گفت و گوی اختصاصی روزنامه جام جم با شرکت مهندسی عمران عصر سپید
حل مشکلات کلان ملی با راهکارهای ماهواره‌ای
پایش سرزمینی از مباحث مهم در مدیریت کلان توسعه‌ملی و منابع کشور به شمار می‌رود. رصد تغییرات مختلف در محدوده پهناور جغرافیای کشور، در سال‌های اخیر با تحولات بسیار زیادی روبه‌رو بوده و به نوعی می‌توان گفت با پیشرفت‌های فضایی و در دسترس قرارگرفتن تصاویر ماهواره‌ای با تحول عظیمی روبه‌رو شده‌است. با وجود این دسترسی به تصاویر ماهواره‌ای به‌تنهایی نمی‌تواند داده‌های مورد نیاز برای تصمیم‌گیری‌های کلان مدیران را فراهم کند؛ بلکه این آنالیز تصاویر ماهواره‌ای است که با پردازش اطلاعات حاصل از این تصاویر، داده‌های حاصل از آنها را به صورتی کاربردی و قابل بهره‌برداری در اختیار مدیران و سازمان‌های مختلف قرار می‌دهد.
شرکت مهندسی عمران عصر سپید که از حدود سه دهه پیش فعالیت خود را در زمینه نقشه‌برداری آغاز کرده‌است، از جمله مجموعه‌های پیشرو است که در سال‌های اخیر با همکاری ستاد توسعه فناوری فضایی و حمل‌ونقل پیشرفته معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری موفق به توسعه نرم‌افزارهای کاربردی مبتنی بر هوش‌مصنوعی شده‌است که با دقت بسیار بالایی داده‌های فضایی ماهواره‌های بین‌المللی را به اطلاعاتی ارزشمند برای پایش کشور تبدیل می‌کنند. دکتر مهدی حسنلو، مدیرعامل این مجموعه در گفت‌وگو با جام‌جم از نحوه عملکرد و کاربری‌های این نرمافزارها می‌گوید.
با گسترش کاربردهای تصاویر ماهواره‌ای در مدیریت عرصه‌های منابع طبیعی و کشاورزی، مهندسان ایرانی نیز به راهکارهایی برای بهره‌مندی از اطلاعات استخراج شده از این تصاویر دست یافته‌اند. مدیرعامل شرکت مهندسی عمران عصر سپید با اشاره به اهمیت تصاویر ماهوراه‌ای در نقشه‌برداری‌های نوین تصریح می‌کند: «از شاخه‌های مهم و جدید علوم نقشه‌برداری، پردازش تصاویر ماهواره‌ای به منظور استخراج اطلاعات مکانی و داده‌های قابل استخراج دیگر از این تصاویر است. به طور کلی بحث استخراج داده‌ها از تصاویر ماهواره‌ای و هوایی که به صورت تکرارپذیر از سطح زمین گرفته می‌شود موضوع جدیدی است که از حدود چهار پنج سال پیش فعالیت در این حوزه را آغاز کردیم.» دکتر مهدی حسنلو با اشاره به حمایت‌های ستاد توسعه فناوری‌های فضایی و حمل‌ونقل پیشرفته معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری از فعالیت‌های این شرکت می‌گوید: «بر اساس همکاری‌ای که میان مجموعه ما و معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری شکل گرفت، سه طرح پیشنهاد شد که حاصل آنها توسعه سه نرم‌افزار مبتنی بر هوش‌مصنوعی برای پردازش تصاویر ماهواره‌ای با کاربری‌های متفاوت است.»
