ارائه یک روش خودکار کشف تغییرات مبتنی بر کرنل در مناطق شهری با استفاده از تصاویر چندطیفی ماهواره‌ لندست، مطالعه موردی: شهر کرج

Authors

  • صفری, عبدالرضا دانشگاه تهران
  • همایونی, سعید دانشگاه اتاوا
Abstract:

در چند دهه‏ی گذشته جمعیت شهر نشین و در نتیجه توسعه مکانی مناطق شهری شتابی فزاینده داشته‏است. این مهم به بروز تغییرات محیطی در این مناطق منجر شده است. از این رو، کشف تغییرات در بازه­های زمانی مختلف در مناطق شهری از اهمیت بالایی برخوردار است. روش­های کشف تغییرات متداول با استفاده از تصاویر سنجش از دوری، بیشتر مبتنی بر تشخیص تغییرات طیفی و محاسبه فاصله طیفی بین پیکسل­ها بوده و ماهیت تغییرات بصورت خطی در نظر گرفته می­شود. این درحالیست که، معمولاً تصاویر سنجش از دوری تحت تاثیر نویز و یا تغییرات رادیومتریکی هستند و در نتیجه ماهیت تغییرات می­تواند به صورت غیرخطی باشد. از طرف دیگر، یکی از چالش­های اصلی در تولید نقشه تغییرات در مناطق شهری، محدودیت در جداسازی طیفی زمین­های ساخته شده و زمین‍های بایر از یکدیگر در این مناطق است. بدین منظور، در این مقاله یک روش آشکارسازی تغییرات خودکار مبتنی بر کرنل ­و با قابلیت استفاده هم‎زمان از اطلاعات طیفی و شاخص­های طیفی مختلف پیشنهاد شده است. در مرحله اول، شاخص­های طیفی مناسب برای جداسازی کلاس­های پوششی در منطقه شهری از تصاویر چندزمانه استخراج می­شوند. به کمک آنالیز مولفه بردار تغییر و تعیین خودکار حد آستانه، نمونه­های شبه آموزشی غیر دقیق مربوط به کلاس‏های تغییر یافته و بدون تغییر استخراج می شوند. به منظور محاسبه تصویر تفاضلی، دو روش تفاضلی جدید در فضای اولیه طیف و در فضای هیلبرت ارائه شد. نمونه­های شبه آموزشی بدست آمده از مرحله قبل به عنوان ورودی به الگوریتم خوشه‎بندی وارد شده و به طور همزمان با بهینه­سازی یک تابع هزینه، مقادیر دقیق پارامترهای الگوریتم خوشه‎بندی و نمونه­های آموزشی دقیق استخراج می­شوند. از نمونه­های آموزشی دقیق برای آموزش طبقه­بندی­کننده حداقل فاصله مبتنی بر کرنل استفاده می­شود. در مرحله آخر هر یک از پیکسل های مجهول به طبقه­بندی کننده وارد شده و کلاس هریک از این پیکسل­ها مشخص می شود. به منظور ارزیابی دقت و کارایی الگوریتم کشف تغییرات پیشنهادی، این الگوریتم بر روی تصاویر ­چندطیفی و چندزمانه ماهواره لندست 5 سنجنده TM از شهر کرج مربوط به دو تاریخ 1366 و 1390 اعمال شد. به منظور آنالیز حساسیت روش پیشنهادی کشف تغییرات نسبت به نوع ویژگی­های مورد استفاده، از 5 مجموعه ویژگی مختلف به عنوان ورودی به الگوریتم استفاده شد. به منظور انجام ارزیابی مقایسه­ای، دقت روش­ پیشنهادی­ مبتنی بر کرنل در دو حالت استفاده از روش تفاضلی تصاویر در فضای ورودی اولیه (DFSS) (دقت کلی: 86.40 و کاپا: 0.83) و روش تفاضلی تصاویر در فضای ویژگی (DFHS) (دقت کلی: 85.54 و کاپا: 0.82)، با روش­های کشف تغییرات مبتنی بر تبدیل MNF (دقت کلی: 77.42 و کاپا: 0.76) ، نگارنده زاویه طیفی (SAM) (دقت کلی: 64.60 و کاپا: 0.60) و روش تفاضلی ساده (DIFF) (دقت کلی: 73.44 و کاپا: 0.70) برای این 5 مجموعه ویژگی مقایسه شد. نتایج بدست آمده نشان­دهنده کارایی و دقت بالای الگوریتم پیشنهادی نسبت به روش‍های مرسوم کشف تغییرات و توانایی بالای آن در جداسازی انواع کلاس­های طیفی در مناطق شهری است.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

ارائه یک روش خودکار کشف تغییرات مبتنی بر کرنل در مناطق شهری با استفاده از تصاویر چندطیفی ماهواره لندست، مطالعه موردی: شهر کرج

