fahime arabi aliabad
-
مجله جغرافیا و توسعه، پیاپی 74 (بهار 1403)، صص 187 -218
بررسی سطح زیر کشت و برآورد میزان تولید محصولات کشاورزی، ازجمله برنج، تا حد زیادی می تواند باعث تامین امنیت غذایی، تحلیل وضعیت محصولات کشاورزی و درنتیجه توسعه پایدار کشورهای درحال توسعه شود. در این پژوهش، با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل-2، به برآورد سطح زیرکشت و عملکرد برنج در استان کندز، کشور افغانستان در سال زراعی 2020 پرداخته شد. با به کارگیری سری زمانی شاخص NDVI، مراحل فنولوژی گیاه برنج به دست آمد و پارامترهای فنولوژی (SoS و EoS) با استفاده از روش حداکثر تفکیک استخراج شد. سپس برای شناسایی و تعیین سطح زیرکشت مزارع برنج از روش طبقه بندی شیءگرای مبتنی بر فنولوژی استفاده شد. در این روش از سه نوع داده میزان بازتابش باندهای انعکاسی، شاخص پوشش گیاهی NDVI و پارامترهای فنولوژی به عنوان داده های کمکی استفاده شد. برآورد عملکرد با استفاده از روش تجربی تحلیل رگرسیون بین شاخص های گیاهی سنجش ازدوری (مانند: NDVI و LAI) و داده های حاصل از برداشت زمینی انجام گرفت. برای ارزیابی صحت طبقه بندی و میزان عملکرد برآوردشده، از داده های مرجع، مانند نقاط برداشت میدانی و نقشه های پوشش اراضی سال های قبل استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش طبقه بندی شیءگرای مبتنی بر فنولوژی با دقت کلی 5/91 درصد و ضریب کاپا 87/0، روش دقیقی برای شناسایی مزارع برنج به شمار می رود. همچنان روش تجربی مبتنی بر تحلیل رگرسیون داده های زمینی و سنجش ازدوری با ضریب تعیین 86/0 و ضریب همبستگی پیرسون برابر با 92/0 دقت بالای آن را در برآورد عملکرد مزارع برنج نشان داد. صحت عملکرد برآوردشده در این پژوهش با مقایسه عملکرد واقعی (داده های برداشت میدانی) در 27 نقطه کنترلی ارزیابی شد. برای این کار از آزمون همبستگی پیرسون استفاده شد. این آزمون نشان داد بین عملکرد واقعی و عملکرد برآوردشده رابطه مثبت و بسیار قوی وجود دارد (000/0=P، 27=N و 929/0=R2).
کلید واژگان: سنتینل2، طبقه بندی شیء گرا، فنولوژی، تحلیل رگرسیون، شاخص های گیاهیInvestigating the area under cultivation and yield estimation of agricultural products like rice; can greatly ensure food security, analyze the status of agricultural products and, finaly, sustainable development of developing countries. This study used Sentinel-2 satellite images, to estimate the area under cultivation and the yield of rice paddies in Kunduz province, Afghanistan in the 2020 crop year. Using the time series of NDVI index, the phenology stages of rice plants were obtained and the phenology parameters (SoS and EoS) were extracted using the maximum resolution method. Then, object-oriented classification method based on phenology was used to identify and determine the under-cultivated area of rice fields. In this method, three types of data of reflectivity of reflective bands, NDVI vegetation index and phenology parameters were used as auxiliary data. Yield estimation was done using the experimental method of regression analysis between remote sensing plant indices and the data obtained from ground harvesting. Also, the experimental method based on the regression analysis of ground data and distance measurement with the coefficient of determination of 0.86 and the Pearson correlation coefficient of 0.92 showed its high accuracy in estimating the yield of rice fields. The accuracy of the estimated performance in this research was evaluated by comparing the actual performance (field harvest data) in 27 control points. For this purpose, Pearson's correlation test was used. This test showed that there is a positive and very strong relationship between actual performance and estimated performance (P=0.000, N=27 and R2=0.929).
