مقاله پژوهشی
سامانه اطلاعات مکانی
قاسم آذری آرانی؛ علیرضا احمدی؛ کوثر آذری آرانی
چکیده
پیشینه و اهداف: در دهه‌های اخیر، تعامل پیچیده بین عوامل محیطی و سلامت عمومی توجه پژوهشگران، سیاستگذاران و دست‌اندکاران سلامت عمومی را به خود جلب کرده است. درک اینکه چگونه عوامل محیطی بر سلامت انسان تأثیر می‌گذارند، در مقابله با چالش‌های سلامت شهروندان بسیار مهم است. در سالهای اخیر، سامانه های اطلاعات مکانی (GIS) به عنوان ابزارهای ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: در دهه‌های اخیر، تعامل پیچیده بین عوامل محیطی و سلامت عمومی توجه پژوهشگران، سیاستگذاران و دست‌اندکاران سلامت عمومی را به خود جلب کرده است. درک اینکه چگونه عوامل محیطی بر سلامت انسان تأثیر می‌گذارند، در مقابله با چالش‌های سلامت شهروندان بسیار مهم است. در سالهای اخیر، سامانه های اطلاعات مکانی (GIS) به عنوان ابزارهای کاربردی در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته اند و امکان بررسی و تجزیه و تحلیل روابط پیچیده بین متغیرهای محیطی و سلامت را فراهم کردهاند. این سامانه ها ابزار مفیدی برای پهنه‌بندی بیماریها به شمار می‌روند و با توزیع مکانی برخی بیماریها میتوان به نتایج قابل توجهی رسید. نتایجی نظیر این که برخی از بیماریها با عوامل محیطی در ارتباط هستند. تشخیص عوامل محیطی در جهت درمان، پیشگیری و کاهش هزینه‌های بهداشتی و درمانی راهی در جهت توسعه سلامت میباشد. این مقاله به تجزیه و تحلیل مکانمند برخی عوامل محیطی مؤثر بر سلامت می پردازد تا بتوان راهکارهایی را برای پیشگیری از بروز عوامل بیماری زا در شهروندان را ارائه کرد.روشها: روش تحقیق انجام یک تجزیه و تحلیل مکانمند، شامل مراحل متعددی از جمله جمعآوری دادهها، پیش‌پردازش دادهها، تحلیل مکانی و ادغام با سیستم‌های پشتیبان تصمیم‌گیری است. جمعآوری دادههای کیفیت هوا، یکی از اصلی‌ترین بخش‌های این تحقیق است. کیفیت هوای تهران تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله انتشار آلایندهها توسط خودروها، واحدهای صنعتی و منابع طبیعی قرار دارد که میزان هریک با استفاده از شبکه ایستگاههای نظارت بر کیفیت هوا در سرتاسر شهر تهران اندازه گیری میشود. این مجموعه داده زمانی- مکانی ما را قادر میسازد تا روندها و تغییرات کیفیت هوا در مناطق مختلف تهران را بررسی کنیم. همچنین، اطمینان از دسترسی به آب سالم، یک جنبه اساسی در حوزه بهداشت عمومی است. بنابراین، جمعآوری دادههای کیفیت آب برای مطالعه ما بسیار حیاتی است پارامترهای مورد نظر شامل میزان اسیدی یا بازی بودن آب (pH)، شفافیت، میزان اکسیژن خواهی شیمیایی (COD)، میزان اکسیژن خواهی زیستی (BOD) و غلظت آلاینده‌های خاص مانند فلزات سنگین است. برای تحلیل بیماریهای واگیردار از جانوران از دادههای جمع آوری شده توسط مراکز بهداشت محلات استفاده شده است. پس از جمعآوری دادههای مورد نیاز، فرآیند تحلیل و پردازش دادهها جهت تجزیه و تحلیل مکانی آنها انجام میشود و بعد از انجام تحلیلهای مذکور، دادههای حاصل از مراحل مختلف تحقیق در GIS ادغام میشوند. این امر به ما امکان میدهد که دادههای مکانی را با یکدیگر ترکیب کرده تا ارتباطات میان عوامل محیطی و بیماریها را به صورت واضح‌تری نشان دهیم. این ادغام دادهها باید به صورت منظم و بادقت صورت گیرد تا نتایج تحلیل معتبر باشند. برای اجرای تحلیل‌ها و پردازش دادههای مکانی، از نرمافزار QGIS استفاده شد. علاوه براین، برای تحلیل آماری دادهها از کتابخانه‌هایPandas و NumPy در پایتون استفاده گردید.یافتهها: دادههای جمع‌آوری‌شده از ایستگاههای پایش کیفیت هوا به ما امکان داد تا نقشه های دقیق از غلظت آلایندهها و تغییرات مکانی آنها به دست آوریم. این نقشه ها در پایش ریسک‌های سلامت مرتبط با آلودگی هوا بسیار ارزشمند هستند. تجزیه و تحلیل دادههای کیفیت هوا غلظت‌های بالایی از مواد ذراتی PM2.5 و PM10 در مناطق با جمعیت متراکم را نشان داد. علاوه بر این، غلظتNO2 در نزدیکی معابر اصلی نشان‌دهنده سهم عمده وسائل نقلیه در تولید این گاز است. تجزیه و تحلیل کیفیت آب در تهران نشان داد که اختلافات معناداری در کیفیت آب مناطق مختلف وجود ندارد. . تجزیه و تحلیل دادههای بیماری، اطلاعات مهمی را در مورد ناقلین، زیستگاه‌ها و الگوهای رفتاری آنها در برداشت که منجر به درک جامعی از اکوسیستم بیماریهای واگیر شهر میگردد. تدابیر هدفمند در کنترل بیماریهای واگیردار در مناطق با ریسک بالا و آموزش به جامعه هدف برای کاهش ریسک بیماری ها ضروری است.نتیجه‌گیری: سلامت انسانها توسط عوامل مختلف محیطی و از جمله مکان زندگی آنان تحت تأثیر قرار می گیرد به گونه ای که می توان گفت مسائل مربوط به سلامت تقریباً همیشه ابعاد مکانی دارند. بررسی خصوصیات این مکانها (از جمله خصوصیات مردم شناختی و وجود عوامل خطر محیطی)، به منظور انجام مطالعات بسیار حایز اهمیت است نتایج این تحقیق نشان داد که GIS نقش ارزشمندی در بررسی و پیگیری روند شیوع و انتشار بیماری ها و سایر مسایل بهداشتی در طول دوره‌های زمانی و ارزیابی خطرات محیطی برای ساکنین یک منطقه دارد. به‌کارگیری GIS یکی از راهکارهای هشدار سلامتی به مردم در معرض خطر است. با مشخص نمودن مکان انتشار بیماری و نقاط آلوده شهر، مردم نسبت به محیط پیرامون خود آگاه‌تر شده، مسائل پیشگیری را بهتر درک خواهند نمود. همچنین با مشخص شدن مناطق پرخطر، هزینه ها و مصارف بهداشتی تعدیل میگردد زیرا سیاستگذاران و مدیران بهداشت و سلامت راهکارهای لازم برای پیشگیری و مقابله با شیوع این نوع بیماریها را به‌صورت هدفمند مورد توجه قرار خواهند داد.
