طبقه بندی گیاهان برحسب گونه آنها یکی از مهمترین اهداف سنجش از دور در کشاورزی دقیق است. برای تهیه آلگوریتمی که بتواند این مهم را انجام دهد، نیاز به داده های زمینی با اطمینان بالا وجود دارد. بنابراین نیازمند تهیه راهکاری برای استخراج اطلاعاتی قابل اعتماد زمینی از خود تصاویر هستیم. در این تحقیق با استفاده از منحنی های طیفی آزمایشگاهی گیاهان روشی آسان برای شناسائی پیکسل های با پوشش کامل گیاهی معرفی می شود. سپس با استفاده از این پیکسل ها روشی هیبریدی برای طبقه بندی گیاهان به کمک شبکه عصبی مصنوعی معرفی می گردد. در این روش از مقادیر بازتابندگی گیاهان مختلف در سه مقدار بیشینه سبز، کمینه قرمز و بیشینه فروسرخ نزدیک بهمراه روش شبکه عصبی مصنوعی استفاده می شود. با استفاده از داده های با اطمینان بالا با نتایج حاصل از روش پیشنهادی صحت کلی 94 درصد را نشان می دهد. این روش برای طبقه بندی گیاهان با استفاده از تصاویر ابرطیفی پیشنهاد می شود.

معمولا کمبود عنصر یا عناصر غذائی مورد نیاز گیاهان در خاک به صورت کود اضافه می گردد. توزیع کود و تزریق مواد مغذی به خاک در کشاورزی سنتی به طور صحیح انجام نمی شود و در نتیجه کمبود این مواد تنش هایی را در گیاه به وجود می آورد. برای رسیدن به محصول با کیفیت برتر و تولید بیشتر و اعمال مدیریت صحیح در امر کشاورزی، داشتن اطلاعات در مورد توزیع مکانی میزان مواد آلی و معدنی موجود در خاک و در نتیجه شناختن کیفیت خاک برای استفاده بهینه از زمین های کشاورزی الزامی به نظر می رسد. میزان کود مورد نیاز در خاک های کشاورزی بسته به نوع کشت متفاوت است. داشتن اطلاعات دقیق و بهنگام در رابطه با کود زمین می تواند در بالا بردن بهره زمین های کشاورزی مفید باشد. استفاده از کارشناسان و آزمایشگاهها برای اندازه گیری میزان کود می تواند بسیار پرهزینه و وقت گیر باشد. فن آوری سنجش از دور که براساس رفتار طیفی مواد عمل می کند، می تواند اطلاعات قابل قبولی را در مقیاسی بسیار وسیع تولید نماید. برای اینکار باید رفتار طیفی مواد افزودنی به خاک و همچنین رفتار طیفی خاک های کشاورزی مورد استفاده، شناسایی شود. هدف از این پژوهش، تولید الگوریتمی با استفاده از رفتار طیفی خاک ها برای تعیین نسبی محتوای کود در خاک های کشاورزی است. بدیهی است که تعیین مطلق این مقادیر منوط به استفاده از داده های زمینی و انجام طیف سنجی و در صورت نیاز اخذ تصاویر همزمان ماهواره ای می باشد. البته سفارش این تصاویر و انجام عملیات میدانی، مستلزم صرف هزینه و زمان زیادی است. بنابراین در این پژوهش، برای اینکه بتوان بر روی نتایج حاصل از اعمال الگوریتم ارائه شده کنترل و نظارتی دقیق داشت، از شبیه سازی داده های ابرطیفی استفاده گردید. بر طبق مطالعات انجام شده، محدوده فروسرخ نزدیک برای تشخیص مواد آلی یا کربن آلی و نیتروژن کلی نتایج موفقیت آمیزی را نشان داده است. در این پژوهش با استفاده از رفتار