فهرست مطالب

سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی - سال ششم شماره 4 (زمستان 1394)

فصلنامه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی
سال ششم شماره 4 (زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/12/12
  • تعداد عناوین: 7
|
  • اصغر فرج الهی *، حمیدرضا عسگری، مجید اونق، محمدرضا محبوبی، عبدالرسول سلمان ماهینی صفحات 1-14
    در این تحقیق تغییرات کاربری اراضی سال های گذشته منطقه مراوه تپه در استان گلستان و امکان پیش بینی آن در آینده با استفاده از مدل زنجیره مارکوف بررسی شده است. بدین منظور با استفاده از تصاویر سنجنده های MSS، +ETM و OLI ماهواره لندست و اطلاعات جانبی منطقه، نقشه کاربری اراضی سال های 1365، 1379 و 1393 تهیه شد و نقشه کاربری اراضی سال 1407 پیش بینی گردید. با توجه به نتایج این تحقیق، مساحت جنگل متراکم در طی دوره های مورد مطالعه و با گذر زمان کاهش یافته، اما مساحت اراضی کشاورزی با گذر زمان افزایش یافته است. در این منطقه مساحت مرتع متراکم در طی دوره (1365-1379) کاهش یافته است. نرخ افزایش سالیانه اراضی کشاورزی در طی دوره (1365-1379) برابر 45/113 هکتار و در طی دوره (1379-1393) نرخ افزایش برابر با 27/91 هکتار در سال بوده است. نتایج حاصل از پیش بینی تغییرات در فاصله زمانی 1393-1407، نشان داد که طی این دوره احتمال می رود مساحت کاربری های جنگل نیمه متراکم و مرتع متراکم کاهش یابد و مساحت سایر کاربری ها با توجه به نتایج پیش بینی مدل افزایش یابد. در این میان بیشترین افزایش مربوط به کاربری کشاورزی با روند 89/25 هکتار در سال است. با توجه به یافته های تحقیق، تغییرات کاربری اراضی در جهت تخریب عرصه های منابع طبیعی بوده است. هرچند در سال های اخیر اقدامات موثری در جهت حفاظت این عرصه ها صورت گرفته است، اما همچنان توجه و حفاظت بیشتر منابع طبیعی و محیط زیست در منطقه مراوه تپه امری ضروری می باشد.
    کلیدواژگان: تغییر کاربری، پیش بینی تغییرات، مدل مارکوف، مراوه تپه
  • سیامک بهاروند*، سلمان سوری صفحات 15-31
    این تحقیق با هدف پهنه بندی خطر نسبی ناپایداری دامنه ای و وقوع زمین لغزش در حوزه سپیددشت با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی با ساختار پرسپترون چندلایه و الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا صورت گرفته است. به منظور بررسی پایداری دامنه ها در این حوزه ابتدا لغزش های حوزه با استفاده از تصاویر ماهواره ای TM و +ETM، عکس های هوایی 1:50000 منطقه و بازدیدهای میدانی (سال 1393) شناسایی و ثبت گردیدند. با قطع نقشه های عوامل موثر بر لغزش با نقشه پراکنش زمین لغزش ها، تاثیر هر یک از عوامل شیب، جهت شیب، کاربری اراضی، ارتفاع، لیتولوژی، بارندگی، فاصله از گسل، جاده و آبراهه به ناپایداری شیب ها در محیط نرم افزار ArcGIS®10.1 برآورد گردید. در محیط متلب ساختار مناسب (1-13-9) برای پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی با ساختار پرسپترون چندلایه و الگوریتم یادگیری پس انتشار خطا نوشته شد. بر اساس نتایج پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از این مدل به ترتیب 18/0، 41/12، 09/14، 85/29 و 52/43% از مساحت منطقه در کلاس های خطر خیلی کم، کم، متوسط، زیاد و خیلی زیاد قرار دارند.
