فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال ششم شماره 1 (پیاپی 21، بهار 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/03/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مینا شمس، محمدرضا مباشری، سید باقر فاطمی صفحه 1
    سطوح برفی در طول زمان تغییرات زیادی می یابند و در نتیجه برای پایش آنها به استفاده از تصاویری با قدرت تفکیک زمانی نسبتا بالا نیاز است. برای این منظور، سنجنده MODIS مستقر روی ماهواره های Terra/Aqua مناسب به نظر می رسد. پارامترهای گوناگونی بر دقت برآورد سطح پوشش برف (SCS) تاثیر می گذارند که توپوگرافی سطح (شیب و جهت شیب) یکی از آنهاست. قدرت تفکیک مکانی پایین تصاویر MODIS و وجود پیکسل های مختلط، دقت برآورد SCS با استفاده از این تصاویر را کم می کند. در پژوهش حاضر، نتایج SCS حاصل از تصاویر MODIS، از طریق مقایسه با تصاویر دارای قدرت تفکیک مکانی متوسط مانند ASTER واقع بر سکوهای مشابه MODIS، ارزیابی می شود. در این پژوهش شاخص NDSI برگرفته از MODIS و ASTER در مناطقی با شیب 20 تا 50 درصد مقایسه گردید و دو مدل MODMASTER و MODFASTER برای بهبود دقت تخمین SCS به وسیله MODIS ایجاد شد. نتایج به دست آمده از MODMASTER، نشانگر پارامتر همبستگی (R2) با شاخص برف مشابه MODIS به میزان تقریبا 76 درصد و RMSE در حدود 047/0 است. در مدل MODFASTER، که برای تخمین کسر پوشش برف در هر پیکسل ایجاد شده، پارامتر همبستگی (R2) درحدود 75 درصد و RMSE درحدود 09/0 در مقایسه با کسر پوشش برف محاسبه شده به وسیله ASTER است. مقایسه نتایج حاصل از این پژوهش با مقادیر به دست آمده از سایر پژوهش ها نشان دهنده بهبود در برآورد سطح پوشیده شده از برف است.
    کلیدواژگان: ASTER، برف سنجی، شاخص NDSI، MODIS
  • وحید صادقی، حمید عبادی، محمودرضا صاحبی، یاسر مقصودی، فرشید فرنود احمدی صفحه 17
    آشکارسازی صحیح و آنی تغییرات پوشش و کاربری اراضی از موضوعات مهم حوزه برنامه ریزی و مدیریت اراضی به شمار می آید. یکی از روش های متداول شناسایی تغییرات، آنالیز تصاویر سنجش از دوری با تکنیک هایی نظیر حد آستانه گذاری تصویر اختلاف است. روش های متداول حد آستانه گذاری، عموما مبتنی بر جست وجوی فراگیر و مستلزم صرف هزینه محاسباتی بالایی هستند. از طرفی، ماهیت تک بعدی آنها سبب می شود تا در حل مسائل چندبعدی همچون حد آستانه گذاری تصاویر چندطیفی سنجش از دوری زمان محاسبات به طور نمایی افزایش یابد. راهکار پیشنهادی این پژوهش برای کاهش زمان محاسبات تکنیک های متداول حد آستانه گذاری، استفاده از الگوریتم بهینه سازی توده ذرات است که تکنیک سریع و کارآمدی را برای شناسایی تغییرات معرفی می کند. روش پیشنهادی همراه با چندین روش متداول حد آستانه گذاری روی دو سری داده تصاویر دوزمانه سنجنده TM پیاده سازی شد. برای ارزیابی قابلیت تکنیک ارائه شده در این پژوهش از سه پارامتر زمان محاسبات، صحت آشکارسازی تغییرات و پایداری الگوریتم در برآورد حد آستانه بهینه استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی ضمن حفظ صحت آشکارسازی تغییرات، سبب کاهش زمان محاسبات در حدود 15 درصد و 98 درصد در مقایسه با دو تکنیک حد آستانه گذاری OTSU و کمینه سازی مجموع واریانس داخل کلاسی شده است. همچنین با مقایسه مقادیر جدول توزیع نرمال استاندارد با آماره آزمون برآوردشده، ثبات الگوریتم پیشنهادی در برآورد حد آستانه بهینه در سطح اطمینان 90 درصد پذیرفته شد. نتایج حاصل از تحقیق بیانگر قابلیت بالای تکنیک پیشنهادی در حد آستانه گذاری سریع، پایدار و کارآمد تصویر اختلاف به منظور آشکارسازی خودکار و نظارت نشده تغییرات در تصاویر ماهواره ای چندزمانه است.
