۲-۲-۱- آب
آب خالص مایعی بیرنگ ، بی بو و عملاً بدون طعم است. در ۱۰۰درجه سانتیگراد (در فشار یک جو) میجوشد و در صفر درجه سانتیگراد منجمد میشود. دماهای ذوب و جوش آب به میزان قابل توجهی از سایر مواد مولکولی بیشتر است. علّت آن را باید در ساختار و پیوندهای مولکولی آب جستجو کرد.
آب یک ترکیب قطبی است. فرمول ساختاری مولکول آب به صورت OH – OH نشان میدهد که دارای دو پیوند یگانه O-H است آب دارای خاصیت قطبی میباشد. یکی از خواص جالب آن قابلیت حل کردن مواد دیگر است (ویکیپدیا، ۱۳۹۲).
۲-۲-۲- آب آشامیدنی (شهری)
برای تأمین نیاز مصرفی آب مورد نیاز انسان که آب شیرین است بیشتر از انباشت آب رودخانهها در پشت سدها استفاده میگردد. آب رودخانهها نیز از ذوب شدن برف و یخ و جریان عبور آب باران از زمینهای مجاور تأمین میگردد. در نتیجه جریان آب در هنگام عبور از زمین با نفوذ در آن با مقداری از املاح ترکیب میشود و وارد مسیر رودخانهها و در نهایت در جریان آب قرار میگیرد (علیزاده و همکاران، ۱۳۹۲).
آبی که ما مورد استفاده قرار میدهیم حاوی کاتیون و آنیون میباشد که مهمترین آنها کلسیم، منیزیم، سدیم، بی کربنات، سولفات، کلر و نیترات است. همچنین EC و pH نیز اهمّیت فراوانی دارد. غلظت یونهای موجود کیفیّت آب را تعیین میکند. آبی که در شهرها مورد استفاده قرار میگیرد رسوبزدایی و مورد استفاده قرار میگیرد و از سختی آن کاسته نمیشود (علیزاده و همکاران، ۱۳۹۲).
۲-۲-۳- آب دیونیزه
آب دیونیزه یا آب یونزدوده[۴] آب مقطری که علاوه بر گذراندن مراحل تقطیر، توسط رزینهای تبادلگر یونی یا روشهای دیگر (مثل اسمز معکوس[۵]) یونزدایی نیز شده باشد. در واقع آب یونزدوده همان آب مقطر است که قبل یا طی تقطیر و یا حتی بعد از آن، با افزودن مراحلی مثل گذراندن از رزین تبادلگر یونی میزان یونهای آن به کمترین مقدار رسیده باشد (ویکیپدیا، ۱۳۹۲).
شکل ۲-۱- سیستم تهیه آب دیونیزه
۲-۲-۴- آب مقطر
آب مقطر آبی است که ناخالصی آن توسط تقطیر گرفته شده باشد. در اثر حرارت آب جوش میآید و تبخیر میشود، بخار آب در اثر عبور از ستون مبرد و تماس با آب سرد مایع شده و وارد ظرف جمع آوری میشود. معمولاً عمل تقطیر به منظور افزایش خلوص دوبار صورت میگیرد تا آب مقطر بدست آید.
پس از تبخیر آب، مواد آلی غیر فرّار و یونها در ظروف اوّلیه باقی میماند، ولی ممکن است مقدار کمی یونهای کلر و گازهای فرّار در آب محصور و وارد آب مقطر شده باشند (ویکیپدیا، ۱۳۹۲).
شکل ۲-۲- سیستم تهیه آب مقطر
۲-۲-۵- آب مغناطیسی
آبی که از یک میدان مغناطیس طبق محاسبات معیّن عبور کند و در نتیجه آن خواص فیزیکی و شیمیایی آب تغییر و بهبود یابد به آن آب مغناطیسی گویند. مدّت زمان ماندگاری آب از ۸ الی ۴۸ ساعت است. واحد اندازه گیری آن تسلا و دستگاه اندازه گیری آن تسلامتر میباشد.
شکل ۲-۳- سیستم تهیه آب مغناطیسی
۲-۳- تحقیقات انجام شده در زمینه تاثیر آبهای مختلف روی عمر گلجایی و خصوصیات کیفی گلهای بریده
ونمیترن و همکاران (۱۹۹۹) در پژوهشی روی گل بریده داودی نشان دادند که حذف یونهای مضر از آب شهری میزان جذب آب را در گلهای شاخه بریده افزایش میدهد و موجب تاخیر در پژمردگی گلها میشود. این پژوهشگران استفاده از آب دیونیزه را جهت نگهداری گل بریده داودی و سایر گلهای بریده و همچنین بهعنوان آب مورد استفاده در ساخت محلولهای تمدید کننده عمر گلجایی توصیه کردند.