    کلیدواژگان: زمین لغزش، شبکه عصبی مصنوعی، سیستم اطلاعات جغرافیایی، سپددشت، لرستان
  • سیما پورهاشمی*، مهدی بروغنی، محمد علی زنگنه اسدی، ابوالقاسم امیراحمدی صفحات 33-45
    پدیده گرد و غبار یکی از مخاطرات اقلیمی مهم در مناطق خشک و نیمه خشک جهان می باشد که زیان های جانی و مالی برای انسان به همراه دارد. در دهه های اخیر به دلیل خشکسالی های طولانی مدت در ایران، تعداد وقوع گرد و غبارها افزایش یافته و شهرها و روستاهای زیادی را تحت تاثیر قرار داده است. یکی از مناطقی که با توجه به شرایط آب و هوایی و ویژگی های طبیعی (نزدیکی به کویرها)، از این پدیده اقلیمی متاثر است استان خراسان رضوی می باشد. هدف از این تحقیق بررسی تاثیر پوشش گیاهی و ارتباط آن با وقوع گرد و غبار استان خراسان رضوی طی دوره مطالعه 2004 تا 2013 با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) و شاخص تاثیر پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) است. برای انجام تحقیق، داده های روزهای گرد و غبار در ایستگاه های سینوپتیک استان برای دوره مورد مطالعه از سازمان هواشناسی دریافت و فراوانی روزهای گرد و غبار هر ایستگاه در ماه ها و فصول مختلف استخراج گردید. با استفاده از روش کریجینگ معمولی در سیستم اطلاعات جغرافیایی، روزهای گرد و غبار در سطح استان پهنه بندی گردید. نقشه پوشش گیاهی منطقه، با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS در محیط 4.8®ENVI تهیه گردید. نتایج نشان داد که تعداد وقوع گرد و غبار با پراکنش پوشش گیاهی ارتباط نزدیکی دارد و با کاهش پوشش گیاهی، بر تعداد وقوع گرد و غبار افزوده می شود. نتایج حاکی از آن است که تعداد وقوع گرد و غبار در سال های اخیر نسبت به گذشته افزایش داشته است و سال های 2008 و 2005 به ترتیب دارای بیشترین و کمترین تعداد گرد و غبار در طول دوره مورد مطالعه می باشند.
    کلیدواژگان: سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، گرد و غبار، پوشش گیاهی، خراسان رضوی
  • مجتبی رحیمی شهید*، فریبا کارگران، نیما رحیمی صفحات 47-59
    اصفهان یکی از شهرهای مهم کشور از نظر اقتصادی، صنعتی، تاریخی و گردشگری می باشد. به علت اهمیت این شهر مطالعات لرزه خیزی و شناسایی گسل های فعال در این منطقه ضروری است. در این مطالعه وضعیت لرزه زمین ساخت و خطر زمین لرزه در نقشه 1:250000 چهارگوش شهر اصفهان مورد بررسی قرار گرفت. گستره مورد مطالعه از طرف شمال شرق به طرف جنوب غرب شامل زون ایران مرکزی، زون سنندج – سیرجان و زون زاگرس مرتفع می باشد. به کمک تصاویر ماهواره ای، اطلاعات زمین لرزه های تاریخی و دستگاهی، نقشه های زمین شناسی، تکتونیکی و نقشه مغناطیس هوایی، گسل های بنیادی و فعال منطقه مشخص گردید و لرزه خیزی ناحیه مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به اطلاعات موجود، نقشه لرزه زمین ساخت منطقه تهیه گردید که چهار زون لرزه ای در آن مشخص شد. نتایج نشان داد که لرزه خیزی منطقه از جهت شمال شرق به طرف جنوب غرب افزایش می یابد. تحلیل خطر لرزه ای گستره مورد مطالعه با استفاده از روش گوتنبرگ – ریشتر احتمال رخداد زمین لرزه های با بزرگی 5/5 تا 6 ریشتر را در منطقه در 100 سال آینده 100%، زمین لرزه های با بزرگی 5/6 ریشتر را 84% و زمین لرزه های با بزرگی 7 ریشتر را 46% پیش بینی کرده است.
