بررسی میزان صحت نتایج به دست آمده به منظور استفاده از نتایج در موارد مختلف اجرایی و مقایسه با دیگر نتایج به دست آمده از ضروریات انجام یک مطالعه هست. از طرف دیگر با توجه به این موضوع که نتایج مفسرین مختلف از یک منطقه با موضوع و داده یکسان متفاوت هست لزوم بررسی صحت نتایج به دست آمده بسیار مهم خواهد بود.
بهترین روش تعیین صحت نقشههای حاصل از طبقه بندی داده های ماهوارهای، مقایسه آن بهصورت پیکسل به پیکسل با واقعیت زمینی منطقه هست. بنابراین تهیه نقشه واقعیت زمینی دقیق و کامل از تمامی منطقه بخصوص در کارهای تحقیقاتی بسیار مهم هست ولی از آنجا که تهیه نقشه کامل از منطقه مستلزم صرف وقت و هزینه زیادی هست و همچنین نتایج بررسیهای محققین نشاندهنده آن است که با بهره گرفتن از واقعیت زمینی نمونه ای با شدت ۲% به روش تصادفی-سیستماتیک و بزرگی قطعات نمونه متناسب با تنوع و یکپارچگی پدیده ها در منطقه، صحت نقشهها با دقت ۴%± تا ۶%± قابل برآورد هست، میتوان اقدام به تهیه نقشه واقعیت زمینی نمونه ای نمود.
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
نتیجه حاصل از این مقایسه در جدولی به نام جدول خطا (ماتریس خطا)[۷۰] نشان داده می شود که تعداد ستونها و ردیفهای این جدول با هم برابر و معادل تعداد طبقات مورد طبقه بندی هست. ردیفهای جدول بیانگر نتایج طبقه بندی و ستونهای آن برابر داده های واقعیت زمینی هست. در واقع ماتریس خطا میزان تطابق هر کلاس طبقه بندی شده را با واقعیت زمینی نشان میدهد و در آن میتوان میزان قرار گرفتن اشتباهی یک طبقه را در طبقات دیگر مشاهده کرد. با بهره گرفتن از این جدول معیارهایی جهت بیان صحت طبقه بندی بهصورت کمی به دست می آید که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
۱-۴-۱۵-۱-۱- صحت کلی
صحت کلی برابر با نسبت تعداد پیکسلهای درست طبقه بندی شده یک طبقه به کل پیکسلهای درست طبقه بندی شده در تمامی طبقات هست. صحت کلی زمانی قابل اعتماد است که صحت هر یک از طبقات نیز حتیالامکان بالا باشد.
۱-۴-۱۵-۱-۲- ضریب کاپا
این ضریب بهمنظور حذف توافق اتفاقی[۷۱] (مقدار آن از مقادیر فرعی سطر و ستونهای ماتریس خطا به دست می آید) از معیار صحت کلی هست. بدین معنی که در هنگام طبقه بندی ممکن است برخی از نمونههای تعلیمی بهطور اتفاقی با یک طبقه تطابق یابند و نه بر اساس واقعیت موجود در سطح زمین. این عامل باعث بالا رفتن کاذب مقدار صحت کلی می شود و در واقع، مقدار صحت کلی به اندازه ضریب کاپا با واقعیت توافق دارد.
رابطه ۱-۱۱:
که در آنها:
k= ضریب کاپا
Po= صحت کلی
PC= توافق اتفاقی
N= تعداد پیکسلها
xit= جمع ردیف
xti= جمع ستون
میزان ضریب کاپا بین صفر و یک متغیر است که ضریب کاپای معادل ۱ به معنی توافق صد در صد بین نتایج طبقه بندی و واقعیت زمینی هست. بهترین نتایج طبقه بندی با مقایسه مقادیر صحت کلی و ضریب کاپا معرفی می شود.
