مهندسی فناوری اطلاعات مکانی
سال:1396 | دوره:5 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

اخیرا مد جدیدی در سیستم های تصویربرداری پلاریمتری دوتایی (DP) رادار با روزنه مجازی (SAR) ارائه شده است که پلاریمتری فشرده (CP) نامیده می شود. این مد چندین مزیت مهم را نسبت به مد تمام پلاریمتری (FP) دارا می باشد که ازجمله آن ها می توان به افزایش در پهنای نوار و نیز کاهش در پیچیدگی، هزینه و نرخ دادهای یک سیستم تصویربرداری SAR اشاره کرد. علی رغم این مزایا، این مد اطلاعات کمتری از اهداف را نسبت به مد FP اخذ می کند. بنابراین دقت نتایج طبقه بندی با استفاده از این مد، به مراتب کمتر از دقت نتایج حاصل از به کارگیری مد FP خواهد بود. این تحقیق، روشی را جهت بهبود نتایج حاصل از طبقه بندی با استفاده از داده های CP پیشنهاد می دهد. برای این منظور، دو روش درنظر گرفته شده است. در روش اول، مدهای CP شبیه سازی شده از مد FP ماهواره رادارست-2، و در روش دوم، مدهای FP بازسازی شده از این مدهای CP (که شبه پلاریمتری چهارتایی (PQ) نامیده می شوند) در سطح ویژگی با یکدیگر ترکیب می شوند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که ترکیب مدهای CP در سطح ویژگی دقت کلی طبقه بندی را به %79.76، و ترکیب مدهای PQ دقت کلی طبقه بندی را به %85.01 بهبود داده و گاهی بهتر از دقت کلی طبقه بندی حاصل از به کارگیری مد FP خواهد کرد.

توپوگرافی، غالبا ماحصل چگونگی حرکت صفحه های تکتونیکی و گسل ها نسبت به هم است و اگر پس از شناسایی کامل ویژگی های تکتونیکی و بر اساس نرخ حرکت گسل های منطقه، این کنش و واکنش ها را مدل سازی کنیم، به مدلی کاربردی خواهیم رسید که توپوگرافی منطقه را بازسازی می کند. در این مقاله جهت نشان دادن ارتباط بین تکتونیک و توپوگرافی، بر روی سه گسل مشخص در منطقه تمرکز نموده و با استفاده از الگوریتم المان مرزی و مدل اکادا، سعی بر شبیه سازی توپوگرافی ایجاد شده از فعل و انفعالات این سه گسل داریم. با توجه به لرزه خیزی بالای کشور ایران و ضرورت تحقیق این موضوع، با تعمیم این ایده، می توان در ابعاد وسیع تری، توپوگرافی منطقه ای را بازسازی نموده، سپس از مجموعه تغییرات مشاهده شده در نمای زمین و مقایسه با مدل ارتفاعی واقعی حاصل از مطالعات ماهواره ای، به کنترل ساختاری بر گسل های منطقه دست یافت. با انجام این تحقیق، بر اساس مدل سازی رابطه بین تکتونیک و توپوگرافی، به معیاری جهت شناخت و پیش بینی مشخصات گسل ها، خواهیم رسید. بدین منظور با تغییر شاخص های تکتونیکی مربوط به گسل ها، به تخمین ارتفاعات حاصل پرداخته و با در نظرگرفتن مقادیر مختلف برای سه شاخص متغیر، دست به ایجاد توپوگرافی های متناظر با هر یک زده ایم و نهایتا با مدل ارتفاعی واقعی و مختصات توپوگرافیک این سه گسل مقایسه نموده ایم. مطالعات حاصل از مد ل سازی نشان داد این سه گسل از شروع دوره کواترنری فعالیت داشته، همچنین با نرخ لغزش قائم 2 میلی متر در سال در حال حرکت بوده اند. با استفاده از مقایسه کمی توپوگرافی زمین با مدل های ایجاد شده، وجود لغزش افقی در راستای شیب گسل با نرخ لغزش 2.5 میلی متر در سال، تایید شد، مقداری که تا پیش از این توسط مطالعات زمین شناسی یا ماهواره ای، تعیین شده بود.