Keywords: Sentinel 2, Object-Based Classification, Phenology, Regression Analysis Vegetation Indices -
تهیه نقشه های سنگ شناسی به کمک داده های میدانی و دورکاوی به دلیل تنوع ساختاری زمین و مشکلاتی مانند دشواری دسترسی به بعضی مناطق، همیشه با خطا همراه بوده است. اما در دهه های گذشته استفاده از تصاویر ماهواره ای کمک شایانی در افزایش دقت و سرعت تهیه نقشه های زمین شناسی داشته است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی قابلیت استفاده از تصاویر ماهواره لندست-8 و روش های طبقه بندی پیکسل مبنا و شی گرا در تهیه نقشه سازندهای زمین شناسی بخشی از رشته کوه شیرکوه استان یزد می باشد. این منطقه جزء سلسله کوه های پراکنده ایران مرکزی با اقلیم خشک و حداقل پوشش گیاهی است. در آغاز برای شناسایی سازندها با استفاده از پردازش های: MNF, PCA و FCC بارزسازی انجام شد. سپس با بهره گیری از خوارزمیک های (الگوریتم) شی گرا (BAYES، SVM، KNN، DECISION TREE و RANDOM FOREST)، شبکه عصبی (ART MAP، RBF، MLP و SOM) و پیکسل مبنا (حداکثر احتمال، حداقل فاصله، ماهالانوبیس و SAM) ، طبقه بندی شدند و مقدار خطای هرکدام از روش ها با استفاده از منطق بولین و ضریب کاپا محاسبه شد. طبقه بندی حداکثر احتمال با ضریب کاپا 75% در دسته پیکسل مبنا، طبقه بندی آرتمپ فازی در روش شبکه عصبی با ضریب کاپا 72% و طبقه بندی بیز در روش شی گرا با ضریب کاپا 82% بهترین نتایج را در بین دیگر روش های بررسی شده نشان دادند. این نتایج کارآمدی روش های نامبرده شده را در شناسایی سازندهای زمین شناسی به اثبات می رساند. روش SAM از روش های پیکسل مبنا، روش SOM از روش های شبکه عصبی و روش RF از روش های شی گرا به ترتیب 49 %، 64 % و 61 % کمترین میزان دقت نتایج را در هر دسته نشان دادند.کلید واژگان: سنگ شناسی، سنجش از دور، مناطق خشک، شبکه عصبی، یزدThe preparation of geological maps based on field data and the application of aerial photographs have always been an error because of the structural diversity of the earth and the difficulty of accessing certain regions. But in recent decades, the use of satellite imagery has but in recent decades, the use of satellite imagery has gone a long way to increasing the accuracy and timeliness of geological mapping. The purpose of the current study is to investigate the applicability of Landsat 8 satellite images and object-oriented pixel classification methods in mapping the geological formations of some part of the Shirkuh Mountain range in Yazd province. This area is part of the scattered mountain range of Central Iran with a dry climate and minimal vegetation. Initially, enhanced operations were performed to identify geological information’s using MNF, PCA and FCC processing. Then, the images were classified using object-oriented algorithms (BAYES, SVM, KNN, Decision Tree and Random Forest), neural network (ARTMAP, RBF, MLP and SOM), and base pixels (Maximum Likelihood, Minimum Distance, Mahalanobis and SAM). Next, the error rate of each method was calculated using Boolean logic and kappa coefficient. The results showed that the maximum probability classification with kappa coefficient of 75% in the base pixel category, Fuzzy ARTMAP classification in neural network method with kappa coefficient of 72% and Bayesian classification in object-oriented method with kappa coefficient of 82% have the best results among other methods. These results show that the methods mentioned in the identification and separation of geological formations are effective. The SAM of pixel-based methods, SOM of neural network methods and RF of object-oriented methods with 49%, 64% and 61%, respectively, showed the lowest accuracy in each category.Keywords: lithology, Remote Sensing, Arid regions, Neural network, Yazd
-
اطلاع از وضعیت پوشش اراضی، میزان و نحوه تغییرات آن در گذر زمان یکی از مهم ترین موارد در برنامه ریزی و سیاست گذاری مدیران در سطوح مختلف است. هدف از مطالعه حاضر بررسی و تحلیل ارتباط بین تغییر پوشش اراضی و تغییرات دمای سطح زمین (LST) است. بدین منظور از 8 تصاویر ماهواره لندست سنجنده TM و OLI مربوط به سال های 2001 و 2019 در محدوده دشت یزد استفاده شد. دمای سطح زمین به روش های تک باندی و پنجره مجزا محاسبه گردید. نقشه های پوشش اراضی، تغییرات پوشش اراضی و تغییر دمای سطح زمین در چهار ماه از هر سال تهیه گردید. نتایج نشان داد در بین سال های 2001 تا 2019، 28درصد از مساحت اراضی کشاورزی کاسته و12 درصد به مساحت اراضی شهری اضافه شده است، که نشان دهنده تخریب زمین های کشاورزی و جایگزینی آن ها با مناطق شهری است. دمای سطح زمین، متاثر از عوامل سطحی، نوع پوشش و خصوصیات آن می باشد. کمترین دما، در منطقه مورد مطالعه مربوط به کشاورزی است. دمای سطح زمین در اراضی بایر و تپه ماسه ای که به سایر کاربری ها تبدیل شده است به طور قابل توجهی کاهش یافته است و تبدیل کاربری کشاورزی به اراضی بایر و تپه های ماسه ای منجر به افزایش دمای بیشتری نبست به سایر کاربری ها شده است.
