فهرست مطالب

نشریه کاربرد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در علوم محیطی
پیاپی 3 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سمیرا اسماعیلی* صفحات 1-23

    با توسعه شهری نشینی و دخالت بی رویه انسان ها در محیط زیست، مقادیر زیادی از مساحت مناطق کشاورزی و جنگلی جای خود را به خانه ها، مناطق صنعتی و دیگر زیرساخت ها داده اند. یکی از آثار منفی صنعتی شدن، افزایش شدید دمای شهرها و ایجاد تفاوت دمایی بین نقاط شهری و مناطق اطراف شهرها گردیده است که این پدیده به عنوان جزیره حرارتی شناخته می شود. هدف اصلی این پژوهش برآورد دمای سطح زمین و بررسی آثار شهرنشینی بر روی حرارت سطح زمین در شهر تبریز می باشد ک برای این هدف، از داده های ماهواره ای و سنجش از راه دور به دلیل پوشش وسیعی که دارند؛ استفاده شده است. در این روش با استفاده از اطلاعات یک باند حرارتی(ماهواره لند ست 8) دمای سطح زمین محاسبه گردیده است و پس از انطباق با نقشه ی کاربری اراضی، دمای کاربری های مختلف شهر تبریز برآورد شده است. نتایج پژوهش می دهد که بین تغییرات مکانی-زمانی شهرها(ازجمله تغییر کاربری ها و کاهش توده پوشش گیاهی) در شهر تبریز و افزایش دمای سطح زمین ارتباط مستقیمی وجود دارد و تصاویر ماهواره ای(سنجش از راه دور) ابزار بسیار مناسبی در جهت ارزیابی حرارت و دمای سطح زمین می باشند

    کلیدواژگان: سنجش از راه دور، دما، تبریز، لندست 8
  • مریم بیاتی خطیبی*، یوسف امیریان صفحات 25-48

    بررسی تغییرات کاربری اراضی، یکی از مهم ترین جنبه های مدیریت منابع طبیعی و بازنگری در تغییرات محیطی است. با افزایش نیاز به تامین مواد غذایی، رشد مناطق شهری و ملزومات زندگی بشر، تغییراتی در سطح زمین ایجاد می شود که می تواند موجب تخریب اراضی و منابع موجود در آن گردد. این تغییرات، در اثر تقابل نیازهای همیشگی جوامع انسانی و محیطی با زمین ایجاد می شود. در تحقیق حاضر با استفاده از تکنیک سنجش از دور، تغییرات کاربری اراضی شهرستان کرمانشاه در بازه زمانی بین سال های 1392 تا 1400 با استفاده از تصاویر لندست 8 مورد بررسی قرار گرفت. تصحیحات رادیومتری و اتمسفری به وسیله الگوریتم Flaash در نرم افزار ENVI 5.3 انجام شد و از روش های طبقه بندی ML و SVM برای تولید نقشه های کاربری اراضی در شش کلاس (شامل مناطق مسکونیشهری و روستایی، جنگل و باغ، پهنه سنگی، کشاورزی و زراعت، پهنه آبی و زمین بایر) استفاده گردید. نتایج بدست آمده با استفاده از ماتریس خطا برای نقشه های کاربری اراضی تهیه شده برای سال های 1392 و1400، به ترتیب دارای دقت کلی 90% و 89% و ضریب کاپا برابر 86% و 85% می باشد که در محدوده قابل قبول است. در این بازه زمانی تغییرات مناطق شهری و مسکونی دارای 6/11 درصد رشد مثبت، جنگل و پوشش باغی7/119درصد رشد مثبت، پهنه آبی 293 درصد رشد مثبت، و تغییرات زمین بایر 6/4 درصد رشد مثبت داشته اند اما مناطق کشاورزی و زمین های زارعی در این مدت هشت ساله 5/5 درصد و پهنه سنگی 5/2 درصد رشد منفی ثبت شده است.

