الگوریتم سیستم اطلاعات جغرافیایی برای یافتن اماکن آینده جهت ذخیره سازی انرژی هیدروژنی پمپاژ شده

Geographic information system algorithms to locate prospective sites for pumped hydro energy storage

نکات برجسته
چکیده
1- مقدمه
2- مرور متون تحقیقاتی
2- 1- موقعیت مبتنی GIS
2- 2- نوآوری این اثر
3- مدل هایی برای مناطق بالقوه ذخیره انرژی هیدروژنی پمپاژ شده (PHES)
3- 1- مناطق خندق خشک
3- 2- مناطق تورکینست
3- 2- معادلات
3 -4- انواع دیگر مناطق ذخیره انرژی هیدروژنی پمپاژ شده (PHES)
4- الگوریتم های GIS
4- 1- مناطق محتمل برجسته
4- 2- شناسایی مناطق خندق خشک
4- 3- شناسایی مناطق تورکینست
4- 4- بهینه سازی انتخاب منطقه
4 -5- اثرات زیست محیطی
4 -6- دسترسی به آب
5- مطالعه موردی
5 -1 مجموعه داده های ورودی
5 -2- مناطق محتمل
5 -3- مناطق شناسایی خندق خشک
5-4 مناطق شناسایی تورکینست
6- نتیجه گیری و کار آینده

چکیده

ذخیره انرژی هیدروژنی پمپاژ شده قابلیت انتقال زمان انرژی در مقیاس بزرگ و طیف وسیعی از خدمات جانبی را فراهم کند، که می تواند سطح بالایی از فتوولتائیک و ادغام باد در شبکه های برق را تسهیل کند. این پژوهش با هدف توسعه یک سری از الگوریتم های سیستم اطلاعات جغرافیایی پیشرفته جهت مشخص کردن اماکن آینده برای هیدروژن پمپاژ شده انبارهای خارج از رودخانه در یک منطقه زمینی بزرگ مانند یک دولت یا یک کشور انجام گرفته است. دو نوع معمولی از اماکن، یعنی خندق های خشک و ترکینست، مدل سازی شده اند و یک توالی از سیستم اطلاعات جغرافیایی مبتنی بر رویکردها برای جستجوی اتوماتیک مناطق طراحی شده است. یک مطالعه موردی در استرالیای جنوبی انجام شده، جایی که در آن 168 منطقه خندق خشک و 22 ترکینست با ظرفیت کل ذخیره سازی 441 گیگالیتر آب ، معادل 276 گیگاوات ساعت از ذخیره سازی انرژی شناسایی شده است. این نشان می دهد الگوریتم های جستجوی مکان می توان به طور مؤثری در شناسایی مناطق هیدروژنی پمپاژ شده خارج از رودخانه عمل نمایند، این امکان را فراهم می سازد که ارزیابی ذخایر انرژی هیدروژنی پمپاز شده با دقت زیاد و به سرعت در مقیاس وسیع انجام شود. تجزیه و تحلیل حساسیت اثرات قابل توجه حداکثر ارتفاع دیواره سد را بر روی تعدادی از مناطق و ظرفیت ذخیره سازی کل نشان می¬دهد. لازم به ذکر است که مدل توسعه یافته در این پژوهش برای دیگر انواع پمپ هیدروژنی مانند مکان های خندق خشک و ترکینست مجاور اجرام موجود در آب، چاله های حفاری قدیمی و اقیانوس ها قابل اجرا است.

6- نتیجه گیری و کار آینده

امکانات ذخیره سازی در مقیاس شبکه می تواند نقش مهمی در ارائه توازن انرژی در سیستم های برق داشته باشند هنگامی که مشارکت انرژی فتوولتائیک متناوب و انرژی باد اهمیت می یابد. این پژوهش یک سری از سیستم های پیشرفته اطلاعات جغرافیایی را برای یافتن مکان های آینده برای پمپاژ آبی با تمرکز بر ذخائر انرژی پمپ های آبی کوتاه مدت خارج از رودخانه که تاثیرات زیست محیطی کمی دارند، بررسی می کند. مدل های ریاضی شرح داده شده در این مقاله دو نوع معمولی از مناطق مخزن هیدروژن پمپاژ شده در خارج از رودخانه ارائه می دهند: خندق ها خشک و تورکینست، که ویژگی های متفاوتی بر اساس مطالب بخش 3 دارند. اطلاعات جغرافیایی الگوریتم های سیستم، ابتدا مناطق محتمل برای تحولات هیدروژن پمپاژ شده را با انواع معیارهایی جستجو ( جدول 2 ) برجسته می سازند، که به طور قابل توجهی دامنه جستجو تضمین کننده قابلیت مدیریت محاسباتی را کاهش می دهد ( شکل 8 ).

Abstract

Pumped hydro energy storage is capable of large-scale energy time shifting and a range of ancillary services, which can facilitate high levels of photovoltaics and wind integration in electricity grids. This study aims to develop a series of advanced Geographic Information System algorithms to locate prospective sites for off-river pumped hydro across a large land area such as a state or a country. Two typical types of sites, dry-gully and turkey’s nest, are modelled and a sequence of Geographic Information System-based procedures are developed for an automated site search. A case study is conducted for South Australia, where 168 dry-gully sites and 22 turkey’s nest sites have been identified with a total water storage capacity of 441 gigalitres, equivalent to 276 gigawatt-hours of energy storage. This demonstrates the site searching algorithms can work efficiently in the identification of off-river pumped hydro sites, allowing high-resolution assessments of pumped hydro energy storage to be quickly conducted on a broad scale. The sensitivity analysis shows the significant influences of maximum dam wall heights on the number of sites and the total storage capacity. It is noted that the novel models developed in this study are also applicable to the deployments of other types of pumped hydro such as the locations of dry-gully and turkey’s nest sites adjacent to existing water bodies, old mining pits and oceans.

6- Conclusion and future work

Grid-scale storage facilities can play an important role of providing energy balancing in electricity systems when the shares of intermittent photovoltaics and wind energy become significant. This study investigates a series of advanced Geographic Information System algorithms to locate prospective sites for pumped hydro, with a focus on short-term off-river pumped hydro energy storage which has little environmental impacts. Mathematical models developed in this study represent two typical types of off-river pumped hydro reservoir sites: dry-gully and turkey’s nest, which have different characteristics as described in Section 3. The Geographic Information System algorithms first highlight the promising regions for pumped hydro developments with a variety of search criteria (Table 2), which significantly reduce the searching scope ensuring computational manageability (Fig. 8).

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

الگوریتم سیستم اطلاعات جغرافیایی برای یافتن اماکن آینده جهت ذخیره سازی انرژی هیدروژنی پمپاژ شده

Geographic information system algorithms to locate prospective sites for pumped hydro energy storage

مکان یابی و رهیابی در اماکن سرپوشیده، مستقل از فنآوری های مبتنی بر حسگر

Indoor Localization and Navigation Independent of Sensor Based Technologies

چکیده

1- مقدمه

2- مقدمات

3- یادگیری و به اشتراک گذاری اطلاعات

4- تعامل کاربر

5-دیدگاه (چشم انداز)

6- نتیجه گیری

چکیده

این مقاله کوتاه به معرفی مفاهیم مربوط به مکان یابی و رهیابی در اماکن سرپوشیده می پردازد. مکان یابی و رهیابی مطرح شده در این نوشتار، نیازی به تعبیه سنسور در محیط نداشته و بنابراین متفاوت از شیوه رایج در مکان یابی مبتنی بر تکنولوژی است. از آنجایی که مقاله مذکور در جستجوی راه حل هایی مستقل از محیط های خاص است، رویکرد اتخاذ شده، می تواند به طور سراسری مورد استفاده قرار گیرد.