طیفی (در محدوده 2500-1000 نانومتر) مواد مغذی موجود در کودهای شیمیایی همچون نیترات آمونیوم، سولفات آمونیوم، نیترات پتاسیم، سوپر فسفات سه گانه، npk و همچنین طیف خاک های مساعد کشاورزی مانند خاک لوم ماسه ای، داده هایی شبیه سازی گردید. سپس سپس میزان مواد موجود در این نمونه ها توسط مدل تطبیق طیفی (spectral matching)مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی مدل حکایت از همبستگی بالای 90درصد بین میزان واقعی مواد موجود درخاک و میزان برآورد شده دارد که در شرایط موجود بسیار ارزشمند است. مدل بر روی داده های تصویر هایپریون (hyperion) اخذ شده از یک منطقه کشاورزی برای برآورد میزان کودهای موجود نیز اعمال گردید. در این پژوهش عدم قطعیت ها و عوامل تأثیرگذار بر روی نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

درجه حرارت سطح زمین یک فاکتور مهم در مطالعات تغییرات جهانی، تخمین مقادیر تابشی ، مطالعات تعادل گرمایی و بعنوان یک ابزار کنترلی برای مدلهای آب و هوایی است. اثرات توسعه شهری، اساساً بعلت دگرگونی و تغییرات در سطوح طبیعی منجر به افزایش درجه حرارت سطح زمین در مناطق شهری می گردد. این تحقیق، به بررسی و ارزیابی قابلیت داده های ماهواره ای چندطیفی در بازیابی پارامترهای بیوفیزیکی به منظور تخمین درجه حرارت سطح زمین می پردازد. علاوه بر این، در این تحقیق، ارتباط اثرات ناشی از توسعه شهری و همچنین تغییرات انواع پوشش- کاربری زمین و تراکم پوشش گیاهی بر روی درجه حرارت سطح زمین در شهر تهران (منطقه مورد مطالعه) بررسی و آنالیز می گردد. داده های ماهواره ای چندزمانه سنجنده های landsat-7 etm+ و aster برای رسیدن به این هدف استفاده شدند. طبقه-بندی نظارت شده با بکارگیری الگوریتم بیشترین شباهت بر روی باندهای اصلی و مولفه های mnf تصاویر مورد استفاده انجام شد. نتایج نشان داد که طبقه بندی با مولفه های mnf تولید دقت های بهتری در مقایسه با طبقه بندی از طریق باندهای اصلی می نماید. مقادیر گسیلمندی و درجه حرارت سطح زمین با بکارگیری روش sebal بر روی داده ماهواره ای etm+ و روش tes بر روی داده های ماهواره ای aster تخمین زده شد. مقادیر درجه حرارت سطح زمین بدست آمده از ماهواره، نتایج قابل قبولی را در مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده ایستگاههای سینوپتیکی هواشناسی نشان داد. مقادیر تراکم پوشش گیاهی از طریق شاخص های ndvi و fvc بدست آمدند، مقادیر fvc با استفاده از مدل جداسازی طیفی خطی برآورد شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که در سطح شهر، پوشش- کاربری زمین دارای تأثیر زیادی بر رژیم های درجه حرارت سطح می باشد و درجه حرارت سطح بالا عمدتاً بعلت وجود مقدار کم پوشش گیاهی می باشد. همچنین مشخص گردید که می توان از تصاویر ماهواره ای در برآورد اثرات توسعه شهری بر فاکتورهای محیط زیستی (از جمله درجه حرارت سطح زمین) استفاده کرد.

