فهرست مطالب

علوم و فنون نقشه برداری - سال نهم شماره 2 (پیاپی 34، پاییز 1398)

نشریه علوم و فنون نقشه برداری
سال نهم شماره 2 (پیاپی 34، پاییز 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/09/10
  • تعداد عناوین: 15
|
  • علی سبزعلی یمقانی، علی اصغر آل شیخ* صفحات 1-13

    معکوس ژئوکدینگ شامل نسبت دادن یک جای نام به یک مختصات می باشد. روش های رایج معکوس ژئوکدینگ موقعیت اشتراک گذاشته شده فرد را به نزدیک ترین مکان (بر اساس فاصله اقلیدسی) نسبت می دهند. در سال های اخیر و به سبب پیشرفت در فناوری های موقعیت یابی حجم عظیمی از داده های مکان مبنا در شبکه های اجتماعی مکانی مانند Yelp و Swarm تولید شده است. از سوی دیگر سرویس های مختلفی امکان ارائه شرایط جوی را در موقعیت و زمان مدنظر به صورت برخط ارائه می دهند. این داده ها می توانند منبعی غنی از الگوهای رفتاری افراد در شرایط جوی مختلف باشند. در این تحقیق تلاش شده تا با کمک این داده ها، معکوس ژئوکدینگ بر مبنای فاصله جغرافیایی بهبود داده شود. بدین منظور از داده های شرایط جوی برای تولید الگوهای رفتاری و از داده های سرویس Swarm برای جمع آوری اعلام‏حضورها استفاده شد. داده های شرایط جوی در چهار دسته شامل دمای هوا، رطوبت هوا، سرعت باد و میزان ابری بودن برای تولید طیف های معنایی جوی گروه بندی شدند. در این تحقیق از توابع اعوجاج موقعیت خطی، نسبی و سینوسی جهت برقراری ارتباط شاخص فاصله جغرافیایی با احتملات جوی در فرآیند معکوس ژئوکدینگ استفاده شد. بعلاوه، از دو مجموعه داده آموزشی و تست در مطالعه موردی (ایالت نیویورک) جهت تعیین پارامترهای مدل و ارزیابی دقت استفاده گشت. نتایج این تحقیق نشان داد که با کمک مدل ترکیب خطی و طیف های معنایی جوی می توان نتایج معکوس ژئوکدینگ بر مبنای فاصله جغرافیایی را برای شاخص MRR وFirst Position  به ترتیب 18.64% و 111.49% بهبود داد.

    کلیدواژگان: معکوس ژئوکدینگ، طیف های معنایی جوی، توابع اعوجاج موقعیت، Swarm
  • حمید مهرابی، بهنام تشیع* صفحات 15-27

    مدیریت و اخذ تصمیمات موثر در بسیاری از حوزه های علمی و اجرایی نیازمند سطوح پیوسته و دقیق از داده های مکان مرجع است. معمولا چنین داده هایی مستقیما قابل اخذ نیستند و از داده هایی که به صورت نقطه ای جمع آوری می گردند، تولید می شوند. علاوه بر هزینه قابل توجه جمع آوری داده های نقطه ای، این داده ها به ویژه در مناطق وسیع یا صعب العبور به صورت پراکنده و نامنظم برداشت می شوند و در بسیاری از موارد با تغییرات زیاد در مقادیر مواجهند. گمانه های تحقیقاتی مربوط به اندازه گیری عیار مواد معدنی از جمله داده های مکان مرجع نقطه ای هستند که دارای ویژگی های پراکندگی، بی نظمی و همچنین تغییرات قابل توجه در مقادیر (شکستگی) هستند. با وجود اینکه پراکندگی و شکستگی داده ها در کارایی روش های درونیابی تاثیرگذار است ولی از روش های متداول، برای درونیابی انواع داده های معدنی استفاده می گردد. در این مطالعه، از تلفیق دو روش کمترین مربعات متحرک و کمترین مربعات بازگشتی یک روش درونیابی دقیق، قابل اعتماد و انعطاف پذیربرای درونیابی مواد معدنی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی برای کشف شکستگی از مقادیر خطاهای ظاهری محاسبات کمترین مربعات استفاده شده است. در این روش، برای نقاط مرکزی یک آستانه پیوستگی (عدم شکستگی) بر اساس انحراف معیار مقادیر مشاهداتی تعیین می گردد، تا نقاط دارای شکستگی کشف و از محاسبه ارزش مقدار مرکزی حذف شوند. علاوه بر این، با استفاده از ویژگی بازگشتی، اندازه دامنه تاثیر به صورت دینامیک تعیین می گردد. در این روش برای هر نقطه مرکزی یک شعاع دامنه تاثیر منحصر به فرد متناسب با مقادیر و ساختار نقاط پیرامونی نقطه مرکزی تعیین می شود. دینامیک بودن اندازه شعاع دامنه تاثیر این امکان را فراهم می نماید که مقادیر ضرایب چندجمله ای و به تبع آن مقدار مرکزی با دقت و قابلیت اعتماد مطلوب تعیین شوند. کارایی روش پیشنهادی از طریق اعمال آن بر روی داده های شبیه سازی شده و همچنین مقایسه نتایج آن با نتایج حاصل از اجرای روش های متداول درونیابی بر روی داده های معدنی واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. RMSE روش پیشنهادی با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل 10تایی برای عنصر کروم معادل 28.020 و برای آهن معادل 1.074 است. مقایسه این نتایج با روش های متداول درونیابی نشان می دهد در شرایط توزیع نامناسب و پراکنده داده ها، کارایی روش پیشنهادی در مورد هر دو دسته عناصر دارای غلظت و تغییرات قابل توجه و عناصر دارای غلظت پایین و سطوح تقریبا یکنواخت بالاتر است.

    کلیدواژگان: درون یابی، کمترین مربعات بازگشتی، کمترین مربعات متحرک، توابع پایه شعاعی، داده های معدنی
  • مرجان قنبری، فرید کریمی پور* صفحات 29-50

    کشف الگوهای جنبش انسانی در محیط های درون شهری یکی از پارامترهای بسیار مهم در زمینه تحقیقات متعددی همچون برنامه ریزی های شهری، مطالعات جغرافیایی و مطالعات مرتبط با علوم مربوط به سیستم های اطلاعات مکانی است. یکی از منابعی که امروزه به شکل گسترده در کشف و بررسی الگوهای جنبش انسانی استفاده می شوند، داده های حرکتی حاصل از رسانه های اجتماعی مکان مبنا هستند. این رسانه ها حجم عظیمی از داده ها را در دو بعد زمان و مکان فراهم می آورند. هدف از این مطالعه کشف و بررسی الگوهای پنهان جنبش درون شهری انسانی مبتنی بر داده های حرکتی حاصل از فعالیت های روزمره انسان ها در فرآیند به اشترک گذاری اطلاعات در رسانه های اجتماعی مکان مبنا و با در نظر گرفتن خوشه بندی بعد معنایی داده ها بوده است. در انجام این مطالعه از داده های حرکتی حاصل از رسانه اجتماعی مکان مبنا  Foursquare به دلیل فراهم آوردن خوشه بندی بعد معنایی برای داده ها (اطلاعات به اشتراک گذاشته شده) استفاده شده است. به منظور کشف الگوهای پنهان جنبش درون شهری انسانی قابلیت و کارایی تحلیل های خودهمبستگی مکانی زمانی مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. در این تحقیق با استفاده از تحلیل های آماری و با در نظر گرفتن بعد زمان در مرحله نخست روند معناداری از تغییرات صورت گرفته در خودهمبستگی مکانی زمانی داده های مورد مطالعه نسبت به مناطق تقسیم بندی شده شهری مبتنی بر روش پلیگون بندی تیسن، کشف و در مرحله دوم مسئله روند تغییرات خودهمبستگی مکانی زمانی و ارتباط بین اشتراک گذاری اطلاعات، موقعیت و کاربری ناحیه شهری در طول ساعات روز به منظور استخراج الگوهای پنهان جنبش درون شهری به صورت جزئی و دقیق تر، با بهره گیری از خوشه بندی معنایی داده های مکان مبنا این رسانه اجتماعی، به تفکیک برجسته ترین الگوهای جنبش شهری در هر بازه زمانی پرداخته شده است. نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان دهنده قابلیت بالای تحلیل های خودهمبستگی مکانی زمانی مبتنی بر خوشه بندی بعد معنایی داده های حرکتی حاصل از رسانه اجتماعی مکان مبنا Foursquare در کشف الگوهای پنهان ناشی از جنبش انسانی در سطح نواحی درون شهری بوده است.