1- مقدمه

مکان یابی و رهیابی اماکن سرپوشیده از موضوعات تکرارشونده سری مقالات SIGSPACIAL هستند. در کنفرانس سالانه «گروه های ویژه مشترک المنافع» ، کارگاه هایی مختص به این موضوع برگزار می گردد و به غیر از این کنفرانس، کارگروه ها و کنفرانس های دیگری نیز، فقط برای پرداختن به این حوزه، دائر گشته اند. سوال اینجاست که چرا مکان یابی و رهیابی اماکن سرپوشیده، چنین توجه و کوششی را معطوف به خود داشته است و به چه علت باید روش هایی که از سنسور استفاده نمی کنند، در این مقاله مورد توجه قرار گیرد؟ دلایلی برای این رویکرد وجود دارد که ذیلا به آن ها اشاره شده است.
نخست اینکه در مقایسه با موقعیت یابی و رهیابی بیرونی، هیچ سیستم سراسری برای مکان یابی در اماکن سرپوشیده، و متعاقبا هیچ چارچوب مرجع واحدی برای رهیابی، وجود نداشته و یا حتی ممکن نمی باشد. سیگنال های رادیویی ماهواره ای به ندرت به ساختمان ها نفوذ می کنند، بنابراین در محیط های بسته نمی توان از GNSS (سامانه ماهواره ای ناوبری جهانی) استفاده نمود. با این وجود، روش های مکان یابی در اماکن سرپوشیده، فراوان و متنوعند. از بین آن ها می توان به روش های مبتنی بر Wi-Fi، UWB، RFID، CCTV و شبکه های ارتباطی بی سیم اشاره نمود که در همگی این روش ها به یک ساختمان نیاز است تا به زیرساختی خاص و مناسب مجهز گردد به طوری که بازدیدکنندگان ردیابی شده در ساختمان، به منظور مکان یابی، باید به آن مرتبط شوند.

6- نتیجه گیری

در مقاله حاضر، در مورد اینکه چرا روش های مکان یابی برای محیط های سرپوشیده مبتنی بر سنسور ممکن است در توزیع وسیع در خدمات مبتنی بر موقعیت، مسدود گردند، بحث شده است. در مقایسه با آن، روش های مکان یابی و رهیابی مستقل از تکنولوژی های مبتنی بر سنسور با سرعت زیاد و در همه جا قابل اجرا هستند؛ دست کم در سطوحی چون اشتراک گذاری دانش غیر متمرکز (بخش سوم) که تنها نیازمند حافظه برای ثبت مسیر طی شده در محیط است، مکان یابی مبتنی بر محاوره (بخش 4) که نیازمند به یک نقشه از محیط بوده و در نهایت مکان یابی مبتنی بر دیدن (بخش 5) که نیازمند به یک BIM از محیط مورد نظر است.
روش های مکان یابی و رهیابی داخلی که به صورت مستقل از زیر ساخت فیزیکی کار می کنند، به طور خاص مناسب برای محیط هایی است که:
1- هیچ سنسور خارجی برای مکان یابی تدارک دیده نشده باشد
2- سنسور های خارجی مانند WiFi وجود داشته ولی فاقد تشخیص هویت مورد نیاز برای مکان یابی هستند
3- دارای سنسورهای خارجی هستند اما این سنسورها مسدود شده و یا صدمه دیده اند (به مانند شرایط اورژانس) و همزمان نیاز به رهیابی برای مردم وجود دارد.
اگرچه بسیاری از سیستم های رهیابی، برای محیط های خاصی طراحی می گردند، مواردی که در اینجا به منظور راه حل های مستقل از سنسور مطرح شده اند، مواردی با پشتیبانی سراسری از رهیابی اماکن سرپوشیده است.

Abstract

In this short article we present concepts of indoor localization and navigation that are independent of sensors embedded in the environment, and thus, standing against the tide of technology-based indoor localization. The motivation for doing so is clear: We seek solutions that are independent of particular environments, and thus globally applicable.

1- Introduction

Indoor localization and indoor navigation are frequent topics of SIGSPATIAL papers. The Special Interest Group’s annual conference has even workshops specifically dedicated to this topic, and beyond this conference there are other working groups and conferences established just on this domain. Why is indoor localization and navigation taking so much attention and effort, and why should sensor-less methods be considered in this context? There are several reasons for this.
First, in contrast to outdoor positioning and navigation there is no global system available (or even possible) for indoor localization, and thus no single frame of reference for navigation. Satellite radio signals rarely penetrate buildings, thus indoor environments are GNSS deprived environments. Indoor localization methods, however, are plenty – those based on WiFi, UWB, RFID, CCTV, wireless telecommunication networks, and many more [13] – which all require a building to be equipped with a particular, tailored infrastructure, to which the tracked visitor of the building has to connect.

6- Conclusions

This article discusses why localization methods for indoor environments that are relying on sensors embedded in the environment may prove to be a roadblock for a widespread dissemination of indoor location-based services. In comparison, methods of localization and navigation independent of sensor-based technologies are immediately and ubiquituously applicable, at least to some degrees: decentralized knowledge sharing (Section 3) requires only memory for the trajectories traveled in the environment, dialog-based localization (Section 4) requires already a map of the environment, and vision-based localization (Section 5) then requires a BIM of the environment.
Methods of indoor localization and navigation working independently of the physical infrastructure are particularly relevant in environments that
• do not provide any external sensors for localization;
• do provide external sensors (such as WiFi) but lack their fingerprinting required for localization;
• do provide external sensors, but they are either blocked or damaged (such as in emergency situations);
and require navigation support for people. While many, if not most of indoor navigation systems are designed for a specific environment, the case made here for sensor-independent solutions is a case for global indoor navigation support.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مکان یابی و رهیابی در اماکن سرپوشیده، مستقل از فنآوری های مبتنی بر حسگر

Indoor Localization and Navigation Independent of Sensor Based Technologies

ارزیابی مبتنی بر GIS مبنی بر اثربخشی و پوشش مکانی شبکه های حمل و نقل عمومی در مقصد گردشگری

A GIS-Based Evaluation of the Effectiveness and Spatial Coverage of Public Transport Networks in Tourist Destinations

Abstract

This article develops a methodology for evaluating the effectiveness and spatial coverage of public transport in tourist cities. The proposed methodology is applied and validated in Cambrils municipality, in the central part of the Costa Daurada in Catalonia, a coastal destination characterised by the concentration of tourism flows during summer. The application of GIS spatial analysis tools allows for the development of a system of territorial indicators that spatially correlate the public transport network and the distribution of the population. The main novelty of our work is that this analysis not only includes the registered resident population, but also incorporates the population that temporarily inhabits the municipality (tourists). The results of the study firstly permit the detection of unequal spatial accessibility and coverage in terms of public transport in the municipality, with significant differences between central neighbourhoods and peripheral urban areas of lower population density. Secondly, they allow observation of how the degree of public transport coverage differs significantly in areas with a higher concentration of tourist accommodation establishments.

1 Introduction

The extensive growth of cities in recent decades, combined with the sustained increase in daily mobility, has meant a rise in the use of mechanised means of transport in urban areas, as well as the generation of high levels of traffic congestion and a severe environmental impact. At a time of growing concern for global warming, an increased use of public transport is seen as part of the solution [1], and an effective way of reducing external costs and the negative effects of motorised travel [2]. The relationship between transport and environmental, social and economic sustainability has been explored by a number of researchers [1,3–8].

