تهیه نقشه کاربری اراضی در سامانه گوگل ارث انجین

یکی از مهمترین نقشه هایی که در سامانه گوگل ارث انجین قابل تولید است؛ نقشه کاربری اراضی است. یک روش متداول برای اینکار استفاده از طبقه بندی به عنوان یک روش نظارت شده است. منظور از نظارت شده این است که فرایند طبقه بندی بر اساس یکسری شواهد و عوارض از پیش معلوم شده(ناظر)  بر روی زمین انجام می شود. در مقابل طبقه بندی، روش های غیر نظارت شده یا خوشه بندی قرار دارد. در روش خوشه بندی بدون وجود داده ناظر تقسیم بندی یا کلاس بندی عوارض انجام می شود.

قبل از اینکه ادامه مطلب رو بخونی، حتما دوره جامع تهیه نقشه کاربری اراضی رو هم ببین!!!!!!!!!!!!

برای تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش طبقه بندی باید چند گام اساسی زیر طی شود. 

آماده سازی تصاویر مبنا برای طبقه بندی

در اولین گام از فرایند طبقه بندی نیاز است تا تصاویری که بر روی آنها طبقه بندی اجرا خواهد شد، انتخاب شود. برای این منظور می توان از ماهواره هایی که دارای تصاویر بازتابی هستند به عنوان یک ورودی مهم جهت طبقه بندی استفاده کرد. می توان از شاخص های طیفی مانند NDVI، NDWI یا EVI نیز در کنار تصاویر بازتاب سطجی برای بهبود دقت طبقه بندی برای تولید نقشه کاربری اراضی استفاده کرد. 

انتخاب معیار مناسب برای طبقه‌بندی

برای طبقه بندی لازم است تا بتوان با استفاده از شاخص ها و یا اطلاعات یکسری باندها تفکیک مناسب میان عوارض مختلف ایجاد شود. د ر فرایند طبقه بندی نیاز به نمونه ها برای هر کلاس وجود دارد که کلاسهای با الگوی رفتاری مشابه آن نمونه ها از هم تفکیک خواهد شد. برای سنجش تمایز میان نمونه ها باید اطلاعات یا معیارهایی وجود داشته باشد که نمونه های هر کلاس رفتار متفاوتی برای آن معیار از خود نشان بدهد. الگوریتم های طبقه بندی از روی این تمایز رفتار می توانند کلاسهای مختلف را شناسایی کنند. استفاده مستقیم از باندهای بازتابی میتواند بین عوارض مختلف تمایز ایجاد کند.  هر یک از عوارض زمینی شامل آب، خاک، پوشش گیاهی و … رفتارهای بازتابی (رفتارهای طیفی) متفاوتی دارند. از این تمایز می توان برای تفکیک اراضی استفاده کرد. 

نمونه برداری از عوارض

پس از شناسایی کلاس ها، می توان برای هر یک از آنها نمونه برداری انجام داد. در واقع وجود نمونه از هر کلاس شرط اساسی برای اجرای طبقه بندی است. نمونه ها نقش ناظر را دارند. برای نمونه برداری دو روش کلی وجود دارد. در روش اول با رجوع به محل عوارض زمینی برای هر کلاس نمونه های میدانی برداشت می شود که روش اصولی و منطقی نمونه برداری است. پس از جمع آوری نمونه می توان به هر یک از آنها یک کد مشخصه داد. در نهایت نمونه های زمینی را از طریق Asset می توان به فضای گوگل ارث انجین معرفی کرد. اگر داده زمینی از نمونه ها وجود نداشت و یا جمع آوری آن هزینه بر بود؛ می توان از ابزارهای ترسیمی موجود در سامانه برای برداشت نمونه ها به صورت یک Feature Collection استفاده کرد. به عنوان مثال شکل زیر نمونه های برداشت شده برای این آموزش را در فضای گوگل ارث انجین نشان می دهد. 

نقشه کاربری اراضی

انتخاب الگوریتم طبقه‌بندی

در این مرحله لازم است تا یک الگوریتم مناسب برای طبقه بندی استفاده شود. این الگوریتم براساس رفتارطیفی نمونه های برداشت شده، آموزش می بینید. پس از آموزش الگوریتم می تواند برای طبقه بندی و ایجاد نقشه کاربری اراضی استفاده شود. در این آموزش برای طبقه بندی از الگوریتم جنگل تصادفی یا Random Forest استفاده می شود. توضیحات نحوه کارکردن الگوریتم در ویدیو آموزش بیان شده است. 

ارزیابی دقت طبقه‌بندی

پس از اجرای طبقه‌بندی و تولید نقشه کاربری اراضی، لازم است تا دقت کار سنجیده شود. برای ارزیابی دقت باید دو دیدگاه اصلی را در نظر داشت. اول اینکه دقت آموزش چقدر است. یعنی الگوریتم طبقه بندی بر اساس داده های آموزش با چه دقتی آموزش دیده است. در مرحله بعد باید دقت آزمایش بررسی شود. در بحث دقت آزمایش باید دید که الگوریتم کلاس مربوط به داده های آزمایش (داده هایی که در آموزش از آن ها استفاده نشده است) با چه دقتی درست پیش بینی کرده است. مرسوم است پس از نمونه برداری، داده ها را به نسبت 70 به 30 برای آموزش و آزمایش تقسیم کرد.

خروجی گرفتن از نتایج

پس از تهیه و تولید نقشه کاربری اراضی می توان از آن به کمک دستورات export به درستی به فضای ذخیره سازی گوگل درایو یا فضای ابری گوگل خروجی گرفت. در ویدیو این آموزش نحوه خروجی گرفتن نیز آموزش داده شده است. از طرفی می توانید ویدیو جلسه 14 دوره سطح یک آموزش گوگل ارث انجین را نیز مشاهده کنید. 

همچنین توضیحات تکمیلی روش تولید نقشه کاربری اراضی در سامانه گوگل ارث انجین در کتاب آموزش مقدماتی سامانه گوگل ارث انجین نیز قرار گرفته شده است. 

چی قراره یاد بگیرم؟

در آموزش این بخش قرار است تمامی مراحل اصلی تولید نقشه کاربری اراضی که تا به اینجا تشریح شد، بر روی تصاویر بازتابی ماهواره Sentinel-2 برای تهیه نقشه کاربری اراضی 10 متری پیاده سازی شود. نقشه کاربری اراضی تولید شده نهایی در این آموزش مطابق شکل زیر است. این نقشه با درنظرگرفتن 5 کلاس تولید شده است. لینک کد نوشته شده هم در بالای همین صفحه قابل دریافت است.  

نقشه کاربری اراضی

خبرنامه

آخرین مقالات منتشرشده

بخش نظرات شما

لطفا نظرات و پیشنهادات خود را برای ما ارسال نمایید.