u-net convolutional neural network
در نشریات گروه عمران-
جنگل زدایی همچنان یکی از نگرانی های بزرگ در زمینه تغییرات اقلیمی و حفظ تنوع زیستی است. درعین حال، توسعه تکنیک های جدید پردازش تصویر و دسترسی گسترده به تصاویر ماهواره ای با حد تفکیک مکانی و زمانی بالا، شرایط بی نظیری برای پایش جنگل زدایی فراهم کرده است. این موضوع به ویژه در مناطقی مانند ذخیره گاه زیست کره ارسباران اهمیت دارد. روش های موجود پایش جنگل زدایی بر ترکیبی از مشاهده بصری، پروفیل های طیفی، آمار و تکنیک های یادگیری ماشین مبتنی هستند. با توجه به پیشرفت های اخیر در زمینه پردازش تصاویر توسط شبکه های عصبی پیچشی (CNN)، هدف این پژوهش ارزیابی عملکرد معماری U-Net بهینه شده برای شناسایی پوشش جنگلی به منظور پایش جنگل زدایی در تصاویر ماهواره ای چند زمانه است. در این راستا، یک مدل یادگیری عمیق برای پایش جنگل زدایی در ذخیره گاه زیست کره ارسباران بر اساس طبقه بندی تصاویر ماهواره ای Landsat بین سال های 2000 تا 2022 توسعه داده شد. در این مطالعه، برای تهیه ماسک از شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال شده (NDVI) استفاده شده و سپس این ماسک ها به صورت بصری اصلاح شدند. همچنین مدل بهینه شده U-Net که ارائه داده شده است، با مدل های جنگل تصادفی (Random Forest) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) مقایسه شد. نتایج نشان داد که U-Net بهینه شده نسبت به روش های مرسوم یادگیری ماشین در طبقه بندی تصویر به جنگل یا غیر جنگل برتری دارد که درنتیجه صحت کلی 96.53%، کاپا 91.55%، امتیاز F1 %94.68 و IoU %90.04 به دست آمد. مدل ارائه شده می تواند تغییرات جنگل را به طور دقیق نشان دهد و مقادیر کاهش یا افزایش مساحت جنگل را تخمین بزند. به طورکلی مشاهده شد که مساحت جنگل های ارسباران طی دوره 2022-2000 افزایش یافته است. این تحقیق نشان می دهد که استفاده از U-Net بهینه شده می تواند ابزار موثری برای پایش و مدیریت پایدار منابع جنگلی باشد
کلید واژگان: پایش، جنگل زدایی، سنجش ازدور، ارسباران، شبکه عصبی کانوولوشنی U-NetDeforestation remains a significant concern regarding climate change and biodiversity conservation. At the same time, the development of new image processing techniques and wide access to high spatial and temporal resolution satellite imagery have created unique conditions for monitoring deforestation. This is particularly important in areas such as the Arasbaran Biosphere Reserve. Existing methods for monitoring deforestation rely on a combination of visual inspection, spectral profiles, statistics, and machine learning techniques. Given recent advances in image processing using Convolutional Neural Networks (CNNs), this study aims to evaluate the performance of a refined U-Net architecture for identifying forest cover to monitor deforestation in multi-temporal satellite images. In this regard, a deep learning model for monitoring deforestation in the Arasbaran Biosphere Reserve based on the classification of Landsat satellite images from 2000 to 2022 was developed. In this study, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) was used to create masks, which were then visually corrected. Additionally, the refined U-Net model presented was compared with Random Forest and Artificial Neural Network (ANN) models. The results showed that the refined U-Net outperformed traditional methods in classifying images into forest or non-forest categories, resulting in an overall accuracy of 96.53%, a kappa coefficient of 91.55%, an F1 score of 94.68%, and an IoU of 90.04%. The proposed model can accurately show forest changes and estimate the amounts of forest area increase or decrease. Overall, it was observed that the forest area in Arasbaran increased during the 2000-2022 period. This research indicates that using a refined U-Net can be an effective tool for sustainable forest resource monitoring and management
Keywords: Monitoring, Deforestation, Remote Sensing, Arasbaran, U-Net Convolutional Neural Network
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.