تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

ارزیابی استفاده از هوش مصنوعی در تکمیل داده های داوطلبانه مکانی. مطالعه موردی: داده های کاربری اراضی OSM

جواد سدیدی

یادگیری عمیق یک روش مدرن پردازش تصویر و تجزیه و تحلیل داده هاست که با داشتن نتایج امیدوار کننده و پتانسیل بالا وارد حوزه مدیریت شهری شده است. پروژه (OSM)Open Steet Map بزرگ ترین مجموعه داده های مکانی داوطلبانه است که در بسیاری از حوزه های کاربردی مختلف به عنوان مکمل یا جایگزین با داده های مرجع استفاده می شود. در بعضی از موارد در کشورهای پیشرفته دقت داده های داوطلبانه تولید شده توسط موبایل و دیگر ابزار توسط کاربران حتی بیش از داده ی مرجع دولتی می باشد. هدف از تحقیق حاضر ارزیابی استفاده از هوش مصنوعی در تکمیل داده های داوطلبانه در مناطق کمتر مشارکت شده توسط داوطلبان می باشد. ابتدا با استفاده از شبکه عصبی کانولوشنی Res_UNet کاربری اراضی با دقت 83 درصد به دست آمد، سپس با توجه به پیش بینی انجام شده، از روش واحد مبنا جهت ارزیابی میزان کامل بودن داده های OSM استفاده شد. نتایج نشان می دهد میزان کامل بودن بلوک های ساختمانی OSM در کل منطقه مطالعاتی برابر با 6/3 درصد، جنگل ها7/9درصد، درخت های میوه 4/90 درصد و زمین های کشاورزی 88/81درصد می باشد. که نشان از نرخ پایین کامل بودن بلوک های ساختمانی و جنگل و نرخ بالای کامل بودن زمین های کشاورزی و درختان میوه می باشد. نتایج تحقیق بیانگر درصد مشارکت پایین داوطلبانه درتولید داده های مکانی می باشد. از طرفی دقت بالای تولید کاربری اراضی توسط هوش مصنوعی نتایج امیدوارکننده ای را در استفاده از هوش مصنوعی در تولید و تکمیل داده های داوطلبانه به جای نیروی انسانی بخصوص در کشورهای کمتر توسعه یافته یا مناطق با جمعیت داوطلب کمتر یا نقاط دورافتاده و صعب العبور ارائه میدهد

واکاوی تغییرات زمانی - مکانی و پیش‌بینی آینده یخبندان‌های استان همدان

سحر عافیتی

ســرما و یخبندان، یکی از مخاطرات اقلیمی اســت که همه ســاله باعث ایجاد خســارت در فعالیت های مختلف می گردد. از سوی دیگر تغییر اقلیم سبب تغییرات مکانی و زمانی یخبندان می شود. هدف این پژوهش تحلیل تغییرات زمانی - مکانی و پیش بینی آینده یخبندان های استان همدان است. جهت پیش نگری دمای حداقل روزانه استان از مدل CanESM2 استفاده شد و ریزمقیاس نمایی داده های مدل های گردش کلی با استفاده از مدل LARS-WG صورت گرفت. شبیه سازی پارامترهای فوق برای دوره 30 ساله (2050-2021) و تحت سه سناریوی RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5برای ایستگاه های منتخب انجام شد. نتایج حاصل از بررسی ماهانه دمای کمینه در ایستگاه های مطالعاتی استان نشان داد که دمای کمینه در دوره (2050-2021) در همه ایستگاه های مورد بررسی بر طبق هر سه سناریو و در همه ماه های سال نسبت به دوره پایه افزایش خواهد داشت. متوسط دمای کمینه استان برابر با 2/5 درجه سلسیوس است که این مقدار در دهه های آتی بر اساس سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب به 6، 2/6 و 3/6 درجه سلسیوس خواهد رسید که بیشترین تغییرات مربوط به ایستگاه نوژه و کمترین آن مربوط به همدان است. توزیع فضایی آغاز و پایان یخبندان در دوره آینده بیانگر آن است که یخبندان در نواحی شمال شرقی و شمالی استان زودتر از سایر مناطق استان شروع و دیرتر خاتمه می یابد در حالی که در نواحی جنوبی استان دیرتر شروع و زودتر به پایان می رسد. نتایج حاصل از بررسی تغییرات آغاز یخبندان در دهه آینده نسبت به دوره پایه نشان داد که در همه ایستگاه های مورد مطالعه آغاز یخبندان بین 3 تا 11 روز کاهش خواهد یافت.