    کلیدواژگان: تصحیح رادیومتری، تصحیح اتمسفری، طبقه بندی نظارت شده، MLC، SVMC
  • ندا موسوی کجاباد*، امیر صدیقی سامان، مهدی مرادی صفحات 49-68
    یکی از مسایل مهم در مدیریت منابع آب، برآورد توزیع بارندگی در مناطقی است که مقادیر بارندگی اندازه گیری نشده است. به دلیل عدم پوشش کامل ایستگاه های اندازه گیری باران، تخمین بارش در مناطق میان ایستگاه ها ضروری است. تخمین داده های نامعلوم در نقاط مختلف با استفاده از روش های درونیابی بر روی داده های اندازه گیری شده در محدوده مورد مطالعه انجام می گیرد. به همین منظور روش های متفاوتی برای تحلیل داده های مکانی به کار گرفته می شود. در این تحقیق، از انواع روش های متداول درونیابی و زمین آماری جهت برآورد پارامتر میانگین بارندگی سالانه استان چهار محال و بختیاری مورد استفاده قرار گرفته است. آمار مورد استفاده، آمار 44 ایستگاه باران سنجی برای دوره زمانی 1980 تا 2008 می باشد. با توجه به تغییرات شدید توپوگرافی منطقه مورد مطالعه، تاثیر ارتفاعات در توزیع بارش به عنوان مانع در برابر انتشار ابرها مورد هم مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور درونیابی با انواع مدل ها محاسبه و نقشه پیش بینی ترسیم شد. سپس با استفاده از روش ارزیابی متقابل، ریشه مجذور خطاها و خطای نقشه ها برآورد شد و یک نقشه به عنوان نقشه مناسب انتخاب گردید. نتایج بدست آمده نشان می دهد که برای درونیابی میانگین بارندگی سالانه روش هایی که ارتفاعات را به عنوان موانع در نظر گرفت، دقت های بالاتری را در منطقه مورد مطالعه نشان می دهند، که از این میان مدل های چندجمله ای درجه چهار و پنج مناسب ترین اطلاعات را برای درونیابی مقادیر میانگین بارندگی سالانه از خود نشان داد
    کلیدواژگان: درون یابی، زمین آمار، بارندگی، چهارمحال و بختیاری
  • فاطمه عدیمی عتیق* صفحات 69-82

    در طول زمان، الگوهای پوشش زمین و به تبع آن کاربری اراضی دچار تغییر و دگرگونی اساسی می شوند و عامل انسانی می تواند بیشترین نقش را در این فرآیند ایفا نماید. همواره، دانشمندان تلاش نموده اند تا عوامل مسبب تغییرات کاربری اراضی و تاثیرات محیطی مربوطه را شناسایی نمایند. در دهه های گذشته به همین منظور، محققان مشاهدات مختلف و جمع آوری شده از طریق عملیات میدانی و همینطور عکس های هوایی را جهت کشف تغییرات کاربری اراضی ناشی از تحمیل فرآیندهای طبیعی و انسانی مورد تجزیه و تحلیل قرار داده اند. اما، امروزه، بر پایه پیشرفت های تکنولوژیکی حاصله در قلمرو سنجش از راه دور، می توان تصاویر ماهواره ای را به منظور بررسی دقیق تر تغییرات محیطی بهنگام پردازش و نتایج نهایی را بطور مصور مدل سازی نمود. هدف اصلی تحقیق جاری پایش تغییرات کاربری اراضی حوضه لیقوان چای در سال های 1985- 2006 -2013 می باشد. بر این اساس، برای کشف تغییرات حادث شده در محدوده مورد مطالعه، تصاویر سنجنده TMو OLI وETM ماهواره لندست مربوط به سالهای 1985 -2006-2013 مورد پردازش قرار گرفت. در همین راستا، بعد از اعمال تصحیحات اتمسفری و هندسی، عملیات بارزسازی تصاویر اجرا و با بهره گیری از روش های طبقه بندی نظارت شده الگوریتم ها اعمال شد و از این طریق نقشه های موضوعی کاربری اراضی حوضه لیقوان چای طراحی گردید.