    کلیدواژگان: لرزه زمین ساخت، مغناطیس هوایی، زمین شناسی، لرزه خیزی، سنجش از دور، اصفهان
  • عزیز عظیمی *، کاظم رنگزن، مصطفی کابلی زاده، محمد خرمیان صفحات 61-75
    تبخیر و تعرق یکی از مهمترین عوامل اتلاف آب می باشد. تبخیر و تعرق یک پدیده پیچیده ای است که به عوامل و داده های زیادی بستگی دارد، بنابراین برآورد دقیق میزان تبخیر و تعرق، بسیار مشکل و پرهزینه می باشد. هدف از این مطالعه برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از الگوریتم توازن انرژی سطحی برای زمین (سبال) و همچنین ارزیابی عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی در برآورد تبخیر و تعرق می باشد. جهت محاسبه میزان سبال تبخیر و تعرق، روش الگوریتم سبال بوسیله تصاویر ماهواره ای مورد استفاده قرار گردید. در این تحقیق از چهار تصویر لندست 8 استفاده شد که مقایسه نتایج بدست آمده از دو روش، سنجش از دور و معادله پنمن- مانتیث- فائو، نشان می دهد که میانگین مربعات خطا (MSE) 54/1 و میانگین خطای مطلق (MAE) 04/1 میلیمتر در روز می باشد. برای حل پیچیدگی فرآیند تبخیر، از شبکه های عصبی مصنوعی برای پیش بینی تبخیر از تشت بر اساس داده های هواشناسی استفاده گردید. در این تحقیق شبکه پرسپترون با الگوریتم پس انتشار خطا برای آموزش آن استفاده شد. برای آموزش شبکه از داده های اقلیمی روزانه 13 ساله ایستگاه صفی آباد دزفول استفاده شد. نتایج حاصل از محاسبات نشان داد بهترین شبکه، شبکه ای با همه ورودی ها، با یک لایه پنهان و 28 نرون در لایه میانی می باشد. نتایج پیاده سازی این شبکه نشان دهنده، شاخص های آماری معیارهای میانگین مربعات خطا (MSE) 0032/0، میانگین خطای مطلق (MAE) 0445/0 و ضریب تبین (R2) 9609/0 می باشد. مقایسه نتایج بدست آمده از روش شبکه های عصبی مصنوعی با روش پنمن- مانتیث- فائو نشان می دهد که میانگین مربعات خطا (MSE) 11/1 و میانگین خطای مطلق (MAE) 52/0 میلی متر در روز می باشد. این نتایج، بیانگرعملکرد بهتر شبکه های عصبی مصنوعی نسبت به روش سنجش از دور در برآورد میزان تبخیر و تعرق می باشد.