ارزیابی کمی ناپایداری کناره ای رودخانه جاجرود در بالادست سد لتیان

علی احمدآبادی

فرسایش کناره ای یکی از منابع اصلی تولید رسوب در رودخانه ها است در صورتیکه از حالت طبیعی خارج شود منجر به مخاطره ناپایداری کناره ا ی می شود و رسوب تولیدی برای سازه های پایین دست از جمله سدها مشکلات زیادی ایجاد می کند. رودخانه جاجرود بعنوان یکی از تامین کننده های مهم آب شرب و کشاورزی در شرق تهران، با توجه به توسعه سکونتگاه های شهری و روستایی، دارای پتانسیل بالای فرسایش کناره ای است. قرارگیری سدهای لتیان و ماملو نیز در پایین دست آن، می تواند چالش های زیادی در خصوص بهره برداری بهینه از این سازه ها ایجاد نماید. از این رو، در پژوهش حاضر، میزان خطر فرسایش کناری و شناسایی مناطق مستعد فرسایش کناری در رودخانه جاجرود با استفاده از مدل BANCS (شاخص NBS و BEHI) در 11 بازه بر اساس برداشت های میدانی و داده های تکمیلی از جمله تصاویر هوایی و پهبادی ارزیابی می شود. مقایسه نتایج و ارزیابی این دو شاخص، نشان داد مدل BEHI نسبت به مدل NBS برای رودخانه جاجرود کارآمدتر است. نتایج حاصل از شاخص BEHI نشان داد که در کناره راست و چپ بازه 3،7،8،9 و کناره چپ بازه 2 فرسایش زیاد و در سایر کناره ها فرسایش کم است. هم چنین، با توجه به مشاهدات میدانی، مشخص شد فرسایش کناره ای از پدیده های غالب و فعال در بازه های مورد مطالعه رودخانه جاجرود است، که در بازه های مختلف، آثار و پیامدهای گوناگونی چون تغییر الگوی رودخانه و گسترش عرض رودخانه در مسیرهای مستقیم داشته است.

بررسی شدیدترین طغیان‌های متداوم ماهانه )اکتبر- مارس( طی دوره آماری 2021-1989 در ایران

مصطفی کرمپور

چکیده
سیل ناگهانی، یکی از خطرناکترین رویدادهای طبیعی است و اغلب باعث تلفات جانی و آسیب به زیر ساخت ها و محیط زیست می شود. در این پژوهش، رخداد شدیدترین طغیان های متداوم ماهانه (اکتبر- مارس) در بازه 2021-1989 بررسی شد. داده های بارش 115 ایستگاه سینوپتیک انتخاب شد. سپس مجموع بارش های 1تا 9 روزه بر اساس شدت، مرتب گردید. با استفاده از نرم افزار آماری مینی تب و شاخص آندرسن دارلینگ، بارش های شدید بر اساس صدک نود و پنجم، استخراج شد. سپس بر اساس معیار های بیشترین و کمترین تعداد روزهای بارشی، بیشترین و کمترین بارش تجمعی ریزش کرده، مرطوب ترین و خشک ترین ماه ها مشخص گردید. با در نظر گرفتن سه معیار شدت، تداوم و فراگیری بارش، قوی ترین توفان های رخداده در مرطوب ترین ماه ها انتخاب شد. داده های مورد استفاده، جهت بررسی همدیدی، شامل داده های فشار سطح متوسط دریا، ارتفاع و مولفه قائم باد تراز 500 هکتوپاسکال، میدان باد و نم ویژه ترازهای فشاری 925، 850 و 700 هکتوپاسکال و مقادیر شار افقی نم ویژه سطح فشاری 925، 850 و 700 هکتوپاسکال می باشند. احتمال رخداد رودخانه های جوی توسط شار رطوبت مستخرج از مولفه های رطوبت ویژه، باد مداری و نصف النهاری شناسایی شدند. نتایج نشان داد؛ توفان های 27تا 31 اکتبر 2015، 5تا 7 نوامبر 1994، 12تا 16 دسامبر 1991، 11 تا 15 ژانویه 2004، 3 تا 9 فوریه 1993 و 13تا 15 مارس 1996 شدیدترین توفان ها در مرطوب ترین ماه ها بوده اند. انتقال رطوبت در توفان های اکتبر، نوامبر، فوریه و مارس از جنوب غرب دریای سرخ توسط رودخانه های جوی، به نوار غربی، جنوبغرب، جنوب و جنوبشرق ایران انجام شده است.

