سنجش از دور

در ژئومرفولوژی برای تفکیک و شناسایی واحدهای شکلی ، روش های متفاوتی وجود دارد. یکی از مهم ترین آن ها روش مبتنی بر نظریه سلسله مراتبی است. هدف اصلی در این مقاله شناسایی و تفکیک واحدهای شکلی زمین در پلایای گاوخونی و نمایش آن ها بر روی نقشه ژئومرفولوژی براساس روش سلسله مراتبی است. برای تهیه نقشه ژئومرفولوژی، ساخت لایه های رقومی از جمله نقشه ی واحدهای شکلی مناظر، نقشه ی اطلاعات مواد مادری، واحد شکلی زمین نما و واحدهای ارضی ضروری است. در این راستا با تکیه بر قابلیت سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور واحدهای ژئومرفیک منطقه ی مطالعاتی تفکیک و شناسایی شده؛ سپس براساس روش سلسله مراتبی روی نقشه ژئومرفولوژی نمادین گردید. پایگاه اطلاعاتی منطقه شامل نقشه های میان مقیاس توپوگرافی (1:25000، 1:50000)، نقشه زمین شناسی و تصویر ماهواره ای لندست 7 سنجنده ETM و... می باشد. طبق نتایج به دست آمده در این تحقیق، پلایای گاوخونی یک چشم انداز ژئومرفولوژی است. این چشم انداز متشکل از واحدهای شکلی مناظر، زمین نما و واحدهای ارضی است. با تهیه نقشه ژئومرفولوژی و شناخت واحدهای شکلی می توان گام مؤثری جهت ارزیابی قابلیت ارضی و شناخت مسایل مربوط به مدیریت محیط در سطح قلمروهای ژئومورفیک؛ از جمله منطقه مطالعاتی برداشت. هم چنین قابلیت سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور می تواند برای رسیدن به اهداف این تحقیق مفید باشد.

بندسارها،یکی از روش های سنتی متداول در مدیریت منابع آب و خاک نواحی بیابانی و نیمه بیابانی کشور است، که به منظوراستفاده بهینه از عوامل محیطی در متعادل کردن زیرساختهای طبیعی و اقتصادی بهره وری از زمین صورت می پذیرفته است. این تکنیک از قدیم الایام در نواحی واجد ریزش جوی محدود و عموما شدتی و برخوردار از توپوگرافی مساعد، متداول و مورد استفاده بوده است.این تحقیق با هدف استخراج خصوصیات فیزیکی بندسار و بستر جغرافیایی استقرار آن به منظور سنجش کارایی این تکینیک در مدیریت بهره وری بهینه از منابع آب و خاک صورت گرفته است. بدین منظور به کمک مدل رقومی ناهمواریها (DTM) تولید از داده راداری با دقت ارتفاعی 5 متر خصوصیات فیزیکی (ارتفاع تاج یا دیواره ، سطح اشغال، شیب محل استقرار و...) این سازه سنتی در نمونه های انتخابی (دشت بیرجند) استخراج شد. همچنین به کمک سری زمانی داده های سنجش از دوری اپتیکی اقدام به استخراج پارامترهای بافت ، شوری و رطوبت خاک در پهنه های تحت اشغال بندسارها گردیده یافته های به منظور سنجش کارایی این تکنیک با نواحی مجاور مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج تحقیق در بعد خصوصیات فیزیکی معرف استقرار بیش از 97 درصد بندسارها در عرصه های با شیب کمتر از 5 درجه و در مکانی خارج از محور اصلی مسیل است. همچنین یافته های تحقیق روشن ساخت که بافت خاک در عرصه های تحت اشغال بندسار سنگین تر از اراضی پیرامونی بوده که مقادیر آن با فاصله از مدخل ورودی آب رابطه معکوس دارد. یافته های حاصل از پردازش تصاویر موید تعدیل محسوس مقادیر شوری در بافت بهینه بندسار در مقایسه با نواحی پیرامونی است. افزایش شاخص NDVI در اراضی بندسار به نسبت اراضی پیرامونی موید فراهم آوری سطوح مناسب برای رشد گیاهان و رونق فعالیتهای زراعی در این عرصه است استقرار فضاهای تولید محصولات صنعتی (کوره های پخت آجر) در حاشیه نواحی واجد تراکم مناسب از بندساری به همراه تبیین تاثیر گذاری این سازه در افزایش جمعیت و پایدار سازی امکان حیات در این نواحی از دیگر یافته های تحقیق است.

برای رسیدن به توسعه پایدار شهری و همچنین تصمیم گیری بهتر برای جهت دهی توسعه در آینده، بازبینی دائمی فرآیندهای دینامیک شهری با توجه به توسعه در گذشته و پیش بینی آن در آینده، اجتناب ناپذیر است. هدف پژوهش حاضر، مدل سازی توسعه کلان شهر تهران با استفاده از مدل LCM در دوره 11 ساله 1385_1374 است. برای این منظور ابتدا، معیارهای موثر در این فرآیند از سازمان های مربوطه جمع آوری، آنالیز و آماده سازی شدند و نقشه های کاربری زمین از تصاویر ماهواره لندست با ضریب کاپای 765/0 برای هر نقشه استخراج گردید. سپس با استفاده از داده های اتوکد سازمان نقشه برداری و نقشه های موجود (2000/1) تا ضریب کاپای 885/0 بهبود داده شدند. در مرحله بعد صحت سنجی نقشه ها و آشکارسازی تغییرات صورت گرفت. نتایج آشکارسازی تغییرات با ضریب کاپای 85/91 % نشان می دهد که بیش ترین افزایش مساحت در مناطق ساخته شده (68/4603 هکتار) و بیش ترین کاهش مساحت در زمین باز (47/4561 هکتار) رخ داده است. بر مبنای این تغییرات، 11 متغیر مستقل به عنوان ورودی مدل انتخاب شده و سپس، پتانسیل تبدیل کاربری و پیش بینی برای سال 1396، با استفاده از روش MLP و زنجیره مارکوف، مدل سازی شدند. مقایسه نتایج پیش بینی با جدیدترین داده های زمینی و مطالعات گذشته نشان می دهد که نتایج تحقیق حاضر به واقعیت های زمینی نزدیک تر است. همچنین نقشه پیش بینی شده گویای این است که بیش ترین میزان توسعه در سال 1396 به ترتیب در بخش های غرب و شرق کلان شهر تهران رخ می دهند.

