بخشی از مقاله
چکیده:
در تحقیق انجام شده سعی بر آن شد با استفاده از تکنیک های سنجش از دور و تصاویر سنجنده Liss3 از ماهواره IRS-P6 مزارع برنج در شهرستان مرودشت شناسایی و سطح اراضی زیر کشت نیز تعیین گردد. برای این منظور در دو گذر زمانی که همزمان با سبزینگی و زردشدگی گیاه برنج بوده تصویر تهیه شد. تصاویر سنجنده Liss3 داراي قدرت تفکیک مکانی 24 متر، قدرت تفکیک طیفی - 4باندسبز- باند قرمز- باند مادون قرمز نزدیک- باند مادون قرمز میانی - و قدرت تفکیک رادیومتري7 بیت می باشد.
با استفاده از نرم افزار پردازش تصاویر ماهواره اي - PCI Geomatica - پردازش هاي لازم ازجمله تهیه تصویر بر اساس مرز سیاسی شهرستان و آماده سازي تصویر، تصحیح هندسی تصویر، نقشه شاخص گیاهی ، طبقه بندي نظارت نشده ، تعیین نقاط تعلیمی، بررسی پارامترهاي تفکیک پذیري نقاط تعلیمی و طبقه بندي نظارت شده بر روي تصویر انجام شد.
شاخص گیاهی SAVI توانست مزارع و مراتع منطقه را شناسایی کند ولی به علت نزدیک بودن درصد بازتاب طیفی برنج در زمان سبزینگی با دیگر کشت هاي همزمان سبز در منطقه، خصوصا ذرت، قادر به تفکیک تمامی مزارع برنج از دیگر کشت هاي سبز در منطقه نبود. به منظور طبقه بندي نظارت شده نمونه هاي از مزارع برنج و دیگر کشت هاي سبز همزمان با برنج به نرم افزار معرفی گردید و تصویر هر دو گذر زمانی طبقه بندي و تست دقت برروي تصویر بدست آمده انجام شد. در نهایت نقشه پراکنش برنج از هر دو مرحله زمانی کنار هم قرار گرفته و مزارعی که در هر دو نقشه برنج تعیین شده بود در نقشه پردازش شده نهایی برنج در نظر گرفته شد و مساحت اراضی برنج استخراج شده از تصویر براي شهرستان در سال زراعی1385 با دقت 77 درصدتعیین گردید.
‐ مقدمه
شهرستان مرودشت از شهرستانهای شمالی استان فارس، به فاصله ٤٥ کیلومتری از مرکز استان قرار دارد.
مساحت شهرستان ٣٦٨٧ کیلومتر مربع و از شرق به شهرستان ارسنجان از شمال به شهرستان پاسارگاد و از شمال غرب به شهرستان خرم بید و اقلید و از جنوب غربی به شهرستان سپیدان و از جنوب به شهرستان شیراز محدود است. ارتفاع این شهرستان از سطح دریا ١٦٢٠ متر میباشد. محصولات عمده باغی که در این شهرستان کشت می شود شامل: انار، گردو، انگور، بادام، زردآلو، به، سیب، هلو، خرما و محصولات عمده زراعی آن گندم، جو، ذرت، برنج، چغندر، کلزا، گوجه فرنگی، پیاز و سیب زمینی میباشد.
شهرستان مرودشت دارای بیشترین سطح زیر کشت برنج در استان فارس بوده و در اقلیم سرد از لحلظ کشت برنج قرار دارد.گیاه برنج از لحاظ مورفولوﮊیکی دارای سه دوره زمانی غرقابی، سیزشدگی و زردشدگی بوده و هر یک از مراحل ذکر شده دارای دوره تغییرات ده روزه در مزارع و بخش های مختلف این شهرستان می باشد.در بخشهای کامفیروز، رامجرد۱، رامجرد۲، نقش رستم، ابرج، سیدان و روستاهای تابعه این بخشها و همچنین حومه مرودشت برنج کشت میشود.