    کلیدواژگان: الگوی جنبش درون شهری انسانی، رسانه اجتماعی مکان مبنا Foursquare، بعد معنایی، خود همبستگی مکانی زمانی
  • افشین امیری، عطا الله عبدالهی کاکرودی*، مهرنوش قدیمی صفحات 51-64

    گسل به شکستگی های سنگ های پوسته زمین گفته می شود که سنگ های دو طرف شکستگی نسبت به همدیگر حرکت کرده باشند. این جابجایی می تواند از چند میلیمتر تا صدها متر باشد. انرژی آزاد شده به هنگام حرکت سریع گسل های فعال عامل وقوع اغلب زمین لرزه ها است. گسل دهشیر یکی از گسل های فعال در ایران مرکزی است و با روند تقریبی شمال غرب- جنوب شرق و طول بیش از 350 کیلومتر یکی از بزرگترین گسل های فعال ایران می باشد. نقشه خطواره ها در مطالعات گوناگون از جمله زمین شناسی، هیدروژئولوژی ، توپوگرافی و غیره نقش مهمی ایفا می کند. امروزه با پیشرفت های گسترده در فنون سنجش از دور، بهتر می توان خطواره ها را شناسایی نمود. هدف این مطالعه بررسی قابلیت داده های  لندست 5، لندست7، لندست8، استر، سنتینل 1، آلوس پالسار و مدل رقومی ارتفاع در آشکارسازی خط گسل و بالا آمدگی سطوح پیرامون آن می باشد. روش کار مبتنی بر الگوریتم تشخیص لبه است. در این تحقیق پارامتر های بهینه برای استخراج اتوماتیک خطواره برای منطقه مورد مطالعه تعیین شد. مقایسه و ارزیابی نتایج به دست آمده نشان داد که برای آشکارسازی خط گسل، مدل رقومی ارتفاع با رزولوشن 5/12 متر با دقت 61/91 درصد و ضریب کاپای 91/81 درصد بهترین نتیجه را داشته است. داده های سنتینل 1 نیز نسبت به تصاویر اپتیکال قابلیت بیشتری در تشخیص خطواره های مرتبط با گسل داشته است.

    کلیدواژگان: استخراج اتوماتیک خطواره، گسل دهشیر، سنجش از دور، رادار
  • مهدی بهرامی*، محمدرضا مباشری صفحات 65-75

    طبقه‎بندی تصاویر ماهواره‎ای از اهمیت زیادی برخوردار است. برای طبقه‎بندی تکنیک‎های مختلفی که در برخی از آنها منحنی بازتابندگی و مشتق های‎ آن مورد استفاده قرار می‎گیرد به کار گرفته می‎شود. در برخی دیگر از روش‎ها، از کدگذاری داده‎های طیف بازتابندگی و مقایسه کدهای حاصله نیز به عنوان روش‎هایی سریع برای این کار استفاده می‎شود. در این تحقیق روشی با نام CBOSE ارائه شده است که در آن از کدگذاری داده‎های طیف بازتابندگی و مشتقات آن استفاده شده است، روش CBOSE به صورت ترکیبی از یک تا چند بیت به منظور تفکیک بین گونه‎های گیاهی با شباهت طیفی نسبتا بالا ارائه شده است. این روش کدگذاری بر روی تصاویر ابر‎طیفی AVIRIS از منطقه Indian pine حاوی گونه‎های مختلف اعمال شد. نتایج طبقه‎بندی ویژگی‎های مستخرج از کدهای حاصله با بکارگیری طبقه‎بندی کننده‎های مختلفی مانند SVM، ML ، SAM و معیار Hamming به عنوان معیار شباهت با داده‎های زمینی مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین عملکرد روش CBOSE با روش‎های دیگر کدگذاری مانند SPAM، SFBC، SDFC، SFPC نیز مقایسه گردیده و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‎دهند که روش CBOSE به طور متوسط بترتیب از  20% ، 16% 11% و 7% دقت بالاتر نسبت به روش‎های ذکر شده در طبقه بندی برخوردار است. همچنین به منظور دستیابی به اثرات بکارگیری مشتق در کدینگ بر روی نتایج، مراحل بیان شده بدون استفاده از مشتق نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‎دهند که استفاده از مشتق به طور متوسط منجر به افزایش دقت طبقه‎بندی نسبت به عدم استفاده از آن به میزان 8% می‎شود.

    کلیدواژگان: کدگذاری، مشتقات، طیف بازتابندگی، ابرطیفی، طبقه بندی گیاهان
  • علی شمس الدینی*، فاطمه مددی صفحات 77-91

    آب و هوا، عامل اصلی تغییرات دمای سطح زمین است و دمای سطح زمین یک متغیر مهم در مطالعات اقلیمی و زیست محیطی محسوب می شود و محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از داده های سنجش از دور نیازمند محاسبه دقیق ضریب گسیلمندی می باشد. در بحث مطالعات حرارتی نیاز به تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا می باشد چون در مناطق شهری به دلیل تراکم انواع کاربری ها استخراج اطلاعات در پیکسل های مختلط کار دشواری خواهد بود. در این تحقیق از تصاویر ماهواره ترا، محصولات سنجنده مادیس (MOD021KM,MOD11A1,MOD05) مربوط به سال 2012 - 2013 و تصاویر لندست TM5- مربوط به سال 2010 و داده های ساعتی هواشناسی استفاده گردید. در این پژوهش به منظور محاسبه دمای سطح زمین از روش پنجره مجزا و قانون پلانک استفاده گردید و همچنین روش های مختلف استخراج گسیلمندی شامل روش طبقه بندی، روش شاخص تفاضل گیاهی نرمال شده، روش ضریب گسیلمندی نرمال به منظور استخراج گسیلمندی بکارگرفته شد تا  در کنار محصولات گسیلمندی مادیس (MOD11A1) به منظور تهیه نقشه دمای سطح زمین مورد مقایسه قرارگیرند. در این راستا امکان ادغام داده های گسیلمندی مستخرج از روش های مختلف نیز مورد بررسی قرارگرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد روش شاخص تفاضل گیاهی نرمال شده و روش ترکیب با استفاده از میانه گیری داده های گسیلمندی مناسبی را برای محاسبه دمای سطح زمین فراهم می آورند. همچنین در محاسبه دمای سطح زمین، روش پلانک در باند 31 و 32 دقت  بالاتری را  نسبت به روش پنجره مجزا ایجاد می نماید.

    کلیدواژگان: دمای سطح زمین، پنجره مجزا، ادغام گسیلمندی ها، مادیس
  • اصغر زارع، علی محمدزاده* صفحات 93-116

    در این پژوهش روشی جهت شناسایی درختان و پوشش گیاهی کم ارتفاع از روی تصاویر هوایی با قدرت تفکیک مکانی بالا و داده های لیزر اسکن هوایی ارائه شده است. ابتدا مناطق مرتفع و کم ارتفاع از روی داده های لیزر اسکن هوایی شناسایی و جداسازی شده اند. سپس یک شاخص گیاهی تقویت یافته در مناطق سایه که از تصاویر هوایی تولید شده است در تفکیک و جداسازی مناطق گیاهی و غیرگیاهی استفاده شده است. در نهایت با اشتراک گیری مناطق گیاهی با نواحی مرتفع و کم ارتفاع به ترتیب درختان و پوشش گیاهی کم ارتفاع شناسایی شده اند. درختان و پوشش گیاهی کم ارتفاع شناسایی شده در این تحقیق توسط گروه کاری IV از کمیسیون III جامعه بین المللی فتوگرامتری و سنجش از دور (ISPRS-WGIII/4) مورد ارزیابی قرار گرفته است. شاخص های جامع بودن، صحیح بودن و کیفیت در سطح پیکسل برای درختان در سه منطقه مطالعاتی بطور متوسط  0/74%، 5/63% و 1/52% و برای پوشش گیاهی کم ارتفاع در سه منطقه مطالعاتی بطور متوسط 0/58%، 4/69% و 3/46% می باشند. نتایج ارزیابی ها نشان می دهند که متوسط شاخص کیفیت در سطح عارضه برای درختان کشف شده در این پژوهش در مقایسه با روش های پیشنهادی دیگر توسط سایر محققین، بالاترین مقدار را دارا می باشد و هم چنین متوسط شاخص های جامع بودن، صحیح بودن و کیفیت در سطح پیکسل و عارضه برای درختان و پوشش گیاهی کم ارتفاع کشف شده در این پژوهش در مقایسه با سایر روش ها، دارای سطح قابل قبولی می باشند.