مقاله مروری
راه و ترابری
محمد امین توتونچیان
چکیده
پیشینه و اهداف: رشد سریع شهرها یک پدیده جهانی است که در کشور ما هم این مسأله به یک چالش تبدیل شده است. عدم توسعه زیرساختهای شهری همزمان با گسترش شهرها به‌ویژه در بخش حمل و نقل مشکلات عدیدهای از جمله ترافیکهای سنگین و آلودگی هوا برای کلان شهرها ایجاد کرده است. هدف این تحقیق، ارائه راه‌حلی برای مقابله با چالش‌های پیش روی شهر ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: رشد سریع شهرها یک پدیده جهانی است که در کشور ما هم این مسأله به یک چالش تبدیل شده است. عدم توسعه زیرساختهای شهری همزمان با گسترش شهرها به‌ویژه در بخش حمل و نقل مشکلات عدیدهای از جمله ترافیکهای سنگین و آلودگی هوا برای کلان شهرها ایجاد کرده است. هدف این تحقیق، ارائه راه‌حلی برای مقابله با چالش‌های پیش روی شهر تهران در حوزه توسعه راههای شهری با استفاده از تجزیه و تحلیل مبتنی بر سامانه اطلاعات مکانی (GIS) و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری است تا بتوان با بهبود برنامه‌ریزی در ساخت و توسعه راههای شهری به یک توسعه پایدار در بخش حمل و نقل دست یافت. به همین منظور، شناخت وضعیت فعلی در برنامه‌ریزی برای توسعه راه در شهر تهران، شناسایی زمینه‌های بهبود و ارائه راه‌حل‌های مبتنی بر GIS بسیار حائز اهمیت است. این راه‌حل‌ها به بهینهسازی انتخاب مسیر، انجام ارزیابی‌های اثرات زیست محیطی، مدیریت هزینه‌های پروژه به صورت کارآمد و مدیریت مؤثر ریسک منجر میشوند.روشها: برای دستیابی به اهداف تحقیق، یک روش چند وجهی اتخاذ گردید. در ابتدا، جمعآوری دادههای مکانی مرتبط با شبکه راههای شهری از جمله شبکه‌های حمل و نقل، پارامترهای محیطی و زیرساختهای راههای موجود انجام گرفت. سپس از فناوری GIS برای انجام تجزیه و تحلیل مکانی، بهینهسازی مسیر با استفاده از الگوریتم کوتاهترین مسیر دیکسترا (SPA) و ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی استفاده شد. سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری برای تسهیل اتخاذ تصمیم مبتنی بر داده در هر سناریو در تحلیل پروژه ساخت راه توسعه داده شدند. در نهایت، سناریوهای به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل مکانی با پروژههای عملیاتی ساخت راه مقایسه گردید.یافتهها: نتایج این تحقیق، ظرفیت قابل توجه تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی مبتنی بر GIS و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری در اصلاح برنامه‌ریزی برای توسعه ساخت راه در شهری تهران را نشان داد. این فناوریها از طریق انتخاب بهینه مسیر موجب میشوند تا ترافیک شهری تا 20% کاهش یافته و بهرهوری حمل و نقل شهری را بهبود بخشند. ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی هم نشان داد که استفاده از این روشها میتواند منجر به کاهش 36% اثرات مخرب از جمله آلودگی هوا شود. همچنین، ادغام ابزارهای مدیریت هزینه مبتنی بر GIS منجر به کاهش هزینه ساخت راه شد. شناسایی استراتژی‌های کاهش ریسک نیز از طریق تجزیه و تحلیل مکانی موفقیت پروژه را از لحاظ زمان‌بندی و هزینه کرد تضمین میکند و در نهایت، به رضایت شهروندان منجر میگردد.پیشینه و اهداف: رشد سریع شهرها یک پدیده جهانی است که در کشور ما هم این مسأله به یک چالش تبدیل شده است. عدم توسعه زیرساختهای شهری همزمان با گسترش شهرها به‌ویژه در بخش حمل و نقل مشکلات عدیدهای از جمله ترافیکهای سنگین و آلودگی هوا برای کلان شهرها ایجاد کرده است. هدف این تحقیق، ارائه راه‌حلی برای مقابله با چالش‌های پیش روی شهر تهران در حوزه توسعه راههای شهری با استفاده از تجزیه و تحلیل مبتنی بر سامانه اطلاعات مکانی (GIS) و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری است تا بتوان با بهبود برنامه‌ریزی در ساخت و توسعه راههای شهری به یک توسعه پایدار در بخش حمل و نقل دست یافت. به همین منظور، شناخت وضعیت فعلی در برنامه‌ریزی برای توسعه راه در شهر تهران، شناسایی زمینه‌های بهبود و ارائه راه‌حل‌های مبتنی بر GIS بسیار حائز اهمیت است. این راه‌حل‌ها به بهینهسازی انتخاب مسیر، انجام ارزیابی‌های اثرات زیست محیطی، مدیریت هزینه‌های پروژه به صورت کارآمد و مدیریت مؤثر ریسک منجر میشوند.روشها: برای دستیابی به اهداف تحقیق، یک روش چند وجهی اتخاذ گردید. در ابتدا، جمعآوری دادههای مکانی مرتبط با شبکه راههای شهری از جمله شبکه‌های حمل و نقل، پارامترهای محیطی و زیرساختهای راههای موجود انجام گرفت. سپس از فناوری GIS برای انجام تجزیه و تحلیل مکانی، بهینهسازی مسیر با استفاده از الگوریتم کوتاهترین مسیر دیکسترا (SPA) و ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی استفاده شد. سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری برای تسهیل اتخاذ تصمیم مبتنی بر داده در هر سناریو در تحلیل پروژه ساخت راه توسعه داده شدند. در نهایت، سناریوهای به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل مکانی با پروژههای عملیاتی ساخت راه مقایسه گردید.یافته ها: نتایج این تحقیق، ظرفیت قابل توجه تجزیه و تحلیل اطلاعات مکانی مبتنی بر GIS و سامانههای پشتیبانی تصمیم‌گیری در اصلاح برنامه‌ریزی برای توسعه ساخت راه در شهری تهران را نشان داد. این فناوریها از طریق انتخاب بهینه مسیر موجب میشوند تا ترافیک شهری تا 20% کاهش یافته و بهرهوری حمل و نقل شهری را بهبود بخشند. ارزیابی‌های اثرات زیست‌محیطی هم نشان داد که استفاده از این روشها میتواند منجر به کاهش 36% اثرات مخرب از جمله آلودگی هوا شود. همچنین، ادغام ابزارهای مدیریت هزینه مبتنی بر GIS منجر به کاهش هزینه ساخت راه شد. شناسایی استراتژی‌های کاهش ریسک نیز از طریق تجزیه و تحلیل مکانی موفقیت پروژه را از لحاظ زمان‌بندی و هزینه کرد تضمین میکند و در نهایت، به رضایت شهروندان منجر میگردد.نتیجه‌گیری: با استفاده از تجزیه و تحلیل مکانی مبتنی بر GIS و الگوریتم SPA، مسیرهایی با حداقل زمان سفر شناسایی شد که ترافیک را کاهش می‌دهند و کارایی حمل و نقل را افزایش می‌دهند. کاهش در زمان سفر، میتواند به افزایش بهرهوری و بهبود کیفیت زندگی شهروندان منجر شود. علاوه بر این، مسیریابی بهینه میتواند به کاهش مصرف سوخت و آلودگی هوا کمک کند. علاوه بر این، شاخص ارزیابی اثرات زیست محیطی (EIA) نمایانگر بهبود قابل توجه در پایداری زیست‌محیطی سناریوهایی بوده است که مبتنی بر تحلیل مکانی است. بدین ترتیب، کاهش سطوح آلودگی هوا و صدا و حفظ فضاهای سبز میتوانند به افزایش کیفیت زندگی شهروندان کمک کنند. علاوه بر این، کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی میتواند به رشد و توسعه بلندمدت شهر کمک کند. از طرف دیگر، با شناسایی ریسک ظرفیتی در مرحله برنامه‌ریزی، مدیران پروژه میتوانند منابع را به طور مؤثرتر تخصیص دهند و اقداماتی را برای پیشگیری از تأخیرها و افزایش هزینه‌ها اجرا کنند.