    کلیدواژگان: آشکارسازی تغییرات، حد آستانه گذاری، تصاویر ماهواره ای چندزمانه، الگوریتم بهینه سازی توده ذرات
  • محمدرضا گیلی، علی اکبر متکان، آزاده کاظمی صفحه 35
    بازتاب طیفی آب های داخل خشکی ها ازجمله تالاب ها در هر طول موج می تواند ناشی از مقادیر مختلف کلروفیل a باشد. عمل ریاضی ساده نسبت گیری بازتاب های طیفی پدیده ها در طول موج های مختلف که در سنجش از دور به شاخص طیفی معروف است می تواند موجب تشدید اختلاف هایی نظیر بازتاب پدیده ها و کاهش اثر عوامل منفی به ویژه عوامل محیطی شود. ازجمله شاخص های طیفی که در مطالعات آب ها به خصوص تخمین میزان کلروفیل a به کار گرفته می شود، می توان به نتیجه حاصل از شاخص سه باندی اشاره کرد. در این پژوهش از نمونه های آب تالاب انزلی با میزان کلروفیل a بین 07/2 تا 9/23 میلی گرم در لیتر استفاده شده است. بررسی رابطه مقدار کلروفیل a با شاخص سه باندی، رابطه ای قوی را بین مقدار این شاخص با مقدار کلروفیل a در دو عمق 15 و 30 سانتی متری نشان داد. البته این رابطه در عمق 15 سانتی متری آشکارا قوی تر است. در این تحقیق حداکثر حساسیت به جذب ذرات کلروفیل a در طول موج 680 نانومتر و حداقل حساسیت به انعکاس کلروفیل a در طول 700 نانومتر است. برای محاسبه شاخص سه باندی از باند جذبی آب در محدوده طول موج مادون قرمز نزدیک به منظور نرمال کردن استفاده شد در اینجا برابر با 757 نانومتر در نظر گرفته شده است. در این مطالعه رابطه بین فسفر کل با میزان شاخص سه باندی نیز به دلیل رابطه مستقیم میزان کلروفیل a با فسفر کل بررسی شد، که همانند میزان کلروفیل a در عمق 15 سانتی متری رابطه قوی تری را در مقایسه با عمق 30 سانتی متری نشان می دهد.
    کلیدواژگان: شاخص سه باندی، طیف سنجی، کلروفیل a، فسفر کل، بازتاب طیفی، آب های داخل خشکی ها
  • محسن قلوبی، سعید رمضان خانی، محمد جواد ولدان زوج، مهدی مختارزاده، حامد ساعتی صفحه 49
    امروزه استخراج اطلاعات از چگونگی بهره برداری از سطح زمین در نواحی شهری، از المان های مهم در سطوح خرد و کلان برنامه ریزی و تصمیم گیری به شمار می رود. تاکنون تحقیقات چندانی در حوزه استخراج خودکار اطلاعات کاربری اراضی انجام نشده است. سنجش از دور به عنوان یکی از ارزان ترین و سریع ترین راه ها، به ویژه پس از ظهور آنالیزهای شیء مبنا، توانایی مناسبی در این حوزه یافته است. هدف پژوهش حاضر، استخراج اطلاعات کاربری اراضی روی یک ناحیه شهری متراکم و پیچیده است و برای این منظور از سیستم سلسله مراتبی شامل سطوح پوشش اراضی و کاربری اراضی استفاده شد. پس از پیاده سازی روش طبقه بندی پوشش اراضی مرحله به مرحله، استخراج واحدهای کاربری اراضی با استفاده از اطلاعات پوشش اراضی انجام شد و فضای ویژگی ای شامل بیش از 50 ویژگی مفهومی، براساس اطلاعات سطوح پوشش اراضی طراحی و استخراج گردید. پس از این مرحله، ویژگی های بهینه با بالاترین میزان جداپذیری بین کلاسی با استفاده از الگوریتم SFFS از میان این ویژگی ها استخراج شدند. در نهایت با پیاده سازی روش طبقه بندی نزدیک ترین همسایه فازی، طبقه بندی کاربری اراضی براساس ویژگی های بهینه اجرا شد. طبقه بندی کاربری اراضی روی دو سیستم کلاسی ترکیبی و غیرترکیبی پیاده سازی شد و سیستم ترکیبی به عنوان مناسب ترین سیستم کلاسی شناسایی گردید. روش پیش رو بدون درنظرگرفتن معیار مساحت اشیای کاربری اراضی، دارای دقت 88 درصد و با درنظرگرفتن این معیار، دارای دقت 93 درصد است.