In this context, one of the strategic objectives of many city governments is to promote the substitution of the use of private motorised vehicles with other systems that have a lower impact on the environment, the economy and public health, such as public transport, walking or cycling [9]. However, organising an alternative user-friendly transport system that is effective in providing services and facilities that can guarantee the shortest possible travel and waiting times [10] is not a simple process. A public user-friendly transport system requires consideration of crucial aspects such as accessibility to stops/stations, system mobility and connectivity with other transport modes [11]. The spatial equity of transport systems impacts on economic dynamics, personal opportunities and, ultimately, the quality of life of the population [12,13]. In other words, poor planning of territorial coverage can lead to situations of social disadvantage. In this regard, the contribution of GIS in the field of Transport Geography is more than a simple control of generic functionality [14]. GIS offer key possibilities in transport modelling [15], facilitating the storage, updating and processing of spatial data and allowing the planning, analysis, control and management of transport networks.

Numerous and widely varying research studies have used GIS tools to analyse and organise transport networks. Blythe et al. [16] examined the wide range of emerging technologies and techniques capable of integrating different public transport modes and services at urban and inter-city scale in order to improve the attractiveness and competitiveness of public transport networks to the detriment of the use of private vehicles. Arampatzis et al. [15] presented a GIS-based decision support system (DSS) to analyse and evaluate different transport policies with the purpose of improving environmental and energy efficiency in the supply of transport. Different characteristics of public transport, including spatial coverage, frequency, comfort or fleet adaptation for disabled persons, may require special analysis, given that they provide an understanding of the efficacy and equity of the service provided for the citizens. Along these lines, Murray [7] identified the inefficiencies of the coverage of access to public transport in the city of Brisbane using GIS-based spatial analysis techniques. Moro and Villaescusa [17] studied spatial accessibility to primary schools in Bilbao, basing their work on the hypothesis that the criteria used to assign students to schools were not the most appropriate, with some students possibly being forced to commute for longer spatial and temporal distances than necessary. Salado et al. [18] proposed a set of indicators related to measurements of the equity and efficiency of the urban public transport service of the city of Alcala de Henares (Madrid). Saghapour et al. [2], in the city of Melbourne (Australia), developed a new measure of accessibility to public transportation that integrated transport service frequencies and population density. The results show that the use of public transport is substantially higher in areas with a higher rate of accessibility. Delmelle and Casas [19] evaluated the spatial equity of the express bus transport service in the city of Cali (Colombia) by means of exploration patterns of accessibility in relation to the socioeconomic level of the city neighbourhoods. They demonstrated that transport network accessibility was higher for middle-class neighbourhoods than for those of higher and lower socioeconomic classes. Cardozo et al. [20] analysed the relationship between urban and socioeconomic variables and the demand for public transport in the subway system of Madrid.

Other interesting and particularly innovative applications have been developed by Benenson et al. [21] and Stenneth et al. [22]. The first presented an extension of ArcGIS©, Urban.Access, which allows to estimate and compare the accessibility of different modes of transport to the workplace and other places of interest. Meanwhile, the second proposed a methodology for identifying user mode of transport by means of GPS sensors in their mobile devices and knowledge of the transport network (real-time bus location; spatial information of the railway line, and spatial data about bus stops and stations).

مدلسازی مبتنی بر GIS پتانسیل انرژی زمین گرمایی کم عمق برای کاهش صدورات CO2 در نواحی شهری

GIS-based modelling of shallow geothermal energy potential for CO2 emission mitigation in urban areas

چکیده
2-انرژی زمین گرمایی کم عمق
1-2-فرایندها، تکنیک ها و تعاریف
3-داده ها و روش اجرا
1-3-مطالعه موردی: شهر Ludwigsburg
2-3-روش اجرا
4-نتایج و بحث
1-4-تقاضای انرژی حرارتی و گرمایی
2-4-انرژی پتانسیل زمین گرمایی
3-4-تقاضایی که با انرژی زمین گرمایی در هر قطعه زمین رفع شده است.
4-4 کاهش احتمالی در صدورات CO2
5-نتیجه گیری