مقاله مروری
ژئودزی
سید امین قاسمی خالخالی
چکیده
پیشینه و اهداف: اساس و پایه علم مکان‌یابی و نقشه برداری زمینی، دانش ژئودزی میباشد. ریشه یونانی کلمه ژئودزی به معنای تقسیم کردن زمین است که نشان میدهد ژئودزی از نظر تاریخی با تهیه نقشه، تجزیه و تحلیل وضعیت زمین و دادههای مکانی، ارتباط نزدیکی دارد. امروزه، دانش ژئودزی درباره مجموعه قواعدی که در ارتباط با ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: اساس و پایه علم مکان‌یابی و نقشه برداری زمینی، دانش ژئودزی میباشد. ریشه یونانی کلمه ژئودزی به معنای تقسیم کردن زمین است که نشان میدهد ژئودزی از نظر تاریخی با تهیه نقشه، تجزیه و تحلیل وضعیت زمین و دادههای مکانی، ارتباط نزدیکی دارد. امروزه، دانش ژئودزی درباره مجموعه قواعدی که در ارتباط با اندازه‌گیری و نمایش زمین در یک فضای سه بعدی که با زمان تغییر میکند، بحث میکند. این دانش، نقش کلیدی در کاربردهای مختلف علمی، مهندسی و مسائل مرتبط با مسائل ناوبری دارد. در این مقاله، مروری بر کاربردهای نوین ژئودزی در حوزه ناوبری و پایش زمین خواهیم داشت و اینکه چگونه این پیشرفت‌ها بر زیرساخت جهانی دانش اطلاعات مکانی و تحقیقات علمی مرتبط تأثیرگذاری دارند.روشها: در سالهای اخیر، سامانه موقعیت‌یابی ماهوارهای جهانی (GNSS) با افزایش دقت و دسترسی عمومی به مکان‌یابی موجب تحولی اساسی در ناوبری دقیق، از جمله ناوبری خودروهای خودران، گردید. تعیین میدان گرانش زمین، یک جنبه اساسی دیگر از ژئودزی است که همگام با توسعه برنامههای فضایی، پیشرفت‌های قابل ملاحظهای در این عرصه وجود داشته است. مأموریت‌های ماهوارهای پیشرفته مانند GRACE-FO توانمندی بی‌سابقه‌ای را در افزایش دقت مدلهای میدان گرانش زمین فراهم کردهاند. این مدلها برای درک فرآیندهای پویای زمین، از جمله افزایش سطح دریا، تعادل جرمی لایه‌های یخی و دینامیک داخلی زمین، استفاده میشوند. در این میان، به‌کارگیری یک چارچوب استاندارد برای اتصال مشاهدات ژئودزی در سراسر جهان یک امر ضروری است که بدین منظور از چارچوبهای مرجع زمینی (TRFs) استفاده میشود. توسعه چارچوب مرجع زمینی بین‌المللی (ITRF) که آخرین نسخه آنITRF2023 است نشانهای از تلاش‌های مشترک جهانی برای افزایش دقت و قابلیت اعتماد در تحقق چارچوبهای مبنا برای یکدست کردن مشاهدات ژئودزی است.یافتهها: سامانهGNSS توانایی موقعیت‌یابی با دقت مکانی خیلی بالا را فراهم کرده است. یافتهها نشان داد که GNSS میتواند با دقت سانتیمتر تعیین موقعیت کند. همچنین، ناوبری با استفاده از فناوریGNSS ، رشد روزافزونی داشته و گیرندههای GNSS در صنایع هوانوردی، دریانوردی و حمل و نقل نقش حیاتی بازی میکنند. این سامانه ناوبری برای خلبانان اطلاعات دقیقی در مورد موقعیت، سرعت و جهت هواپیماها فراهم میکند که به کنترل پرواز دقیقتر و پاسخ سریع‌تر در مواقع اضطراری کمک میکند. صنعت دریانوردی نیز از طریق به‌کارگیری GNSS تغییرات گستردهای کرده است. امروزه، کشتی‌های مختلف برای مسیریابی و جلوگیری از خطرات احتمالی برای برخورد به سایر شناورها به گیرندگان GNSS نیاز دارند. همچنین، فناوری GNSS در بخش حمل و نقل برای مدیریت ترافیک شهری و بین شهری، بهینهسازی شبکه‌های حمل و نقل، کاهش زمان سفر و بهبود کارایی سامانه حمل و نقل نقش اساسی دارد. علاوه بر این، نقشGNSS در مدیریت سوانح طبیعی بسیار ارزشمند است. همچنین، اندازه‌گیری‌های میدان گرانش زمین با استفاده از مأموریت‌های ماهوارهای مانند GRACE-FO به درک بهتر تغییرات آب و هوایی زمین کمک کرده است. این مأموریت‌ها تغییرات توزیع جرم در سطح زمین را رصد میکنند و امکان پایش پدیده‌هایی مانند ذوب یخچالهای قطبی و جابجایی منابع آب زیرزمینی را فراهم میکنند. این اطلاعات برای ارزیابی تأثیرات تغییرات اقلیمی بسیار کاربردی هستند. دادههای دقیق گرانش سنجی ماهوارهای توانایی پایش تغییرات ارتفاعی سطح دریا را دارند. با پایش تغییرات در جرم اقیانوس، دانشمندان میتوانند پیشبینیهای دقیق‌تری در مورد تغییرات ارتفاعی سطح دریاها ارائه دهند. این اطلاعات برای مدیریت سکونتگاههای ساحلی و سیاست‌گذاری برای مدیریت سواحل ضروری است. در نهایت، این اندازه‌گیری‌ها به دانشمندان کمک میکنند تا ساختار داخلی زمین از جمله حرکات تکتونیکی صفحات را بهتر درک کنند. کمی‌کردن حرکت تکتونیکی صفحه برای درک ساختار داخلی و رفتار صفحات تکتونیکی مهم است که شامل روابط این فرآیندها با زلزله و فعالیتهای آتشفشانی است.نتیجه‌گیری: سامانههای GNSSبعنوان یکی از پایههای اصلی ژئودزی ماهوارهای توانایی ما را در ناوبری و موقعیت‌یابی دقیق بر روی سطح زمین با دقت قابل قبولی افزایش دادهاند. دستیابی به دقت سانتیمتری در ناوبری در صنایع مختلف از جمله حمل و نقل، کشاورزی و مدیریت سوانح طبیعی کاربرد دارد. تعیین میدان گرانش برای پایش تغییرات محیطی حیاتی هستند و اطلاعات مورد نیاز برای درک تغییرات اقلیمی را فراهم میکنند. وجود چارچوبهای مرجع زمینی یکی از مبانی اندازه‌گیری‌های ژئودزیک هستند. این چارچوبها امکان همکاریهای بین‌المللی در زمینههایی که نیاز به اندازه گیری در یک چارچوب واحد جهانی دارد را فراهم میکنند. از آن‌جا که ژئودزی نیز مانند سایر علوم اطلاعات مکانی به توسعه فناوری وابسته است، لذا در آینده تغییر روشهای تعیین موقعیت دقیق و ناوبری دور از انتظار نخواهد بود.
مقاله پژوهشی
جغرافیا
مطهره کلبادی نژاد؛ رحیم سرور
چکیده
پیشینه و اهداف: در جهان امروز، شهرها به عنوان مراکز اصلی فعالیتهای اجتماعی و اقتصادی جامعه، توجه فراوانی به خود جلب کردهاند. این تحقیق، به منظور ارتقاء توسعه شهری و بهبود کیفیت زندگی شهروندان، به بررسی کاربری اراضی در شهر تهران، به عنوان پایتخت ایران و یکی از شهرهای پرجمعیت و پرفشار، میپردازد. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی توزیع ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: در جهان امروز، شهرها به عنوان مراکز اصلی فعالیتهای اجتماعی و اقتصادی جامعه، توجه فراوانی به خود جلب کردهاند. این تحقیق، به منظور ارتقاء توسعه شهری و بهبود کیفیت زندگی شهروندان، به بررسی کاربری اراضی در شهر تهران، به عنوان پایتخت ایران و یکی از شهرهای پرجمعیت و پرفشار، میپردازد. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی توزیع کاربری‌های مختلف در سطح شهر تهران و تحلیل نقدهایی است که به نیازها و استانداردهای شهری پاسخ نمیدهند. این مطالعه، به ویژه به مسائل تعداد مناسب کاربری‌ها در مناطق مختلف شهر تهران و نقش کاربری تفریحی در توسعه شهری پرداخته است. با تأکید بر اهمیت تنظیم مناسب کاربری اراضی و تطبیق آن با نیازها و استانداردهای شهری، این تحقیق به عنوان یک ابزار مؤثر برای افزایش بهرهوری شهری و بهبود شرایط زندگی در تهران مورد استفاده قرار می‌گیرد.روشها: برای اجرای این تحقیق جامع، ابتدا شهر تهران به مناطق مختلف تقسیم گردید و متفاوت‌ترین کاربری‌ها در هر منطقه به دقت مورد بررسی قرار گرفت. این تقسیمات مناطق جهت ایجاد تصویر دقیق‌تری از نیازهای ویژه هر قسمت از شهر برای توسعه و بهرهوری، مدنظر قرار گرفت. با بررسی توزیع کاربری‌ها در سراسر شهر، میزان فراوانی هر کاربری در سطح کلان شهر اندازه‌گیری شد. بر اساس این اطلاعات، تحلیل دقیقی از توزیع کاربری‌ها با استفاده از استانداردهای شهری انجام شد. از این استانداردها به عنوان معیارهای ارزیابی استفاده شده و نقدهایی که نشان می‌دهند کجا استانداردها پاسخگو نیستند، مورد بررسی قرار گرفت. این رویکرد تحلیلی، امکان فهم بهتری از نقاط قوت و ضعف در توسعه شهری فراهم کرده است. با بهره‌گیری از این روش، به نحو بهینه‌تری توزیع کاربری اراضی شهری ارزیابی گردید و به ارائه پیشنهادهایی جهت بهبود و بهینهسازی این توزیع پرداخته شد. این اطلاعات، به تصمیم‌گیران شهری و برنامه‌ریزان این امکان را میدهد که تصمیمات مبتنی بر شواهد دقیق‌تری در زمینه توسعه شهری اتخاذ کنند و جهت بهبود کیفیت زندگی شهروندان را هدایت کنند.یافتهها: نتایج این تحقیق، نقاط ضعفی در توزیع کاربری‌های اراضی در شهر تهران را آشکار کردهاند که نیاز به بهبود و تنظیم دقیقتر در مناطق خاص دارد. به ویژه، مناطق 7، 10، 13، 14، 16 و 17 به عنوان مناطقی ذکر شده‌اند که به تنظیم دقیقتر کاربری اراضی نیاز دارند. این اطلاعات مهم به تصمیم‌گیران شهری و برنامه‌ریزان این امکان را میدهد تا بهبودی فوری در تدابیر توسعه شهری ایجاد کنند. به علاوه، نتایج حاکی از این است که کاربری تفریحی در داخل شهر نیاز به توجه بیشتری دارد. این نکته، نشان دهنده عدم تطابق کافی کاربری‌ها با استانداردهای شهری و نیازهای جامعه است. توسعه مناطق تفریحی در داخل شهر میتواند بهبودی ملموس در کیفیت زندگی شهروندان ایجاد کند و به ایجاد محیط‌های سبز و فعالیتهای تفریحی کمک کند. این تحقیق، نشان دهنده لزوم بررسی دقیقتر و اصلاح توزیع کاربری‌های اراضی در شهر تهران است.نتیجه‌گیری: این تحقیق، به عنوان یک ابزار مفید برای تصمیم‌گیران و برنامه‌ریزان شهری در توسعه و بهبود کیفیت زندگی شهروندان تهران مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج به‌دست آمده از مطالعه، نشان می‌دهند که تنظیم بهینه کاربری اراضی و توجه به نیازهای شهری میتواند به توسعه پایدار و بهبود شرایط زندگی در شهر تهران کمک کند.