جانمایی حسگرها یکی از بنیادی ترین مسائل در طراحی شبکه های حسگر بی سیم محسوب می‎گردد. یکی از چالش های اصلی در جانمایی حسگرها، یافتن موازنه ای بهینه بین اهداف متعارض شبکه (مانند پوشش و طول عمر شبکه) تحت قیود همبندی می باشد. از طرف دیگر، تجزیه، یک روش پایه در بهینه سازی چندهدفه محسوب می‎گردد که در سال های اخیر ایده استفاده از آن در بهینه سازی تکاملی چندهدفه مطرح شده است. در این مقاله یک رهیافت " تکاملی چندهدفه پرتو مبنای مقید بر پایه تجزیه" برای حل مساله جانمایی بهینه حسگرها در یک شبکه حسگر بی سیم مطرح شده است. هدف این رهیافت آن است که با تجزیه مساله بهینه سازی چندهدفه جانمایی حسگرها به چندین زیرمساله بهینه سازی اسکالر و بهینه نمودن همزمان آنها، به یافتن جانمایی های بهینه پرتویی بپردازد که در آنها پوشش و طول عمر شبکه حداکثر شده و همبندی کامل بین هر گره حسگر و گره ارتباطی با انرژی بالا نیز برقرار باشد. در این مقاله، مقایسه متریک های کارایی مطرح در این زمینه نشان می دهد که رهیافت پیشنهاد شده منجر به بهبودهایی مهم در کارایی کلی رهیافت " تکاملی چندهدفه پرتو مبنای مقید " شده است. همچنین، نتایج شبیه سازی بر روی یک نمونه آزمایشی حاکی از برتری رهیافت «تکاملی چندهدفه پرتو مبنای مقید بر پایه تجزیه» بر رهیافت «تکاملی چندهدفه پرتو مبنای مقید» و تولید مجموعه ای متنوع از شبکه های طراحی شده با کیفیت بالا برای ارائه به تصمیم گیرندگان و تسهیل انتخاب شبکه مناسب می باشد.

برخلاف مزایای حسگرهای ثابت در گردآوری داده های ترافیکی مانند کیفیت بالا، عواملی مانند وابستگی به تجهیزات، عدم پوشش کامل، هزینه و زمان بالای گرد آوری، مدیریت و تحلیل داده ها نیاز به توسعه زیرساختی مناسب را آشکار می سازد. افزایش رو به رشد اطلاعات مکانی داوطلبانه و توسعه فن آوری های مکان آگاه ابعاد جدیدی برای جمع آوری و نشر داده های ترافیکی با حجم بالا و هزینه پایین فراهم ساخته است. لذا توسعه سامانه ای به منظور تسهیل در امر جمع آوری، استخراج و نشر اطلاعات ترافیکی با بهره گیری از اطلاعات مکانی داوطلبانه مدنظر قرارگرفت، اما با توجه به گستردگی موضوع، در این مقاله تمرکز بر خطوط سیر و ارائه راهکاری جهت استخراج راهبندان های ترافیکی است. در ابتدا داده های خطوط سیر در مرحله پیش پردازش پاک سازی و داده های نامربوط حذف می شوند، سپس با استفاده از الگوریتم تطبیق نقشه مکانی-زمانی بر شبکه معابر منطبق می گردند. پس از آن، سرعت متوسط بین هر دو نقطه متوالی محاسبه و با مقایسه سرعت جریان آزاد و سرعت شبکه معابر، راهبندان های ترافیکی تعیین می گردد. به منظور ارزیابی سامانه از داده های خطوط سیر شهر پکن در بازه زمانی 2 تا 8 فوریه سال 2008 میلادی که داوطلبانه توسط تاکسی ها جمع آوری شده استفاده گردید. برای نمونه نتایج راهبندان های ترافیکی در بازه زمانی 16 تا16:20 اکثرا در معابر اصلی و لینک های اتصال مشاهده می شود و این امر به علت انتقال جریان ترافیک از مرکز شهر و محل های کار به مناطق مسکونی است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که با استفاده از مشارکت مناسب کاربران در قالب اطلاعات مکانی داوطلبانه با نرخ نفوذ پایین (3.8%) ترافیک یک شهر بزرگ در حدود 72720 قطعه راه را با صرف هزینه پایین و بدون نیاز به تجهیزات پیچیده می توان تعیین نمود.

