تصادفات رانندگی و تلفات ناشی از آن در حال حاضر به صورت یک معضل در سطح جهان مطرح است. این مسئله به خصوص در کشورهای در حال توسعه و از جمله کشور ایران اهمیت بیشتری پیدا نموده است. از آن جا که در مدیریت صحیح یک حادثه، ارگان ها و سازمان های گوناگونی دخیل هستند، دسترسی به اطلاعات واحد و به روز اولین گام مهم در جهت برقراری ارتباط بین ارگان های درگیر و مدیریت بهینه تصادفات می باشد. اما همواره ناهمگونی ها و تفاوت های ساختاری و معنایی داده ها و سرویس ها موانع مهمی در یکپارچه سازی اطلاعات ایجاد می کنند. هدف از این تحقیق، حل مشکلات تعامل پذیری به کمک تلفیق فناوری های موجود در حوزه ی وب سرویس ها و سرویس های مکانی با فناوری های حوزه ی وب معنایی می باشد. بر اساس این هدف، سامانه ی شناسایی و اطلاع رسانی نقاط حادثه خیز جاده ها مبتنی بر معماری سرویس گرا طراحی گشته است. در این سامانه جهت برقراری تعامل پذیری معنایی از آنتولوژی -که ابزاری از وب معنایی است- برای غنی سازی داده ها و سرویس ها به معنا استفاده شده است. بدین ترتیب که یک آنتولوژی شامل مفاهیم مرتبط با حوزه ی تصادفات جاده ای و روابط بین آن ها طراحی گشته و نشان داده می شود که سامانه طراحی شده قابلیت ذخیره ی داده های موجود در سازمان های دیگر را، که دارای آنتولوژی متفاوتی می باشند، دارا است. همچنین یک وب سرویس مکانی منطبق با استانداردهای ogc پیاده سازی شده و با حاشیه نویسی معنایی آن، وب سرویسی مبتنی بر آنتولوژی ایجاد شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تلفیق فناوری وب سرویس و چارچوب ogc از یک طرف، و آنتولوژی ها از سوی دیگر می تواند نقش مهمی در مدیریت واحد و هماهنگ حوادث حمل و نقل جاده ای داشته و تعامل پذیری را هم در سطح معنایی و هم در سطح نحوی برقرار سازد.

امروزه با توجه به آمار کشته های ناشی از تصادفات جاده ای، امر ایمنی جاده ها به یک چالش اقتصادی و اجتماعی تبدیل شده است. حوادث ترافیکی علاوه بر هزینه های اقتصادی، هزینه های روحی و روانی را نیز در بردارند. در این میان جمع آوری داده های بهنگام مربوط به تصادفات و نیز کشف و ثبت نواقص احتمالی جاده ها از جمله اقدامات اولیه به منظور کاهش تصادفات به شمار می رود. در چند دهه اخیر با پیشرفت فناوری های وب 2، مردم به عنوان جزئی از شبکه-های اجتماعی نقش دوگانه ای یافته اند. به طوریکه علاوه بر استفاده از محتویات وب، تولید کننده داده ها نیز به حساب می آیند. در پژوهش حاضر روشی ارائه شده است که با استفاده از مشارکت مردم و نیز طراحی الگوریتم کارشناسی تصادف، آمار کامل تری از تصادفات خسارتی تهیه شود. در پایان نقاط حادثه خیز با استفاده از رابطه شدت تصادف و در قالب یک وب سرویس مکانی شناسایی می گردد. بدین منظور با استفاده از معماری سرویس گرا و نیز بهره گیری از استانداردهای ogc جهت توسعه وب سرویس های مکانی، سامانه ای برای مشارکت مردم طراحی گردید. در این راستا با بهره گیری از فناوری هایی چون وب 2 و برچسب گذاری بستری فراهم آمد که مردم علاوه بر دسترسی آسان، قادر خواهند بود داده های خود را به سهولت به اشتراک گذارند. همچنین سعی شده است با طراحی وب سرویس های پردازشی مکانی علاوه بر کاهش نگرانی سازمان های ذیربط در تولیت داده ها، امکان تحلیل داده های مکانی را در یک محیط تعامل پذیر فراهم کند. بررسی نتایج حاصل از پیاده سازی، نشان می دهد که الگوریتم-های سرویس های پردازشی به درستی عمل نموده و منطقه چمستان در مسیر نور به بابل به عنوان مقطع حادثه خیز تعیین گردید.

