فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 54، تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • علیرضا ظهیر نیا، حمیدرضا متین فر*، حسینعلی بهرامی صفحات 1-18

    کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیست محیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامه ریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری‏های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک و سدیم محلول خاک اندازه گیری شد. با استفاده از داده‏های طیفی سنجنده OLI و TIRS ماهواره لندست 8، مقادیر باندها و شاخص‏های خاکی و پوشش گیاهی شامل NDVI، SAVI، TSAVI، OSAVI، MSAVI، SOCI، WDVI، PVI، RVI و BI در نقاط نمونه برداری به دست آمد و رابطه بین آنها و مقدار ماده آلی خاک محاسبه شد. نتایج نشان می دهد، بیشترین همبستگی را با مقدار ماده آلی خاک به خود اختصاص داده اند: در کاربری کشت و صنعت، شاخص SOCI با 30/50% و باند 3 با 82/53%؛ در کشاورزی سنتی، شاخص PVI با همبستگی 35/60% و باند 7 با 63/60%؛ در اراضی بایر، شاخص RVI با همبستگی 27/34% و باند 2 با 67/36%. نتایج تحلیل آماری به روش برازش حداقل مربعات جزیی نشان داد میانگین نتایج واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 48/43 و 08/39% است. نتایج برآورد ماده آلی خاک به روش کریجینگ و مدل درخت M5 نشان می‏دهد که همبستگی مقادیر ماده آلی اندازه‏گیری و پیش بینی شده به ترتیب 20/66 و 00/82% بود. طبق این نتایج، بین مقادیر ماده آلی خاک و شاخص‏ها و باندهای ماهواره لندست 8 همبستگی معنی داری وجود دارد و می توان مقادیر ماده آلی خاک منطقه مورد مطالعه و سایر مناطق دارای شرایط مشابه را با احتمال مورد قبولی تخمین زد.

    کلیدواژگان: ماده آلی خاک، جنوب غرب خوزستان، روش آماری PLSR، روش کریجینگ، مدل درختی M5
  • مینا حمیدی، حمید عبادی، عباس کیانی* صفحات 19-36
    با بهبود حد تفکیک مکانی تصاویر سنجش از دور، اطلاعات دقیق تری از صحنه تصویر همچون ساختارهای بافت، فراهم شده است. این منابع داده، به دلیل جزییات بسیار، دارای واریانس درون کلاسی زیاد و واریانس بین کلاسی اندک اند؛ ازاین رو استخراج اطلاعات پوشش زمین از آنها به فرایندی چالش برانگیز تبدیل شده است. در این تصاویر، تفسیر بصری زمان بر و پرهزینه است و تفسیر اتوماتیک آنها لزوما به دقت بالا منجر نمی شود و رسیدن به دقت تفسیر مطلوب نیازمند طراحی الگوریتم های اتوماتیک است؛ به صورتی که توانایی مقابله با مشکلات ناشی از پیچیدگی صحنه تصویر را داشته باشند. برای غلبه بر این مشکل، روش آنالیز عارضه مبنای تصویر که به مورفولوژی صحنه تصویر حساس است، به ویژه در مطالعه ای شهری که تراکم ساختارهای شکل گرفته به دست انسان بالاست، ممکن است کارآمد باشد. در طبقه بندی عارضه مبنا، پیکسل های بیانگر یک عارضه در ترکیب با یکدیگر، تجزیه و تحلیل می شوند؛ در نتیجه، فضای مسیله به نسبت طبقه بندی پیکسل مبنا کاهش می یابد و مزیت این امر افزایش سرعت محاسبات است. درعین حال به دلیل اندازه متنوع اشیای تصویری، طبقه بندی نظارت شده عارضه مبنا در ایجاد مجموعه آموزشی بهینه با چالش هایی مواجه است. در تحقیق حاضر، به منظور طبقه بندی عارضه مبنا، از الگوریتم آدابوست استفاده شده است. برای غلبه بر مشکل فقدان تناسب فضای ویژگی ناشی از تعداد اندک نمونه های آموزشی و توزیع نامتناسب آنها در مقایسه با ابعاد بالای فضای ویژگی (شامل ویژگی های طیفی، مکانی و هندسی)، دو راهبرد دنبال شده است. در یک رویکرد برای تولید مجموعه آموزشی بهینه، مکانیسم یادگیری فعال با الگوریتم آدابوست ادغام شده و در رویکردی دیگر به منظور کاهش ابعاد فضای ویژگی، براساس همبستگی بین ویژگی ها (افزونگی) و همبستگی بین ویژگی ها و کلاس ها (مطابقت)، زیرمجموعه ویژگی منتخب استخراج شده است. روش پیشنهادی روی مجموعه داده استاندارد وهینگن کشور آلمان اجرا و نتایج حاصل از آن با طبقه بندی پیکسل مبنا مقایسه شده است. به منظور بررسی معنی داری اختلاف های حاصل شده در نتایج ارزیابی ها نیز، آزمون آماری مک نمار به کار رفته است. نتایج تجربی نشان دادند که رویکرد عارضه مبنای پیشنهادی، در قیاس با رویکرد پیکسل مبنا، به طور متوسط 6% دقت کلی و 7% ضریب کاپا را بهبود داده است. همچنین سرعت محاسبات در روش آدابوست عارضه مبنای پیشنهادی، در مقایسه با رویکرد پیکسل مبنا افزایش چشمگیری یافته است. این نتایج بیانگر عملکرد بهینه رویکرد پیشنهادی، هم از نظر دقت و هم از نظر سرعت محاسبات است.
    کلیدواژگان: طبقه بندی، تصاویر حد تفکیک بالا، آدابوست، عارضه مبنا، یادگیری فعال
  • اسلام گله بان، سعید حمزه*، شادمان ویسی، سید کاظم علوی پناه صفحات 37-50

