بخشی از مقاله
چکیده
تحقیق حاضر با هدف طبقهبندی جنگلهای شهرستان باغملک با مساحت 57144 هکتار و با بهکارگیری تصاویر ماهوارهای لندست سنجنده ETM+ مربوط به سال 2011 انجام شده است. تصویر مورد استفاده در تحقیق بهدلیل دریافت از سایت USGS دارای سیستم مختصات بودند اما بهدلیل مطابقت با نقاط کنترل زمینی، مورد تصحیح هندسی مجدد قرار گرفتند. سپس بهمنظور تصحیح اتمسفری دادههای موجود و بر طرف کردن ناهنجاریهایی که ممکن است باعث ایجاد خطا در طبقهبندی شود از روش کاهش تیرگی پدیده استفاده گردید.
در این بررسی سعی شده است که در انتخاب نمونههای تعلیمی حداکثر دقت به عمل آید و بهترین مجموعه نمونههای تعلیمی انتخاب گردد. و برای ارزیابی تفکیکپذیری نمونههای تعلیمی از روش ارزیابی کمی تفکیکپذیری کلاسهها استفاده شد. در طبقهبندی تصاویر، از روش طبقهبندی نظارت شده و الگوریتم حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید.
ارزیابی نتایج نشان داد که در روش الگوریتم حداکثر احتمال صحت کلی و ضریب کاپای نقشه طبقهبندی شده در تصویرETM+ برابر 98/02 درصد و 0/97 میباشد و در روش شبکه عصبی مصنوعی برابر 98/34 درصد و 0/97 برآورد گردید. بنابراین الگوریتم شبکه عصبی دقت بیشتری را نسبت به الگوریتم حداکثر احتمال نشان داده است. نتایج برآمده از ارزیابی صحت تصویر طبقهبندی شده حاصل از طبقهبندی دو الگوریتم نشان داد که این تصاویر قابلیت تهیه نقشه طبقهبندی کاربریهای موجود در منطقه را دارا میباشند.
مقدمه
پوشش جنگلی یکی از مهمترین منابع طبیعی از نظر اولویت نگهداری جهت مدیریت محیطی پایدار با توجه به افزایش سطح دخالت بشر در طبعیت می باشد . - Rabindra et al ., 2010: 657-664 - امروزه برای تهیه نقشه کاربری زمین، استفاده از دادههای ماهوارهای و روشهای کمی در علم سنجش از دور بسیار معمول است و محققان و دانشمندان این علم، در دو دهه گذشته به صورت گسترده آن را بهکار بردهاند - علیزادهربیعی، . - 302 :1378 جنگلهای باغملک قسمتی از جنگلهای غرب زاگرس و بخش کوچکی از مناطق جنگلی خشک کشور محسوب میشود.
طبقهبندی یکی از مهمترین اهداف اصلی فرآیندهای پردازش تصاویر ماهوارهای است که نتیجه نهایی آن معمولاً ایجاد نقشههای موضوعی از پوشش زمین با دارا بودن ویژگی کاربری اراضی مشخصی است - رسولی، . - 703 :1387 یکی از راههای استخراج اطلاعات مفید از دادههای ماهوارهای، فرآیند طبقهبندی میباشد. بدین صورت که تمامی پیکسلهای تصویر با توجه به ارزش طیفیشان به گروههای مورد نظر نسبت داده میشوند و پدیدههای مختلف در تصویر از یکدیگر متمایز میگردند. این عمل با استفاده از الگوریتمهای مختلف انجام میگیرد.
طبقهبندی بازتاب طیفی ثبت شده در تصویر با استفاده از روشهای ریاضی و قوانین احتمالات انجام میشود . - Richards and Xiuoping, 1999:363 - تاکنون تحقیقات مختلفی در زمینه تغییرات پوشش جنگلی و قابلیت تصاویر ماهورهای در ایران و کشورهای دیگر انجام شده است که در ذیل به بعضی از آنها اشاره میشود. امیری و همکاران در سال 1385، از سه روش فازی، شبکه عصبی مصنوعی و کمترین فاصله برای طبقهبندی تصویر ماهوارهای Quickbird به سه طبقه پوشش گیاهی، منطقه شهری و آب استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که دقت طبقهبندی با روش شبکه عصبی در مقاسیه با دو روش دیگر در منطقه مورد مطالعه بیشتر است.
Kuplich و همکاران در سال 2000 نقشه کاربری اراضی در منطقهای در سائوپائولو برزیل را با استفاده از تصاویر ماهوارهای لندست تهیه کردند. بر این اساس پس از پردازشهای اولیه و انجام تجزیه مؤلفههای اصلی اقدام به عمل طبقهبندی با 8 کاربری منطقه آب، جنگل طبیعی، مرتع، جنگلکاری شده، زمین بایر، مسکونی، منطقه نیشکرکاری شده و منطقه کاشت سویا نمودند.
بر اساس نتایج، صحت کلی تصاویر مذکور 91/55 درصد بهدست آمد که نشان دهنده کارائی خوب این دادهها بود. و نیازی و همکاران در سال 1389، در تحقیقی با عنوان " مقایسه دو روش طبقه بندی حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی در استخراج نقشه کاربری اراضی ، پرداخته ، با استفاده از تصویر ماهواره ای Aster و دو الگوریتم طبقه بندی نظارت شده شامل حداکثر احتمال و شبکه عصبی مصنوعی، نقشه کاربری اراضی را تهیه نمودند.
نتایج حاصل از ارزیابی دقت این دو روش با استفاده از تعیین ضریب کاپا نشان داد که الگوریتم شبکه عصبی مصنوعی با ضریب 86/0 نسبت به الگوریتم حداکثر احتمال با ضریب 69/0 از دقت بیشتری برخوردار است. با توجه به اهمیت مسئله، در این تحقیق تلاش شد تا با استفاده از تصاویر ماهواره لندست نقشه کاربری اراضی منطقه استخراج گردد.
مواد و روشها
شهرستان باغملک یکی از شهرستانهای استان خوزستان در جنوب غربی ایران است. باغملک با مساحت 224600 هکتار، بین 49º و 33 تا 50º و 15 طول شرقی و 31º و 13 تا 31º و 43 عرض شمالی در شرق استان خوزستان در فاصلهی 152 کیلومتری - مسافت جادهای - شهر اهواز واقع گردیده است. جنگلهای منطقه به طور عمده از گونههای بلوط ایرانی - Quercus - persica، بنه - Pistacia atlantica - ، کیکم - Acer cinerascen - ، زالزالک - Crataegus aronia - ، بادام - Amygdalus - scoparia تشکیل شده است. موقعیت منطقه مورد مطالعه در شکل - 1 - نشان داده شد است.
در این تحقیق از تصاویر ماهوارهای لندست سنجنده ETM+ مربوط به تاریخ 12 شهریور 1390 برابر با 2011/9/3 با گذر 164، ردیف 38 و نرم افزارهای ENVI4.7 ، ArcGIS 10.1 استفاده شد. نقشه توپوگرافی رقومی با مقیاس 1:25000 با سامانه پروژکسیون UTM زون 39 و مبنای WGS 84، فرمت DGN جهت تهیه نقشه واقعیت زمینی و انجام عملیات میدانی استفاده گردید.
