کاربرد تصاویر ماهواره ای quickbird در برآورد سطح تاج پوشش جنگل های زاگرس (مطالعه موردی: منطقه قلعه گل خرم آباد)

چکیده با توجه به اهمیت نقش جنگل های زاگرس در حفاظت از منابع آب و خاک کشور ایران و عدم وجود بهره برداری صنعتی در این مناطق، امروزه تاج پوشش به عنوان مهمترین مشخصه کمی در این جنگل ها بشمار می آید. با توجه به محدودیت های موجود در اندازه گیری های زمینی و از طرفی نیاز داده های ماهواره ای به اطلاعات دقیق میدانی، بنظر می رسد این دو روش مکمل یکدیگر باشند. در این تحقیق سعی شد تحقیق جامعی در زمینه مقایسه روش های مختلف برآورد سطح تاج پوشش و همچنین طبقه بندی تراکم تاج پوشش با استفاده از اطلاعات زمینی و طیفی انجام شود. در این راستا ابتدا به بررسی نتایج بدست آمده از روش های مختلف نمونه برداری زمینی در برآورد سطح تاج پوشش پرداخته شد. بمنظور شبیه سازی روش های مختلف نمونه برداری منطقه ای به وسعت یکصد هکتار از جنگل های منطقه قلعه گل شهرستان خرم آباد آماربرداری صد در صد شد. جهت مدل سازی بین داده های زمینی و طیفی نیز 166 قطعه نمونه با استفاده از یک شبکه آماربرداری به ابعاد 500×200 متر در 2500 هکتار از جنگل های منطقه پیاده شد. سپس با استفاده از تصاویر پردازش شده ماهواره quickbird اقدام به مدل سازی و برآورد سطح تاج پوشش با استفاده از داده های زمینی و طیفی بوسیله الگوریتم های پارامتریک رگرسیون خطی چند متغیره و ناپارامتریک رندم فارست، ماشین بردارپشتیبان و k-nn گردید. بمنظور طبقه بندی تراکم تاج پوشش علاوه بر الگوریتم های ناپارامتریک از روش های پیکسل-پایه و شی پایه نیز استفاده شد. مقایسه نتایج روش های نمونه برداری نشان داد که در برآورد تاج پوشش در هکتار با توجه به معیارهای صحت، دقت و abs(e%×a%×t) روش قطعه نمونه با مساحت ثابت و با توجه به معیار e%2×t روش هفت درختی دارای عملکرد بهتری بوده اند. در برآورد تعداد پایه در هکتار نیز با توجه به معیارهای دقت، e%2×t و abs(e%×a%×t) روش هفت درختی و با توجه به معیار صحت روش دومین همسایه نزدیک نتایج بهتری داشته اند. مقایسه نتایج مدل های پارامتریک و ناپارمتریک در مدل سازی سطح تاج پوشش با استفاده از اطلاعات زمینی و طیفی نشان داد که الگوریتم رندم فارست دارای کمترین میزان مجذور مربعات خطای نسبی (82/17 درصد) بوده است. همچنین نتایج آزمون های آماری نشان داد که بین نتایج بدست آمده از مدل های مختلف با میزان تاج پوشش اندازه گیری شده زمینی اختلاف معنی داری وجود ندارد. مقایسه نتایج طبقه-بندی تراکم تاج پوشش با استفاده از الگوریتم های مختلف نشان داد الگوریتم رندم فارست در طبقه بندی تراکم تاج پوشش نیز عملکرد بهتری نسبت به سایر الگوریتم ها داشته است. بررسی نتایج طبقه بندی به روش های پیکسل پایه و شی پایه نیز نشان داد که روش شی پایه با صحت کلی 80 درصد و ضریب کاپای 72/0 عملکرد مناسبتری نسبت به طبقه بندی پیکسل پایه با صحت کلی 74 درصد و ضریب کاپای 65/0 در طبقه بندی تراکم تاج پوشش داشته است. همچنین مقایسه نتایج طبقه بندی پیکسل پایه با الگوریتم های مختلف نشان داد که الگوریتم ناپارمتریک ماشین بردار عملکرد بهتری نسبت به الگوریتم های پارامتریک حداقل فاصله، حداکثر تشابه و فاصله ماهالانوبیس داشته است. در نهایت می توان چنین نتیجه گیری نمود که انتخاب روش نمونه برداری در مناطق مختلف، به هدف نمونه برداری بستگی دارد، در این تحقیق با توجه اهمیت داشتن معیار دقت و صحت روش قطعه نمونه به عنوان روش برگزیده جهت برآورد سطح تاج پوشش معرفی می شود. همچنین الگوریتم رندم فارست در برآورد سطح تاج پوشش و طبقه بندی تراکم تاج پوشش نتایج بهتری نسبت بهتری نسبت به سایر الگوریتم ها داشت. با توجه به نتایج بدست آمده می توان نتیجه گیری نمود که استفاده از طبقه بندی شی پایه می تواند باعث بهبود نتایج طبقه بندی تراکم تاج پوشش شود.