    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق، سنجش از دور، الگوریتم سبال، شبکه های عصبی مصنوعی، معادله پنمن، مانتیث، فائو
  • رویا جعفری *، واحد بردی شیخ، محسن حسینعلی زاده، حسن رضایی مقدم صفحات 77-94
    شبیه سازی پدیده رواناب ناشی از هر بارندگی در برآورد شدت سیل بسیار ارزشمند است. برای حفاظت حوزه های آبخیز، استفاده از مدلی که توانایی برآورد رواناب را در زمان ها و مکان های معین داشته باشد، ضروری است. این پژوهش به منظور شبیه سازی رواناب در زیر حوزه زراعی منتهی به شهرک بهزیستی گرگان و همچنین ارزیابی تاثیر سناریوهای مدیریتی پوشش گیاهی در 3 رویداد بارش در سال های گذشته با استفاده از مدل فیزیکی لیسم (LISEM)، در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی و برنامه نویسی PCRaster انجام شد. برای اجرای مدل لیسم، چهار نقشه پایه، مدل رقومی ارتفاع، کاربری اراضی، بافت خاک و راه ها با فرمت رستری تهیه گردید. نقشه مدل رقومی ارتفاعی حوزه مورد مطالعه با اندازه سلولی 1×1 متر از تصاویر اولتراکم در محیط ArcGIS®9.3 تهیه گردید. در طی انجام این تحقیق دو رویداد بارش در تاریخ های 11/8/1393 و 25/6/1394 منجر به ایجاد رواناب شد که از رویداد اول برای واسنجی و رویداد دوم برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد. مقایسه آماری هیدروگراف های شبیه سازی و مشاهداتی رگبارهای مورخه 11/8/1393 و 25/6/1394 نشان داد که ضریب همبستگی آن ها به ترتیب 8/0 و 76/0 و معیار ناش- ساتکلیف آن ها به ترتیب 8/0 و 5/0 می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که مدل قادر است میزان کل رواناب، دبی اوج، زمان شروع رواناب و زمان رسیدن به دبی اوج را به خوبی شبیه سازی نماید. نتایج حاصل از اجرای سناریوی مدیریت پوشش گیاهی به وسیله مدل لیسم نشان داد که حجم رواناب به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی رواناب، مدل لیسم، سیستم اطلاعات جغرافیایی، گرگان
  • مهدی اسدی*، سعید جهانبخش اصل صفحات 95-109
    در این پژوهش برای تعیین مکان های مناسب جهت احداث نیروگاه بادی در استان آذربایجان شرقی، معیارهای مختلفی (سرعت باد، سرعت باد غالب، فشار، دما، ارتفاع، شیب، فاصله از شهر، روستا، جاده، رودخانه، کاربری اراضی، مناطق حفاظت شده، گسل و کانون زلزله) مدنظر قرار گرفت و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی برای وزن دهی به لایه ها انتخاب و به کمک نرم افزار EC2000 پیاده سازی گردید. برای فازی سازی معیارها بصورت 0 و 1، داده ها وارد نرم افزار ادریسی (IDRISI) گردیده و براساس نظرات کارشناسی، نقاط کنترل و نوع تابع فازی (افزایشی و کاهشی) برای هر یک از لایه ها مشخص گردید. سپس از نرم افزار ArcGIS®9.3، به منظور هم پوشانی لایه ها استفاده شد و در نهایت، استان آذربایجان شرقی از نظر قابلیت احداث نیروگاه بادی به چهار سطح عالی (36/217294 هکتار)، خوب (64/972887 هکتار)، متوسط (35/1650932 هکتار) و ضعیف (40/1709038 هکتار) تقسیم گردید.
    کلیدواژگان: مکان یابی، منطق فازی، تحلیل سلسله مراتبی، نیروگاه بادی
|
  • Asghar Farajollahi *, Hamid Reza Asgari, Majid Ownagh, Mohammad Reza Mahboubi, Abdol, Rasoul Salman Mahini Pages 1-14
    In this research, land use changes in previous years and the possibility of predicting in the future using Markov chain model were investigated in the Maraveh Tappeh region of Golestan province. Therefore, using images of MSS, ETM+ and OLI sensors of LandSat satellite and using ancillary information, land use maps of 1986, 2000 and 2014 was provided and land use map of 2024 was predicted. According to the results, dense forest area decreased during the study period and with passing time but the area of agricultural land increased with the passage of time while the dense rangeland area decreased during the period 1984-2000. The annual growth rate of agricultural land has achieved 113.45 ha during the period 1984-2000 and this change value was obtained 91.27 ha for the period 2000-2014. The results of predicting changes in the time interval 2014-2028, showed it is possible that will be decreased semi-dense forest and dense rangelands and will be increased other land-use areas according to results of model predictions. The highest increase will be belonging to agricultural land use that will be increased to 25.89 ha per year. According to research findings, land-use changes are causing degradation of natural resource areas. However, in recent years, have taken effective actions to protect these areas, but more attention and protection of natural resources and environment in the Marave Tappeh region is essentially still.
