مقایسه روشهای مختلف طبقهبندی تصاویر پهپادی برای برآورد درصد پوشش گیاهی ذرت
نویسندگان
1 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بینالمللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
doi
10.22034/wmaj.2025.210113چکیده
پیشرفت فناوریهای جدید و گسترش عمومی آنها، امکان تولید دادههای ارزشمندی را برای متخصصان علوم مختلف ازجمله کشاورزی، بهمنظور افزایش بهرهوری و تولید محصول باکیفیت، فراهم میآورد. ثبت تصاویر هوایی به کمک پرندههای هدایتپذیر از راه دور (پهپاد) و بکارگیری الگوریتمهای پردازش تصویر، میتواند تحلیلی با دقت بالا و بهنگام از وضعیت گیاه در اختیار کشاورز قرار دهد. در این پژوهش برای برآورد شاخص کسر پوشش گیاهی ذرت، از تصاویر پهپادی استفاده شد و چهار الگوریتم مختلف طبقهبندی نظارتشده شامل ماشین بردار پشتیبان (SVM)، حداقل فاصله اقلیدسی از میانگین (MDM)، حداقل فاصله ماهالانوبیسی از میانگین (MDC) و روش طبقهبندی حداکثر احتمال (MLC) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد کمترین میزان دقت در تفکیک کلاسها و تعیین کسر پوشش گیاهی مربوط به روش MDM با دقت کلی 4/73 درصد و ضریب کاپا 61/0 است. اگرچه سه روش دیگر دقت کلی بالای 90 درصد داشتند ولی روش MDC توانسته است با دقت کلی 5/94 درصد و ضریب کاپای 92/0 بهترین عملکرد را داشته باشد. اگرچه روش SVM نیز نتایج نزدیک و خوبی را داشته است ولی زمان پردازش تصویر در این روش بسیار بالاتر از روش MDC است. نتایج نشان داد روش MLC اگرچه ازنظر دقت کلی و ضریب کاپا در رتبه سوم بین روشهای موردبررسی قرار میگیرد ولی در تشخیص پیکسلهای برگ و سایه گیاه، بسیار دقیق بوده است. بهطوریکه بالاترین دقت تولید کلاس برگ و سایه گیاه را به ترتیب 3/98 و 01/99 درصد داشت. بهطورکلی میتوان نتیجه گرفت، الگوریتمهای طبقهبندی نظارتشده، میتواند روشهای قابلاعتمادی در برآورد شاخصهای گیاهی با دقت مطلوب باشد، و بکارگیری این روشها هم در پژوهشهای میدانی وسیع و هم در تحلیلهای کاربردی مزرعهای پیشنهاد میگردد.