پژوهشگران گزارش نمودند که استفاده از آب دیونیزه یا آب مقطر نسبت به آب شهری با بهبود جذب آب موجب حفظ شادابی و افزایش عمر پس از برداشت گل بریده داودی میشود ( استابی و آروین، ۱۹۷۸).
واسع و اسرار (۱۹۹۸) در پژوهشی آب شهری، آب معدنی و آب دیونیزه را روی ماندگاری گل بریده رز مورد ارزیابی قرار دادند و گزارش دادند که گلهای تیمار شده با آب دیونیزه دارای ماندگاری بیشتری نسبت به دو منبع دیگر بودند و در این تیمار گلها از قطر بیشتری نسبت به تیمار آب معدنی و آب شهری برخوردار بودند.
محققین معتقدند که هر چه املاح موجود در آب کمتر باشد تاثیر مثبتی روی ماندگاری گلهای بریده دارد. در آزمایشی اثر آبهای مقطر، چاه و شهری روی ماندگاری سه رقم گل رز بررسی و نتایج نشان داد که استفاده از آب مقطر در مقایسه با آب شهری و آب چاه تیمار بسیار مناسبی برای افزایش عمر پس از برداشت و حفظ شادابی گل شاخه بریده رز است ( پیشکاری و همکاران، ۱۳۹۰).
افشاری و همکاران (۱۳۹۰) در پژوهشی اثر آبهای مختلف (آب چاه، آب شهری و آب مقطر) را روی ماندگاری ارقام مختلف گل بریده لیلیوم رقم ‘رویال ترینتی’ بررسی و گزارش دادند که آبهای شهری و مقطر نسبت به آب چاه از ماندگاری، درصد شکوفایی و مقدار کلروفیل بیشتری برخوردار بودند.
فصل سوم
مواد و روشها
۳-۱- مواد گیاهی
در تیر ماه ۱۳۹۲ گلهای شاخه بریده رز، ژربرا و داودی از بازار گل تهران خریداری و بلافاصله با حفظ شرایط استاندارد برای انجام تیمار و ارزیابی صفات به آزمایشگاه پس از برداشت دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت با دمایC̊ ۲±۲۰، رطوبت نسبی ۷۰-۶۰ درصد و فتوپریود ۱۲ ساعت روشنایی با شدت نور ۱۲ میکرومول بر ثانیه بر متر مربع منتقل شدند و تمامی گلها پس از یکسان کردن اندازه زیر آب بازبرش شدند و پس از توزین داخل محلول گلجا قرار گرفتند (شکل ۳-۱).
شکل ۳-۱- قرار دادن گلهای بریده در محلول گلجا پس از بازبرش
۳-۲- پیاده کردن طرح آزمایشی
این مطالعه بهصورت آزمایش فاکتوریل با ۱۲ تیمار در ۳ تکرار، ۳۶ پلات و در هر پلات ۴ شاخه گل انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل فاکتور اول: انواع آب (آب مغناطیسی، آب مقطر، آب دیونیزه و آب شهری) و فاکتور دوم: انواع گل ( گل رز، داودی و ژربرا) بودند.
۳-۳- سنجش و اندازهگیری عناصر آب
به منظور بررسی انواع آب و همچنین اندازهگیری میزان عناصر موجود در آنها، در آزمایشگاه آب و خاک دانشگاه آزاد اسلامی واحد رشت به روشهای ذکر شده آبها مورد آزمایش قرار گرفتند. خصوصیات و عناصر آبهای مورد استفاده در این مطالعه در جدول (۳-۱) ذکر شده است.
جدول ۳-۱- خصوصیات آبهای مورد استفاده در آزمایش
خصوصیات آب نوع آب |
pH | EC dS/m)) |
Cl ppm)) |
NH2 ppm)) |
HCO3 ppm)) |
Mg |
۷۴/۱
۹۵/۱-
DLY
۹۷/۲-
۹۵/۱-
I(1)
LR
۹۴/۰
۹۵/۱-
DLR
۰۷/۵-
۹۵/۱-
I(1)
LE
۲/۰-
۹۵/۲-
DLE
۳۸/۵-
۹۵/۲-
I(1)
۳-۲-۳- برآورد الگوهای تقاضای پول
الگو را میتوان به روش OLS برآورد نمود. اما از آنجائیکه حجم نمونه کوچک است، استفاده از روش OLS به دلیل درنظر نگرفتن واکنش های پویای کوتاهمدت موجود بین متغیرها، برآورد بدون تورشی ارائه نخواهد کرد. الگوی پیشنهادی که میتواند این مشکل را مرتفع سازد، الگوی خود توضیح با وقفه های گسترده ARDL میباشد.