مقاله پژوهشی
فتوگرامتری
مرتضی حیدری مظفر؛ سید عادل حسینی
چکیده
پیشینه و اهداف: در دهه‌های اخیر، علوم ژئوماتیک پیشرفت چشمگیری کرده و این پیشرفت‌ها، ناشی از ابزارهای پیشرفته اندازه‌گیری و تکنولوژی‌های نوآورانه در زمینه اخذ دادههای هندسی و مکانی است. در این زمینه، لیزراسکنرهای همراه به عنوان ابزاری اساسی و کارآمد معرفی شده‌اند که قابلیت انجام اندازه‌گیری دقیق و سریع اشیاء و محیط‌های مختلف ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: در دهه‌های اخیر، علوم ژئوماتیک پیشرفت چشمگیری کرده و این پیشرفت‌ها، ناشی از ابزارهای پیشرفته اندازه‌گیری و تکنولوژی‌های نوآورانه در زمینه اخذ دادههای هندسی و مکانی است. در این زمینه، لیزراسکنرهای همراه به عنوان ابزاری اساسی و کارآمد معرفی شده‌اند که قابلیت انجام اندازه‌گیری دقیق و سریع اشیاء و محیط‌های مختلف از جمله فضاهای شهری، را دارا هستند. این دستگاه‌ها به شکل خودکار تمامی جزئیات فضای شهری را به شکل ابرنقطه ثبت میکنند. برای استخراج اطلاعات هندسی ساختمان‌ها از درون این جزئیات، لازم است از روشهای بینایی ماشین استفاده شود. در راستای دستیابی به مدلهای دقیق و قابل اعتماد از ساختمان‌ها، هنگام پردازش دادههای ابرنقطه، دنباله‌ای از عملیات پس‌پردازش اجرا میشود. یکی از مهمترین مراحل این پردازش‌ها، قطعه‌بندی ابرنقاط است. این مراحل انتقال دادههای ابرنقطه را به اطلاعات مفهومی‌تر و قابل تحلیل‌تر تبدیل میکنند. یکی از مسائل مهم در پردازش دادههای ابرنقطه، توانایی استخراج سطوح مسطح نماهای ساختمانی (دیوارها) است. این سطوح مسطح به عنوان اجزاء اساسی در مدلسازی و تحلیل وضعیت ساختمان‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. دقت در اطلاعات مرتبط با این سطوح مسطح، امکان تمایز دقیقتر و کامل‌تر بین اجزاء مختلف ساختمان‌ها را فراهم میکند. این امر در کاربردهای متعددی از جمله برنامه‌ریزی شهری، مدیریت ساخت و ساز، و تجزیه و تحلیل مصرف انرژی ساختمان‌ها اهمیت دارد.روشها: در این مقاله، برای استخراج سطوح مسطح از دادههای ابرنقطه از دو الگوریتم MSAC و G-DBSCAN استفاده شده است. این دو الگوریتم به صورت متوالی اجرا میشوند. به‌طوری‌که ابتدا محتمل‌ترین سطوح مسطح در فضای مطالعه با استفاده از MSAC استخراج شده و سپس به منظور جداسازی دیوارها از میان این سطوح مسطح از G-DBSCAN استفاده میشود. در این مقاله، از دستگاه لیزراسکنر همراه GeoSLAM ZEB-HORIZON برای اخذ دادهها استفاده شده است و محوطه‌ای که برای این منظور انتخاب شده، ساختمان‌های دانشکده مهندسی دانشگاه بوعلی سینا در همدان میباشد. دلیل انتخاب این محوطه وجود ویژگی‌هایی از جمله تنوع معماری، وجود نماهای غیرمسطح و مسطح، حالتهای مختلف قرارگیری دیوارها نسبت به هم با ابعاد مختلف، و چالش‌های مرتبط با معماری متنوع فضای اطراف ساختمان‌ها است.یافتهها: ارزیابی جامع این تحقیق، سه ساختمان مجزا را دربرمی‌گیرد. نتایج میانگین دقت (Precision) بالای 93 درصد را نشان میدهد که استخراج دقیق دادهها را تضمین میکند. به‌علاوه، نتایج به میانگین بازنمایی (Recall) بالای 94% دست یافته است، که اکثریت عناصر نما را به تصویر می‌کشد. در نتیجه، امتیاز F1(F1 score) مقدار متوسط 94% را به‌دست آورده است. این تحقیق، به پیشرفت در زمینه استخراج دقیق دادههای ساختمانی و مدلسازی معماری کمک میکند. البته، در مواجهه با ساختمان‌ها و محیط‌های پیچیده‌تر، الگوریتم با چالش‌هایی مواجه میشود. از جمله چالش‌هایی که میتوان به آنها اشاره کرد، ویژگیهای معماری متنوع ساختمان‌ها و موانع خارجی میباشد. برای مثال، در ساختمان‌های دارای درب‌ها و پنجره‌های شیشه‌ای بزرگ، این الگوریتم‌ها ممکن است دیوارهای داخلی را به اشتباه استخراج کنند. همچنین، وجود پوشش گیاهی متراکم در اطراف نما میتواند موانعی ایجاد کند که مانع از توانایی لیزراسکنر در برداشت کامل نما شوند.نتیجه‌گیری: نتایج، نشان میدهد الگوریتم به طور کلی توانسته عملکرد قابل توجهی در استخراج اطلاعات نمای ساختمان‌ها به خصوص در سناریوهای معماری چالش برانگیز ارائه دهد. این پیشرفت‌ها، امیدوارکننده‌اند و امکانات جدیدی را در حوزه تحلیل دادههای مکانی و مدلسازی ساختمانی ایجاد میکند. از این رویکرد نوآورانه، میتوان در کاربردهای مختلفی استفاده نمود و به توسعه مدلهای معماری مدرن و مبتنی بر داده کمک کرد.
مقاله پژوهشی
سامانه اطلاعات مکانی
سحر ابوللی؛ طلوع سیلاوی؛ جواد صابریان
چکیده
پیشینه و اهداف: صنعت نفت لااقل از زمان ملی شدن صنعت نفت در ایران، موتور محرک اقتصاد کشور ما بوده است. صنعت نفت بر تأسیسات نفتی متکی است و یکی از مهمترین تأسیسات نفتی که تقریباً در کل کشور وجود دارد، خطوط لوله است. شبکه گسترده خطوط لوله برای انتقال نفت از پایگاههای تولید به پالایشگاههای کشور و همچنین، فرآوردههای استخراج شده ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: صنعت نفت لااقل از زمان ملی شدن صنعت نفت در ایران، موتور محرک اقتصاد کشور ما بوده است. صنعت نفت بر تأسیسات نفتی متکی است و یکی از مهمترین تأسیسات نفتی که تقریباً در کل کشور وجود دارد، خطوط لوله است. شبکه گسترده خطوط لوله برای انتقال نفت از پایگاههای تولید به پالایشگاههای کشور و همچنین، فرآوردههای استخراج شده از پالایشگاهها تا مراکز مصرف، از اصلی‌ترین شریانهای حیاتی اقتصاد و صنعت هستند. محل عبور این خطوط لوله، یک مسأله مکانی است و از این‌رو، توسط سامانه اطلاعات مکانی (GIS) به بهترین شکل میتوان به آن پرداخت. روند مسیریابی دقیق و بهینه خطوط لوله از اهمیت خاصی برخودار است و باید به نحوی عملیاتی شود که بیشترین سازگاری را با ایده آلهای فنی و اقتصادی و کمترین تأثیر منفی را بر جامعه و محیط زیست داشته باشد.روشها: در این تحقیق، سعی شده تا موضوع تعیین مسیریابی خط لوله چند جانبه با در نظر گرفتن تعداد زیادی از معیارها، دادهها و اطلاعات فضایی و توصیفی شامل شیب زمین، پوشش گیاهی، جریان آب، گسل‌ها، مراکز مسکونی و جمعیتی، خطوط و خطوط لوله انتقال نیرو در منطقه، جادهها و غیره انجام شود. از آن‌جا که مجموعه گستردهای از شاخص‌های مرتبط با مسیریابی خطوط انتقال انرژی در مراجع پژوهشی و گزارش‌های اجرایی پروژهها وجود دارد که در این مقاله به عنوان اصلی‌ترین هدف این مجموعه وسیع تا حد امکان مورد بررسی قرار گرفته و طبقه‌بندی تخصصی روی آنها صورت گرفته است. در مرحله بعد، از GIS به عنوان چارچوبی برای ادغام اقلام متنوع اطلاعات مختلف استفاده شده تا با توجه به اهمیت تأثیر متفاوتی که هر یک از این شاخصها بر موضوع دارند امکان به‌کارگیری وزن‌های تأثیر متفاوت در برهمنهی شاخصها وجود داشته باشد. برای این کار از روش مرسوم فازی AHP فازی استفاده شده است.یافتهها: منطقه مطالعاتی مورد نظر این پژوهش، در منطقه شمالی استان خوزستان، بین دره ریگ و سبزاب است که در این پژوهش در سه سناریوی بهینه بودن اقتصادی، بهینه بودن زیست‌محیطی و در نظر گرفتن هردوی آنها مسیریابی خط انتقال نفت انجام شده است. نتایج حاصل شده، نشان داد که انتخاب بهترین مسیر در این کانال در مقایسه با خط انتقال موجود، منجر به کاهش 141 متری مسیر از طریق سناریوی اقتصادی، کاهش 635 متری مسیر از طریق سناریوی زیست‌محیطی و کاهش 586 متری مسیر از طریق سناریوی جامع شده که از دستاوردهای عملی پژوهش میباشند.نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق، به خوبی نشان داد که روشهای سنتی طراحی خطوط لوله نمیتوانند همه معیارهای مؤثر در طراحی مسیر خطوط لوله را در نظر بگیرند. در هر حال، کیفیت مسیرهای طراحی شده به کمک GIS بسیار به کیفیت اطلاعات مورد استفاده وابسته است و هرگونه نقص در اطلاعات ورودی میتواند به صورتی منجر به نتایجی در طراحی انجام شده گردد که کار را زیر سؤال ببرد. بنابراین، ضمن اتکا به توانمندی GIS باید دقت لازم را نیز در جمعآوری دادهها به خرج داد. یکی دیگر از قابلیتهای بارز شده در این تحقیق، توانایی در نظر گرفتن سناریوهای مختلف است. بنا بر همین توانایی، متولیان امر میتوانند با مشاهده نتایج سناریوهای مختلف و در نظر داشتن ملاحظات گوناگون، بهترین تصمیم را در مورد خط لوله مورد نظر اتخاذ نمایند.
