نام پژوهشگر: میلاد نیرومند جدیدی
میلاد نیرومند جدیدی مهدی مختارزاده
یکی از چالشهای بسیار مهم در تهیه نقشه پوشش اراضی با استفاده از تصاویر سنجش از دور، مشکل مربوط به پیکسلهای مخلوط میباشد. با توسعه روشهای تجزیه اختلاط طیفی و طبقهبندی کنندههای نرم، امکان برآورد سهم کلاسها در سطح زیرپیکسل فراهم آمده و برچسبهای چندگانه به پیکسلها اختصاص داده میشود. با این وجود، تولید نقشه پوششی در سطح زیرپیکسل نیازمند جانمایی مکانی زیرپیکسلها میباشد. در سالهای اخیر، روشهای تهیه نقشه در سطح زیرپیکسل (srm) توسعه یافتهاند که با استفاده از نتایج طبقهبندی کنندههای نرم و بهرهگیری از مفاهیم وابستگی مکانی، آرایش مکانی زیرپیکسلها را بهینهسازی مینمایند. در تحقیق حاضر، دو الگوریتم معاوضه پیکسلی و شبیهسازی تبرید جهت تهیه نقشه پوشش اراضی در سطح زیرپیکسل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در این راستا، الگوریتم باینری معاوضه پیکسلی برای حالت چندمتغیری توسعه داده شده و تأثیر پارامترهای مختلف مانند ضریب بزرگنمایی، سطح همسایگی و تابع وزن در عملکرد این الگوریتم بررسی شده است. همچنین یک روش نوین برای جانمایی اولیه غیرتصادفی زیرپیکسلها و در نتیجه کاهش حجم محاسبات در الگوریتم معاوضه پیکسلی ارائه شده است. از طرف دیگر با بررسی الگوریتم شبیهسازی تبرید، یک مکانیزم نوین در این روش برای تولید جوابهای جدید در هر مرحله از الگوریتم پیشنهاد شده و با نتایج روش موجود مقایسه شده است. همچنین پارامترهای موثر بر عملکرد این الگوریتم مانند ضریب بزرگنمایی، نوع تابع خنکسازی و تکرارهای ایستا و پویا مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. لازم به ذکر است که به منظور تأمین ورودی هر یک از الگوریتمها، از مدل اختلاط طیفی خطی (lsmm) استفاده شده و بدین منظور یک روش نوین برای بهینهسازی نتایج شاخص درجه خلوص پیکسلی (ppi) در استخراج عناصر خالص ارائه گردیده است. برای ارزیابی دقت هر یک از الگوریتمهای srm، دو حالت مستقل از خطای طبقهبندی نرم و وابسته به آن لحاظ شده است. بر اساس نتایج تحقیق، دقت کلی الگوریتمهای srm به طور قابل توجهی به دقت ورودی الگوریتم (نتایج طبقهبندی نرم) وابسته میباشد. همچنین مشخص گردید که با افزایش ضریب بزرگنمایی، دقت کلی الگوریتمها کاهش مییابد. همچنین سطح همسایگی دوم و توابع معکوس و مجذور معکوس فاصله، بیشترین دقت را در الگوریتم معاوضه پیکسلی به همراه دارند. روش پیشنهادی برای جانمایی اولیه غیرتصادفی زیرپیکسلها نیز تا حدود 20 درصد سرعت محاسبات را بهبود داده است. در مورد الگوریتم شبیهسازی تبرید، تابع خنکسازی هندسی به لحاظ دقت و زمان اجرای الگوریتم، به عنوان تابع بهینه انتخاب شده است. از طرف دیگر، تکرارهای پویا نیز دقت بیشتری را نسبت به حالت ایستا به همراه داشته است. به عنوان دستآورد مهم تحقیق، روش پیشنهادی برای تولید جوابهای جدید در الگوریتم شبیهسازی تبرید دقت کلی را نسبت به روش موجود افزایش داده و همچنین زمان اجرای الگوریتم را تا بیش از 50 درصد کاهش داده است. به طور کلی دقت الگوریتمهای معاوضه پیکسلی و شبیهسازی تبرید تقریبا یکسان بوده و روش پیشنهادی برای شبیهسازی تبرید اندکی از دقت بالایی برخوردار میباشد. اما سرعت محاسباتی الگوریتم معاوضه پیکسلی به مراتب بیشتر از الگوریتمهای پایه و پیشنهادی شبیهسازی تبرید میباشد. به طور کلی با در نظر گرفتن ضریب بزرگنمایی کمتر از 3 در هر دو الگوریتم و در حالت مستقل از خطای طبقهبندی نرم دقت کلی در حدود 95 درصد و در حالت وابسته به خطای طبقهبندی نرم در حدود 85 درصد برآورد گردید.