با اتکا به تصریح مدلی که در قبل انجام شد، به برآورد توابع بلندمدت و کوتاهمدت تقاضای پول پرداخته میشود. روابط الگو در این بخش شامل سه معادلۀ الگوی پویاییهای کوتاهمدت، رابطه تعادلی بلندمدت و الگوی تصحیح خطای معادلات (ECM) میباشد. باتوجه به حجم نسبتاً کم نمونه، ضابطه شوارتز بیزین را برای تعیین وقفه بهینه متغیرهای هر مدل ملاک عمل قرار می دهیم.
با برآورد الگوی پویای کوتاهمدت معادلات، فرضیه صفر وجود ریشه واحد و یا عدم همجمعی بین متغیرهای الگو آزمون میشود. کمیت آماره آزمون با مقادیر بحرانی ارائه شده توسط بنرجی، دولادو و مستر مقایسه میگردد.
در نتیجه اثبات وجود رابطه تعادلی بلندمدت، این رابطه برای الگوها برآورد شده و ضرایب آن مورد بررسی قرار گرفته و تفسیر میگردند. پس از آن الگوی تصحیح خطای معادلات (ECM) برآورد گردیده که نوسانات کوتاهمدت متغیرها را به مقادیر تعادلی بلندمدت تقاضای پول ارتباط میدهد.
۳-۲-۳-۱- برآوردهای مربوط به الگوی تقاضای نقدینگی (M2)
الف) الگوی پویای کوتاهمدت تقاضای نقدینگی با احتساب نرخ ارز موزون
مشاهده گردید، با بهره گرفتن از دادههای سالانه و بر اساس معیار شوارتز- بیزین تنها یک وقفه برای حجم نقدینگی و وقفه صفر برای سایر متغیرهای الگوی تقاضای پول ایران انتخاب شده است. حال باید باتوجه به پویاییهای کوتاهمدت همانطورکه در قبل بیان گردید، وجود رابطه بلندمدت مورد آزمون قرار گیرد.
در این آزمون چنانچه مجموع ضرایب متغیرهای با وقفه متغیر وابسته کوچکتر از یک باشد، نتیجه میگردد رابطه تعادلی بلندمدت بین متغیرهای الگوی تقاضای پول وجود دارد. لذا کوچکتر از یک بودن ضریب با وقفه متغیر وابسته ( مورد آزمون قرار میگیرد. بنابراین برای آزمون همگرایی لازم است آزمون فرضیههای زیر انجام شود:
H0 :
H1 :
مقدار آماره مورد نیاز برای انجام آزمون فوق به صورت زیر محاسبه میگردد:
SEΦi: انحراف معیار متغیر iام میباشد. بعد از محاسبه کمیت آماره آزمون باید آن را با مقادیر بحرانی ارائه شده توسط بنرجی، دولادو و مستر مقایسه نمود. چنانچه مقدار آماره به دست آمده بزرگتر از مقدار بحرانی باشد فرضیه H0، یعنی عدم وجود همگرایی رد شده و وجود رابطه تعادلی بلندمدت میان متغیرهای الگو تأیید میگردد. نتایج برآورد الگوی کوتاه مدت تقاضای نقدینگی در جدول (۳-۲) نشان داده شده است.
جدول ۳-۲- نتایج برآورد الگوی کوتاه مدت ARDL(1,0,0,0) تقاضای نقدینگی با درنظرگرفتن نرخ ارز موزون
نام متغیر
ضریب
انحراف معیار
این تحقیق ازنظر هدف یک تحقیق کاربردی است و از نوع تحقیقات توصیفی –پیمایشی است. دادههای مقطعی این تحقیق بهوسیله پرسشنامه در سال ۱۳۹۲در سطح استان تهران در فروشگاههای زنجیرهای شهروند جمع آوری شده است.
برای نمونه آماری از روش نمونهگیری تصادفیسیستماتیک استفاده شده است. تعداد نمونه محاسبهشده ۳۸۴ نفر، تعداد پرسشنامه توزیع شده ۴۰۰ عدد و تعداد پرسشنامه قابل استفاده ۳۸۴ عدد است. سپس با بهره گرفتن از دادههای جمع آوری شده ویژگیهای جمعیتشناختی از طریق آمار توصیفی و فرضیات تحقیق از طریق آمار استنباطی مورد بررسی قرارگرفته است که در زیر بهطور مختصر اشاره میگردد:
۵-۳- توصیف یافتهها
۵-۳-۱- بررسی متغیرهای جمعیت شناختی
جنس: از میان ۳۸۴ نفر ، تعداد ۱۹۸ نفر (معادل ۵۱.۵ درصد) زن و ۱۸۶ نفر (معادل ۴۸.۵ درصد) مرد بودهاند.
