6200

16000

4200

7/4

60

نکارودعلیا

118200

81200

17000

11400

11

ـــ

شکل 3-1- نقشه منطقه مورد مطالعه و موقعیت آن در ایران و استان گلستان
داده های مورد استفاده
3-2- داده‌های ماهواره‌ای
در این تحقیق از داده‌های سنجنده OLI ماهواره لندست 8 و داده های سنجنده TM ماهواره لندست 5، به شماره گذر 163 و ردیف 34 استفاده شد. برای انجام این مطالعه تصویر فصل بهار مربوط به تاریخ 29 آوریل 2011، تصویر فصل تابستان مربوط به تاریخ 8 آگوست2013، تصویر فصل پائیز 4 نوامبر2010 و تصویر فصل زمستان به تاریخ 13 فوریه2013 تهیه گردید. در همه این سنجنده ها قدرت تفکیک مکانی باند‌های چند‌طیفی معادل 30 متر و برای باند پانکروماتیک 15 متر می‌باشد.

دراین تحقیق از نقشه­های توپوگرافی1:25000 سازمان نقشه برداری کشور، منحنی میزان‌های ارتفاعی منطقه مورد مطالعه استخراج و مدل رقومی زمین تهیه گردید. لایه ارتفاع از سطح دریا در محیط GIS از مدل رقومی زمین تهیه شد و لایه جاده هم از این نقشه توپوگرافی جهت ارزیابی تطابق هندسی تصاویر از طریق روی هم اندازی خطوط برداری استفاده گردید.
3-3- نرم افزارهای مورد استفاده
در این تحقیق از نرم افزار­هایENVI ، Idrisi Taiga وArc Map v10 برای پردازش تصاویر و طبقه بندی تصاویر و استخراج نقشه جاده ها و نقشه ارتفاع استفاده شده است.
3-4- تهیه نقشه واقعیت زمینی
تهیه نقشه واقعیت زمینی و جمع آوری اطلاعات به دلیل وسعت زیاد منطقه مورد بررسی به صورت نمونه ای و تصادفی انجام گرفت. پس از ثبت نقاط برداشت شده توسطGPS ، نقشه واقعیت زمینی در محیطGIS تهیه و نقشه رستری با تعیین نوع کاربری که در این‌جا دو طبقه جنگل و غیر جنگل تعریف شده است تهیه گردیده است.
3-5- پیش پردازش داده‌های ماهواره‌ای
3-5-1- بررسی کیفیت رادیومتری و هندسی داده‌ها
کیفیت داده‌های ماهواره‌ای قبل از بکارگیری در تجزیه تحلیل‌های رقومی، از نظر وجود خطاهای رادیومتری از طریق بزرگنمایی تصویر و بررسی هیستوگرام آنها، همچنین ایجاد تصویر ترکیب های رنگی مورد بررسی قرار گرفت. تصحیحات اتمسفری تصاویر به روش Band minimum انجام شده است. تصحیح هندسی تصویر و زمین مرجع نمودن آن هم قبل از انجام پردازش و استخراج اطلاعات آن کاملا ضروری می‌باشد. به منظور اطمینان از میزان تطابق تصویر، از لایه جاده و هم چنین نقاط برداشت شده توسط GPS، از صحت و دقت هندسی تصاویر با توجه به هدف تحقیق اطمینان حاصل گردید.
3- 6- پردازش تصاویر ماهواره‌ای :
به منظور استخراج هر چه بهتر اطلاعات از تصویر ماهواره ای می‌توان آنها را مورد پردازش­های مختلف قرار داد. این پردازش‌ها که جنبه آماده سازی داده‌ها برای تجزیه و تحلیل را دارند ، باید متناسب با هدف و شرایط منطقه مورد مطالعه اجرا شوند (ناصری، 1382‌). در این تحقیق پردازش‌های مانند نسبت گیری باند‌ها، تبدیل تسلدکپ، تبدیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) صورت گرفته است. این باندها به همراه باندهای اصلی در مرحله طبقه بندی نظارت شده مورد استفاده قرار گرفتند.
3-6-1- تبدیل تسلدکپ