    تعیین دقیق نیاز آبی محصولات گوناگون و همچنین میزان آب مصرفی در سطحی پهناور و در زمان واقعی یکی از مهم ترین نیازهای متخصصان آب وخاک است. پیش نیاز آن نیز تعیین تبخیروتعرق مرجع است. معمولا محاسبه این پارامتر براساس استفاده از داده های اقلیمی و حل معادلات تجربی انجام می شود اما، به دلیل محدودبودن و توزیع نامناسب ایستگاه های هواشناسی، اغلب استفاده از داده های آنها سبب ایجاد خطا در محاسبه این پارامتر می شود. بهترین گزینه، به منظور برطرف کردن این محدودیت، استفاده از داده های سنجش از دوری است. بدین منظور می توان از محصولات گوناگون ماهواره ای بهره برد و با ترکیب آنها، برای تهیه نقشه های به روز تبخیروتعرق مرجع و واقعی اقدام کرد. ازاین رو تحقیق حاضر به منظور بررسی امکان استفاده از محصولات سامانه های WaPOR و ERA5 با هدف محاسبه میزان تبخیروتعرق مرجع روزانه، برمبنای روش تجربی پنمن مانتیث و ارزیابی و صحت سنجی خروجی های آن در سطح استان سیستان و بلوچستان ایران انجام شده است. نتایج تحقیق نشان داد که سامانه های سنجش از دوری با دقت بالای 80%، در محل ایستگاه های هواشناسی، مقدار تبخیروتعرق مرجع را برآورد کرده اند و در تمامی ایستگاه ها خطای کمتر از 2 میلی متر گزارش شد. همچنین فصل زراعی پانزدهم خرداد تا پانزدهم آبان، در مقایسه با فصل زراعی اول آذر تا پانزدهم اردیبهشت، تبخیروتعرق مرجع به دست آمده از داده های ماهواره ای همبستگی بالاتری را نشان می دهد. ازآن جاکه مقادیر برآورد و صحت سنجی شده دقت مورد قبولی داشتند، در گام بعدی می توان، در هر نقطه از استان، از این سامانه ها استفاده کرد

    کلیدواژگان: تبخیر و تعرق مرجع، سنجش از دور، WaPOR، ERA5
  • محمدحسین قلی زاده*، جمیل امان اللهی، فردین رحیمی صفحات 51-60