تحصیلات: بیشترین فراوانی در قسمت تحصیلات متعلق به افراد لیسانس با فراوانی ۱۷۱ معادل ۴۵ درصد است. پس از ان به ترتیب افراد دارای مدرک فوق لیسانس با تعداد ۱۱۳ عدد معادل ۲۹ درصد, فوق دیپلم ۴۸ عدد معادل ۳ درصد, دیپلم و زیر دیپلم ۳۵ عدد معادل ۹ درصد و در نهایت دکتری ۱۷ عدد معادل ۴ درصد قرار دارند.
سن: بیشترین فراوانی سنی متعلق به پاسخدهندگان زیر ۲۶ سال با ۳۴ درصد است. پس از آن پاسخدهندگان بین ۲۶ تا ۳۰ سال با ۲۹ درصد, پاسخدهندگان۴۱ سال به بالا با ۱۸ درصد, پاسخدهندگان ۳۶ تا ۴۰ سال با ۱۳ درصد قرار دارند.کمترین فراوانی مربوط به افراد ۳۱ تا ۳۵ سال با ۶ درصد است.
وضعیت تأهل: از میان ۳۸۴ نفر ، تعداد ۱۴۱ نفر (معادل ۳۷ درصد) مجرد و ۲۴۳ نفر (معادل ۶۳ درصد) متاهل میباشند.
۵-۴- خلاصه نتایج حاصل از آزمون فرضیههای تحقیق
در این بخش نتایج حاصل از تحقیق با توجه به دادههای جمع آوری شده و آزمونهای آماری ارائه میگردد.با توجه به فرضیات مطرحشده در تحقیق حاضر، به بررسی نتایج آنها میپردازیم و خلاصه ای از نتیجه آن را به شرح جدول زیر ارائه می نماییم:
جدول ۵-۱- خلاصه نتایج آزمون فرضیهها
فرضیهها | ضریب مسیر | معناداری | نوع تأثیر | نتیجه فرضیه |
عوامل فرهنگی بررفتارخرید ناگهانی تأثیر مثبت دارد. | ۰.۱۷ | ۳.۳۵ | مثبت و معنی دار | تایید |
عوامل محیطی برعاملروحی –روانی تأثیر مثبت دارد. | ۰.۵۷ | ۱۳.۵۵ | مثبت و معنی دار | تایید |
عامل روحی –روانی بررفتارخریدناگهانی تأثیر مثبت دارد. | ۰.۶۰ | ۱۱.۹۹ | مثبت و معنی دار | تایید |
عوامل محیطی بررفتارخرید ناگهانی تأثیر مثبت دارد. | ۰.۰۴- | ۰.۵۹- | منفی و بی معنی | رد |
عوامل فردی بررفتارخریدناگهانی تأثیر مثبت دارد. | ۰.۱۳- | ۲.۳۴- | منفی و معنی دار | رد |
جمعبندی و پیشنهادها
۵-۱- مقدمه
در این تحقیق استفاده از روش اکسایش الکتروشیمیایی در تصفیه یک پساب سنتزی حاوی فنل مورد بررسی قرار گرفت. این نتیجه حاصل شد که این روش می تواند به طرز موفقیتآمیزی در تصفیه پسابهای فنلی مورد استفاده قرار گیرد. در آزمایشهای انجام گرفته، تاثیر چهار پارامتر pH ، غلظت الکترولیت پشتیبان، دانسیته جریان و فاصله بین الکترودها در تصفیه پساب توسط روش اکسایش الکتروشیمیایی بررسی شد. طراحی آزمایشات با بهره گرفتن از روش طراحی آزمایش تاگوچی و با آرایه متعامد L9 صورت گرفت. با تعیین مقادیر S/N ، شرایط بهینه برای حصول بیشترین بازده زدایش فنل بدست آمد که این شرایط شامل pH برابر ۱۲، غلظت الکترولیت پشتیبان ۶/۰ مولار، دانسیته جریان برابر ۱۷۸/۰ آمپر بر سانتیمتر مربع و فاصله بین الکترودها برابر ۱۰ میلیمتر بود. در این شرایط مقدار بیشینه زدایش فنل برابر ۹/۹۹% حاصل شد.