نیاز بشر به انرژی، پیوسته در حال افزایش و منابع انرژی فسیلی پایان پذیر در حال کاهش است. استفاده ی بی رویه از منابع سوخت فسیلی با آلوده ساختن محیط زیست؛ حیات را در کره ی زمین تهدید می کند و از طرف دیگر با توجه به صعب العبور بودن، و شرایط توپوگرافی نامساعد و عدم دسترسی برخی جاده های مناطق کوهستانی به شبکه ی برق سراسری و یا هزینه های زیاد اجرای این سیستم ها، انرژی خورشیدی به عنوان یکی از انرژی های تجدیدپذیر و رایگان از مهم ترین گزینه های جایگزین برای سوخت های فسیلی به شمار می آید. در این پژوهش کاربرد تصاویر ماهواره ای و GIS در امکان سنجی استفاده از انرژی خورشیدی برای تأمین سامانه های روشنایی بزرگراه زنجان – تبریز؛ با  استفاده از الگوریتم SEBAL مورد بررسی قرار گرفته است. در این مقاله از داده های طیفی سنجنده OLI  و داده های حرارتی سنجنده TIRS ماهواره لندست 8 در سال 2013 در مقیاس زمانی شش ماهه ( می تا اکتبر )، داده های DEM منطقه ی مورد مطالعه، نرم افزارهای Arc GIS ، ENVI و ERDAS IMAGINE استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که منطقه ی مورد مطالعه، به دلیل تنوع توپوگرافی از تابش خالص سطحی متنوع برخوردار است و امکان به کارگیری سیستم های فتوولتائیک خورشیدی جهت تأمین روشنایی بزرگراه زنجان – تبریز را تأیید می کند، و در بحث تعیین مهم ترین عامل مؤثر بر تابش خالص دریافتی، الگوریتم SEBAL بیش ترین همبستگی را با جهت شیب و کم ترین همبستگی را با ارتفاع دارد. 

تغییرات شدید آب و هوایی، کاهش نزولات آسمانی، افزایش دما و به دنبال آن افزایش تبخیروتعرق در دهه های اخیر باعث کاهش چشمگیر مساحت سطوح آبی شده است. در این بین، بررسی نوسان های سطح آب دریاچه ها، به منظور حفاظت آن ها به لحاظ اهمیت، ماهیت در سال های اخیر در بین کشورها در سطح ملی و منطقه ای جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات فیزیکی تالاب ارژن و روند پارامترهای اقلیمی و نیز ارتباط بین موارد یاد شده است. جهت نیل به هدف یاد شده، با استفاده از تصاویر ماهواره لندست و محاسبه شاخص NDWI مساحت دریاچه ها از سال ۱۹۸۶ تا ۲۰۱۸ محاسبه گردید. نتایج حاکی از کاهش مساحت در بازه ی زمانی موردمطالعه است. به طوری که تالاب ارژن از سال ۲۰۱۳ به صورت کامل خشک شده است. کمترین میزان بارش ثبت شده در این بازه در سال های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۰ به ترتیب با میزان ۱۲۷/۸۲ و ۱۰۶/۷۶ میلی متر است. میانگین دمایی در دوره مطالعاتی ۲۰۱۸-۱۹۸۶، ۱۹/۴۴ درجه سانتی گراد بوده و دما در این بازه با میزان ۰/۶ درجه سانتی گراد روند افزایشی را طی کرده است. در بین پارامترهای آب و هوایی مورد بررسی پارامتر بارش با ضریب همبستگی حدود ۰/۵۳ و تبخیر و تعرق پتانسیل با ضریب همبستگی حدود ۰/۴۳- همبستگی بیش تری با تغییرات مساحت دریاچه ها داشتند. جهت پیش نگری پارامترهای اقلیمی دما و بارش منطقه مورد مطالعه در دهه های آتی (۲۰۲۰-۲۰۵۰)  از مدل HadCM2 پروژه Cordex-WAS تحت دو سناریو RCP4.5 و RCP8.5 استفاده شد که نتایج بیانگر روند کاهشی بارش و افزایش دما است. از میان عوامل مورد بررسی در این پژوهش دو عامل اصلی، متوسط بارندگی سالیانه منطقه مورد مطالعه و تبخیر سالیانه در سال های اخیر به عنوان عواملی که بیش ترین تأثیر و همبستگی را با تغییرات فیزیکی تالاب داشتند، مدنظر قرار گرفته شد.

