سار تمام پولاریمتریک

تفکیک سطوح نفوذناپذیر در مناطق شهری و بررسی روند تغییرات آن، اهمیت بسیاری دارد؛ زیرا امروزه این مقوله شاخصی از گسترش شهر به شمار می آید. سطوح نفوذناپذیر در مناطق شهری، شامل مناطق مسکونی، مناطق تجاری و صنعتی، پارکینگ ها و سطح معابر و شبکه خیابان هاست. انواع سطوح نفوذناپذیر و تنوع بسیار آن ها از نظر شکل، اندازه و مواد تشکیل دهنده سبب پیچیدگی تفکیک این سطوح در مناطق شهری می شود. در این پژوهش از تصویر سار تمام پولاریمتریک سنجنده آلوس/ پالسار برای تشخیص سطوح نفوذناپذیر در سطح شهر تهران استفاده شده است. کارایی شاخص های راداری مختلف و ترکیب دوگانه باندهای پولاریمتریک در تفکیک سطوح نفوذناپذیر از سایر کلاس های متفاوت پوشش زمین، ارزیابی شده است. برای شناسایی کلاس های پوشش زمین از الگوریتم طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. براساس نتایج پژوهش، استفاده از شاخص های راداری همراه با تمام باندهای پولاریمتریک، سبب استخراج انواع سطوح نفوذناپذیر با صحت 95 درصد می شود. همچنین در صورت استفاده از دو باند پولاریمتریک با قطب عمودی اش به همراه شاخص های راداری، صحت طبقه بندی 90 درصد است. براساس یافته های این پژوهش، تصاویر سار جایگزین مناسبی برای تصاویر نوری در تفکیک سطوح نفوذناپذیر شهری هستند. همچنین در صورت دسترسی نداشتن به تصاویر تمام پولاریمتریک، استفاده از دو باند پولاریمتریک به همراه شاخص های راداری، برای استخراج سطوح نفوذناپذیر در مناطق پیچیده شهری مناسب است.

در تصاویر سار تمام پولاریمتریک، امکان شناسایی و تشخیص اهداف برمبنای خصوصیات پولاریمتریک آن ها وجود دارد. بااین حال، به دلیل پیچیدگی های سنجنده، بیشتر سنجنده های سار در حالت دوپولاریمتریک فعالیت می کنند و فراوانی داده های دوپولاریمتریک بسیار بیشتر از داده های تمام پولاریمتریک است. در این تحقیق، میزان کارآیی مؤلفه های پولاریمتریک استخراج شده از حالت دوقطبی با حالت تمام پولاریمتریک مقایسه شده اند. بدین منظور، مؤلفه های آلفا و انتروپی در سه حالت HH-HV ، HH-VV، HV-VV و تمام پولاریمتریک محاسبه شده است. با هدف بررسی دقیق تر، مقادیر آلفا و انتروپی به تفکیک کلاس های پوشش زمین استخراج شده اند. مقایسه مقادیر خطای مطلق میانگین بین مقادیر آلفا در حالت تمام پولاریمتریک با مقادیر حالت دوپولاریمتریک نشان می دهد که بین حالت HH-HV، با حالت تمام پولاریمتریک، کمترین خطا وجود دارد و بیشترین خطا به حالت HH-VV متعلق است. میزان خطا بین مقادیر انتروپی حالت تمام پولاریمتریک و حالت HH-HV، HH-VV و HV-VV، به ترتیب، برابر 06/0 و 22/0 و 17/0 است. بر این اساس، حالت دوپولاریمتریک HH-HV بیشترین انطباق را با حالت تمام پولاریمتریک دارد و ترکیب باندهای هم قطب HH-VV کمترین انطباق را با حالت تمام پولاریمتریک داراست. در بین کلاس های متفاوت پوشش اراضی، مقادیر آلفای کلاس آب در حالت HH-HV بیشترین نزدیکی را با حالت تمام پولاریمتریک دارد. بین مقادیر انتروپی کلاس های متفاوت پوشش زمین در حالت HH-HV با حالت تمام پولاریمتریک، اختلاف معناداری وجود ندارد. براساس یافته های این تحقیق، نتیجه گیری می شود که ترکیب HH-HV به حالت تمام پولاریمتریک نزدیک تر است.