پهنه بندی درصد سوختگی برگ تاج پوشش درختی با استفاده از تصاویر پهپاد و سنتینل ۲ در پارک جنگلی دلند استان گلستان

سابقه و هدف: جنگل ها در معرض آشفتگی های فراوان قرار دارند که سلامت آن ها را تحت تاثیر قرار می دهند. یکی از این آشفتگی ها، تنش سوختگی برگ درختان است که معمولا در تابستان های بسیار گرم اتفاق می افتد و عموما باعث ضعف و درنهایت خشک شدن درختان در درازمدت شود. لذا شناسایی و رصد گسترش سطح آن از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از روش های شناسایی آن، استفاده از داده های سنجش ازدور به عنوان یکی از منابع اطلاعاتی مهم می باشد. تصاویر پهپادی به دلیل برداشت های سریع و در زمان های دلخواه یکی از گزینه های مناسب می باشد ولی دارای محدودیت هایی نظیر سطح برداشتی و محدوده های طیفی حس گرها می باشند. استفاده تلفیقی از تصاویر پهپاد و تصاویر ماهواره ای با سطح برداشتی زیاد می تواند در شناسایی و تهیه نقشه وضعیت سوختگی برگ تاج پوشش درختان و دیگر خسارت ها و تهیه نقشه طبقات شدت آنها در سطح وسیع تر کمک زیادی نماید. هدف از این پژوهش بررسی و شناسایی سوختگی برگ تاج پوشش درختان با استفاده از تصاویر پهپاد در بخشی از پارک جنگلی دلند استان گلستان و تلفیق آن با تصاویر سنتینل ۲ برای تهیه نقشه طبقه بندی درصد سوختگی برگ تاج پوشش توده درختی منطقه در سطح وسیع تر می باشد.مواد و روش ها: تصاویر RGB پهپاد در بخشی از پارک جنگلی دلند برداشت و مورد پیش پردازش و پردازش های مناسب قرار گرفتند. همچنین تصاویر سنتینل ۲ تهیه و ازنظر هندسی و رادیومتری مورد بررسی قرار گرفتند. برداشت های زمینی درختان دارای سوختگی برگ و درختان سالم در شهریور ۱۴۰۰ به صورت انتخابی و با دستگاه موقعیت یاب جهانی تفاضلی با دقت بالا صورت گرفت. در گام اول تصاویر پهپاد با استفاده از الگوریتم ماشین بردار پشتیبان به سه طبقه درختان دارای سوختگی برگ، درختان سالم و روشنه طبقه بندی شدند. همچنین طبقه بندی تصاویر اصلی پهپاد به همراه شاخص های پوشش گیاهی حاصل از باندهای طیفی پهپاد و با شاخص های طیفی منتخب تکرار گردید. درنهایت نقشه های تهیه شده مورد ارزیابی صحت قرار گرفتند. در گام دوم به منظور تهیه نقشه طبقات درصد سوختگی برگ تاج پوشش توده در سطح وسیع تر و در کل پارک با استفاده از تصویر سنتینل ۲، از نقشه طبقه بندی شده پهپاد که دارای بالاترین صحت بوده است، به عنوان نمونه آموزش در مدل رگرسیونی جنگل تصادفی و کالیبره کردن آن استفاده گردید. درنهایت با استفاده از مدل تهیه شده، نقشه طبقات شدت سوختگی برگی توده های کل محدوده پارک جنگلی دلند تهیه شد.یافته ها: نتایج حاصل از طبقه بندی تصویر پهپاد نشان داد که باندهای طیف مرئی پهپاد قادر است درختان دارای سوختگی برگی و درختان سالم را با صحت کلی ۶۲/۸۹ درصد و ضرب کاپای ۸۴/۰ تفکیک نماید. با تلفیق باندهای اصلی و ۹ شاخص پوشش گیاهی، نتایج پژوهش اندکی کاهش یافت (صحت کلی ۴۰/۸۷ درصد و ضریب کاپای ۸۱/۰)؛ اما با تلفیق باندهای اصلی پهپاد و بهترین شاخص های گیاهی (EGMRI، EGI و NDI)، نتایج طبقه بندی بهبود یافت (صحت کلی ۱۱/۹۱ درصد و ضریب کاپای ۸۶/۰). در طبقه بندی درصد سوختگی برگ تاج پوشش توده جنگلی با استفاده از تلفیق تصویر سنتینل ۲، بررسی مدل رگرسیون جنگل تصادفی نشان داد که استفاده از داده های پهپاد به عنوان نمونه آموزش این مدل، قادر است با مجذور میانگین مربعات خطای ۱۱/۰ و ضریب تبیین ۶۳/۰، میزان درصد سوختگی برگ تاج پوشش درختان را در سطح پیکسل های تصویر سنتینل ۲ برآورد نماید.

Keywords:

داده های سنجش ازدور , سوختگی برگ تاج پوشش , طبقه بندی درختان , مدل رگرسیون جنگل تصادفی