    کلیدواژگان: تصاویر هوایی با قدرت تفکیک مکانی بالا، داده های لیزر اسکن هوایی، شاخص گیاهی نسبت مادون قرمز بر قرمز (IRRI)، فیلتر مورفولوژی، شناسایی درختان، پوشش گیاهی کم ارتفاع
  • محمدرضا جلوخانی نیارکی*، منصوره فاضلیان، فاطمه علی اکبر نواحی صفحات 117-129

    در مدیریت شهری مدرن و هوشمند، مشارکت شهروندی نقش برجسته ای را ایفا می نماید. سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) شهروند-محور به عنوان یک مفهوم و رویکرد جدید در مدیریت شهری مکان-محور، بستر و ابزارهای مکانی توانمند و موثری را به منظور مشارکت واقعی شهروندان در اداره امور شهری فراهم می نمایند. قبل از اجرای این سامانه ها، توجه به نگرش شهروندان و میزان تمایل آن ها نسبت به استفاده از این سامانه ها از اهمیت بالایی برخوردار است. ازاین رو، پژوهش حاضر به ارزیابی نگرش شهروندان نسبت به سامانه های GIS شهروند-محور و بررسی میزان تمایل آن ها به مشارکت در حل مشکلات شهری و همچنین دریافت خدمات شهری از طریق این سامانه ها، پرداخته است. به عبارت دیگر، این پژوهش به بررسی میزان علاقه شهروندان نسبت به استفاده از داده ها و تحلیل های مکان-محور و همچنین تولید داده ها در قالب سامانه های GIS شهروند-محور می پردازد. در همین راستا، منطقه 6 تهران به عنوان یکی از پرجمعیت ترین و پویاترین مناطقی که در مرکز شهر تهران قرار دارد، به عنوان منطقه موردمطالعه انتخاب گردید. نتایج حاکی از آن است که 6/93 درصد شهروندان تمایل به مشارکت در گزارش مشکلات شهری، تصمیم گیری ها و برنامه ریزی های شهری را دارند. با توجه به یافته های پژوهش، 53 درصد شهروندان معتقدند تبلیغات رسانه ای بهترین روش فرهنگ سازی و ترویج استفاده از این سامانه ها می باشد. از بین عوامل موثر در ایجاد انگیزه در شهروندان برای استفاده از این سیستم ها، ساده و جذاب بودن سیستم با 6/44 درصد، موثرترین عامل در ایجاد انگیزه مشارکت و استفاده از این سیستم ها می باشد. به عقیده اکثریت شهروندان (9/56 درصد) مهم ترین مانع در استفاده از این سیستم ها، عدم اعتماد به شهرداری ها در ترتیب اثر و اعمال نظرات شهروندان است. ارزیابی نگرش شهروندان نشان می دهد که 6/93 درصد آن ها (موافق و کاملا موافق) تمایل به مشارکت در گزارش مشکلات شهری، تصمیم گیری ها و برنامه ریزی های شهری از طریق این سامانه ها را دارند. همچنین نتایج نشان می دهند که 8/70 درصد از شهروندان، تمایل به گفت وگو و تعامل با سازمان های مختلف شهری دارند. ارائه خدمات شهری از طریق این سامانه ها نیز با استقبال خوبی از سوی پاسخ دهندگان مواجه گردید بطوریکه 6/89 درصد از شهروندان با ارائه بسیاری از خدمات شهری از طریق این سامانه ها موافق و کاملا موافق هستند.

    کلیدواژگان: مدیریت شهری، GIS شهروند-محور، مشارکت شهروندان، نگرش شهروندان
  • حسن امامی*، محراب صفری صفحات 131-150

    هدف از این تحقیق، ارائه روشی تلفیقی از داده های محیطی، زمین شناسی و تصاویر ماهواره ای در پتانسیل یابی مناطق مستعد آب های زیرزمینی در دشت ساوه می باشد. شناسایی چنین مناطقی، نیازمند شناخت دقیق عوامل و معیارهای موثر بر آن می باشد. برای این منظور، علاوه بر تصاویر ماهواره ای لندست 8، نه لایه اطلاعاتی مرتبط با آب های زیرزمینی، استفاده گردیدند. سپس، این لایه ها با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی در سه حالت مختلف، جهت به حداقل رساندن خطاها، وزن دهی شده و با تلفیق لایه های وزن دار به روش های آمار مکانی، نقشه پتانسیل آب های زیرزمینی در پنج طبقه با پتاسیل خیلی خوب، خوب، متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف شناسایی و تفکیک گردید. نتایج نشان داد که 50/14 درصد منطقه دارای پتانسیل خیلی کم، 50/7 کم، 21درصد متوسط، 50/34 درصد خوب و 50/22 درصد دارای پتانسیل خیلی خوب می باشند. نتایج همچنین نشان داد، پهنه بندی پتانسیل بالا بیشتر منطبق بر مناطقی با رسوبات آبرفتی درشت دانه و کنگلومرا و پهنه های بدون پتانسیل، منطبق بر مناطقی با سنگ های آتشفشانی و گرانیتی می باشند. برای اعتبارسنجی نتایج، از موقعیت چاه های پیزومتری در سال 1397به تعداد 62 چاه استفاده گردید که دقت 74 درصدی موقعیت چاه ها را در مناطق با پتانسیل خیلی خوب نشان داد که بیانگر دقت خوب روش مورد استفاده می باشد. هر چند تعداد کمی از آنها نیز در سایر مناطق قرار داشت که این امر می تواند به علت زیاد بودن شیب این مناطق و رخنمون آب در آن مناطق شده باشند. بر اساس نتایج حاصل، گسترش آب های زیرزمینی بیشتر در قسمت های غرب، جنوب غربی، جنوب شرقی و مرکز منطقه مورد مطالعه حاصل گردید.

    کلیدواژگان: آب های زیرزمینی، سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، روش تلفیقی، دشت ساوه
  • سید مهدی موسوی*، حمید عبادی، عباس کیانی صفحات 151-170

    رشد و پیشرفت روزافزون در شهرسازی و تغییرات سریع در سطح زمین ضرورت بررسی مستمر این تغییرات را افزایش داده است. طبقه‏ بندی تصاویرسنجش ازدوری با قدرت تفکیک بالا می‏تواند بهینه‏ ترین راه ممکن در جهت نیل به این هدف باشد. طبقه ‏بندی این تصاویر به دلیل شباهت‏ های بین کلاسی موجود و هم‏چنین وجود تفاوت ‏ها در یک کلاس، همواره با چالش‏هایی روبرو بوده است. وجود این نوع چالش‏ها لزوم به‏ کارگیری روش‏های دقیق در زمینه‏ ی طبقه‏ بندی تصاویر را یادآوری می‏کند. در این مقاله‏ از روش شبکه ‏های عصبی کانولوشنی مبتنی بر یادگیری عمیق به منظور طبقه ‏بندی تصاویر استفاده گردیده است. دلیل این انتخاب امکان استفاده از ویژگی ‏های عمیق و فراگیر توسط روش نام‏برده می‏باشد. در این مقاله، هدف اساسی تعیین ساختاری مبتنی بر شبکه‏ های عمیق برای کلاسه‏ بندی بهینه‏ ی تصاویر هوایی با قدرت تفکیک مکانی بالا است. برای رسیدن به این هدف، جزییات و رویکردهای در نظر گرفته شده برای شبکه از اهمیت بالایی برخوردار است. به همین منظور، ابتدا، شبکه‏ای عمیق به منظور استخراج ویژگی ‏های عمیق و بهینه از تصویر هوایی طراحی گردیده است. سپس، برای ارزیابی تاثیرگذاری همسایگی ‏های مختلف در تولید ویژگی ‏های عمیق بهینه، استخراج ویژگی در پچ‏های تصویری با ابعاد متفاوت، مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها، برای بررسی قابلیت طبقه ‏بندی روش‏ یادگیری عمیق، در رویکردی متفاوت، از روش ماشین بردار پشتیبان برای طبقه‏ بندی براساس ویژگی‏ های عمیق تولیدشده، استفاده گردیده است. بررسی و مقایسه نتایج حاصله، تصویر روشنی از قابلیت طبقه ‏بندی در روش یادگیری عمیق به نسبت روش مرسوم ماشین بردار پشتیبان، در شرایط مشابه استفاده از ویژگی ‏های عمیق ارائه کرده است. جهت ارزیابی روش، از داده‏‏های هوایی با قدرت تفکیک مکانی یک متر در منطقه des moines در ایالات متحده آمریکا و تصویری از منطقه‏ ی رویان واقع در استان مازندران استفاده گردیده است. در نهایت نتایج ارزیابی‏ ها، بهبود در سه معیار دقت precision، recall و f1-score را در رویکرد استفاده از پچ‏های تصویری بزرگ‏تر را نشان می‏دهد. هم‏چنین استفاده از روش‏های یادگیری عمیق به عنوان استخراج‏ کننده ویژگی و طبقه‏ بندی تصویر با استفاده از ویژگی ‏های عمیق تولیدشده توسط ماشین بردار پشتیبان، در حالت کلی نتایج ارزیابی بهتری به نسبت تولید ویژگی و طبقه‏ بندی به صورت یک‏پارچه توسط روش شبکه‏ ی عصبی کانولوشنی داشته است.