چکیده
به دلیل درصد به سرعت در حال افزایش جمعیت ساکن مراکز شهری، نیازی به تاکید بر تقاضای انرژی در این شهرها و استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به جای سوخت های فسیلی وجود دارد. در این مقاله، ما یک مدل فضایی را برای تعیین پتانسیل در هر قواره زمین برای استفاده از انرژی زمین گرمایی کم عمق برای گرمسازی فضا و آب گرم ایجاد کرده ایم. این روش براساس گرمسازی فضا و تقاضای انرژی برای گرمسازی فضا و آب گرم در هر ساختمان و پتانسیل استخراج گرمای ویژه سطح زیرین در هر قواره زمین می باشد. با این اطلاعات، همراه با فضای موجود در هر قواره زمین برای سوراخ های گمانه زنی درصد تقاضای انرژی که می تواند توسط انرژی زمین گرمایی تامین شود، محاسبه می شود. کاهش پتانسیل در صدورات CO2 باید همگی انرژی زمین گرمایی استفاده شده ممکنی باشد که نیز محاسبه می شود. روش مزبور در شهر لودویگزبرگ المان بکار بسته شده و مشخص گردید که صدورات CO2 می تواند احیانا تا 29.7% کاهش یابد اگر کلیه الزامات فضا و گرمسازی آب توسط انرژی زمین گرمایی فراهم شود که در قابلیت پایداری یک شهر نقش دارد. روش اجرای ساده ای دارد و می تواند در سایر شهرها بکار بسته شود چرا که داده های استفاده شده باید به سهولت در دسترس باشد. مزیت دیگری همان اجرا روی پلتفورم انرژی شهری هوشمند مبتنی بر وب است که به بهره برداری تعاملی از راه حل ها درون یک شهر امکان می دهد.
1. مقدمه
تا سال 2030 پیش بینی شده است که تقریبا 60 درصد از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی خواهند کرد. در اتحادیه اروپا EU تعداد 74 درصد از کل جمعیت در نواحی طبقه بندی شده طبق دفاتر آمار ملی به عنوان مناطق شهری زندگی می کنند. با چنین رشدی در شهرهای نواحی شهری، قابلیت پایداری یک مفهوم کلیدی هنگام برنامه ریزی برای آینده شده است. از زمان گزارش Brundtland مسائل قابلیت پایداری بویژه صدورات CO2 و تمام شدن سوختهای فسیلی از طریق افزایش مصرف سوخت در شهرهای رو به رشد در برنامه سیاسی بوده است. اتحادیه اروپا این نیاز را در راهکار رشد EU2020 خود تایید کرده است که هدفش کاهش صدورات CO2 تا 20 درصد با افزایش سهم منابع انرژی تجدیدپذیر در تولید انرژی تا 20 درصد و بهبود کارایی انرژی تا 20 درصد تا سال 2020می باشد. بعلاوه یک هدف طولانی مدت EU تا سال 2050 کاهش صدورات گاز گلخانه ای تا دست کم 80 درصد در مقایسه با سطوح 1990 می باشد.نیاز به رهیافت به برنامه ریزی شهری با یک دیدگاه به عدم قرارگیری بار زیادی روی زمین و منابع اکنون همه جا پذیرفته شده است. ولیکن برای اینکه شهرها قابلیت پایداری کاهش انرژی و استفاده از آن را تضمین کنند، منابع انرژی تجدیدپذیر باید در برنامه های رشد شهری گنجانده شوند. در نتیجه، پروژه اروپایی MUSIC راه اندازی گردید تا کاهش CO2 را بوسیله پتانسیل های انرژی تجدیدپذیر درون پنج شهر ابردین و گنت و لودویگزبرگ و مونتریل و روتردام مطرح سازد. یک سیستم پشتیبانی تصمیمات مبتنی بر وب به نام پلتفورم انرژی شهر هوشمند ایجاد گردید تا قابلیت بررسی راه حل های پایدار براساس پتانسیل های انرژی تجدیدپذیر را در کل شهر با یک درجه تفکیک بالای تصویر برای کاربران متعدد فراهم سازد.
ضروری است تقاضای انرژی را در مقیاس شهری، و پتانسیل استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مختلف را برای انجام این تقاضا ارزیابی کنیم. فرد باید تعیین کند که کدام نوع انرژی تجدیدپذیر یا ترکیبی از آن برای یک شهر بهترین گزینه می باشد و نیز اثری که روی کاهش صدورات CO2 دارد باید تعیین شود. انرژی زمین گرمایی کم عمق یک راهی است که تاکید کمتری نسبت به پتانسیل های انرژی باد و خوشید برای شهرها دریافت کرده است. ما این کمبود را با تاکید خاصی بر اینکه چگونه تراکم و اشکال الگوی شهری بر پتانسیل انرژی و ظرفیت آن برای رفع تقاضای مصرف اثر دارند، مطرح کرده ایم.
انرژی خورشید و باد هدف اصلی مطالعات در زمینه پتانسیل برای استفاده از این منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد. سیستم های اطلاعات جغرافیایی GIS برای متناظرسازی قابلیت تناسب رده های پوشش زمین با پتانسیل انرژی خورشیدی و باد بالا استفاده شده است. اغلب مطالعات در یک سطح منطقه ای متمرکز بوده اند. Voivontas و همکارانش برای مثال به محاسبه تقاضای گرمسازی آب برای یک ناحیه مسکونی و نیز پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی برای رفع این تقاضاها پرداخته اند. ارزیابی های پتانسیل انرژی خورشیدی نیز در مقیاس شهری توسط Bergamasco & Asinari اجرا شده است که یک روش ساده ای را برای ارزیابی قابلیت سقفی صفحات خورشیدی برای شهر تورین ابداع کرده اند درحالیکه Brito و همکارانش یک روشی را برای تخمین پتانسیل فوتوولتاژی یک ناحیه شهری با استفاده از داده های LiDAR و بسط تحلیلگر خورشیدی برای ArcGIS ی ESRI ابداع کرده اند. Mastrucci و همکارانش در سال 2015 یک پلتفورم انرژی شهری هوشمند را برای ارزیابی ترکیبی مصرف برق خانوار و پتانسیل PV در مقیاس شهری برای شهر روتردام بکار بستند.
در مقایسه با باد و خورشید، انرژی زمین گرمایی کم عمق علی رغم اینکه یک انتخاب احتمالا خوبی به دلیل موجودیت نامحدود آن است، کمتر به خوبی مطالعه شده است. این انرژی می تواند انرژی سالیانه را فراهم سازد و به عوامل خارجی مانند پوشش ابری همانند صفحات خورشیدی یا باد برای توربین های بادی بستگی ندارد. استفاده از انرژی زمین گرمایی به طور روزافزونی متداول شده است که یک نیروی حرارتی نصب شده تخمین زده شده برای استفاده مستقیم سال 2009 مععدل 48493 Mwt بوده است که نشان دهنده رشد سالیانه از 2005 تا 2010 به اندازاه 11.4 درصد است. این مقدار معادل یک صرفه جویی در انرژی به اندازه 250 میلیون بشکه نفت سالیانه می باشد و یک کاهش در CO2 به اندازه 107 میلیون تن می باشد. کشورهای پیشرو در واحدهای نصب شده برای استفاده مستقیم همان امریکا، و چین و سوئد و المان و هلند می باشند. ولیکن یک پیشرفت آهسته این منبع انرژی به دلیل هزینه پایین نصب و صرف بودجه تاخیری اقتصادی کنونی وجود داشته است.
سوال مطرح شده در این مقاله این است که چگونه به سهولت قابلیت جایگزینی سوخت های فسیلی را با انرژی زمین گرمایی کم عمق برای رفع تقاضای گرمسازی فضا و آب گرم یک شهر ارزیابی نماییم. ما از یک روش جغرافیایی استفاده کرده ایم چرا که در مقیاس شهر، الگوی شهری به تقاضا و فضای موجود برای نصب مبدلهای حرارتی سوراخ گمانه زنی مربوط می شود. محاسبه پتانسیل روی یک قواره زمین براساس قواره زمین ارزیابی می شود و در این مقیاس خیلی زمانبر است و از اینرو یک روش GIS ساده (سیستم اطلاعات جغرافیایی) لازم است که اینکار را انجام دهد. ما از یک روش نمونه گیری برای تعیین اینکه چه تعداد سوراخ گمانه زنی را می توان در هر قواره زمین قرار داد استفاده می کنیم و تعیین می کنیم که چه درصدی از تقاضای انرژی را می توان انگاه با انرژی زمین گرمایی تامین نمود. بعد از آن تعیین می کنیم که کاهش پتانسیل در صدورات CO2 چقدر می شود اگر کلیه نصب های زمین گرمایی ممکنه در محل در ون شهر باشند. نتایج چنین تحلیلی را می توان به عنوان بوسیله برنامه ریزان شهری درون پروژه MUSIC هنگام ابداع برنامه های اصلی پایدارتری برای آن شهر مطابق با راهکار EU2020 استفاده نمود. داده های قابل دسترسی آسان در روش اجرا برای تضمین این امر استفاده می شود که فرایند در هر شهری از پروژه MUSIC قابل تکرار است و فراتر از دسترسی به داده های پایه یکسان می باشد.
به دلیل پایگاه داده هایی که به سهولت موجودند، شهر Ludwigsburg به عنوان یک مطالعه موردی استفاده شده است. روش ابداعی پایه ای برای یک محاسبه کننده انلاین مبتنی بر وب درون پلتفورم انرژی شهری هوشمند است که برپایه چارچوب نرم افزاری iGUESS می باشد. مقاله به ترتیب ذیل سازماندهی شده است . در بخش 2 ما به معرفی تکنولوژی انرژی زمین گرمایی کم عمق می پردازیم و متون علمی موجود درباره ارزیابی پتانسیل آن را به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر مرور می کنیم. در بخش 3 ما به معرفی داده ها و حیطه مطالعه موردی شهر Ludwigsburg می پردازیم. بعد از آن، ما یک توالی از روشهای محاسباتی را ارائه کرده ایم که نامش محاسبه تقاضای انرژی، قابلیت زمین گرمایی و درصد تقاضای انرژی فراهم شده توسط انرژی زمین گرمایی در سطح قواره زمین می باشد. بعد ما کاهش پتانسیل در صدورات CO2 را در مقیاس شهری محاسبه می کنیم. در بخش 4 ما نتایج هر زیرمدل را ارائه می کنیم. در بخش 5 ما نتیجه گیری می کنیم که روش تعیین پتانسیل زمین گرمایی یک شهر ساده و موثر بوده و اینکه یک کاهش معنی دار در صدورات CO2 می تواند از طریق انرژی زمین گرمایی برای گرمسازی فضا و آب گرم استفاده شود. نیز نتیجه گیری می کنیم که قسمتهای مسکونی به بهترین نحوی مناسب این نوع انرژی تجدیدپذیر هستند چرا که تقاضای انرژی تقریبا پایین است و فضای کافی موجود برای نصب یک سوراخ گمانه زنی روی قواره زمین برای رفع آن تقاضا وجود دارد. این امر طراحی محله های مسکونی پایدار را از لحاظ فشردگی برنامه ریزی تراکم (در برخی موارد که در آن انرژی زمین گرمایی کم عمقی را می توان استفاده کرد، یک الگوی شهری با فشردگی کمتری به طور پایدارتری درنظر گرفته می شود.) به زیر سوال می برد.

