دانلود پایان نامه درمورد نقطه مرکز، کاربری اراضی، برداشت داده

دانلود پایان نامه ارشد

در منطقه است که براي بررسي پوشش گياهي امري ضروري است. ديگر موارد مورد استفاده عبارتند از:
1. نقشه هاي رقومي توپوگرافي 1:50000 سازمان نقشه برداري کشور جهت بررسيهاي ميداني و پيش پردازش داده ها
2. GPS84 مدل گارمين، به منظور تعيين مختصات نقاط نمونه برداري
3. نرم افزارERDAS imagine,9.2 و ديگر نرم افزار هاي آناليز تصوير همانند IDRISI taiga,16 جهت تفسير داده هاي ماهواره اي، نرم افزار هاي آماري و نرم افزارهاي GIS اي جهت تلفيق داده ها و تنظيم نقشه هاي نهايي
3-3- روش انجام مطالعات ميداني
3-3-1- جمع آوري داده هاي ميداني
پيش از جمع آوري داده هاي ميداني به منظور شناسايي و بررسي، عوارض و پديده هاي منطقه ازجمله اراضي مرتعي، اراضي کشاورزي، تاکستانها، مناطق مسکوني-صنعتي، زمينهاي حاوي رس، معادن آهن منطقه مطالعاتي مورد بازديد قرار گرفت. روش اصلي بررسي هاي ميداني روش “نمونه برداري تصادفي طبقه بندي شده” انتخاب گرديد. در منطقه مورد مطالعه کاربريهاي اراضي مختلف به گروههايي طبقه بندي شد و با قرار گرفتن در داخل هر گروه، نمونه برداري تصادفي صورت گرفت و مختصات نقاط با استفاده از GPS ثبت گرديد. براي انجام کارهاي ميداني در اواخر خرداد ماه و اوايل تيرماه 1391 انجام پذيرفت. با انتخاب کوادرات با سطح مناسب، اطلاعات دقيق از پوشش گياهي ثبت گرديد. بطوريکه ابتدا مناطق همگن، با توجه به پوشش گياهي، خصوصيات سطحي خاک، ميزان سنگ و سنگريزه، ارتفاع و شيب منطقه، زمين شناسي و رخسارههاي ژئومورفولوژي، نوع کاربري اراضي و… تعيين گرديد. سپس به صورت تصادفي يک نقطه داخل اين منطقه همگن انتخاب و نمونه برداري شد. در داخل طبقات مختلف، به صورت تصادفي نمونه برداري انجام گرديد. پس از تعيين نقطه شروع نمونه برداري تصادفي، اين نقطه مرکز دايرهاي به شعاع حدود 20 متر منظور و در پيرامون اين دايره، کوادرات هاي 10*10=100 متر مربعي جهت بررسي پوشش گياهي منطقه قرار مورد استفاده گرفت. اين مساحت 100 متر مربعي حدود 3*3 يعني 9 پيکسل تصوير ETM+ را در بر ميگيرد [12،15،56]. براي کم کردن خطاي آزمايش، در هر طبقه همگن، کوادرات مذکور 10 مرتبه تکرار شد تا اطلاعات جمع آوري شده به ميانگين واقعيت زميني نزديک تر باشد شکل (3-6). در نهايت 75 نقطه زميني برداشت شد که شامل 750 پلات 100 متر مربعي ميشود که در مجموع تعداد 10*75=750 کوادرات اجرا گرديد.
در داخل هر کوادرات نيز درصد پوشش کل گونهها تخمين زده شد و در فرم مخصوص عمليات ميداني يادداشت گرديد مختصات نقطه نمونهبرداري شده با استفاده از دستگاه GPS مدل گارمين تعيين و برحسب UTM، همچنين ارتفاع از سطح درياي آزاد يادداشت گرديد. جدول(3-1) نمونه فرم جمع آوري اطلاعات ميداني را نشان ميدهد. علاوه بر نمونه برداري، مختصات بعضي از نقاط مانند مناطق صنعتي و مسکوني، معادن رس و کارخانههاي آجرپزي، معادن سنگ آهن، صخرهها، جنگل هايدست کاشت، اراضي حاوي آهن، مزارع، تاکستان و باغات مخلوط عوارض شاخص ديگر، جهت بررسي آنها روي تصاوير ETM+ جمع آوري و يادداشت شد. در مجموع تعداد 140. نقطه در صحرا بررسي و مختصات جغرافيايي آنها توسط GPS تعيين گرديد که از اين تعداد براي 75 نقطه، نمونه برداري پوشش گياهي انجام گرفت و وضعيت گون زارها تعيين گرديد. شکل 3- 7 نمودار مراحل مختلف تحقیق را نشان میدهد.

شکل-3-6- نمايه شماتيک از نحوه برداشت داده هاي صحرايي و موقعيت پلاتها و GPS

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
شماره………. نام آماربردار: نام همراه: تاريخ: نام نقشه 1:50000
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ارتفاع منطقه: طول جغرافيايي: عرض جغرافيايي
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
موقعيت منطقه: نوع کاربري:
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
شماره کوادرات
نام علمي گياهان
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
جدول3-1- فرم جمع آوري اطلاعات صحرايي منطقه
*اعداد ياداشت شده در داخل هر کوادرات، پوشش گياهي گونه غالب اول و دوم برحسب متر مربع مي باشد.