هدف: برنامه ریزی منابع آب در کشورهای مختلف جهان بر اساس پتانسیل منابع سطحی انجام می شود. هدف از پژوهش حاضر، تعیین تغییرات کاربری اراضی/ پوشش اراضی در حوزه سامیان اردبیل و نیز ارزیابی تغییرات ضریب رواناب در این حوضه است.روش و داده: در این پژوهش ابتدا کاربری اراضی برای چهار دوره زمانی از سال 1371 تا 1395 توسط نرم افزار ENVI به دست آمد. برای بررسی تغییرات کمی آب، 5 ایستگاه هیدرومتری و 32 ایستگاه باران سنجی در داخل حوضه انتخاب شد و ضریب رواناب ایستگاه های هیدرومتری به دست آمد. سپس برای تعیین معنی داری تغییر در داده های میانگین ضریب رواناب از آزمون واریانس یک طرفه و آزمون توکی استفاده شد.یافته ها: در سال های مورد مطالعه کاربری مرتع با 9/75 درصد کاهش بیش ترین تغییر را داشته است، همچنین کاربری کشاورزی آبی با 45/8 درصد افزایش، بیش ترین افزایش در کاربری را داشته است. کاربری مسکونی در تمام دوره ها افزایش داشته و نسبت به دوره اول 42/1 درصد افزایش دارد. کشاورزی دیم نیز با 3/29 درصد در دوره های مورد مطالعه با افزایش روبه رو بوده است. در همه ایستگاه های مورد مطالعه به جز ایستگاه نیر مقدار Sig کم تر از 0/05 بود که بیانگر وجود معنی داری در داده های مربوط به ضریب رواناب در ایستگاه های مورد مطالعه در طول دوره مطالعاتی است.نتیجه گیری: در ایستگاه های سامیان، آلادیزگه، آتشگاه و گیلانده تغییرات ضریب رواناب کاهشی بوده که به معنای کاهش دبی در رودخانه در طول دوره پژوهش است؛ ولی در ایستگاه نیر تغییر معنادار وجود ندارد.نوآوری، کاربرد نتایج: در مجموع نتایج می تواند در تحلیل کمی ارتباط تغییر کاربری اراضی و تغییرات ضریب رواناب سطحی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین می توان بر اساس میزان کاهش اراضی طبیعی، مقدار افزایش شدت رواناب و سیل خیزی را پیش بینی نمود. علاوه بر این، آمایش سرزمین و مدیریت اراضی و نیز اطلاع از میزان، شدت و تغییرات مکانی پتانسیل تولید رواناب پیش نیاز برنامه ریزی برای کنترل رواناب است.

بررسی مورفومتری یک حوضه آبخیز نقش بسیار مهمی در ساختار زمین دارد. روش های سنجش از دور ابزار مناسبی برای بررسی و استخراج شبکه آبراهه به شمار می آیند. یکی از روش های رایج برای استخراج شبکه آبراهه و بررسی مورفومتری حوضه آبخیز بهره گیری از مدل های رقومی ارتفاعی با قدرت تفکیک مکانی زیاد است. هدف از این پژوهش، استخراج شبکه آبراهه با استفاده از مدل های رقومی با قدرت تفکیک مکانی زیاد مانند آلوس و سنتینل -1 و مدل های رقومی با قدرت تفکیک مکانی متوسط مانند اس آر تی ام و تان دم ایکس است. به منظور تهیه مدل رقومی ارتفاعی سنتینل -1 از روش تداخل سنجی راداری استفاده شد. درنهایت، برای اعتبارسنجی دقت این مدل رقومی ارتفاعی از آلوس استفاده شد. نتایج نشان دهنده آن است که مدل رقومی ارتفاعی تهیه شده از سنتینل -1 با داده مرجع در این پژوهش (آلوس) دارای همبستگی حدود 99/0 که نشان دهنده قابلیت زیاد این مدل رقومی ارتفاعی در استخراج شبکه آبراهه است. نتایج استخراج آبراهه حاکی از آن است که دو مدل رقومی ارتفاعی با قدرت تفکیک مکانی زیاد سنتینل -1 و آلوس هرکدام تعداد 9 شبکه آبراهه را استخراج کردند؛ در حالی که مدل های رقومی با قدرت تفکیک مکانی متوسط اس آر تی ام و تان دم ایکس به ترتیب توانستند فقط 7 و 6 شبکه آبراهه را استخراج کنند. بررسی ها در این پژوهش نشان دهنده آن است که برای بهبود کیفیت مدل رقومی ارتفاعی سنتینل -1 باید پارامترهای خط مبنا و همچنین اختلاف زمانی بین دو تصویر قدیم و جدید در تداخل سنجی راداری بسیار موردتوجه پژوهشگران قرار گیرد.

یکی از اولویت های مهم وزارت جهاد کشاورزی، تهیه نقشه نوع محصول کشاورزی برای تخمین میزان سطح زیرکشت محصولات استراتژیک و برآورد سالیانه میزان تولید آنهاست. در دهه های اخیر، فناوری سنجش از دور به دلیل تهیه تصاویر و داده های به هنگام با تفکیک پذیری های متنوع مکانی، زمانی و طیفی و با بهره گیری از الگوریتم های یادگیری ماشین بهبودیافته در تخمین میزان سطح زیرکشت محصولات کارایی زیادی را نشان داده است. در پژوهش حاضر با استفاده از سری زمانی تصاویر ماهواره لندست-8 و الگوریتم های یادگیری ماشین پیشرفته یک چهارچوب تهیه نقشه نوع محصول کشاورزی مرودشت استان فارس ارائه شد. الگوریتم های به کار گرفته شده شامل الگوریتم درخت تصمیم، جنگل تصادفی، جنگل دورانی، ماشین بردار پشتیبان و آنالیز انحراف زمانی پویا بود. نتایج نشان داد که روش های آنالیز انحراف زمانی پویا و جنگل تصادفی نسبت به روش های دیگر کارایی بسیار بیشتری (با افزایش دقت کلی به میزان 10% تا 12% بیشتر) در تهیه نقشه نوع محصول کشاورزی منطقه مطالعه شده داشتند. همچنین، در این پژوهش قابلیت باندهای 2 تا 5 ماهواره لندست-8 در شناسایی کارا و مطمئن همه محصولات این منطقه با استفاده از روش های مذکور اثبات شد.