    تحقیق حاضر با هدف ارزیابی دقت داده های ماهواره ای سنجنده مادیس در پایش ریزگردها (ذرات PM10)، به منظور مقایسه با داده های ایستگاه زمینی سنجش آلودگی در شهر سنندج انجام گرفته است. بدین ترتیب، میزان عملکرد داده های ماهواره ای در اندازه گیری ریزگردها، در ایستگاه زمینی سنندج، مشخص می شود. ابتدا داده های ماهواره ای عمق نوری (ذرات PM10) سنجنده مادیس، متناظر با داده های PM10 زمینی تهیه شده از ایستگاه زمینی پایش آلودگی واقع در شهر سنندج، به دست آمد؛ آنگاه ضریب همبستگی دو سری داده محاسبه شد. برای پیش بینی دقیق داده های PM10، دو مدل آریما و شبکه عصبی مصنوعی به کار رفت. داده های AOD سنجنده مادیس با استفاده از روش حداکثر برآورد احتمال و وزن به دست آمده از ریشه میانگین مربعات خطا، به منظور استفاده در این دو مدل، ترکیب شدند. در نهایت، روش مقایسه منفرد برای هریک از مدل ها و نیز مقایسه مدل ها، با هدف شناسایی مدل بهتر در تشخیص و پیش بینی داده های PM10 حاصل از سنجنده مادیس، اعتبارسنجی شد. در مدل شبکه عصبی، ضریب همبستگی در مرحله آموزش 52%، در مرحله آزمون 53%، RMSE برابر با 62/1 و MAE برابر 62/2 به دست آمد. طبق محاسبات، مدل آریمای 1-0-3 تنها مدل مورد قبول با R برابر با 46/0 و 06/0=MAE و 69/0=RMSE است. این بیان می کند مدل آریما مدل مناسبی برای پیش بینی داده هاست اما دقت مدل شبکه عصبی، در ارزیابی میزان همبستگی بین داده ها، بیشتر تشخیص داده شد. نتایج تحقیق نشان داد که بین داده های عمق نوری ریزگرد سنجنده مادیس با داده های زمینی رابطه مستقیمی وجود دارد و این الگوریتم قادر به شناسایی گرد و غبار است و می تواند جایگزین مناسبی برای محصولات PM10 تولیدشده از سوی ایستگاه زمینی باشد.

    کلیدواژگان: مادیس، PM10، عمق نوری ذرات معلق، سنندج
  • علی جعفر موسیوند*، میثم شیرمحمدپور، علی شمس الدینی صفحات 61-74

    پوشش گیاهی موتور محرک کره زمین است؛ تبادلات انرژی و آب بین اتمسفر و زمین را کنترل می کند و در چرخه‏های جهانی انرژی، اکسیژن، دی‏اکسیدکربن و آب نقش مهمی دارد. پایش و مدیریت پوشش های گیاهی با استفاده از پارامتر های بیوفیزیکی و بیوشیمیایی آن، مانند LAI، انجام می پذیرد. شاخص سطح برگ (LAI) از مهم ترین پارامترهای پوشش گیاهی است که در اغلب مدل سازی ها مانند مدل سازی چرخه های آب، انرژی و کربن استفاده می شود. رویکردهای بازیابی متفاوتی، به منظور استخراج اطلاعات پارامترهای بیوفیزیکی از داده های سنجش از دوری، توسعه یافته است. در تحقیق حاضر، از روش فیزیکی معکوس مدل انتقال تابش PROSAIL، مبتنی بر جدول LUT، با هدف بازیابی متغیر LAI استفاده شده است. همچنین داده های زمینی برداشت شده طی کمپین SPARC 2003 برای ارزیابی صحت متغیر بازیابی شده به کار رفت. برای رفع مشکل ill-posed، چهار دسته از معیارهای هزینه با عنوان اندازه گیر اطلاعات (IM)، حداقل اختلاف (MC)، اندازه گیر زاویه (SAM) و خطای حداقل مربعات (LSE) به همراه نرمال سازی و میانگین بهترین جواب ها استفاده شد. نتایج بهبود تخمین متغیر LAI را با استفاده از معیار اندازه گیر اطلاعات (Kulbak-liebler)، به میزان 12% و با استفاده از 11% میانگین بهترین جواب ها نشان دادند. تابع هزینه LSE نیز در قیاس با حالت نرمال نشده، 7% بهبود یافت.