Abstract

Due to the rapidly increasing percentage of the population living in urban centres, there is a need to focus on the energy demand of these cities and the use of renewable energies instead of fossil fuels. In this paper, we develop a spatial model to determine the potential per parcel for using shallow geothermal energy, for space heating and hot water. The method is based on the space heating and hot water energy demand of each building and the specific heat extraction potential of the subsurface per parcel. With this information, along with the available space per parcel for boreholes, the percentage of the energy demand that could be supplied by geothermal energy is calculated. The potential reduction in CO2 emissions should all possible geothermal energy be utilised, is also calculated. The method is applied to Ludwigsburg, Germany. It was found that CO2 emissions could potentially be reduced by 29.7% if all space heating and hot water requirements were provided by geothermal energy, which would contribute to the sustainability of a city. The method is simple in execution and could be applied to other cities as the data used should be readily available. Another advantage is the implementation into the web based Smart City Energy platform which allows interactive exploration of solutions across the city.

1. Introduction

By 2030 it is predicted that almost 60% of the world’s population will live in urban areas. In the European Union (EU) 74% of the total population lives in areas classified by national statistical offices as urban.2 With such growth in urban centres, sustainability has become a key concept when planning for the future. Since the Brundtland report [30] sustainability issues are on the political agenda, particularly CO2 emissions and the depletion of fossil fuels through rising fuel consumption of growing cities. The EU has recognised this need in their EU2020 growth strategy [12] which aims at reducing CO2 emissions by 20%, increasing the share of renewable energy sources in energy production to 20% and improving energy efficiency by 20% by the year 2020. Furthermore, a long-term target of the EU, to the year 2050, is to reduce the greenhouse gas emissions by at least 80% as compared to 1990 levels. The need to approach urban planning with a view to not placing excess strain on land and resources is now widely accepted. However, in order for cities to ensure the sustainability of their energy production and use, renewable energy sources need to be included in urban growth plans. As a consequence, the European project MUSIC3 was launched to address CO2 reduction by renewable energy potentials within the five cities Aberdeen, Ghent, Ludwigsburg, Montreuil and Rotterdam. A web based decisions support system, the Smart City Energy Platform, was developed to enable multiple end users to explore sustainable solutions based on renewable energy potentials across the entire city at a high resolution.

It has become necessary to assess the energy demand at urban scale, and the potential for using different renewable energy sources to fulfil this demand. One should determine which renewable energy type, or mix, would be best suited to a city, as well as the impact this would have on reducing CO2 emissions. Shallow geothermal energy is one alternative that has received less focus than wind and solar energy potentials for cities. We address this gap with a particular focus on how the density and forms of urban pattern impact on energy potential and capacity to meet consumption demand.

Solar and wind energy have been the main focus of attention of studies into the potential for using these renewable energy sources. Geographical information systems (GIS) have been used for suitability mapping of land cover classes with high solar and wind energy potential [3,15,24,29]. Most studies are focused at a regional scale. Voivontas et al. [29], for example, calculated the water heating demand for a residential region, as well as the potential for using solar energy to meet these demands. Assessments of solar energy potential have also been performed at urban scale by Bergamasco and Asinari [4], who developed a simple methodology for assessing the roof-top potential for solar panels for the city of Turin, while Brito, Gomes, Santos, and Tenedo’rio [8] developed a procedure to estimate the photovoltaic potential of an urban region using LiDAR data and the Solar Analyst extension for ESRI’s ArcGIS. Mastrucci et al. (2015) [20] applied the Smart City Energy Platform for the combined assessment of housing electricity consumption and PV potential at the urban scale for the City of Rotterdam.

Compared to wind and sun, shallow geothermal energy is much less well studied despite it being a potentially good choice due to its unlimited availability. It is able to provide energy year round and is not dependent on outside factors such as cloud cover as for solar panels, or wind for wind turbines. The use of geothermal energy is becoming increasingly popular, with an estimated installed thermal power for direct utilisation in 2009 of 48,493 MWt, showing an annual growth from 2005 to 2010 of 11.4%. This equates to an energy saving of 250 million barrels of oil, annually, and a reduction in CO2 of 107 million tonnes [18]. The leading countries in installed units for direct use are the US, China, Sweden, Germany and the Netherlands. However, there is slow development of this energy resource due to the high cost of installation and the current economic downturn hampering spending [19].

The question addressed in this paper is how to easily assess the potential for replacing fossil fuels with shallow geothermal energy in order to satisfy the space heating and hot water demand of a city. We use a geographical approach as, at city scale, the urban pattern is relevant to the demand and the space available for the installation of borehole heat exchangers. The potential calculation is assessed on a parcel by parcel basis, which is intensive at this scale and therefore a simple GIS (geographical information system) method was required to carry this out. We use a sampling method to determine how many boreholes could fit onto each parcel and determine what percentage of the energy demand can then be supplied by geothermal energy. Following this, we determine the potential reduction in CO2 emissions if all possible geothermal installations are put in place within the city. The outcomes of such an analysis can be used by urban planners within the MUSIC project when developing more sustainable master plans for the city, in accordance with the EU2020 strategy. Easily obtainable data have been used in the methodology to ensure that the process is replicable in any city of the MUSIC project and beyond with access to the same basic data.

Due to the readily available dataset, the city of Ludwigsburg was used as a case study. The developed methodology will be the basis for a web based online calculator within the Smart City Energy Platform4 which is based on the software framework iGUESS [1]. The article is organised as follows. In Section 2, we introduce shallow geothermal energy technology and review the literature on the assessment of its potential as a renewable energy source. In Section 3, we introduce the data and the case study area of Ludwigsburg. Following this, we present a sequence of computational methods, namely the calculation of energy demand, the geothermal potential and the percentage of the energy demand satisfied by geothermal energy at parcel level. We then calculate the potential reduction in CO2 emissions at city scale. In Section 4, we present the results for each submodel. In Section 5, we conclude that the methodology for determining the geothermal potential of a city is simple and effective and that a significant reduction in CO2 emissions can be achieved through using geothermal energy for space heating and hot water. We also conclude that residential dwellings are best suited to this type of renewable energy as the energy demand is relatively low and there is enough space available for the installation of a borehole on the parcel to cover this demand. This questions the design of sustainable residential neighbourhoods in terms of compactness or density planning e in certain cases, where shallow geothermal energy can be utilised, a less dense urban pattern would be considered more sustainable..

