بررسي حساسيت ضرايب شاخص گياهي EVI و EVI2 به تغييرات پارامترهاي محيطي مرتبط و نوع سنجنده و برآورد مقادير آن‌ها با استفاده از الگوريتم PSO

كارشناسي ارشد

شاخص‌هاي گياهي معيارهايي هستند كه براي اندازه‌گيري و ارزيابي وضعيت گياهان استفاده مي‌شوند. يكي از اين شاخص‌ها، شاخص گياهي EVI مي‌باشد كه به عنوان نسخه بهبود يافته شاخص NDVI در كاهش اثرات ناشي از جو و خاك پس‌زمينه پيشنهاد شد. شاخص گياهي EVI2 نيز براي سنجنده‌هاي فاقد باند آبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. يكي از چالش‌هاي پيش رو، آناليز حساسيت اين شاخص‌ها به پارامترهاي موثر شامل قدرت تفكيك مكاني، ميزان پوشش گياهي، نوع توپوگرافي و تغيير فصل مي‌باشد. هدف اصلي در اين پايان‌نامه بررسي تاثير پارامترهاي موثر روي دو شاخص گياهي EVI و EVI2 مي‌باشد تا معلوم گردد آيا در همه شرايط مي‌توان از ضرايب ثابت استفاده كرد يا بهتر است براي هر تصوير متناسب با شرايط آن ضرايب بهينه محاسبه شوند. در اين پژوهش از تصاوير Landsat8، Sentinel2 و MODIS استفاده شده و با توجه به اينكه يكي از پارامترهاي محيطي مورد بررسي، تغيير فصل مي‌باشد براي هر كدام از سنجنده‌ها تصاوير مشابه در 4 فصل دريافت شدند و بعد از انجام تصحيحات متناسب با هر تصوير، سه محدوده از تصوير تصحيح شده براي پوشش گياهي با استفاده از شاخص گياهي NDVI شامل پوشش گياهي كمتر از 10 درصد(تنك)، بين 10 تا 20 درصد(متوسط) و بيشتر از 20 درصد(بالا) و 3 محدوده براي توپوگرافي كمتر از 3 درصد(كلاس 1)، بين 3 تا 7 درصد(كلاس 2) و بيشتر از 7 درصد(كلاس 3) جدا شدند. در نهايت 72 تصوير با خصوصيات مختلف از سه سنجنده مورد آزمايش قرار گرفته و نقشه‌هاي مرجع پوشش گياهي با استفاده از طبقه‌بندي SVM تهيه شدند. جهت محاسبه ضرايب بهينه دو شاخص EVI و EVI2 نيز از الگوريتم PSO به دليل سادگي، سرعت همگرايي بالا و همچنين محاسبات كمتر استفاده شده است. در نهايت در 72 تصويري كه بررسي‌ روي آن‌ها انجام گرفت، در شاخص گياهي EVI ضرايب استاندارد فقط براي 33٪ تصاوير عملكرد مناسبي از خود نشان داده و در 67٪ تصاوير ديگر الگوريتم PSO توانست ضرايبي را محاسبه كند كه نتايج بهتري نسبت به ضرايب استاندارد به دنبال داشتند. در شاخص EVI2 نيز 35٪ تصاوير با استفاده از ضرايب استاندارد و 65٪ تصاوير با استفاده از ضرايب بهينه عملكرد مناسبي از خود نشان دادند كه تعداد تصاوير در هر دو شاخص نشان مي‌دهد استفاده از ضرايب استاندارد در هر شرايطي مناسب نبوده و بهتر است متناسب با شرايط محيطي هر تصوير ضرايب محاسبه و سپس در شاخص موردنظر استفاده شوند.

231117

دانشگاه اصفهان

مهندسي عمران نقشه برداري - سنجش از دور

سيدباقر فاطمي نصرآبادي