کلید واژگان: الگوریتم تک باندی، تغییر پوشش اراضی، سنجش از دور، جزایر حرارتیIntroductionThe growth of urbanization and the expansion of cities have caused significant changes in the surrounding land cover. Changes in land surface characteristics as a result of rapid urbanization can affect climatic conditions in seasonal and long-term periods on a local, regional and global scales. Land surface change (LST) change is directly related to land cover changes, so that land cover change causes changes in the land surface temperature. Yazd plain as the study area, has witnessed many changes in land cover during the past two decades due to immigrants, so studying its temperature changes is very important. The aim of this study was to investigate the changes in land surface temperature of the Yazd plain over an 18-year period and compare it with land cover changes in order to determine the effect of these land cover changes on land surface temperature. The distinction between the current study and previous studies is the effect of land cover change on land surface temperature in different months of the year.
MethodologyIn this study, Landsat 5 and 8 satellite images were used to investigate the effect of land cover changes on land surface temperature in 2001 and 2019. Land surface temperature map were estimated for Landsat 5 satellite images using single band method, and for Landsat 8 images using split-window algorithm. The land cover maps for the studied years were prepared using the supervised classification method of maximum likelihood. Changes in land cover made from 2001 to 2019 and its effect on land surface temperature were examined.
Results and DiscussionIn the land cover map of the study area, six land cover types of mountainous rangelands, plain rangelands, agriculture, sand dunes, barren lands and residential areas were identified. For better separation of land cover, images related to the peak of vegetation period were used in the classification processes. After determining the degree of class segregation, the supervised classification was performed by the maximum likelihood method, and then land cover changes were detected in the area. In order to investigate the changes made in the study area, the area and changes of each land cover were also extracted. Urban areas with an increase of 12.1% area had the highest growth, and agricultural lands with 28% reduction had the highest reduction in area. At the same time, the study period with increasing migration from villages to urban areas, the phenomenon of urbanization and industrialization of the study area can be the reason for this issue. Also, the 24.5% increase in the area of sand dunes is due to recent droughts and the placing of the study area in the sedimentation site of the wind erosion process. Although little vegetation in sand dunes has stabilized them, in recent years with the loss of this cover, the area of wind erosion process has increased. Land cover changes map was extracted from the area in 18-year period. The Land surface temperature maps for four months of the year were prepared using the single channel method in 2001, and the split window algorithm in 2019. For better comparison, the relevant Land surface temperature indexes per month was classified into 10 categories at 2 °C intervals and the areas of the classes were compared with each other. In order to investigate the effect of land cover change on land surface temperature, the mean, minimum and maximum land surface temperatures in each land cover on the mentioned dates were examined. The results show that the land surface temperature in each area of the earth is influenced by surface factors and its characteristics and the temperature obtained in different land cover is different. Land surface temperatures in bare lands and sand dunes that have been converted into other land covers have dropped significantly, so that, in July and September it dropped about 2°C. Most of the temperature increase is related to the conversion of agricultural lands to bare lands, sand dunes and mountainous rangelands. Contrary to the existing hypotheses that the greatest increase in temperature is related to changing agricultural to residential land cover, in this area located in arid regions of central Iran, the conversion of agricultural lands to bare lands and sand dunes has led to higher temperatures. The change in land surface temperatures in the changed coverage in February was higher than in other months and less in September.