    کلیدواژگان: کاربری اراضی، ماشین بردار پشتیبان، شبکه عصبی، لیقوان چای
  • سید حمیدرضا میرنعمتی* صفحات 83-105

    زنگ نوار گندم تاثیر شدیدی بر عملکرد و کیفیت گندم دارد. یک روش پیش بینی موثر برای امنیت غذایی ضروری است. در این مطالعه، ابتدا، شاخص های پوشش گیاهی بهینه مربوط به تنش زنگ نوار به عنوان ویژگی های کاندید برای پیش بینی بیماری از تصاویر سری زمانی 2Sentinel- استخراج می شوند. سپس، ترکیبات VI بهینه با استفاده از انتخاب متوالی رو به جلو (SFS) انتخاب می شوند. در نهایت وقوع زنگ نوار گندم در بازه های زمانی مختلف با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) پیش بینی می شود. نتایج ویژگی های انتخاب شده نشان می دهد که، قبل از دوره اتصال، VIs بهینه مربوط به زیست توده، رنگدانه و رطوبت گندم است. پس از دوره اتصال، VIs های لبه قرمز مربوط به وضعیت سلامت محصول نقش مهمی ایفا می کنند. دقت کلی و ضریب کاپا مدل پیش بینی، که مبتنی بر SVM است، به طور کلی بالاتر از روش های K-نزدیک ترین همسایه (KNN) و شبکه عصبی پس انتشار (BPNN) است. روش SVM برای پیش بینی سری های زمانی زنگ نوار گندم مناسب تر است. مدل دقت را بر اساس ترکیبات VI بهینه به دست آورد و SVM در طول زمان افزایش یافت. بالاترین دقت 86.2 درصد بود. این نتایج نشان می دهد که مدل پیش بینی می تواند راهنمایی ها و پیشنهادهایی را برای پیشگیری زودهنگام از بیماری در محل مورد مطالعه ارایه دهد و این روش تصاویر سری زمانی Sentinel-2 و SVM را ترکیب می کند که می تواند برای پیش بینی زنگ نوار گندم استفاده شود.

    کلیدواژگان: گندم، سنجش از دور، پوشش گیاهی، بیماری زنگ نوار، سری زمانی، پیش بینی
  • لیلا نقی پور*، محمدتقی اعلمی، وحید نورانی، ابوالفضل قنبری صفحات 107-126

    ساخت شبکه روش قابل قبولی برای درک بهتر رفتار سیستم پیچیده می باشد، که ضمن آشکارسازی الگوی دینامیک جمعی برای درک اندرکنش فیزیکی در سیستم دینامیکی مورد استفاده قرار می گیرد. در این حالت برای مطالعه ی طیف گسترده ای از سیستم های طبیعی و مصنوعی تعیین اتصالات عملکردی با استفاده از معیاره های همبستگی و علیتی از اهمیت زیادی برخوردار می باشند تا پدیده های فیزیکی حاکم بر سیستم به درستی تبیین گردد. بسیاری از روش های ساخت مجدد شبکه براساس اعمال آستانه ی تعریفی بر روی ماتریس های همبستگی می باشند که مقادیر ماتریس ها از تحلیل همبستگی دودویی به دست آمده و آستانه به طور تجربی مشخص شده است. سایر روش هایی که همبستگی مشاهدات را نسبت به مدل های صفر تعریفی در تحلیل های آماری مورد مقایسه قرار می دهند، نتایج به دست آمده از آنها به لحاظ آماری بسیار قدرتمند می باشند. در این تحقیق روش های مختلفی مورد استفاده قرار گرفت از جمله، همبستگی متقابل، وابستگی طیفی، اطلاعات متقابل، آنتروپی انتقال، همبستگی رتبه ای اسپیرمن و نگاشت متقابل همگرا. روش ها بر روی دینامیک جمعی خطی و غیر خطی به کار گرفته شده اند، و دینامیک واحدهای متصل به هم با استفاده از توپولوژی های پیچیده مختلفی شبیه سازی شده اند. روش های اطلاعات متقابل و نگاشت متقابل همگرا برای ساخت شبکه ها انتخاب شد که این انتخاب بعد از بررسی کارایی آنها بر روی حالت های مصنوعی در برگیرنده ی ویژگی های مطلوب از سیستم واقعی انجام پذیرفته است. نتایج نشان داد ساخت مجدد شبکه به طور چشم گیری بستگی به تعامل میان ساختار و دینامیک نهفته (نامشخص) دارد و مقادیر برای سطح زیر منحنی مشخصه گیرنده عملکردی در حدود 72% به دست آمد.