    کلیدواژگان: طبقه بندی پوشش اراضی و کاربری اراضی، ویژگی های مفهومی، سطوح سلسله مراتبی، شیء مبنا
  • حمید طاهری شهرآئینی صفحه 69
    عمق سکی یکی از شاخص های شفافیت پهنه های آبی است. در پژوهش حاضر برای نخستین بار مدل های رگرسیونی خطی تک متغیره و چندمتغیره به منظور پایش عمق سکی در دریای خزر با استفاده از تصاویر مریس شرح و بسط داده شده است. برخلاف مطالعات گذشته، در این تحقیق مدل ها آزمون می شوند تا دقت واقعی آنها در پایش عمق سکی مشخص گردد. اندازه گیری های میدانی عمق سکی که شامل 25 داده مدل ساز و 12 داده آزمون است، در 25 گشت دریایی طی تیرماه تا آبان ماه سال 1384 در بخش جنوبی دریای خزر انجام شد. در این تحقیق از 25 تصویر سنجنده مریس در بازه زمانی اندازه گیری های میدانی استفاده شد. در رگرسیون تک متغیره، همبستگی بین عمق سکی و داده های بازتابش طیفی و نسبت آنها بررسی شد و روابطی که بیشترین همبستگی را داشتند انتخاب شدند. سپس با استفاده از داده های مدل ساز، بهترین مدل های خطی تک متغیره بین عمق سکی و پارامترهای بازتابشی ارائه و آزمون شد. مدل های رگرسیونی چندمتغیره مناسب به کمک آماره CP مالوز تعیین شدند و از میان آنها بهترین مدل با کمک داده های آزمون مشخص شد. نتایج نشان داد که جواب های مدل سازی چندمتغیره از مدل های تک متغیره بهتر و در مقایسه با دیگر مطالعات دارای ضریب همبستگی بیشتری است. در بهترین مدل چندمتغیره از داده های بازتابش در طول موج های 412، 510، 560، 681 و 779 نانومتر استفاده می شود و ضریب همبستگی و درصد خطای این مدل به ترتیب 7/0 و 7/37 درصد است. در نهایت نقشه های عمق سکی در دریای خزر از تصاویر مریس به کمک مدل مذکور استخراج شدند.
    کلیدواژگان: عمق سکی، آزمون مدل خطی، مریس، پهنه های آبی
  • پرستو پیله فروش ها، محمد کریمی، محمد طالعی صفحه 85
    با توجه به رشد سریع جمعیت، توسعه و گسترش شهرها و محدودشدن زمین های کشاورزی، ارزیابی زمین ها برای استفاده بهینه و افزایش تولید در واحد سطح و تصمیم گیری هدفمند در تخصیص زمین های کشاورزی به بهترین کاربری، اهمیت ویژه ای دارد. در پژوهش حاضر مدلی برای برنامه ریزی تخصیص محصولات کشاورزی ارائه شده است که در آن با محاسبه میزان تناسب سرزمین با استفاده از سیستم های استنتاج گر قاعده مبنای فازی و تعیین تقاضا و مدنظر قراردادن توالی کشت محصولات، نوع محصول کشاورزی در منطقه موردنظر تعیین می شود. مدل ارائه شده با استفاده از نرم افزارهای GAMS 23.7، MATLAB و ArcGIS 9.3 در شهرستان برخوار و میمه واقع در استان اصفهان پیاده سازی شد. نتایج تخصیص محصولات کشاورزی و بررسی سه نوع تناوب زراعی موجود نشان دادند که مساحت اختصاص داده شده به محصولات گندم، گندم ذرت، جو، جو ذرت، ذرت، یونجه و سیب زمینی برای سال 1390 به ترتیب برابر با 82/27، 64/21، 27/7، 85/5، 36/7، 36/6 و 74/1 درصد از کل مساحت اختصاص داده شده به کاربری کشاورزی در منطقه است. همچنین که توزیع مکانی این محصولات به گونه ای است که به منظور دستیابی به تولید بهینه، می بایست کشت گندم، جو و ذرت به صورت سیستم کشت دومحصولی در قسمت جنوبی شهرستان، و کشت یونجه و ذرت عمدتا در قسمت های شمالی شهرستان صورت گیرد. با استفاده از مدل ارائه شده، می توان مناسب ترین محصول برای کشت در ناحیه ای مشخص را تعیین کرد و با تعریف سناریوهای مختلف اطلاعات مفیدی را برای برنامه ریزان بخش کشاورزی تولید کرد.