چکیده: فرسایش خاک از مسائل و معضلات جدی در تخریب زمین و افت کیفیت خاک است، که موجب از بین رفتن سطح خاک و مرغوبیت آن جهت فعالیت های کشاورزی، پر شدن حجم مخازن سدها و رودخانه ها، گل آلود شدن آب رودخانه ها و کاهش کیفیت آن و آلودگی های زیست محیطی و در نهایت تبدیل جنگل ها و مراتع به بیابان ها می گردد. این تحقیق با هدف برآورد میزان فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه آبریز سد ژاوه واقع در استان کردستان با مساحت 14/85 کیلومتر مربع، با استفاده از تکنیک های rs و gis و استفاده از مدل usle انجام گرفته است. اطلاعات و داده های مورد نیاز مربوط به پوشش گیاهی منطقه و کاربری اراضی، از تصاویر ماهواره ای landsat etm+ مربوط به سال 2000 میلادی و اطلاعات مربوط به مدل ارتفاعی رقومی منطقه، شیب و طول شیب، از نقشه توپوگرافی منطقه به مقیاس 1:25000 تولید شده توسط سازمان نقشه برداری کشور در سال 1377 به روش فتوگرامتری استخراج گردیده و سایر اطلاعات همچون نقشه زمین شناسی به مقیاس 1:100000، تهیه شده توسط سازمان زمین شناسی کشور در سال 1364 و نقشه نوع خاک حوضه نیز به صورت لایه های اطلاعاتی در سیستم اطلاعات جغرافیایی تهیه گردیدند و در نهایت با تلفیق این داده ها در سیستم اطلاعات جغرافیایی و تحلیل های مکانی صورت گرفته، میزان 9/11021 تن فرسایش در سال برای این حوضه آبریز به دست آمد. بخش اعظم این حوضه در کلاس فرسایشی خیلی کم قرار گرفته و با توجه به نتایج به دست آمده از ایستگاه هیدرومتری که میزان 9261 تن رسوب در سال را برای این حوضه برآورد کرده اند و ضریب sdr ، که برای این حوضه، مقدار 0/87 محاسبه گردید، میزان فرسایش با استفاده از نتایج هیدرومتری، 10644 تن در سال برآورد گردید که مشخص است با استفاده از تصاویر ماهواره ای و برخی مشاهدات صحرائی می توان با دقت بالایی میزان فرسایش و رسوب را در منطقه برآورد نمود. جهت بررسی میزان تأثیر هر یک از عوامل در میزان فرسایش خاک، میزان وابستگی بین پارامترهای موثر و لایه فرسایش خاک با سطح اطمینان 95% محاسبه گردید که این مقدار برای لایه توپوگرافی بیشترین مقدار و برابر با 845/0 می باشد. یعنی وضعیت توپوگرافی بیشترین تأثیر را در میزان فرسایش خاک داشته و پس از آن به ترتیب، پوشش گیاهی، مدیریت اراضی، جنس خاک و میزان بارش تأثیر کمتری را دارا می باشند. در نهایت نیز جهت تعیین تأثیر تغییرات کاربری اراضی در فرسایش خاک از تصاویر ماهواره ای landsat tm مربوط به سال 1987 استفاده گردید. با توجه محاسبات انجام شده حجم خاک فرسایش یافته با استفاده از این تصاویر، 6/9475 تن در سال محاسبه گردید. مشخص است تخریب اراضی کشاورزی در طول یک دهه منجر به افزایش حجم خاک فرسایش یافته گردیده است.

داده های ابرطیفی اطلاعات بسیار زیادی را از اهداف زمینی جمع آوری می نمایند به گونه ای که با این اطلاعات می توان اهداف زمینی را به خوبی شناسایی کرد. روش های متعددی برای استخراج اطلاعات از داده های ابرطیفی وجود دارد، که از آن جمله می توان به روش مشتق گیری از طیف بازتابندگی و استفاده از مناطق جذبی اشاره کرد. در این تحقیق با مشتق گیری از طیف بازتابندگی، فرکانسهای پایین طیف که عمدتاً دارای اطلاعات مفیدی نمی باشند حذف شده، همپوشانی بین مناطق جذبی را از بین برده و تباین طیفی بالاتر برده شده است که نتیجه آن ارتقای دقت در برآورد اطلاعات از اهداف زمینی بوده است. همچنین استفاده از کدگذاری