    Keywords: Land use change, Predict of changes, Markov model, Marave Tappeh
  • Syamak Bharvand*, Salman Soori Pages 15-31
    This study was carried out to determine the relative hazard zonation of the slope instabilities and landslide occurrence in Sepiddasht, Iran. The method of Artificial Neural Network with the multiple-layer percepteron structure and the back propagation learning algorithm were used. In order to study the stability of the slopes, the landslides of the region were initially identified and recorded using satellite images of TM and ETM+, aerial images of 1:50,000, and field surveys (year, 2014). The impact of each factor including slope, aspect, land use, elevation, lithology, precipitation, the distance from the fault road and drainage on the slope instabilities was estimated using the ArcGIS®10.1 software via combining the map of the factors influencing the landslide with the landslide distribution map. Then a proper structure (1-13-9) for the landslide hazard zonation of Sepiddasht region was obtained through training the artificial neural network by MATLAB software. Based on the results of the landslide hazard zonation, 0.18, 12.41, 14.09, 29.85, and 43.52 percent of the region were located in very low, low, medium, high, and very high risk classes respectively.
    Keywords: Landslide, Artificial neural network (ANN), Geographic information system (GIS), Sepiddasht, Lorestan
  • Sima Pourhashemi*, Mehdi Boroghani, Mohammad Ali Zangane Asadi, Abolghasem Amir Ahmadi Pages 33-45
    Dust phenomenon is one of the climatic hazards in arid and semi-arid regions of the world that usually brings damages to human life and properties. In recent decades due to long droughts in Iran, the number of dust event increased and affected many cities and villages. The aim of this study was to investigate the effect of vegetation and relationship with dust events in Khorasan Razavi province during 2004-2013 using Geographic information system (GIS) and Normalized difference vegetation index (NDVI). The data of dusty days in the region synoptic stations were provided from Meteorological Organization and the frequency of dusty days in different seasons were determined. Using the method of Normal Kriging in GIS, dusty days were zoned in the province. Vegetation map area, were provided using MODIS image in ENVI®4.8 software. The results showed closed relations between the number of dust event and vegetation distribution. In addition, decreasing of vegetations caused the increasing of the number of dust event. Results showed the number of dust event increased during the recent years and in 2008 and 2005 were recorded as the most and the least number of dust event respectively.
    Keywords: Remote sensing, Geographic information system, Dust, Vegetation cover, Khorasan Razavi
  • Mojtaba Rahimi Shahid *, Fariba Kargaran, Nima Rahimi Pages 47-59
    Isfahan is one of the major cities in Iran in terms of population, economic and industrial growth, history, and tourism. Thus, seismicity and active fault identity are essential in this region. The current study examined the seismotectonics framework and earthquake hazard in 1:250000 scale map of Isfahan.The study area included the Northeast to the Southwest region, the Central Iran zone, the Sanandaj-Sirjan zone and the high Zagros zone. Using satellite images, historical and instrumental earthquake data, geological and tectonic maps and aeromagnetic map, the fundamental faults of the area and active seismic area were evaluated. Based on the available information, the seismotectonics map of the area was prepared and four seismic zones were distinguished. The results showed a significant intensification of seismicity from the Northeast to the Southwest direction. Seismic risk analysis in the study area using the Gutenberg-Richter law predicted the probability for an earthquake with a magnitude of 5.5 up to 6 on the Richter scale in the area during the next 100 years, 100 percent. The risk analysis of earthquakes with a magnitude of 6.5 on the Richter scale was 84 percent and the risk analysis of earthquakes with a magnitude of 7 on the Richter scale was 46 percent.