    کلیدواژگان: شاخص سطح برگ (LAI)، مدل انتقال تابش، معیار هزینه، جدول LUT
  • مهران شایگان*، مرضیه مکرم صفحات 75-90

    با توجه به تاثیر خشکسالی در کیفیت و کمیت آب، هدف از این مطالعه بررسی خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی و ارتباط آن با میزان کیفیت آب در مناطق شمالی استان فارس ایران است. برای این منظور، شاخص های خشکسالی PCI، TVDI، NDVI در سال های 2000 تا 2020 استفاده شد. در ادامه، نقشه های پهنه بندی عناصر آب (Ca، Cl، EC، K، Na، Mg) با استفاده از روش کریجینگ تولید شد. سپس با به کارگیری روش شبکه های عصبی (MLP)، میزان عناصر آب با استفاده از شاخص های خشکسالی پیش بینی شد. نتایج نشان داد که با توجه به مقادیر شاخص های خشکسالی، روند تغییرات خشکسالی در منطقه از سال 2000 تا 2020 افزایشی بوده و بخش های جنوبی منطقه در وضعیت حادتری به نسبت دیگر بخش ها قرار دارد. نتایج حاصل از نقشه های پهنه بندی عناصر آب هم نشان داد که در بخش های جنوبی، غلظت املاح بیشتر از بخش های شمالی است. طبق نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص های خشکسالی و مقادیر عناصر آب، Ca همبستگی بالایی (820/0= R) با شاخص TVDI دارد و عناصر Cl، EC، K، Na، Mg نیز دارای همبستگی معنی داری (80/0 >R) با شاخص PCI است. نتایج حاصل از روش MLP، برای پیش بینی وضعیت کیفیت آب با استفاده از شاخص های خشکسالی، نشان داد که در مناطق جنوبی میزان املاح بیشتر و در نتیجه، کیفیت آب کمتر است. میزان دقت مدل در پیش بینی عناصر Cl، EC، K، Na، Mg، TH،TDS  با استفاده از شاخص PCI برابر با 85/0 =R2 و درمورد عنصر Ca، با استفاده از شاخص TVDI برابر با 71/0= R2 است.

    کلیدواژگان: خشکسالی، کیفیت آب، سنجش از دور، روش شبکه های عصبی MLP
  • فرزانه عقیقی، امیدمهدی عبادتی*، حسین عقیقی صفحات 91-109
    مجموعه داده های ابر نقاط لیدار و مدل های سه بعدی (3-D) در استخراج عوارض شهری، مدیریت جنگل داری، شهری و گردشگری، رباتیک، تولید بازی های رایانه ای و موارد دیگر کاربرد گسترده ای دارد. از سویی، وجود نقاط پرت در ابر نقاط لیدار اجتناب ناپذیر است؛ بنابراین تشخیص نقاط پرت و حذف آن از ابر نقاط لیدار به منزله گامی ضروری در پردازش ابر نقاط لیدار شناخته شده است. طی دهه های گذشته، چندین تکنیک تشخیص نقاط پرت در منابع این موضوع معرفی شده است اما بیشتر آنها از نظر زمانی هزینه برند و به نیروی متخصص انسانی نیاز دارند. به منظور کاهش این محدودیت ها، این مقاله رویکرد خودکار جدیدی برای تشخیص نقاط پرت، با استفاده از تکنیک میدان تصادفی شرطی برپایه ماشین بردار پشتیبان (SVM-CRF) و روش نمودار جعبه ای، معرفی کرده است. رویکرد نمودار جعبه ای بردار انرژی خروجی SVM-CRF را برای تشخیص نقاط پرت تجزیه و تحلیل می کند. این روش به کمک مجموعه داده محک ISPRS که برای مجموعه داده وهینگن، با هدف طبقه بندی سه بعدی و بازسازی سه بعدی ساختمان ایجاد شده بود، ارزیابی شد. به منظور ارزیابی این روش، ابتدا نقاط پرتی به صورت دستی به مجموعه داده افزوده شد؛ با این تمرکز که این نقاط جزء نقاط پرت چسبیده به اشیا باشند. سپس مراحل تحقیق برای ارزیابی توانایی روش پیشنهادی در تشخیص نقاط پرت انجام شد. نتایج این تحقیق عملکرد مدل پیشنهادی را با دقت کلی 62% نشان داد. اگرچه الگوریتم RANSAC عملکردی بهتر از مدل پیشنهادی دارد، تکنیک زمان بر و پرهزینه تری در مقایسه با تکنیک تشخیص نقاط پرت پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: ابر نقاط لیدار، تشخیص نقاط پرت، SVM-CRF، نمودار جعبه ای
|
  • Alireza Zahirnia, HamidReza Matinfar *, Hossianali Bahrami Pages 1-18