در تبدیل تسلدکپ، مؤلفه‌های روشنایی و سبزینگی حاصل از تبدیل جهت تشخیص پوشش گیاهی مفید می‌باشند (نجفی دیسفانی، 1377). هر کدام از مؤلفه‌ها به عنوان یک باند مصنوعی در فرایند طبقه بندی مورد استفاده قرار گرفتند.
3-6-2- تجزیه و تحلیل مولفه‌های اصلی
تحلیل مولفه‌های اصلی یکی از فنون مهم بارزسازی تصاویر جهت استخراج هر چه بهتر اطلاعات مفید از ‌آنها می‌باشد. در تحلیل مولفه‌های اصلی، مولفه اول دارای بیشترین واریانس و همبستگی با مجموعه باندهاست (درویش صفت، 1377). ارزش‌های حاصل از تحلیل مولفه‌های اصلی به شدت از رطوبت خاک، زمینه خاک ومواد موجود در ساختمان خاک تاثیر می‌پذیرند. در جاهایی که پوشش گیاهی زیاد باشد مولفه دوم این تحلیل نیز حاوی اطلاعات زیادی خواهد بود (ترنر و کانگتون، 1998). در این تحقیق تجزیه و تحلیل مولفه‌های اصلی بر روی تصاویر هر چهار مقطع زمانی اجرا گردید.
3-7 - طبقه بندی تصاویر
به منظور طبقه بندی تصاویر ماهواره‌ای با توجه به اهداف تحقیق مراحل زیربه ترتیب روی تصاویر اعمال شد.
3-7-1- تعیین طبقه‌ها
در منطقه مورد مطالعه پدیده‌های مختلفی از جمله مناطق آبی، مناطق شهری، مناطق زراعی، باغات, مراتع و جنگل‌های پهن برگ و سوزنی برگ را وجود دارد. با توجه به متنوع بودن بازتاب پدیده‌‌های ذکر شده امکان قرار دادن آنها در دو طبقه جنگل و غیرجنگل میسر نبود. ابتدا طبقه بندی با انواع کاربری­ها انجام شد و سپس طبقات غیر جنگل باهم و طبقات پهن برگ و سوزنی برگ با یکدیگر ادغام گردید تا دو طبقه نهایی غیرجنگل و غیر جنگل بدست آید. لذا بنا به هدف تنها دو طبقه جنگل و غیرجنگل برای این مطالعه در نظر گرفته شد.
3-7-2- تعیین نمونه‌های تعلیمی
در طبقه بندی تصاویر ماهواره‌ای با روش‌های طبقه بندی نظارت شده انتخاب نمونه‌های تعلیمی به عنوان الگوی مشخصات طیفی طبقات مختلف باید با دقت کافی و قابل قبول انجام گردد. در این مطالعه نمونه‌های تعلیمی از بخشی از نقشه واقعیت زمینی که به صورت پیمایش زمینی از کاربری­های مختلف موجود در منطقه به تعداد کافی ( حدود200 نمونه تعلیمی و 90 نمونه ارزیابی صحت) به روش انتخابی از پدیده های مورد نظر و با پراکنش مناسب به کمک GPS ثبت گردیده بودند استفاده گردید.
3-7-3- انتخاب مناسب‌ترین الگوریتم طبقه بندی
در این تحقیق طبقه بندی‌ اولیه با الگوریتم‌های پارامتریک (حداکثر احتمال، جعبه­ای و حداقل فاصله از میانگین) و ناپارامتریک (ماشین بردار پشتیبان) انجام شد. با توجه به نتایج اولیه ارزیابی صحت مشخص گردید که آلگوریتم ماشین بردار پشتیبان بهترین نتایج را ارائه می‌دهد. بنابراین در طبقه بندی نهایی از این آلگوریتم استفاده گردید.
3-7- 4- طبقه بندی با بهره گرفتن از تصاویر تک‌زمانی فصول مختلف
پس از تعیین نمونه‌های تعلیمی مناسب، مجموعه باندی مناسب از میان باندهای اصلی و مصنوعی انتخاب گردید. تصاویر هر چهار فصل به طور جداگانه با بهره گرفتن از آلگوریتم ماشین بردار پشتیبان مورد طبقه بندی قرار گرفت و نقشه کاربری اراضی منطقه به دست آمد. سپس طبقات جنگل با هم ادغام و طبقات غیرجنگل در هم ادغام و نقشه نهایی به دو کلاسه جنگل و غیر جنگل طبقه بندی شدند.