    کلیدواژگان: تناسب اراضی، تعیین تقاضا، محصولات کشاورزی، سیستم های استنتاج گر فازی، مدل سازی مکانی
  • محمدحسن احمدی، غلامحسین شمعانیان، شعبان شتایی صفحه 103
    سامانه اپی ترمال مطرآباد واقع در 30 کیلومتری جنوب غرب بجستان در مجموعه ای از سنگ های آتشفشانی حدواسط تا اسیدی واقع شده است. کانی سازی به صورت رگه ها، رگچه های نامنظم و برش های گرمابی نمایان می شود. دگرسانی گرمابی در اطراف رگه ها شکل می گیرد و شامل مجموعه های سیلیسی (5<متری رگه ها)، سریسیتی (10< متری رگه ها)، پروپیلیتی (50-30<متری رگه ها) و رسی است. در این مقاله، توزیع مکانی مجموعه های دگرسانی گرمابی با استفاده از داده های سنجنده آستر بررسی شده است. برای این منظور، روش های مختلف پردازش تصاویر از قبیل ترکیب رنگی کاذب، نسبت گیری باندی، آنالیز مولفه اصلی و طبقه بندی تصاویر آزمون شده اند. ترکیب رنگی 864 (RGB) و ترکیب نسبتی (5/4، 8/4، 9/4) برای شناسایی مناطق دگرسانی مناسب تشخیص داده شدند. تفکیک مجموعه های دگرسانی و تهیه نقشه دگرسانی برپایه روش طبقه بندی نظارت شده انجام شده است. تلفیق یافته های زمین شناسی، کانی شناسی و دورسنجی نشانگر قابلیت روش نسبت گیری باندی و آنالیز مولفه اصلی در شناسایی مجموعه های دگرسانی منطقه مطالعه شده است.
    کلیدواژگان: اپی ترمال، دگرسانی گرمابی، سنجنده استر، نسبت گیری باندی، آنالیز مولفه اصلی
|
  • Page 17
    Timely and accurate detection of changes in land use/ cover is important for land planning and management. Remote sensing images have been primary sources for change detection in recent decades. Due to its simplicity, thresholding of difference image is a popular method for change detection. The traditional thresholding methods such as Otsu are based on exhaustive search, so that they are time consuming. Since these methods are mainly developed for one-dimensional problems, the computation time grows exponentially with the number of thresholds when these methods are extended to be used for multi-dimensional problems. If thresholding is supposed to be as an optimization problem, optimization methods can potentially decrease the computation time. In this paper, a fast, simple and effective multi-dimensional image thresholding technique based on Particle Swarm Optimization (PSO) method is presented. This technique calculates the optimal threshold values by maximizing the Otsu objective function and minimizing the inter-class variance objective function. The proposed method has been implemented on two multispectral and multi-temporal datasets. The first dataset includes a couple of images acquired by the TM sensor taken form south islands of Aurmia Lake (Iran) in Jun 1984 and July 2010, respectively. The second dataset is obtained from a couple of images acquired by the same sensor on the Khodafarin dam (Iran) in July 2000 and July 2009, respectively. In order to evaluate the proposed method, the computational time and change detection accuracy were computed. In addition, statistical test was carried out in order to evaluate the robustness of the developed method. The experimental results show that the proposed PSO-based multi-dimensional thresholding method could provide optimum thresholds values by decreasing 98% and 15% of the time complexity compared with the most widely used Otsu and inter-class variance-based thresholding methods.
