ارائة روشی جهت شناسایی تغییرات در زمین‌های کشاورزی، با استفاده از الگوریتم‌‌های شیءگرا و ترکیب رنگی لایه‌ها در تصاویر چندزمانه

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشیار گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

3 استاد گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

در این تحقیق، طرح روشی مناسب جهت شناسایی تغییرات در زمین‌های کشاورزی، با استفادة هم‌زمان از روش شیء‌گرا و روش ترکیب رنگی به‌صورت نظارت‌شده، بررسی شده است. بدین‌منظور، از تصاویر چندزمانة سنجنده‌های 7Landsat استفاده شده است. درواقع در این روش، برخلاف روش‌های رایج که تصاویر با هم مقایسه می‌شوند و سپس تغییرات شناسایی می‌شود، برای شناسایی تغییرات از ترکیب تصاویر و درنتیجه، آشکارشدن تغییرات با رنگ‌هایی متفاوت با رنگ اولیه استفاده شده و مقایسه‌ای جداگانه صورت نگرفته است. ایدة اصلی عرضة روشی شیءگراست که در آن، با استفاده از دو تصویر، یک تصویر هم‌مرجع‌شدة چندزمانه، شامل کل لایه‌های دو تصویر، تهیه شده است. سپس با انتخاب پارامترهای مناسب قطعه‌بندی، تک‌تصویر ایجادشده قطعه‌بندی و پس از آن، با استفادة هم‌زمان از روش ترکیب رنگی و روش‌های طبقه‌بندی شیء‌گرا، به نواحی تغییریافته و تغییرنیافته طبقه‌بندی شده است. درواقع، روش ترکیب رنگی با ایجاد نواحی رنگی متفاوت با تصاویر اولیه، قطعه‌های تغییریافته را به‌صورت بصری مشخص می‌کند و با انتخاب چند نمونه از آن قطعه‌ها از سوی کاربر خبره، با اعمال طبقه‌بندی شی‌ءگرا، این قطعه‌ها در کل تصویر شناسایی می‌شوند. درنهایت، با انتخاب نمونه‌های آموزشی فقط از یک تصویر، نواحی برچسب‌خورده و نواحی تغییریافتة نهایی به‌دست آمده است. نتایج بیانگر آن است که این روش به‌علت استفاده از اطلاعات مکانی افزون‌بر اطلاعات طیفی، از جهت کاهش نمونه‌های آموزشی، افزایش دقت (تقریباً 3٪) و افزایش درصد اطمینانِ طبقه‌بندی بر روش‌های معمولی شناسایی تغییرات، که از مقایسة دو تصویر چندزمانه استفاده می‌کنند، برتری دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Change Detection at an Agricultural Areas Using Georeferenced Multi-Temporal Image Based on Object Based Method and Color Fusion

نویسندگان [English]

  • F Mahmoudi 1
  • M Mokhtarzadeh 2
  • M.J Valadan Zouj 3
1 M.Sc. of Photogrammetry and Remote Sensing, K.N. Toosi University
2 Associate Prof., Dep. of Photogrammetry and Remote Sensing, K.N. Toosi University
3 Prof. of Photogrammetry and Remote Sensing Dep., K.N. Toosi University
چکیده [English]

This research studies the suitable process of change detection at at an Agricultural areas by focusing on object based method and color fusion. In order to obtain this goal, it is benefit from Landsat7 images. The main idea of offering object based method is a modern algorithm i.e. Double-layer image are combined and An image of the entire layer is formed. Then by selecting suitable parameters a single image is separated in to several parts and by color fusion and object based classification method the changed and unchanged parts are classified. In fact, color fusion is determined by creating different color areas with elementary images that determines changed parts on visual basics and then by using object based classification method and selecting some parts by the user, the total parts of image is determined. Finally, by selecting training samples only one part of image is labeled and its classification is determined and the ultimate map of changes is obtained. Results show that this method is suitable for reducing training samples, increasing exactness (3%-2.5%), speed and increasing information for classification of spatial information and structure and in addition to spectral information it is better than ordinary methods of change detection from comparing 2 multi-temporal images.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Change detection
  • Supervised classification
  • Object based classification method
  • Color fusion

