تعیین مقیاس بهینه قطعه بندی در طبقه بندی شیء گرای ابر، با استفاده از تصاویر NOAA/AVHRR (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

شناخت نوع ابر و طبقه بندی ابرها از ابتدایی ترین اصول در اکثر روش های پیش بینی بارش است که در بیشتر مواقع به صورت بصری و با مقایسه تصاویر باندهای مادون قرمز و باندهای مرئی انجام می شود. در این گونه مطالعات تنها از دمای روشنایی ابر و آلبدوی آن برای طبقه بندی ابر استفاده می شود، در صورتی که بافت و شکل ابرها نیز از عوامل تأثیرگذار در تشخیص انواع آنهاست. روش طبقه بندی شیء گرا به علت استفاده از پارامترهای بافت و شکل و نیز دمای روشنایی و آلبدوی ابر، روش مناسبی برای طبقه بندی ابرها به شمار می آید؛ لیکن این روش طبقه بندی، بسیار وابسته به دقت قطعه بندی نیز هست. با توجه به اینکه یکی از فاکتورهای مؤثر بر دقت طبقه بندی همانا مقیاس قطعه بندی است، لذا تعیین مقیاس مناسب قطعه بندی در افزایش دقت طبقه بندی شیء گرا اهمیت فراوان دارد. هدف از ارائه این مقاله نیز تعیین مقیاس مناسب قطعه بندی در طبقه بندی شیء گرای ابر است. در این تحقیق دو تصویر NOAA/AVHRR مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور انجام تحقیق، ابتدا اطلاعات اضافی شامل دمای روشنایی ابر در باند 3 و 4 و ارتفاع ابر از داده های سنجش از دور به منظور استفاده در قطعه بندی تصویر استخراج گردید و از روش دو باندی (مادون قرمز و مرئی) برای انتخاب نواحی آموزشی استفاده شد. سپس تأثیرات منفی خطاهای قطعه بندی بر دقت طبقه بندی شیء گرای ابر از طریق بسط روش محاسباتی تعیین گردید و دقت قطعه بندی کمّی سازی شد. در این مرحله ارزیابی به وسیله کمّی سازی تأثیرات کلی خطاها، با توجه به معیارها و واحدها در 25 مقیاس قطعه بندی صورت پذیرفت تا مقیاس مناسب برای قطعه بندی ابر به دست آید. نتایج نشان داد که نخست، دقت قطعه بندی ابر با افزایش مقیاس قطعه بندی کاهش می یابد؛ و دوّم، تأثیرات منفی خطاهای قطعه بندی کمتر از حد مناسب در قطعه بندی ابر در مقیاس های بزرگ، به صورت کاملاً محسوس بزرگ می شوند. همچنین دقت های قطعه بندی بالا لزوماً منجر به دقت های بالای طبقه بندی شیء گرا در طبقه بندی ابر نمی شوند، اما دقت های پایین قطعه بندی منجر به دقت های پایین طبقه بندی می شوند. با توجه به این مورد، بهترین مقیاس برای قطعه بندی ابر، مقیاس 50 تعیین گردید که منجر به دقت کلی 5/90 درصد در طبقه بندی شیء گرای ابر شد.