آب های سطحی به لحاظ ماهیّت پویای خود و همچنین گذر از مسیرهای مختلف،  به راحتی آلوده شده و در مدت کوتاهی، آلودگی را به محیط های دیگر منتقل می کنند. از دیدگاه های مختلف، پایش مداوم تغییر در کیفیت آب های سطحی مخصوصا زمانی که به پشت سدها منتهی می شوند، از نظر سلامت محیطی و انسانی، بسیار مهم است.  با توجه به اهمیت پایش مداوم کیفیت آب های سطحی منتهی  به آب های جمع شده در پشت سدها، در این مطالعه سعی شده است تا با استفاده از روش های مناسب، کیفیت آب های سطحی در حوضه رودخانه یامچی مورد مطالعه قرارگیرد. به منظور بررسی تغییرات در کیفیت آب های سطحی در محدوده فضایی(در مسیر رودخانه بالخلی چای تا سدّ یامچی) –زمانی(در بازه زمانی مطالعاتی 1390-1400)، از داده ها و اطلاعات سازمان ها،  نمونه های میدانی و همچنین از شاخص های مختلف، استفاده شد. برای بررسی کیفیت آب، از شاخص کیفی آب، شاخص برآورد ذرات معلق یعنی؛ SPM  (بر اساس داده های Landsat-8) و همچنین از شاخص تفاوت نرمال و اصلاح شده آب، یعنی  MNDWI(مشتق شده از تصاویر در محیط موتور گوگل ارث انجنین) برای دوره زمانی مورد مطالعه، استفاده گردید. در این مطالعه، برای بررسی تغییرات زمانی- فضایی کیفیت آب در دوره مطالعاتی از داده های کیفی (شامل : pH، EC، TDS، کدورت، Ca2+، DO، Mg2، Na+، Cl، HCO3، SO4،  نیترات، فسفات، BOD، COD، کلیفرم کل و کلیفرم مدفوعی) استفاده گردید. برای رسیدن به هدف مطالعه، از 18 پارامتر کیفی آب مانند : pH، EC، TDS، کدورت، Ca2+، DO، Mg2، Na+، Cl، HCO3، SO4، نیترات، فسفات، BOD، COD، کلیفرم کل و کلیفرم مدفوعی) استفاده شد. در پایان نیز نتایج با استفاده از امکانات سیستم اطلاعات جغرافیایی به صورت نقشه های پهنه بندی ارائه گردید. نتایج بررسی ها در محدوده سد یامچی اردبیل، نشان داد که پارامتر EC و TDS،  سختی، کلیفرم کل و DO از حد استاندارد تعیین شده سازمان بهداشت جهانی بالاتر است. بررسی شاخص کیفی آب (WQI) و استفاده از آنتروپی شانون نیز نشان داد که کیفیت آب محدوده مورد بررسی براساس طبقه بندی استاندارد جهانی در فصل مرطوب، مطلوب بوده ولی در فصل خشک نامطلوب است. همچنین بررسی نتایج ارائه شده در نقشه های تهیه شده با  استفاده از محاسبه شاخص SPM برای حوضه یامچی، بیانگر وجود مقدار بالای ذرات جامد معلق برای دوره مرطوب نسبت به دوره خشک در رودخانه یامچی می باشد. مقایسه بازه های زمانی نشان می دهد که مقدار تغییرات SPM در سال 1393 برای دوره مرطوب و در سال 1397 برای دوره خشک شدید تر است که دلیل آن می تواند متاًثر از عوامل طبیعی و انسانی در محدوده حوضه باشد. بررسی میزان کدورت نیز، بیانگر تغییرات شدید در دوره های مشابه است. بررسی ها همچنین نشان داد که پارامترهای مورد بررسی با شاخص SPM یا مقدار ذرات معلق، هم بستگی بالایی با یکدیگر دارند. بررسی روند تغییرات مقدار حاصل از به کارگیری شاخص MNDWI  نیز نشان داد که روند صعودی مقادیر منتج، منطبق بر دوره مرطوب و روند نزولی نیز منطبق بر دوره فصل خشک است و میزان این تغییرات در سطح حوضه در حدود 4 کیلومتر می باشد.

سابقه و اهداف: کیفیت هوای پاک، به منزله یکی از ضروری ترین نیازهای موجودات زنده، براَثر فعالیت های طبیعی و انسانی به مخاطره افتاده است. در سال های اخیر، طوفان های گردوغبار ازلحاظ مکانی و زمانی همواره درحال افزیش بوده و سبب آسیب های بی شمار درحوزه سلامت اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی، برای ساکنان مناطق جنوب و جنوب غرب ایران، شده است. در پژوهش حاضر، به منظور بررسی طوفان های گردوغبار و تشخیص عمق دید افقی، داده های سنجنده مادیس به کار رفته است. مواد و روش ها: از مزایای داده های سنجنده مادیس می توان به توان تفکیک طیفی و زمانی بالا اشاره کرد. همچنین داده های ایستگاه های هواشناسی با توجه به بازه زمانی مورد مطالعه جمع آوری شده است. پس از پیش پردازش داده ها و آماده سازی مشاهدات میدانی، به منظور استخراج ویژگی های مورد نیاز برای انجام دادن مدل سازی ها، ازطریق روش تفاضلی بین باندهای منتخب هر تصویر داده های سنجنده مادیس، به همراه ویژگی های استخراج شده از سنسورهای ایستگاه های هواشناسی زمینی استفاده شده است. با بررسی های بیشتر و ارزیابی های صورت گرفته و استفاده از دیدگاه های خبرگان هواشناسی، 36 ویژگی تفاضلی از باندهای گوناگون تصاویر مادیس و شش ویژگی از داده های ایستگاه های هواشناسی زمینی، یعنی درمجموع 42 ویژگی، استخراج شده است. در ادامه، ازطریق تکنیک های انتخاب ویژگی، بهترین ویژگی ها شناسایی و با به کارگیری روشی جدید با نام ML-Based GMDH، که حاصل بهبود شبکه عصبی GMDH ازطریق تغییر توابع جزئی با مدل های یادگیری ماشین است، برای تشخیص غلظت گردوغبار و دید افقی استفاده شد. برای دستیابی به دقت مناسب نیز ابرپارامترهای این مدل به صورت ابتکاری، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی TLBO، تنظیم شدند. در ادامه، روش های یادگیری ماشین Basic GMDH SVM، MLP، MLR، RF و مدل گروهی آنها نیز، برای مقایسه با رویکرد اصلی، اجرایی شد؛ طبق نتایج، روش ML-Based GMDH تنظیم شده با  TLBOبا ایجاد بهبود درقیاس با روش های یادگیری ماشین ذکرشده، دقت بهتری را در تشخیص غلظت گردوغبار فراهم کرده است. نتایج و بحث: روش SVM-PSO به منزله روش برتر در مرحله انتخاب ویژگی، روش RF به منزله روش برتر در میان روش های پایه دسته بندی و روش های Ensemble SVM و Ensemble RF به منزله روش های برتر در مرحله گروهی و دسته بندی انتخاب شدند. همچنین مشاهده شد، با استفاده از رویکرد گروهی، بهبود مطلوبی در تشخیص دسته دید افقی پدید آمد. در رویکرد دوم، روشی با عنوان ML-Based GMDH که حاصل بهبود شبکه عصبی GMDH ازطریق تغییر توابع جزئی با مدل های یادگیری ماشین است، استفاده شد که کاربرد آن در تقریب غلظت گردوغبار است. همچنین، برای دستیابی به دقت مناسب، ابرپارامترهای این مدل با الگوریتم بهینه سازی TLBO با دقت بسیار بالا تنظیم شدند. نتایج حاصل نشان دادند این روش، با ایجاد بهبود درمقایسه با بهترین روش های انتخابی از رویکرد اول، دقت مناسبی را در تقریب غلظت گردوغبار و عمق دید افقی فراهم کرده است.

