شماره ركورد
25763
شماره راهنما
MAP2 134
عنوان
استخراج باغات از تصاوير ماهوارهاي سنتينل-2 بهكمك طبقهبندي در فضاهاي غيرRGB (مطالعۀ موردي شهرستان تيران و كرون اصفهان)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي نقشه برداري- سنجش از دور
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1404/12/24
صفحه شمار
81 ص.
استاد راهنما
سيدباقر فاطمي نصرآبادي
كليدواژه فارسي
استخراج باغات، تصاوير ماهوارهاي، طبقهبندي، فضاهاي غيرRGB و سنتينل-2.
چكيده فارسي
پوششهاي گياهي نقش تعيين كنندهاي در حفظ و دوام حيات موجودات زنده دارند. در بين اين
پوششها، باغات نقش حياتي در كشاورزي و حفظ تنوع زيستي دارند و لذا، نيازمند نظارت دقيق هستند.
امروزه روشهـاي سنجش از دور، در شناسايي و استخراج پوششهاي گياهي سرآمـد بوده و به روشهاي
نقشهبرداري زميني ترجيح داده ميشود. طبقهبندي و استخراج اطلاعات معمولاً در فضاي RGB انجام
ميشود، اما با توجه به اينكه در مطالعات پيشين، استفاده از فضاهاي غيرRGB، منجر به افزايش دقت
استخراج اطلاعات شده است و در ضمن بهعلت چالشهاي استخراج باغات از تصاوير ماهوارهاي همچون
شباهت طيفي با ديگر پوششهاي گياهي از جمله مراتع، مزارع و فضاهاي سبز شهري، تفاوت در مديريت
باغات، تنوع گونههاي گياهي و وابستگي به خصوصيات فصلي؛ در اين تحقيق، بهدنبال ارزيابي پتانسيل
اين فضاها شامل تبديلهاي متعامد (PCA، MNF، GRAM-SCHMIDT و Per Class PCA
بر اساس پيكسلهاي آموزشي كلاسهاي باغ و غيرباغ در حالتهاي سه و چهار باندي و سه مؤلفۀ اول از
چهار مؤلفۀ تبديلهاي PCA، MNF و GRAM-SCHMIDT)، فضاهاي رنگي غيرRGB (HSV
، LAB و YCbCr در تركيب باندهاي RGB و RNB) و همچنين تركيب اين دو (با اعمال تبديلهاي
PCA، MNF و GRAM-SCHMIDT بر روي خروجي هر يك از فضاهاي رنگي) در زمينۀ استخراج
باغات شهرستان تيران و كرون استان اصفهان هستيم. براي اين منظور، تصاوير ماهوارهاي سنتينل-2 در
دو ماه مهر و آبان سال 1398 و نيز دادههاي واقعيت زميني (نقشههاي كاداستر) سازمان جهاد كشاورزي
استان اصفهان، مورد استفاده قرار گرفتند. پس از انجام پيشپردازشهاي لازم بر روي تصـاوير، فضاهاي
موردنظر بر روي تصاوير ) RGBباندهاي قرمز، سبز و آبي)، RNB (باندهاي قرمز، مادونقرمز نزديك و
آبي) و RGBN (باندهاي قرمز، سبز، آبي و مادونقرمز نزديك) مربوط به ماه مهر اعمال شدند. در ادامه،
از طريق طبقهبندي با دو كلاس باغ و غيرباغ در اين فضاها، استخراج كلاس باغ صورت گرفت و معيارهاي
دقت كلي و ضريب رتبهي f كلاس باغ براي هر فضا، محاسبه شد. علاوه بر فضاهاي ذكرشده، روشهاي
مقايسهاي (ويژگيهاي بافت، شاخصهاي گياهي، روشهاي ادغام در سطح تصميمگيـري و طبقهبندي
چندزمانه) نيز به كار گرفته شدند تا يافتههاي آنها با نتايج بهدستآمده از فضاهاي مورد آزمون، مقايسه
شوند.