    کلیدواژگان: کلاسه بندی تصویر، تصاویر با قدرت تفکیک بالا، استخراج ویژگی، یادگیری عمیق، شبکه عصبی کانولوشنال
  • مینا مرادی زاده*، داود اکبری صفحات 171-180

    علی رغم توانایی سنجش از دور در مشاهده مستقیم مقدار رطوبت خاک، غالبا رادیانس اندازه گیری شده توسط سنجنده متاثر از پارامترهای مختلف خاک و اتمسفر می باشد. علاوه بر رطوبت خاک، تعداد زیادی از عوامل مانندپوشش گیاهی، زبری سطح، دمای سطح خاک و بافت خاک بر شدت رادیانس دریافتی سنجنده تاثیرگذار هستند. بنابراین، با توجه به اهمیت انتخاب ویژگی های بهینه جهت شناسایی مقدار رطوبت خاک، مطالعه در مورد بکارگیری منطق فازی (Fuzzy-logic) جهت انتخاب ویژگی هوشمند محور اصلی این تحقیق است. به طور روشن تر، ویژگی ها بر اساس  اصل توسعه، به عنوان یک عدد فازی تعریف می شوند.از سوی دیگر، با توجه به این که طبقه بندی یکی از روش های کسب اطلاعات از تصاویر سنجش از دوراست،در ادامه ویژگی های انتخاب شده به منظور طبقه بندی رطوبت خاک، در دو طبقه بندی کننده متداول (ماشین بردار پشتیبان ([1]SVM) و شبکه عصبی [2]MLP) استفاده می شوند. توانایی رقابت این دو طبقه بندی کننده با بهترین الگوریتم های یادگیری ماشین موجود، تایید شده است. به عبارت دیگر، هدف اصلی این مدل، انتخاب کمترین تعداد ویژگی براساس منطق فازی همراستا با افزایش دقت طبقه بندی رطوبت خاک می باشد.روش پیشنهادی در این تحقیق، جهت انتخاب ویژگی های بهینه به کار گرفته شد و دقت عملکرد آن در دو طبقه بندی کننده Fuzzy-SVM و Fuzzy-ANN، با استفاده از داده های جمع آوری شده از کشور ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت مقایسه دقت طبقه بندی رطوبت خاک با استفاده از ویژگی های انتخابی توسط مدل ارائه شده فازی، حالت دیگری نیز در نظر گرفته شد. در حالت دوم، سه ویژگی پوشش گیاهی (NDVI)، دمای سطح خاک (LST) و توپوگرافی به عنوان ویژگی های منتخب جهت طبقه بندی در دو طبقه بندی کننده مذکور به کار برده شدند. دلیل انتخاب این سه ویژگی از میان تمام ویژگی ها، تاثیر عمده ای است که این سه ویژگی بر مقدار رطوبت سطح خاک دارند. نتایج به دست آمده بسیار دلگرم کننده بود و نشان داد که با استفاده از الگوریتم انتخاب ویژگی پیشنهادی می توان دقت طبقه بندی رطوبت خاک را حدودا 8% بهبود بخشید.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، طبقه بندی رطوبت خاک، انتخاب ویژگی هوشمند، منطق فازی، ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی مصنوعی
  • الهه چراغی*، یاسر مقصودی، مریم صالحی صفحات 181-193

    امروزه محصولات کشاورزی نقش مهمی در زندگی بشر ایفا می کنند. یکی از روش های برای بالا بردن کیفیت محصولات کشاورزی پایش فنولوژی محصولات کشاورزی با استفاده از فناوری های نو مانند سنجش از دور و اطلاعاتی مانند داده های رادار روزنه مجازی است.  در این تحقیق به بازیابی مراحل فنولوژی محصولات کشاورزی با استفاده از امضاهای پلاریزاسیون رایج و درجه پلاریزاسیون می پردازد. درجه پلاریزاسیون یکی از پارامترهای اصلی پراکنش موج در استخراج پارامترهای دوران ثابت محسوب می شود. این تحقیق نشان می دهد که اطلاعات بدست آمده از امضاهای رایج می تواند به عنوان اطلاعات تکمیلی برای بازیابی مراحل فنولوژی با استفاده از امضای درجه پلاریزاسیون به کار گرفته شود. در این روش از امضاهای پلاریمتریک و شباهت بین آن ها استفاده می شود. ابتدا امضای به صورت تصادفی به عنوان امضای مرجع برای هر یک از مراحل فنولوژی محصول انتخاب می شود. سپس با استفاده از روش های بررسی شباهت، شباهت بین امضای مرجع و سایر امضای پلاریمتریک به دست آمده برای منطقه مورد مطالعه به دست می آید. در نهایت با آنالیز نتایج به دست آمده فنولوژی محصول به دست می آید. داده های مورد بررسی در این تحقیق برای یک دوره زمانی در زاویه ی فرودهای و گذرهای مختلف از تصاویر پلاریمتریک رادست2 منطقه Barrax برای محصولات پیاز، جو و جو دوسر است. استفاده از تصاویر در زاویه ی فرودها و گذرهای مختلف باعث ایجاد یه پایگاه داده مناسب برای بررسی فنولوژی محصول می شود. نتایج مناسب بودن امضای درجه پلاریزاسیون برای بازیابی فنولوژی محصول، دقت میانگین 63 درصد، و مستقل بودن این امضا از زاویه ی فرود و وابستگی به ویژگی فیزیکی محصول مورد بررسی را نشان می دهد. هم چنین نتایج نشان می دهد که معیارهای شباهت براساس ویژگی های هندسی امضاهای پلاریزاسیون می تواند اطلاعات با ارزشی از محصولات مانند محصول جو، در اختیار قرار دهد.

    کلیدواژگان: درجه پلاریزاسیون، فنولوژی، امضای پلاریزاسیون، تصاویر سری زمانی، پلاریمتریک، کشاورزی
  • بهنام اصغری بیرامی*، مهدی مختارزاده صفحات 195-207

    سنجنده های ابرطیفی با اخذ تعداد زیادی از باندهای الکترومغناطیسی مجاور همواره از پتانسیل های بالایی در شناسایی عوارض و پدیده های سطح زمین برخوردار هستند. این تعداد زیاد باند اگر چه موجب می شود تا این نوع سنجنده ها توانایی بالاتری در تقریب منحنی طیفی مواد داشته باشند ولی از سوی دیگر مشکلاتی را نیز به وجود می آورند. سختی در انتقال داده، ضعف عملکرد طبقه بندی کننده های مرسوم به دلیل تعداد داده های آموزشی محدود و زمان و حجم پردازش بالا از جمله ی مهم ترین این مشکلات می باشند. از این رو روش های مختلف کاهش ویژگی برای این نوع تصاویر پیشنهاد شده است. در مقاله پیش رو یک روش استخراج ویژگی نظارت نشده مبتنی بر تکنیک خوشه بندی ارائه شده است. در روش پیشنهادی، پس از خوشه بندی تصویر و تشکیل فضای پدیده به کمک میانگین خوشه ها، باندها به کمک الگوریتم خوشه بندی K-medoids خوشه بندی می شود. و در هر خوشه از چهار نوع شاخص آماری گرایش مرکزی میانگین، میانگین هندسی، میانگین هارمونیک و میانه به منظور استخراج ویژگی استفاده می شود. نتایج نهایی پیاده سازی ها بر روی سه تصویر واقعی ابرطیفی در شرایط وجود تعداد داده های آموزشی مختلف در هر کلاس نشان می دهد که دقت کلی طبقه بندی با ویژگی های به دست آمده از روش پیشنهادی این تحقیق در بهترین حالت (72.12) می تواند تا حدود 7 درصد بیشتر از چهار روش دیگر کاهش ویژگی تبدیل مولفه اصلی (PCA) (64.39)، موجک (64.58)، روش انتخاب ویژگی بر اساس خوشه بندی باندها  بر مبنای واریانس(65.30) و استخراج ویژگی غیر پارامتریک وزن دار (NWFE) (64.12) باشد.