آلودگی هوا یکی از مشکلات مهم شهر های بزرگ محسوب می شود. یکی از اهداف مسئولین شهری آگاه سازی شهروندان از میزان کیفیت هوا در مناطق مختلف شهر و در زمان های متفاوت است. با توجه به مضرات ازن بر سلامت انسان و محیط زیست و افزایش آن در دهه های گذشته، ازن از آلاینده های بسیار مهم محسوب می شود؛ از طرفی به این علت که ازن، تحت تأثیر پارامترهای مختلف در هوا تولید می شود، در این تحقیق به تحلیل و پیش بینی غلظت ازن به صورت مکانی و زمانی پرداخته شده است. مدل سازی زمانی پارامترهای مهم و تاثیرگذار بر غلظت ازن با استفاده از داده های پایش کیفیت هوا در ایستگاه های آزادی و قلهک و به صورت 4 ساله (از 12 دی 1384 تا 11 دی 1388)، انجام شده است. ارتباط متغیرهای هواشناسی شامل رطوبت نسبی، دما، فشار، سرعت و جهت باد با غلظت ازن با استفاده از همبستگی خطی و غیرخطی و آنالیز اجزا اصلی بررسی شد. بررسی همبستگی بین متغیر های مختلف هواشناسی با غلظت ازن نشان داد که غلظت ازن در هر دو ایستگاه تحت تاثیر پارامترهای رطوبت نسبی و دما است. تاثیر پارامترهای رطوبت نسبی و دما را می توان با توجه به عملکرد فتوشیمیایی و نقش این فرآیند در تولید ازن توصیف کرد. همچنین ازن در هر دو ایستگاه با کسینوس جهت باد ارتباط منفی دارد، که خود نشان دهنده تاثیرپذیری غلظت ازن از این پارامتر است. برای بررسی خود همبستگی ازن از مدل آماری ar استفاده شد. با توجه به مدل ar مقدار ازن در هر روز در ایستگاه آزادی به مقدار 1 تا 7 روز قبل و در ایستگاه قلهک به مقدار 1 تا 5 روز قبل وابستگی دارد. در ادامه تحقیق از چند شبکه ی عصبی و یک رگرسیون چند متغیره جهت پیش بینی غلظت ازن استفاده شد. ورودی های این شبکه ها پارامترهای هواشناسی و غلظت های 1 تا 7 روز قبل ازن برای ایستگاه آزادی و غلظت های 1 تا 5 روز قبل ازن برای ایستگاه قلهک می باشد؛ درحالی که خروجی غلظت ازن است. شبکه های عصبی مختلف شامل شبکه عصبی تابع شعاع مبنا (rbf)، رگرسیون تعمیم یافته (grnn) و پرسپترون چندلایه (mlp) در این تحقیق برای پیش بینی استفاده شد. نتایج نشان داد شبکه عصبی mlp در هر دو ایستگاه کارایی بهتری نسبت به روش های دیگر در پیشبینی زمانی غلظت ازن دارد. شبکه عصبی mlp در ایستگاه قلهک با شاخص توافق 87 درصد، جذر میانگین مربعات خطا 18، میانگین مطلق خطا 16 و ضریب همبستگی 78 درصد و برای ایستگاه آزادی با شاخص توافق 91 درصد، جذر میانگین مربعات 5، میانگین مطلق خطا 4 و ضریب همبستگی 96 درصد مقادیر روزانه غلظت ازن را پیشبینی می کند. مدل سازی مکانی غلظت آلاینده ازن با استفاده از داده های اندازه گیری شده در ایستگاه های پایش کیفیت هوا شامل 41 ایستگاه و برای سال 1391 انجام شد. پارامترهای موقعیت، ارتفاع، تراکم جمعیت، غلظت دی اکسید نیتروژن و عوامل هواشناسی شامل سرعت باد، جهت باد، دما و رطوبت نسبی به عنوان پارامترهای مکانی موثر در نظر گرفته شدند. رگرسیون چند متغیره و سه نوع شبکه عصبی مصنوعی شامل mlp، rbf و grnn مورد استفاده قرار گرفتند. میانگین مجذور کمترین مربعات خطا، برای هرکدام از روش ها محاسبه شد و نتایج نشان داد که شبکه عصبی mlp با جذر میانگین مربعات خطای 3/28، کارایی بهتری نسبت به مدل های دیگر برای مدل سازی مکانی آلودگی هوا دارد. در نهایت به کمک شبکه عصبی mlp نقشه غلظت ازن تولید شد. نقشه تولید شده نشان می دهد که غلظت ازن در قسمت های شرقی شهر بیشتر از مناطق دیگر است.

هر نوع ماده ای که توانایی بروز خسارت در انسان ها، تجهیزات و محیط زیست را دارا باشد یک ماده پرخطر محسوب می شود. پیامدهای ناشی از بروز حادثه در زمان حمل و نقل مواد خطرناک می تواند موارد متعددی همچون اثرات سوء روی سلامتی انسان ها (مانند مرگ انسان و جراحات بدنی)، تأثیرات مخرب زیست محیطی، مشکلات ترافیکی و غیره باشد. افزایش حمل و نقل این مواد به منزله افزایش احتمال وقوع حادثه و در نتیجه افزایش خسارات ناشی از این حوادث می باشد. از این رو ارزیابی حوادث ناشی از حمل و نقل مواد خطرناک امری ضروری می باشد. با توجه به حجم حمل و نقل مواد پرخطر در جاده ها، هدف این پژوهش ارزیابی مکانی حوادث ناشی از حمل و نقل جاده ای مواد پرخطر می باشد. ارزیابی حوادث ناشی از حمل جاده ای مواد پرخطر نیازمند طیف وسیعی از داده ها و اطلاعات آماری، آنالیز، مدل سازی و تصمیم گیری مکانی در سطوح مختلف است. در این میان سیستم اطلاعات مکانی (gis) با ابزار و توانمندی هایش می تواند فرآیند حل مسأله را تسهیل بخشد. در این پژوهش به ارزیابی اثرات ناشی از حمل مایعات قابل اشتعال و نیز گازهای سمی پرداخته شده است. برای ارزیابی اثرات ناشی از حمل مایعات قابل اشتعال از منطقه اثر دایره ای به دلیل کاربرد زیاد، سادگی و دقت مناسب استفاده شده است. جهت محاسبه شعاع دایره ی منطقه ی اثر با توجه به نوع ماده، مدل مناسب تعیین و استفاده شده است. اما در مورد گازهای سمی برای بررسی منطقه اثر از دو مدل گوسین و گازهای سنگین استفاده شده است. زیرا این مدل ها اثرات مربوط به سرعت و جهت وزش باد و همچنین شرایط اتمسفری را در نظر می گیرند. در این پژوهش مناطق اثر با استفاده از نرم افزارaloha شبیه سازی گردید سپس این مناطق را وارد محیط یک سیستم اطلاعات مکانی نموده و از قابلیت های ویژه محیط های gis برای تحلیل های مکانمند استفاده شده. نتایج نهایی بدست آمده در این پایان نامه اثرات احتمالی ناشی از حمل این مواد در مسیر جاده قدیم تهران- قم شهر حسن آباد را به خوبی ارائه می نماید. در این پایان نامه با توجه به محل وقوع حادثه در شهر حسن آباد تعداد جمعیت در معرض خطر مرگ محاسبه و برای گاز آمونیاک برابر 312 نفر و در مورد ماده قابل اشتعال بوتادین 1،3 برابر 800 نفر شده است.

