تصاویر ماهواره ای چندزمانه

در تحقیق حاضر روش نرمال سازی خودکاری برمبنای رگرسیون با استفاده از پیکسل های تغییرنیافته، مدل سازی هیستوگرام تصویر هدف و محاسبه ضرایب تبدیل خطی برای دسته های مختلف پیکسل ها از لحاظ درجات روشنایی در هر باند، ارائه شده است. در مرحله تعیین پیکسل های تغییرنیافته، روش جدیدی معرفی شده است که این مرحله را به صورت خودکار انجام می دهد و صحت بالایی نیز دارد. در مرحله دسته بندی پیکسل ها نیز براساس درجات روشنایی، روش جدیدی پیشنهاد شده است که تعداد و بازه های لازم برای دسته بندی را به طور خودکار و جداگانه براساس اطلاعات هیستوگرام تصویر هدف، برای هر باند تعیین می کند تا تأثیرات مختلف اتمسفر و سایر عوامل را روی درجات خاکستری مختلف مدل کند. ایده مورد نظر روی دو تصویر سنجنده TM پیاده سازی شد. نتایج ارزیابی نشان داد در صورتی که از روش پیشنهادی در مرحله تعیین خودکار پیکسل های تغییرنیافته استفاده شود، صحت کلی آشکارسازی تغییرات از 15/95 درصد به 14/96 درصد در مقایسه با روش های متداول بهبود می یابد و همچنین خطای کمترین مربعات نرمال سازی، در مقایسه با حالتی که برای کل تصویر از یک برازش خطی استفاده شود، در باندهای 1، 2، 3، 4، 5 و 7 به ترتیب 44/26، 13/50، 54/38، 27/5، 75/3 و 31/3 و در مقایسه با حالتی که از مقادیر پیش فرض برای دسته بندی پیکسل ها براساس درجات خاکستری و برازش جداگانه خطی برای هر دسته استفاده شود، به ترتیب 82/30، 9/45، 53/30، 19/4، 82/2 و 32/0 کاهش می یابد.

رشد و توسعه فیزیکی شهرهای مرزی با توجه به ساختارهای دفاعی و امنیتی، مهاجرت و حرکات جمعیتی، زیرساخت های ارتباطی و حمل و نقل، مدیریت شهری، منابع معیشتی، تنوع آداب و رسوم فرهنگی و ... تحت تأثیر ارتباطات داخلی و خارجی طی سال های مختلف دچار تغییر و تحولاتی شده است.هدف اصلی این تحقیق مقایسه تطبیقی توسعه فیزیکی شهرهای مرزی شرق و غرب کشور با مطالعه موردی شهرهای زابل و پیرانشهر می باشد.بدین منظور تصاویر سنجنده هایETM، TIRS و OLI ماهواره لندست5، 7 و 8 در بازه زمانی 1394-1365 انتخاب گردیده و مدل های هلدرن و آنتروپی شانون مورد استفاده قرار قرار گرفتند. پس از زمین مرجع کردن تصاویر، با روش فازی به طبقه بندی تغییرات توسعه پرداخته شده و با استفاده از روش ترکیبی زنجیره های مارکوف و سلول های خودکار گستردگی شهری برای سال 1409 پیش بینی شده است. نتایج نشان می دهد که طی 29 سال مورد مطالعه، در شهر زابل اراضی ساخته شده از 10/2578 هکتار در سال 1365 به 92/3419 هکتار در سال 1394، و در شهر پیرانشهر از 10/612 هکتار در سال 5631 به 90/1785هکتار در سال 1394رسیده است. در شهر زابل طی این مدت بیشترین تغییرات کاربری، در اراضی کشاورزی با 76/58درصد و کمترین تغییرات در باغات با 42/0 درصد صورت گرفته است. در شهر پیرانشهر بیشترین میزان تغییرات کاربری، در اراضی کشاورزی با 88/67 درصد و کمترین تغییرات در اراضی بایر با 16/2 درصد بوده است. براساس مدل آنتروپی نشان داده شده است که طی29 سال اخیر، گسترش فیزیکی شهرها، باز هم به صورت پراکنده و غیرمتراکم در حال رشد بوده است. اما از میزان بی قوارگی نسبت به سال 1365 در شهر پیرانشهر کاسته شده است.همچنین در فاصله ی سال های 1394- 1365 حدود 85 درصد از رشد فیزیکی شهر زابل، مربوط به رشد جمعیت و 15 درصد رشد شهر مربوط به رشد افقی و اسپرال شهر بوده در حالی که در شهر پیرانشهر طی سال های مذکور با توجه به منفی شدن سرانه ناخالص، تمام رشد فیزیکی شهر حاصل از رشد جمعیت بوده است. پیش بینی می گردد که طی این 15 سال در شهر زابل با توجه به جمعیت پیش بینی شده، 49/364 هکتار و در شهر پیرانشهر 15/94 هکتار به اراضی ساخته شده شهری اضافه خواهد شد.مقایسه تطبیقی شهرها با توجه به رشد جمعیت، توسعه نامتوازن شهرها را در پی داشته که نیازمند هدایت، رشد و توسعه شهرها با برنامه های مطلوب و مناسب می باشد.

آشکارسازی صحیح و آنی تغییرات پوشش و کاربری اراضی از موضوعات مهم حوزة برنامه ریزی و مدیریت اراضی به شمار می آید. یکی از روش های متداول شناسایی تغییرات، آنالیز تصاویر سنجش از دوری با تکنیک هایی نظیر حد آستانه گذاری تصویر اختلاف است. روش های متداول حد آستانه گذاری، عموماً مبتنی بر جست وجوی فراگیر و مستلزم صرف هزینة محاسباتی بالایی هستند. از طرفی، ماهیت تک بعدی آنها سبب می شود تا در حل مسائل چندبعدی همچون حد آستانه گذاری تصاویر چندطیفی سنجش از دوری زمان محاسبات به طور نمایی افزایش یابد. راهکار پیشنهادی این پژوهش برای کاهش زمان محاسبات تکنیک های متداول حد آستانه گذاری، استفاده از الگوریتم بهینه سازی توده ذرات است که تکنیک سریع و کارآمدی را برای شناسایی تغییرات معرفی می کند. روش پیشنهادی همراه با چندین روش متداول حد آستانه گذاری روی دو سری دادة تصاویر دوزمانة سنجنده TM پیاده سازی شد. برای ارزیابی قابلیت تکنیک ارائه شده در این پژوهش از سه پارامتر زمان محاسبات، صحت آشکارسازی تغییرات و پایداری الگوریتم در برآورد حد آستانة بهینه استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی ضمن حفظ صحت آشکارسازی تغییرات، سبب کاهش زمان محاسبات در حدود 15 درصد و 98 درصد در مقایسه با دو تکنیک حد آستانه گذاری OTSU و کمینه سازی مجموع واریانس داخل کلاسی شده است. همچنین با مقایسة مقادیر جدول توزیع نرمال استاندارد با آمارة آزمون برآوردشده، ثبات الگوریتم پیشنهادی در برآورد حد آستانة بهینه در سطح اطمینان 90 درصد پذیرفته شد. نتایج حاصل از تحقیق بیانگر قابلیت بالای تکنیک پیشنهادی در حد آستانه گذاری سریع، پایدار و کارآمد تصویر اختلاف به منظور آشکارسازی خودکار و نظارت نشدة تغییرات در تصاویر ماهواره ای چندزمانه است.