مدلسازی مبتنی بر GIS پتانسیل انرژی زمین گرمایی کم عمق برای کاهش صدورات CO2 در نواحی شهری

GIS-based modelling of shallow geothermal energy potential for CO2 emission mitigation in urban areas

تشخیص خسارت حاصل از زلزله در ساختمان بادقت زیر متر بعد از رویداد حادثه بوسیله تصویرسازی با نورافکن خیره VHR TerraSAR-X

Earthquake-Induced Building Damage Detection with Post-Event Sub-Meter VHR TerraSAR-X Staring Spotlight Imagery

چکیده
1- مقدمه
2- ویژگی های ساختمان های آسیب دیده در تصاویر VHR SAR و مسائل مربوط به تشخیص خرابی
3- روش پیشنهادی برای تشخیص خرابی با استفاده از تصاویر VHR SR
3-1- مفهوم تشخیص خرابی
3-2- پیش پردازش
3-3- ویژگی هایی برای رده بندی
3-4- رده بندی کنند ها
4- نواحی مورد مطالعه و مواد
5- نتایج تجربی و تحلیل
5-1- پارامترهای بر مبنای GLCM مربوط به ویژگی های بافتی
5-2- نتایج رده بندی
6- بحث
7- نتیجه گیری

چکیده

در مقایسه با حسگرهای نوری، رادارهای دهانه ترکیبی (SAR) به دلیل توانایی آن ها در تهیه نقشه مناطقی که تحت تاثیر زلزله قرار گرفته اند به طور مستقل از شرایط آب و هوایی و روشنایی خورشید، می توانند اطلاعات مهمی درباره خرابی مهیا نمایند. در سال 2013، حالت جدیدی از TerraSAR-X تحت عنوان نورافکن خیره (ST) که دقت آزیموت آن تا 0.24 متر افزایش یافته بود، برای استفاده در کاربرد های مختلف معرفی گردید. این منبع داده ها استخراج اطلاعات جزئی درباره تک تک ساختمان ها را ممکن نمود. در این مقاله، ما مفهوم جدیدی برای ارزیابی خرابی ساختمان ها با استفاده از تصاویر SAR بعد از وقوع با وضوح بسیار زیاد (VHR) با دقت زیر متر و نقشه رد پای ساختمان ارائه می دهیم. با داشتن نقشه رد پای ساختمان، رد پای اصلی ساختمان در تصاویر SAR می تواند مکان یابی شود. بر اساس تحلیل تصویر یک ساختمان در تصاویر SAR، ویژگی های ردپای یک ساختمان می تواند به منظور شناسایی ساختمان های سر پا و تخریب شده استخراج شود. سه رده بندی کننده یادگیری ماشین، شامل جنگل تصادفی (RF)، ماشین بردار پشتیبانی (SVM)، و K نزدیک ترین همسایه (K-NN) در آزمایشات مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند دقت کلی خوبی به ما بدهد، که برای هر سه رده بندی کننده بالای 80 درصد می باشد. کارایی روش پیشنهادی، بر اساس تعدادی ساختمان نمونه با استفاده از تصاویر VHR ST با دقت زیر متر به صورت صعودی و نزولی نشان داده شده است، که همگی از ناحیه یکسانی در شهرستانی قدیمی در چین به نام بیوچان به دست آمده اند.

1- مقدمه

تشخیص خرابی بعد از زلزله مساله مهمی برای پاسخ اضطراری، ارزیابی شدت و فعالیت های امدادی بعد از فاجعه می باشد. به طور خاص تشخیص خرابی ساختمان ها از نظر شناسایی مناطقی که به اقدامات نجات بخش اضطراری نیاز دارند، حیاتی می باشد. سنجش راه دور، دارای قابلیتِ بسیار عالی در ارزیابی سریع میزان شدت می باشد، به صورتی که می تواند اطلاعاتی درباره نقشه خرابی در مناطق وسیع به شیوه ای سانسور نشده ارائه دهد، به خصوص در جایی که شبکه اطلاعات قابل بهره برداری نمی باشد و راه های مواصلاتی در نواحی تحت تاثیر زلزله خراب شده اند. در مقایسه با حسگرهای نوری، رادار دهانه ترکیبی (SAR) می تواند اطلاعات مهمی در رابطه با خرابی ارائه نماید، زیرا می تواند نقشه های نواحی آسیب دیده را به طور مستقل از شرایط آب و هوایی و روشنایی خورشید تهیه نماید، و نمایانگر یک منبع داده ضمنی برای ارزیابی خرابی باشد.

7- نتیجه گیری

در این مقاله، ما روشی جدید برای ارزیابی خرابی ساختمان ها با استفاده از تصاویر VHR SAR بعد از زلزله با وضوح زیر متر و نقشه های اصلی ردپای ساختمان ارائه دادیم. این روش می تواند در سطح ساختمان های جداگانه عمل نموده و تعیین کند که آیا ساختمان بعد از زلزله تخریب شده یا هنوز پابرجا می باشد. در ابتدا، نقشه ردپای ساختمان که ناحیه مورد مطالعه را پوشش می دهد به عنوان دانش اولیه به دست می آوریم. سپس، یک تصویر SAR با در نظر داشتن نقاط کنترلی زمین که توسط فایل های SAR ارائه می شود، از نظر هندسی تصحیح می شود. بعد از تصحیح، تصاویر SAR می توانند به عنوان نقشه ردپای ساختمان ثبت شوند. بنابراین، با نقشه ردپای ساختمان، ردپای اصلی ساختمان می تواند در تصاویر SAR مکان یابی شود. سپس، ویژگی ها می توانند در تصاویر مربوط به نقشه ردپای ساختمان برای تشکیل بردار ویژگی استخراج شوند. در نهایت، ساختمان ها می توانند در کلاس های خرابی توسط رده بندی کننده ها، دسته بندی شوند.

Abstract

Compared with optical sensors, Synthetic Aperture Radar (SAR) can provide important damage information due to its ability to map areas affected by earthquakes independently from weather conditions and solar illumination. In 2013, a new TerraSAR-X mode named staring spotlight (ST), whose azimuth resolution was improved to 0.24 m, was introduced for various applications. This data source made it possible to extract detailed information from individual buildings. In this paper, we present a new concept for individual building damage assessment using a post-event sub-meter very high resolution (VHR) SAR image and a building footprint map. With the building footprint map, the original footprints of buildings can be located in the SAR image. Based on the building imaging analysis of a building in the SAR image, the features in the building footprint can be extracted to identify standing and collapsed buildings. Three machine learning classifiers, including random forest (RF), support vector machine (SVM) and K-nearest neighbor (K-NN), are used in the experiments. The results show that the proposed method can obtain good overall accuracy, which is above 80% with the three classifiers. The efficiency of the proposed method is demonstrated based on samples of buildings using descending and ascending sub-meter VHR ST images, which were all acquired from the same area in old Beichuan County, China.

1- Introduction

Damage detection after earthquakes is an important issue for post-disaster emergency response, impact assessment and relief activities. Building damage detection is particularly crucial for identifying areas that require urgent rescue efforts. Remote sensing has shown excellent capability for use in rapid impact assessments, as it can provide information for damage mapping in large areas and in an uncensored manner, particularly when information networks are inoperative and road connections are destroyed in areas impacted by earthquakes. Compared with optical sensors, Synthetic Aperture Radar (SAR) can provide important damage information due to its ability to map affected areas independently from the weather conditions and solar illumination, representing an import data source for damage assessment.