    کلیدواژگان: استخراج ویژگی، طبقه بندی، فضای پدیده، خوشه بندی، بعد مجازی، طبقه بندی کننده بیشترین شباهت
  • فهیمه کرمی، محمدرضا ملک* صفحات 209-224

    شبکه های مخابرات بی سیم و دستگاه های مجهز به فناوری های تعیین موقعیت، امکان اشتراک گذاری موقعیت کاربران به همراه سایر موارد را برای کاربران شبکه های اجتماعی فراهم ساخته اند.  از این رو شاخصه های مکانی را می توان به شبکه های اجتماعی افزود و از آن به عنوان داده مکان مبنا استفاده برد. یکی از مباحث پراهمیت در زمینه شبکه های اجتماعی مکان مبنا، تعیین شباهت میان کاربران است. در این تحقیق، برمبنای تحقیقات صورت پذیرفته راجع به شبکه های اجتماعی مکان مبنا، سعی شده مرور کاملی بر معیار های تعیین شباهت کاربران انجام پذیرد. بعلاوه تلاش شده است که با طبقه بندی حوزه های تحقیقاتی موجود، وضعیت روشن تری در اختیار کارشناسان و علاقه مندان این حوزه گذاشته شود. با توجه به نتایج تحقیق حاضر، می توان عنوان کرد که تحقیقات انجام شده در این زمینه هنوز در مراحل ابتدایی بوده و برخی معیارها همانند معیار های معنایی و محتوایی بیشتر از سایرین نیازمند تحقیقات می باشند.

    کلیدواژگان: شبکه های اجتماعی مکان مبنا، تعیین شباهت کابران، شباهت معنایی
  • مهدی خوش لهجه، بابک رنجگر، آرمین مقیمی*، سارا بهشتی فر، یاسر مقصودی، علی محمدزاده صفحات 225-242

    در دهه های اخیر با رشد جمعیت، توسعه صنعت، افزایش شهرنشینی، کاهش منابع طبیعی و گسترش حاشیه نشینی، مشکلات زیادی در مدیریت و برنامه ریزی شهری و منابع طبیعی پدید آمده است. از طرف دیگر با پیشرفت روزافزون علم و فناوری، بشر به راهکارهای جدیدی برای مقابله با مشکلات دست یافته است. کاربری اراضی به صورت کلی به مفهوم کاربرد زمین در شرایط کنونی است که با گذشت زمان این کاربری ها دستخوش تغییر می شونددر این راستا استفاده از تصاویر ماهواره ای که ابزار پیشرفته و مناسبی برای پایش تغییرات محیط پیرامون می باشند، می تواند ما را در بررسی این تغییرات کمک کند. تحقیقات زیادی در زمینه کاربری اراضی با رویکرد ها و هدف های مختلف صورت گرفته و همچنین روش های زیادی برای طبقه بندی تصاویر و آشکارسازی تغییرات کاربری ها ارایه شده اند. تحقیق حاضر از جنبه های مختلف، ابعاد و مسائل مطرح در مطالعات تغییرات کاربری اراضی انجام شده در کشورمان ایران را مورد بررسی قرار می دهد و به بررسی و مرور روش های مربوطه می پردازد. در هر یک از تحقیقات صورت گرفته الگوریتم ها و روش های مختلفی معرفی و پیاده سازی شده اند که منجر به جواب ها و صحت های گوناگونی شده است. صحت هر یک از روش ها متناسب با داده های ورودی و الگوریتم های مورد استفاده می باشد به عبارت دیگر هیچ روش و الگوریتمی را نمی توان به طور مطلق بر سایر روش ها و الگوریتم ها برتر دانست.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، تصاویر ماهواره ای، طبقه بندی تصاویر، شناسایی تغییرات، کاربری اراضی، سامانه اطلاعات مکانی
|
  • A. Sabzali Yameqani, A. A. Alesheikh* Pages 1-13

    Reverse geocoding is the process of assigning a readable place name or address to a point location. Common reverse geocoding methods assign the shared location to the closest venue based on Euclidean distance. In recent years, due to the advancement in positioning technology, a huge amount of spatial data has been generated by location-based social networks such as Yelp and Swarm. Additionally, various services offer the ability to provide online weather data in any coordinate and time. These data can be a valuable source of behavior patterns of different people in different weather conditions. Our study efforts to enhance the reverse geocoding based on spatial distance with the help of these data. In this way, weather condition data were used to make behavior patterns of people and check-in data were collected with the help of Swarm service. Swarm service which was used in our study is a new service from Foursquare that enables gathering check-in through the Twitter Streaming API. After gathering each check-in with Twitter streaming API, Weather data were provided instantly using the OpenWeatherMap API. Weather data were included various attributes that four of them were used in our study. Weather data were used in four categories, including; air humidity, air temperature, wind speed, and cloudiness to produce weather semantic signatures. In our study, linear, rational and sinusoidal functions were used for distorting the spatial distance with weather check-in probability in the process of reverse geocoding. In addition, two training and test data sets have been used in our case study (New York State) to specify the values of the model parameters and to evaluate the result. For the training process of location distortion functions, the check-in data were collected for New York State for one year from 01/03/2017 to 01/03/2018. The results showed that with the linear model and weather semantic signatures, the reverse geocoding results (based on spatial distance) of MRR and First Position indices (New York State) could be improved by 18.64% and 111.49%, respectively. For the process of evaluating linear location distortion function, the check-in data were collected for New York State for seven days from 01/03/2018 to 07/03/2018. The results showed that the reverse geocoding results (based on spatial distance) of MRR and First Position indices (New York State) could be improved by 13.40% and 66.96%, respectively. These results indicated the high capability of the presented model to be used outside of the timeframe of training data. In our study, one of the important challenges in the geolocation services, named the reverse geocoding process, was investigated. The model presented in this study was able to modify the distance between individuals and venues by linear location distortion function. Given that, this model has demonstrated its ability to be used with weather (and temporal) semantic signatures. It can be expected that future studies use other contextual data by location distortion functions.

    Keywords: Reverse Geocoding, Weather Semantic Signatures, Location Distortion Functions, Swarm
  • H. Mehrabi, B. Tashayo* Pages 15-27

    Management and exploitation in mines require a continuous and relatively smooth surface of the mineral grades. While assessing the various mineral elements, the scattered exploratory cavities are irregularly excavated. Producing a continuous surface from measured data requires interpolation methods. Several factors, including the characteristics of the data, affect the efficiency of the interpolation methods. For this reason, the efficiency of different methods in various cases is inconsistence, and choosing the appropriate interpolation method is also challenging. Interpolation methods can be categorized into two groups of mesh-based and meshless methods. Despite the efficiency and capabilities of meshless methods, they have a fundamental shortcoming due to the fixed size of the support domain. On the one hand, the distribution of exploratory cavities in mines is usually irregular, and in some areas, it is very dense, and in others, it is very sparse. On the other hand, the grade values of minerals at the surface of the region can be very variable with high changes. Conventional interpolation methods do not have sufficient efficiency and flexibility in confronting these two aforementioned issues. In this study, a precise, reliable, and flexible method is developed for interpolation of minerals through integrating the moving least squares and recursive least squares methods. In the proposed method for crack detection, the residuals statistical test of least squares computations is used.  In this method, for the central point, a continuity threshold (non-continuity) is determined based on the standard deviation of field values, so that points with crack are revealed and removed from the calculation of the value of the central point. Moreover, the size of the support domain is determined dynamically based on the recursive property of the method. In this method, an individual radius for the support domain is assigned to each central point according to the values and distributions of the surrounding field points. The dynamic size of the support domain allows a precise and reliable estimation of polynomial coefficients and the values of the central points. The efficiency of the proposed method is evaluated by applying it to simulated data as well as comparing it with the results of conventional interpolation methods on real mineral data. The results of the simulation data indicate the ability of the proposed method to reveal the non-continuity and fractures of surfaces with determining the dynamics size of the support domain based on the data structure. To compare the results of the proposed method with conventional interpolation methods including LPI, IDW, Kriging, and RBF, the root mean square error (RMSE), mean and median of errors are used. In this way, in addition to the overall accuracy of each method, the distribution of errors is also determined. The RMSE, mean and median errors of the proposed method, using the 10-fold cross-validation method for chromium (Cr), are 28.020, 0.2.201 and 2.874, respectively, and for iron (Fe) are 1.074, 0.017 and 0.094, respectively. Comparison of these results with conventional interpolation methods indicates the efficiency of the proposed method for both groups of high concentration and significant changes in the values and low concentration and almost uniform level of values. The results indicate the ability of the proposed method in detecting the jumps and non-continuity in the support domain and removal of some field points within the dynamic process, lead to a significant increase in the efficiency of the method compared to conventional methods.