مقاله پژوهشی
فتوگرامتری
رضا نعیمایی؛ عبادت قنبری پرمهر
چکیده
پیشینه و اهداف: فتوگرامتری بردکوتاه به ارائه مدل دقیق هندسی سهبعدی اشیاء با استفاده از تصاویری که از جسم اخذ شده میپردازد. امروزه، ایجاد مدلهای سه بعدی واقع‌بینانه و تجسم آنها متداول شده و روزبهروز محبوبتر میشود از طرفی، انتخاب درست نرمافزار مدلسازی در بردکوتاه همواره چالش‌برانگیز و مورد بحث متخصصان ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: فتوگرامتری بردکوتاه به ارائه مدل دقیق هندسی سهبعدی اشیاء با استفاده از تصاویری که از جسم اخذ شده میپردازد. امروزه، ایجاد مدلهای سه بعدی واقع‌بینانه و تجسم آنها متداول شده و روزبهروز محبوبتر میشود از طرفی، انتخاب درست نرمافزار مدلسازی در بردکوتاه همواره چالش‌برانگیز و مورد بحث متخصصان و محققان بوده و هست. ازاین‌رو، بررسی و ارزیابی مدلهای تولیدشده در نرمافزارهای مختلف، حائز اهمیت است. به علت فراگیر بودن نرمافزار Agisoft در میان مهندسان و محققان این حوزه، سعی شد تا در این تحقیق، پردازش تصاویر و مدلسازی در دو نسخه این نرمافزار با نامهای Photoscan و Metashape اجرا شوند. در تحقیقات صورت گرفته تا به امروز معیار بهینهسازی شبکه عکس‌برداری، برمبنای افزایش دقت مدلسازی بوده است، به همین جهت، برای بررسی و ارزیابی مدلهای سه بعدی تولیدی در دو نسخه این نرمافزار، سناریوهای متفاوتی برای طراحی شبکه عکس‌برداری تعریف شده و مدل سه بعدی تولیدی هر سناریو با یک مدل ریاضی به عنوان مدل مرجع مقایسه شدند. علاوه براین، در این پژوهش علاوه بر ارزیابی دقت مدل سه بعدی تولیدی، مدلسازی کامل در نرمافزار به‌صورت اجرایی در حالتهای مختلف با دو بافت متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اینکه بافت تصویر تأثیر مستقیم بر کیفیت ابرنقطه دارد، برای بررسی کیفیت ابرنقطه تولیدشده به روش فتوگرامتری لازم است تا نقش بافت تصویر به همراه هندسه شبکه تصویربرداری به‌طور دقیق مورد بررسی قرار گیرند. ازاین‌رو، علاوه بر بررسی وضعیت هندسی شبکه عکس‌برداری، بافت تصاویر به‌عنوان یک شاخص رادیومتریکی مورد ارزیابی قرارگرفته و تأثیر این دو عامل بر کیفیت ابرنقطه تولید شده بررسی‌شده است. درنتیجه تعداد بهینه تصویر با بافت مناسب برای ساخت یک مدل سهبعدی دقیق و باکیفیت تعیین شده است.روشها: برای مدلسازی یک شیء در روش فتوگرامتری بردکوتاه، تعدادی تصویر طبق شبکه از پیش طراحی شده از شیء مورد نظر اخذ شده و سپس، به کمک روش ساختار ناشی از حرکت (SfM)، ابرنقاط و مدل سهبعدی ایجاد میشود. اساس روش ساختار ناشی از حرکت، از نحوه ادراک اجسام توسط چشم انسان الگوبرداری شده است. روش ساختار ناشی از حرکت، امکان دستیابی سریع، خودکار و کمهزینه به دادههای سهبعدی را فراهم میسازد. این روش بهگونهای است که با استفاده از تصاویر متوالی پوششدار مربوط به یک شیء و پردازش تصویر، مدل سهبعدی دارای مختصات ایجاد میکند. پس از ساخت مدلهای سه بعدی بر مبنای سناریوهای تعریف شده در دو نسخه نرمافزار، در نرمافزار پردازش ابرنقطه Cloud Compare با ابرنقطه ریاضی (مرجع) مورد قیاس قرار گرفتند.یافتهها: یافتههای استفاده از تصاویر با بافت ساده حاکی از آن است که در نرمافزار Photoscan با افزایش تعداد تصاویر علاوه بر نویزی شدن ابرنقطه، میزان شباهت مدل ساخته شده به مکعب نیز، کاهش مییابد. بر اساس نتایج، بهترین مدل سهبعدی که شباهت زیادی با مکعب دارد مربوط به حالت چهارم (45 تصویر) با مقدار خطای 01/0 میلی‌متر است. در مورد نرمافزار Metashape بهترین مدل مربوط به حالت سوم (90 تصویر) با مقدار خطای 05/0 میلی‌متر است. از طرفی در حالات استفاده از تصاویر با بافت پیچیده، بهترین ابرنقطه مربوط به حالت چهارم (45 تصویر) با مقدار خطای 02/0میلی‌متر در نرمافزار Photoscan و حالت سوم (90 تصویر) با مقدار خطای 04/0 میلی‌متر در نرمافزار Metashape است. به طور کلی استفاده از شیء با بافت پیچیده موجب تناظریابی بهتر عوارض میشود. تصاویر با بافت پیچیده گرادیان‌های پیچیده و به دنبال آن جهت‌های گرادیان غیرهمسو تولید میکنند و در مقابل آن، تصاویر با بافت ساده گرادیان‌های یکسان تولید میکنند. در نتیجه، وجود گرادیان‌های پیچیده و غیرهمسو موجب به تناظریابی بهتر و پایدارتر و در نتیجه آن تولید نقاط گرهی و تراکم ابرنقطه متراکم بیشتر میشود.نتیجه‌گیری: نتایج، نشان داد که تعداد بهینه تصاویر و وجود بافت پیچیده تصویر تأثیر بسزایی در بهبود کیفیت ابرنقطه سهبعدی شیء دارند و با وجود عکسهای زیاد کیفیت مدل سهبعدی علی‌رغم صرف زمان پردازش زیاد افزایش نیافته و تنها موجب تراکم ابرنقطه شده که این افزایش تراکم به دلیل افزایش نویز در ابرنقطه است.
