نام پژوهشگر: سید کاظم علوی پناه
الهام نوشادی سید کاظم علوی پناه
یکی از کاربردی ترین ویژگی های فیزیکی مورد استفاده در مطالعه خاک، رنگ آن می باشد. نقش رنگ در شناسایی خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک و فرآیندهایی که در آن اتفاق می افتند، ضرورت اندازه گیری آن را روشن می سازد. تحقیق حاضر با هدف تعیین رنگ خاک با استفاده از تصاویر ماهواره ای و مدل های فضایی رنگ انجام شده است. نقاط نمونه برداری در مناطق مطالعاتی گلستان و قم، با استفاده از لایه های اطلاعاتی شامل نقش? سری خاک، تصاویر رنگی کاذب، تصاویر کلاس بندی شد? اولین مولفه اصلی و نقش? کاربری اراضی، پس از بازدید صحرایی، تعیین شد. در 80 نقطه رنگ نمونه های خاک در عمق 0 تا 5 سانتیمتری خوانده شد و اقدام به نمونه برداری از عمق 0 تا 5 سانتیمتر گردید. در آزمایشگاه مقدار کربن آلی نمونه ها به روش سوزاندن تر تعیین شد و در نهایت 2 دسته آنالیز آماری بر روی داده ها صورت گرفت. در دسته اول برای بررسی میزان کارایی تصاویر ماهواره ای در تعیین رنگ خاک همبستگی بین سه مولفه مانسل در حالت خشک و تر با اعداد رقومی حاصل از تصاویر رنگی کاذب ، تجزیه مولفه های اصلی و مقادیر انعکاس محاسبه شد. در مقایسه بین دو منطقه مطالعاتی، مقادیر ضرایب همبستگی بدست آمده با استفاده از روش های اعداد رقومی و تجزیه مولفه های اصلی اختلاف قابل توجهی را نشان می دهند و در ناحیه قم مقادیر همبستگی ها بالاترند ولی روند تغییرات ضرایب همبستگی در هر دو یکسان است. در حالی که میزان اختلافات بین ضرایب همبستگی حاصل از کاربرد مقادیر انعکاس در دو منطقه کم می باشد. نیز در بین سه روش یاد شده، کاراترین روش، استفاده از مقادیر انعکاس باند 3 بوده است. در برآورد سه مولفه مانسل در حالت خشک با استفاده از مقدار انعکاس در باند سوم تصاویر etm+ و irs در هر دو منطقه مطالعاتی، بالاترین دقت مربوط به والیو است. در گروه دوم آنالیزها که جهت تعیین کاراترین مدل های رنگ انجام شد، در مرحله اول روابط همبستگی بین مولفه های مدل های فضایی رنگ با مقادیر انعکاس بررسی شد و مشخص شد که مدل رنگ cie xyz بهترین مدل جهت تعیین رنگ در هر دو منطقه می باشد. در مرحله دوم، روابط همبستگی بین مولفه های مدل های فضایی رنگ با مقادیر کربن آلی خاک بررسی شد. این نوع تجزیه نیز مدل رنگ cie xyz را به عنوان مناسب ترین مدل جهت تعیین رنگ خاک در هر دو منطقه معرفی می نماید. گرچه کارایی آن در منطقه مطالعاتی گلستان نسبت به منطقه قم بیشتر است.
آرش اخدر سید کاظم علوی پناه
چکیده یکی از راه کارهای مهم کاهش خسارت های ناشی از وقوع زمین لغزش،دوری جستن از مناطق دارای خطر است. در سال های اخیر پهنه بندی خطر زمین لغزش با روش های مختلفی از جمله روش ارزش اطلاعاتی،روش تراکم سطح و فرایند سلسله مراتبی انجام شده است. بسیاری از این روش ها بر اساس شرایط خاص منطقه انتخاب می شود. محدودیت استفاده از اعداد محققین را برآن داشت که از مجموعه های فازی برای بیان وزن عوامل موثر در این فرایند، استفاده کنند. مزیت این تئوری آنست که به جای یک عدد دامنه ای از اعداد با درجه امکان متفاوت مشارکت در وقوع زمین لغزش در نظر گرفته می شود. هدف این تحقیق،پهنه بندی خطر زمین لغزش با استفاده از منطق فازی در جاده ارتباطی مریوان – سنندج است. منطقه مورد مطالعه در استان کردستان با وسعت 1281 کیلومتر مربع و در موقعیت ´´26´07°47تا ´´36´07°47 طول شرقی و ´11´23°35 تا ´´56´32°35عرض شمالی واقع شده است. عوامل موثر بروقوع زمین لغزش در منطقه شامل ارتفاع،شیب،جهت شیب،فاصله از گسل،واحدهای سنگ شناسی،فاصله از آبراهه،فاصله از جاده،کاربری اراضی،پوشش گیاهی،خاک و بارش هستند. وزن دهی به هر معیار با استفاده از روش نسبت فراوانی (frequencyratio)انجام شد. نقشه های هم پوشانی حاصل از فازی سازی در قالب عملگرهای گامای مختلف فازی به صورت نقشه های خطر زمین لغزش با هم مقایسه شدند. شاخص جمع کیفی (qualitysum) نشان داد که از میان گاماهای مختلف، گامای 0.8 با qs برابر با 0.05 نقشه خطر زمین لغزش در منطقه را با بهترین تفکیک طبقات خطر،تولیدمی کند. واژگان کلیدی:زمین لغزش،منطق فازی،جاده ارتباطی مریوان- سنندج،شاخص جمع کیفی
