سنجش از دور و GIS ایران

افزایش جمعیت شهرنشین، در پی مهاجرت از روستا ها و گاه توسعه ناهماهنگ روستا ها و تبدیل آنها به شهر، از عوامل مشکل زا در ساختار محیطی کشور های درحال توسعه محسوب می شود. از نتایج آن نیز تغییرات اکولوژیکی، به ویژه تخریب مناظر طبیعی و کاهش آنها به نفع مناظر انسان ساخت و بر هم خوردن الگو های مکانی پوشش طبیعی است. هدف از این پژوهش ارزیابی تغییرات اکولوژیکی و تحلیل الگو های حاکم بر چشم اندازهای شهرستان ورزقان، با استفاده از متریک های کمّی و کیفی سیمای سرزمین در سال های 1363، 1381، 1398 است. ماهیت تحقیق توسعه ای کاربردی و توصیفی تحلیلی است. داده ها ازطریق مطالعات کتابخانه ای و بررسی های میدانی گرد آمد؛ پس از تهیه نقشه های پوشش زمین، کشف تغییرات محاسبه شد و متریک های کمّی و کیفی سیمای سرزمین، با روش های مبتنی بر سنجش از دور، اندازه گیری شد. نتایج نشان داد بیشترین تغییرات در زمینه کلاس های پوشش گیاهی، به ویژه در سطح کم تراکم و در بازه سال های 1381 تا 1398 بوده است که علاوه بر کاهش مساحت، شامل افزایش تعداد لکه نیز می شود. در این بازه، رشد کلاس بایر و مرتع بیشتر است. همچنین دو متریک کمّی تعداد لکه (NE) و درصد چشم انداز (PLand)، از متریک های کمّی و شاخص مساحت لکه (Patch Area) و فشردگی لکه (Patch Compactnees) به نحو مطلوب تری تغییرات و الگوهای حاکم بر سیمای یک سرزمین را نشان می دهند.

یکی از بخش های نوین و کم سابقه، به ویژه در مطالعات داخلی، بررسی کمّی ناهمواری هاست. شناخت علمی و کمّی گرایانه موقعیت توپوگرافی همواره از مباحثی بوده که در تحقیقات داخلی، چندان به آن توجه نشده است. این مبحث تأثیر بسزایی در تحلیل های ژئومورفولوژیک، هیدرولوژی و محیط شناسی دارد. وجود انواع لندفرم ها و تنوع آنها معمولاً با تغییر شکل و موقعیت زمین کنترل می شود؛ بنابراین طبقه بندی و شناسایی مناطق گوناگون، با توجه به ویژگی های مورفومتری آنها، ضروری است و ازاین رو پژوهش حاضر سعی در طبقه بندی لندفرم ها در منطقه خارستان، واقع در شمال غرب استان فارس و عوامل مؤثر در آن دارد. در همین زمینه، در مرحله اول، از روش شاخص موقعیت توپوگرافی (TPI) به منظور طبقه بندی لندفرم ها و روش کورین برای تعیین کلاس های ریسک واقعی فرسایش استفاده شد. همچنین به منظور تعیین شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI) از تصاویر ماهواره لندست 8، مربوط به خرداد 1396، بهره گرفته شد. در مرحله بعد، رابطه انواع گوناگون لندفرم با فاکتورهای زمینی ارتفاع، شیب، جهت شیب، شاخص خیسی توپوگرافی (TWI)، شاخص ناهمواری زمین (TRI) و NDVI مشخص شد. در مرحله آخر، وضعیت لندفرم های گوناگون در کلاس های متفاوت ریسک فرسایش، تعیین شد. نتایج نشان دهنده ده گونه لندفرم در منطقه مورد مطالعه بود. بیشترین نوع لندفرم ها در منطقه مورد مطالعه، آبراهه و قله های مرتفع، به ترتیب با مساحت 71/27 و 48/27% بود؛ درصورتی که دشت های کوچک کمترین مساحت (18/1%) منطقه مورد مطالعه را شامل می شد. کلاس های لندفرم با شاخص خیسی توپوگرافی در سطح 95% همبستگی معنی داری را نشان داد. از نظر توزیع مکانی، بیشترین سطح (71/91%) منطقه را NDVI کلاس 1/0 تا 3/0 دربر می گرفت. NDVI بزرگ تر از 4/0 در لندفرم های آبراهه و دره های Uشکل مشاهده شد. ریسک واقعی فرسایش در سه کلاس کم، متوسط و زیاد با مساحت های 14/31%، 11/31% و 78/37% طبقه بندی شد. در کلاس فرسایش کم، متوسط و زیاد، لندفرم های آبراهه و یال های مرتفع و قله به ترتیب با 44%، 57% و 59% بیشترین سطح را به خود اختصاص دادند.