مقاله مروری
فناوری ماهواره
مجتبی ابوالقاسمی
چکیده
پیشینه و اهداف: زمین دارای یک اکوسیستم پیچیده است که تحت تأثیر فرآیندهای طبیعی و فعالیتهای انسانی قرار دارد و درک این فرآیندها یک ضرورت واقعی است. تغییرات محیطی از تغییرات اقلیمی تا کاهش منابع طبیعی، بر زندگی بشر، اقتصادها و رفاه نسل‌های آینده تأثیر می‌گذارد. بنابراین، نیاز به رصد جامع زمین هرگز تا این اندازه حیاتی نبوده است. ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: زمین دارای یک اکوسیستم پیچیده است که تحت تأثیر فرآیندهای طبیعی و فعالیتهای انسانی قرار دارد و درک این فرآیندها یک ضرورت واقعی است. تغییرات محیطی از تغییرات اقلیمی تا کاهش منابع طبیعی، بر زندگی بشر، اقتصادها و رفاه نسل‌های آینده تأثیر می‌گذارد. بنابراین، نیاز به رصد جامع زمین هرگز تا این اندازه حیاتی نبوده است. برای توجه به این ضرورت، برنامه کوپرنیکوس در اوایل دهه 2000 توسط سازمان فضایی اروپا ایجاد شد. هدف این برنامه، ایجاد یک سامانه عملیاتی برای نظارت بر زمین با دسترسی رایگان و آزاد به دادههای ماهوارهای با کیفیت بالا بود. ماهوارهای سنتینل، بعنوان هسته اصلی برنامه کوپرنیکوس، یکی از نمادهای پیشرفت بشریت در رصد زمین و پایش محیط زیست است. این مقاله به بررسی ماهوارهای سنتینل میپردازد و اهمیت، اصول اولیه و ویژگیهای منحصر به فرد هر یک از ماهوارههای سنتینل را نشان میدهد. ماهوارههای سنتینل نسبت به ماهوارههای نسل قبل از خود، به عنوان پلتفرم‌های عملیاتی منحصر به فرد محسوب میشوند.روشها: در این مقاله چارچوب اصلی برنامه کوپرنیکوس، مانند دسترسی آزاد به دادههای ماهوارهای، پوشش جهانی، پایداری عملیاتی، حسگرهای متنوع و چارچوب همکاری جهانی که کمک شایانی به پژوهشگران، سیاست گذاران و سایر بهره برداران دادههای ماهوارهای کرده، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مجموعه ماهوارهای سنتینل شامل ماهوارههای متعددی است که تصاویری در محدودههای طیفی مختلف، با پوشش جهانی و زمان دید مجددهای مختلف از زمین اخذ میکنند. این ماهوارهها پایداری عملیاتی دارند و نسل‌های جدیدی از ماهوارهها برای جایگزینی ماهوارههای قدیمی‌تر توسعه مییابند و به فضا پرتاب میشوند. هر ماهواره با حسگرهای خاص منطبق بر اهداف مأموریتی خود تجهیز شده است و این امکان را فراهم میکند که پایش خشکیها، اقیانوسها و جو کره زمین با بهترین ابزارهای ممکن از فضا صورت پذیرد.یافتهها: ماهواره سنتینل-1 که به حسگر راداری مجهز شده است میتواند در باند فرکانسی C و توانهای مکانی مختلف از 5 تا 40 متر تصویربرداری کند. همچنین، این ماهواره قادر است در هر شرایط آب و هوایی و در هر ساعت از شبانه و روز تصویربرداری میکند که برای بسیاری از کاربردها ارزشمند است. دقت دادههای سنتینل-1 در پایش تغییرات شکل سطح زمین، مدیریت بحران، مشاهدات یخهای قطبی و پایش اقیانوسها بسیار بالاست. این نقش حیاتی در آشکارسازی و پایش فرونشست زمین در مناطق شهری موجب میشود که در برنامه‌ریزی شهری و کمک به پیشگیری از بحران تاثیرگذار باشد. از سوی دیگر، ماهواره سنتینل-2 با حسگر چندطیفی، ابزار قدرتمندی برای مشاهدات زمین ارائه میدهد. با ثبت دادهها در یک محدوده طیفی گسترده در 13 باند طیفی از مرئی تا مادون قرمز موج کوتاه، این ماهواره توانسته است درک ما از ویژگیهای سطح زمین را عمیق تر کند. زمان دید مجدد این ماهواره امکان پایش محصولات زراعی و ارزیابی سلامت پوششهای گیاهی را فراهم کرده است. همچنین، توان تفکیک مکانی تصاویر ماهواره سنتینل-2 در برنامه‌ریزی شهری، پایش سلامت درختان و پایش سوانح طبیعی از جمله مانند آتش‌سوزی و سیل عامل مؤثری است. علاوه بر این، عرض گذر بالای این ماهواره به پوشش کارآمد مناطق وسیع کمک میکند و بهرهوری آن در پایش محیط زیست را افزایش میدهد .نتیجه‌گیری: برنامه کوپرنیکوس به چندین اصل کلیدی مشخص شناخته میشود که موفقیت آنها را تضمین کرده است. این اصول شامل دسترسی آزاد به دادهها، پوشش جهانی، پیوستگی عملیاتی، حسگرهای متنوع و چارچوب همکاری جهانی است. اصل دسترسی آزاد این اطمینان را به عموم کاربران اعم از پژوهشگران، سیاستگذاران و شرکت‌های تجاری داده است که یک جریان پیوسته از تصاویر ماهوارهای پشتیبان فعالیتهای آنها خواهد بود. برنامه کوپرنیکوس با منظومهای از ماهوارهها پوشش جهانی با زمان دید مجدد مطلوب را تضمین میکند. پیوستگی عملیاتی این برنامه موجب شده است تا نسل‌های جدید از ماهوارهها برای جایگزینی نسل‌های قدیمی توسعه داده و پرتاب شوند، تا جریان مستمر دادهها به طور مداوم تضمین شود. هر ماهواره سنتینل با حسگرهای خاصی که به منظور اهداف مأموریتی خود طراحی شده، تجهیز شده است و این امکان را فراهم میکند که زمین، اقیانوسها، جو و موارد دیگر را نظارت کند. باتوجه به ویژگیهای برنامه کوپرنیکوس، ماهوارههای سنتینل دوره‌ای جدید از مشاهدات زمین را آغاز کردهاند و یک ابزار قدرتمند و چندمنظوره برای پایش و درک اکوسیستم کره‌زمین فراهم آوردهاند.
مقاله پژوهشی
سنجش از دور
کیارش بروشان؛ سعید بهزادی
چکیده
پیشینه و اهداف: برنج به عنوان یک محصول استراتژیک در زمینه امنیت غذایی نه تنها در اقتصاد کلان جوامع بلکه در جایگاه جهانی نیز جایگاه ویژه‌ای دارد. اهمیت این محصول در تأمین نیازهای غذایی جمعیت و نقش آن در تحقق امنیت غذایی، اهمیت جدی و چشمگیری به آن اختصاص داده است. در این راستا، جمعآوری دقیق و به‌روز اطلاعات از وضعیت مزارع برنج، به ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: برنج به عنوان یک محصول استراتژیک در زمینه امنیت غذایی نه تنها در اقتصاد کلان جوامع بلکه در جایگاه جهانی نیز جایگاه ویژه‌ای دارد. اهمیت این محصول در تأمین نیازهای غذایی جمعیت و نقش آن در تحقق امنیت غذایی، اهمیت جدی و چشمگیری به آن اختصاص داده است. در این راستا، جمعآوری دقیق و به‌روز اطلاعات از وضعیت مزارع برنج، به ویژه اطلاعات مرتبط با کمیت و کیفیت محصولات، امری بسیار حیاتی و اساسی است. استفاده از تکنولوژی‌های سنجش از دور در این زمینه به‌عنوان یک راهکار کارآمد و موثر مطرح شده است. این تکنولوژی‌ها امکان جمعآوری اطلاعات پایشی از مزارع را با کمترین هزینه و در مناطق گسترده‌تر فراهم می‌آورند. از جمله این تکنولوژی‌ها، پهپادها به‌خاطر توانایی بهتر در تفکیک مکانی و دقت بالاتر در انجام پایش‌های مختلف نسبت به ماهوارهها، از مزایای نسبی برخوردارند. تحقیق حاضر از یک رویکرد پیشرفته به نام یادگیری عمیق استفاده می‌نماید تا به منظور تخمین سطح زیر کشت برنج نشاء یا نهال از تصاویر RGB گرفته شده از پهپادها در منطقه ووفنگ استان تایچانگ کشور تایوان، اقدام نماید. این روش از توانمندی‌های شبکه‌های عصبی عمیق به‌عنوان یک ابزار موثر برای تحلیل دادههای پیچیده بهره‌مند شده و به دقت بالایی در تفکیک انواع مختلف سطح زیر کشت نشاء یا نهال برنج دست یافته است.روشها: در این تحقیق، از یکی از روشهای پیشرفته یادگیری عمیق به نام DenseNet برای مدلسازی و پیش‌بینی سطح زیر کشت برنج نشاء یا نهال در تصاویر RGB گرفته شده از پهپادها استفاده شده است. این روش به وسیله الگوریتم‌های پیچیده و مجموعه‌ای از لایه‌های پردازشی، قابلیت استخراج مفاهیم انتزاعی سطح بالا را از دادهها دارد. یکی از ویژگیهای منحصر به فرد DenseNet این است که از الگوریتم لایه به لایه (Layer-to-Layer) به جای رویکردهای سنتی که از ادغام لایه‌ها (layer concatenation) استفاده میکنند، بهره‌می‌برد. در این الگوریتم، هر لایه مستقل از سایر لایه‌ها کار میکند و به لایه‌های قبلی متصل میشود، که باعث کاهش تعداد وزن‌ها و پارامترها و همچنین افزایش کارایی شبکه میشود. استفاده از قابلیت یادگیری عمیق برای پردازش به‌هنگام دادهها به صورت فوری پس از اخذ تصاویر نشان‌دهنده‌ی قابلیت پویای DenseNet در پردازش اطلاعات به‌سرعت و با دقت بالا است. این امکان به ما این اجازه را میدهد که در زمان واقعی به تحلیل و پیش‌بینی سطح زیر کشت برنج نشاء یا نهال پرداخته و اطلاعات مورد نیاز برای اداره بهینه مزارع را بدست آوریم.یافتهها: نتایج به‌دست‌آمده از این تحقیق، تأییدگر دقت بسیار بالای 99.8 درصد را بر روی دادههای اعتبارسنجی نشان میدهد. این درصد بسیار بالا نشان‌دهنده‌ی توانایی فوق‌العاده روش یادگیری عمیق DenseNet در تخمین دقیق سطح زیرکشت برنج نشاء یا نهال میباشد. این دقت بالا نه تنها نشان‌دهنده‌ی عملکرد بسیار خوب مدل در شناسایی و پیش‌بینی میزان کاشت برنج، بلکه اطمینان بخش بوده و به کاربران اعتماد می‌بخشد. مدل ارائه‌شده توانسته است با دقت بسیار بالا به تشخیص و ارزیابی سطح زیر کشت برنج نشاء یا نهال بپردازد. این امر در عمل به کشاورزان و مدیران مزارع ابزاری ارزشمند ارائه میدهد تا به‌صورت دقیقتر و سریع‌تر از وضعیت مزرعه خود آگاه شوند و تصمیم‌گیری‌های بهتری در مدیریت کشت و بهرهوری انجام دهند.نتیجه‌گیری: در مجموع، این تحقیق نشان میدهد که استفاده از پهپادها به همراه روشهای یادگیری عمیق، به منظور تخمین سطح زیرکشت برنج نشاء یا نهال با دقت بالا، در مناطقی چون ووفنگ استان تایچانگ تایوان، امکان‌پذیر است. این ارتقاء در تکنولوژی پایش میتواند به مدیران ذی‌ربط در امور کشاورزی و امنیت غذایی کمک زیادی کند.