ConclusionThe results of this study showed that during 2001-2019, the area of residential lands and sand dunes increased and the area of agricultural lands, bare lands, and rangelands decreased. The results of land surface temperature assessment in changed land cover showed that the land surface temperature in bare lands and sand dunes that have been converted to other coatings has decreased significantly. Conversion of agricultural lands to bare lands and sand dunes has led to higher temperatures than other land cover type and physical development has created numerous environmental problems.
Keywords: Single channel Algorithm, Land use change, Remote Sensing, Urban Heat Islands -
دما به عنوان یکی از مهم ترین مولفه های فیزیکی، انتقال و تبادل انرژی را بین لایه های مختلف زمین و جو کنترل می کند. روش های برآورد دمای سطح زمین، مبتنی بر تصاویر ماهواره ای، به متغیرهای سطحی و جوی مانند گسیلمندی سطح، میانگین دمای هوا، ضریب انتقال اتمسفری و بخار آب به عنوان ورودی نیاز دارد. عدم قطعیت در این متغیرها باعث ایجاد خطا در بازیابی دمای سطح زمین می شود. هدف از پژوهش حاضر مقایسه دقت روش های مختلف تخمین بخار آب جو در برآورد دمای سطح زمین با بهره گیری از تصاویر لندست 8 است. به این منظور بخار آب جو، با استفاده از روش های تصحیح اتمسفری FLAASH، تصاویر سنجنده مودیس و روش SWCVR برآورد شد. سپس تاثیر بخار آب جو بر دقت دمای سطح زمین حاصل از روش های پنجره مجزا و تک باندی بررسی شد. اعتبارسنجی تصاویر دمای سطح زمین با استفاده از روش اعتبارسنجی تقاطعی و روش مبتنی بر اندازه گیری زمینی انجام شد. سپس،20 تصویر از ماهواره لندست 8 مربوط به سال های 2018 و 2019، برای تخمین بخار آب جو به روش تصحیح اتمسفری FLAASH و SWCVR و برآورد دمای سطح زمین استفاده شد. از داده های رقومی رادیانس مودیس برای تخمین بخار آب جو و از محصول دمای سطح زمین این سنجنده برای ارزیابی متقابل استفاده شد. دما با استفاده از دماسنج در نقاطی با پوشش همگن برای اعتبارسنجی مبتنی بر برداشت زمینی، اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در میان روش های برآورد بخار آب جو، روش SWCVR برای برآورد دمای سطح زمین مناسب تر است. روش پنجره مجزای مبتنی بر روش SWCVR کمترین مقادیر RMSE و MADE را به مقدار3.47 و 3.18 نشان می دهد. یافته های طبقه بندی تصاویر RMSE خوارزمیک (الگوریتم) پنجره مجزای مبتنی بر SWCVR، نشان داد که 1.67 درصد از مساحت منطقه، خطای بیشتر از 4 درجه سانتیگراد و 98 درصد از منطقه مطالعاتی دارای خطای کمتر از 4 درجه سانتیگراد است.