۵-۲- دستاوردها
یکی از دستاوردهای این پژوهش بررسی پارامترهای موثر در زدایش فنل توسط فرایند اکسایش الکتروشیمیایی و تعیین سهم هر پارامتر بود. به طوریکه با تحلیلANOVA سهم هر پارامتر در زدایش فنل بدست آمد که در میان پارامترهای مورد آزمایش، دانسیته جریان با ۶۱/۵۶% بیشترین تاثیر، pH با ۲۹/۲۹%، فاصله بین الکترودها با ۳۰/۷% و غلظت الکترولیت پشتیبان با سهم ۵۵/۶% در مراتب بعدی قرار گرفتند.
۵-۳- نوآوری
در این تحقیق از سیستم الکتروشیمیایی شامل الکترود آند پلاتین خالص با سطحی محدود و کاتد استیل ۳۰۴ برای انجام آزمایشات استفاده گردید. در این راستا، تاثیر فاکتورهایی نظیر فاصله بین الکترودها و نوع الکترولیت پشتیبان بر میزان بازده زدایش فرایند اکسایش الکتروشیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در این پژوهش، برای نخستین بار از روش تاگوچی به منظور طراحی آزمایش و بهینهسازی شرایط عملیاتی برای دستیابی به بیشینه کارایی روش اکسایش الکتروشیمیایی استفاده شده است.
۵-۴- پیشنهادها
مهمترین دستاورد این پروژه رسیدن به این نکته بود که آند پلاتین به خاطر داشتن ویژگیهایی مانند پایداری بالا، پتانسیل رهایش بالا نسبت به بسیاری از الکترودهای متداول ، فعالیت بالا و بازده عملکرد بالا می تواند به عنوان الکترودی موثر در فرایند زدایش فنل به روش اکسایش الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین پیشنهاد می شود که این الکترود، در مقیاس صنعتی برای تصفیه پسابهای فنلی مورد بهره برداری قرار گیرد.
توصیه می شود به منظور بررسی میزان بازدهی روش اکسایش الکتروشیمیایی چندین پساب صنعتی با سیستم الکتروشیمیایی این مطالعه (آند: پلاتین و کاتد: استیل۳۰۴) مورد تصفیه قرار گیرد.
که در آن و جفت پیکسل های موجود در تصویر را به ترتیب در مکانهای و را نشان می دهد و و بیانگر مقادیر سطوح خاکستری میباشند.
با بهره گرفتن از تخمین تابع احتمال بالا، همچنین می توان به رابطه احتمال همزمان وقوع دو پیکسل را به شکل دیگری در رابطه (۲-۴)نشان داد.
(۲-۴)
که در آن، تعداد نقاط پنجره همسایگی است و هم نمایانگر تعداد جفت پیکسلهایی است که پیکسل اول دارای سطح خاکستری و پیکسل دوم دارای سطح خاکستری می باشند. از آنجاییکه محاسبات مربوط به شاخصهای بافتی مرتبه دوم با بهره گرفتن از تعاریف کلی بالا دارای محاسبات طولانی و پیچیده ای است، لذا از روشی مشابه به نام روش ماتریس هم اتفاق سطوح خاکستری[۱۵] استفاده می شود. این روش برای نخستین باردر سال ۱۹۷۳توسط Haralick به منظور استخراج ویژگی های بافتی تصویر پیشنهاد شد[۱۶]. توابع GLCM بافت یک تصویر را بوسیله محاسبه چگونگی حادث شدن زوج پیکسل های دارای درجات خاکستری خاص در یک رابطه مکانی خاص نمایش می دهند. در روش ارئه شده توسط هارالیک، ابتدا ماتریس هم اتفاق برای نواحی مختلف تصویر تولید شده و سپس ویژگی های آماری از این ماتریس استخراج می شوند. به دلیل قابلیت زیاد این ماتریس در نمایش وابستگی های مکانی درجات خاکستری در تصویر، از این ماتریس بطور گسترده در آنالیز بافت استفاده می شود. ماتریس هم اتفاق یک ماتریس مربعی است که تعداد درجات خاکستری منحصر بفرد در تصویر بیانگر تعداد سطر و ستون های آن می باشند. ماتریس هم اتفاق در نمایش ویژگی های مربوط به توزیع مکانی درجات خاکستری یک تصویر بسیار توانا است. اگر P ماتریس هم اتفاق بوده و N تعداد درجات خاکستری تصویر باشد، ابعاد ماتریس هم اتفاق N*N خواهد بود. هر درایه این ماتریسP(i,j) بیانگر تعداد زوج پیکسل هایی است که در سطح تصویر دارای درجات خاکستری i و j بوده و در راستای θ از یکدیگر به اندازه D پیکسل فاصله دارند. از آنجایی که خود هارالیک در محاسبات خود این ماتریس را متقارن در نظر گرفته بود، در نظر گرفتن ۴ جهت از ۸ جهت موجود برای شناسایی روابط پیکسل ها بلامانع است. شکل ۲-۶ برای درک بهتر موضوع در زیر آمده است.
