برخلاف سنجنده های اپتیکی که تحت تاثیر عوامل محیطی مانند دود، مه، ابر، و میزان نور خورشید قرار می گیرند، سنجنده های راداری با روزنه مجازی در همه ساعات شبانه روز و همه نوع شرایط آب و هوایی توانایی اخذ داده را دارند. بنابراین، هدف از این تحقیق ارزیابی قابلیت باند های راداری برای استخراج خصوصیات بیوفزیکی سطح زمین است. در این مطالعه از داده های ماهواره ای لندست-8 و باندهای پلاریمتریک VV و VH سنتینل-1 استفاده شده است. ارتباط 18 شاخص طیفی استخراج شده از تصاویر اپتیکی با باندهای راداری در مناطق مختلف بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که از باندهای راداری با توجه به ماهیت منطقه موردمطالعه خصوصیات متفاوتی می توان استخراج کرد؛ به طوری که در منطقه موردمطالعه اول با کاربری زمین بایر شاخص LST، در منطقه مورد مطالعه دوم با کاربری زمین کشاورزی شاخص EVI، و در منطقه موردمطالعه سوم با کاربری پوشش جنگلی متراکم شاخص MNDWI به ترتیب دارای همبستگی 668/0، 756/0، و 803/0 با باندهای راداری است. بنابراین، با توجه به نتایج به دست آمده در مواقعی که امکان استفاده از داده های اپتیکی وجود ندارد می توان از باندهای راداری به عنوان جای گزین مناسبی برای استخراج خصوصیات بیوفیزیکی سطح زمین استفاده کرد.

پیشرفت بزرگ در علوم اپتیک، مهندسی الکترونیک و کامپیوتر فرصتی مناسب برای تشخیص بیماری های پوست، برآورد اثربخشی داروها و محصولات مراقبت از پوست با استفاده از روش های غیرتهاجمی و غیرتخریبی را مهیا ساخته است. هم چنین روش های غیرتهاجمی بسیاری برای ارزیابی نتایج جراحی روی تومورهای بدخیم پوستی پدید آمده است. هدف از این مطالعه بررسی روش های پیشرفته مانند MRI برای ارزیابی های پوستی روی بدن انسان است. کاربردهای متعدد و جالبی برای استفاده از این روش ها به خصوص در محصولات آرایشی و زیبایی تعریف شده است.

پوست، بزرگ ترین عضو بدن است که اعمال دفاعی و تنظیمی متعدد و مهمی دارد. با توجه به ساختار پیچیده آن، وضعیت نفوذپذیری پوست می تواند توسط عوامل مختلف خارجی و داخلی مانند مواد شیمیایی و فشارهای فیزیکی بیماری های مختلف پوستی و سیستمیک تغییر یابد. امروزه، روش های غیرتهاجمی مختلفی برای ارزیابی خصوصیات بیوفیزیکی پوست مورد استفاده قرار می گیرند. پارامترهایی مانند آب از دست رفته از طریق پوست(Trans Epidermal Water Loss [TEWL]) ، هیدراتاسیون لایه شاخی اپی درم، pH و چربی سطح پوست، برای بررسی وضعیت سد اپی درمی ضروری است. استفاده از این روش ها برای ارزیابی سودمندی درمان بیماری های پوستی، اثر داروهای موضعی و محصولات آرایشی - زیبایی بسیار مهم است. هدف از این مقاله، مرور روش های مختلف و همچنین کاربرد آنها جهت بررسی خواص بیوفیزیکی و بیومکانیکی پوست انسان می باشد.