پایش سرزمین از نگاه فضا
دکتر حسنلو در خصوص اهمیت پردازش تصاویر ماهواره‌ای به جام‌جم می‌گوید: «تصاویر ماهواره‌ای خصوصیت تکرارپذیری دارند؛ یعنی اگر ماهواره امروز تصویری از یک منطقه را ثبت می‌کند پس از گردش ماهواره به دور زمین و بازگشت به آن نقطه خاص چند روز بعد تصویربرداری مجدد تکرار خواهدشد. این ویژگی این امکان را فراهم می‌کند که با بررسی تفاوت میان تصاویر ماهواره‌ای در یک بازه زمانی مشخص، تغییرات یک منطقه را در گذر زمان بررسی کنیم. برای مثال آیا زمین کشاورزی خاصی دچار تغییر کاربری شده‌است؟ ساختمان یا سازه‌ای ساخته یا تخریب شده‌است؟ راهسازی جدیدی در منطقه صورت گرفته‌است؟»
مدیرعامل این شرکت در ادامه تصریح می‌کند: «شاید به نظر برسد چنین فعالیتی با یک کار میدانی ساده نیز امکان‌پذیر باشد اما وقتی صحبت از بررسی تغییرات اراضی سرزمینی پهناور مانند تمام کشور در میان باشد، بررسی میدانی به شدت دشوار، زمانبر و هزینه‌بر خواهد بود.» دکتر حسنلو می‌افزاید: «این در حالی است که در حال حاضر تهیه تصاویر ماهواره‌ای رایگان است و هر تصویر ماهواره‌ای موقعیت وسعتی به بزرگی ۱۰۰کیلومتر در ۱۰۰کیلومتر را امکان‌پذیر می‌کند که پهنه بسیار گسترده‌ای است و عملا بررسی میدانی چنین وسعتی با چالش‌های بسیاری همراه خواهدبود. علاوه بر سرعت و وسعت گسترده‌ای که می‌توان با کمک تصویر ماهواره‌ای مورد پردازش قرار داد، امکان استخراج اطلاعات بر اساس طیف‌های الکترومغناطیس مختلف حتی خارج از محدوده طیف مرئی مانند طیف فروسرخ نیز امکان‌پذیر خواهدبود. هزینه تمام شده پردازش تصاویر ماهواره‌ای نیز در مقایسه با هزینه‌های سنگین رصدهای میدانی بسیار ناچیز و برای هر هکتار زمین حدودا معادل ۵۰۰ ریال خواهدبود.»
آشکارسازی تغییرات سطح زمین
به گفته مدیرعامل شرکت عمران عصر سپید اولین طرح همکاری این مجموعه با ستاد توسعه فناوری‌های فضایی در زمینه آشکارسازی تغییرات سطح زمین در ۹ کلاس تغییر شکل گرفته‌است. وی در این رابطه توضیح می‌دهد: «در این طرح، نرم‌افزاری توسعه داده‌شد که با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و پردازش تصاویر، آشکارسازی تغییرات سطحی را در بازه‌های زمانی مشخص مورد بررسی قرار می‌داد.»
دکتر حسنلو در خصوص نحوه دسترسی به تصاویر ماهواره‌ای مورد نیاز توضیح می‌دهد: «سازمان فضایی اروپا یک خانواده ماهواره سنجش از دور به فضا پرتاب کرده‌است و داده‌های آنها برای تمام مناطق سطح زمین در اختیار عموم به صورت رایگان قرار می‌گیرد اما استخراج داده و کاربردی‌شدن داده‌های حاصل از این تصاویر و ایجاد ارزش افزوده روی آنها دقیقا جایی است که کار ما معنا پیدا می‌کند.»
شرکت عمران عصر سپید با طراحی الگوریتم‌هایی از هوش مصنوعی موفق به توسعه نرم‌افزاری شده‌است که با دریافت حداقل دو تصویر ماهواره‌ای از یک موقعیت مکانی در دو بازه زمانی متفاوت، تغییرات سطحی به وجود آمده در منطقه بر اساس ۹ دسته‌بندی تغییرات شامل بدون تغییر، پوشش گیاهی، باغات، مناطق جنگلی، مناطق کشاورزی، پهنه‌های آبی، محدوده شهری، راه‌های خاکی و راه‌های آسفالتی ارزیابی می‌شود.به این ترتیب بررسی تغییرات اقلیم در سراسر کشور، مسائلی مانند مبارزه با زمین‌خواری و تغییر کاربری اراضی، برآورد وضعیت زمین‌های خسارت‌دیده بر اثر وقوع حوادث مختلف مانند سیل و زلزله، کاربردهای نظامی و مواردی از این دست بسیار سریع و مقرون به صرفه قابل انجام خواهدبود. دکتر حسنلو در توضیح عملکرد این نرم‌افزار به جام‌جم می‌گوید: «کاربر نرم‌افزار، بدون نیاز به حضور در منطقه با استفاده از رایانه می‌تواند با مشخص‌کردن محدوده جغرافیایی مورد نظر و فواصل زمانی دلخواه به سادگی داده‌های حاصل از تغییرات را استخراج کند»
وی در خصوص ارائه خدمات این نرم‌افزار به مجموعه‌های دولتی و سازمان‌های مختلف تصریح می‌کند: «اکنون در حال ارائه خدماتی به برخی سازمان‌های نظامی، ستاد مبارزه با زمین‌خواری و سازمان امور اراضی کشور هستیمدکتر حسنلو در ادامه با اشاره به این که مجموعه‌های دیگری نیز در حوزه پردازش تصاویر ماهواره‌ای برای آشکارسازی تغییرات سطحی در کشور فعال هستند، مزیت اصلی شرکت عمران عصر سپید را در ارائه نرم‌افزاری کاربردی می‌داند و توضیح می‌دهد: « ما در حال حاضر بانک اطلاعاتی بسیار غنی تصاویر ماهواره‌ای از حدود ۵۰سال پیش تاکنون از سراسر دنیا را در دسترس داریم و این پردازش را برای هر نقطه‌ای روی کره‌زمین می‌توانیم در کوتاه‌ترین زمان ممکن به دست بیاوریم.