شکل ۲‑۶ چهار جهت اصلی در بررسی روابط موجود میان پیکسل ها با درجات خاکستری[۲۳]
همانطور که در شکل ۲-۶ نشان داده شده است، زوایای صفر،۴۵، ۹۰، ۱۳۵ درجه با بهره گرفتن از بردارهایی موسوم به بردارهای افست[۱۶] تعریف می شوند. جدول ۲-۱رابطه بین بردار افست و ۴ جهت اصلی را نمایش می دهد.
جدول ۲‑۱ رابطه بین بردار آفست و ۴ جهت اصلی
در شکل ۲-۷ نحوه تشکیل ماتریس هم اتفاق نمایش داده شده است[۲۳] .
شکل ۲‑۷ نحوه تشکیل ماتریس هم اتفاق[۲۳]
همانطور که اشاره شد، ماتریس وقوع توام سطوح خاکستری یا GLCM[17]برای استخراج ویژگیهای بافت در هیستوگرام مرتبه دوم بکار میرود. ویژگیهای آماری بافت که با بهره گرفتن از GLCM قابل استخراج میباشند بسیار متنوع و گسترده هستند. در این میان ویژگیهایی که با یکدیگر همبستگی کمتری داشته و در گزارشات مربوط به استخراج بافت تصاویر سنجش از دور مقبولیت بیشتری دارند معرفی میشوند:
کنتراست[۱۸]:
معیاری برای اندازه گیری میزان تفاوت های محلی درجات خاکستری است. رابطه ۲-۵ مربوط به کنتراست است. کنتراست در صورت مشابه بودن درجات خاکستری در یک تصویر کوچک خواهد بود.
در رابطه فوقM بعد پنجره متحرک را مشخص می سازد و مقدار i=j نشانگر عناصر روی قطر اصلی است که مقدار کنتراست در آن صفر است. احتمال وقوع همزمان زوج پیکسل های i و j می باشند. با تشکیل ماتریس GLCM اگر توزیع عناصر اطراف قطر اصلی بیشتر باشند نشان دهنده شباهت میزان روشنایی پیکسل های مجاور خواهد بود و برعکس اگر عناصر از قطر اصلی ماتریس فاصله بگیرند پیکسل های مجاور اختلاف زیادی در درجه روشنایی دارند. کنتراست بالا نشان دهنده غیر یکنواخت بودن بافت تصویر است.
عدم شباهت [۱۹]: این ویژگی متناسب با افزایش فاصله از قطر اصلی به درایه ها ی ماتریس هم اتفاق وزن می دهد. رابطه این ویژگی در(۲-۶) آمده است.
که در آن به ترتیب نشان دهنده سطر و ستون GLCM درجه روشنایی هستند و احتمال وقوع همزمان زوج پیکسل های i و j می باشند. مقدار زیاد این شاخص نشان دهنده عدم یکنواختی بافت بوده و هر چه مقدار آن کمتر باشد بافت یکنواخت تر خواهد بود.
انتروپی :میزان تصادفی بودن توزیع درجات خاکستری پیکسل های تصویر را طبق رابطه ۲-۷ نشان می دهد. هر چه انتروپی بیشتر باشد، توزیع درجات خاکستری تصادفی تر و بافت تصویر ناهمگن تر می باشد.
بیشترین احتمال: در این ویژگی مطابق رابطه (۲-۸) بیشترین مقدار از دریه های ماتریس هم اتفاق به عنوان مقدار پیکسل مرکزی پنجره مذکور انتخاب می شود. مقدار زیاد بیشترین احتمال زمانی رخ می دهدکه یک ترکیب از زوج پیسکل ها در یک پنجره بر سایر زوج پیکسل ها غالب شوند.
(۲-۸)
گشتاور مرتبه دوم زاویه[۲۰] : این ویژگی که با رابطه (۲-۹) تعریف می شود معیاری است از وجود جفت پیکسل های تکراری در تصویر به گونه ای که هر چه میزان این جفت پیکسل ها در تصویر بیشتر باشند گشتاور به سمت حداکثر مقدار خود یعنی یک متمایل میشود .به عبارت دیگر مقدار گشتاور یک به معنای تکنواختی کامل تصویر و مقدار صفر این معیار نشان دهنده عدم یکنواختی تصویر است. (۸-۲)
واریانس[۲۱]: این معیار نشان دهنده نزدیک بودن مقدار عددی درجات روشنایی داخل پنچره متحرک به مقدار میانگین آن پنجره است. به عبارت دیگر می توان گفت هر چه بافت یکنواخت تر باشد میزان واریانس آن پایین تر خواهد بود. واریانس می تواند در جهت سطری وستونی مطابق رابطه (۲-۱۰) محاسبه شود.