اثرگذاری نوسانات تراز دریای مازندران بر کاربری اراضی ساحلی با نگاهی به پیاده‌سازی حریم دریا (مطالعه موردی: شهر بابلسر)

خه بات درفشی

شهر بابلسر در مصب رودخانه بابلرود در کرانه جنوبی دریای مازندران استقرار دارد که سیمای کلی آن شامل دریای مازندران در شمال، رودخانه های بابلرود در مرکز و شازده رود در شرق، بافت مسکونی به همراه فضاهای باز و سبز و زمین های کشاورزی در جنوب شهر می باشد. پژوهش حاضر به رویکردی توصیفی- تحلیلی از نوع میدانی و با استفاده از داده های مکانی مرتبط با مسأله تحقیق در پی بررسی تأثیر نوسانات تراز آب دریا بر روی تغییرات کاربری اراضی در منطقه ساحلی شهر بابلسر است. به منظور استخراج خطوط ساحلی متناظر با پایین ترین و بالاترین تراز آب که به ترتیب در سال های 1356 (5/28- متر) و 1372 (24/25- متر)، و نیز پایین ترین سطح طی سه ده اخیر (31/27- متر) که در سال 1398 رخ داده است، تصاویر ماهواره ای و روش های فیلترگذاری و آستانه هیستوگرام استفاده شد. برای استخراج خط ساحل سال 1356 به عنوان پایین ترین تراز، تصویر ماهواره Landsat سنجنده MSS به کار گرفته شد. تصویر سنجنده TM ماهواره Landsat برای استخراج خط ساحل تیر ماه 1374 و تصویر ماهواره Sentinel-2 هم برای استخراج خط ساحل آبان 1398 استفاده شد. یافته های پژوهش نشان داد خط ساحل سال 1356 متناظر با پایین ترین تراز آب ثبت شده، در موقعیت پسروی نسبت به خط ساحل دوره بعدی قرار دارد. پس از این سال و با بالا آمدن تراز آب دریا، موقعیت خط ساحل به سمت خشکی پیشروی داشته که در سال 1374 به بیش ترین حد پیشروی خود رسیده است. بررسی مقدار اراضی ساحلی زیر آب رفته بر اثر بالا آمدن تراز آب دریای مازندران در طول حدود 10 کیلومتر از نوار ساحلی شهر بابلسر حاکی از آن است که 118 هکتار از این اراضی زیر آب رفته است. از سال 1374 به بعد و در نتیجه ساخت موج شکن های بندر، وضعیت فرسایش و رسوب گذاری در اثر تغییرات تراز آب دریا از وضعیت بکر و طبیعی خارج شده است. اگرچه عدم رعایت حریم دریای مازندران و نیز پهنه اراضی مستحدث با بالا آوردن تراز ارتفاعی زمین های نوار ساحلی همراه بوده است، اما اگر تراز آب دریا دوباره بالا بیاید، تخریب این تأسیسات مسکونی و تفریحی، به زیر آب رفتن آن ها، تهدید محدوده شهری از نظر تخلیه فاضلاب و افزایش سفره آب زیرزمینی که خود پیامدهای خطرناک بهداشتی و عمرانی را در پی دارد، دور از انتظار نخواهد بود. تعداد زیادی از هتل های نوار ساحلی از جمله هتل ها و اماکن اقامتی بابلسر در محدوده حریم دریای مازندران واقع شده اند.