نتايج اين تحقيق نشان ميدهند كه در حالت سه باندي اعم از RGB و RNB، تركيب ايجادشده
از تبديل گرام-اشميت و فضاي رنگي HSV، بالاترين ميزان دقتهاي كلي (% 74.51 و % 78.63) و
ضريـب رتبـه هاي f كلاس باغ (% 75.02 و % 79.55) را بهدست آورده است. در حـالـت چهـار باندي،
تبديل Per Class PCA بر اساس پيكسلهاي آموزشي كلاس غيرباغ، داراي بيشترين ميزان دقت كلي
(% 80.56) و ضريب رتبهي f كلاس باغ (% 81.08) است. در ميان روشهاي مقايسهاي، طبقهبندي
چندزمانه بر روي تصوير هشت باندي حاصل از اعمال مستقل تبديل PCA بر روي تصاوير RGBN دو
ماه مهر و آبان، بيشترين ميزان دقت كلي (% 86.51) و ضريب رتبهي f كلاس باغ (% 86.82) را حاصل
كرده است و بهعنوان بهترين فضا در بين تمام حالتهاي بررسيشده در اين تحقيق معرفي ميشود.
كليدواژه لاتين
orchard extraction, satellite imagery, classification, Sentinel 2, non RGB spaces.
عنوان لاتين
Extraction of Orchards from Sentinel 2 Satellite Images through Classification in Non RGB Spaces (Case Study: Tiran and Karvan County, Isfahan Province)
گروه آموزشي
مهندسي نقشه برداري
چكيده لاتين
Vegetation covers play a determining role in maintaining and sustaining the life of living organisms. Among these covers, orchards have a vital role in agricul-ture and biodiversity conservation and therefore require precise monitoring. To-day, remote sensing methods are superior in identifying and extracting vegetation covers and are preferred to ground mapping methods. Classification and infor-mation extraction are usually performed in the RGB space; however, considering that in previous studies the use of non RGB spaces has resulted in increased ex-traction accuracy, and given the challenges of orchard extraction from satellite im-ages—such as spectral similarity with other vegetation covers including range-lands, croplands, and urban green areas; differences in orchard management; di-versity of plant species; and dependence on seasonal characteristics—this study seeks to evaluate the potential of these spaces, including orthogonal transfor-mations (PCA, MNF, GRAM SCHMIDT, and Per Class PCA based on training pixels of orchard and non orchard classes in three band and four band modes, and the first three components out of the four components of the PCA, MNF, and GRAM SCHMIDT transforms); non RGB color spaces (HSV, LAB, and YCbCr in the RGB and RNB band combinations); and also the combination of these two (by applying PCA, MNF, and GRAM SCHMIDT transforms to the output of each color space) in the field of orchard extraction in Tiran and Karvan County, Isfahan Province.
For this purpose, Sentinel 2 satellite images from the months of Mehr and Aban 1398 (October and November 2019), as well as ground truth data (cadaster maps) from the Agricultural Jihad Organization of Isfahan Province, were used. After performing the necessary preprocessing on the images, the intended spaces were applied to the October images in the RGB (red, green, and blue), RNB (red, near infrared, and blue), and RGBN (red, green, blue, and near infrared) band combinations. Subsequently, orchard extraction was carried out through a two class (orchard and non orchard) classification in these spaces, and the overall accuracy and f rank coefficient of the orchard class were calculated for each space. In addition to the mentioned spaces, comparative methods (texture fea-tures, vegetation indices, decision level fusion methods, and multitemporal classi-fication) were also employed so that their findings could be compared with the results obtained from the evaluated spaces.
The results of this study indicate that in the three band mode, including RGB and RNB, the combination produced from the Gram Schmidt transform and the HSV color space achieved the highest overall accuracies (74.51% and 78.63%) and orchard class f rank coefficients (75.02% and 79.55%). In the four band mode, the Per Class PCA transform based on training pixels of the non orchard class has the highest overall accuracy (80.56%) and orchard class f rank coeffi-cient (81.08%). Among the comparative methods, multitemporal classification ap-plied to the eight band image resulting from independently applying PCA to the RGBN images of Mehr and Aban achieved the highest overall accuracy (86.51%) and orchard class f rank coefficient (86.82%) and is introduced as the best space among all examined cases in this study.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
158064
نويسنده