مخاطرات طبیعی، همواره در تمامی نقاط جهان زندگی انسان ها را با بحران مواجه نموده است. ﻛﺸﻮر اﻳﺮان ﻳﻜﻲ از ده ﻧﺎﺣﻴﻪ ﺳﺎﻧﺤﻪﺧﻴز ﺟﻬﺎن ﺑﻮده و در این میان سیل، پس از زلزله بیشترین فراوانی وقوع را در میان مخاطرات مخاطرات دارد. از این رو مساله پیش بینی و پایش سیل از اهمیت فراوانی برخوردار است. پیش¬بینی و پایش سیل مساله¬ای پیچیده و زمانبر است. داده های سیل عمدتا حجیم بوده و در سازمان های مختلف به صورت توزیع یافته نگهداری می شوند که استفاده از این داده ها را با مشکل مواجه نموده است. تکنولوژی وب سرویس ها که امکان پیاده سازی معماری توزیع یافته را به توسعه دهندگان می دهد، استفاده همزمان از پایگاه داده های توزیع یافته را برای پیش¬بینی و نیز پایش سیل ممکن می¬سازد. هدف اصلی این تحقیق طراحی و توسعه وب سرویس های مکانی برای پیش بینی و پایش سیل در محیط شهری و استفاده از پایگاه¬های داده های توزیع یافته مکانی-زمانی برای سیل است. برای نیل به اهداف این تحقیق، با توجه به ویژگی های منطقه مطالعاتی، پیش¬بینی سیل با روش های هیدرولوژیکی مناسب دیده شد که در غالب یک وب سرویس پیاده سازی گردید. سپس برای پایش سیل در ابتدا نقشه های خطرپذیری سیل تهیه گردید. در ادامه وب سرویس های مکانی برای نمایش نقشه های پایه، تهیه نقشه های پهنه¬بندی و نمایش زمانمند نقشه های خطرپذیری توسعه داده شد. برای استفاده همزمان از سرویس¬های پیش بینی و سرویس های مکانی تهیه نقشه پهنه بندی، از زنجیره سازی وب سرویس ها استفاده شد. در نهایت سیستمی با استفاده از سرویس های تهیه شده پیاده سازی گردید. برای ارزیابی این تحقیق در ابتدا، نتایج حاصل از مدل¬سازی و مشاهدات واقعی، با روش کمترین مربع¬ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از روش کمترین مربع¬ها خطای 0.31 برای شاخص rmse را نشان می داد که کوچک بودن این عدد نشان از دقت قابل قبول مدل استفاده شده دارد. سپس به منظور ارزیابی نقشه های خطرپذیری فازی سیل از نظرات متخصصین gis و عمران (گرایش آب) استفاده شد. نتایج حاصله نشان داد که، نقشه های خطرپذیری در زمینه تشخیص مناطق خطرپذیر خیلی خوب و در زمینه مدل¬سازی عدم قطعیت، خوب می باشند. همچنین سیستم پیاده سازی شده توسط متخصصین gis، مهندسین عمران (گرایش آب) و متخصصین فناوری اطلاعات مورد ارزیابی قرار گرفت و با نمونه های موفق پیاده سازی شده در دنیا مقایسه شد که نتایج نشان از عملکرد بهتر سیستم در زمینه قابلیت نمایش نقشه های مکانی-زمانی و قابلیت اشتراک گذاری داده ها در مقایسه با سیستم های مورد بررسی داشت.