    Organic carbon plays a activate role in environmental sustainability, soil quality and health index, so identifying the spatial distribution of carbon sequestration is a requirement of environmental planning and soil management. The purpose of this study is to investigate the amount of carbon sequestration in sugarcane and traditional uses of sugarcane, traditional agriculture and barren. In each land use, 60 soil samples were taken and organic carbon, salinity, lime, soil reaction and solution sodium were measured. Using Landsat 8 satellite OLI and TIRS spectral data, the variable ​​of soil and vegetation indices including: NDVI, SAVI, TSAVI, OSAVI, MSAVI, SOCI, WDVI, PVI, RVI and BI in the sample points was obtained and the relationship between them and the amount of soil organic matter was calculated. The results show that in agro-industrial use, SOCI index with 50.30% and band 3 with 53.82% have the highest correlation, in traditional agriculture, PVI index with a correlation of 60.35% and band 7 with 60.63% and in Barren lands ,RVI index with a correlation of 34.27% and band 2 with 36.67% have the highest correlation with the amount of soil organic matter. The results of statistical analysis by partial least squares fitting method showed that the average of calibration and validation results are 43.48 and 39.08%, respectively. The results of estimating soil organic matter by kriging method and M5 tree model show that the correlation between measured and predicted organic matter was 66.20% and 82.00%, respectively. The results show that there is a significant correlation between soil organic matter and Landsat 8 satellite indices and bands, and it is possible to estimate the soil organic matter levels of the study area and other areas with similar conditions with acceptable probability.

    Keywords: soil organic matter, Southwest Khuzestan, PLSR statistical method, kriging method, M5 tree model
  • Mina Hamidi, Hamid Ebadi, Abbas Kiani * Pages 19-36
    By improvement of the spatial resolution of remote sensing images, more accurate information are provided from the image scene such as texture structures. However, extraction of land cover information from these datas has become a challenging process due to the high spectral diversity and the heterogeneity of surface materials. Visual interpretation is costly and time consuming and automatic interpretation of images does not necessarily lead to high accuracy. Achieving optimal interpretation accuracy requires the design of automatic algorithms that are capable of dealing with the complexity of the image scene. To overcome this problem, object-based image analysis (OBIA) that is sensitive to the image scene morphology, can be particularly effective in an urban area where the density of man-made structures is high. In object-based classification, pixels of a segment are analyzed in combination with each other. So the dimensions of the problem space are reduced, in compared to the pixel-based method, which leads to increasing the computational speed. Meanwhile, due to the different sizes of image segments, supervised object-based classification faces challenges in creating an optimal training set. In this research, AdaBoost algorithm was selected for the object-based classification, to overcome the problem of feature space imbalance, due to the small number of training samples in comparison with the high dimensions of the feature space (including spectral, spatial and geometric features), two strategies were proposed. In the first approach an active learning mechanism was integrated with AdaBoost to produce optimal training data set (OTD) and in another approach based on the feature-to-feature correlation (redundancy) and the feature-to-class correlation (relevance), the candidate feature subset (CFS) was generated to reduce the size of the feature space. To evaluate the proposed method, the developed algorithm was performed on the standard dataset of Vaihingen in Germany and the results were compared with the pixel-based classification. In order to evaluate the signification of the results, the McNemar statistical test was used. The experimental results showed that the proposed object-based approach improved the overall accuracy by 6% and the kappa coefficient by 7% compared to the pixel-based approach. Also, the computational speed of proposed object-based AdaBoost was significantly increased compared to the pixel-based approach. These results indicate the superiority of the proposed approach both in terms of accuracy and processing speed.
    Keywords: Classification, High spatial resolution images, AdaBoost, Object-Based, Active learning
  • Eslam Galehban, Saeid Hamzeh *, Shadman Veysi, Seyed Kazem Alavipanah Pages 37-50