7- Conclusions

In this paper, we present a new damage assessment method for buildings using single post-earthquake sub-meter resolution VHR SAR images and original building footprint maps. The method can work at the individual building level and determines whether a building is destroyed after an earthquake or is still standing. First, a building footprint map covering the study area is obtained as prior knowledge. Then, an SAR image is geometrically rectified by the ground control points provided by the SAR product files. After rectification, the SAR image can be registered as the building footprint map. Thus, with the building footprint map, the original footprint of a building can be located in the SAR image. Then, features can be extracted in the image patch of a building’s footprint to form a feature vector. Finally, the buildings can be classified into damage classes with classifiers.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تشخیص خسارت حاصل از زلزله در ساختمان بادقت زیر متر بعد از رویداد حادثه بوسیله تصویرسازی با نورافکن خیره VHR TerraSAR-X

Earthquake-Induced Building Damage Detection with Post-Event Sub-Meter VHR TerraSAR-X Staring Spotlight Imagery

سامانه اطلاعات جغرافیایی در برنامه ریزی شهری

Geographic Information Systems (GIS) in Urban Planning

چکیده

1- مقدمه

2- مرور تاریخی مختصر در مورد استفاده از GIS در برنامه ریزی شهری

3- استفاده از GIS در برنامه ریزی شهری

3-1- GIS به عنوان یک سیستم آرشیو و فهرست دارایی

3-2- GIS به عنوان یک سیستم نظارت و مدیریت

3-3- GIS به عنوان یک سیستم تصمیم گیری

منابع

چکیده

سیستم های اطلاعات جغرافیایی را می توان به عنوان ابزاری هوشمند در نظر گرفت، که مرتبط با تکنیک هایی برای اجرای پروسه هایی مانند معرفی، ثبت، ذخیره سازی، استفاده، پردازش و ایجاد داده های مکانی میباشد. استفاده از GIS در برنامه ریزی شهری به برنامه ریز های شهری کمک کرده و آن ها را راهنمایی می کند تا بتوانند سکونت گاه هایی را بر اساس نظم ایجاد کرده و زیر ساختار هایی مناسب را داخل و خارج از قسمت های شهری، ایجاد کنند. رشد پیوسته ی جمعیت در نواحی شهری ، موجب ایجاد نیاز برای توسعه ی فضای شهری، برای برنامه ریزی از نظر زیر ساختار های فیزیکی و اجتماعی، در خدمات رسانی به جامعه می شود که بر اساس اصول توسعه ی پایدار می باشد. به علاوه شهری سازی همراه با تبدیل های ساختاری و عملکردی متعدد می باشد، که باید از نظر مکانی ارزیابی شده و بر اساس اصول توسعه ی پایدار، مدیریت و برنامه ریزی شود. برنامه ریزی شهری به صورت مستقیم مرتبط با استفاده از زمین و طراحی محیط شهری میباشد، شامل زیر ساختار های فیزیکی و اجتماعی در خدمات به جوامع شهری میباشد که شامل چالش هایی در سطح جهانی می باشد. استفاده از GSI در این زمینه یک روش در ارتباط با مکان، توسعه و طراحی آن، طراحی و مدل سازی روند های مختلف در آن، همراه با ارتباطات بین این روند ها یا توسعه در فضا میباشد.

3-3- GIS به عنوان یک سیستم تصمیم گیری

GIS ما را قادر می سازد که بتوانیم داده ها را در حالت های مختلف دیده، درک کرده، تفسیر کرده و آن ها را نشان دهیم، که با استفاده از این سیستم می توانیم روابط مکانی، الگو ها و گرایش های مختلفی را به صورت نقشه ، گزارش های آماری و جدول ها، و غیره را به دست بیاوریم. در این زمینه، این سیستم یک ابزار تصمیم گیری دز زمینه های مختلف می باشد. GIS می تواند جایگزین های احتمالی را طراحی کرده و توسعه های آتی را در مناطق توسعه ی جمعیت، توسعه ی اقتصاد و غیره، ایجاد می کند. استفاده از GIS ، امکان کاربرد های زیر را فراهم می کنید : • طراحی جایگزین های مختلف فعالیت ها در مناطق، از طریق ارزیابی داده ها با محتویات موضوعی مختلف، که همراه با دیگر اطلاعات، مرتبط با زمینه های فضایی می باشد. • مرتبط کردن داده ها با الگو های موضوعی مختلف در مدل های توسعه ی مناطق • طراحی پروژه های سه گانه ی جمعیتی / شهری/ اقتصادی در آینده • طراحی مدل های ساختمانی مناطق شهری، مدل های کاربرد زمین، ارزیابی و مدل های اختصاصی مناطق، ارائه ی کیفیت، کارایی، محصولات سریع و صحیح که موجب تسهیل روند تصمیم گیری شود.

Abstract

Geographic information systems can be defined as a intelligent tool, to which it relates techniques for the implementation of processes such as the introduction, recording, storage, handling, processing and generation of spatial data. Use of GIS in urban planning helps and guides planners for an orderly development of settlements and infrastructure facilities within and outside urban areas. Continued growth of the population in urban centers generates the need for expansion of urban space, for its planning in terms of physical and social infrastructures in the service of the community, based on the principles of sustainable development. In addition urbanization is accompanied with numerous structural transformations and functional cities, which should be evaluated in spatial context, to be managed and planned according to the principles of sustainable development. Urban planning connects directly with land use and design of the urban environment, including physical and social infrastructure in service of the urban community, constituting a challenge to global levels. Use of GIS in this field is a different approach regarding the space, its development and design, analysis and modeling of various processes occurring in it, as well as interconnections between these processes or developments in space.

3-4- GIS as a decision-making system

GIS enables us to see, to understand , to interpret and visualize data in different forms, where we can find various spatial correlations, patterns, and trends in the form of maps , atatisical reports and charts, etc. In this context it is an important decision-making tool in various fields. GIS is able to design possible alternatives and future development of the territory, of population, of economy development etc . Applications of GIS in support decision making allow: – designing different alternatives of actions in the territory, through the examination of the data with different thematic content, which are integrated with each other and are related to the spatial context. – linking data with different thematic patterns in territory development models – designing projections of triad population/area/economy in the future – designing of building models of the urban territory, land-use models, evaluation and expertise models of the territory, offering quality, efficient , fast and accurate products that facilitate the decision making process

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سامانه اطلاعات جغرافیایی در برنامه ریزی شهری

Geographic Information Systems (GIS) in Urban Planning

استفاده از فناوری اطلاعات در مدیریت بحران و شرایط اضطراری

Use of information technology in emergency and disaster management

چکیده

1- مقدمه

2- بازیگران کلیدی در هشداردهی نسبت به سوانح

3- مولفه های فناوری اطلاعات مورد استفاده در مدیریت سوانح

4- GIS و سنجش از راه دور در مدیریت سوانح

5- پالایش و تصفیه آب در خلال سوانح

6- نتیجه گیری

منابع

چکیده

مدیریت سوانح بخش کلیدی از مدیریت فوریت ها محسوب می گردد که در بر دارنده طیف وسیعی از فعالیت ها می باشد. پیاده سازی و توسعه برنامه مدیریت فوریت ها از طریق تجزیه و تحلیل و اطلاعات صورت می پذیرد. اکثر اطلاعات مکانی بوده و قابلیت نقشه برداری دارند. فناوری GIS اجازه می دهد تا مدیریت فوریت ها زمان شروع هر یک از سوانح را شناسایی نماید. به منظور تعیین اندازه و حیطه مدیریت فوریت ها، داده های گردآوری شده باید به صورت منطقی سازماندهی و ارائه شوند تا مراحل مقتضی را در مورد هر یک از سوانح لحاظ نمود.

6- نتیجه گیری

در زمان بروز سوانح مردم سردرگم شده و در زمان بروز هرگونه سوانحی مانند: گردباد، سیل یا زلزله و یا هر گونه بلایای طبیعی دیگری، آمادگی و پاسخ بخش بسیار مهمی از مدیریت تقلیل به شمار می روند. رادیو، تلویزیون، و تلفن همراه رسانه های ارتباطی هستند که به ما در آمادگی و هماهنگی برای تقلیل وضعیت سوانح با ذخیره مواد غذایی کافی، بطری آب تمیز و یا کیسه های پلاستیکی که بسیار ضروری بوده، کمک می نمایند. بنابراین استفاده از فناوری اطلاعات نقش بسیار مهمی در مدیریت سوانح و یا فوریت ها ایفا می کند.