در برنامه ریزی مسیر برای حمل ونقل جاده ای، فرآیند انتخاب مسیر بهینه با در نظر گرفتن حداقل اثرات زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی و برآورده شدن معیارهای مهندسی مسیر انجام می گیرد. این فرایند بدون یک برنامه مناسب برای مشارکت مردم و برقراری هماهنگی بین سازمان های مختلف مرتبط با پروژه، با مشکل مواجه خواهد شد. علاوه براین، نبود اطلاعات کافی، به روزنبودن اطلاعات یا نبود یک روش هماهنگ در جمع آوری اطلاعات موردنیاز، یکی از بزرگ ترین موانع در به دست آوردن نتایج منطبق برواقعیت می باشد. زیرساخت داده مکانی با ایجاد بستر اطلاعاتی مناسب برای همکاری بین سازمان های مختلف، نقش کلیدی در مدیریت بسیاری از فعالیت های انسانی دارد. اما در حال حاضر این زیرساخت، اطلاعات تولیدشده توسط کاربران را درنظر نمی گیرد. از سوی دیگر، جمع گستر یک نگرش جدید به منظور مشارکت مردم در فرآیند تصمیم گیری ارائه می کند. این مدل، به مردم حتی با هیچ دانشی در علوم مکانی توانایی تولید و انتشار داده های مکانی را می دهد. این داده های مکانی تولیدشده توسط مردم که اطلاعات مکانی داوطلبانه نامیده می شوند، منابع باارزشی به منظور تکمیل و به روزرسانی دیگر منابع زیرساخت داده مکانی می باشند. هدف از این تحقیق، طراحی سیستمی در حمل ونقل جاده ای برای انتخاب مسیر با ایجاد محیطی برای تسهیل به اشتراک گذاری داده های مکانی و مشارکت مردم در بستر زیرساخت داده مکانی است. بدین منظور، مدلی برای توسعه زیرساخت داده مکانی و غنی سازی آن با اطلاعات مکانی داوطلبانه ارائه شده است. براساس مفاهیم این مدل، سیستم با بهره گیری از فناوری وب2.0 به گونه ای طراحی گردید که امکان تولید و به اشتراک گذاری داده های مکانی و همچنین بیان نظرات را به کاربران می دهد. برای انتخاب مسیر در این سیستم، روش های تصمیم گیری فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی گروهی و ویکور با معیارهای زیست محیطی، اجتماعی-اقتصادی، توریستی و فنی مسیر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از پیاده سازی نشان می دهد که این سیستم عملکرد خوبی دارد و مسیر انتخاب شده در آن با مسیر تعیین شده توسط شرکت مهندسین مشاور مطابقت دارد.

برنامه ریزی و بهبود عملکرد سیستم اتوبوسرانی شهری در گرو اندازه گیری مناسب و به موقع عملکرد مکانی و زمانی آن است. از آنجا که مخاطب سیستم اتوبوسرانی شهری مردم جامعه هستند، توجه به نیاز هایشان موجب ترغیب شهروندان به استفاده از خدمات اتوبوسرانی می شود. به علاوه بنا بر تحقیقات گذشته، مردم از مهم ترین ارزیاب های سیستم اتوبوسرانی هستند و به عنوان عامل باارزشی از کارایی این سیستم ها به شمار می روند. از چالش های اصلی مشارکت مردم در ارزیابی عملکرد، عدم وجود بستری یکپارچه و به دنبال آن عدم توانایی جمع آوری داده های مناسب و به موقع است. در این میان، ظهور انواع زیادی از تکنولوژی های بصری سازی مکانی و پیشرفت فناوری هایی مانند وب 2 شیوه های نوینی از نحوه مشارکت مردمی، تولید و انتشار داده های مکانی را فراهم کرده اند. از این رو در این تحقیق با بهره گیری از فناوری های وب -2، برچسب گذاری مکانی، بستری مشارکتی برای ارزیابی و ارتقائ سیستم اتوبوسرانی شهری فراهم آمد. به واسطه بستر ارائه شده ذینفعان می توانند در تولید برخی داده ها مشارکت کنند و به بیان نقطه نظراتشان در مورد معیارهای توصیف کننده سیستم بپردازند. پس از تلفیق نظرات افراد، بر مبنای میزان سازگاری و درجات اهمیت، خطوط اتوبوسرانی بر اساس مدل تصمیم گیری تاپسیس رتبه بندی می شوند. سامانه پیشنهادی در مورد هجده خط از خطوط اتوبوسرانی منطقه 4 شهرداری تهران، مورد آزمون قرار گرفت. به منظور مقایسه نتایج حاصل از سامانه، با نتایج ارزیابی عملکرد شرکت واحد اتوبوسرانی ضریب همبستگی اسپیرمن برابر با 0/541 محاسبه گردید. این مقدار موید هم راستا بودن نتایج و حاکی از شباهت های قابل توجهی میان نتایج به دست آمده از سامانه و رتبه بندی خطوط در شرکت واحد اتوبوسرانی می باشد. بنابراین سامانه پیشنهادی قابلیت های زیادی برای جمع آوری اطلاعات و نظریات کاربران سیستم اتوبوسرانی شهری دارا می باشد.

