فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: ارتفاع درخت یکی از اجزای مهم در امر آماربرداری و اندازه ‎ گیری جنگل است. طی دهه ‎ های متوالی، برآورد ارتفاع درخت مهم‏ترین دغدغه در آمار و اندازه ‎ گیری جنگل به ‎ شمار می ‎ آید. متغیر ارتفاع در برآورد میزان حجم درخت، درجه ‎ بندی حاصل ‎ خیزی رویشگاه، برآورد نرخ رویش درخت و هم ‎ چنین یکی از متغیرهای مهم در محاسبه میزان زی ‎ توده است. قطر تاج یکی دیگر از مهم ‎ ترین مشخصات لازم در سطح تک ‎ درخت است. قطر تاج در مدل ‎ سازی و برآورد مشخصات کاربردی، نظیر درصد تاج ‎ پوشش جنگل، شاخص سطح برگ و زی ‎ توده کاربرد دارد. تاکنون دستگاه ‎ ها و وسایل معرفی شده در علوم جنگل تنها قابلیت اندازه ‎ گیری یک مؤ لفه ‎ ی خاص هم ‎ چون ارتفاع درخت را دارد و به ‎ منظور اندازه ‎ گیری قطر تاج نیاز به استفاده از وسایل و یا تکنیک ‎ های دیگر است . رهیافت این پژوهش نه ‎ تنها منجر به ساخت و استفاده از نرم ‎ افزاری است که توانایی اندازه ‎ گیری مؤلفه ‎ های ذکر شده را داشته باشد بلکه امکان ثبت آماربرداری در قالب فرم ‎ های طراحی شده ، امکان ثبت مختصات جغرافیایی پایه ‎ های درختی، امکان ذخیره ‎ سازی تصاویر گرفته شده از درختان و در نهایت ایجاد یک بایگانی اطلاعات از منطقه ‎ ی مورد مطالعه را دارد . به ‎ ‎ منظور رسیدن به این اهداف، طراحی و توسعه ‎ ی نرم‎ افزاری ( Application ) با عنوان HCP که مخفف واژه ‎ های H: Height ، C: Canopy و P: Pixel و بر سیستم عامل اندروید ( Android ) مستقر است، ماهیت و ضرورت انجام این پژوهش قلمداد خواهد شد. مواد و روش ‎ها: در این پژوهش، نرم ‎افزار HCP مبتنی بر سکوی اندروید و متناسب با ابزارهای دارای سیستم عامل اندروید و با زبان جاوا طراحی و توسعه یافت. HCP دارای سه بخش پایگاه داده، بخش پردازش تصاویر و بخش نمایش اطلاعات است. رابط کاربری آن در شش صفحه کاربری شامل Set Image ، Set Data ، Set View ، Set Reference ، Set Pin و Set Final با ساختار پایگاه داده ‎ ی SQL ارائه گردید. تمامی فرایند کد نویسی، اجرا، دیباگینگ و آزمون بر اساس API 27 ( Application Program Interface ) مرتبط با SDK ( Software Development Kit ) اندروید، در محیط توسعه ( IntelliJ ) Android Studio صورت پذیرفت. فرآیند آزمون اولیه نیز با تصاویر واقعی ذخیره شده و یا تهیه شده توسط دوربین ابزار مورد استفاده انجام گرفت . به ‎ منظور انجام آزمون و مقایسه ‎ ی داده ‎ های ارتفاع اندازه ‎ گیری شده با ورتکس و HCP و همچنین داده ‎ های قطر تاج اندازه ‎ گیری ‎ شده با متر لیزری و HCP ، تعداد 150 پایه ‎ ی درختی از گونه ‎ ی بلوط ایرانی ( Quercus brantii Lindl ) انتخاب و ارتفاع و قطر تاج آن‎ها اندازه ‎گیری شد. شاخص ‎ های توصیفی غیر وابسته به نوع توزیع شامل چارک اول، میانه، چارک سوم، کمینه و بیشینه برای مؤلفه ‎ های ارتفاع و قطر تاج اندازه ‎ گیری