فصل دوم
پیشینه تحقیق
۲- سابقه تحقیق
۲-۱- کاربری اراضی
الف) مطالعات انجام شده در کشور
شتایی و عبدی (۱۳۸۶)، به منظور بررسی قابلیت دادههای سنجنده ETM+ ماهواره لندست ۷ در تفکیک و تهیه نقشه اراضی جنگلی در زاگرس، دادههای این سنجنده مربوط به ۳۰ آوریل ۲۰۰۱ میلادی از حوزه سرخاب خرمآباد استان لرستان مورد تجزیه تحلیل قرار گرفت پس از انجام پردازشهای مختلف نظیر ایجاد تصاویر رنگی، نسبت گیری، تجزیه مؤلفههای اصلی با هدف بارزسازی تصویر بهترین مجموعه باندی برای طبقهبندی با بهره گرفتن از شاخص آماری واگرایی تعیین طبقهبندی نظارتشده با الگوریتمهای حداکثر احتمال، متوازیالسطوح، حداقل فاصله انجام شد. نقشه واقعیت زمینی نمونهای به روش سیستماتیک- خوشهای تهیه و نتایج نشان داد که تفکیک و طبقهبندی اراضی جنگلی با سایر طبقات کاربری منطقه با صحت بالا صورت گرفت. صحت تولیدکننده ۸۷ درصد مؤید این مطلب است. صحت کلی ۹۱ درصد و ضریب کاپای ۵۶/۸۷ طبقهبندی کننده حداکثر احتمال نشاندهنده نتایج بهتر این طبقهبندی نسبت به دیگر طبقهبندی کننده است. نتایج نشان داد که تصاویر ماهوارهای لندست ۷ قابلیت تهیه نقشه کاربری اراضی عمده در مناطق کوهستانی را دارا میباشد.
کلارستاقی و همکاران (۱۳۸۷)، به تعیین تغییر کاربری اراضی بین سالهای ۱۹۶۷ تا ۲۰۰۲ در منطقه فریم صحرا پرداختند و با بهره گرفتن از تصاویر ماهوارهای Land Sat 7 ETM+ (۲۰۰۲)، عکسهای هوایی و نقشههای توپوگرافی دیجیتال (۱۹۹۷ و ۱۹۹۴) و بررسی تأثیر بعضی از فاکتورهای فیزیکی و اقتصادی- اجتماعی روی دینامیک کاربری اراضی نشان دادند که با افزایش فاصله از جادهها، مناطق مسکونی و روستاها میزان جنگلزدایی و تبدیل جنگل به اراضی زراعی کاهش یافت، اما تبدیل اراضی زراعی به زمینهای رها شده افزایش یافته، همچنین بیشترین مقدار جنگلزدایی در شیبهای کمتر مشاهده شده اما تبدیل اراضی دیم به اراضی رها شده در شیبهای بالاتر مشاهده شد.
میرکتولی و همکاران (۱۳۹۰)، با بهره گرفتن از تصاویر LISS III، سال ۲۰۰۷ ماهواره IRS-1D و TM سال ۱۹۹۱ ماهواره لندست منطقه به آشکارسازی تغییرات پوششی و کاربری اراضی شهر گرگان پرداختند و به این نتیجه رسیدند که مناطق جنوبی شهر گرگان، از نظر میزان تغییر کاربری در ردهی اول بوده و در ردههای بعدی، بیشترین تغییرات مربوط به زمینهای هموار و دشت شهر گرگان در شمال و شمال شرق است و به کارگیری امور حفاظتی برای کنترل تبدیل اراضی مرغوب کشاورزی و چشم اندازهای زیبای جنگلی به شهر در این مناطق، اهمیت بیشتری دارد.
غلامعلیفرد و همکاران (۱۳۹۰)، به مدلسازی تغییرات کاربری اراضی مناطق ساحلی استان مازندران با بهره گرفتن از LCM پرداختند و تغییرات کاربری اراضی را با بهره گرفتن از تصاویر ماهواره Landsat متعلق به سالهای ۱۳۶۷،۱۳۷۹، ۱۳۸۵ و ۱۳۹۰ آشکارسازی نمودند؛ و مدلسازی نیروی انتقال با بهره گرفتن از پرسپترون چند لایه شبکه عصبی مصنوعی انجام دادند؛ و به این نتیجه رسیدند که ۳۳۴۸۷ هکتار از وسعت جنگل کاسته و به ترتیب ۲۱۳۶۷ و ۱۳۱۵۵ هکتار به وسعت اراضی کشاورزی و مناطق مسکونی اضافه شده است.