تغییر خصوصیات بیوفیزیکی سطح زمین یکی از مهم ترین اثرهای منفی فعالیت های انسانی است. هدف از پژوهش حاضر تلفیق قابلیت های سنجش از دور انعکاسی و حرارتی برای بررسی و پایش روند تغییرات خصوصیات بیوفیزیکی سطح منطقه معدن مس سونگون ناشی از فعالیت های معدنی طی سه دهه گذشته است. بدین منظور، از مجموعه داده های انعکاسی و حرارتی تصاویر ماهواره ای، ایستگاه های هواشناسی، و بازدید زمینی استفاده شده است. در این پژوهش، برای طبقه بندی کاربری اراضی از الگوریتم طبقه بندی بیشترین شباهت، محاسبه دمای سطح از الگوریتم تک کاناله و مدل سازی خصوصیات بیوفیزیکی روشنایی، سبزینگی، و رطوبت سطح بازه زمانی 1368-1396 به ترتیب از پارامترهای آلبیدو، NDVI، و NDWI استفاده شد. نتایج نشان می دهد که بر اثر گسترش و توسعه فعالیت های معدنی مساحت جنگل ها از 94/995 هکتار به 27/594 هکتار کاهش یافته است. طی بازه زمانی 1368-1396 مقدار میانگین پارامترهای آلبیدو، NDVI، و NDWI به ترتیب 1/0 افزایش، 08/0 کاهش، و 12/0 افزایش یافته است. همچنین، تغییر کاربری جنگل به معدن به صورت میانگین سبب افزایش 8/5 درجه کلوین دمای سطح شده است. نتایج پژوهش حاکی از کارایی بسیار بالای تلفیق قابلیت های سنجش از دور انعکاسی و حرارتی برای پایش و مدیریت پدیده های مختلف انسانی، محیطی، و طبیعی است.

استفاده از داده های ماهواره ای برای برآورد سریع رطوبت خاک و تعیین عوامل محیطی مؤثر بر آن، در سال های اخیر توسعه یافته است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تأثیر خصوصیات بیوفیزیکی و توپوگرافی سطح بر توزیع مکانی رطوبت خاک در تابستان بود. به این منظور، رطوبت خاک در 148 نقطه در حوضه ی آبخیز بالخلی چای در استان اردبیل اندازه گیری شد و از روش مثلثی مبتنی بر سنجش از دور بر مبنای مدل رقومی ارتفاع ASTER، نقشه ی پوشش زمین و داده های اقلیمی برای مدل سازی رطوبت خاک استفاده شد. خصوصیات بیوفیزیکی سطح از جمله نمناکی، سبزینگی، روشنایی، و دمای سطح زمین و متغیرهای توپوگرافی (زاویه ی محلی فرود خورشید، ارتفاع، درجه و جهت شیب) محاسبه شدند. خطای مدل در ماه های مختلف با استفاده از آماره های خطا تعیین شد. بر اساس نتایج، مقدار میانگین رطوبت خاک در منطقه در ماه های تیر، مرداد و شهریور به ترتیب 67/4، 22/6 و 66/4 درصد حجمی بود. ضریب تبیین (R2) و ریشه ی میانگین مربعات خطا (RMSE) بین رطوبت خاک برآوردی و اندازه گیری شده در شهریورماه کمترین مقدار (به ترتیب 78/0 و 44/1) را داشت. قوی ترین رابطه ی خطی بین رطوبت خاک و متغیرهای بیوفیزیکی (توپوگرافی) در تیرماه (به ترتیب با R2و RMSE برابر با 53/0 و 29/0) بود. با افزایش دمای سطح و روشنایی، رطوبت خاک کاهش یافت. با این حال، افزایش مقدار سبزینگی، نمناکی، ارتفاع و زاویه ی محلی فرود خورشید سبب افزایش مقدار رطوبت خاک شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد از مدل مثلثی می توان برای بررسی توزیع مکانی رطوبت خاک با استفاده از خصوصیات بیوفیزیکی و توپوگرافی سطح بهره گرفت. استفاده از نتایج پژوهش حاضر می تواند در بهبود دقت مدل سازی رطوبت برای استفاده در کاربردهای مختلف از جمله مدیریت آبیاری، پیش بینی رواناب و کشاورزی دقیق بسیار مفید باشد.

