تلفیق شاخص های بزرگی و جهت تغییرات به منظور تشخیص نظارت نشده تغییرات در تصاویر چندزمانه چندطیفی

تشخیص نظارت نشده تغییرات در تصاویر سنجش از دور چندزمانه عموما بر مبنای آنالیز شاخص بزرگی تغییرات می باشد. در تصاویر چندطیفی می توان علاوه بر شاخص بزرگی تغییرات، شاخص جهت تغییرات را نیز با روابطی از جمله نگارنده زاویه طیفی محاسبه نموده و بکار گرفت. بررسی ها نشان می دهد؛ اغلب، شاخص جهت تغییرات در تشخیص نظارت نشده تغییرات مغفول واقع شده و کاربرد شاخص بزرگی تغییرات عمومیت بالایی دارد. شاخص های بزرگی و جهت تغییرات با ماهیت های مختلف، پتانسیل متفاوت و البته محدودی در تشخیص انواع مختلف تغییرات سطح زمین دارند. بنابراین این دو شاخص مکمل همدیگر محسوب می شوند. در مقاله حاضر به منظور استفاده همزمان از قابلیت شاخص های بزرگی و جهت تغییرات، یک شاخص جدید که تلفیق خطی وزن دار از دو شاخص نامبرده است، معرفی و مورد ارزیابی قرار گرفته است. در روش پیشنهادی، وزن های تلفیق هر یک از شاخص ها، متناسب با قابلیت آن شاخص در تشخیص نظارت نشده تغییرات بوده و بطور خودکار تعیین می شود. معیار Xie-Beni که با خوشه بندی جداگانه هر یک از شاخص های بزرگی و جهت تغییرات به دو خوشه تغییرات و عدم تغییرات تعیین می شود، بیانگر قابلیت آن شاخص در تشخیص نظارت نشده تغییرات است. بعد از تولید شاخص تغییرات تلفیقی، با اعمال تکنیک حدآستانه گذاری Otsu، نقشه تغییرات باینری نهایی تولید می شود. برای ارزیابی روش پیشنهادی، از دو مجموعه داده مختلف مربوط به دو منطقه با خصوصیات متفاوت، استفاده شد. در مجموعه داده اول با بکارگیری یک جفت تصویر دوزمانه چندطیفی، تغییرات پوشش اراضی ناحیه جنوبی دریاچه ارومیه در بازه زمانی 11 ساله (بین سالهای 1999 و 2010) مورد بررسی قرار گرفته و در مجموعه داده دوم با بکارگیری یک جفت تصویر دوزمانه چندطیفی دیگر، تغییرات پوششی و کاربری اراضی منطقه شهری مراغه (استان آذربایجان شرقی) و حاشیه آن در بازه زمانی 9 ساله (بین سالهای 1989 و 1998) بررسی شد. تصاویر سنجش از دور بکار رفته در این تحقیق تصاویر چندطیفی است که توسط سنجنده هایLandsat TM 4, 5, ETM+  از مناطق مورد مطالعه اخذ شده است. ارزیابی انجام گرفته از روش پیشنهادی در این دو مجموعه داده نشان داد؛ شاخص تغییرات تلفیقی با بهره مندی از پتانسیل متفاوت شاخص های بزرگی و جهت تغییرات، عملکرد بهتری نسبت به تک تک این شاخص ها داشته است. خطای کلی تشخیص تغییرات با شاخص تلفیقی در مجموعه داده اول برابر 17/10% می باشد که در مقایسه با شاخص های بزرگی و جهت تغییرات به ترتیب 78/21% و 11/6% کاهش یافته است و در مجموعه داده دوم نیز؛ خطای کلی تشخیص تغییرات با شاخص تلفیقی برابر 89/12% می باشد که نسبت به شاخص های بزرگی و جهت تغییرات به ترتیب کاهش 31/5 درصدی و 60/16 درصدی را به دنبال داشته است.