شده از چهار روش مذکور محاسبه گردید. از آزمون شاپیرو-ویلک ( Shapiro-Wilk ) برای بررسی پراکنش توزیع اختلاف ارتفاع و قطر تاج کل درختان استفاده شد. به ‎ منظور ارزیابی صحت HCP از آزمون t جفتی، ارزیابی خطای HCP از جذر میانگین مربعات خطا ( RMSE ) و شاخص درصد عدم تطابق ( Index of Disagreement )، که حاصل تقسیم قدر مطلق اختلاف مؤلفه ‎ ی برآورد شده از مقدار واقعی بر مقدار واقعی است، و برای ارزیابی دقت HCP از همبستگی خطی و شاخص تطابق ( Index of Agreement ) استفاده شد. برای بررسی بیشتر نحوه پراکندگی توزیع خطا و همچنین بررسی صحت و دقت، داده ‎ ها در سه سطح کل درختان، 75 درخت بلندتر از نظر ارتفاع (وسیع تر از منظر قطر تاج) و 75 درخت کوچکتر از نظر ارتفاع (قطر تاج) دسته ‎ بندی شدند. تمامی نتایج با استفاده از نرم ‎ افزار آماری R به ‎ دست آمد. یافته ها: نتیجه ‎ ی آزمون t جفتی با سطح احتمال 95 درصد حاکی از عدم وجود اختلاف معنی ‎ دار بین اتفاع اندازه ‎ گیری شده با ورتکس و HCP و عدم وجود اختلاف معنی ‎ دار بین قطر تاج اندازه ‎ گیری شده با متر لیزری و HCP بود. جذر میانگین مربعات خطا برای ارتفاع 0/07 متر و برای قطر تاج 0/065 متر به ‎ دست آمد. مقادیر ضریب همبستگی خطی و شاخص تطابق برابر با 0/999 برای ارتفاع و قطر تاج اندازه ‎ گیری شده از روش ‎ های مذکور گزارش شد. درصد عدم توافق برای ارتفاع 0/068 و برای قطر تاج 0/963 محاسبه شد. نتیجه ‎گیری: روش های نوین اندازه‎ گیری ارتفاع درخت نیاز به به‎ سازی قبل از استفاده‎ی وسیع در جنگل دارند و پس از رفع عیوب، نوید فصل جدیدی در اندازه‎ گیری مؤلفه‎ های جنگل از قبیل ارتفاع و قطر تاج وجود خواهد داشت. هفت گام ‎ زیر مراحل کلی اندازه ‎ گیری ارتفاع و قطر تاج را به ‎ کمک عکس ‎ برداری با HCP مشخص می ‎ نماید. در نهایت، بر اساس بررسی نتایج آزمون ‎ های ارزیابی صحت، دقت و خطا، HCP می ‎ تواند به ‎ عنوان روشی دیگر برای اندازه ‎ گیری ارتفاع و قطر تاج درختان معرفی گردد. گام اول: طراحی و توسعه ‎ ی HCP (سایر موارد شامل: تعریف توابع فایل کلاس جاوا برای تعیین شماره درخت، ثبت زمان و تاریخ عکس ‎ برداری، محاسبه اختلاف زمانی تصاویر از یکدیگر، موقعیت ‎ یابی مکانی، کپی فایل اصلی تصویر به حافظه داخلی، تغییر اندازه تصاویر برای تطابق مجدد، تهیه خروجی در قالب csv و zip )، گام دوم: عکس ‎ برداری از پایه ‎ ی هدف (درختان مجاور) و شاخص، گام سوم: تعریف و تعیین مقدار عددی شاخص مورد استفاده در تصویر، گام چهارم: تعیین نقاط پایینی (بن درخت و شاخص)، بالایی (نوک درخت و شاخص) و قطر تاج بر روی تصویر، گام پنجم: تصحیح تمامی مؤلفه ‎ های اندازه ‎ گیری شده، گام ششم: شروع و انجام پردازش ‎ ها توسط HCP ، گام هفتم: اندازه ‎ گیری اتوماتیک تمامی مؤلفه ‎ های تعریف شده برای پایه ‎ ی هدف (درختان مجاور)، تولید فایل خروجی و ذخیره ‎ ی تمامی اطلاعات مربوط به هر تصویر.