با توجه به وجود ناهمگنی زیاد در خصوصیات سطح زمین ازجمله تنوع در نوع پوشش سطح، شرایط توپوگرافی متنوع و قرارگیری در موقعیت های جغرافیایی مختلف، بررسی ارتباط دما و شار تابش خالص سطح با خصوصیات ذکرشده از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از مطالعه حاضر، بررسی ارتباط بین دما، تابش خالص سطح با خصوصیات بیوفیزیکی و کاربری اراضی منطقه می باشد. برای این منظور، از تصویر ماهواره ای لندست 8، محصول بخارآب مودیس و نقشه مدل رقومی ارتفاع شهرستان ساری استفاده گردید. جهت محاسبه دمای سطح از الگوریتم تک کاناله، شار تابش خالص از الگوریتم سبال کوهستانی، استخراج خصوصیات مختلف سطح از شاخص های تسلد کپ (TCT) و برای تهیه نقشه کاربری اراضی منطقه از تلفیق روش های طبقه بندی بیشترین شباهت و درخت تصمیم گیری استفاده شد. نتایج نشان داد که شار تابش خالص با پارامترهای NDVI، سبزینگی و رطوبت ارتباط مستقیم و با پارامترهای NDBI، آلبیدو، روشنایی و دمای سطح ارتباط معکوس با میانگین ضریب همبستگی 0.8 دارد. ضریب همبستگی ارتباط بین شاخص های رطوبت، سبزینگی و روشنایی و تابش خالص سطح 0.94 می باشد. اراضی ساخته شده با میانگین 600.38 w/m2 دارای کمترین و اراضی جنگل با میانگین 759.5 w/m2 دارای بیشترین شار تابش خالص در منطقه است. نتایج حاصل از پژوهش نشان می دهد که استفاده از داده های سنجش ازدور همراه با در نظر گرفتن شاخص های TCT مربوط به خصوصیات بیوفیزیکی سطح برای ارزیابی دما و شار تابش خالص منطقه بسیار مفید می باشد.

گسترش فیزیکی شهری بر تغییرات مکانی و زمانی در خواص بیوفیزیکی سطح (از جمله دمای سطح زمین) تأثیرگذار بوده و منجر به افزایش دمای سطح طی سال­های پایش شده است. به طوری که نتایج حاصله در هر سه شهر مورد مطالعه طی سال­های پایش، روند افزایشی دمای سطح زمین را نشان می­دهد. بررسی­ها در شهرها نشان داد که رشد شهری با توجه به محیط جغرافیایی و شرایط طبیعی هر منطقه از الگوهای متفاوتی پیروی می­کند. براین­اساس، تغییرات مکانی و زمانی در خواص بیوفیزیکی سطح در میان شهرهای انتخاب شده متفاوت بود. این تفاوت ناشی از شرایط اقلیمی، محیطی و پوشش زمین بود. با توجه به شرایط اقلیمی، میانگین سرسبزی در مناطق با هوای مرطوب (بندر انزلی و شیرگاه) با مناطق با هوای گرم و خشک (کاشان) متفاوت بود. با کاهش پوشش گیاهی سطح، میزان تبخیر و تعرق سطحی کاهش یافته و در نتیجه گرما و خشکی سطح افزایش می­یابد. میزان سبزینگی در هر سه شهر مورد مطالعه طی سال­های پایش، روند کاهشی داشته که می­تواند به دلیل پدیده گسترش شهری باشد. نتایج حاصل از شاخص درخشندگی نشان داد در شهرهای مرطوب یعنی بندرانزلی و شیرگاه میزان درخشندگی که ناشی از عوارض شهری بوده، روند افزایشی داشته است. نتایج حاصل از شاخص آب و رطوبت نیز طی سال­های پایش در شهرهای شیرگاه و بندر انزلی(شهرهای مرطوب) روند افزایشی داشته است. به­طور کلی با کاهش سبزینگی، درخشندگی، رطوبت و دمای سطح زمین در شهرهای کاشان و شیرگاه افزایش یافته ولی به نظر می­رسد تأثیر اقلیم محلی و دریا منجر به تعدیل دما در بندر انزلی شده است. نزدیکی به دریا و بالابودن رطوبت باعث شده پوشش گیاهی در طی سال­های پایش کاهش چشمگیری نداشته باشد و در نتیجه منجر به تعدیل دمای سطح شده و از سال 1991 تا 2021 نتایج مربوط به LST تنها یک درجه افزایش دما را نشان می­دهد. درنتیجه افزایش پوشش گیاهی می­تواند منجر به افزایش رطوبت آب و در نتیجه کاهش دمای سطح شود.