    کلیدواژگان: شبکه های پیچیده، دینامیک جمعی، توپولوژی، ابزار آماری، معیاره های همبستگی و علیتی
|
  • Samira Esmaeeli * Pages 1-23

    With the development of urbanization and excessive interference of humans in the environment, large amounts of agricultural and forest areas have been replaced by houses, industrial areas, and other infrastructures. One of the negative effects of industrialization is the sharp increase in the temperature of cities and the creation of temperature differences between urban areas and the surrounding areas, which is known as the heat island. The main goal of this research is to estimate the temperature of the earth''s surface and investigate the effects of urbanization on the temperature of the earth''s surface in the city of Tabriz. For this purpose, satellite data and remote sensing because of their wide coverage; are Used. In this method, the temperature of the earth''s surface has been calculated using the information of a thermal band (Landsat 8 satellite) and after conforming to the land use map, the temperature of different uses of Tabriz city has been estimated. The results of the research show that there is a direct relationship between the spatial-temporal changes in the cities (including the change in land use and the reduction of vegetation mass) in the city of Tabriz and the increase in the temperature of the earth''s surface, and satellite images (remote sensing) are a very suitable tool for evaluating heat and temperature. They are the surface of the earth.

    Keywords: LST, ENVI, Landsat 8, Land use
  • Maryam Bayati Khatibi *, Yousef Amirian Pages 25-48

    Investigating land use change is one of the most important aspects of natural resource management and reviewing environmental changes. With the increasing need for food supply, the growth of urban areas and the necessities of human life, changes occur at the earth's surface that can lead to the destruction of land and resources. These changes are caused by the confrontation of the constant needs of human and environmental societies with the earth. In the present study, using the remote sensing technique, land use changes in Kermanshah county in the period between 2013 and 2021 were studied using Landsat 8 images. Radiometric and atmospheric corrections were performed by Flaash algorithm in ENVI 5.3 software and ML and SVM classification methods for generating land use maps in six classes (including urban and rural areas, forests and gardens, rocky area, irrigation and agriculture, flats). Barren land) was used. The results obtained using the error matrix for land use maps prepared for the years 2013 and 2021, with an overall accuracy of 90% and 89% and kappa coefficient of 86% and 85%, respectively, which is within acceptable range. During this period, land use changes, urban and residential areas with 11.6 percent, forest and garden cover 119.7 percent, irrigated area 293 percent, and barren land 4.6 percent positive growth, and agricultural areas and agricultural land in this nine-year period 5.5 Percentage and 2.5% rocky area recorded negative growth.

    Keywords: Radiometric correction, Atmospheric correction, upervisor Classification, MLC, SVMC
  • Neda Mousavi Kojabad *, Amir Sedghi Saman, Mehdi Moradi Pages 49-68
    One of the important issues in water resources management is the estimation of rainfall in areas where pregnancy has not been done. Due to the lack of complete coverage of the rain measuring stations, it is necessary to estimate the rainfall in the areas between the stations. . Estimation of unknown data at different points is done using interpolation methods on the measured data in the studied area. For this purpose, different methods are used to analyze spatial dataIn this research, a variety of common methods of interpolation and geostatistics have been used to estimate the average annual rainfall parameter of Chahar Mahal and Bakhtiari province. The statistics used are the statistics of 44 rain gauge stations for the period from 1980 to 2008. . Due to the extreme changes in the topography of the study area, the effect of altitude on the distribution of precipitation as a barrier against the spread of clouds has also been investigated. For this purpose, interpolation was calculated with various models and a prediction map was drawn. Then, using the mutual evaluation method, the square root of the errors and the error of the maps were estimated and one map was selected as the appropriate map The obtained results show that for the interpolation of the average annual rainfall methods that considered the heights as obstaclesThey show higher accuracies in the studied area, among which the fourth and fifth degree polynomial models showed the most suitable information for interpolation of average annual rainfall values
    Keywords: interpolation, Geostatistics, Rainfall, Chaharmahal, Bakhtiari
  • Fatemeh Adimi Atigh * Pages 69-82