جهان در حال گرم شدن است و جمعیت جهان به سکونت در شهرها روی می آورند. این دو حقیقت در ظاهر با هم ارتباطی ندارند اما پدیده ای به نام «جزیره حرارتی شهری» این دو را به هم پیوند می دهد. UHI یکی از معمول ترین پدیده های اقلیم شهری است که در آن برخی مناطق شهری، به ویژه مراکز شهرها، چند درجه از مناطق اطراف خود گرم تر می شوند. مطالعه این پدیده و بررسی مکانیسم آن برای برنامه ریزی های شهری اهمیت بسیار زیادی دارد. در پژوهش حاضر، به منظور برآورد LST، از چهار الگوریتم تک کاناله لندست، تک پنجره، معادله پلانک و معادله انتقال تابش در محیط نرم افزار QGIS، در بازه زمانی 2000 و 2019 طی فصل های تابستان و زمستان در شهر بیرجند استفاده شده و نیز اثر تغییر کاربری در جزیره حرارتی بررسی شده است. ابتدا دمای سطح زمین در شهر بیرجند، با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست، 7 سنجنده +ETM و لندست 8، سنجنده TIRS/OLI طی سال های 2000 و 2019 ازطریق چهار روش استخراج شد. به منظور بررسی توانایی کلی الگوریتم ها در محاسبه دمای سطح زمین، شاخص های آماری میانگین خطای مربعات، ضریب ناش ساتکلیف، میانگین خطای مطلق و ضریب تعیین به کار رفت. نتایج نشان داد که الگوریتم تک کاناله لندست، در محاسبه دمای سطح زمین در شهر بیرجند، دقت بیشتری در قیاس با الگوریتم های دیگر دارد.

تخلفات ساختمانی، به سبب سطح فراگیر و آثار بلندمدت و پایدارشان در نیم رخ شهرها، از مهم ترین چالش های شهرنشینی نوین محسوب می شوند. روش های رایج و معمول که امروزه در کنترل ساخت وسازها استفاده می شود، بسیار زمان بر و پرهزینه است. هدف اصلی این پژوهش ارائه چارچوبی نوین به منظور برآورد سریع و کم هزینه، در آشکارسازی و نظارت بر ساخت وسازها و شناسایی ساختمان های غیرمجاز شهری، با استفاده از تصاویر ماهواره سنتینل 1 در دوره زمانی 2017 تا 2022 و سیستم های اطلاعات مکانی است. بدین منظور در مرحله اول، براساس تحلیل و پردازش در نرم افزار SNAP، ضریب پراکنش سیگمانات تصاویر استخراج و به دو طبقه ساختمان و غیرساختمان تفکیک شده و حد آستانه بیشتر از 01/0به دست آمده است. سپس، با استفاده از الگوریتم پیکسل مبنا، تصویر باینری ساختمان و غیرساختمان به صورت صفر و یک تهیه و براساس اختلاف دو تصویر، منطقه ای که ساخت وساز در آن انجام شده است مشخص شد. پس از آشکارسازی مناطق ساختمانی تغییریافته، با استفاده از الگوریتم های طبقه بندی حداکثر احتمال و جنگل تصادفی، این مناطق در سه کلاس (ساختمان، در حال ساخت و سایر اراضی) قرار گرفتند و با نقشه برداشت میدانی و پارسل های بدون پروانه ارزیابی شدند. نتایج نشان داد تعداد ساختمان های بدون پروانه با استفاده از الگوریتم حداکثر احتمال، جنگل تصادفی و برداشت میدانی، به ترتیب، 130 و 135 و 48 است؛ همچنین دقت اجرای روش حداکثر احتمال به بیشترین میزان 89/0% و ضریب کاپای 83/0% نسبت به روش جنگل تصادفی، با دقت کلی 86/0 و ضریب کاپای 81/0% بوده است.