در چند دهه‏ی گذشته جمعیت شهر نشین و در نتیجه توسعه مکانی مناطق شهری شتابی فزاینده داشته‏است. این مهم به بروز تغییرات محیطی در این مناطق منجر شده است. از این رو، کشف تغییرات در بازه­های زمانی مختلف در مناطق شهری از اهمیت بالایی برخوردار است. روش­های کشف تغییرات متداول با استفاده از تصاویر سنجش از دوری، بیشتر مبتنی بر تشخیص تغییرات طیفی و محاسبه فاصله طیفی بین پیکسل­ها بوده و ماهیت تغییرات بصورت ...

full text

پایش تغییرات کاربری اراضی با استفاده از روش مقایسه پس از طبقه‌بندی تصاویر ماهواره لندست (مطالعة موردی: اراضی شهر تهران)

اطلاع از نسبت کاربری­های اراضی و نحوة تغییرات آن در گذر زمان یکی از مهم­ترین موارد در  برنامه­ریزی و مدیریت اراضی است. با آگاهی از نسبت تغییرات کاربری­ها در گذر زمان می­توان نحوة تغییرات در آینده را پیش­بینی نمود و اقداماتی پیشگیرانه و مقتضی انجام داد. هدف از این تحقیق، پایش تغییرات کاربری اراضی کلان­شهر تهران در بازة زمانی (1385-1374) است. نقشه­های کاربری اراضی برای سال­های مورد نظر از تصاویر ...

full text

تعیین درجه حرارت سطح اراضی شهری با استفاده از تصاویر ماهوارۀ لندست (مطالعة موردی: کرج)

درجه حرارت سطح زمین یک شاخص اصلی تعادل انرژی در کره زمین می­باشد و به عنوان ورودی داده در مدل­های تغییرات آب و هوایی، جزایر حرارتی شهری، انتخاب بهترین زمان برای فعالیت­های کشاورزی، مطالعه آتشفشان­ها، فعالیت­های زمین­گرمائی و شناسایی آتش­سوزی استفاده می­گردد. در این تحقیق درجه حرارت سطح زمین در سال­های 1985 تا 2003 با استفاده از 4 تصویر از سنجنده­های TM وETM+ استخراج شد. روش­های مورد استفاده برا...

full text

تعیین درجه حرارت سطح اراضی شهری با استفاده از تصاویر ماهوارۀ لندست (مطالعه موردی: کرج)

درجه حرارت سطح زمین یک شاخص اصلی تعادل انرژی در کره زمین می­باشد و به عنوان ورودی داده در مدل­های تغییرات آب و هوایی، جزایر حرارتی شهری، انتخاب بهترین زمان برای فعالیت­های کشاورزی، مطالعه آتشفشان­ها، فعالیت­های زمین­گرمائی و شناسایی آتش­سوزی استفاده می­گردد. در این تحقیق درجه حرارت سطح زمین در سال­های 1985 تا 2003 با استفاده از 4 تصویر از سنجنده­های tm وetm+ استخراج شد. روش­های مورد استفاده برا...

full text

ارزیابی تغییرات پوشش گیاهی مناطق ۱۳گانه‌ی شهر مشهد با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست (۲۰۱۶-۱۹۸۷)

با استفاده از علوم جدید به ویژه سنجش از دور می­توان بررسی پوشش­های گیاهی منطقه وسیعی را درکوتاه­ترینزمان، کمترین هزینه و دقت بسیار بالا انجام داد. در این پژوهش برای بررسی تغییرات مساحت و کیفیت پوشش گیاهی مناطق ۱۳ گانه شهر مشهد با استفاده ازسنجنده هایOLI ,ETM,TM5 ,MSS , ماهواره لندست تصاویر مربوط به سال‌های ۲۰۱۶، ۲۰۱۰، ۲۰۰۴، ۱۹۹۸، ۱۹۹۲، ۱۹۸۷، تهیه گردیده است. بر...

full text

ارزیابی روند تغییرات کاربری اراضی با استفاده از تصاویر ماهواره لندست سنجنده‌های ETM+ و OLI (مطالعه موردی: شهرستان بهبهان)

در تحقیق حاضر جهت تهیه نقشه تغییرات کاربری اراضی شهرستان بهبهان از تصاویر ماهواره‌‌ لندست سنجنده‌‌های ETM+سال 1378 و OLI سال 1392 استفاده شد. پس از طبقه‌‌بندی تصاویر، نقشه نهایی کاربری اراضی در شش کلاس مناطق مسکونی، اراضی کشاورزی، آب، جنگل، مرتع و اراضی لخت تهیه شد. سپس تغییرات رخ داده با استفاده از CROSSTAB مشخص شد. نتایج نشان داد افزایش مساحت در کاربری‌‌های کشاورزی و مسکونی و کاهش ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 5  issue 3

pages  15- 34

publication date 2016-02

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Keywords

No Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023