انیس نوری مهدی وفاخواه
روان آب ناشی از ذوب برف، نقش مهمی در تامین جریان آب در حوزه های آبخیز کوهستانی دارد. در این تحقیق از مدل srm برای برآورد روان آب ذوب برف در حوزه ی آبخیز طالقان استفاده شده است. مدل srm یک مدل هیدرولوژیکی است که جریان روزانه در حوزه های کوهستانی را برآورد می کند. این مدل روان آب ذوب برف را با استفاده از متغیرهای هیدرولوژی، هواشناسی و وضعیت فیزیکی حوزه ی آبخیز برآورد کرده و همراه با مقادیر مشاهداتی، به صورت نمودار و عددی ارائه می کند. هدف از این مطالعه ارزیابی نسخه ی درجه-روز و تابشی مدل srm و هم چنین ارائه ی روش مناسب برای درون یابی متغیر درجه حرارت به عنوان ورودی مدل srm می باشد. بعد از اعمال ورودی ها به مدل، شبیه سازی انجام گرفته و آب نمود شبیه سازی شده و اندازه گیری شده رسم گردید. مقایسه ی آب نمودها از طریق بررسی چشمی، ضریب کارآیی نش-ساتکلیف و درصد اختلاف حجم انجام گرفت. مقادیر r2 برای دوره ی اعتبارسنجی از 65/0 تا 86/0و 8/0 تا 88/0 به ترتیب برای مدل های درجه-روز و تابشی برآورد گردید. درصد اختلاف حجم دبی در دوره ی اعتبار سنجی از 42/0 تا 36/18 برای مدل درجه-روز و 3/8- تا 6/4 برای مدل تابشی برآورد شد. هفت روش درون یابی مختلف در حوزه ی آبخیز طالقان برای فصل ذوب اجرا شد. نتایج نشان داد که برآورد درجه حرارت از روش های مختلف می تواند منجر به تفاوت در روان آب برآورد شده در مقایسه با روان آب اندازه گیری شده گردد. هم چنین به منظور رفع مشکل کمبود داده های اندازه گیری شده در مدل روان آب ذوب برف، روش های درون یابی درجه حرارت و اضافه کردن متغیر تابش به مدل تا حد زیادی می تواند در بهبود دقت شبیه سازی و توصیف رفتارهای هیدرولوژیکی برف در حوزه ی آبخیز مورد مطالعه کمک کند.
سعید حمزه سید کاظم علوی پناه
شوری خاک و سفره های آب زیر زمینی کم عمق، دو عامل اصلی هستند که مزارع نیشکر واقع در جنوب غربی ایران را تحت تاثیر منفی قرار می دهند. بنابراین پایش این عوامل در زمین های مذکور، امری ضروری است. اما با توجه به وسعت زیاد مناطق زیر کشت نیشکر و تعداد زیاد این مزارع، امکان کنترل هر مزرعه و رسیدگی به مسائل و مشکلات آنها امری بسیار وقت گیر و پرهزینه می باشد. در این میان استفاده از فن آوری نوین سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیائی با توجه به سرعت بالا و هزینه کم، می تواند گزینه بسیار مناسبی جهت پایش این مزارع باشد. بنابراین، این تحقیق جهت دست یابی به بهترین و مناسب ترین مدل ها و روش های تخمین میزان شوری پروفیل خاک و عمق سطح ایستابی با استفاده از سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیای در اراضی تحت کشت نیشکر صورت پذیرفت. بدین منظور، با توجه به دسترسی به اطلاعات میدانی و تصاویر ماهواره ای موجود، زمین های شرکت کشت و صنعت حکیم فارابی (یکی از واحدهای هفتگانه شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی) به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب، و این تحقیق در سال زراعی 89-1388 در مزارع این کشت و صنعت به اجرا درآمد. به این منظور میزان شوری خاک در انتهای دوره رشد نیشکر در 312 نقطه واقع در 26 مزرعه مختلف اندازه گیری شد. همچنین مقادیر عمق سطح ایستابی در132 چاهک مشاهده ای واقع در محدوده طرح، هفته ای دوبار از اواسط اردیبهشت تا اواسط مهر سال 1389 ثبت گردید. علاوه بر این اطلاعات از سایر اطلاعات جمع آوری شده در محدوده کشت و صنعت حکیم فارابی از قبیل سن و واریته گیاه نیشکر، تاریخ کاشت و برداشت، مدیریت های داشت از قبیل میزان و زمان