سنجش تغییرات زمانی- مکانی کاربری اراضی و کیفیت زیستگاه های حوضه آبخیز تجن با استفاده از داده های سنجش از دور

محمد رحمانی

این مطالعه با هدف ارزیابی کیفیت زیستگاه های آبخیز تجن در شمال ایران بر مبنای تغییرات کاربری اراضی در بازه زمانی 1431-1371 و بررسی ارتباط آن با سنجه های تعداد لکه (NP)، تراکم لکه (PD)، تراکم لبه (ED)، بزرگترین لکه (LPI)، شکل لکه (LSI) و جداشدگی (SPLIT) انجام پذیرفت. تصاویر لندست 8 و 4 برای تهیه نقشه های کاربری اراضی در سال های 1371، 1401 و 1431 با استفاده از روش های حداکثر احتمال، ترکیب متقاطع و CA-Markov در نرم افزارهای انوی و ترست پردازش شد. کیفیت زیستگاه های حوضه نیز با استفاده از اینوست در سه سناریو بر مبنای نقشه های کاربری اراضی ارزیابی و رابطه آن با تغییرات کاربری اراضی و سنجه های موردنظر بر اساس رگرسیون حداقل مربعات و آزمون همبستگی اسپیرمن تحلیل شد. نتایج نشان داد در بازه زمانی 1371 تا 1431، اراضی جنگلی و کشاورزی به ترتیب بیشترین تغییرات کاهشی (82460- هکتار) و افزایشی (76392 هکتار) را داشتند. زیستگاه های بخش مرکزی حوضه از کیفیت بالاتری نسبت به پهنه های شمالی و جنوبی برخوردار بودند. رابطه کیفیت زیستگاه ها با تغییرات کاربری اراضی معنادار و معکوس (-0.95)، با سنجه های NP، PD، ED و LSI غیرمستقیم و معنادار (-0.46) و با سنجه های LPI و SPLIT ضعیف مشاهده گردید. این مطالعه نشان داد که کیفیت زیستگاه ها حوضه مطالعاتی تحت تأثیر تغییرات کاربری اراضی و ویژگی های لکه های سیمای سرزمین طی 30 سال گذشته کاهش یافته و احتمالاً همین روند تا 30 سال آینده نیز ادامه می یابد. نتایج این مطالعه می تواند به عنوان مبنای تصمیم گیری در راستای توسعه کاربری ها در منطقه و حفاظت محیط زیست آن قرار گیرد.