امروزه به دست آوردن اطلاعات پوشش اراضی شهری، یکی از مهم ترین ابزارهای مدیریت شهری است و کاربرد زیادی در بررسی تغییرات زمین دارد. طبقه بندی تصاویر، یکی از متداول ترین روش های استخراج اطلاعات از داده های سنجش از دور است. وجود نواحی شهری پیچیده و متراکم یکی از مشکلات آنالیزهای سنجش از دور می باشد. دقت عملکرد طبقه بندی در این مناطق برای محققان مورد توجه بوده و همواره سعی در بهبود این دقت داشته اند. با استفاده از تکنیک تلفیق داده های مختلف و به کارگیری اطلاعات متنوع از عوارض می توان به طبقه بندی دقیق تر با قابلیت اعتماد بالاتر دست یافت. از جمله روش های موفقیت آمیز طبقه بندی در سال های اخیر، می توان به الگوریتم های ماشین بردار پشتیبان و الگوریتم های یادگیری دسته جمعی مانند بگینگ، بوستینگ و جنگل تصادفی اشاره کرد. در این مقاله در مورد عملکرد این چهار الگوریتم برای شناسایی عوارض شهری با استفاده از نقاط متراکم لایدار و تصویر هوایی با قدرت تفکیک بسیار بالا بحث شده است. در این تحقیق از سه شیوه بر اساس طبقه بندی داده لایدار و تصویر هوایی به تنهایی و تلفیق هر دو داده استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که ترکیب داده لایدار و تصویر هوایی، طبقه بندی بهتری را از عوارض شهری به دست می دهد. در نهایت طبقه بندی عوارض شهری با کمک تلفیق داده های لایدار و تصویر هوایی و با استفاده از الگوریتم ماشین های بردار پشتیبان با دقت %93.99، توانایی بالاتری نسبت به سایر روش های طبقه بندی مورد استفاده مانند بگینگ، بوستینگ و جنگل تصادفی دارد.

امروزه نیاز به شناسایی فاکتورهای موثر بر آتش سوزی جنگل، مدلسازی روند توسعه آتش و تبیین اقداماتی برای اطفاء آن، جهت کاهش خسارات و هزینه های سنگین ناشی از آتش سوزی جنگل، احساس می شود. در این تحقیق سعی نمودیم تا ابتدا با استفاده از روش رگرسیون وزن دار جغرافیایی در ترکیب با الگوریتم ژنتیک، به شناسایی فاکتورهای موثر بر گسترش آتش در منطقه مورد مطالعه از میان فاکتورهای بیوفیزیکی و انسانی بپردازیم. در ادامه با استفاده از الگوریتم اتوماتای سلولی و روش زنجیره مارکوف به همراه تخصیص چند هدفه زمین با فیلترهای همسایگی مختلف برای کالیبره نمودن قوانین انتقال اتوماتای سلولی، به مدلسازی گسترش آتش سوزی جنگل در این منطقه پرداختیم. برای مقایسه با نتایج روش فوق-الذکر، از ترکیب الگوریتم اتوماتای سلولی با روش رگرسیون لجستیک نیز استفاده کردیم. نتایج این تحقیق نشان داد که برای آتش سوزی منطقه مورد مطالعه در تاریخ 26آبان 1389، الگوریتم اتوماتای سلولی با به کارگیری زنجیره مارکوف به همراه تخصیص چند هدفه زمین با فیلتر همسایگی 3×3 و توان تفکیک مکانی 30 متر، دارای دقت بهتری نسبت به سایر فیلترهای همسایگی و توان های تفکیک مکانی است. شاخص کاپا، دقت کلی و شاخص عامل نسبی در این حالت به ترتیب برابر با 88.8 درصد، 95.1 درصد و 89.0 درصد به دست آمدند. مقایسه بین دو روش پیشنهادی تحقیق نیز نشان داد که نتایج الگوریتم اتوماتای سلولی با به کارگیری زنجیره مارکوف به همراه تخصیص چند هدفه زمین، دارای دقت و صحت بالاتری نسبت به نتایج الگوریتم اتوماتای سلولی با به کارگیری رگرسیون لجستیک در منطقه مورد مطالعه می باشد.