سابقه و هدف: یکی از مهم ترین قدم ها به سمت توسعه پایدار حفاظت از تمامیت اراضی است؛ به طوری که سالیانه بخشی از اراضی، به دلایل متعدد، تغییر کاربری می یابند و خروج این گونه اراضی از مسیر تولید لطمات جبران ناپذیری درپِی دارد. ازآنجاکه شدت تغییر کاربری اراضی در استان مازندران، ازجمله جلگه هراز، به منزله یکی از مهم ترین مسائل زیست محیطی، در مقیاس های کلان زمانی و مکانی رخ می دهد، بارزسازی و پایش تغییرات کاربری به منظور شناخت اولیه و ارزیابی روند تغییرات آنها می تواند روشی مفید برای مدیریت و برنامه ریزی به شمار رود. با توجه به اینکه جلگه هراز، در دهه های اخیر، از بحران تغییرات مخرب کاربری اراضی در امان نبوده است، لزوم پایش، بارزسازی و روندیابی این تغییرات یکی از مهم ترین فاکتورهای مدیریتی در این منطقه محسوب می شود.مواد و روش ها: بررسی تغییرات کاربری اراضی نیازمند تلفیق لایه ها در بازه زمانی معین است. هدف این پژوهش بررسی تغییر کاربری های اراضی جلگه هراز از 1980 تا 2021 است. بر این اساس، برای سنجش تغییرات، از داده های لندست استفاده شد. با اعمال تصحیحات اتمسفری، هندسی و رادیومتری، عملیات بارزسازی تصاویر اجرا و با بهره گیری از روش طبقه بندی نظارت شده، الگوریتم حداکثر احتمال و اعمال توابع تحلیل مؤلفه مبنا، نقشه ها تولید شدند. نوع تغییرات کاربری از تابع تفاضل تصاویر شناسایی و صحت نقشه ها، با استفاده از آزمون صحت کلی و آماره کاپا، تعیین شد. نتایج و بحث: نتایج نشان داد، از 1980 تا 1990، چهار کیلومترمربع از مساحت اراضی جنگلی کاسته شد و مساحت مراتع نیز از 450 به 436 کیلومترمربع کاهش یافت. از سال 2000 تا 2010، مساحت اراضی جنگلی از 272 به 270 کیلومترمربع و مراتع نیز از 432 به 420 کیلومترمربع رسیده است. درنَهایت، طی سال های 2011 تا 2021، از مساحت اراضی جنگلی نُه کیلومترمربع و مرتع نیز پنج کیلومترمربع کاسته شده است. نتایج بررسی روند تغییرات کاربری های اراضی منطقه حاکی از آن است که مساحت اراضی جنگلی و مرتعی کاهش یافته و به مساحت اراضی کشاورزی و مناطق مسکونی افزوده شده است.نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده و اهداف تعریف شده، می توان اذعان کرد کاربری های منطقه، طی دوره آماری درنظر گرفته شده (2021-1980)، با تغییرات مساحت روبه رو بودند و تغییر محسوسی را نیز نشان دادند. بنابراین دخالت های عوامل انسانی نقش اصلی را در تغییرات کاربری اراضی دارد. این نتایج می تواند به برنامه ریزان، در شناخت عوامل مؤثر در تغییر کاربری و اتخاذ تصمیمات صحیح مدیریتی در سطوح گوناگون، کمک کند.

-چکیده:دمای سطح زمین (LST) یکی از معیارهای مهم در برنامه های کاربردی است و پایش دقیق زمانی و مکانی آن جهت مطالعات محیطی و مدیریت و برنامه ریزی امری ضروری محسوب می شود. با توجه به محدودیت هایی که در ایستگاه های هواشناسی برای تعیین این پارامتر ضروری وجود دارد، به کمک الگوریتم های مختلف و به کمک سنجنده های حاوی باندهای مادون قرمز حرارتی، می توان این پارامتر را در سطح گسترده ای تعیین کرد. دقت الگوریتم های مختلف تعیین دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر سنجش از دور، در مناطق مختلف و با استفاده از سنجنده های مختلف تغییر می کند و تاکنون الگوریتم مشخصی با دقت بالا برای تمام مناطق در نظر گرفته نشده است. در این مقاله هدف تعیین دمای سطح زمین با استفاده از الگوریتم های تک کاناله، پنجره مجزا، پلانک، تک پنجره و معادله انتقال تابشی و همچنین استفاده از روش ادغام الگوریتم های تعیین LST به صورت وزن دار و ساده است. در روش وزن دار، وزن هر روش به کمک الگوریتم های تصمیم گیری چندمعیاره TOPSIS و SAW مشخص شده است. همزمان با عبور ماهواره لندست8 از منطقه مورد مطالعه، دمای سطح زمین برای 25 نقطه برداشت شده است. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی ادغام الگوریتم های تعیین LST، از معیار آماری ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شده است تا مقایسه ای بین برداشت های زمینی و مقادیر محاسبه شده به وسیله الگوریتم ها انجام شود. نتایج نشان می دهد روش ادغام الگوریتم ها که ضریب هر الگوریتم با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره TOPSIS محاسبه شده است دارای بیشترین دقت است(RMSE=0.552oK). با استفاده از این الگوریتم ترکیبی، به روش های دارای دقت بیشتر وزن بیشتری تعلق می گیرد. از بین پنج الگوریتم به طور مجزا، الگوریتم تک کاناله دارای بیسترین دقت (RMSE=0.5623oK) و الگوریتم تک پنجره دارای کم ترین دقت می باشد (RMSE=1.0046ok).