طوفان های ریزگرد یکی از مهم ترین چالش های منطقه غرب آسیا در سال های اخیر محسوب می شود و به دلیل خشکسالی شدت بیشتری یافته است. طوفان های ریزگرد جابجایی حجم عظیمی از توده ذرات خاک به وسیله باد می باشد. انتشار ریزگرد به صورت پراکنده و به خصوص ناهمگن، تعیین دقیق اثر آن را سخت کرده است. بنابراین مدل کردن یکی از بهترین راه های ممکن برای کمی کردن میزان انتشار ریزگرد است. از آنجایی که در مدل های موجود کمتر منطقه غرب آسیا مورد توجه قرار گرفته، ارائه مدلی منطقه ای که قادر به پیش بینی و مدلسازی مکانی- زمانی انتشار ریزگرد برای استفاده از این مدل برای سیستم های اخطار دهنده ضروری است. به منظور مدلسازی مکانی-زمانی ریزگرد باید فاکتورهای تأثیرگذار شناسایی شوند. ورود ریزگرد به اتمسفر به شرایط اتمسفری و سطح خاک وابسته است. یکی از مهم ترین فاکتورهای موثر سرعت باد است که نیروی لازم جهت انتقال ذرات را فراهم می کند. فاکتورهای دیگر شامل نوع خاک و رطوبت سطح خاک است. برای منتشر شدن ذرات خاک دو شرط اساسی مناسب بودن نوع خاک و سرعت باد وجود دارد. مدلسازی شار ریزگرد ساطع شده شامل محاسبه حد آستانه سرعت باد با استفاده از داده های بافت خاک و رطوبت آن است. در صورتی که رطوبت خاک بالا باشد، ذرات خاک قادر به بلند شدن نخواهند بود. از آنجایی که این پدیده پویا بوده و المان های هواشناسی و اقلیمی دائماً در حال تغییر هستند، باید از مدل های مکانی- زمانی برای مدلسازی و بصری سازی آن استفاده کرد. بدین منظور در این پژوهش، با استفاده از قابلیت های مدلسازی مکانی- زمانی، مدلسازی ریزگرد منتشر شده با استفاده از دو مدل مجزای dream و gocart صورت گرفته است. کارایی مدل های توسعه یافته بر اساس داده های میانگین روزانه سرعت باد، رطوبت خاک و توپوگرافی منطقه برای بازه زمانی سال های 2001 تا 2007 ارزیابی شده است. خروجی مدل در سه دسته مناطق با میزان ساطع شدن کم، متوسط و زیاد ریزگرد طبقه بندی شده است. ارزیابی مدل با استفاده از داده های شاخص aod سنجنده modis حاکی از این است که هر دو مدل قادر به مدلسازی مناطق با شدت بالای ریزگرد ساطع شده با دقت بالاتری نسبت به مناطق با شار کم و متوسط هستند.

امروزه هواپیماهای بدون سرنشین در طیف گسترده ای از مأموریت ها به خصوص کاربردهای شهری، جایگزین نمونه های سرنشین دار شده اند. دلایل اصلی به کارگیری این وسایل، قابلیت استفاده از آن ها در مناطق خطرناک و صرفه جویی در هزینه های مربوط به تجهیزات مالی و نیروی انسانی است. اما همچون سایر فناوری های نوین، هواپیماهای بدون سرنشین نیز با چالش هایی روبرو هستند که مهم ترین آن ها، مسئله ناوبری است. ناوبری، فراهم کردن اطلاعات مورد نیاز برای هدایت متحرک از موقعیت فعلی به مقصد معلوم یا مجموعه نقاط میانی مسیر است. بنابراین طراحی مسیر بهینه پرواز و فراهم کردن یک سیستم تعیین موقعیت دقیق، دو عامل مهم در امر ناوبری هستند. برخی تحقیقات صورت گرفته در این زمینه با ضعف های عمده ای مواجه می باشند. برای نمونه، در زمینه طراحی مسیر بهینه، مدل سازی مکانی موانع منطقه پرواز و درجه اهمیت موانع مورد توجه قرار نگرفته است. همچنین عدم توجه به جامعیت معیارهای طراحی مسیر در برخی تحقیقات به چشم می خورد. از طرف دیگر، سیستم های تعیین موقعیت موجود با مشکلاتی روبرو هستند. به عنوان مثال امکان قطع امواج ارسالی در gps وجود دارد و سیستم ins نیز در طول زمان دچار خطای جمع شونده می¬شود. از این رو در این پایان نامه برای اولین بار در گرایش سیستم اطلاعات مکانی به بهبود ناوبری هواپیمای بدون سرنشین پرداخته شده است. هدف اصلی، ارائه روشی است که بتواند با استفاده از تحلیل های مکانی به طراحی مسیر بهینه و بهبود سامانه های تعیین موقعیت بپردازد. به همین منظور در بخش اول پیاده سازی با بهره گیری از تحلیل های مکانی به مسیریابی با استفاده از دو الگوریتم قطعی k-shortest path و فرا ابتکاری مورچه پرداخته شده است. تحلیل های مکانی به کار رفته عبارتند از: مدل سازی موانع پروازی (خطوط برق فشار قوی، آنتن های مخابراتی، برد مخابره اطلاعات و غیره) از طریق تعیین حریم اثر و تهیه نقشه وزن¬دار آن ها، تشکیل نقشه پتانسیل منطقه پرواز، تبدیل مسئله به خودکاره سلولی، فشرده سازی اطلاعات با استفاده از درخت چهارتایی، لحاظ کردن پارامترهای دینامیکی هواپیما در ناحیه حرکت و کمینه کردن تابع هزینه متشکل از عواملی که به صورت مستقیم و غیر مستقیم لحاظ شده اند از جمله فاصله و زمان سفر، زاویه گردش هواپیما، فاصله از موانع و میزان مصرف سوخت. نتایج این بخش حاکی از آن است که با تحلیل های مکانی صورت گرفته در فضای سلولی، الگوریتم فرا ابتکاری مورچه در مقایسه با الگوریتم k-shortest path می تواند مسیر نزدیک به بهینه را با سرعت مناسب تری ارائه کند و همچنین با افزایش ابعاد منطقه، کارایی بهتری را از خود نشان دهد. در بخش دوم، برای بهبود سامانه های تعیین موقعیت موجود به پیاده سازی روش کمک ناوبری بصری پرداخته شده است. برای یافتن محدوده مورد نظر در پایگاه داده زمین مرجع، تحلیل مکانی بافر پیشنهاد شده است. عوارض متناظر از محدوده مشترک تصاویر پایگاه داده زمین مرجع با تصاویر گرفته شده توسط دوربین نصب شده روی هواپیما، به صورت اتوماتیک با روش sift استخراج شده¬اند. برای تسریع روش، با مشخص بودن قدرت تفکیک تصاویر در هر دو پایگاه داده، نسبت مقیاس آن ها به یکدیگر دست آمده و سطح مقیاس محاسبه شده به جای جستجوی همه سطوح مقیاس مورد بررسی قرار گرفته است. سپس بین عوارض استخراج شده تناظریابی صورت گرفته است. در نهایت پارامترهای موقعیت و وضعیت تصویر اخذ شده توسط هواپیما تعیین شده اند که از آن ها برای تعیین پارامترهای ناوبری استفاده می شود. اگرچه جواب نهایی به کیفیت داده های جمع آوری شده و دقت پایگاه داده وابسته است. اما نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی قابلیت تناظریابی بین تصاویر کاملاً متفاوت حتی با 10 برابر اختلاف مقیاس را دارد. نتیجه¬گیری کلی بیانگر آن است که تحلیل های مکانی می توانند نقش به سزایی در بهبود ناوبری هواپیمای بدون سرنشین داشته باشند.