به منظور انجام این تحقیق از تصاویر ماهوارهIRS-P6 سنجنده LISS-3 استفاده گردید. مشخصات فنی این ماهواره در جدول - ۱ - آمده است
جدول ۱ - مشخصات فنی ماهواره IRS-P6
با توجه به مطالعات صورت گرفته پیش بینی می شد بهترین زمان برای تشخیص اراضی زیر سطح کشت برنج با استفاده از تصویر ماهواره ای، زمانی است که مزارع برنج در حالت غرقابی بوده و به دلیل جذب امواج مادون قرمز توسط آب - م.زبیری.،ع.مجد.١٣٨٠ - موجود در مزارع، این مزارع بر روی تصویر تیره دیده می شوند. متاسفانه در زمان انجام این تحقیق - سال زراعی١٣٨٥ - ماهواره IRS تصویری از منطقه در زمان غرقاب بودن مزارع برنج - تیر ماه - دریافت نکرده است. درنتیجه با استفاده از تقویم زمانی تصویر برداری ماهواره IRS و تقویم زراعی کشت برنج در شهرستان مرودشت، از تصاویر منطقه دردو دوره زمانی که کشت برنج به مرحله سبزشدگی و زرد شدگی رسیده است استفاده شد.با توجه به این نکته که این ماهواره هر ٢٤روز تصویربرداری از یک منطقه را انجام میدهد, از تصویرشهرستان مرودشت درتاریخ اول شهریور٨٥ - ٢٣ آگوست٢٠٠٦ - , زمان سبز شدن برنج و ١٨ مهر٨٥ - ١٠ اکتبر٢٠٠٦ - زمان زرد شدن برنج استفاده گردید.
‐ آماده سازی تصاویر
تصاویر ماهواره IRS از لحاظ هندسی زمین مرجع می باشند ولیکن عوارض به درستی در موقعیت زمینی خود قرار نگرفته و نیاز است در مرحله آماده سازی تصحیحات هندسی بر روی تصاویر انجام گیرد. برای این منظور از لایههای مسطحاتی نقشه های ۰۰۰۵۲:۱ سازمان نقشه برداری - با استفاده از خطوط مربوط به شبکه آبراهه ها و لایه راه ها - به عنوان نقشه مبنا استفاده شد. به منظور افزایش دقت تصحیح هندسی - خطا کمتر از یک پیکسل - ، ابتدا از فریم مورد نظر محدوده شهرستان مرودشت جدا گردید سپس تصحیح هندسی به روش چند جمله ای درجه یک برروی این محدوده - - Subset انجام گردید.شکل - ۱ - تصویر ماهواره ای منطقه با ترکیب رنگی - ۲۳۴ - را در دو گذر زمانی نشان می دهد.
شکل - ۱‐ الف - ترکیب رنگی ٤٣٢ گذر اول شهرستان مرودشت شکل - ۱‐ ب - ترکیب رنگی ٤٣٢ گذردوم شهرستان مرودشت
‐ پردازش و تجزیه و تحلیل اولیه تصاویر
١‐ طبقه بندی نظارت نشده با توجه به هدف اصلی علم سنجش از دور که شناسایی و تفکیک پدیده های زمینی و قرار دادن آنها در گروهها یا طبقات مشخص است، طبقه بندی تصاویر ماهواره ای را می توان به عنوان مهمترین بخش تفسیر اطلاعات ماهوارهای به شمار آورد. منظور از طبقه بندی اطلاعات ماهواره ای تفکیک مجموعه های طیفی مشابه و تقسیم بندی تصویر به گروهها و یا کلاس های است که در هر کلاس، طیف ها با یک ارزش واحد قرار می گیرند و از نظر آماری قابل تفکیک نیستند.اجرای طبقه بندی بدون نظارتمیتواندمجموعهای از نشانه های طیفی پدیده های مختلف را ایجاد کند.
در طبقه بندی نظارت نشده گروه بندی طیفی به صورت خودکار و بر اساس اختلاف ریاضی ارزش های طیفی محاسبه میگردند. در این طبقه بندی مفسر در تفکیک گروههای طیفی نظارتی ندارد و به عبارت دیگر در این نوع مقدار زیادی از پیکسل ها پس از مقایسه ارزش های طیفی آنها در گروهها یا طبقات طیفی مجزایی قرار می گیرند. در عین حال تعداد کلاس های طیفی مورد انتظار و تعداد تکرار اجرای برنامه کامپیوتری تا تفکیک کامل گروهها به وسیله مفسر مشخص می شود. این روش به تجزیه و تحلیل خوشهای - - Cluster Analysis معروف است - م.زبیری.،ع.مجد.١٣٨٠ - .
در تجزیه و تحلیل خوشه ای از روش های مختلفی استفاده شده که یک روش متداول آن IsoData میباشد. در این روش مفسر تعداد گروه یا طبقه طیفی مورد انتظار و تعداد تکرار اجرای برنامه را مشخص می کند سپس با استفاده از برنامه های کامپیوتری و استفاده از واریانس ارزش های طیفی گروه بندی شده و هر پیکسل از تصویر در یک کلاس قرار می گیرد. به منظور پردازش اولیه تصاویر و شناخت کلی ازاراضی سبز منطقه در مرحله اول طبقه بندی نظارت نشده به روش IsoData بر روی تصویر دو گذر انجام شد - شکل۲ - . نتایج طبقه بندی اولیه بهمنظور بررسی تنوع و الگوی کشت موجود در منطقه و همچنین انتخاب نمونه های تعلیمی در طبقه بندی نظارت شده استفاده می شود.