    Keywords: Interpolation, Recursive Least Squares, Moving Least Squares, Radial Basis Functions, Mineral Data
  • M. Ghanbari, F. Karimipour* Pages 29-50

    The discovery of patterns of human movement in inner-city environments is one of the most important parameters in studies such as urban planning and geospatial studies. One of the sources that are widely used today to explore patterns of human movement is movement-based social media data. These media provide a huge amount of data in two dimensions of time and space. The purpose of this study is to explore and survey the hidden patterns of human inter-urban movement based on movement data derived from human daily activities in the process of sharing information on location-based social media and taking into account the semantic dimension of the data. In this study, movement data from the foursquare social media is used to provide a semantic dimension to the data. In order to discover the hidden patterns of human inter-urban movement, the capability and efficiency of spatial-temporal autocorrelation analysis have been evaluated. In this research, using statistical analysis and considering the time dimension in the first stage, a significant process of changes in the spatial-temporal autocorrelation of the studied data is revealed with respect to the urban subdivision based on Thiessen polygonization method. Secondly, the problem of the trend of spatial-temporal autocorrelation changes and the relationship between information sharing, location and urban area at different times of day, in order to extract precise intra-urban movement patterns using semantic clustering of location-based data has been examined in the most prominent patterns of urban movement in different time periods. The results of this study demonstrate the high capability of spatial-temporal autocorrelation analyzes based on the semantic dimension of movement data derived from foursquare social media in discovering hidden patterns of human movement at the urban level.

    Keywords: Pattern of Human Urban Movement, Foursquare Location Based Social Network, Semantic Dimension, Spatial Temporal Autocorrelation
  • A. Amiri, A. Abdollahi Kakroodi*, M. Ghadimi Pages 51-64
    Introduction

    Remote sensing satellite data has been widely used as a source of information for geologists on a regional scale. Detecting lineaments by remote sensing in desert and semi-desert areas where bedrock is fully visible can provide better results. Two types of lineaments are usually distinguishable by remote sensing data, namely: 1. Positive lineaments, including ridge and dyke bumps, and 2. Negative lineaments consisting of seams, cracks and faults. The purpose of this study is to detect the lineaments associated with the Fault, one of the active faults in central Iran, using optical, radar and altimetry data.

    Materials and Methods

    By examining the different bands of Landsat 8 satellite in order to select the appropriate band for extraction of lineaments, it was concluded that the shorter wavelength due to more penetration and better interaction with the ground surface phenomena would be more accurate. As a result, bands with wavelengths close to the wavelengths of Band 2 are used. After the necessary preprocessing, the filtering operation was performed, local sigma filtering was applied to all images (Asher, Landsat 8, DEM 12.5m and SRTM 30 m). The local sigma filter uses the local standard deviation calculated for the filter box to determine valid pixels within the filter window. This filter replaces the pixel value with the average calculated from valid pixels inside the filter box. In addition, Li filter were applied on radar images (Sentinel 1and Alos Palsar). In the present study, the automatic extraction of lineaments is based on two main calculations: first, the use of filters to detect edges, second, the information that gives us sudden changes in the value of neighboring pixels. Usually it is related to lineaments. The second stage reveals the lineaments

    Results and discussion

    In general, for fault detection, radar images are better than optical images. The DEM 12.5 m had the best accuracy among the other data sets. Among the optical images, Landsat 8 OLI sensor data with 30 m spatial resolution was more capable of fault detection. Sentinel-1 images in C band is more capable than Alos palsar L-band radar images. In the northern sections of the fault, the eastern plate of the Dehshir Fault, show an uplift. In the southern part of the fault the western plate of the fault is uplifted. The Dehshir fault moves in both horizontal and vertical directions.

    Conclusion

    In this study, using the remote sensing data (optical, radar and digital elevation model), the Dehshir Fault, which is an active strike-slip fault, is detected. Remote sensing data are particularly important in radar extraction for geological and geomorphological applications. Radar data have been able to identify fault lines in almost all parts of the area due to their better interaction with surface phenomena. Optical data is not well capable as radar images for extracting fault line. By combining remote sensing techniques with fieldwork, you can achieve desirable results with lower cost and better accuracy.

    Keywords: Automatic Linear Extraction, Dehshir Fault, Remote Sensing, Radar
  • M. Bahrami*, M. R. Mobasheri Pages 65-75

    Plants paly a very important role in creating and maintaining the biological balance which is vital for the life of each living creature including humans. Due to the great importance of vegetation cover in terms of habitat, energy production and other important characteristics on the planet, the recognition and monitoring of various plant species has always been a concern for ecologists and decision makers from the economic points of view. This will be possible on a large scale with remote sensing technology and the use of satellite images containing vegetation and their classification. Different techniques of classification are deployed where in some of them, use have been made of reflectance curves and their derivatives. In some other methods, some coding system applied on reflectance curves and their derivatives are used as a fast method.  In this work, a method named CBOSE is presented in which, a coding approach on reflectance and its derivatives is applied. The CBOSE method is coding based on extreme points of the reflectance spectrum and combines from one to several bits to distinguish between plant species with relatively high spectral similarity. This coding method, after necessary pre-processing such as water vapor correction and continuum removal analysis, on AVIRIS hyperspectral images of Indian pine region containing various species such as wheat, barley, alfalfa, grass, tree, soybean and corn were also applied in three stages of germination, medium growth and full growth. Then, the features with the highest separability between the classes were extracted and the classification was done on the properties derived from the codes by selecting the training samples. The classification output of CBOSE was compared with the result of classification by classifiers Support Vector Machine (SVM), Maximum likelihood (ML), Spectral Angle Mesure (SAM), and Hamming similarity criteria and with those of field data. Also the methodology of CBOSE was evaluated and compared with those of coding methods such as Spectral analysis manager (SPAM), Spectral feature-based binary coding (SFBC), Spectral derivative feature coding (SDFC), and Spectral feature probabilistic coding) SFPC). The results show that the CBOSE methods on the average performs respectively 20, 16, 11 and 7 percent better compared to the afore-mentioned methods. Also, in order to evaluate the effects of using derivatives in the coding process, all aforementioned procedures were repeated without using derivatives in the coding processes. It showed that on the average, deployment of reflectance derivative would 8% enhances the accuracy in classification.

    Keywords: Coding, Derivatives, Reflectance Spectrum, Hyperspectral. Plant Classification
  • A. Shamsoddini*, F. Madadi Pages 77-91

    Land surface temperature (LST) is one of the most important variables required in environmental and climatological studies. In order to calculate LST, accurate emissivity is needed. Recently, several methods have been developed to calculate LAST and emissivity. Some of these methods estimate LST based on a pre-known emissivity, while the others calculate LST and emissivity, simultaneously. LST mapping in urban areas can be difficult due to the high variation of the land cover and the formation of mixed pixels. Accordingly, the LST calculation based on the emissivity derived from a single method can be erroneous, especially using a low spatial resolution image in the urban areas. Integration of the emissivity values derived from different methods seems to be an effective solution in this situations. In this study, LST was calculated using Split Window and Planck Law methods for Tehran city. Three different methods including classification, normalized difference vegetation index (NDVI)-based method, and normalization emissivity method were applied to derive emissivity from MODIS images. NDVI-based method is a common method used NDVI thresholding to determine the emissivity of different pixels. In classification method, each pixel is classified into one of 14 classes for which the emissivity is known. Normalization emissivity method assumes a constant value as emissivity for a pixel in different bands to calculate temperature for these bands and then the maximum temperature derived through, is used for calculation of emissivity coefficients which are used for actual LST calculation using Planck function. In addition, MODIS emissivity product (MOD11A1) was used to compare with the emissivity derived from the other methods. In order to implement this study, the remotely sensed data including Landsat-TM data acquired in 2010, and MODIS products (MOD021KM, MOD05, MOD11A1) acquired in 2012 to 2013 were downloaded. Temperature data measured by three meteorological stations around Tehran were provided to validate the results. In order to integrate the emissivity values, averaging and median methods were used to fuse the emissivity values derived from three methods and MODIS emissivity product. The results showed that NDVI-based method produces more accurate emissivity as the LST calculated based on this emissivity was more accurate than that derived from other emissivity values. Fusing the emissivity values through mean and median methods, the fused emissivity values were used for calculating LST using Planck’s equation and Split Window methods. It was shown that the fused emissivity derived from averaging method can improve the accuracy of the LST maps derived from each emissivity method. Moreover, Planck Law performed better for calculating LST using MODIS bands 31 and 32 with error of 1.6 and 1.63 Kelvin degrees, respectively, compared to that derived from Split Window method.