شکل 3-7- نمودار مراحل مختلف تحقیق

3-4- پردازش و پيش پردازش داده هاي ماهواره اي
3-4-1- تصحيح هندسي و زمين مرجع نمودن تصاوير
تصاوير مورد استفاده در اين مطالعه تصاوير سنجنده ي ETM+ است. براي استفاده از داده ماهواره اي، بررسي کيفيت داده براي ابرناکي، نوارشدگي، نويزهاي اتفاقي و… بررسي شد که داده مشکلي از اين نظر نداشت. بنابراين انجام ساير تصحيحات اجرا نشد ولي تصحيحات هندسي براي زمين مرجع نمودن داده ها اعمال گرديد. جهت تصحيحات هندسي از ثبت داده ها به نقشه هاي رقومي توپوگرافي 1:50000 سازمان نقشه برداري کشور استفاده گرديد. به اين ترتيب که ابتدا ترکيب رنگي کاذب از باندهاي 30 متري به صورتRGB جهت وضوع بيشتر عوارض بر روي آن اعمال گرديد. سپس نقاط مشترک بين اين تصوير و نقشههاي در دسترس، تعداد 30 نقطه کنترل زميني با مختصات UTM در محل تقاطع جاده ها و محل عوارض اصلي چون شهرها و عوارض قابل تشخيص ديگر انتخاب شد. با بررسي RMSe به دست آمده، نقاطي که داراي خطاي بالايي بودند حذف و نهايتاً تطابق هندسي با 28 نقطه کنترل زميني و با اعمال روش نزديک ترين همسايه و مدل هندسي چند جمله اي درجه 1 ثبت به نقشه صورت گرفت.
3-5-2- جداسازي منطقه مورد مطالعه بر روي تصوير
برش تصوير پس از اعمال تصحيح هندسي بر روي تصوير منطقه مورد مطالعه صورت گرفت و براساس مختصات جغرافيايي منطقه مورد مطالعه در سيستم UTM با استفاده از عملگر Subset Image در نرم افزار ERDAS با مساحتي در حدود 70000 هکتار و محدوده اي به عرض جغرافيايي380297-326579 و طول جغرافيايي3780229-295879 از تصوير جدا شد.
3-4-3- استخراج اطلاعات رقومي
جهت استخراج اطلاعات داده هاي ماهواره اي مربوط به نقاط نمونه برداري زميني به شرح ذيل صورت گرفت:
براي تعيين رابطه تاج پوشش گياهي با دادههاي ماهوارهاي، ابتدا يک لايه وکتوري با توجه به مختصات نقاط نمونه برداري شده صحرايي ساخته شد و به صورت يک لايه بر روي تصوير خام که فقط پيش پردازشهاي تصوير روي آن انجام گرفته، قرار داده شد. همچنين براي استخراج داده از ديگر تصويرهاي آناليز شده هم با استفاده از همين لايه وکتوري استفاده شد. با توجه به روش نمونه برداري که قبلاً توضيح داده شد هر محل نمونه برداري مساحت حدود 9 پيکسل سنجنده را در بر مي گيرد. به اين منظور فيلتر 3*3 روي تصاوير اعمال شد و هر تصوير با فايل رستري معرف نقاط نمونه برداريCROSS داده شد. در جداول حاصلDN هر تصوير در محل مرکز نمونه برداري تعيين و ارزش پيکسل هر نقطه وارد اکسل گرديد. که در مراحل بعدي تشخيص پديده ها و تعيين و محاسبه مدل ها به کار گرفته شد. ميانگين درصد تاج پوشش گياهي در 10 کوادرات هر سري پلات، بعنوان درصد پوشش گياهي به نقطه مرکزي پلات ها اختصاص يافت و به هر پيکسل کد و درصد پوشش گياهي اختصاص يافت [32،44].

3-4-5- بارزسازي تصاوير
3-4-5-الف- تعيين بهترين ترکيب باندي براي تصاوير رنگي کاذب و طبقه بندي
به منظور تعيين بهترين ترکيب باندي در ساخت تصاوير رنگي و طبقه بندي رقومي از شاخص مطلوبيت استفاده شد.
رابطه2-1، تعداد ترکيب هاي سه تايي حاصل از باند هاي ماهواره مورد استفاده را محاسبه کرديم.
در اين مطالعه اين شاخص براي 6 باند سنجندهي ETM+ بدون باند PAN و باندهاي گرمائي محاسبه و براي تهيه تصاوير کاذب رنگي به کار رفت. که مجموعاً 20 ترکيب باندي 3 تائي از آن استخراج شد.