کلید واژگان: پنجره مجزا، دمای سطح زمین، سنجش از دور حرارتی، مودیس، یزدTemperature is one of the most important physical parameters that control the transfer and exchange of energy between different layers of the earth and the atmosphere. LST estimation methods based on satellite images require surface and atmospheric parameters such as surface emissivity, average air temperature, atmospheric transfer coefficient, and water vapor as input. Uncertainty in these parameters causes errors in the retrieval of land surface temperature. This study aimed to compare the accuracy of different methods for estimating atmospheric water vapor in estimating land surface temperature using Landsat 8 images. In this study, atmospheric water vapor was estimated using FLAASH atmospheric correction methods, MODIS sensor images, and SWCVR method. Then, the impact of atmospheric water vapor on land surface temperature accuracy was investigated using the split window and single-channel methods. Validation of Land surface temperature images was performed using cross-validation and ground measurement methods. Therefore, 20 Landsat 8 images related to 2018 and 2019 were used to estimate atmospheric water vapor by the FLAASH atmospheric correction and SWCVR methods, and land surface temperature estimation. MODIS radiance images were used to estimate atmospheric water vapor and the land surface temperature product of this sensor was used for cross-validation. The surface temperature was measured using a thermometer in places with homogeneous cover, for ground-based validation. Results showed that among water vapor estimation methods, the SWCVR method is more suitable for estimating land surface temperature and the split-window method based on the SWCVR method shows the lowest RMSE and MADE at 3.47 and 3.18. Results of RMSE image classification of split-window algorithm based on the SWCVR showed that 1.67% of the area has an error of more than 4 °C and 98% of the study area has less than 4 °C error.
Keywords: Split-window, Land surface temperature, Thermal remote sensing, MODIS, Yazd -
مجله جغرافیا و توسعه، پیاپی 62 (بهار 1400)، صص 251 -270
تغییرات کاربری نقش مهمی در درک ارتباط متقابل بین فعالیت های بشر و محیط زیست دارد، بررسی این تغییرات به صورت توالی زمانی از گذشته و پیش بینی آن در آینده ضروری است. تهیه نقشه کاربری اراضی با بهره گیری از تکنیکهای سنجش از دوری، یکی از پرکاربردترین روش های تهیه نقشه کاربری اراضی و مقایسه کاربری های موجود است. هدف از این پژوهش، ارزیابی روند تغییرات اراضی حوزه شیرکوه در استان یزد و پیش بینی پوشش اراضی آن در سال 2024 است. بدین منظور نقشه های کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده های TM و OLI لندست در سال های 2000 ،2008 و 2016 به روش طبقه بندی نظارت شده حداکثر احتمال تهیه گردید. سپس با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال های 2000 و 2008، پوشش اراضی در سال 2016 پیش بینی شد و با نقشه کاربری اراضی سال 2016 که از طبقه بندی نظارت شده با استفاده از تصویر ماهواره ای به دست آمده بود، صحت سنجی شد. با استفاده از نقشه کاربری اراضی سال 2008 و 2016، پوشش اراضی مربوط به سال 2024 پیش بینی شد. نتایج روند تغییرات کاربری اراضی در 16 سال مورد بررسی (2000-2016) نشان داد که بطور متوسط سالانه 85/161 هکتار از مراتع غنی، 14/131 هکتار از مراتع فقیر و 72/7 هکتار از مساحت اراضی کشاورزی کاسته و 16/45 هکتار در هرسال به کاربری شهری و 72/265 هکتار به مناطق کوهستانی اضافه شده است. باتوجه به اینکه پوشش مرتع بیشتر در مناطق کوهستانی دیده می شود دلیل افزایش مساحت کوهستان به دلیل کاهش مساحت مراتع بوده است. نتایج پیش بینی پوشش اراضی در سال 2024 نشان داد که 55/0 درصد از کاربری کشاورزی، 82/0 درصد از مرتع غنی، 80/0 درصد مرتع فقیر، 51/0درصد اراضی شهری و 97/0درصد کوهستان بدون تغییر باقی می مانند. امکان تبدیل زمین های کشاورزی به مسکونی و مرتع فقیر 40/0 درصد می باشد.