    Keywords: Land Surface Temperature Mapping, Split Window, Emissivity Fusion, MODIS
  • A. Zarea, A. Mohammadzadeh* Pages 93-116

    Generating the accurate and real time information on the position of urban objects is essential for the management, planning, and automation of three-dimensional modeling of urban lands. Trees and low altitude vegetation cover (shrubs and meadows) are the most important urban objects because they play an important role in sustainable urban planning and development and environmental management and affect the urban temperature, air quality and noise levels in the urban environment. For this reason, in recent decades, identification and detection of trees low altitude vegetation cover in urban areas using remote sensing data has become one of the important research. So, in this research, a method is presented to identify trees and low altitude vegetation cover from aerial images with high spatial resolution and aerial laser scanning data. For this purpose, the first Orthorectified images of the three study areas were generated from aerial imagery and the noise in the LiDAR data was identified and eliminated. Then, Digital Elevation Model (DEM) is generated using a developed method based on the Scan Labeling Algorithm (SLA). In addition, normalized Digital Surface Model (nDSM) has been obtained by differentiating the Digital Elevation Model (DEM) from the Digital Surface Model (DSM). In the following, high and low altitude areas of the study areas have been identified by thresholding on the normalized Digital Surface Model (nDSM). Then, an Enriched Vegetation Index (EVI) in shadow areas was produced from aerial image to separate vegetation and non- vegetation areas. Eventually, trees and low altitude vegetation cover identified by overlapping the vegetation areas with high and low altitude areas, respectively. In this research, detected trees and low altitude vegetation areas evaluated by Working Group IV, Commission III of International Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS-WGIII/4). In this study, average pixel-based completeness, correctness and quality metrics in three study areas for detected trees are 74.00%, 63.50% and 52.10%. The mentioned average metrics for detected low-altitude vegetation cover are 58.00%, 69.40%, 46.30%. The evaluation results indicates that average object-based quality metric for detected trees has highest value with respect to other methods which introduced by other researchers. Also, average pixel-based and object based completeness, correctness and quality metrics for detected trees and low altitude vegetation metrics have acceptable level than other introduced methods.

    Keywords: Aerial Imagery with High Spatial Resolution, LiDAR Data, Vegetation Index, Tree Detection, Low Altitude Vegetation Cover
  • M. R. Jelokhani, Niaraki*, M. Fazelian, F. Navahi Pages 117-129

    Given the new approaches of urban management, it is necessary to change the expert-driven, closed, intra-organizational and centralized attitude of urban management to open, participatory, voluntary and citizen-centered management. It is important to note that the smart person is one of the essential requirements of the smart city and in fact the emphasis on information and communication technology and electronic life infrastructures cannot achieve the idea of a smart city without considering the smart citizen. In modern, smart urban management, citizen participation plays a prominent role. Citizen-centric Geographic Information Systems (GIS) as a new concept and approach in urban management provides powerful and effective location-based tools and platforms for real citizen participation in urban affairs. Citizen-centered GIS systems have important applications in various areas of urban management including environmental monitoring and control, crisis management, tourism development, transportation development, refurbishment and refurbishment of worn-out urban textures and so on. Today, we see the use of GIS systems and projects becoming more and more public and citizen-centric. Citizen-centered GIS systems seek concepts and technologies based on the location that enable citizens to participate in management and urban decision making. These systems provide a suite of necessary spatial analysis and analysis tools for citizen participation in identifying and reporting problems in the city, providing solutions to improve urban problems, etc. Before implementing these systems, paying attention to the attitude of citizens and their willingness to use these systems is very important. Therefore, the present study assesses the attitude of citizens towards Citizen-centered GIS and examines their willingness to participate in solving urban problems as well as receiving urban services through these systems. In other words, this study examines the level of citizens' interest in using location-based data and analysis as well as the production of data in citizen-centered GIS. In this regard, District 6 of Tehran as one of the most populated and dynamic areas in the center of Tehran was selected as the study area. The results show that 93.6% of the citizens are willing to participate in reporting urban problems, making urban decisions and urban planning. According to the research findings, 53 percent of citizens believe that media advertising is the best way to cultivate and promote the use of these systems. Among the effective factors in motivating citizens to use these systems, simplicity and attractiveness of the system with 44.6% is the most effective factor in motivating participation and use of these systems. According to the majority of citizens (56.9%), the most important obstacle in using these systems is the lack of trust in municipalities in terms of the effect of citizens' opinions and actions. Citizens’ attitude assessment shows that 93.6% of them agree and strongly agree to participate in reporting urban problems, decision making and urban planning through this systems. The results also show that 70.8% of the citizens tend to interact with different urban organizations. Providing urban services through these systems were also well received by respondents, with 89.6% of citizens agreeing and strongly agreeing to receive many urban services through these systems.

    Keywords: Urban management, citizen-centered GIS, citizen participation, citizens’ attitudes
  • H. Emami*, M. Safari Pages 131-150

    Groundwater is considered the major portion of the world’s freshwater resources. One of the main challenges facing the sustainable development of IRAN is the need for better management of its limited fresh water resources. Hydrogeological mapping of groundwater resources is one of the main tools for the controlled development of groundwater resources. Remotely sensed surface indicators of groundwater provide useful data where practical classical alternatives are not available. Integrated remote sensing and GIS are widely used in groundwater mapping. Locating potential groundwater targets is becoming more convenient, cost effective than invasive methods and efficient with the advent of a number of satellite imagery. The nature of remote sensing-based groundwater exploration is to delineate all possible features connected with localization of groundwater. Data, driven out of remote sensing, support decisions related to sustainable development and groundwater management. With increasing population and urban development as well as agriculture, attention has been paid to the management of surface and subsurface water. One of the ways to manage water resources is to identify water areas with different potentialities and exploit them according to their capacity. Today, due to the efficiency of the GIS, this tool is used to provide a variety of models and zones, at a low cost and time saving, many groundwater issues. All the information layers have been integrated through geographical information systems analysis and the groundwater potential zones have been delineated. Weighted overlay modelling technique was used to develop a groundwater potential model with three weighted and scored parameters. In the present study, a combination of remote sensing data, geographic information system and multi-criteria factors has been developed to prepare a map of susceptible groundwater in the city of Saveh. Thematic maps of each of the factors affecting groundwater, including lithology map, precipitation map, drainage map, land use map, linear Density map, Topographic map, Slope map, Aspect map and temperature map using data Landsat 8 satellite, Digital Elevation Model, geological maps, fractures, soil, land use and rainfall were used. In the next step, after preparing the Raster map these factors, According to hierarchical analysis method, each of them was assigned weight. Finally, the above-mentioned thematic maps were computed using GIS analysis using a weighted algorithm, and a groundwater potential map was obtained. Although the area is characterized by hard rock, the area has been categorized into five distinct zones—excellent, good, fair, poor, and very poor. According to the final map, 14.5% of the area has a very low potential, 7.9% has low potential, 21% has a medium potential, 34.3% has a good potential, 22.5% has a very good potential. The high potential zoning is more consistent with alluvial deposits, plum-pudding stone and coarse alluvial deposits, as well as areas that cover the lands of the garden and the shrub. No potential zone matches to maximum Elevation and other matches with areas that have volcanic rocks and Granite is. Finally, to assess the accuracy and validation of the results, the location of the wells in the study area was used. By comparing the final map and dispersion of piezometer wells, the accuracy of the method used in this study was confirmed. The results of the assessment showed that most wells exist in very good potential areas. Although some of them are also in other areas. This could be due to the fact that in these areas there are many slopes and may have been caused by soil layers in the basement and along faults and fractures that caused water outcrops in those areas. While their power supply is very good at higher potential areas.