همبستگی[۲۲]: این معیار که با رابطه (۲-۱۱)تعریف می شود، نشان دهنده همبستگی بین دو بین دومتغیر i و j است. مقدار همبستگی می تواند بین ۱- و ۱+ متغیر باشد که به ترتیب نشان دهنده همبستگی قوی معکوس و همبستگی قوی مستقیم می باشد. با نزدیک شدن میزان همبستگی به صفر میزان همبستگی نیز ضعیفتر می شود.
تجانس[۲۳]: یکنواختی محلی یک جفت پیکسل را اندازه گیری می کند. در این ویژگی نیز مانند سایر ویژگی های فوق به عناصر ماتریس هم اتفاق وزن دهی می شود. برای تصاویری که دارای بخش های همگن بزرگی اند این معیار بزرگتر خواهد بود. با افزایش فاصله از قطر اصلی ، وزن کمتر و مقدار هموژنیتی نیز کاهش می یابد.به عبارت دیگر مقدار بالای تجانس در تصویر نشان دهنده نرمی آن و تجانس در بافت تصویر است. رابطه مربوط به این معیار در(۲-۱۲) آورده شده است.
روش کار برای استخراج ویژگی های بافتی تصاویر با بهره گرفتن از ماتریس هم اتفاق بدین ترتیب است که پنجره ای متحرک با ابعاد فرد بر روی تصویر تعریف می شود و با حرکت این پنجره بر روی تصویر، برای هر پنجره ماتریس هم اتفاقی استخراج می شود. سپس با بهره گرفتن از روابط موجود برای ویژگی های آماری مرتبه دوم هارالیک، مقدار هر کدام از ویژگی ها از روی درایه های ماتریس هم اتفاق مربوطه محاسبه شده و در داخل پیکسل مرکزی آن پنجره قرار داده می شود و بدین طریق تصویری موسوم به تصویر بافتی تولید می شود. در شکل ۲-۷ نحوه تولید تصویر بافتی با یک مثال آورده شده است. در این شکل پنجره متحرکی با ابعاد ۳*۳ ابتدا بر روی سطر اول قرار گرفته و حرکت میکند. در هر موقعیتی که پنجره متحرک قرار میگیرد مقدار ویژگی بافتی مربوطه محاسبه شده و مقدار عددی آن در داخل پیکسل مرکزی پنجره قرار میگیرد. پنجره سطرهای دوم تا آخر را می پیماید و تصویر بافتی حاصل می شود.
شکل ۲‑ ۸ نحوه تولید تصاویر بافتی با حرکت پنجره متحرک با ابعد ۳*۳
مروری بر یافتن ویژگی های بافتی بهینه
از آنجایی که از میان شاخص های بافتی استخراج شده در مرحله قبل تعدادی علاوه بر افزایش حجم محاسبات، باعث کاهش دقت طبقه بندی سقف ساختمان ها می شوند لذا در این مرحله لازم است که شاخص های بافتی اضافی و تکراری بوسله الگوریتمی خذف شوند. برای این منظور از الگوریتم بهیته سازی ژنتیک استفاده می گردد. در نتیجه پس از استخراج ویژگی های بافتی تصویر و با توجه به اینکه هر کدام از ویژگی های بافتی اثر خاص خود را در نتایج طبقه بندی دارند، انتخاب ویژگی های بافتی بهینه باید بگونه ای انجام شود که دقت طبقه بندی با بهره گرفتن از ویژگی های استخراجی افزایش یابد [۲۴].
الگوریتم ژنتیک (Genetic Algorithm)
الگوریتم ژنتیک (Genetic Algorithm) تکنیک جستجویی در علم رایانه برای یافتن راهحل تقریبی برای بهینهسازی و مسائل جستجو است. الگوریتم ژنتیک نوع خاصی از الگوریتم های تکامل[۲۴] است که از تکنیک های زیستشناسی مانند وراثت و جهش استفاده میکند.