های کود دهی، آبیاری و زهکشی، اطلاعات روزانه هواشناسی و سایر اطلاعات کلی موجود در کشت و صنعت استفاده گردید. هم زمان با جمع آوری اطلاعات زمینی، تصویر ماهواره ای مربوط به سنجنده ابرطیفی هایپریون در تاریخ 12 شهریور 1389 اخد گردید. پس از انجام پیش پردازش های ضروری بر روی تصویر مورد نظر، اقدام به بررسی تغییرات منحنی طیفی گیاه نیشکر تحت مقادیر مختلف شوری خاک و عمق آب زیرزمینی گردید. در ادامه اقدام به تهیه مدل های مناسب پیش بینی میزان شوری خاک و عمق آب زیرزمینی گردید. بدین منظور توانایی 21 شاخص گیاهی مختلف موجود در منابع که مربوط به نواحی مختلف طیفی گیاه بودند، مورد بررسی قرار گرفت. در کنار این شاخص ها اقدام به توسعه سه شاخص گیاهی جدید (swsi-1، swsi-2 و swsi-3 ) نیز گردید. در ادامه کار توسط روش های مختلف طبقه بندی (svm, md, ml و sam) اقدام به طبقه بندی شوری خاک در سه کلاس مختلف شوری (4/3-5/1، 9/5-5/3 و ds/m10-6) گردید. در قسمت دوم تحقیق، همانند روش تخمین شوری خاک، اقدام به تعیین سطح آب زیرزمینی توسط شاخص های گیاهی مستخرج شده از تصویر ماهواره ای گردید. علاوه بر این، جهت پهنه بندی سطح آب زیرزمینی از روش زمین آماری کریجینگ نیز استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تغییر میزان شوری خاک و عمق آب زیرزمینی تاثیر به سزایی بر روی بازتاب های طیفی گیاه نیشکر دارند. در میان شاخص های گیاهی، شاخص هایی که براساس باندهای جذب کلروفیل در نواحی مادون قرمز نزدیک هستند همبستگی نسبتا بالایی با شوری خاک از خود نشان دادند. شاخص هایی که تنها مربوط به میزان رنگدانه های مختلف برگ بودند با نتایج ضعیفی همراه بودند. شاخص هایی که وابسطه به هر دوی کلروفیل و رنگدانه بودند، همبستگی کم تا متوسطی با شوری خاک از خود نشان دادند، و شاخص هایی که در ارتباط با باندهای جذب آب و یا ترکیب باندهای جذب آب و کلروفیل می-باشند دارای همبستگی متوسط تا بالایی با شوری خاک بودند. این امر نشان می دهد که شوری خاک عمدتا توسط میزان کلروفیل و آب گیاه به طور غیر مستقیم، قابل اندازه گیری است. از بین مدل های بدست آمده جهت تخمین میزان شوری، مدل های حاصل از شاخص های swsi-3،swsi-1، و swsi-2 ، به ترتیب با میزان همبستگی 68/0، 65/0 و 67/0 با شوری خاک و خطای 14/1، 15/1 و 17/1 (دسی زیمنس بر متر) بهترین برآورد را داشتند. نتایج به دست آمده از طبقه بندی شوری خاک نشان داد الگوریتم های ماشین بردار پشتیبان (svm) و حداقل فاصله (md)، زمانی که از تمامی باندهای تصویر ماهواره ای به عنوان ورودی این الگوریتم ها استفاده می شود، به ترتیب با دقت کلی 78/78و 75/75 درصد و ضریب کاپا 68/0 و 63/0 بالاترین دقت طبقه بندی را دارند. همچنین روش زمین آماری کریجینگ معمولی با میزان میانگین خطای برآورد 07/0 و مربع میانگین ریشه خطا 27/13 بهترین روش پهنه بندی سطح آب زیرزمینی در این پژوهش ارزیابی شد. نتایج حاصل از تخمین سطح آب زیرزمینی توسط نشان داد که مدل های به دست آمده توسط شاخص های گیاهی swsi-3، swsi-1 و ndwi به ترتیب با مقدار همبستگی 48/0، 48/0 و 47/0 با میزان عمق آب زیرزمینی و خطای 20/8، 25/8 و 98/7 (سانتیمتر) بهترین برآورد را داشتند. در انتها با مقایسه مقادیر مختلف شوری خاک و عمق سطح ایستابی، مشخص گردید که این دو پارامتر دارای همبستگی نسبتا خوبی با یکدیگر هستند و با کاهش عمق سطح ایستابی میزان شوری خاک افزایش می یابد. بنابراین، جهت پایش اراضی نیشکر نیاز به تخمین و محاسبه هر دو پارامتر شوری و سطح ایستابی از طریق تصاویر ماهواره ای نیست و تنها تخمین میزان شوری از روی تصاویر ماهواره ای، می تواند جوابگوی نیازهای ما باشد. در نهایت جمع بندی حاصل از این تحقیق گویای این امر است که استفاده از تصاویر ماهواره ای جهت پایش شوری پروفیل خاک و سطح ایستابی در اراضی نیشکر دارای نتایج قابل قبول، بسیار مفید، سریع و با صرفه اقتصادی است.