جزیره حرارتی شهری یکی از مهم ترین خطرات زیست محیطی مناطق شهری می باشد. استفاده از فناوری سنجش از دور به دلیل فراهم کردن دید یکپارچه، کم هزینه و سریع یک روش کارآمد برای مطالعه و پایش تغییرات محیطی محسوب می شود. هدف از این پژوهش بررسی فضایی-زمانی تغییرات شدت جزیره حرارتی در بازه زمانی 1394- 1364و پیش بینی تغییرات شدت جزیره حرارتی محدوده مورد مطالعه در شهرستان بابل می باشد. برای این منظور در این پژوهش از تصاویر چند زمانه لندست، محصول بخار آب مودیس و داده های زمینی استفاده شده است. برای محاسبه دمای سطح زمین از الگوریتم تک باندی و برای طبقه بندی تصاویر از الگوریتم بیشترین شباهت استفاده شده است. تغییرات کاربری اراضی و دمای سطح زمین بررسی و سپس رابطه بین تغییرات کاربری اراضی با دمای سطح نرمال شده تحلیل شد. با بهره گیری از میانگین و انحراف معیار تصاویر حرارتی نرمال شده، منطقه به پنج کلاس دمایی طبقه بندی و با استفاده از شاخص شدت جزیره حرارتی، میزان تغییرات جزیره حرارتی در طول بازه زمانی مورد مطالعه بررسی شده است. تغییر کاربری اراضی برای آینده با استفاده از مدل مارکوف بررسی و با توجه به آن تغییرات شدت جزیره حرارتی پیش بینی شده است. نتایج پژوهش نشان دهنده این است که تغییرات کاربری اراضی به نحوی بوده که اراضی ساخته شده با رشد 92 درصدی و اراضی کشاورزی با کاهش چشمگیری مواجه شده اند. روند تغییرات اراضی ساخته شده با روند تغییرات دمای سطح نرمال شده رابطه مستقیم دارد. طبقات دمایی بالا و بسیار بالا در نزدیکی هسته شهر و راه های خروجی از شهر قرار دارند که در طی این سال ها با روند افزایش مساحت روبه هستند. شاخص نسبت جزیره حرارتی در طی این دوره روند رو به رشدی داشته و مقدار این شاخص از 0.5 در سال 1364 به 0.67 در سال 1394 رسیده است. پیش بینی تغییرات کاربری اراضی و فرایند تغییر شدت جزیره حرارتی برای منطقه مورد مطالعه نتایج نگران کننده ای را نشان می دهد.

با توجه به ظهور دوربین های رقومی جدید و تنوع در ساخت و تکنولوژی به کاررفته در این نوع از دوربین ها ضرورت کالیبراسیون آنها به عنوان یک نیاز اولیه شناخته می شود. هزینه های بالا و مشکلات اجرایی در انجام کالیبراسیون آزمایشگاهی، استفاده از معادلات خودکالیبراسیون در سایت های میدانی را به عنوان یکی از راه حل های عملی در این زمینه مطرح می نماید. یکی از عوامل مهم و تاثیر گذار در دقت نهایی حاصل از روش خود کالیبراسیون میدانی، پارامترهای پروازی و نحوه طراحی و شرایط اخذ تصاویر می باشد. به این منظور در این مقاله ضمن طراحی یک روش شبیه سازی بلوک های فتوگرامتری در شرایط مختلف پروازی و اعتبارسنجی آن، به پیاده سازی روشهای خودکالیبراسیون هندسی بر روی انواع بلوک های فتوگرامتری پرداخته شده و تاثیر پارامترهای پروازی بر نتایج خودکالیبراسیون هندسی مورد مطالعه قرارگرفته است. بر اساس نتایج حاصل مشخص شد که افزایش پوشش طولی و عرضی به عنوان مهمترین عامل موثر بر بهبود دقت نتایج هندسی روش های خود کالیبراسیون مطرح می باشد به طوری که افزایش پوشش طولی 60 درصد به 80 درصد و افزایش پوشش عرضی 20 درصد به 60 درصد، بهبود 18 درصدی دقت موقعیتی را به همراه داشت. همچنین عکسبرداری غیرقائم موثرترین عامل پروازی در کاهش همبستگی بین پارامترهای توجیه خارجی و پارامترهای مدل خودکالیبراسیون شناخته شد، به نحوی که افزایش دامنه تغییرات پارامتر w (25o>w>-25o) باعث کاهش نسبی 3 تا 5 درصدی همبستگی خارجی شده است. علاوه بر این موارد در این تحقیق مشخص شد که سرشکنی همزمان بلوک های عکسی در دو ارتفاع مختلف باعث افزایش تعداد معادلات و در نتیجه باعث افزایش دقت در مقایسه با سرشکنی بلوک در یک ارتفاع پرواز می گردد.