تعیین پوشش گیاهی و تفکیک گونه ها در مناطق جنگلی شهری با استفاده از تصاویر ابرطیفی

توزیع مکانی و فراوانی گیاهان شهری فاکتور کلیدی و موثر بر فرآیندهای بیوفیزیکی محیط زیست شهری از قبیل کیفیت آب و هوا، دما، رطوبت و بارش به شمار می رود. بنابراین با توجه به ارتباط پوشش گیاهی شهری و فرآیندهای بیوفیزیکی و اجتماعی سیستمهای شهری، نیاز به نقشه برداری و طبقه بندی گیاهان شهری به وضوح احساس می شود. در این زمینه سنجش از دور امکانات فراوانی برای نقشه برداری گسترده سطوح گیاهی فراهم نموده است. استفاده از تصاویر با توان تفکیک طیفی بالا- خصوصا در مناطق پیچیده و ناهمگن شهری- نه تنها دقت طبقه بندی های سابق را بهبود بخشیده بلکه امکان استفاده از مدلهای جداسازی طیفی در سطح زیرپیکسل را نیز فراهم می کند. یکی از انواع این مدلها، به منظور تجزیه یک پیکسل مختلط در محیط شهری، مدل جداسازی مکانی مبتنی بر آنالیز اختلاط طیفی است که پیکسل مختلط را به صورت ترکیب خطی بیش از دو مولفه طیفی خالص مدل می کند. این مولفه های طیفی خالص عضوهای پایانی نامیده می شوند که در مدل اختلاط طیفی متناسب با میزان حضورشان در پیکسل مختلط وزن دهی می شوند. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات طیفی تصویر hyperion با توان تفکیک مکانی 30 متر و 242 باند طیفی و اطلاعات مکانی تصویر worldview-2 با توان تفکیک مکانی 33/2 متر و 4 باندطیفی و روش تلفیق مبتنی بر جداسازی، تفکیک گونه های گیاهی شهری در سطح زیرپیکسل انجام شد. ابتدا تصویر worldview-2 با روشهای پیکسل مبنا و شیءمبنا طبقه بندی و نتایج حاصل از طبقه بندی با معیارهای overall accuracy و ضریب kappa مقایسه و ارزیابی شد. بهترین طبقه بندی مربوط به طبقه بندی شیءمبنا با دقت 100% بود. سپس درصدحضور کلاسهای موجود در پیکسل مختلط تصویر hyperion استخراج و با استفاده از مدل جداسازی، بازتابندگی کلاسها محاسبه شد. در نهایت اطلاعات مکانی و طیفی حاصل از مراحل پیشین، بر مبنای مدل اختلاط طیفی تلفیق شده و یک تصویر جدید با توان تفکیک مکانی تصویر worldview-2 و توان تفکیک طیفی تصویر hyperion ایجاد شد که در آن هم طبقه بندی گونه های گیاهی شهری در سطح زیرپیکسل انجام شده و هم شامل اطلاعات طیفی بالایی برای آنالیزهای بعدی گونه های گیاهی است. همچنین برای ارزیابی کارآیی روش در کاربردهای دیگر، سه آزمون با تعداد و نوع کلاسهای متفاوت طراحی و اجرا شد. نتایج روش تلفیق با استفاده از معیارهای rmse، ncc و relative error ارزیابی و تحلیل شد.