ب) مطالعات انجام شده در خارج کشور
ولدکامپ و لامبین[۷۲] (۲۰۰۱)، با بهره گرفتن از مدلسازی جریان تغییر کاربری اراضی و مدلسازی پیشروی در پیش بینی مکانی تغییر کاربری اراضی و ترکیب فیدبکهای بیوفیزیکی در مدلهای تغییر کاربری اراضی، تغییر کاربری اراضی را پیش بینی نمودند؛ و نشان دادند که الگوهای کاربری اراضی نسبت به تغییرات در متغیرهای انتخابشده حساساند و همچنین جوامع گیاهی به هم پیوسته و سیستمهای اکولوژیکی نسبت به تغییرات مقاوماند.
شلابی و تاتشی[۷۳] (۲۰۰۶)، با بهره گرفتن از داده های ماهواره لندست و بهکارگیری تکنیکهای GIS به بررسی تغییرات پوشش گیاهی و تغییرات کاربری اراضی منطقه ساحل شمال کشور مصر پرداختند. در این مطالعه لایههای مربوط به پوشش گیاهی و کاربری اراضی در سالهای ۱۹۸۷ و ۲۰۰۱ تهیه گردید و با مقایسههای به عمل آمده بر روی این لایهها در محیط GIS میزان تغییرات سطح پوشش و انواع کاربریها که به ۶ طبقه مختلف تقسیم گردیدند، نشان دادند که جابجاییهایی در مرزهای پوشش گیاهی به داخل آب و بالعکس به وجود آمده است.
کوزاک[۷۴] (۲۰۰۷)، با بهره گرفتن از نقشههای قدیمی و تاریخی و داده های ماهوارههای معاصر تغییر پوشش جنگل را در منطقه اوراوا در لهستان طی ۱۸۰ سال گذشته مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. نتایج این بررسیها نشان داد که طی ۱۸۰ سال گذشته نسبت سطح جنگل در منطقه مورد مطالعه از ۲۵ درصد به ۴۰ درصد افزایش داشته است.
بازگیئر و همکاران (۲۰۰۸)، برای حوزه آبخیز در پونجاب در هند ارزیابی تغییرات کاربری اراضی را با بهره گرفتن از GIS و عکسهای هوایی سیاه و سفید برای مارس ۲۰۰۲، سپتامبر ۲۰۰۲ و می ۲۰۰۳ و تفسیر چشمی برای تهیه نقشه کاربری اراضی/پوشش زمین برای سالهای ۱۹۸۴ و ۲۰۰۳ و دلایل بررسی آنها تأثیر تغییر کاربری اراضی/پوشش در تغییرپذیری اقلیم را انجام دادند، نتایج نشان داد که مناطق تحت کشت، جنگلهای نیمه متراکم، جنگلهای تخریب یافته، زمینهای تخریب یافته در تپهها و دشتهای کوهپایهای، اراضی لمیزرع در طول آبراهههای فصلی، کاهش یافته است. در حالی که مناطق مسکونی، جنگلهای متراکم، تأسیسات، آبگیرها و کارگاههای تولید آجر در طی دوره ۲۰ ساله افزایش یافته است. تغییرات کاربری اراضی/پوشش روی میانگین حداکثر دما تأثیر داشته باعث روند افزایش آن در طی دوره ۱۹۸۴ تا ۲۰۰۳ شده است، در حالی که حداقل دما، بارش و پتانسیل تبخیر و تعرق در طی این دوره روند کاهشی داشته است. علیرغم افزایش پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه، این روندها بر روی پارامترهای مختلف هواشناسی یافتههای برخی از گزارشها را تائید نمیکند. علاوه بر تغییرات کاربری اراضی/پوشش زمین، فاکتورهای دیگری نظیر افزایش C02 و گازهای گلخانهای، آلودگی هوا و توزیع طیفی تابش خورشیدی، بر روی تغییرات اقلیمی در منطقه تأثیر دارد.
الهادی و زومراویی[۷۵] (۲۰۰۹) مطالعه ای را بهمنظور استخراج کاربری اراضی از تصاویر ماهوارهای Quick bird با بهره گرفتن از روش درخت تصمیم گیری انجام دادند. صحت کلی در این مطالعه با بهره گرفتن از روش حداکثر احتمال و طبقه بندی درختی برای باندهای اصلی و آنالیز به ترتیب برابر با ۵/۹۳، ۳/۹۷، ۶/۹۲ و ۵/۹۸ درصد محاسبه گردید.