کلید واژگان: آشکارسازی تغییرات، حداکثر احتمال، مدل سلول خودکار مارکوف، تغییر کاربری اراضی، شیرکوهSpecifics regarding land cover and land use is an essential element of the planning process, as it can undoubtedly lead towards the debate around the present plans and patterns and the necessity to modify land use included in a regional plan. In this research, land use maps were prepared using Landsat TM (2000), (2008) and OLI (2016) satellite imaged. Land cover mapping was conducted after pre-processing and processing satellite images, creation of training samples and assessing maps accurate was done by coefficient kappa and overall accuracy. Supervised classification technique with maximum likelihood method were used to show the land use map. In this research, we use the 2000 and 2008 land cover maps to predict the 2016 land cover map and then use the 2008 and 2016 land cover maps to predict the 2024 land cover map.According to the results, with passing time the area of built-up area and mountainous increased with the passage of time while the dense poor rangeland, rich rangeland and agriculture area decreased during the period 2000-2016. The results of predicting changes in the time interval 2016-2024, showed that 55/0 of agriculture, 82% of rich rangeland, 80% of poor rangeland, 51% of built-up, and 0.97 of mountainous will remain unchanged
Keywords: Change Detection, maximum likelihood method, CA-Markov model, land use change, Shirkuh -
ضریب آلبیدو مولفه ء فیزیکی بسیار مهمی در هواشناسی و اقلیم، مطالعات انتقال تابشی و محاسبه ذخیره تابشی زمین محسوب می شود و نقش بسیار مهمی در پژوهش های تغییر اقلیم و مدل های سطح زمین دارد. در این پژوهش برای بررسی ضریب آلبیدوی سطح زمین در کاربری های اراضی مختلف در دشت یزد-اردکان، از تصاویر لندست 8 در سال های 2013 تا2016 در فصل تابستان استفاده شد. سپس با استفاده از انواع روش های طبقه بندی نظارت شده تصاویر ماهواره ای، نقشه کاربری اراضی تهیه شد. نتایج نشان داد که نقشه تهیه شده با روش حداکثر احتمال بالاترین دقت را داشته و از آن نقشه به عنوان مبنا استفاده گردید. منطقه مورد مطالعه شامل شش کاربری بود که در هر کاربری مقادیر حداقل، حداکثر، میانگین ضریب آلبیدو سطحی و بالای اتمسفر استخراج شد. نتایج نشان داد که بیشترین ضریب آلبیدو مربوط به اراضی بایر با میانگین 31/0 و کمترین مقدار مربوط به اراضی کشاورزی با میانگین 20/0 است و به ترتیب از بیشترین تا کمترین ضریب آلبیدو برای کاربری های اراضی بایر، مناطق مسکونی، تپه ماسه ای، مرتع، کوهستان و کشاورزی است بررسی روند تغییرات آلبیدو در سالهای مورد مطالعه در هر کاربری نشان داد که آلبیدو روند ثابتی داشته استکلید واژگان: آلبیدو، بازتابش، کاربری اراضی، تابش خورشیدیAlbedo is a very important physical component in meteorology and climate, radiation transfer studies and calculation of Earth's radiation reserve and plays a very important role in climate change research and land surface models. In this study, Landsat 8 images during the summer of 2013 to 2016 were used to investigate the land surface albedo in different land uses in Yazd-Ardakan plain. Then, land use map of the study area was prepared using a variety of supervised classification methods for satellite imagery. The results showed that the map prepared with the maximum likelihood method had the highest accuracy and that map was used as the basis. The results showed that the highest albedo belonged to the Barren lands with an average of 0.31 and the lowest to the agricultural land with an average of 0.20 and respectively, from the highest to the lowest albedo coefficient for Barren lands, residential, sand dune, pasture, mountain, and agricultural land uses and Landsat image can be used with great confidence to estimate the surface albedo.Keywords: “Albedo”, “Reflection”, “Land use”, “Solar radiation”
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.