مدل‌سازی آماری- فضایی پتانسیل رخداد زمین‌لغزش در حوضه آبخیز سد یامچی

مرتضی قراچورلو

پژوهش حاضر با هدف تبیین سیستمی پتانسیل وقوع زمین لغزش در جهت ارائه مدل پیش بین احتمال رخداد آن در حوضه آبخیز یامچی واقع در استان اردبیل انجام گرفت. در این راستا، از هر دو رویکرد متغیرهای گسسته و پیوسته، به ترتیب از طریق عملیات هم پوشانی و رگرسیون لجستیک استفاده شد. متغیرهای مستقل شامل ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت دامنه، لیتولوژی، بارندگی سالانه، ناهمواری، انحناء زمین، شاخص رطوبت توپوگرافی، کاربری و پوشش زمین، شاخص پوشش گیاهی، فاصله از گسل، فاصله از آبراهه و فاصله از جاده بود. در وهله نخست، انطباق لایه های متغیرهای مستقل با لایه زمین لغزش های موجود در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، نقاط دارای پتانسیل بالا برای رخداد زمین لغزش ها را آشکار ساخت. این نقاط در ارتفاعات میانی، شیب های زیاد، جهت دامنه شمالی، گودی ها، ناهمواری بالا، رسوبات فرسایش پذیر (کواترنری)، بارندگی های بالا، پوشش گیاهی متوسط، پیرامون گسل ها و رودها قرار داشتند. در وهله دوم، نتایج اجرای مدل رگرسیون لجستیک با ارائه معادله پیش بین احتمال رخداد زمین لغزش نشان داد که مدل حاصل با داشتن Pseudo R²و ROC به ترتیب برابر با 22/0 و 86/0، از توان و کارایی خوبی جهت پیش بینی زمین لغزش ها در سطح حوضه برخوردار بود. به علاوه ضرایب بتای حاصل برای متغیرهای مستقل نشان داد که ترتیب اهمیت متغیرها در وقوع زمین لغزش بدین صورت بود: شاخص پوشش گیاهی، فاصله از جاده، بارندگی، لیتولوژی، فاصله از گسل، ارتفاع، شاخص رطوبت توپوگرافی، شاخص ناهمواری، جهت دامنه، شیب، فاصله از رود. در پایان، لزوم توجه جدی به حفاظت و حمایت از پوشش گیاهی مراتع میان دست و بالادست حوضه با توجه به شرایط ژئومورفیک ناپایدار این نقاط مشخص گردید.

تحلیل اثرات توسعه ژئوتوریسم در ایجاد امنیت پایدار در شهرستان مریوان

مهدی صفری نامیوندی

ژئوتوریسم یکی از ارکان مهم گردشگری است که نقش مهمی در توسعه اقتصادی و اجتماعی مناطق دارد و این مسئله در مناطق مرزی دارای اهمیت دوچندان است. با توجه به اینکه یکی از راهکارهای ایجاد امنیت در نوار مرزی، توسعه اقتصادی منطقه است، بنابراین توسعه ژئوتوریسم در نوار مرزی کشور، حائز اهمیت است. با توجه به اهمیت موضوع، در این پژوهش به تحلیل اثرات توسعه ژئوتوریسم در ایجاد امنیت پایدار در شهرستان مریوان پرداخته شده است. در این تحقیق از مدل رقومی ارتفاعی 30 متر SRTM، نتایج حاصله از مصاحبه و مطالعات کتابخانه ای به عنوان داده های تحقیق استفاده شده است. مهم ترین ابزارهای تحقیق، ArcGIS، Expert Choice و SPSS بوده است. همچنین در این تحقیق از مدل های کامنسکو، تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و مدل SWOT استفاده شده است. با توجه به اهداف مورد نظر، این تحقیق در چند مرحله انجام شده است که در مرحله اول به شناسایی و ارزیابی ژئوسایت ها، در مرحله دوم به تحلیل اثرات توسعه ژئوتوریسم بر اهداف توسعه پایدار و امنیت منطقه و در مرحله سوم به شناسایی عوامل موثر بر توسعه ژئوتوریسم پرداخته شده است. نتایج ارزیابی ژئوسایت های شناسایی شده بر اساس مدل کامنسکو نشان داده است که ژئوسایت های شهرستان مریوان پتانسیل بالایی جهت اهداف توسعه ژئوتوریسم دارند که توجه به آن ها می تواند با توسعه اقتصادی، توسعه زیست محیطی، توسعه زیرساخت ها و در نهایت با امنیت پایدار منطقه همراه باشد. همچنین نتایج حاصله از مدل SWOT نشان داده است که وجود ژئوسایت های کمیاب با وزن 08/0، نداشتن برنامه های توسعه ای بلندمدت با وزن 08/0، ایجاد امنیت پایدار در منطقه با وزن 091/0 و فصلی بودن اشتغال با وزن 058/0، به ترتیب به عنوان مهم ترین نقاط قوت، نقاط ضعف، فرصت ها و تهدیدات توسعه ژئوتوریسم در شهرستان مریوان محسوب می شوند.