با گسترش علم و تکنولوژی نسل های جدیدی از رایانش به میان آمدند از اولین کامپیوترها تحت عنوان بزرگ رایانه ها تا رایانه های رومیزی و حسگرهای کوچک امروزی که در همه اماکن مشاهده می شوند. نسل جدید رایانش که با عنوان رایانش فراگستر شناخته می شود شامل طیف وسیعی از رایانه ها و حسگرهای کوچک موجود در محیط است. از طرفی حجم وسیع اطلاعات و خدمات در دنیای امروزی سبب پیدایش مفاهیمی هم چون ارائه خدمات مکانی هوشمند در هر شرایطی، در هر زمان، هر مکان، با هر وسیله، طی هر شبکه ای برای هر سرویسی و برای هر کاربری گردید. در این میان علوم ژئوماتیک به خصوص gis با توجه به رابطه نزدیک با فناوری اطلاعات از این موضوع مستثنا نبودند و باعث ایجاد مفاهیم سیستم اطلاعات مکانی فراگستر (ubiquitous gis) شدند. یکی از مباحث مهم در سیستم های اطلاعات مکانی نوع نمایش و بصریسازی اطلاعات و تعامل با محیط نقشه ها و مدل ها می باشد. بنابراین از اهداف بصریسازی فراگستر، نمایش اطلاعات بصورت هوشمندانه و طبیعی با در نظر گرفتن عناصر فراگستر و افزایش انطباق محیط مجازی با فضای حقیقی است، از طرفی در یک بصری¬سازی فراگستر، کاربر نیاز دارد به صورت کاملا طبیعی و نزدیک به حالت موزون انسانی بطور مستقیم درخواست خود را ارائه دهد. در این راستا در محیط های gis فراگستر استفاده از حرکات انسان به ویژه دست ها می تواند روشی مناسب برای تعامل به خصوص در فضای سه بعدی باشد. علاوه بر نوع تعامل در بصری¬سازی فراگستر، استفاده از عناصر فراگستر و مفاهیمی چون سطح جزییات برای انطباق بصری¬سازی با محیط واقعی و کاهش حجم پردازش برای تعامل مناسب تر مورد توجه است. در این راستا در این پایان نامه با پرداختن به مفاهیم موثر در یک بصری¬سازی فراگستر، یک مدل مفهومی برای بصری¬سازی فراگستر ارائه شده است. ارزیابی بخش اجرا شده مدل مفهومی نظر مثبت مشارکت کنندگان در تعامل طبیعی تر حسگر حرکتی نسبت به روش های رایج را نشان می دهد و هم چنین مشخص شد سرعت رسیدن به اهداف با کسب تجربه افزایش می یابد، از طرفی ارزیابی ایجاد تطابق در بصری¬سازی با محیط واقعی برای یک بصری¬سازی فراگستر نشان داد به نسبت کاهش فاصله کاربر با عوارض انطباق افزایش می¬یابد و حجم پردازش سیستم نیز کاهش یافته است.