مقاله پژوهشی
سامانه اطلاعات مکانی
مجید اعزازی؛ مسعود شیرازیان؛ فرهاد حسینعلی؛ فرزاد حاج محمود عطار
چکیده
پیشینه و اهداف: عمل ناوبری که به عنوان یکی از سودمندترین و مؤثرترین ابزارها برای رسیدن به مقصد مطلوب شناخته میشود، نقش بیشک و حیاتی در جامعه معاصر ایفا میکند. بهمنظور پاسخگویی به نیازهای کاربرانی که به دنبال مسیری به مقصد مورد نظر خود هستند، سامانه های ناوبری به شدت به تعیین مکان تلفن همراه و مقصد مورد نظر بر روی نقشه متکی هستند. ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: عمل ناوبری که به عنوان یکی از سودمندترین و مؤثرترین ابزارها برای رسیدن به مقصد مطلوب شناخته میشود، نقش بیشک و حیاتی در جامعه معاصر ایفا میکند. بهمنظور پاسخگویی به نیازهای کاربرانی که به دنبال مسیری به مقصد مورد نظر خود هستند، سامانه های ناوبری به شدت به تعیین مکان تلفن همراه و مقصد مورد نظر بر روی نقشه متکی هستند. در حال حاضر، اکثریت قابل توجهی از خدمات مبتنی بر مکان به شدت به سامانههای ناوبری متکی هستند که از سامانه ماهواره ناوبری جهانی (GNSS) برای تعیین مکان تلفن همراه استفاده میکنند. با این حال، بسیار مهم است که اذعان کنیم که این روش خاص به دلیل محدودیتهای فراوان در محیط‌های داخلی قابل اجرا نیست. بهمنظور غلبه بر محدودیتهای فوق‌الذکر، فناوری‌های زیادی برای موقعیت‌یابی داخلی توسعه یافته اند، که شامل Wi-Fi، بلوتوث، سامانه ناوبری اینرسی(INS)، اولتراسونیک و امواج صوتی است، اما محدود به آنها نیست. بسته به کیفیت موقعیت، دامنه برنامههای درگیر در خدمات مبتنی بر مکان میتواند بسیار متفاوت باشد. این محدوده، شامل سامانههای ناوبری رایج است که نیاز به دقت تا ده‌ها متر دارند، و همچنین سامانههای دقیق مکان‌یابی خودکار شیء که نیاز به دقت در سطح سانتیمتر دارند. در زمینه این مطالعه خاص، یک رویکرد انقلابی که از روشهای مبتنی بر تصویر استفاده میکند برای مقابله با مشکل موقعیت‌یابی موبایل داخلی استفاده شده است.روشها: اجرای روش ناوبری مبتنی بر تصویر، چالش‌های بی‌شماری را به‌وجود می‌آورد که نیاز به بررسی و کاهش کامل به منظور اطمینان از حداکثر دقت، کارایی و مقرون به صرفه بودن دارد. تحقیقات گسترده و جامع برای رسیدگی به این چالش‌ها انجام شده است و هدف اصلی این مطالعه، کمک به پایگاه دانش موجود با بررسی نیازهای دقت تکنیک ناوبری مبتنی بر تصویر است. برای رسیدن به این هدف، یک مدل سه بعدی پیچیده و مفصل از ساختمان مورد نظر بادقت ایجاد شد و موقعیت نقطه کانونی تصویر به عنوان مکان تلفن همراه با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته عکاسی و تطبیق تصویر تعیین شد. ضروری است که برجسته و تأکید کنیم که این تکنیک خاص از حضور گسترده تلفن‌های همراه فعلی که مجهز به دوربین‌های با کیفیت بالا هستند، استفاده میکند و در نتیجه، آن را به یک راه حل فوق‌العاده ارزان، سریع، کارآمد و دقیق برای ناوبری داخلی تبدیل میکند.یافتهها: نتیجه اولیه این مطالعه، حول ارزیابی جامع دقت موقعیت‌یابی حاصل از استفاده از روش ناوبری مبتنی بر تصویر پیشنهادی است. نتایج حاصل از این پژوهش، پیامدهای عمیق و اساسی برای طراحی و توسعه یک سامانه ناوبری بهینه مبتنی بر تصویر دارد. تجزیه و تحلیل عددی عمیق، دقت پلانمتری متوسط فوق‌العاده 2.5 سانتیمتر را نشان میدهد، بنابراین، اثربخشی شدید روش پیشنهادی در دستیابی به دقت بی‌نظیر در حوزه ناوبری داخلی را تأکید میکند.نتیجه‌گیری: با توجه به یافتههای حاصل از این مطالعه دقیق ، میتوان به‌طور قاطع و صریح نتیجه گرفت که روش ناوبری مبتنی بر تصویر پیشنهادی در واقع، دارای سطح دقت لازم برای تحقق کلیه الزامات ناوبری داخلی است. علاوه بر این، شیوع گسترده و پذیرش تلفن‌های هوشمند در میان جمعیت عمومی، استفاده از این روش نوآورانه و پیشگامانه را نه تنها بسیار امکان‌پذیر، بلکه به طور فزاینده‌ای عملی میکند. نتایج و پیامدهای این مطالعه، به طور قاطع و صریح از کاربرد روش ناوبری مبتنی بر تصویر در بسیاری از برنامههای ناوبری داخلی و همچنین برخی از برنامههای فضای باز با فاصله نزدیک پشتیبانی میکند. بنابراین، کاملاً واضح و آشکار است که این تلاش، تحقیقاتی با موفقیت، راه را برای اجرای یکپارچه و کارآمد یک راه‌حل ناوبری قابل اعتماد و قوی در محیط‌های داخلی و خارجی، هموار کرده است.