رابطه(3-1)
با توجه به واريانس و همبستگي بين باندهاي مختلف و نرم افزارIDRISI taiga و با استفاده از رابطه (3-2)OIF محاسبه گرديد و مقدار شاخص مطلوبيت ترکيبات مختلف اولويت بندي شد، با توجه به اين شاخص بهترين ترکيب باندي انتخاب گرديد.
رابطه (3-2)
3-4-5-ب- آناليز مؤلفه هاي اصلي
آناليز مؤلفه هاي اصلي با استفاده از 6 باند غير گرمائي و پانکروماتيک سنجنده، انجام و خروجي هاي آن براي آناليز هاي بعدي وارد مدل گرديد. اين آناليز بر روي تصوير FCC نيز اعمال گرديد. مؤلفههاي حاصل از اين آزمون به عنوان باند هاي مصنوعي در تهيه نقشه کاربري اراضي مورد استفاده قرار گرفت. و تشخيص عوارض مختلف سطح زمين تفکيک شدند.
3-4-5-ج- فيوژن تصاوير
تصاوير ETM+ مورد استفاده، داراي دقت زميني با اندازه پيکسل 5/28*5/28 متر براي باند هاي 1 تا 5 و باند 7 است و باند پانکروماتيک داراي پيکسلهاي 15*15 متر ميباشد. در اين تحقيق تصوير بدست آمده پس از تصحيح هندسي و، در سيستم مختصات جغرافیایی دوباره سازي شد. با استفاده از الگوريتم نزديک ترين همسايه توسط عملگرBrovey Transform در نرم افزار ERDAS، فيوژن تصويرصورت پذيرفت که در نهايت دقت باندهاي تصوير با قدرت تفکيک مکاني 15 متر تبديل گرديد.
3-4-5-د- تعديل هيستوگرام
بارزسازي طيفي تصاوير جهت ارتقا کيفيت تصاوير و تفسیر چشمی و بصری بهتر در طبقه بندی کاربری اراضی استفاده ميشود. در اين تحقيق جهت بهبود بخشيدن وضوح تصوير از روش توازن هيستوگرام استفاده شد. در اين روش توزيع پيکسلها براساس فراواني آنها صورت ميگيرد.

3-5- طبقه بندی تصاویر
در اين مطالعه با توجه به تنوع کاربري هاي موجود و همچنين شباهت زياد در اين کاربري ها از روش هاي مختلفي براي جدا سازي لايه هاي مختلف کاربري هاي اراضي استفاده گرديد.
3-5-1- طبقه بندي نظارت شده
با توجه به اطلاعات زميني و نقاط ثبت شده توسط GPS در مطالعات ميداني و همچنين نتيجه آناليز طبقه بندي نظارت نشده، نمونه هاي تعليمي تهيه گرديد به نحوي که نماينده ي مناسبي از کاربري ها باشند. سپس اقدام به طبقه بندي نظارت شده با روشهاي مختلف و ترکيبات باندي متفاوت شد که هرکدام از اين روش ها در جدا سازي يک يا چند لايه کاربرد داشت. براي طبقه بندي و ايجاد اين لايه هاي اطلاعاتي از الگوريتم حداکثر احتمال استفاده شد.
3-5-2- طبقه بندي نظارت نشده
طبقه بندي نظارت نشده با استفاده از الگوريتم خوشه بندي85 وداده هاي هم ارزش86 گرديد. جهت انجام طبقه بندي نظارت نشده از 6 باند سنجنده ETM+ استفاده گرديد. به اين ترتيب که ترکيب 3 باندي براي نرم افزار IDRISI taiga,16 معرفي و براساس آن نقشه کاربري اراضي در 16 کلاس شناسايي شد.
3-5-3- طبقه بندي ترکيبي(هيبريد87)
باتوجه به شباهت بازتاب کاربريهاي مختلف، تداخلي در طبقات حاصل از مراحل طبقه بندي وجود داشت که جهت بالا بردن دقت طبقات، از روش طبقه بندي هيبريد استفاده شد. در اين روش با استفاده از تصاوير کاذب رنگي حاصل از باندهاي اصلي، آناليز مؤلفه اصلي، شاخصهاي پوشش گياهي و داده هاي تعليمي برداشت شده کاربريها تعيين گرديد.
3-6- تهيه نقشه کاربري اراضي
براي تهيه نقشه کاربري اراضي از طبقه بندي نظارت شده با تکنيک حداکثر احتمال استفاده شد. نمونههاي تعليمي براي کاربريهاي زراعت آبي، تاکستان ها، زراعت ديم، ، فضاي سبز شهري ، مسيل، مراتع و ديم زارهاي رهاشده، اراضي دست خورده، معادن رس، معادن آهن، اراضي حاوي آهن، کوه، رخنمون سنگي، سايه رخنمون سنگي، خطوط ترابري، مناطق مسکوني و صنعتي توليد شد. در تصوير لايه اراضي حاوي آهن، اراضي دست خورده، زراعت آبي، تاکستان ها . باغات مخلوط، زراعت ديم به خوبي تفکيک شدند

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد رایگان درمورد عدم تقارن اطلاعات، حقوق صاحبان سهام، صاحبان سهام Next Entries دانلود پایان نامه درمورد کاربری اراضی، تصاویر ماهواره ای