به گفته مدیرعامل شرکت عمران عصر سپید، دقت بالای پردازش، بی‌نیازشدن از بررسی میدانی و پردازش سریع در حد چند دقیقه تا چند ساعت از دیگر مزیت‌های مهم این نرم‌افزار به‌شمار می‌رود.
رصد شالیزارهای برنج از فضا
پروژه مهم دیگری که شرکت مهندسی عمران عصر سپید با همکاری ستاد توسعه فناوری‌های حوزه فضایی و حمل‌ونقل پیشرفته پیش برده‌است، بررسی سطح زیر کشت محصول استراتژیک برنج در کشور است. به طورکلی سطح زیرکشت محصولات زراعی موضوعی استراتژیک در بسیاری از کشورهای دنیا از جمله ایران است.
دکتر حسنلو در این رابطه توضیح می‌دهد: «از آنجا که اولا برنج تقریبا قوت غالب مردم کشور ما به شمار می‌رود و از طرفی تعیین سطح زیر کشت برنج در بحث‌های مدیریت کلان کشور در جهت برآورد میزان آب، کود، سم و... و از سوی دیگر میزان مورد نیاز واردات برنج در سال آتی تأثیرگذار است، پایش سطوح زیرکشت برنج کشور بسیار مهم خواهد بود.شاید برای نظارت این موضوع در یک منطقه محدود بتوان از بازدیدهای میدانی کمک گرفت اما وقتی موضوع به صورت کلان در سطح تمام کشور بخواهد مورد بررسی قرار بگیرد، راهکاری جز رصد و تحلیل تصاویر ماهواره‌ای کارآمد نخواهدبود
وی می‌افزاید: «برای توسعه این نرم‌افزار، پایش میدانی بسیار سنگینی را طی سال‌های ۹۷ و ۹۸ پیش بردیم. همچنین داده‌های ماهواره‌ای مربوط به سطح زیر کشت برنج را از ۱۰ سال پیش تاکنون به صورت بانک داده در اختیار داریم. از سال ۹۹ طراحی نرم‌افزار بر اساس داده‌های میدانی و ماهواره‌ای آغاز شد و در سال ۱۴۰۰، نرم‌افزار مربوط با دقت بسیار بالا آماده بهره‌برداری شد.» دکتر حسنلو توضیح می‌دهد: «با توسعه این نرم‌افزار اکنون امکان محاسبه سطح زیر کشت محصول استراتژیک برنج با دقت بالای ۹۵ درصد به تفکیک انواع کم‌محصول (برنج طارم هاشمی) و پرمحصول (برنج شیرودی و فجر) در دسترس خواهدبود.»
وی خاطرنشان می‌کند: «برای بررسی میزان دقت نرم‌افزار، پس از این که مراحل طراحی تکمیل شد با مسؤول سازمان جهادکشاورزی استان مازندران داده‌های مختلف مرتبط با محصول برنج مناطق مختلف این استان را با نرم‌افزار ارزیابی می‌کردیم و عددهای به دست آمده را با اطلاعات جهادکشاورزی مقایسه می‌کردیم؛ نتایج نرم‌افزار بسیار نزدیک و دقیق و قابل مقایسه با داده‌های واقعی مربوط به سال‌های گذشته بود، لذا اکنون این نرم‌افزار با دقت بسیار بالا با پردازشی بسیار سریع در حد چند دقیقه روی داده‌های ورودی آماده کاربری است.»
به گفته مدیرعامل این شرکت، کاربران حقوقی مانند وزرات جهادکشاورزی، وزارت صمت و ادارات کل جهادکشاورزی استان‌ها و کاربران حقیقی نظیر کشاورزان، بنگاه‌های اقتصادی، مدیران سیستم‌های کشاورزی، محققان و کارشناسان، برنامه‌ریزان برنامه‌های توسعه‌ای اعم از کشاورزی و غیرکشاورزی از جمله مهم‌ترین کاربران اطلاعات تولید شده این نرم‌افزار خواهندبود.
مدیریت شوری خاک
فعالیت دیگر شکل‌گرفته در این مجموعه با همکاری ستاد توسعه فناوری‌های فضایی و حمل‌ونقل پیشرفته، تخمین شوری خاک است که یکی از معضلات مهم کشاورزی در کشور به شمار می‌رود.
