بخشی از مقاله
چکیده
سنجش از دور روش مناسبی برای کسب اطلاعات از مشخصههای کمی جنگل نظیر حجم سرپا و رویه زمینی در هکتار میباشد. هدف از این تحقیق، تاثیر ابعاد پنجره، نوع باند و جهت چرخش پنجره در تصویر Pleiades برای استخراج مشخصههای کمی جنگل با استفاده از الگوریتم - SVM - در سری 1 جنگل دارابکلا شهرستان ساری است. به این منظور تعداد 144 پلات دایرهای به مساحت 0/1 هکتار به روش تصادفی- منظم برداشت گردید و حجم و رویه زمینی در هر قطعه نمونه محاسبه شد.
برای استخراج مشخصههای بافت تصویر از باندهای سبز و مادون قرمز نزدیک و از ابعاد پنجره 7×7، 11×11 ، 15×15 و 23×23 با سه جهت 0، 45 و 90 درجه استفاده شد. ارزشهای رقومی متناظر با پلاتهای زمینی از باندهای طیفی، به عنوان متغیرهای مستقل و حجم سرپا و رویه زمینی به عنوان متغیر وابسته در نظر گرفته شدند . نتایج نشان داد که تغییر نوع باند و اندازه کرنل در الگوریتم - SVM - در کاهش درصد مجذور مربعات خطا تاثیر کم و پارامتر جهت تاثیری نداشت.
-1 مقدمه
برآورد مشخصههای کمی جنگل، مانند حجم سرپا و رویه زمینی در هکتار نقش مهمی در آگاهی از وضعیت جنگل، پیشبینی مسائل اقتصادی و زیست محیطی جنگل دارد و همچنین یکی از اطلاعات کلیدی در برنامهریزی و مدیریت منابع جنگلی میباشد .[9] بهویژه در جنگلهای شمال ایران که تجاری بوده و از لحاظ تولیدات چوبی نقش مهمی را ایفا میکنند، بسیار مفید است.
فناوری سنجش از دور و دادههای ماهوارهای به دلیل قابلیتها و ویژگیهای مفیدی مانند پوشش قرار دادن سطح زیادی از منطقه، تولید داده-های بهروز و هزینه کمتر، نقش مهمی در جمعآوری اطلاعات دارند .[8] لذا با توجه به این که دادههای ماهوارهای بهطور مطلق بدون خطا نیستند، لذا پیشنهاد میگردد از دادههای زمینی و ماهوارهای درکنار هم استفاده گردد.
آنالیز بافت یکی از روشهای پردازش بر روی دادههای سنجش از دور با دادههایی با قدرت تفکیک مکانی بالا و متوسط در استخراج شاخصهای مرتبط با مشخصههای کمی جنگل است. بافت را می-توان یک تابع از تغییرات مکانی شدت روشنایی پیکسلها و اندازهگیری میزان تغییرات هر سطح تعریف نمود که خصوصیات همواری، نرمی، زبری و منظم بودن هر سطح را اندازهگیری میکند.
استفاده از آنالیز بافت تصاویر به قدرت تفکیک مکانی تصاویر، اندازه پنجره و سرشت بافت بستگی دارد. تحقیقاتی در زمینه ارتباط شاخصهای بافتی با مشخصههای کمی انجام شده است. در تحقیقی[7]، از شاخصهای بافتی تصویر ایکونوس درکشور بلژیک برای برآورد مشخصههای کمی سن، ارتفاع تاج، محیط، تراکم توده و رویه زمینی استفاده کردند که نتایج آن نشان داد میزان - R21 - بهترین مدل برازش شده برای متغیرهای ارتفاع، محیط و تراکم توده و سن از 0/76 تا 0/82 تغییر کرد. ولی برای رویه زمینی همبستگی ضعیفی داشت و همچنین در این تحقیق تاثیر چند پارامتر آنالیز بافت مانند ویژگی بافت، جابجایی و اندازه پنجره و جهت را بر روی مشخصهها بررسی کردند که نتایج نشان داد که پارامتر جهت، حداقل تاثیر را در مقادیر - R2 - دارد.
در مطالعه ای از پارامترهای بافتی تصویر world-view2 برای پیشبینی مشخصههای کمی مانند تعداد درختان، رویهزمینی، حجم تنه، شاخص کلارک ایوانز، شاخص تفاضلی قطر، شاخص سرایت، ضریب همبستگی جینی و انحراف معیار قطر در ارتفاع برابر سینه استفاده شده، که نتایج نشان داده است مشخصههای بافتی میتوانند رویه زمینی، انحراف معیار، قطر برابر سینه و ضریب جینی را با صحت بالا برآورد کنند.
در مطالعهای[3]، که در سری یک جنگل دارابکلا واقع در جنوبشرقی استان مازندران با استفاده از پارامترهای بافتی تصویر ASTER، برای پیشبینی پارامترهای کمی جنگل مانند تعداد درختان، رویه زمینی و حجم تنه انجام شده، نتایج نشان داد مشخصه بافتی تصویر ASTER فاقد دقت کافی برای براورد مشخصههای کمی جنگل میباشد. بنابراین هدف از این مطالعه تاثیر ابعاد پنجره، نوع باند و جهت چرخش پنجره در تصویر Pleiades برای استخراج مشخصههای کمی تودههای جنگل با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان - SVM2 - است.
-2 مواد و روش
-1-2 منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه سری یک طرح جنگلداری دارابکلا واقع در حوزه آبخیز 74 اداره کل منابع طبیعی استان مازندران و جنوبشرقی شهر ساری با مساحت 2612هکتار و با جهت عمومی شمالی است. این سری در محدوده طول جغرافیاییً 53 27 09 تا 19ً 53 33 شرقی و عرض جغرافیاییً 36 46 74 تاً 36 55 57 شمالی واقع شده است - شکل1و. - 2
-1 ضریب تبیین
شکل-1 نقشه ایران، موقعیت استان مازندران و منطقه مورد مطالعه
شکل-2 نقشه سری یک طرح جنگلداری دارابکلا
-2-2 دادههای زمینی
در این تحقیق از تصاویر ماهواره Pleiades مربوط به تاریخ 30 آپریل 2013 برابر با 10 اردیبهشت 92 استفاده شد. تصاویر Pleiades دارای چهار باند طیفی با قدرت تفکیک مکانی 2 متر و یک باند پانکروماتیک با قدرت تفکیک مکانی 0/5متر و همچنین قدرت تفکیک رادیومتریک 16 بیت است.
-3-2 پیش پردازش و پردازش دادههای ماهواره Pleiades
پیشپردازش داده های ماهواره ای در واقع مجموعه ای از روش های آماده سازی تصویر و انجام تصحیحات بر روی تصویر است تا تصویر مورد نظر آماده استخراج اطلاعات گردد.[1] بدین منظور باید از وضعیت هندسی و رادیومتریک داده های مورد استفاده قبل از بهکارگیری آن اطمینان حاصل نمود. تصویر Pleiades قبلا توسط ایستگاه های دریافتکننده در سطح 1B مورد تصحیحات هندسی و رادیومتریک قرار گرفته بود. ولی به منظور اطمینان از صحت هندسی دقیق تر از لایه های برداری جاده ها استفاده شد