پایش تغییرات آبی در سکونتگاه های انسانی و به ویژه روستایی به دلیل اهمیت و نقش حیاتی آن در پایداری و همچنین اثرگذاری آن بر محیط طبیعی روستا امری حیاتی است. پژوهش حاضر با بهره گیری از تصاویر چندطیفی و حرارتی لندست-5 و لندست-8 به بررسی اثر تغییرات حاصل از خشک شدن رودخانه زاینده رود بر دمای سطح زمین و پوشش گیاهی را در سال های 1990 تا 2023 پرداخته است. بدین منظور از دو شاخص تفاضلی نرمال شده آب (NDWI) و تفاضلی نرمال شده گیاه (NDVI)، دمای سطح زمین (LST) و هات اسپات (Hot Spot) استفاده و تغییرات آنها در سه سطح حریم رودخانه، محدوده یک کیلومتری رودخانه و سکونتگاه های روستایی بررسی شد. بر اساس نتایج، دو سال 2000 و 2008 به عنوان سال هایی که جریان رودخانه در آنها خشک تر از بقیه سال ها بوده شناسایی و سال های 1990، 2013، 2018، 2022 و 2023 نیز بعنوان سال های با جریان آب بیشتر شناسایی شدند. نتایج نشان داد در سال های خشک مقادیر NDWI و NDVI میل به مقادیر مثبت کوچک و در سال های تر میل به مقادیر منفی کوچکتر داشتند. همچنین سال های خشک دارای LST بیشتر بوده و مساحت بیشتری از کلاس های گرم دمایی را به خود اختصاص داده بودند. سال های خشک همچنین نسبت به سال های تر، دارای تعداد بیشتری از نقاط داغ نسبت به نقاط سرد بودند. نتایج حاصل از همبستگی بین پارامترها همچنین بیانگر ارتباط منفی بین LST با NDVI و NDWI در همه سال ها و ارتباط مثبت NDVI و NDWI در سال های خشک تر بود. همچنین همبستگی فاصله از رودخانه صرفا در سال 1990 با LST مثبت و با NDWI منفی و در زیر 100 متر معنادار بود. نتایج مطالعه حاضر به منزله زنگ خطری برای برنامه ریزی و مدیریت صحیح منابع آبی و رودخانه های کشور مفید است.

خورشید به عنوان منبع انرژی، سرآغاز حیات و منشأ تمام انرژی های دیگر شناخته شده است. تابش جهانی خورشید یکی از سازه های بنیادی هر گستره اقلیمی شمرده می شود. از این رو، شناخت ویژگی ها و نیز پیش بینی این سازه های اساسی، تاثیر زیادی در برنامه ریزی های وابسته به انرژی دارد. استفاده از تصاویر ماهواره ای و مدل های سنجش از دور به عنوان ابزاری مناسب و کم هزینه برای تخمین تابش خورشیدی، در سال های اخیر بوده است. جهت انجام این پژوهش، از تصاویر مربوط به سال 2020 ماهواره لندست 8 سنجنده OLI و سنجنده TIRS و الگوریتم سبال استفاده شد. از نرم افزارENVI جهت تصحیحات هندسی، اتمسفری و رادیومتریک تصاویر ماهواره ای و همچنین اجرای محاسبات مربوط به مدل سبال و از نرم افزار ArcGIS جهت ایجاد پایگاه داده، تحلیل های مکانی، عملیات کارتوگرافیکی و در نهایت پیاده کردن مدل استفاده گردید. نتایج حاصل نشان می دهد میانگین بیشترین تابش موج کوتاه ورودی به میزان 816 وات بر مترمربع در ژوئیه و کمترین مقدار در فوریه به میزان 302 وات بر مترمربع بوده است. این در حالی است که بیشترین مقدار تابش خالص در ژوئن به میزان در بازه 680-602 وات بر مترمربع با مقدار 32 درصد می باشد. تفاوت در مقدار تابش خالص رسیده به زمین در منطقه مورد مطالعه، ناشی از تفاوت زاویه تابش خورشید و تعداد ساعات آفتابی در ماه های مختلف سال است. در نهایت می توان نتیجه گرفت که تابش خورشیدی در منطقه، در سال مورد بررسی پتانسیل لازم برای اجرای طرح-های فتوولتائیک خورشیدی را دارا می باشد.