  • Page 35
    Field spectrometry as a field of remote sensing, dealing with determination of spectral characteristics tries to provide the spectral libraries for different objects. The first objective of this study was to prepare and investigate the significant differences between the spectral signature of water samples with different amount of chlorophyll a (Chl a) of Anzali wetland in 15 cm depth. This was carried out using a full range spectrometer during the spring 2013. The second objective of this study was to discriminate the spectral signature of water samples with different amount of chlorophyll a (Chl a) of Anzali wetland in 30 cm depth. A total of 500 water sample spectral curves of illuminated and shaded samples were acquired of 80 water samples with different amount of chlorophyll between 2.07 and 23.9 (mg/lit. Following the measurements, chlorophyll and total phosphorus of the samples were extracted in laboratory. After quality control and noise remove, the spectral fingerprint of the samples was prepared along 400-900 nm. In order to investigate the spectral reflectance differences, one important index related to chlorophyll a of water were calculated and statistically analyzed. We conclude that three band model in 15 cm depth of water samples has the most relation (r=0.963) with chlorophyll a content. This result has been proved by statistical results obtained by chlorophyll and total phosphorus data in lab. We could conclude that the best wavelength region for spectral separately of eutrophication of turbid water is depend on different factors such as depth of water and amount of sediments of water.
  • Page 49
    Nowadays, urban land use and land cover information at the micro and macro levels of planning have a particular importance. So many researches have not been done in land use information extraction. Remote sensing as an inexpensive and fast method, and particular with appearance of object-based analysis, has an appropriate potential for this. In this paper, the aim is land use information extraction on a dense and complicated urban area. For this purpose, a hierarchical system inclusive land cover and land use levels has been used. After the implementation of a step by step land cover classification approach, land use unites extraction are done. In the next stage, feature space inclusive more than 50 conceptual features based on land cover information is designed and extracted. After this stage, optimized features among these features with high separability using SFFS are extracted. Finally a fuzzy nearest neighbor classification for land use classification based on optimized is implemented. Land use classification is performed on two combined and uncombined class system that combined class is recognized as most appropriate class system. In the present approach without considering area criteria of land use object, 82% overall accuracy and with this criteria 85% overall accuracy is achieved.
  • Page 69
    Secchi disc is an indicator of the clarity of the water bodies. In this study, new univariate and multivariate linear regression models are developed for monitoring of Secchi disc depth (SD) in the Caspian Sea using MERIS images and unlike of previous studies, the developed models are tested to determine the real accuracy of developed models for the Secchi depth monitoring. In situ measurements of Secchi disc depth was performed in the southern part of Caspian Sea between July and October 2005 and consequently, 25 training and 12 testing data were acquired. In this study, 25 Level 1B MERIS images of the Caspian Sea, acquired concurrent with in-situ measurements, were employed. In univariate regression, the correlation between Secchi depth and Spectral reflectance data (Rrs) and the ratio of Rrs data were investigated and then the Secchi depth and the Rrs parameters with high correlation coefficient were selected and some univariate models were fitted using the training data on them. In addition, the appropriate multivariate regression models were developed using Cp mallow’s statistics and the best one was selected by the test data. The results showed that the developed multivariate model presents better results than univariate models and it has higher correlation coefficient than the previous studies. The variables of the best multivariate model were the reflectance in 412, 510, 560, 681, 779 nm and the correlation coefficient and percentage error of the best model were about 0.7 and 37.7 %, respectively. Finally the maps of Secchi depth in the Caspian Sea were retrieved using the developed multivariate model.
  • Page 103
    The Motrabad epithermal system 30 km southwest of Bajestan is located in an assemblage of intermediate to silicic volcanic rocks. The mineralization occurs as irregular veins, veinlets and hydrothermal breccias. Hydrothermal alteration is developed around the veins and consists of silicic (
    Keywords: Epithermal, Hydrothermal alteration, ASTER, Band ratio, Principal component analysis