      Over time, patterns of land cover and land use change and subsequent changes are fundamental and human factor plays a most important role in this process. Ever, scientists have attempted to identify factors that cause land use changes and their impact on the environment. Therefore, in previous decades, researchers have different views collected from the field, as well as aerial photographs to detect land use changes resulting from the imposition of natural and human processes have been analyzed. Today, however, based on technological advances made in the field of remote sensing, satellite imagery can be used to more accurately evaluate the environmental changes during the process and the final results of the illustrated model. The main purpose of the ongoing monitoring of land use changes in river basins liqvan is 1985-2006-2013. Accordingly, to explore the changes occurring in the study area, Landsat TM and ETM + Landsat images of the years 1985-2006-2013 were analyzed. Accordingly, after applying atmospheric and geometric correction, image enhancement operations performed using the maximum likelihood method of supervised classification algorithms similar actions and thematic maps of land use of the basin has been designed to liqvan. In general, the overall accuracy of SVM method calculated in 1985 (96.20) and in 2006 (96.26) and in 2013 (99.64) by Mdkh highest accuracy than other methods. Finally moorland in the first place and then irrigated gardens and residential areas in the study area are eventually.

    Keywords: Land use, Support Vector Machine, Neural network, Liqvan Chay
  • Seyed HamidReza Mirnemati * Pages 83-105

    Wheat stripe rust has a severe effect on the yield and quality of wheat. An effective forecasting method is essential for food security. In this study, firstly, optimal vegetation indices related to belt rust stress are extracted as candidate features for disease prediction from 2-Sentinel time series images. Then, optimal VI combinations are selected using sequential forward selection (SFS). Finally, the occurrence of wheat stripe rust in different time intervals is predicted using Support Vector Machine (SVM) method. The results of the selected traits show that, before the binding period, the optimal VIs are related to biomass, pigment and moisture of wheat. After the connection period, the red-edge VIs related to the health status of the product play an important role. The overall accuracy and kappa coefficient of the prediction model, which is based on SVM, is generally higher than K-nearest neighbor (KNN) and back-propagation neural network (BPNN) methods. SVM method is more suitable for predicting time series of wheat rust. The model achieved accuracy based on optimal VI combinations and the SVM increased over time. The highest accuracy was 86.2%. These results show that the prediction model can provide guidance and suggestions for early disease prevention in the study area, and this method combines Sentinel-2 time series images and SVM, which can be used to predict wheat stripe rust.

    Keywords: Wheat, Remote Sensing, Vegetation, Strip Rust Disease, Time Series, Prediction
  • Leyla Naghipour *, MohammadTaghi Aalami, Vahid Nourani, Abolfazl Ghanbari Pages 107-126

    Network construction is an acceptable approach for better understanding the behavior of complex system which can be used to reveal the pattern of collective dynamics for realizing physical interactions in the dynamical system. In this case, characterizing functional connectivity of complex networks for studying a broad class of natural and artificial systems from the measures of correlation and causality is of utmost importance to correctly unravel physical phenomena of the system. Many network reconstruction approaches are based on heuristically thresholding the correlation matrices resulting from pairwise correlation analysis according to experimental methods. Other approaches compare the observed correlations against null models in the statistical analyses, obtaining results which are statistically robust. Different methods were used, including cross-correlation (CC), spectral coherence (SpeCoh), mutual information (MI), transfer entropy (TE), Spearman's rank correlation (SC) and convergent cross-mapping (CCM). The methods were applied to linear and nonlinear collective dynamics by autoregressive moving average (ARMA) and Logistic map (LOG) models, respectively. The dynamics of interconnected units was simulated from different complex topologies widely observed in empirical systems with well-known network models. The methods of MI and CCM were chosen after examining on the artificial cases consisting of desirable features of the real systems. The results show that network reconstruction dramatically depends on the interplay between the (unknown) underlying structure and the (unknown) underlying dynamics and high values of the area under curve of receiver operating characteristic around 72% obtain for the selected network topologies.

    Keywords: Complex networks, Collective dynamics, Topology, Statistical tools, Correlation, and Causality measures