با توجه به اهمیت تبخیر- تعرق در چرخه هیدرولوژی و کاربردهای متنوع آن در علوم مختلف، محاسبه مقدار آن بویژه، تبخیر- تعرق واقعی از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اینکه فراوانی پوشش گیاهی یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر دمای سطح زمین است بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی خودهمبستگی فضایی دمای سطح زمین و تبخیر- تعرق در ارتباط با پوشش گیاهی در شهرستان مراوه تپه می باشد. با استفاده از پردازش داده ها در محیط Google Earth Engine در قسمت اول ، یک مجموعه داده مودیس با وضوح بالا و به صورت فصلی برای هر سال طی یک دوره زمانی بین سال های ، 2000، 2015،2010 و 2020 را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم. سپس تبخیروتعرق به کمک دیتاهای مودیس و روش-تورنت وایت با درنظرگرفتن ضریب رشد گیاهی محاسبه شده و با تبخیروتعرقی که از الگوریتم سبال بدست آمده، مورد مقایسه و بررسی قرار گرفتند.در همین راستا پیشبینی خشکسالی با استفاده از شاخص SPI (یک ماهه،سه ماهه،شش ماهه و دوازده ماهه) برای بازه زمانی 2015 تا 2044 نیز انجام گردید. پس از محاسبه تغییرات جهت شناسایی و کشف الگوها و روندهای موجود در داده های فضایی از نرم افزار ArcGis بهره گرفته شد. به جهت بهترین نتیجه و کمترین میزان خطا از روش میانیابی مجذور فاصله با پراکنش(Expotntial) و جهت انتخاب بهترین روش درونیابی از شاخص های آماری ریشه میانگین مربعات خطا RMS قدر مطلق خطا MAE استفاده گردید. نتایج نشان داد روش عکس فاصله به عنوان بهترین روش در میان روش های مورداستفاده برای برآورد تغییرات می باشد. نتایج این تحقیق مشخص کرد که در فصل بهار بالاترین درصد NDVI با پایین ترین میزان دما انطباق مکانی ندارد، به عبارت دیگر درصد شاخص پوشش گیاهی با درجه حرارت سطح زمین رابطه معکوس ندارد. در فصل تابستان بالاترین میزان درصد شاخص پوشش گیاهی از نظر مکانی با کم ترین میزان دمای سطح زمین انطباق مکانی کامل دارد. در فصل زمستان نحوه پراکنش الگوهای دمایی به دلیل نقش تعدیل کننده دمایی پوشش گیاهی با استفاده از ساز و کار تبخیر و تعرق در مقایسه با سایر فصول کاملا متفاوت است.

هدف این تحقیق آشکارسازی تغییرات کاربری و تخریب پوشش جنگلی و اثرات آن بر فرسایش خاک، در حوضه آبریز قلعه رودخان می باشد. بدین منظور ابتدا تغییر کاربری های صورت گرفته بین سال های 1371 تا 1402 با استفاده از تصاویر لندست و تکنیک طبقه بندی شی گرا استخراج شد و به کلاس های (کشاورزی، جنگل، مرتع، عوارض آبی و مسکونی) طبقه بندی شدند. در مرحله بعد، با شناسایی عوامل مؤثر در فرسایش منطقه و تهیه لایه های اطّلاعاتی هر معیار در GIS، استانداردسازی لایه ها با استفاده از تابع عضویت فازی، وزن دهی معیارها با استفاده از روش کرتیک و مدل سازی نهایی با استفاده از روش تحلیل چند معیاره مارکوس انجام شد. بررسی تغییرات کاربری حوضه نشان می دهد که پوشش جنگلی در سال 1371، با وسعت 17/222 کیلومترمربع ، بیشترین مساحت را در بین کاربری ها داشته که در سال 1402 وسعت آن به 03/205 کیلومترمربع کاهش یافته است. همچنین با نظر به نتایج حاصله؛ کاربری مسکونی با افزایش 17/27 کیلومترمربعی، بیشترین تغییر را در طول بازه زمانی 30 ساله مورد مطالعه داشته است. با توجه به نقشه پهنه بندی فرسایش نیز به ترتیب؛ مساحت طبقه با پتانسیل فرسایش بسیار زیاد و زیاد از 04/18 و 05/31 درصد در سال 1371 به 52/22 و 34/32 درصد در سال 1402، افزایش پیدا کرده است. با توجه به نتایج به دست آمده می توان، کاهش پوشش جنگلی و تبدیل آن به مناطق مسکونی، اراضی کشاورزی و مراتع، همچنین؛ تبدیل اراضی کشاورزی به مناطق مسکونی و افزایش کاربری مسکونی و زراعی در حریم و بستر رودخانه ها، را مهّم ترین عوامل دخیل در افزایش پتانسیل فرسایش خاک حوضه، دانست.

بررسی و پایش پدیده بیابان زایی در منطقه های خشک و نیمه خشک باتوجه به افزایش روزافزون این پدیده، یکی از نگرانی های اساسی جوامع و دولت های درگیر مسئله بیابان زایی است. ازطرفی شناخت مناطق در معرض خطر پدیده بیابان زایی جهت مدیریت و کنترل این پدیده در کمترین زمان ممکن و حداقل هزینه از ضروریات است. هدف از این مطالعه، تهیه نقشه شدت بیابان زایی در دشت مراد آباد سراوان با استفاده از مدل Albedo-NDVI است. این روش بر مبنای سنجش از دور استوار است. برای تهیه دو شاخص مورد اشاره پس از تصحیحات لازم بر روی تصاویر ماهواره ای لندست 8 دو شاخص Albedo و NDVI در نرم افزار Erdas Imaging استخراج گردید. برای بررسی رابطه بین دو شاخص مورد بررسی تعداد 200 پیکسل متناظر از هر شاخص انتخاب و رگرسیون خطی بین آنها تشکیل گردید. بر اساس ضریب شیب خط حاصل از رگرسیون خطی، معادله تعیین شدت بیابان زایی بدست آمد و بر اساس ضریب شکست طبیعی جنکس نقشه شدت بیابان زایی تهیه شد. همچنین برای ارزیابی دقت مدل با مطالعات قبلی بر اساس مدل میدانی IMDPA یک ماتریس بهم ریختگی بین 100 نقطه متناظر تشکیل گردید. نتایج حاصل از رگرسیون خطی بین دو شاخص NDVI و Albedo نشان داد که این دو شاخص با یکدیگر همبستگی منفی بالایی دارند (85/0- =R ). نتایج حاصل از طبقه بندی شدت بیابان زایی بر اساس این مدل نشان داد که 35درصد منطقه در کلاس خیلی شدید و تنها 5 درصد منطقه بدون تخریب قرار دارد. همچنین مقدار مقدار دقت مدل با ضریب کاپای معادل 58/0 بدست آمد، که بیانگر دقت خوب مدل می باشد.

