one system to another in heterogeneous computing environments are the challenges to be addressed. With this in mind, this paper aims at using geospatial services in conjunction with Observation and Measurement (O&M) model to provide an efficient air quality dissemination framework for Tehran. Based on our practical tests, the framework proved to be an efficient solution for interoperable accessing and disseminating air quality sensor observations.