    Keywords: Seismotectonics, Aeromagnetic, Geological, Seismicity, Remote sensing, Isfahan
  • Aziz Azimi *, Kazem Rangzan, Mostafa Kaboulizade, Mohammad Khoramian Pages 61-75
    Evaporation waste of water is one of the most important factors. Because evapotranspiration is a complex phenomenon that depends on many factors and data, accurate estimation of evaporation and transpiration, is very difficult and costly. Therefore, the purpose of this study was to estimate evapotranspiration using the surface energy balance algorithm for land (SEBAL) and also evaluate the performance of artificial neural networks. To estimates the Evapotranspiration rate the method of SEBAL Algorithmby using satellite images was applied. For this purpose, four images of Landsat 8 in this study were used that by comparing the results from the two methods, Remote Sensing and Penman-Monteith- FAO Equation presented MSE and MAE as respectively 1.54 and 1.04 per day. To solve the complexity of the evaporation process, Artificial Neural Networks was used for forecasting evaporation pan based on meteorological data. Perceptron with Back-propagation algorithm was applied for training it in this study. It used daily climate data that collected during 13 years from a Safi Abad station in Dezful city for network training. The results showed that the best network was the network with all inputs along with a hidden layer and 28 Neurons in the middle layer. The implementation results of this network presented that statistical Indicators were as MSE (0.0032), MAE (0.0445), R2 (0.9609). Comparing the results from Artificial Neural Networks and Penman-Monteith- FAO as reference method showed that MSE and MAE were 1.11 and 0.52 mm per day, respectively. These results presents that the performance of Artificial Neural Networks was better than the remote sensing method in the estimation of evapotranspiration rate.
    Keywords: Evapotranspiration, Remote sensing, SEBAL algorithm, Artificial neural networks (ANN), Penman, Monteith, FAO equation
  • Roya Jafari *, Vahed Berdi Sheikh, Mohsen Hosseinalizadeh, Hassan Rezaei Moghadam Pages 77-94
    Simulation of runoff resulted from any significant rainfall events can help to estimate the severity of floods. To protect watersheds, application of a model which is able to predict runoff at certain times and places is essential. Therefore, this study aimed to simulate runoff generation in upstream catchments of the Shahrake Behzisti as well as assessing the effect of implementation of vegetation management scenarios, using three relatively intense rainfall events occurred in recent years. The model of physically based Limburg soil erosion model (LISEM) within PCRaster GIS and programming language was applied in this study. In order to run the LISEM model, four basic raster maps of digital elevation model, landuse, soil texture and roads (impervious areas) were prepared. Digital elevation model map of the catchment was extracted from the Ultracam image of 1 m resolution within the ArcGIS environment. During this study, only two events on 2/11/2014 and 16/9/2015 led to runoff generation. Thus, the first event was used for calibration and the second one for validation of the model. Statistical comparison of the simulated and observed hydrographs of the rain events on 2/11/2014 and 16/9/2015 showed the correlation coefficients of 0.80 and 0.76 and Nash-Sutcliffe criteria of 0.8 and 0.5 respectively. The results of the simulation showed that the model was able to predict total runoff, peak discharge, runoff initiation time and time to peak discharge with relatively good performance. The results of the application of the LISEM model showed that runoff volume and peak discharge significantly decreased by implementation of vegetation management scenarios.
    Keywords: Runoff simulation, Limburg soil erosion model (LISEM), Geographic information system (GIS), Gorgan
  • Mehdi Asadi *, Saeid Jahanbakhsh Asl Pages 95-109
    In this study, to determine appropriate locations for the construction of wind power plants in the East Azerbaijan, several criteria, including wind speed, prevailing wind speed, pressure, temperature, elevation, slope, road, city, village, protected areas, land use, river, fault and earthquakes were considered. All criteria were implemented by using an analytical hierarchy process (AHP) weight of layers in EC2000 software. For fuzzification the parameters were coded by 0, 1 into the IDRISI software and based on the expert opinions, the control points and fuzzy function of each layer was determined. Then the software Arc®GIS9.3 was used to overlay layers, and finally, the East Azerbaijan potential wind power plant was constructed in four levels: excellent (217294.36 ha), good (972887.64 ha), fair (1650932.35 ha) and poor (1709038.40 ha).
    Keywords: Site Selection, Fuzzy logic, Analytical Hierarchy Process (AHP), Power plant