فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: تغییرات سه‌بعدی در محیط‌های شهری یکی از مهم‌ترین موضوعات در مطالعات تغییرات محیط‌زیست شهری و پایش تغییرات ساختاری آن است. با توجه به رشد سریع شهرها و افزایش تعداد پروژه‌های ساخت‌وساز، شناسایی و پایش این تغییرات اهمیت بسیاری یافته است. ازسوی‌دیگر، امکان شبیه‌سازی و پیش‌بینی تغییرات شهری می‌تواند به برنامه‌ریزان شهری و مقامات مسئول، در اتخاذ تصمیمات بهینه، کمک کند. در این راستا، استفاده از داده‌های سه‌بعدی مانند ابر نقاط لایدار یکی از روش‌های مؤثر در شبیه‌سازی دقیق تغییرات سه‌بعدی در سطح شهر است. مواد و روش‌ها: هدف این تحقیق توسعة الگوریتمی درزَمینة شناسایی و تحلیل تغییرات ارتفاعی در مناطق شهری، با استفاده از پردازش داده‌های لایدار دوزمانه است. این تغییرات ممکن است از عوامل متفاوتی، مانند ساخت و تخریب ساختمان‌ها، تغییرات کاربری اراضی و یا تغییرات در رشد پوشش گیاهی ناشی شوند. در این تحقیق، داده‌های ابر نقطة لایدار متعلق به سال‌های 2014 و 2019، از منطقة ساحلی داک در کارولینای شمالی، در اختیار قرار گرفت. این داده‌ها شامل نقاط سه‌بعدی با مؤلفه‌های X، Y و Z و شدت نور است که با استفاده از سنجشگر لایدار، از سطح زمین برداشت شده‌اند. در این مطالعه، برای شناسایی تغییرات ارتفاعی، فاصلة بین دو ابر نقطه محاسبه شد. فاصلة بین دو ابر نقطه با به‌کاربردن فاصلة مجموعه‌ای نقاط از شبکة نامنظم مثلثی ایجادشده از سری دیگر نقاط به دست آمد. سپس روش آستانه‌گذاری محلی تطبیقی استفاده شد که قادر است تغییرات ارتفاعی در مقیاس‌های متفاوت را شناسایی کند. نتایج: در این پژوهش، دو ابر نقطه در مجموعه‌داده‌ای، برای شناسایی تغییرات ارتفاعی در مناطق شهری، ترکیب شدند. این روش موجب ایجاد ابر نقطة واحد، با چگالی بیشتر، در نواحی بدون تغییر می‌شود؛ درحالی‌که در نواحی دارای تغییرات ارتفاعی، سطح‌های ارتفاعی متفاوتی ایجاد شد که سبب افزایش واریانس ارتفاعی می‌شود. به‌ویژه درمواردی که کاربری زمین تغییر کرده و یا ساختمان‌ها تخریب و بازسازی شده‌اند، این تفاوت‌های واریانس را می‌شد به‌وضوح مشاهده کرد. در مناطق دارای تغییر، مقدار واریانس ارتفاعی نقاط ترکیبی افزایش چشمگیری یافت که نشان‌دهندة تغییرات واقعی در سطح زمین بود. در مقابل، در مناطقی که تغییرات ارتفاعی نداشتند، واریانس ارتفاعی نقاط ترکیبی در محدودة پایین باقی ماند. این روش، به‌ویژه برای شناسایی تغییرات کوچک که ممکن است در روش‌های سراسری نادیده گرفته شوند، مناسب است. بحث و نتیجه‌گیری: برای ارزیابی دقت نتایج، معیارهایی چون کامل‌بودن، درستی، کیفیت کلی و امتیاز F1 محاسبه شد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی، در شناسایی تغییرات ارتفاعی در مناطق شهری، عملکرد بسیار خوبی داشته است. به‌طور خاص، در مناطقی که تغییرات ارتفاعات ساختمان‌ها یا تغییرات کاربری زمین، مانند تبدیل زمین به ساختمان یا درخت به ساختمان، روی داده بود، با استفاده از الگوریتم پیشنهادی می‌توان تغییرات را به‌درستی و بسیار دقیق‌تر شناسایی کرد. به‌ویژه، در دو زیرمجموعة اول از منطقة مورد مطالعه که تغییرات ارتفاعی در سطوح تخریب و یا ساخت ساختمان‌ها دیده می‌شد، دقت شناسایی تغییرات در معیار کامل‌بودن بیش از 98% بود و در سایر معیارها، این دقت بین 86 تا 98% متغیر است. در زیرمجموعة سوم از منطقة مورد مطالعه که پوشش گیاهی به کاربری مسکونی تبدیل شده بود، دقت شناسایی تغییرات در معیار کامل‌بودن 85% بود و در سایر معیارها نیز، دقت بین 83 تا 98% متغیر است. روش آستانه‌گذاری محلی تطبیقی که در این تحقیق مطرح شد، قادر است تغییرات ارتفاعی در محیط‌های شهری پیچیده را به‌خوبی شناسایی کند. این روش، به‌ویژه در شناسایی تغییرات کوچک و محلی که ممکن است در روش‌های سراسری نادیده گرفته شوند، عملکرد مناسبی دارد. استفاده از نتایج این تحقیق در برنامه‌ریزی شهری، پایش تغییرات زیرساخت‌ها و مدیریت بلایا می‌تواند به بهبود تصمیم‌گیری‌ها کمک کند. پیشنهاد می‌شود که در پژوهش‌های آینده، این شیوه در مناطق گوناگون شهری آزموده شود و به‌ویژه کارآیی محاسباتی آن مورد توجه قرار گیرد.