در واقع الگوریتمهای ژنتیک از اصول انتخاب طبیعی داروین برای یافتن فرمول بهینه جهت پیشبینی یا تطبیق الگو استفاده میکنند. الگوریتمهای ژنتیک اغلب گزینه خوبی برای تکنیکهای پیشبینی بر مبنای رگرسیون هستند. مختصراً گفته میشود که الگوریتم ژنتیک یا(GA) یک تکنیک برنامهنویسی است که از تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل مسئله استفاده میکند. مسئلهای که باید حل شود ورودی است و راهحلها طبق یک الگو کد گذاری میشوند که تابع شایستگی[۲۵] نام دارد هر راه حل کاندید را ارزیابی میکند که اکثر آنها به صورت تصادفی انتخاب میشوند.
در در نخستین مرحله الگوریتم ژنتیک، جمعیتی از کروموزوم ها به تعداد معین و بطور تصادفی تولید می شوند. هر کروموزوم بیانگر یک جواب از فضای جستجو است. مجموعه این کروموزوم ها جمعیت نام دارند. به هر کروموزوم شایستگی بر اساس مقدار تعیین شده توسط تابع هدف تعلق می گیرد. افراد با شایستگی بالاتر، احتمال بیشتری برای انتخاب شدن برای تولید مثل دارند. سپس عملگرهای امیزش و جهش بر روی کروموزوم های انتخابی با احتمال تعریف شده برای این عملگرها اعمال می شود. زمانی الگوریتم ژنتیک به کار خود پایان می دهد که بیشترین تعداد نسل ها تولید شده باشند و یا جمعیت تولید شده دارای یک سطح شایستگی مورد قبول باشند[۲۵,۲۶,۲۷].
ارائه یک تعریف ژنتیکی از تمام مراحل و نیز یک تابع شایستگی جهت ارزیابی دو بخش مهم از یک الگوریتم ژنتیک هستند. یک نمایش استاندارد از راه حل های کاندید، آرایه ای از بیت ها است. با تعریف نمایش ژنتیکی و نیز تابع شایستگی، الگوریتم ژنتیک ابتدا یک جمعیت اولیه تولید می کند و طی یک فرایند تکراری و با بهره گرفتن از پارامترهای جهش و همچنین وارونه سازی و انتخاب، از میان جمعیت های تولید شده، نسل بهینه را تولید می کند. مراحل کار الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی در ادامه می آید.
شروع: مجموعهای از کروموزومها یک جمعیت را تشکیل میدهند. با تاثیر عملگرهای ژنتیکی بر روی هر جمعیت, جمعیت جدیدی با همان تعداد کروموزوم تشکیل میشود.
انتخاب: این عملگر از بین کروموزومهای موجود در یک جمعیت, تعدادی کروموزوم را برای تولید مثل انتخاب میکند. کروموزومهای دارای شایستگی بالاتر شانس بیشتری دارند تا برای تولید مثل انتخاب شوند. به عنوان مثال در مسئله ی انتخاب شاخص های بافتی بهینه، تابع شایستگی می تواند دقت کلی[۲۶] و یا ضریب کاپای[۲۷] بدست آمده از طبقه بندی یک تصویر نمونه با بهره گرفتن از ویژگی های بافتی موجود باشد. روش های متداول برای انتخاب عبارتند از:
الف- روش چرخ گردان: در این روش که به ان روش رولت هم گفته می شود، مجموع مقادیر شایستگی اجزاء در جمعیت حساب شده و هر یک از اعضاء با توجه به مقدار شایستگی خود ،سهمی را به خود اختصاص می دهند. برای انتخاب یک والد،عددی تصادفی بین صفر و مجموع محاسبه شده انتخاب می شود و این عدد با هر قسمت از چرخ رولت که برخورد داشت،جزء متناظر ان بعنوان والد انتخاب می شود.
ب- روش تورنمنت: در این روش برای انتخاب جمعیت، ابتدا یک زیر مجموعه از جمعیت نسل قبل انتخاب شده و با توجه به امتیاز اعضای ان، چرخ گردان مناسب برای این زیر مجموعه ساخته می شود.سپس با بهره گرفتن از این چرخ گردان چند عضو از اعضای جمعیت انتخاب می شوند.
عملگرهای ژنتیک: الگوریتم ژنتیک در مرحله بعد، نسل دوم از جمعیت موجود را با بهره گرفتن از عملگرهای آمیزش و یا جهش تولید می کند.
عملگر آمیزش: عملگر آمیزش بر روی یک زوج کروموزوم از نسل مولد عمل کرده و یک زوج کروموزوم جدید تولید میکند. عملگرهای آمیزش متعددی از قبیل, آمیزش تک نقطهای(One-point Crossover)و آمیزش دو نقطهای(Two-point Crossover)وجود دارد.