امروزه با توجه به رشد جمعیت و افزایش آلودگی های زیست محیطی و تغییر در سبک زندگی افراد با رشد چشم گیری در تعداد افراد مبتلا به آسم مواجه شده ایم. بدین منظور با توجه به فقدان روشی مناسب برای درمان همیشگی بیماران مبتلا به آسم، کنترل شدت بیماری آسم در جهت بهبود کیفیت زندگی بیماران از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این راستا تلاش شد تا از قابلیت های محیط بهداشت فراگستر به عنوان سیستمی هوشمند برای پایش بیماران مبتلا به آسم مورد استفاده قرار¬گیرد. در تحقیق حاضر، با ایجاد سیستم فراگستر پایش بیماران مبتلا به آسم توانسته شد تا با در نظر گرفتن معیارهای مکانی و غیر¬مکانی، وضعیت آسیب پذیری بیمار آسم کنترل شود که این امر به بهبود کیفیت زندگی بیماران مبتلا به آسم کمک شایانی می کند. به منظور توسعه مدل کاربر در سیستم پایش فراگستر بیماران مبتلا به آسم (upms)، از روش vikor و topsis در راستای اولویت بندی کلاس های بیماران استفاده گردید. پس از اولویت بندی با روش vikor، یک بیمار به عنوان مطالعه موردی انتخاب شد و اطلاعات مربوط به pef بیمار که با استفاده از دستگاه قابل حمل peak flow برای محاسبه سرعت هوای بازدم به کار می رود، در 47 موقعیت اندازه گیری شد. در گام بعد در راستای مدلسازی محیط¬آگاه، از حسگر آلودگی هوای co، حسگرهای دما، رطوبت و فشار نیز برای ایجاد پایگاه داده آنی و همچنین داده های ایستگاه های ثابت آلاینده های pm10، so2، no وo3 برای پایگاه داده ثابت نیز بهره گرفته شد تا به وسیله ی روش شبکه عصبی مصنوعی وضعیت تشدید بیمار پیش بینی شود. به علاوه با توجه به این امر که داشتن اطلاعاتی در رابطه با مکان هایی که برای بیماران نامناسب اند حائز اهمیت است، در برنامه کاربردی ubiasthma، گزینه ای طراحی شد تا بیمار مکان تشدید وضعیت خود را ثبت نماید و پزشک بتواند درک بهتری از وضعیت بیمار داشته باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که طبقه بندی و اولویت¬دهی وضعیت بیماران در 32 گروه با روش vikor نتایج بهتری را نسبت به روش topsis در بردارد. در رابطه با پیش بینی وضعیت بیمار، مدل پیشنهادی از دقت 4/0 میلی لیتر بر ساعت برای محاسبه مقادیر pef برخوردار بود. همچنین با نظرسنجی صورت گرفته بر روی بیماران در رابطه با کارایی، سادگی طراحی سیستم و اثربخشی آن مشخص شد که 85 درصد بیماران با وجود چنین سیستمی موافق بوده و نقش آن را در کنترل بیماری آسم که از آن رنج می برند موثردانستند.

با ظهور رایانش فراگستر، در بخش های مختلف فناوری اطلاعات تحولات گسترده ای پدید آمده است. از آنجا که بخش عمده ای از اطلاعات موجود در دنیای واقعی، ماهیت مکانی دارند، سیستم های اطلاعات مکانی (gis) نیز متأثر از مفاهیم و رویکردهای رایانش فراگستر متحول شده اند. این تحول از فرایند اخذ و جمع آوری داده¬های مکانی تا نمایش و بصری سازی داده ها به وجود آمده است. بصری سازی داده ها، که با توسعه سخت افزاری و نرم افزاری از نمایش دو بعدی به سه بعدی ارتقا یافته بود، اینک با رویکرد فراگستر، به سمت نمایش واقع بینانه، ارتقا یافته و در ترکیب با محیط واقعی، در حال حرکت است. یکی از این روش های کارامد بصری سازی، فناوری واقعیت افزوده می باشد. واقعیت افزوده به عنوان یک رابط کاربری در سیستم های فراگستر جهت ارائه اطلاعات به کاربران در نظر گرفته می شود. با استفاده از فناوری واقعیت افزوده می توان با اضافه کردن مستقیم محتوای مجازی به محیط اطراف کاربر، درک او را نسبت به محیط پیرامون غنی تر نمود. با ظهور انواع پلت فرم های نوین نظیر تلفن¬های همراه هوشمند و نمایشگرهای سربند، امکان پیاده سازی و به کارگیری فناوری واقعیت افزوده جهت ارائه خدمات گوناگون مکانی به کاربران، نمودی عملی یافته است. باتوجه به ابعاد تلفن های همراه و قابلیت های آن ها جهت استفاده کاربران، یکی از بارزترین ویژگی های تلفن های همراه مدرن، حضور تلفن همراه در اکثر موقعیت ها به همراه کاربر می باشد، به نحوی که در برخی پژوهش¬ها این ویژگی با عنوان "در همه جا حاضری" نامیده می شود. این ویژگی در کنار مولفه¬های دیگر تلفن¬های همراه نظیر بافت آگاهی و توانمندی های سخت افزاری و نرم افزاری، می تواند در ایجاد یک محیط فراگستر به کار گرفته شود. همچنین تلفن های همراه هوشمند، با ترکیب روش های مختلف ردیابی مکانی نظیر حسگرهای gps، قطب نما و imu و همچنین دوربین های توانمند، بصری سازی داده ها را در هر مکان و زمان میسر ساخته اند. در پژوهش حاضر با بیان ویژگی های یک محیط فراگستر و مفاهیم سیستم های اطلاعات مکانی فراگستر، اصطلاح برچسب گذاری مکانی با استفاده از فناوری واقعیت افزوده تشریح شده است. مفهومی که در آن، اطلاعات مربوط به داده های مکانی مختلف و اشیاء و عوارض موجود در محیط، به صورت محتوای واقعیت افزوده، در همان موقعیت مکانی و بر روی شیء مورد نظر افزوده می گردد. در مرحله بعد برای پیاده سازی یک سیستم واقعیت افزوده، روش های مختلف ردیابی اشیاء و عوارض در محیط و همچنین انواع روش های بصری سازی و محیط های توسعه نرم افزاری در این فناوری مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته و چارچوب مورد نظر جهت پیاده سازی سیستم پیشنهادی شامل سه مولفه ی تلفن همراه هوشمند، مکان و بصری سازی تشریح شده است. برای ایجاد یک محیط فراگستر، پیاده سازی سیستم در دو بخش محیط داخل (مجتمع میلاد نور شهر تهران) و محیط بیرون (میدان هفت تیر شهر تهران) با رویکرد یکپارچه سازی سرویس های مکانی قابل ارائه به کاربر به لحاظ استفاده در پلت فرم تلفن همراه انجام گرفته است. همچنین با توجه به شرایط محیط و قابلیت های موجود در تلفن همراه، پیاده سازی برنامه کاربردی در محیط داخل، با تاکید بر ردیابی مبتنی بر بینایی رایانه و در محیط بیرون، مبتنی بر حسگرهای مکانی gps، قطب¬نما و imu می باشد. نتایج حاصل از اجرای برنامه کاربردی در مناطق مورد مطالعه، نشان از دقت بالای روش ردیابی مبتنی بر بینایی رایانه در محیط داخلی دارد. در محیط بیرون نیز، برچسب های مکانی با اعمال برخی فیلترهای مکانی نظیر آنالیز دید و کاهش آلودگی بصری ناشی از تعداد بالای برچسب-ها، با دقت قابل قبولی بر روی عوارض افزوده می شوند. در پایان هر یک از سیستم ها و همچنین کارامدی آن ها در ردیابی مکانی و بصری سازی مبتنی بر واقعیت افزوده، مورد ارزیابی قرارگرفته و پیشنهاد هایی جهت ایجاد و توسعه سیستم های کارامدتر ارائه شده است.

