فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: در سال‌های اخیر، پوشش زمین به‌‌منزلۀ شاخصی کلیدی در بررسی تغییرات اقلیمی، سیستم‌های اکولوژیکی و مدیریت منابع طبیعی مورد توجه قرار گرفته است. محدودیت‌هایی که در مسیر تهیۀ داده‌های به‌روز و دقیق وجود دارد نیاز به استفاده از فنّاوری‌های نوین سنجش از دور را افزایش داده است. در این میان، تصاویر راداری سنتینل‌– ۱ که به سامانۀ رادار با روزنۀ مجازی (SAR) مجهز است، به‌دلیل فنّاوری مایکروویو فعال خود و با امکان عملکرد در هر شرایط جوّی، می‌تواند ابزاری مناسب برای تهیۀ نقشه‌های پوشش زمین به ‌شمار آید. هدف این تحقیق بهبود طبقه‌بندی پوشش زمین، با استفادۀ هم‌زمان از تصاویر دریافتی از مدارهای بالارونده و پایین‌روندۀ سنتینل‌– ۱ و بررسی تأثیر تصحیح رادیومتریک توپوگرافی در صحت نتایج طبقه‌بندی است.مواد و روش‌ها: در این تحقیق سه منطقۀ متفاوت در ایران، شامل شهرهای مرند و ساری و چادگان، به‌دلیل ویژگی‌های متفاوت پوشش زمین و وجود نواحی کوهستانی، بررسی شد. داده‌های مورد استفاده، در این تحقیق، تصاویر ماهوارۀ سنتینل‌– ۱ با قطبش‌های VV و VH در هر دو گذر بالارونده و پایین‌رونده است. پیش‌پردازش داده‌ها انجام شد که مراحلی همچون اعمال فایل مداری، حذف نویز حرارتی، حذف نویز حاشیه، کالیبراسیون، تصحیح رادیومتریک توپوگرافی، فیلتر اسپکل، تصحیح توپوگرافی رنج داپلر و تبدیل به دسی‌بل را دربرمی‌گرفت. همچنین با استفاده از روش نرمال‌سازی کمینه‌– بیشینه، داده‌ها به بازه‌ای مشخص تغییرمقیاس یافتند. سپس الگوریتم جنگل تصادفی (RF) برای طبقه‌بندی پوشش زمین به‌ کار رفت. این طبقه‌بندی شامل پنج کلاس آب، خاک، پوشش گیاهی، مناطق شهری و کشاورزی است. در انتها، نتایج با استفاده از معیارهای صحت کلی، ضریب کاپا و صحت هر کلاس ارزیابی شد.نتایج و بحث: نتایج نشان می‌دهد که استفادۀ هم‌زمان از تصاویر بالارونده و پایین‌رونده، بدون اعمال تصحیح رادیومتریک توپوگرافی، باعث بهبود شایان توجه صحت طبقه‌بندی در تمامی مناطق مورد مطالعه می‌شود. برای نمونه، در مرند، صحت کلی طبقه‌بندی از 3/65% به 17/79% افزایش یافته که معادل با بهبود تقریبی 13% است. در ساری، ترکیب تصاویر به افزایش صحت کلی از 67/55% به 41/75% منجر شده است. همچنین در چادگان، افزایش حدود 12درصدی صحت کلی از 88/56% به 06/68% مشاهده شده است. ازنظر صحت کلاسی، در مرند، صحت کلاس پوشش گیاهی ارتقای چشمگیری از 41/43% به 64/69% داشته و در ساری، صحت کلاس خاک از 57/19% به 40/46% بهبود یافته است. تحلیل عددی نشان می‌دهد ترکیب تصاویر، از مدارهای گوناگون، دیدگاه‌های مکملی از سطح زمین ارائه می‌دهد که به کاهش اعوجاج‌های ناشی از زاویۀ دید و توپوگرافی کمک می‌کند. همچنین نتایج نشان می‌دهد که اعمال تصحیح رادیومتریک توپوگرافی تأثیر دوگانه‌ای دارد. در حالت تک‌تصویری، می‌تواند به بهبود صحت برخی کلاس‌ها کمک کند اما، در ترکیب دو تصویر، ممکن است باعث شباهت بیش‌ازحد بین برخی کلاس‌ها شود و در نهایت، عملکرد کلی را کاهش دهد.نتیجه‌گیری: این تحقیق تأکید می‌کند که به‌کارگیری هم‌زمان تصاویر سنتینل‌– ۱ از مدارهای بالارونده و پایین‌رونده، به‌ویژه بدون استفاده از تصحیح رادیومتریک توپوگرافی، نقش کلیدی در افزایش صحت طبقه‌بندی پوشش زمین دارد. افزایش صحت کلی طبقه‌بندی به‌میزان ۱۳ تا ۲۰% در مناطق متفاوت، نشان از پتانسیل بالای این رویکرد در طبقه‌بندی پوشش زمین دارد. ازسوی‌دیگر، نتایج بیان می‌کند که نحوۀ پیش‌پردازش تصاویر سنتینل‌– 1 در صحت و کارآیی مدل تأثیر‌گذار است و استفاده از تصحیح رادیومتریک توپوگرافی، در برخی موارد، باعث کاهش صحت و کارآیی مدل می‌شود. به‌عبارت‌دیگر، ترکیب بهینۀ داده‌های سنتینل‌– 1 در مدارهای گوناگون می‌تواند به ارائۀ نقشه‌های دقیق‌تر و مورد اعتمادتر منجر شود. بنابراین رویکرد مطرح‌شده می‌تواند، به‌منزلۀ مرجعی برای مطالعات آینده در حوزۀ سنجش از دور، بهبود طبقه‌بندی پوشش زمین و کاربردهای محیط‌زیستی و کشاورزی مطرح شود.