Abstract

Disaster management being a key part of emergency management encompasses wide range activities. Emergency management programme are developed and implemented through the analysis and information. The majority of information is spatial and can be mapped. GIS allows emergency management to identify onset of any disaster. For this data has to be gathered organized and displayed logically to determine the size and scope of emergency management so that appropriate steps can be taken in case any disaster.

6- Conclusion

In the time of disaster the people get puzzle and during outbreak of any disaster like cyclone, flood or earthquake or any other natural calamities the preparedness and response are very important part of mitigation management. Radio, television, mobile phone are the communication media help us in preparedness and arrangements for mitigation of the disaster situation by storing sufficient food stuff, purified water bottle or plastic pouch are very much essential. Thus the use of Information Technology plays a very important role in case of disaster or emergency management.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

استفاده از فناوری اطلاعات در مدیریت بحران و شرایط اضطراری

Use of information technology in emergency and disaster management

اسکن لیزر هوایی با چند طول موج برای جستجوی آثار باستانی

MULTI-WAVELENGTH AIRBORNE LASER SCANNING FOR ARCHAEOLOGICAL PROSPECTION

Abstract

Airborne laser scanning (ALS) is a widely used technique for the sampling of the earth’s surface. Next to the widely used geometric information current systems provide additional information about the signal strength of each echo. In order to utilize this information, radiometric calibration is essential. As a result physical observables that characterise the backscatter characteristic of the sensed surface are available. Due to the active illumination of the surfaces these values are independent of shadows caused by sunlight and due to the simultaneously recorded 3D information a single-channel true orthophoto can be directly estimated from the ALS data. By the combination of ALS data utilizing different laser wavelengths a multi-wavelength orthophoto of the scene can be generated. This contribution presents, next to the practical calibration workflow, the radiometric calibration results of the archaeological study site Carnuntum (Austria). The area has been surveyed at three different ALS wavelengths within a very short period of time. After the radiometric calibration of each single ALS wavelength (532 nm, 1064 nm and 1550 nm) a multi-channel ALS orthophoto is derived. Subsequently, the radiometric calibration results of the single- and multi-wavelength ALS data are studied in respect to present archaeological features. Finally, these results are compared to the radiometric calibration results of an older ALS data acquisition campaign and to results of a systematic air photo interpretation.

بهینه سازی سازگاری استفاده از زمین برای کشاورزی با استفاده از مدل ژئوفضایی یکپارچه و الگوریتم ژنتیک

Optimization Of Land Use Suitability For Agriculture Using Integrated Geospatial Model And Genetic Algorithms

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

سالانه فتوگرامتری، سنجش از دور و علوم اطلاعات فضایی 

Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بهینه سازی سازگاری استفاده از زمین برای کشاورزی با استفاده از مدل ژئوفضایی یکپارچه و الگوریتم ژنتیک

Optimization Of Land Use Suitability For Agriculture Using Integrated Geospatial Model And Genetic Algorithms

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بهینه سازی مکانی کاربری ارضی مبنی بر الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات

Land-use spatial optimization based on PSO algorithm

Abstract

The optimization of land-use spatio-structure is one of the most important areas of land use management; constructing a spatial optimization model that is based on the micro spatial unit in a bottom-up mode plays an important role in coupling the quantity structure and spatial structure effectively. The objective of this research is to develop a land use spatial optimization model based on particle swarm optimization to make spatial decision in land use management. The model is implemented using real datasets to emulate the process of spatial structure optimization in order to get the best landscape pattern under the control of decision environments. Simulation results revealed that the particle swarm optimization model has the ability to utilize the quantity and spatial structure. Furthermore, the result demonstrated that it can be used to stimulate the landscape pattern in designing the appropriate optimization environment, which could land quantity target to the basic spatial units effectively and provide appropriate spatio-structure for regional land use space layout decision making.

1 Introduction

Realizing the sustainable utilization of land resources is a very important issue of land resources management with the accelerated process of industrialization and urbanization, which has weakened agricultural sustainable development of resources because of nonagriculturalization and ecological environment deterioration. Meanwhile, the land resource structure optimization allocation also gets further study as the important research content of sustainable development. According to the characteristics of land resource and its suitability assessment and based on certain scientific technology and management, the land resource configuration optimization can get land resources within the area more reasonable arrangement and spatial distribution to achieve a certain economic, social, and ecological targets to improve the efficiency of land use, maintain the relative equilibrium of land ecosystem, and realize the sustainable utilization of land resources.[1] It is very important to use this model to optimize the land use structure. Land resource optimization alloca-tion is a complicated engineering system, which is a multiple-target multilevel continuous decision-making process; land resource configuration optimization model is also in the constant development and improvement. It has formed a number of models, such as linear programming, multiobjective and multicriteria optimization decision system dynamics, landscape ecology, spatial logistic regression, genetic algorithm (GA), and cellular automata (CA) model.[2-5] Land resources optimization allocation also breaks the traditional simple quantity structure optimization, turning to study the spatial structure, and tend to coupling them. However, it appears very difficult to simulate effectively due to the complexity and the space characteristics of the geographical landscape system, where it is difficult to get the ideal effect by some simple model; thus, land resources optimization allocation methods are also steering to geographic information science and intelligent information processing technology from the simple mathematical model in order to optimize regional land use space structure in bottom-up model at microcosmic space level of land use. However, how to match the land use goal to the corresponding space unit effectively in micro level remains to be a difficult technical problem, and the conventional models in quantity processing or treatment of space have certain limitation. The development of intelligent geographic information technology provides important technical support for spatial decision making in land resources optimizing process.[6-14] Thus, combining the intelligent geographic information technology with land optimization model and constructing intelligent land optimization model to realize the reasonable allocation of land resources both in quantity and space has become a hotspot to these researchers concerned, and it also promotes the development of scientific research about the land use optimization. The two typical kinds of space optimization models, namely, cellular automata and genetic algorithm,[15-21] also have their limitations though they are widely used at present. Though genetic algorithm can make global optimization with the coding of each land use map spot, its efficiency of managing high dimensional space information is slightly inadequate, and this disadvantage reflects more obvious especially when thousands of land use decision space is concerned. Cellular automata have the advantage in spatial evolution timing simulation, but the cell is susceptible to neighborhood and conversion rules. Meanwhile, the model is very weak in the cytoplasm optimization ability, and the spatial evolution results may not achieve global optimization, so new cell model that is under the control of multiobjective constraints or meta cell based on agent has become a new development direction.[22-24] Therefore, a model that can effectively couple quantity structure and spatial structure in microlevel in terms of land use from bottom-up approach becomes a research focus, and the intelligent processing of spatial information provides the solving tool for this optimization pattern undoubtedly.[25,26] Particle swarm optimization (PSO) is a kind of evolutionary algorithm[27] that can optimize decision-making by using the information sharing mechanism between particles. At present, some scholars have taken particle swarm into space optimization fields, such as Du, and other researchers used the spatial optimal decision research with particle swarm algorithm.[28-30] This paper brings a land use spatial optimization model based on the study of mechanism of particle swarm algorithm in order to couple the land resources optimization allocation quantity target and spatial structure effectively.[31-34] A detailed explanation is given about the design ideas and key technology when using this model. A county area was selected as a case study area to test the optimizing ability of this model thru experiments.