عنوان پایان‌نامه
بررسی صحت برآورد ارتفاع درخت از تصاویر دوربین هوایی رقومی Ultra cam-D
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - جنگلداری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5977;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64128
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- مسلم ارمندی
- استاد راهنما
- علی اصغر درویش صفت
- چکیده
- جنگل¬ها به عنوان بخشی از منابع طبیعی نقش مهمی در زندگی انسان دارند، لذا آگاهی از وضعیت و پایش آنها بسیار ضروری است.در همین راستا آماربرداری از این منابع در زمان¬های مختلف صورتمی¬گیرد. یکی از مشخصه¬های مهم درخت که اندازه‌گیری می¬شود، ارتفاع آناست. اجرای روش¬های میدانی برای اندازه¬گیری ارتفاعدرختان در سطوح وسیع، زمان و هزینه فراوانی را می¬طلبد.در مقابل برای تحقق این هدف،استفاده ازتصاویر هواییرقومی زوج به عنوان روشی جایگزین مطرح است. هدف اصلی این تحقیق بررسی قابلیت این تصاویر در برآورد ارتفاع درختان است. این پژوهش بر مبنای9 تصویر دوربین هوایی رقومیUltraCam-Dبا پوشش مشترک 70%طولی و 60%عرضی و اندازه تفکیک زمینی هفت سانتیمتردر پارک جنگلی طالقانی شهر تهران انجام شد.تصاویر دارای مقیاس اسمی 1:8000، در چهار باند طیفی آبی، قرمز، سبز و مادون قرمز، ادغام شده با باند پانکروماتیک و با عمق رادیومتری واقعی 12 بیت بودند. بررسی کیفیت تصاویر نشان داد که تصاویر از نظر هندسی و رادیومتری فاقد خطای خاصی می¬باشند، اما باید مورد تصحیح هندسی قرار گیرند، به همین دلیل این تصاویر ابتدا به طور دقیق تصحیح هندسی شدند، سپس بر اساس آنها در دو نرم افزارINPHO5.2و ERDAS2014،مدل رقومی سطح (DSM) تولید گردید. مدل رقومی ارتفاع (DEM) نیز بر اساس همان تصاویر در محیط استریویی نرم¬افزارLPS2011 تهیه شد.محاسبه¬ی ارتفاع 101 درخت به¬وسیله تفریق مقادیر ارتفاعی DEMاز DSMدر موقعیت هر درخت،صورت گرفت.سپس برای بررسی صحت مقادیر ارتفاعی بدست آمده، ارتفاع درختانبا استفاده از شیب¬سنج سونتو در عرصه نیز اندازه¬گیری و با مقادیر ارتفاعی برآوردیمقایسه شدند. این درختان شامل گونه¬های مختلف سوزنی¬برگ و پهن¬برگ با ارتفاع متوسط 42/12 متربوده¬اند.نتایج بدست آمده و همبستگی قوی زیاد بین ارتفاع برآورد شده و ارتفاع واقعی (82%=R^2)،مقدار RMSE (35/1 متر) مربوط به ارتفاع برآورد شده و میانگین اختلاف ارتفاع برآورد شده و ارتفاع واقعی (13/1 متر)بیانگر این استکه برآورد ارتفاع بر اساس DSM-INPHOاز صحت قابل قبولی برخوردار می¬باشد. ضمن اینکه بین ارتفاع برآوردی بر اساس DSM-INPHO و ارتفاع واقعی اختلاف معنی-داری در سطح خطای 5 درصد وجود ندارد. همچنین تفاوت محسوسی بین صحت برآورد ارتفاع سوزنی¬برگان و پهن¬برگان مشاهده نشد.برآورد ارتفاع بر اساسDSM-INPHOنسبت به برآوردارتفاع بر اساس DSM-ERDAS دارای صحت بالاتری است. همچنین بین ارتفاع برآوردی بر اساس DSM-ERDAS و ارتفاع واقعی اختلاف معنی¬داری در سطح خطای 5 درصد وجود دارد. لذا نرم-افزار ERDAS دقت مورد نظر را ندارد.بر پایه¬ی نتایج تحقیق حاضر، از این تصاویر می¬توان در این چنین مناطق نسبتاً مسطح مانند جنگل¬های شهری و جنگل¬های مسطح غرب برای تعیین ارتفاع درختان استفاده اجرایی کرد ولی قابلیت این تصاویر در جنگل-های کوهستانی، پرتراکم و پر شیب شمال ایران باید مورد بررسی قرار گیرد.
- Abstract
- Forests are natural resources having an important role in human life.Therefore,its monitoring is essential. Height of treesis one of the most important characteristic which it’s measuring in forest is time consuming and laborious. Instead, using stereo digital aerial images could be an alternative solution. The main objective of this research is to evaluatethe capability of these images for estimating trees height.The research done using nine UltraCam-D aerial digital camera images with 70% end lap overlay and 60% side lap overlayand 7 cm Ground Sample Distanceat Taleghani forest park in Tehran. Images with nominal scale are 1: 8000, four spectral bands in blue, green, red, and infrared fused with panchromatic band and 12 bits real radiometric depth were employed. Quality control of images showed no noticeable geometric and radiometricerrors. The images weregeometrically corrected, and then Digital Surface Model (DSM) of area was generated using ERDAS2014 and INPHO 5.2 software.Digital Elevation Model (DEM) wasproduced by the same images in the stereo environment ofLPS 2011 software. In order to evaluate the capacity of UltraCam-D image for extracting the tree height, height of 101 trees were precisely measured in the field using a clinometer. The trees wereconifersand deciduous species with average height of 12.42 meters. Finally, the extracted heights were compared to reference heights statistically. A strong linear correlation between reference heights and estimated heights were(R^2=82%), observed so that RMSE of this estimation was found to be 1.35 m and average absolute difference between themwas 1.13 m. Furthermore, there is no significant difference between reference heights and estimated heights based on DSM-INPHO.The results for conifersand deciduous trees were similar. However there is significant difference between reference and estimated heightsbased on DSM-ERDAS. Results also showed that ERDAS software was not able to generate an accurate DSM in this research. We concluded that UltraCam-D images could be successfully used to determine height of trees in relatively flat areas such as urban forest and plane Zagros forest; however the capability of these images should be investigatedat the mountainous and dense forests in the North of Iran.