سازه های دریایی، مانند بندرها، نقش بسیار مهمی در شدت فرسایش پذیری مناطق ساحلی دارند و تأثیر مشترک آنها، با نوسانات سطح تراز آب دریا، سبب جابه جایی خطوط ساحلی پیرامون بندرها می شود. ارزیابی و مقایسه شدت جابه جایی خطوط ساحلی و شدت فرسایش پذیری سواحل جنوبی دریای خزر در محدوده بندرهای اصلی شمال ایران (امیرآباد، فریدونکنار، نوشهر، انزلی و آستارا) هدف اصلی این پژوهش است. وضعیت مورفولوژی سواحل، به لحاظ ویژگی های فرسایشی و رسوب گذاری و تنوع لندفرم های ساحلی، ازطریق تصاویر ماهواره ای لندست مطالعه شد. به منظور بررسی میزان تغییرات خطوط ساحلی در بنادر مورد مطالعه طی سال های 1374 تا 1400، تغییرات ابجادشده در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی با استفاده از نرم افزار آنالیز رقومی خطوط ساحلی (DSAS) محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که رفتار خطوط سواحل جنوبی دریای خزر در مقابل ساخت سازه های بندری و نوسانات سطح تراز آب این دریا متفاوت بوده است و بیشترین میزان جابه جایی خط ساحل و مقدار رسوب گذاری و فرسایش پذیری، به ترتیب، به ناحیه ساحلی بندر امیرآباد و آستارا تعلق دارد. سواحل مشرف به بندرهای نوشهر و انزلی رسوب گذاری مناسبی داشته اند و میزان فرسایش پذیری در ساحل فریدونکنار بسیار اندک بوده است. بنادر شمال کشور ایران، همراه با نوسانات سطح تراز آب دریای خزر، در مناطق ساحلی پیرامون تأثیر مستقیم می گذارند و مدیریت منابع رسوبی متمرکز در سواحل راهکاری مطمئن برای کاهش میزان فرسایش و استفاده از منابع ماسه ای در سواحل آسیب دیده است.

ازآن جاکه تغییر اقلیم یکی از مهم ترین و بزرگ ترین تهدیدها برای طبیعت و تنوع زیستی محسوب می شود و مدیریت و حفاظت گونه ها را دشوار می سازد، پیش بینی و تعیین تأثیرات آن به بیان راهکارهای مناسب حفاظتی و اتخاذ تصمیمات مدیریتی کمک شایانی خواهد کرد. در مطالعه حاضر، تأثیرات تغییر اقلیم بر پراکنش ماهی بنی (Mesopotamichthys sharpeyi) با استفاده از مدل مکسنت (MaxEnt) در محیط نرم افزار R پیش بینی شد. متغیرهای محیطی به کاررفته شامل شیب (Slope)، محدوده سالیانه دما (Temperature Annual Range)، جریان تجمعی (Annual Accumulation)، بارش سالانه (Annual Precipitation)، دمای متوسط سالانه (Annual Mean Temperature) و مساحت حوضه بالادست (Upstream Drainage Area) است. با توجه به نتایج به دست آمده، عملکرد مدل در پیش بینی گونه براساس معیار AUC (Area Under the Curve) عالی (989/0) بود. همچنین دمای متوسط سالیانه و شیب، به ترتیب، مهم ترین متغیرهای محیطی مؤثر در تعیین پراکنش این گونه محسوب می شوند. به علاوه، دامنه پراکنش این گونه در هر دو سناریوی خوش بینانه (RCP 2.6) و بدبینانه (RCP 8.5)، طی 2050 و 2080 میلادی، با کاهش مواجه خواهد شد؛ در نتیجه، به منظور حفاظت از این گونه، لازم است مدیران اقدامات مناسب را در زمینه تعدیل تأثیرات تغییرات اقلیمی و کاهش تهدیدهای ناشی از این تأثیرات، شناسایی و عملی کنند.

فعالیت های صنعتی و ترافیک شهری منجر به افزایش آلودگی هوا در کلان شهرها می شود و این آلودگی سبب افزایش بیماری های بسیاری در افراد شده است؛ بنابراین بررسی و مطالعه مناطق آلوده برای مدیریت شهرها مهم است. با توجه به اهمیت موضوع، هدف از این مطالعه بررسی وضعیت آلودگی هوا در کلان شهرهای تهران، اصفهان و قم از نظر آلاینده های NO2، CO2، CO، و CH4، پیش از کرونا (2019-2018) و حین کرونا (2021-2020) طی چهار فصل متفاوت سال است. همچنین با استفاده از روش همبستگی پیرسون و شبکه های عصبی RBF (شبکه عصبی تابع شعاعی پایه)، ارتباط بین دما و آلاینده ها بررسی شد. نتایج این مطالعه نشان داد که در کلان شهرهای تهران و اصفهان، میزان آلودگی هوا بیشتر از سایر مناطق است؛ همچنین میزان آلودگی در دوران کرونا در قیاس با پیش از کرونا، کاهش چشمگیری داشته است. افزون براینها نتایج حاصل از روش رگرسیون بیان کرد که افزایش دما با میزان آلودگی ارتباط معنی داری دارد (R2=0.981)؛ به گونه ای که در مناطق دارای آلودگی، میزان دما هم بیشتر بوده است. نتایج استفاده از روش RBF نیز حاکی از دقت بالای مدل در پیش بینی میزان آلودگی هوا بوده است (R2 = 0.85 ، RMSE = 0.08)؛ در نتیجه، این تحقیق بر نیاز به اقدامات جامع به منظور کاهش آلودگی هوا، به ویژه در مناطق بسیار آلوده، تأکید می کند.