امروزه آمار بالای تصادفات رانندگی و صدمات آن از معضلات مهم پیش روی جوامع است. این آمار حاکی از این مسئله است که تصادفات در تقاطع ها درصد بالایی از تعداد کل تصادفات را تشکیل می دهند و در کشور ایران نیز حدود 70 درصد تصادفات در تقاطع ها رخ می دهند. به-علاوه پیچیدگی پارامتر های مرتبط با تصادفات جاده ای و ماهیت مکانی آن ها موجب می شود داده های جمع آوری شده معمولاً حجیم و نا همگن باشند. روش های داده کاوی و بالاخص روش خوشه بندی برای تحلیل این نوع داده ها به منظور کاهش عدم تجانس و کشف الگو های مبهم مفید هستند. تا کنون تحقیقات زیادی به منظور ایجاد ارتباط بین مبحث خوشه بندی و تحلیل تصادفات جاده ای در تقاطع ها انجام گرفته است. برخی از مدل های آماری مانند پواسن و دو-جمله ای منفی استفاده کرده اند و برخی دیگر از خوشه بندی غیر آماری و غیر مکانی بهره گرفته-اند. تحلیل مکانی تصادفات جاده ای در تقاطع ها و اهمیت سیستم اطلاعات مکانی در این امر سبب می شود که در این تحقیق به تحلیل مکان مبنای تصادفات با الگوریتم های خوشه بندی مکانی آماری و غیر آماری پرداخته شود. در این تحقیق 6 پارامتر نوع تصادف، روشنایی، نوع منطقه، هندسه محل، عامل انسانی، هوا انتخاب شدند. هدف اصلی از این مطالعه شناسایی و تحلیل تقاطع های حادثه خیز جاده قدیم کرج-قزوین با استفاده از روش های خوشه بندی آماری و غیر آماری است. روش های خوشه بندی غیر آماری رایج از جمله خوشه بندی افرازی به دلیل امکان کنترل اندازه خوشه ها به وسیله کاربر و روش مبتنی بر چگالی dbscan به دلیل در نظر گرفتن تراکم داده ها و همچنین روش های آماری رایج از جمله برآورد تراکم کرنل به دلیل در نظر گرفتن تراکم و ماهیت داده ها، درک تغییرات جغرافیایی الگو های مکانی و تشخیص گسترش خطر تصادفات و روش های خود همبستگی مکانی از جمله *getis-ord gi، moran’s i و anselin local moran’s i به دلیل در نظر گرفتن همبستگی مکانی بین پارامتر ها انتخاب شدند. در این تحقیق تصادفات مربوط به سال های 88 تا 92 جاده قدیم کرج-قزوین مورد بررسی قرار گرفتند. از آن جا که معمولاً روش های غیر آماری در شناسایی موقعیت و کنترل اندازه خوشه ها و روش های آماری در شناسایی نقاط حادثه خیز و بررسی وابستگی مکانی بین پارامتر ها در سال های مختلف به کار می روند، ترکیب این دو روش می تواند در تحلیل تصادفات جاده ای در تقاطع ها مناسب باشد. نتایج حاصل از توابع خود همبستگی و تابع کرنل موجب شناسایی، 3 تقاطع حادثه خیز برای مسیر رفت و 1 تقاطع حادثه خیز برای مسیر برگشت شدند. همچنین بر اساس مقایسه روش های خوشه بندی غیر آماری مورد استفاده، روش dbscan نسبت به بقیه بهتر می تواند مناطق حادثه خیز را مدل کند. نتایج حاصل از تابع moran نشان می دهد که برای مسیر رفت پارامتر های نوع تصادف و هندسه محل دارای خود همبستگی مکانی و برای مسیر برگشت پارامتر عامل انسانی دارای خود همبستگی مکانی در 5 سال متوالی است.