مقاله پژوهشی
آب و محیط زیست
سیما احمدی؛ علی نبی زاده
چکیده
پیشینه و اهداف: سیلابها، هر ساله موجب بروز خسارات قابل توجهی در سراسر جهان منجر میشوند. پیش‌بینی به موقع و دقیق آنها میتواند میزان خسارات جانی و مالی را به طور چشمگیری به حداقل برساند. در سالهای اخیر، مدلهای یادگیری ماشین متعددی بهمنظور پیش‌بینی سیل مورد استفاده قرار گرفتهاند؛ به‌طوری که نتایج آنها حاکی از ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: سیلابها، هر ساله موجب بروز خسارات قابل توجهی در سراسر جهان منجر میشوند. پیش‌بینی به موقع و دقیق آنها میتواند میزان خسارات جانی و مالی را به طور چشمگیری به حداقل برساند. در سالهای اخیر، مدلهای یادگیری ماشین متعددی بهمنظور پیش‌بینی سیل مورد استفاده قرار گرفتهاند؛ به‌طوری که نتایج آنها حاکی از عملکرد بهتر این مدلها نسبت به مدلهای آماری کلاسیک میباشد. با این حال، این مدلها ویژگیهای مکانی که منجر به ایجاد و تقویت سیلابها میشوند، مدنظر قرار نمیدهند. با استفاده از مدل حافظه طولانی کوتاه مدت پیچشی (ConvLSTM)، پیش‌بینی سریهای زمانی با ویژگیهای مکانی و اطلاعات هیدرولوژی ترکیب میگردد. بدین ترتیب، الگویی جدید از ترکیب عوارض مکانی و پیش‌بینی سریهای زمانی با هدف استخراج خصوصیات زمانی- مکانی طراحی شده است تا چالش اصلی در پیش‌بینی سیل، یعنی ترکیب دادههای مکانی با دادههای هیدرولوژی را تا حد امکان حل کند.روشها: برای تحلیل جامع خصوصیات زمانی- مکانی بارش، ویژگیهای مکانی را با تحلیلهای سری زمانی ادغام کردیم. به همین منظور از مدل ConvLSTM استفاده گردید که ورودیهای آن شامل طول جغرافیایی، عرض جغرافیایی، ارتفاع، بارش، دبی و سایر اطلاعات ایستگاههای اندازه‌گیری است. ConvLSTM یک مدل پردازشی سریهای زمانی است که ویژگیهای مکانی را استخراج میکند. برای دستیابی به پیش‌بینی مکانی-زمانی، از ConvLSTM به عنوان یک بلوک پایه استفاده گردید تا بتوان با طراحی یک شبکه متراکم، ویژگی‌ها را لایه به لایه استخراج کرد تا پس از نگاشت آنها، عمل پیش‌بینی انجام شود. در مرحله شبیه سازی، اندازه بچ و تعداد اپکها به‌ترتیب 64 و 30 انتخاب شد. همچنین، از یک شبکه پیچشی سه لایه با تعداد هستههای 1، 8 و 32 و تعداد عصبهای 20، 40 و 80 در هر لایه به عنوان مدل نهایی استفاده گردید.یافتهها: با تحلیل نتایج، مشخص شد که دقت پیش‌بینی با افزایش زمان بهتدریج کاهش مییابد. با این حال، هنگامی که زمان پیش‌بینی 10 ساعت پیش از رخداد سیلاب باشد، دقت پیش‌بینی از زمان‌های دیگر کمتر است. علت این است که هنگامی که زمان پیش‌بینی افزایش یابد، میزان اطلاعات دقیق کمتر خواهد بود که منجر به حصول دقت کمتر در یادگیری مدل و در نتیجه کاهش دقت پیش‌بینی میشود. برای حل این مسأله باید عمق شبکه افزایش یابد که این امر موجب افزایش زمان مدلسازی میگردد که نشان از اهمیت مصالحه میان دقت مورد انتظار و زمان پردازش است.نتیجه‌گیری: ارزیابی نتایج، نشان داد که مدل ConvLSTM قادر است نتایج پیش‌بینی قابل قبولی، به‌ویژه در زمآن‌های کوتاه مدت، ارائه دهد و این مدل یک ابزار مناسب برای پیشبینیهای سری زمانی است. با وجود اینکه مدل ConvLSTM، عملکرد قابل ملاحظهای برای پیشبینیهای کوتاه مدت به‌دست آورد اما هنوز هم برخی محدودیتها از جمله پیش‌بینی بلند مدت سیلاب بر پایه دادههای سری زمانی وجود دارد. از جمله محدودیتهای دیگر، میتوان به پیچیدگی و وابستگی مدل ConvLSTM به تعداد نمونههای آموزشی اشاره کرد که به تبع آن مدلسازی دقیقتر نیازمند جمعآوری دادههای بیشتر است. بدین ترتیب، در مناطقی که تعداد نمونهها برای مدلسازی کافی نباشد، ممکن است دقت مدل پیش‌بینی تحت تأثیر قرار بگیرد.
مقاله پژوهشی
سامانه اطلاعات مکانی
داود اکبری
چکیده
پیشینه و اهداف: ارزیابی اراضی، حلقه‌ای بسیار مهم در زنجیره‌ای است که منجر به مدیریت پایدار منابع اراضی و خاک میگردد. بهره‌برداری از اراضی مطابق با قابلیت آنها، افزون بر تأمین احتیاجات نسل حاضر و آینده، تعادل اکولوژیک کره زمین را نیز، حفظ میکند. تحلیل تناسب اراضی با استفاده از مجموعه متنوعی از عوامل مؤثر بر تولید کمی و کیفی محصولات ...
بیشتر
پیشینه و اهداف: ارزیابی اراضی، حلقه‌ای بسیار مهم در زنجیره‌ای است که منجر به مدیریت پایدار منابع اراضی و خاک میگردد. بهره‌برداری از اراضی مطابق با قابلیت آنها، افزون بر تأمین احتیاجات نسل حاضر و آینده، تعادل اکولوژیک کره زمین را نیز، حفظ میکند. تحلیل تناسب اراضی با استفاده از مجموعه متنوعی از عوامل مؤثر بر تولید کمی و کیفی محصولات و بررسی پیچیدگیهای روابط آنها باهم و همچنین، همگام با تحلیل کاربری اراضی، از مفیدترین کاربردهای سامانه اطلاعات مکانی در مدیریت اراضی کشاورزی است. روشهای بسیاری از زمان ارائه چارچوب FAO برای ارزیابی تناسب اراضی توسعه یافته‌اند و برخی از آنها هنوز به‌صورت گسترده استفاده میشوند. در پژوهش حاضر، ارزیابی کیفی تناسب اراضی با استفاده از سامانه اطلاعات مکانی (GIS) و ارزیابی چند معیاره (MCE) برای سه محصول راهبردی گندم، جو و برنج در چهار منطقه مطالعاتی در شمال ایران، مورد بررسی قرار گرفت.روشها: جهت پیاده‌سازی مدل پیشنهادی، دادههای مرتبط با ویژگیهای خاک، دادههای اقلیمی، دادههای توپوگرافی، نقشه زمین‌شناسی و نقشه پوشش اراضی جمعآوری شد. در میان دادههای جمعآوری شده، دما نقش مهمی در تعیین تناسب اراضی برای محصولات کشاورزی دارد، الگوهای مکانی بارش برای ارزیابی دسترسی به آب اهمیت دارند و شیب زمین تأثیر زیادی در زهکشی، میزان نور دریافتی از خورشید و بالطبع آن، انرژی مورد نیاز برای رشد گیاه دارد. سپس، با توجه به تنوع اقلیمی در شمال ایران و مجموعه متنوع از محصولات زراعی که در این منطقه کشت میشوند، معیارهای مناسب انتخاب شدند. معیارهای انتخاب شده عبارتند از: نوع خاک، دما، بارش، شیب و پارامترهای زمین‌شناسی. جهت تخصیص وزن به هر یک از معیارها و تشدید تأثیر آنها در مرحله ارزیابی تناسب اراضی، یک فرآیند تخصیص وزن انجام شد. این تخصیص وزن، توسط متخصصین امر انجام گرفت. هر معیار بر اساس تأثیر آن بر کشت محصولات مختلف در این منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت و وزن هر لایه مشخص گردید. در نهایت، بررسی دقیق نتایج و تحلیل تناسب اراضی برای کشاورزی در مناطق مورد مطالعه انجام شد.یافتهها: نتایج این تحقیق، نشان داد که غرب استان گیلان مکانی ایده‌آل برای کشت برنج اما این منطقه چالش‌هایی برای کشت جو و گندم دارد. امتیازات نسبتاً مناسب برای هر سه محصول، گندم، جو و برنج شرق استان گیلان نشان داد که این منطقه مستعد کشت محصولات متنوع است. مرکز استان مازندران برای کشت محصولات گندم، جو و برنج امتیاز مناسبی کسب نکرد. همچنین، مرکز استان گلستان به عنوان یک مکان بسیار مناسب برای کشت گندم و جو تعیین گردید.نتیجه‌گیری: در مجموع، مناطق با امتیاز نسبتاً مناسب امکاناتی برای متنوع کردن شیوه‌های کشت ارائه می‌دهند که باعث افزایش انعطاف‌پذیری و کاهش خطرات مرتبط با نوسانات بازار و تغییرات اقلیمی میشود. همچنین، در مناطق با امتیاز تناسب پایین نقش حفاظت از محیط زیست و شیوه‌های مدیریت پایدار اراضی حائز اهمیت است. از یک بعد دیگر، دسته‌بندی تناسب اراضی به سیاستگذاران و مدیران بخش کشاورزی این امکان را میدهد تا منابع به‌صورت صحیح و به‌صورت بهینه تخصیص یابند. برای تحقیقات آتی پیشنهاد میشود تحلیل سری زمانی دادههای ماهوارهای با استفاده از مدلهای یادگیری عمیق صورت پذیرد.