    Determination of the Crop Water Requirement (CWR) of different crops and the value of crop water consumption is one of the problems at a large scale and in real-time to the soil and water expert. The first step to compute this variable is to determine the reference evapotranspiration (ET0). The standard method to compute this parameter is to utilize the climate data and experimental equations. The problem with classic methods is that the meteorological station isn’t available in the agricultural lands and usually, we have data limitations. The optimized solution is to utilize remote sensing data. So with the combination of different datasets then the reference evapotranspiration and actual evapotranspiration will be estimated. The goal of the study is to an evaluation of open-source WaPOR and ERA5 to compute daily reference evapotranspiration based on the FAO-Penman Monthis equation at the meteorological stations of Sistan and Baluchestan province. The result has shown that the open-source dataset estimated the reference evapotranspiration as more than 80 percent accurate at the place of the meteorological station and in all of the stations RMSE was less than 2 mm per day. The accuracy assessment of results shown at different crop seasons that ET0 in the autumn season is better than in the spring season. So that the ERA5 combined with the GLDAS Wind data has a better correlation with in situ measurement of ET0 than to the WaPOR. All of the results shown that this dataset can be used in each place in the province to estimate ET0. Therefore, the present study is to investigate the possibility of using the products of WaPOR and ERA5 systems to calculate the amount of daily reference evapotranspiration based on the experimental method of Penman-Monteith and to evaluate and validate its outputs in Sistan and Baluchestan Province of Iran.The results showed that remote sensing systems with an accuracy of over 80% at meteorological stations estimated the amount of reference evapotranspiration and an error of less than 2 mm was reported in all stations. Also, studies during the growing season (June 15 to November 6) compared to the growing season (1 November to 15 May) showed that the reference evapotranspiration obtained from satellite data in the first growing season has a higher (R2). Also, the results of NRMSE index evaluation indicate that the reference evapotranspiration obtained from ERA-GLDAS2.1 data is appropriate.Therefore, since the estimated and validated values had acceptable accuracy, in the next step, these systems can be used anywhere in the province.

    Keywords: Reference evapotranspiration, Meteorological station, remote sensing, WaPOR, ERA5
  • MohammadHossein Gholizadeh *, Jamil Amanollahi, Fardin Rahimi Pages 51-60

    The aim of this study was to evaluate the accuracy of MODIS satellite data in monitoring aerosol (PM10 particles) to compare with ground pollution station data It was done in Sanandaj. In this case, the performance of satellite data in measuring dust particles at Sanandaj ground station is identified. At first, the aerosol optical depth data provided by MODIS sensor was prepared based on the corresponding of the PM10 measured by pollution monitoring station located in Sanandaj.Then, the correlation coefficient between two series of data was calculated. In order to obtain the accurate prediction of PM10 the ARIMA and artificial neural network were used.The AOD of MODIS sensor was combined using maximum likelihood and root mean square error for input of prediction models. At last, a single comparison method for each model as well as models comparison was evaluated to identify the accurate model in predicting of PM10. In the ANN model R2 was acquired in training phase as 0.52, and testing phase as 0.53 with RMSE=1.62 and MAE=2.62. The analysis showed that the ARIMA model 1-0-3 with R2=0.46, MAE=0.06 and RMSE=0.69 is the only acceptable model.It states that ARIMA model, is a suitable model for prediction of PM10. However, the ANN model was more accurately estimated for the correlation between the data.The results of presented study showed that there is direct relationship between the MODIS sensor AOD data and ground station PM10 data.The results conclude that this algorithm is capable for detecting of dust and can be good alternative to the PM10 provided by the ground stations measurement.