ه دف این مطالعه، شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب ب رف در حوضه ی ش هرچای، با استفاده از دو مدل SRM و HEC-HMS است. بدین منظور، ابتدا با وارد کردن داده های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و پارامترهای لازم به مدلSRM ، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه سازی شد. در مدل HEC-HMS نیز پس از ایجاد مدل حوضه با نرم افزار HEC-GeoHMS در محیطGIS  و ایجاد مدل هواشناختی و واردکردن پارامترهای لازم مانند تلفات، روندیابی و ذوب برف شبیه سازی انجام شد. ضریب تعیین (R2) مدل SRM معادل 9/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 96/1 به دست آمد. از طرفی مدل HEC-HMS نیز با دقت رضایت بخش (ولی کمتر از SRM) شبیه سازی رواناب ناشی از ذوب برف را انجام داد. به طوری که ضریب تعیین ( R2) آن 85/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 1/2 درصد به دست آمد. صرف نظر از دقت بالای مدل SRM یکی از نقاط قوت مدل HEC-HMS، استفاده از داده های دما و بارش است؛ در صورتی که مدل SRM علاوه بر این پارامترها نیازمند داده های مساحت سطح پوشش برف است که از تصاویر ماهواره ای به دست می آید. نتایج نشان داد که مقدار کل رواناب در منطقه ی  مورد مطالعه با مدل SRM ، معادل 106×9/129 متر مکعب بود. در حالی که این رقم با مدل HEC-HMS معادل با 106×6/129 متر مکعب به دست آمد. با مقایسه ی  این ارقام با مقدار مشاهداتی (یعنی 106×4/132 متر مکعب) می توان نتیجه گرفت که عملکرد مدل SRM در مقایسه با مدل HEC-HMS نسبتأ خوب است.

آب های زیرزمینی به عنوان بخش مهمی از آب های تجدیدپذیر جهان به حساب می آیند. با افزایش جمعیت، گرایش به زندگی شهرنشینی و غیره، تقاضا برای این منابع روز به روز در حال افزایش است. امروزه استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تبدیل به یکی از ابزارهای قدرتمند و مقرون به صرفه جهت شناسایی و اکتشاف منابع آب زیرزمینی قابل دسترس شده است. هدف از این تحقیق نیز مشخص کردن نواحی بالقوه آب های زیرزمینی در منطقه ی مهدیشهر واقع در استان سمنان با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی می باشد. پارامترهایی که برای شناسایی نواحی بالقوه آب های زیرزمینی در نظر گرفته شده است عبارتند از واحدهای سنگ شناسی، خطواره ها، شیب، توپوگرافی، تراکم زهکشی، پوشش گیاهی و خطوط همباران که با استفاده از نقشه های توپوگرافی 1:50000، مدل ارتفاعی رقومی، تصویر ماهواره ایETM+، نقشه زمین شناسی 1:250000 و آمار باران سنجی ایستگاه های هواشناسی از طریق تکنیک های سنجش از دور و GIS به دست آمده اند. تمام لایه ها در کلاس های مختلف از طریق تحلیل سلسله مراتبی جهت تعیین نواحی بالقوه آب های زیرزمینی مورد وزن دهی قرار گرفته و پس از مدل سازی در محیط GIS، حوضه ی مهدیشهر از نظر نواحی بالقوه آب های زیرزمینی تقسیم بندی گردید. نتایج نشان داد که از بین 7 معیار مورد بررسی توسط نظرات کارشناسی و روش فرآیند تحلیل سلسله مراتبی، معیار سنگ شناسی و خطواره به ترتیب با اهمیت نسبی 33/0 و 22/0 دارای بیشترین اهمیت نسبی و ارجحیت بالا جهت پتانسیل یابی آب های زیرزمینی در منطقه می باشد. همچنین در منطقه مورد مطالعه آبرفت های کواترنری شامل تراس های قدیم و جدید و رسوبات رودخانه ای دارای بیشترین اهمیت نسبی و مطلوبیت و ذخایر تراسی و مخروط اف کنه های کوهپایه ای قدیمی مرتفع و جدی د کم ارتفاع به ع نوان مناطق بالقوه خوب آب های زیرزمینی محسوب می شوند.

استان چهار محال و بختیاری یکی از مناطق برفگیر کشور بوده و نزولات برفی آن نقش بسیار زیادی در وضعیت منابع آبی تأمین کننده ی آب منطقه مرکزی و جنوبی کشور دارد. در این پژوهش سعی شده است تا تغییرات سطوح پوشش برف در ارتفاعات زردکوه بررسی گردد. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای لندست TM و ETM+ در ماه های آوریل و سپتامبر در سال های 1991،2003 و 2011 استفاده گردید. نتایج نشان می دهد که سطوح پوشش برف در ارتفاعات زردکوه بختیاری طی دوره ی آماری (2011 نسبت به 1991) روندی کاهشی داشته است. برای بررسی روند تغییرات سال 1991 را سال مبنا قرار داده، که مقدار سطوح پوشش برف در ماه آوریل 1991 میلادی، 07/1758 کیلو متر مربع بوده، این مقدار پوشش در ماه آوریل در سال 2003 میلادی، به 43/1128 کیلومتر مربع رسیده، مساحت سطوح برف در آوریل 2011 میلادی 83/979 کیلومتر مربع بوده که نسبت به سال 1991 میلادی 24/778 کیلو متر مربع کاهش پیدا کرده است. مقدار سطوح پوشش برف در ماه سپتامبر 1991میلادی برابر با 86/802 کیلومترمربع بوده، مقدار این سطوح در ماه سپتامبر 2003 به 83/615 کیلومترمربع رسیده که از ماه سپتامبر سال 1191 تا سپتامبر 2003 میلادی 06/187 کیلومترمربع کاهش پیدا کرده، مساحت پوشش برف در ماه سپتامبر 2011 میلادی برابر با 83/601 کیلومتر مربع بوده که نسبت به ماه سپتامبر 2011 میلادی به 03/201 کیلومتر مربع کاهش پیدا کرده است.