لوردسا و همکاران[۷۶] (۲۰۱۱)، با بهره گرفتن از مدلهای رگرسیون لجستیک به شبیهسازی دینامیک پوشش اراضی در حوزه رودخانه دولسی آرژانتین در سال ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۵ پرداختند و به این نتیجه رسیدند که به علت کاهش پوشش علفزار و تخریب اکوسیستمها در اثر تشدید کشاورزی و چرای بیش از حد، شبیهسازی مجدد سناریوهای جایگزین می تواند به برنامه ریزی کاربری اراضی به منظور تولید و حفاظت اکوسیستمها کمک کند.
آگاروال و همکاران (۲۰۱۳) مطالعه ای را به منظور تعیین کاربری اراضی با بهره گرفتن از روشهای مختلف درخت تصمیم گیری و تصاویر TM ماهواره لندست ۵ انجام دادند. ایشان در این مطالعه از روش طبقه بندی درختی، ماشین بردار پشتیبان MBACT استفاده نمودند. صحت کلی و ضریب کاپا حاصل از روش طبقه بندی درختی، ماشین بردار پشتیبان MBACT به ترتیب ۱۶/۸۳ و ۸/۰، ۴/۸۸ و ۸۶/۰؛ ۲۱/۸۴ و ۸۱/۰ محاسبه گردید.
۲-۲- تراکم تاج پوشش
الف) مطالعات انجام شده در داخل کشور
شاهبابایی (۱۳۸۳) مطالعه ای را به منظور تهیه نقشههای تیپ و تراکم جنگل در گرگان سنجنده ETM+ ماهواره لندست ۷ انجام دادند. در این مطالعه صحت کلی و ضریب کاپا در تیپ بندی به ترتیب ۶۳ درصد برای طبقات تراکمی به ترتیب نیز ۵۸ درصد و ۴۱/ ۰ گزارش شد.
احمدیثانی (۱۳۸۴)، پژوهشی را بهمنظور بررسی قابلیت تصویر ماهوارهای ASTER برای تهیه تراکم جنگلهای زاگرس در منطقه مریوان واقع در استان کردستان انجام داد. برای تجزیه و تحلیل تصاویرهای ماهوارهای از خوارزمیهای طبقه بندی نظارتشده کمینه فاصله از میانگین، بیشینه احتمال و همچنین روش طبقه بندی فازی استفاده کرد. بهمنظور برآورد صحت نقشههای تراکم به دست آمده از طبقه بندی تصاویر ماهوارهای، واقعیت زمینی برای کل منطقه مورد بررسی با بهره گرفتن از عکسهای هوایی تهیه شد. بالاترین صحت کلی و ضریب کاپا را به ترتیب به میزان ۵/۶۵ و ۵/۴۸ درصد در طبقه بندی چهار کلاسهای، ۵/۶۸ و ۵/۵۱ درصد در طبقه بندی سه کلاسهای با طبقه بندی بیشینه احتمال و با مجموعه شش باندی به دست آمد و نتیجهگیری کلی نشان داد که صحت کلی ۵/۶۸ درصد و ضریب کاپا کلی ۵/۵۱ است.
پرما و شتایی (۱۳۸۹) مطالعهای را به منظور تهیه نقشههای تنوع و تراکم تاج پوشش جنگلهای زاگرس با بهره گرفتن از تصاویر سنجنده ETM+ در جنگلهای قلاجه استان کرمانشاه انجام داد. نتایج حاصل از رگرسیون نشان داد که ترکیب خطی مورد بررسی به عنوان متغیرهای مستقل در مقایسه با دیگر باندها و ترکیبات به کار گرفته شده بهتر میتواند تنوع گونهای درختان و درختچهها را برآورد کند.(R2adj = 327/0). نتایج ایشان نشاندهنده قابلیت نسبتاً کم داده های ETM+ در تهیه نقشه تراکم تاج پوشش و برآورد تنوع گونهای درختی و درختچهای در منطقه مورد بررسی است.