    Keywords: MODIS, PM10, Aerosol optical depth, Sanandaj
  • Alijafar Mousivand *, Meysam Shir Mohammad Pour, Ali Shamsoddini Pages 61-74

    Vegetation is a key component of the earth planet, which controls the energy and water exchanges between atmosphere and the Earth surface and plays an important role in the global energy cycles, such as oxygen, carbon dioxide, and water. Monitoring and management of vegetation are done using its biophysical and biochemical parameters such as LAI. Leaf area index (LAI) is one of the most important vegetation parameters that used in most of the applications such as water and carbon cycles modeling. Remote sensing in terms of their continuous and extensive cover is a unique tool for generating vegetation variables. Different retrieval approaches have been developed to extract biophysical parameters information from remote sensing data, which is divided into two broad classes, the statistical/experimental approaches and the physical approach. In the present study, the PROSAIL RT model (Radiation Transfer Model) based on the LUT table have been used to retrieve the LAI variable. Ground reference data collected during the SPARC 2003 campaign were also used to evaluate the accuracy of the retrieved variable. To drawback, the ill-posed problem, four categories of cost functions have been used: Information Measurement (IM), Minimum contrast (MC), Angle Measurement (SAM) and Least Square Error (LSE) and used the multiple Best solution instead of Single best solution. The results showed improvement in the LAI estimation of up to 12% for the multi-species canopy.

    Keywords: Leaf Area Index, Radiative transfer model, Cost function, Look up table
  • Mehran Shaygan *, Marzieh Mokarram Pages 75-90

    Due to the fact that droughts can affect both water quality and quantity, the purpose of this study is to determine the effect of droughts on water quality and quantity in Northern Fars province, Iran, based on drought indicators. The drought indices PCI, TVDI, and NDVI are used to study drought from 2000 to 2020. Also, the kriging method is used to generate zoning maps of elements in water (Ca, Cl, EC, K, Na, Mg). Then, using the neural network (MLP) method, the amount of elements in the water is predicted based on drought indices. Based on the values of the drought indicators, the trend of drought changes in the region is increasing from 2000 to 2020, with the southern areas of the region experiencing a more acute drought than the rest of the region. In addition, the zoning map of the elements in water indicated that salt concentrations are higher in the southern parts than in the northern parts. Correlation between drought indices and the amounts of elements in water showed that Ca has a high correlation (R2= 0.820) with TVDI index, and also Cl, EC, K, Na, and Mg have significant correlations (R > 0.8) with the index. Using drought indicators, MLP results for predicting water quality status show that southern regions have more solutes and lower water quality. Furthermore, the R2 values of the model for predicting the elements Cl, EC, K, Na, Mg, TDS, TH using PCI index equal to 0.85 and for Ca using TVDI index equal to 0.71, which indicates high accuracy.

    Keywords: Drought, Water quality, remote sensing, Neural network method
  • Farzaneh Aghighi, Omid Mahdi Ebadati E. *, Hossein Aghighi Pages 91-109
    Lidar point cloud dataset and 3-D models are widely used in urban feature extraction, forest, urban and tourism management, robotics, computer game production etcetera. On the other hand, The existence of outliers in the lidar point cloud is inevitable. Therefore, outlier detection and removing them from lidar point cloud data have been known as necessary steps in lidar point cloud processing. Over the past decade, several outlier detection techniques have been introduced in the literature; however, most of them are time-consuming, expensive, and computationally complicated. For overcoming these limitations, this article introduces a new automatic approach for outlier detection using a support vector machine-based conditional random field (SVM-CRF) technique and box plots methods. In this approach, a box plot analyzes the output energyvector of SVM-CRF to recognize outliers. The methods were evaluated using ISPRS benchmark datasets of Vaihingen provided in order to urban classification and 3D building reconstruction. To evaluate this method, first of all, outliers, that are almost closed to objects, were added to the data set manually. Then the research steps were done to evaluate the proposed method's ability for detecting outliers. The evaluation of this research showed an overall accuracy of 62% as the performance of the proposed model. Although the RANSAC algorithm has better performanc, it is a more costly and time-consuming technique than the proposed outlier detection technique.
    Keywords: LiDAR Point cloud, outlier detection, SVM-CRF, Box plot