طیفی باعث افزایش سرعت پردازش داده ها گردیده که برای پردازش داده های حجیم ابرطیفی بسیار مناسب می باشد. در بخش اول این تحقیق با مشتق گیری و سپس کدگذاری طیف های داده ابرطیفی و طیف های بازتابندگی کتابخانه طیفی روشی برای طبقه بندی داده های ابرطیفی ارائه شده است. سپس این روش برای طبقه بندی داده های شبیه سازی شده و داده های واقعی مورد استفاده قرار گرفته است. برای ارزیابی دقت، نتایج این روش با روش های spam، sdfc و sfbc مقایسه شد. دقت کلی روش های spam،sdfc وsfbc برای طبقه بندی داده های شبیه سازی شده به ترتیب 49، 57.59 و 42.31 درصد بود. در مقابل دقت کلی روش پیشنهادی 88.32 درصد بدست آمد، که این دقت نشان دهنده کارآیی بالای این روش در مقایسه با روش های قبلی می باشد. در بخش دوم پس از مشتق گیری طیفی، طیف به قسمت های کوچکتری تقسیم شده و همبستگی بین قسمت های کوچک در طیف تصویری و طیف کتابخانه طیفی بدست آمده و با این روش نیز داده ها طبقه بندی شدند. این روش با روش های sam، sid و scm مقایسه شده و نتایج دقت کلی روش های sam، sid و scm در داده های شبیه سازی شده به ترتیب 45.84، 44.33 و 57.53 بدست آمد. در مقابل دقت کلی روش پیشنهادی در این قسمت 73.70 بدست آمد. مشکل روش همبستگی سرعت طبقه بندی بسیار پایین آن می باشد. علی الخصوص وقتی کتابخانه طیفی دارای طیف های بسیار زیادی باشد سرعت طبقه بندی به شدت کاهش می یابد. در این قسمت با استفاده از روش کدگذاری برای یک پیکسل، طیف های کتابخانه طیفی از شبیه ترین تا متفاوت ترین طیف اولویت بندی شدند. سپس چند درصد محدود آنها به عنوان کتابخانه طیفی در نظر گرفته شده و با روش همبستگی پیکسل ها طبقه بندی شدند که باعث بهبود دقت طبقه بندی همراه با افزایش سرعت طبقه بندی شد.

یکی از مهمترین ابزار در طیف سنجی اشعه گاما آشکارساز hpge می باشد. بطور کلی، آگاهی از بازدهی آشکارساز نیازی ضروری در بررسی عملکرد سیستم های آشکارسازی است که با توجه به فاصله چشمه از سطح آشکارساز و عوامل هندسی و جذبی، بشدت تغییر می کند .این حقیقت به خوبی شناخته شده است که اگر چه انتشار اشعه گاما از یک چشمه رادیواکتیو همگراست، وابستگی بازده آشکارساز hpge به فاصله چشمه از سطح آشکارساز از قانون مجذور وارون ساده که بر اساس نسبت مساحت سطح آشکارساز به مساحت کره ای به شعاع r است پیروی نمی کند. ا نحراف از این قانون به علت این واقعیت است که واکنش های فوتون اشعه گاما به سطح آشکارساز محدود نیست و در کل حجم آن رخ می دهد. از این رو، مفهوم آشکارساز نقطه ای مجازی برای آشکارساز ge(li) مطرح شد(notea,1971)، که بر اساس این مفهوم، نقطه ای درون آشکارساز ژرمانیومی وجود دارد که می تواند به عنوان آشکارساز نقطه ای مجازی همه واکنش ها را میزبانی کند. اگر واقعا چنین نقطه ای وجود داشته باشد که بتواند همانند موقعی که کل حجم آشکارساز در نظر گرفته می شود، پاسخگو باشد، ملاحظات هندسی مورد استفاده در کالیبراسیون آشکارساز بسیار ساده خواهد شد. این ساده سازی بخصوص در اندازه گیری اکتیویته بخش عظیمی از نمونه ها با اهمیت است. البته این فرض آشکارساز نقطه ای مجازی هیچ گونه مفهوم فیزیکی ندارد و تنها یک ساده سازی ریاضی است. دراین پژوهش برانیم تا با ساختن چشمه های دیسکی در ابعاد مختلف، به ارزیابی وابستگی بازده آشکارساز hpge به ابعاد چشمه های دیسکی در محدوده انرژی 26-1332 kev با استفاده از مفهوم آشکارساز نقطه ای مجازی بپردازیم.