پاکخصال و بنیاد (۱۳۹۰) مطالعه ای را به منظور تعیین تراکم جنگل با بهره گرفتن از مدل FCD در حوزه شفارود گیلان انجام دادند. ایشان در این مطالعه از دادههای سنجنده ETM+ استفاده نمودند. ایشان در این مطالعه از روش حداکثر احتمال برای طبقه بندی استفاده نمودند. نتایج این مطالعه نشان داد داده های این سنجنده با صحت کلی ۷۱ درصد و ضریب کاپای ۶۱/۰ قادر به تفکیک تراکمهای مختلف تاج پوشش میباشد.
حسینی و همکاران (۱۳۹۲) مطالعه ای را به منظور تعیین قابلیت سنجنده LISS IV برای تهیه نقشه تراکم منطقه خواجهکلات انجام دادند. ایشان در این مطالعه از روشهای طبقه بندی حداکثر احتمال و حداقل فاصله استفاده نمودند. نتایج این مطالعه نشان داد داده های این سنجنده با صحت کلی ۷۰ درصد و ضریب کاپای ۴۴/۰ قادر به تفکیک تیپهای جنگل میباشند.
عزیزی و همکاران (۲۰۱۴) مطالعه ای را به منظور تعیین تراکم جنگل با استفاده داده های سنجنده LISS IV انجام داد. ایشان در این مطالعه از روش FCD استفاده نمودند. نتایج این مطالعه نشان داد سنجنده فوق قادر است با صحت کلی ۴/۸۴ درصد و ضریب کاپای ۷۸/۰ جنگلها را از نظر تراکم تفکیک نماید.
ب) مطالعات انجام شده در خارج از کشور
وانگ و همکاران[۷۷] (۱۹۹۸) برای طبقه بندی تراکم جنگل از داده های سنجنده TM و باند PAN ماهواره IRS-1C در جنوب فنلاند استفاده نمودند. صحت کلی و ضریب کاپا در این مطالعه برای طبقه بندی چهار کلاسهای به ترتیب ۲/۷۰ و ۴۶/۰ محاسبه گردید.
امسی ماهان و همکاران[۷۸] (۲۰۰۳) برای تعیین تراکم تاج پوشش در جنوب شرق ایالت آیداهو امریکا با بهره گرفتن از داده های ماهوارهای، دو روش فازی و حداکثر احتمال مقایسه نمودند. در این مطالعه صحت کلی به ترتیب برای روشهای فازی و حداکثر احتمال ۵/۵۰ و ۵/۴۷ محاسبه شد.
ژو و همکاران[۷۹] (۲۰۰۳) در تحقیقی قابلیت داده های ماهوارهای را در برآورد تاج پوشش بلوط در ایالت کالیفرنیا بررسی نمودند. نتایج این مطالعه نشان داد باندهای آبی، قرمز و مادون قرمز دارای قابلیت بالایی در تعیین تراکم تاج پوشش دارند.
بربروگلا و ساتیر[۸۰] (۲۰۰۸) به منظور طبقه بندی تیپهای جنگلی در ترکیه از روشهای طبقه بندی سخت و نرم استفاده نمودند. صحت کلی برای روش طبقه بندی نرم و سخت به ترتیب ۸۰ و ۵۰ محاسبه گردید.
تورنسن و همکاران (۲۰۱۴) مطالعه ای را به منظور طبقه بندی ساختار جنگل با بهره گرفتن از روشهای طبقه بندی رندوم فارست، نزدیکترین همسایه و آنالیز تمایز خطی انجام دادند. صحت کلی به دست آمده در این مطالعه برای روش رندوم فارست و نزدیکترین همسایه ۳۷ درصد و روش آنالیز تمایز خطی ۴۱ درصد محاسبه گردید.
۲-۳- جمعبندی
در اکثر مطالعات انجام شده برای تعیین کاربری و تراکم جنگل از داده های سنجندههایی با قدرت تفکیک متوسط استفاده شده است. علاوه بر این از روشهای طبقه بندی پارامتری (سخت) استفاده شده است. در این مطالعه قابلیت داده های Pleiades و روش طبقه بندی و رگرسیونی درختی برای طبقه بندی داده ها استفاده می شود.
فصل سوم
[دوشنبه 1400-09-29] [ 10:50:00 ق.ظ ]
|