    Keywords: Groundwater Potential, Geographical Information System, Remote Sensing, Analytical Hierarchy Process
  • S. M. Mousavi*, H. Ebadi, A. Kiani Pages 151-170

    Ever-increasing growth and development of urbanization and rapid land-based changes have increased necessity of continuous checking of these changes for urban and environmental planning. Classification of remote sensing high resolution images can be the most effective way to achieve this goal. The classification of these images has always been challenged due to similarities between different classes and differences through one class. Dense classification, also known as semantic segmentation, is also one of the open issues in remote sensing domain. The existence of these kinds of challenges reminds the need for precise methods for classifying images. Deep learning, because of ability to extract deep and powerful features and compatible potential with images, has been known as a good choice in this domain. In this article, in order to cope with the challenges, a convolutional neural networks method based on deep learning is presented for classifying images. The reason for this choice is using deep and comprehensive features by the mentioned method. These features are captured in a supervised manner. In deep learning methods, on the other hand, there is an underlying need for training data and Because of restriction of data in remote sensing, it has been tried to ensure that the number of training samples used in the project is adequate. In this paper, the underlying goal is determination of CNN structure based on deep networks for effective classifying of aerial imagery with high spatial resolution. For this purpose, First, a deep network is designed to extract the deep and optimal features of the aerial image. Architecture and configuration of the deep network are defined in this step. Then, to evaluate the impact of different dimensions of neighborhoods on producing optimal deep features, feature extraction in image patches with different dimensions has been investigated. These patches have been used for train network. After training network with Patches in different sizes, Finally, in order to investigate the classification ability of the deep learning method, in a different approach, a support vector machine has been used for classification based on the deep features produced by the CNN. Comparison of the classification results shows almost same results in the deep learning method in comparison with the conventional support vector machine model, in the same conditions to using deep features. To evaluate the method, aerial data with a spatial resolution of one meter in Des moines area in USA and other data from Royan district in Mazandaran province have been used. Finally, the results of the evaluations show improvement in all three criteria including precision, recall and f1-score in the condition of using larger patches. Also, in general, using of deep learning methods as feature extractor and classifying these deep features by the support vector machine has a bit better evaluation results than feature extraction and classification by CNN.

    Keywords: Image Classification, High Spatial Resolution Images, Feature Extraction, Deep Learning, Convolutional Neural Networks
  • M. Moradizaded*, D. Akbari Pages 171-180

    Despite the capability of remote sensing to direct observation of soil moisture content, the radiances measured by sensors are usually affected by different soil and atmosphere parameters. Therefore, understanding the importance of selecting the optimal features for soil moisture recognition, the application of fuzzy logic to perform intelligent feature selection is a distinguished line of research. In the following, the selected features were used in two widely used classifiers (SVM (Support Vector Machine) and MLP (Multi-Layers Perceptron) artificial neural network) in order to soil moisture classification. These classifiers were found competitive with the best available machine learning algorithms. In other words, the main purpose of this model is to select the least number of features based on fuzzy logic aligning with increasing the accuracy of soil moisture classification. The proposed method was applied and validated using observations carried out for the Iran region. In order to compare the soil moisture classification accuracy using the features selected by fuzzy-based model, a different scenario was also considered. In the latter case, vegetation cover (NDVI), soil surface temperature (LST), and topography as selected features for soil moisture classification, were entered into the above-mentioned classifiers. The reason for choosing these three features among all the features is their significant effect on the amount of soil moisture. The results obtained were very encouraging and indicated about 8% improvement on soil moisture classification accuracy using the proposed feature selection method.

    Keywords: Remote Sensing, Soil Moisture Classification, Intelligent Feature Selection, Fuzzy Logic, SVM, Artificial Neural Network
  • E. Cheraghi*, Y. Maghsoudi, M. Salehi Pages 181-193

    Today, agricultural products have important role in human life. Phenology monitoring of agricultural fields by remote sensing and synthetic aperture radar is useful because it provides key information for farmers with extensive fields. This paper deals with the retrieval of phenological stages of agricultural crops by the degree of polarization (DoP), co-polarized and cross-polarized polarimetric signatures. The DoP is taken as one of the main parameters of the scattered wave, which is received polarization-basis rotation invariant. It is shown that the DoP signature provides information about the phenology that can be complementary to that provided by the conventional polarization signatures. The phenology retrieval is performed by a new approach based on the polarimetric signatures and matching parameters. In this approach, first a signature of each phenological stage is randomly selected as the reference signature. Then, using the matching parameters, the similarity values between the reference and other signatures are calculated. Finally, the phenological stages are identified by analyzing the results. The time series of RADARSAT-2 fine quad-pol images acquired over the Barrax area have been used in this study. This dataset includes a dense revisit time along the growth cycle by combining different incidence angles and different orbit passes (ascending/descending). The experimental results show the good performance of using the DoP signatures, average accuracy 63%, and the similarity between them for retrieving the phenological stages. The DoP signatures are less sensitive to the incidence angle, but more dependent on the physical characteristics of the crops. The results also demonstrate that the matching parameters based on the geometric features of signatures can provide valuable information especially for the oat crop.

    Keywords: Agricultural, Degree of Polarization (DoP), Phenology, Polarimetric Signature, Time Series
  • B. Asghari Beirami*, M. Mokhtarzade Pages 195-207

    Hyperspectral sensors have high capability in identifying objects by acquiring a large number of adjacent electromagnetic bands. Although This large number of bands makes it possible to approximate the more precise spectral curve of the material, it also brings some challenges. The difficulty in data transfer, the weak performance of conventional statistical classifications due to the limited number of training data, and the high processing time are the most important ones. Hence, different methods of dimensionality reduction are proposed for hyperspectral images. In the following article, an unsupervised feature extraction method is proposed based on the bands clustering technique. In the proposed method, after the prior image clustering and forming the prototype space with the aid of the clusters’ averages, the bands are clustered using the K-medoids clustering algorithm. In each cluster, four types of central tendency measures, mean, geometric mean, harmonic mean, and median are used to extract the final features. The experiments are conducted on the three real hyperspectral images with medium and high spatial resolution. Final results indicate that the classification results of the proposed method can reach (72.12) which is 7% higher than the other four competitive methods, principal component analysis (PCA) (64.39), wavelet (64.58), feature selection method based on bands clustering based on variance (65.30) and non-parametric weighted features extraction (NWFE) (64.12) .

    Keywords: Feature Extraction, Classification, Prototype Space, Clustering, Virtual Dimensionality, Maximum Likelihood Classifier
  • F. Karami, M. R. Malek* Pages 209-224

    With the growing trend towards a world where mobile objects are getting more and more interconnected, location information is increasingly becoming a recognized need for providing rapid and timely information to the social network users. This ability has led the way to an augmentation of existing social network sites with location-based features or the creation of new ones exclusively around geographic information. Within these Location Based Social Networks vast amounts of geographic information are allocated, which attracted the attention of researchers with various scientific backgrounds.One of the hot topics in the field of location-based social networks is mining similarities among users in the terms of location, time and semantic. In this research, we provide a comprehensive review of the methods and criteria used to measure the similarities among the users. We have categorized the existing research areas on this subject and depict a clearer and more suitable perspective for further studies. According to the results of this study, it can be stated that researches in this field have not yet reached a proper maturity and accuracy. In addition some criteria, that applied semantic information and content data, must be studied further in the future.

    Keywords: Location Based Social Network (LBSN), Recommender Systems, Users Similarities, Semantic Similarity
  • M. Khoshlahjeh, B. Ranjbar, A. Moghimi*, S. Beheshtifar, Y. Maghsudi, A. Mohammadzade Pages 225-242

    In recent decades, there have been many problems in urban management and planning due to the population growth, industrial development, urbanization, natural resource depletion and marginalization. On the other hand, with the advent of science and technology, human beings have new solutions to the aformentioned problems. Land use generally means that the use of land in the present situation, that changes over the times. In this regard, the use of satellite imagery, which is an advanced tool for monitoring environmental changes, can help us to investigate these changes. Many studies have been conducted on land use with different approaches and goals, as well as many methods for classifying images and detecting changes in applications. The present research examines various aspects of the dimensions and issues in land use change studies conducted in Iran and reviews the relevant methods. The present research examines various aspects of the dimensions and issues in land use change studies conducted in Iran and reviews the relevant methods. In each of state-of-the-art research, various algorithms and methods have been introduced and implemented that have led to various results and verifications. The correctness of each method is proportional to input data and used algorithms. In other words, we don’t say a method can be considered as the best method in the change detection compairing to other methods.

    Keywords: Remote Sensing, Satellite Images, Image Classificasion, Change Detection, Land use, Geospatial Information Systems (GIS)