دکتر حسنلو با این مثال صحبت خود را ادامه می‌دهد: « احتمالا هنگام عبور از کنار مزارع کشاورزی شوره‌های سفید رنگی که روی سطح خاک در حاشیه زمین‌ها پدیدار شده، توجه‌تان را جلب کرده‌است. از آنجا که در سال‌های اخیر با کاهش میزان بارندگی‌ها، منابع سطحی آب بسیار محدود شده‌است، به همین علت کشاورزان برای تأمین آب مورد نیاز خود بیشتر به سمت استفاده از منابع زیرزمینی و حفر چاه‌های عمیق روی آورده‌اند که پس از مدتی برداشت و پایین رفتن سطح آب، رفته‌رفته شوری آنها افزایش پیدا می‌کند. کشاورزی با این آب موجب می‌شود پس از چند سال میزان حاصلخیزی خاک زمین کشاورزی کاهش پیدا کند و به تدریج زمین غیر قابل کشت شود.»
وی می‌افزاید: «یکی از وظایف مهم موسسه تحقیقات خاک و آب تهیه نقشه سطحی شوری خاک در سراسر کشور است. روش مرسوم برای انجام این کار اعزام تیم میدانی به بخش‌های مختلف کشور، نمونه‌برداری از خاک در مختصات جغرافیایی مختلف با فواصل مشخص و بررسی نمونه‌های برداشت شده انجام می‌شود. معمولا این کار باید در بازه‌های زمانی مختلف به دفعات صورت بگیرد و به همین علت هزینه مالی و زمانی و نیروی انسانی بسیار زیادی را تحمیل خواهد کرد.»
به گفته مدیرعامل شرکت عمران عصر سپید با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با یک آنالیز سریع و ساده، محدوده ۱۰۰کیلومتر در ۱۰۰ کیلومتر با فواصل هر ۱۰متر یکبار شوری خاک در عرض چند ساعت قابل تخمین خواهدبود. این در حالی است که با کار میدانی در طول یک روز با توجه به مشکلات مسیر و نمونه‌برداری و... نهایت در یک مساحت پنج کیلومتر در پنج کیلومتر، شاید حداکثر ۵۰ نقطه را بتوان نمونه‌برداری کرد که اصلا با مساحتی که در پردازش تصاویر ماهواره‌ای پایش می‌شود قابل مقایسه نیست. از سوی دیگر فواصل زمانی برای تکرار آنالیز نیز می‌تواند بسیار کوتاه‌تر و هر پنج روز یکبار به راحتی تکرار شود.
دکتر حسنلو مهم‌ترین مزیت نرم‌افزار این مجموعه را دقت بالای آن می‌داند و توضیح می‌دهد: «این تخمین‌ها ۸۵ تا ۹۰ درصد دقت دارد که با توجه به سادگی و هزینه پایین این روش نسبت به روش میدانی واقعا مقرون به صرفه خواهد بود. البته برای رسیدن به این حد از دقت، مدت زمان زیادی صرف کار میدانی بسیار شدید و جمع‌آوری نمونه‌های خاک از تعداد بالای مختصات‌های جغرافیایی با فواصل کم شده‌است.»
وی می‌افزاید: «اما پس از جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز اولیه و طراحی الگوریتم‌های بسیار سطح بالای هوش مصنوعی برای پردازش تصاویر ماهواره‌ای بر اساس داده‌های میدانی اولیه، از این پس تخمین شوری زمین فقط به ورودی تصاویر ماهواره‌ای نیاز خواهدداشت که به مراتب میزان سرعت و دقت بررسی وضعیت شوری در پهنه‌های وسیع را تسهیل خواهد کرد. برای مثال بررسی میزان شوری در محدوده‌ای به وسعت ۱۰۰ کیلومتر در ۱۰۰کیلومتر، دو تا سه ساعت زمان خواهدبرد. این الگوریتم‌ها آنقدر پیشرفته هستند که در حال حاضر ما در دانشگاه تهران به مرجعی برای این موضوع تبدیل شده‌ایم.»
به گفته دکتر حسنلو با این روش می‌توان یک رصد سراسری و کلی و بسیار سریع از مناطق مختلف داشت و سپس انرژی موجود برای کار میدانی را فقط معطوف بخش‌هایی کرد که مشکل داشته و نیاز به بررسی‌ها و آنالیزهای دقیق‌تر و بیشتر دارند. در واقع توسعه این نرمافزارها به مدیریت بهتر منابع برای بررسی‌های میدانی کمکی چشمگیر خواهدکرد. وی در پاسخ به پرسش جام‌جم در خصوص همکاری ارائه خدمات این مجموعه به کشورهای خارجی می‌گوید: «اکنون در حال ارائه خدماتی به مجموعه‌هایی در استرالیا و آلمان هستیم. همچنین مذاکراتی نیز برای ارائه خدمات به کشور عمان در حال انجام است.»
منبع: روزنامه جام جم
پایان پیام/