مراجع

  1. حاج احمدی، س.، 1392، به‌کارگیری توأمان تصاویر ماهواره‌ای و نقشه‌های رقومی موجود به‌منظور تهیة نقشة تغییرات در مناطق شهری، پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکدة مهندسی نقشه‌برداری (ژئودزی و ژئوماتیک).
  2. هداوند، ا.، 1390، استفاده از روش‌های شیءگرا در طبقه‌بندی تصاویر ابرطیفی، پایان‌نامة کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکدة مهندسی نقشه‌برداری (ژئودزی و ژئوماتیک).
  3. Blaschke, T., 2009, Object Based Image Analysis for Remote Sensing, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Journal homepage: www.elsevier.com/ locate/ isprsjprs, PP.10–21.
  4. Burges, C., 1998, A Tutorial on Support Vector Machines for Pattern Recognition, In: Data Mining and Knowledge Discovery, Vol. 2, PP. 121–167.
  5. Cacdac, J., 1998 Application of Change Detection Algorithms for Mine Environmental Monitoring. HYPERLINK "http://www.gisdevelopment.net/aars/acrs/1998/ts9006, shtml"
  6. Chen, G., Hay, G.J., Carvalho, L.M.T. & Wulder, M.A., 2012, Object-Based Change Detection, International Journal of Remote Sensing, Vol. 33, No. 14, PP. 4434–4457.
  7. Chen, M., Su, W., Li, L., Zhang, C., Yue, A. & Li, H., 2009, Comparison of Pixel-Based and Object Oriented Knowledge-Based Classification Methods Using SPOT5 Imagery, Wseas Transactions on Information Science and Applications, ISSN: 1790-0832, PP. 477–489.
  8. Cleve, C., Kelly, M., Kearns, F.R. & Moritz, M., 2008, Classification of the Wildland–Urban Interface: A Comparison of Pixel and Object-Based Classifications Using High-Resolution Aerial Photography Computers, Environment and Urban Systems, 32, 317–326.
  9. Doxani, D., Karantzalos, K. & Tsakiri- Strati, M., 2012, Monitoring Urban Changes Based on Scale-Space Filtering and Object-Oriented Classification, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 15, PP. 38–48.
  10. Gamal, L. & Taha, E.L., 2014, Assessment of Urbanization Encroachment over Al-Monib Island Using Fuzzy Post Classification Comparison and Urbanization Metrics, The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences, PP. 135– 147.
  11. Gao, Y., Mas, J.F & Navarrete, A., 2009, The Improvement of an Object-Oriented Classification Using Multi-Temporal MODIS EVI Satellite Data, International Journal of Digital Earth, Vol. 2, Issue 3, September 2009 , PP. 219–236.
  12. Gomez-Chova, L., Camps-Valls, G., Mu Noz-Mar, J. & Calpe, J., 2007, Semisupervised Image Classification with Laplacian Support Vector Machines, IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, Vol. XX, No. Y, 1–5.
  13. Guo, B., Gunn, S.R., Damper, R.I. & Nelson, J.D.B., 2008, Customizing Kernel Functions for SVM-Based Hyperspectral Image Classification, IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 17, No. 4, PP. 622–629.
  14. Hao, M., Zhang, H., Li, Z. & Chen, B., 2017, Unsupervised Change Detection Using a Novel Fuzzy C-Means Clustering Simultaneously Incorporating Local and Global Information, Multimedia Tools and Applications, PP. 118.
  15. Janalipour, M. & Mohammadzadeh, A., 2016, Building Damage Detection Using Object-Based Image Analysis and ANFIS from High-Resolution Image (Case Study: BAM Earthquake, Iran), IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 9(5), PP. 1937–1945.
  16. Janalipour, M. & Taleai, M., 2017, Building Change Detection after Earthquake Using Multi Criteria Decision Analysis Based on Extracted Information from High Spatial Resolution Satellite Image, International Journal of Remote Sensing, Vol. 38, PP. 82–99.
  17. Li, X. & Yeh, A.G.O., 1998, Principal Component Analysis of Stacked Multi-Temporal Images for the Monitoring of Rapid Urban Expansion in the Pearl River Delta, International Journal of Remote Sensing, 19, 1501–1518.
  18. Mahesh Pal, 2005, Multiclass Approaches for Support Vector Machine Based Land Cover Classification, MapIndia 2005 Conference, 1–16.
  19. Malila, W.A., 1980, Change Vector Analysis: An Approach for Detecting Forest Changes with Landsat, In: LARS Symposia, P. 385.
  20. Martinez, J.A., Martha, T.R., Kerle, N., van Westen, C.J., Jetten, V.G. & Kumar, K.V., 2012, Object-Oriented Analysis of Multi-Temporal Panchromatic Images for Creation of Historical Landslide Inventories, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 67, PP. 105–119.
  21. Navulur, K., 2007, Multispectral Image Analysis Using the Object-Oriented Paradigm, United States of America, CRC Press.
  22. Singh, A., 1989, Digital Change Detection Techniques Using Remotely-Sensed Data, Int. J. Remote Sensing, 10, 989–1003.
  23. Weismiller, R.A., Kristof, S.J., Scholz, D.K., Anuta, P.E., & Momin, S.A., 1977, Change Detection in Coastal Zone Environment, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 43, 1533–1539.
  24. Ye, S., Chen, D., Yu, J., 2016, A Targeted Change Detection Procedure by Combining Change Vector Analysis and Post Classification Approach, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, PP. 115–124.
  25. Zhigao, Y., Qianqing, Q. & Qifeng, Z., 2006, Change Detection in High Spatial Resolution Images Based on Support Vector Machine, In: IEEE International Symposium on Geoscience and Remote Sensing, PP. 225–228.
نشریه سنجش از دور و GIS ایران
دوره 9، شماره 3 - شماره پیاپی 3
اردیبهشت 1396
صفحه 1-14

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار