فهرست مطالب

سنجش از دور و GIS ایران - سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 48، زمستان 1399)

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 48، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/03/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدرضا نگهدارصابر*، شهره دیداری، مجتبی پاکپرور، علیرضا عباسی صفحات 1-18

    بلوط ایرانی، طی سال های اخیر، تحت تاثیر پدیده زوال بلوط قرار گرفته و این پدیده موجب ازدست رفتن بخش های وسیعی از جنگل های بلوط در عرصه های زاگرس شده است. به دلیل پوشش زمانی مناسب و وضوح زمینی مطلوب تصاویر جدید ماهواره ای، کاربرد آنها در تشخیص این پدیده امیدبخش به نظر می رسد. در این تحقیق، قابلیت های مکانی تصاویر سنجنده اسپات6 با توان تفکیک مکانی 1.5 متر در باند پانکروماتیک و 6 متر در باندهای چندطیفی، در تشخیص خشکیدگی درختان بلوط در منطقه جنگلی کهمره، از بخش های شهرستان شیراز در استان فارس، بررسی شد. مقادیر شاخص های گوناگون گیاهی شامل NDVI، EVI، TDVI، SAVI، RNDVI، OSAVI، DVI و MSR، با درصدهای متفاوت خشکیدگی درختان بلوط به صورت متناظر، در نمونه های زمینی و تصویر ماهواره ای ارزیابی شد. براساس نتایج به دست آمده، معادله رگرسیونی بین مقادیر انحراف معیار TDVI و خشکیدگی بیشتر از 30%، در هریک از پایه های درختان بلوط، به صورت y=17.92(x-0.06)-0.32 با ضریب تبیین R2=82% برآورد شد. پایش مناطق جنگلی برای درک روند زوال یا بهبودی درختان آن کمک شایان توجهی به دست اندرکاران مدیریت مناطق جنگلی خواهد کرد؛ بنابراین، استفاده از نتایج این تحقیق می تواند مدرکی برای مقایسه پایش مقاطع زمانی آینده با وضعیت موجود باشد.

    کلیدواژگان: اسپات، شاخص سبزینگی، پراکنش مکانی خشکیدگی درختان، خشکیدگی بلوط
  • امیرحسین ناظمی*، حامد سبزچی دهخوارقانی، علی اشرف صدرالدینی، ابوالفضل مجنونی هریس صفحات 19-34

    توسعه روش های سنجش از دور در پهنه بندی اراضی زیر کشت محصولات کشاورزی در مقیاس گسترده مکانی و زمانی، به صورت جایگزین شیوه های پرهزینه و زمان بر جمع آوری آمار میدانی، در حال گسترش است. تا کنون، روش هایی برای شناسایی اراضی زراعی، با استفاده از تصاویر سنجنده های اپتیک و راداری، مطرح شده است. برخی از این روش ها، با تاکید بر فرایندهای حذف پیکسل های ابری، مناسب اقلیم مرطوب با روزهای متعدد ابرناکی هستند و برخی دیگر، به دلیل روش به کاررفته در آنها به منظور ترکیب تصاویر هر دو سیستم اپتیک و راداری، پیچیده گی های خاص خود را دارند. در این میان، روش های مبتنی بر استفاده از ویژگی های منحصربه فرد سری زمانی شاخص گیاهی هریک از محصولات زراعی فرایند نسبتا ساده تری در پهنه بندی اراضی زراعی دارد. هدف از این پژوهش بهبود یکی از روش های مطرح شده برای تفکیک اراضی زیر کشت گندم دیم است که در آن از الگوریتم حذف گام به گام پیکسل های غیرگندم و تصاویر سنجنده مادیس استفاده شده بود. برای بهبود الگوریتم مذکور، طی فرایندی، از قدرت تفکیک زمانی تصاویر سنجنده مادیس و قدرت تفکیک مکانی تصاویر ماهواره لندست8 بهره گرفته شد. فرایند جدید، ضمن رفع نقاط ضعف الگوریتم سابق در تشخیص مراتع و اراضی غیرگندم از اراضی گندم دیم، به خصوص در پیکسل های ناهمگن، موجب افزایش دقت این الگوریتم در پهنه بندی اراضی گندم دیم شد؛ به طوری که روش مطرح شده توانست با مقادیر صحت کلی، شاخص کاپا و F1 به ترتیب برابر با 92.5%، 0.67 و 0.71، با دقت قابل قبولی، سطوح زیر کشت گندم دیم را تفکیک کند.

    کلیدواژگان: پهنه بندی، شاخص گیاهی، گندم دیم، مادیس، لندست
  • سعید ساروئی*، علی درویش صفت، منوچهر نمیرانیان صفحات 35-52

    برآورد میزان زیست توده در توده های جنگلی با روش های سنجش از دوری اهمیت بسیاری دارد. هم زمان نبودن دریافت داده های ماهواره ای و اطلاعات میدانی و کاربرد معادلات آلومتریک جهانی، برای محاسبه وزن زیست توده درختان جنگلی داخل کشور، از مهم ترین دلایل عدم قطعیت در نتایج و تحلیل های حاصل از مطالعات مشابه قبلی به شمار می روند. به حداقل رساندن این مشکلات و بررسی قابلیت و عملکرد داده ها در توسعه مدل مناسب برآورد زیست توده جنگل، در منطقه بانکول بخش کارزان شهرستان سیروان، استان ایلام، با استفاده از داده های راداری ماهواره سنتینل 1، اخذشده در تاریخ 6 تیرماه 1396، هدف این تحقیق بود. اندازه قطر میانگین تاج پوشش درختان در 53 قطعه نمونه زمینی مربعی، مربوط به فرم رویشی شاخه زاد، به ابعاد 30×30 متر که در بازه زمانی 2 تا 20 خرداد 1396، به کمک دستگاه موقعیت یاب جهانی تفاضلی و به روش تعیین موقعیت کینماتیک آنی روی زمین اجرا و برداشت شدند، وارد روند برآورد زیست توده شد. میانگین زیست توده برداشت شده میدانی 10.63 تن درهکتار بود. پس از استخراج ویژگی های راداری، آن دسته از ویژگی ها که بیشترین میزان همبستگی را با مقادیر زیست توده داشتند انتخاب و از بین آنها، با به کارگیری الگوریتم ژنتیک و با استفاده از دو مدل رگرسیون K نزدیک ترین همسایه و رگرسیون بردار پشتیبان، مناسب ترین ترکیب ویژگی ها شناسایی و سپس، مقادیر زیست توده مدل سازی شد. اعتبارسنجی مدل ها با استفاده از 26 قطعه نمونه تست، انجام گرفت. همبستگی بین ویژگی های حاصل از داده های راداری و مقادیر زیست توده نشان داد که ویژگی های VH، Mean VV، Mean VV GLCM (Correlation) و Mean VH GLCM (Dissimilarity) بیشترین حساسیت را به مقادیر زیست توده داشتند. استفاده از مدل های رگرسیون نشان داد که روش رگرسیون بردار پشتیبان، با RMSE نسبی 0.08، از روش رگرسیون K نزدیک ترین همسایه، با RMSE نسبی 0.10، دقیق تر عمل کرده است. از بین ترکیب های ویژگی مورد بررسی نیز، بهترین ترکیب در حالت استفاده از رگرسیون K نزدیک ترین همسایه، دارای RMSE به میزان تقریبی 0.99 تن درهکتار (معادل10%) و ضریب تعیین 0.23 و در حالت استفاده از رگرسیون بردار پشتیبان، دارای RMSE به میزان 0.87 تن درهکتار (معادل 8%) و ضریب تعیین 0.14 بود. مدل های نهایی حاصل از ترکیب ویژگی های بهینه استخراج شده از داده راداری در طول موج باند C و روش های رگرسیونی پارامتری و غیرپارامتری مورد بررسی در این تحقیق به تنهایی قادر به بهبود اثر اشباع شدگی در داده، برای برآورد زیست توده در جنگل های مورد مطالعه، نبودند و منجر به پیشنهاد مدل برآوردکننده ای با صحت قابل قبول نشد.

    کلیدواژگان: زیست توده جنگل شاخه زاد بلوط زاگرس، داده راداری سنتینل 1، الگوریتم ژنتیک، K نزدیک ترین همسایه، رگرسیون بردار پشتیبان
  • علی خدمت زاده*، میرنجف موسوی، حجت محمدی ترکمانی صفحات 53-72

    رشد جمعیت شهرنشین با افزایش فضاهای شهری و به طورکلی، با رشد اندازه شهرها همراه بوده است. این امر به صورت ساخت وساز بیشتر و تغییر اراضی موجود به نفع فضاهای ساخته شده بروز می یابد. موقعیت خاص شهر ارومیه در مجاورت دریاچه ارومیه و شرایط نامساعد این دریاچه لزوم توجه به برنامه ریزی صحیح کاربری اراضی را، در این شهر، ناگزیر می کند. یکی از ابزارهای مورد نیاز برای برنامه ریزی مناسب، در این زمینه، بهره گیری از تکنیک های سنجش از دور است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی این تغییرات (دوره 2015-1989) و پیش بینی روند آتی آن صورت گرفته است. از روش های SVM و شبکه عصبی برای ارزیابی تغییرات در پنج کلاس استفاده شده است. ضریب تعیین (0.73) و منحنی راک (82.55%) نیز بیانگر دقت بالای مدل شبکه عصبی برای پیش بینی تغییرات گسترش شهری اند. با توجه به دقت بالای این مدل، که می تواند نتایج واقعی تری ارایه دهد، از نتایج این نوع طبقه بندی در پیش بینی تغییرات برای افق 2045 استفاده شده است. اراضی ساخته شده در سال 1989 برابر با 7469.1 هکتار بوده که در سال 2002 و 2015، به ترتیب، به 9217.3 و 9436.9 هکتار رسیده است. در سال 2045، براساس مدل پیش بینی شبکه عصبی، برابر با 22449.6 هکتار خواهد بود که 13012.7 هکتار افزایش را در اراضی ساخته شده نشان می دهد. نتایج حاصل گویای این است که تمامی این ساخت وسازها برمبنای نیاز واقعی شهر نبوده و پدیده اسپرال (گستردگی شهری) اتفاق افتاده است.

    کلیدواژگان: طبقه بندی، شهر ارومیه، شبکه عصبی، SVM، MLP
  • زینب قدسی، میر مسعود خیرخواه زرکش*، باقر قرمزچشمه صفحات 73-92

    نقشه های پوشش/کاربری اراضی، برای پایش تغییرات عوارض و برنامه ریزی صحیح، هرساله مورد نیاز مدیران حوزه کشاورزی، منابع طبیعی و زیست محیطی است. روش برداشت میدانی با جی پی اس (GPS) و نقشه برداری زمینی مستلزم صرف زمان و هزینه های بسیار است. بنابراین، اغلب از تصاویر ماهواره ای، که دارای پوشش سراسری و توالی برداشت، هزینه کم و اطلاعات به هنگام اند، استفاده می‎شود تا نقشه های پوشش/کاربری زمین به دست آید. تهیه نقشه دقیق با روش مناسب روز موضوعی کلیدی است. طی سال های اخیر، استفاده از تصاویر ماهواره ای جدید و روش های نوین طبقه بندی، به ویژه یادگیری ماشین، رشد فزاینده‎ای داشته و کارآیی آنها در تهیه نقشه های پوشش/کاربری اراضی بسیار موفقیت آمیز بوده است. یکی دیگر از مزایای تصاویر ماهواره ای برداشت های متوالی است و براساس آن، می توان از تغییرات پوشش گیاهی در طول زمان، برای تفکیک نوع پوشش، استفاده کرد. ماهواره سنتینل-2، با امتیاز پیکسل 10متری، یکی از ابزارهای مناسب برای تفکیک نوع پوشش محسوب می شود. در این تحقیق، برای تفکیک انواع کاربری اراضی و محصولات زراعی دشت سنجابی روانسر، از تصاویر چندزمانه سنتینل-2 و روش های طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان و جنگل تصادفی استفاده و دقت آنها با یکدیگر مقایسه شد. بدین منظور، پس از نمونه برداری، تحلیل مولفه های اصلی برای چهار تاریخ دوره رشد محصولات اجرا شد و باندهای PC1، PC2 و PC3 تصاویر با هم ترکیب شدند. دو روش روی ترکیب باند های PC1، PC2 و PC3 تصاویر و نمونه های تعلیمی اعمال شدند. ارزیابی دقت ها نشان داد ماشین بردار پشتیبان، با صحت کلی 91.36% و ضریب کاپای 0.8927، نقشه کاربری اراضی و محصولات دقیق تری، در قیاس با روش جنگل تصادفی، تولید می کند.

    کلیدواژگان: ماشین بردار پشتیبان، جنگل تصادفی، تصاویر چندزمانه سنتینل-2، کاربری اراضی، محصولات زراعی
  • علیرضا بذرگر بجستانی*، مرتضی طیبی صفحات 93-114

    پایش دمای سطح زمین (LST)، که یکی از پارامترهای مهم زیست محیطی محسوب می شود، تا کنون با استفاده از سنجنده های سنجش از دوری دارای توان تفکیک زمانی بالا، همچون سنجنده مادیس (توان تفکیک زمانی روزانه و توان تفکیک مکانی یک کیلومتر)، به طور گسترده ای صورت گرفته است. یکی از مهم ترین مشکلات این سنجنده ها پایین بودن توان تفکیک مکانی آنهاست که کارآیی شان را، در مواردی همچون شناخت آتش در مناطق جنگلی و مطالعه جزایر گرمایی شهری، محدود کرده است. در مقابل، سنجنده هایی با توان تفکیک مکانی بالا، همچون سنجنده ASTER (توان تفکیک مکانی 90 متر و توان تفکیک زمانی شانزده روز در محصول دمای سطح زمین)، توان تفکیک زمانی پایینی دارند که این منجر به ضعف آنها در پایش تغییرات سریع می شود. درواقع، به دلیل محدودیت های فنی، تا کنون سنجنده ای وجود نداشته است که، در دو بعد مکانی و زمانی، توان تفکیک بالا داشته باشد. برای حل این مشکل، روش های کم هزینه و کارآمد ادغام مکانی زمانی مطرح شده اند. از مهم ترین روش های مطرح در ادغام مکانی زمانی، روش های ESTARFM و STDFA شمرده می شوند. در این تحقیق، به منظور تلفیق داده های سنجنده های مادیس و ASTER از دمای سطح زمین در بخشی از شهر تهران، روشی جدید (SWT-STDFA) برمبنای روش STDFA مطرح و موجک دوبعدی ایستا تبدیل شد. نتایج حاصل از تلفیق نیز با نتایج دو روش ESTARFM و STDFA مقایسه شدند. همچنین، در ادامه، با توجه به وجود نقشه طبقه بندی تهیه شده براساس شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده در الگوریتم های STDFA و SWT-STDFA، درمورد تاثیر استفاده از شاخص های گیاهی تفاضلی نرمال شده سبز (GNDVI) و شاخص گیاهی تعدیل شده چندطیفی خاک (SAVI) در دقت تصویر مجازی خروجی بحث شده است. نتایج تحقیق نشان دهنده دقت بالای روش پیشنهادی با ریشه میانگین مربع خطاهای 3.03 کلوین، انحراف معیار 2.21 کلوین، میانگین قدرمطلق خطاهای 1.72 کلوین و ضریب همبستگی 0.92 بین تصویر دمای سطح واقعی منطقه و تصویر مجازی پیش بینی شده در مقایسه با دو روش دیگر است. افزایش شاخص های گیاهی GNDVI و SAVI در طبقه بندی دو روش STDFA و SWT-STDFA نیز تاثیری چندانی در دقت تصویر تلفیقی مجازی خروجی نداشته است.

    کلیدواژگان: دمای سطح زمین، ادغام محصولات حرارتی، محصول حرارتی سنجنده ASTER، تبدیل موجک دوبعدی ایستا
  • علی صادقی*، علی درویشی، عطاالله عبدالهی، سید کاظم علوی پناه، سعید حمزه صفحات 115-131

    در مطالعات زمین شناسی و کانی شناسی، وجود پوشش گیاهی سالم و خشک در پیکسل های حاوی اطلاعات طیفی اجتناب ناپذیر است. بنابراین، بازیابی اطلاعات در حد زیرپیکسل، مانند برآورد میزان حضور یک کانی در یک پیکسل از تصاویر سنجش از دور ابرطیفی، مسئله ای مهم محسوب می شود. در این پژوهش، روش عمق پیوستار اصلاح شده اثر پوشش گیاهی (VCCD)، برای کاهش اثر پوشش گیاهی سالم و خشک در تخمین میزان کانی های هدف، با استفاده از داده های طیف سنجی، آزمایشگاهی کانی شناسی و تصاویر هایپریون (Hyperion) اصلاح و در منطقه اوغلانسر در شمال غرب ایران مورد صحت سنجی قرار گرفت. تخمین پوشش گیاهی سالم و خشک در سطح پیکسل، به ترتیب، با شاخص SAVI و عمق عارضه جذبی در 2102 نانومتر انجام شد. اصلاح عمق حذف پیوستارشده (CRBD)، با روش VCCD، تا آستانه حداکثری حضور پوشش گیاهی سالم برابر با 60 و برای گیاه خشک در بازه 60-56 و ترکیب گیاه سالم و خشک در بازه 76-72% امکان پذیر است. تاثیر وجود نویزهای تصادفی و تغییر نوع پوشش گیاهی در عملکرد روش اصلاح شده بررسی شد و نتایج نشان داد که روش VCCD توسعه یافته، در مقایسه با وجود نویزهای تصادفی در طیف ها و تغییر نوع پوشش گیاهی، حساسیت بیشتری ندارد. بعد از اصلاح ضرایب مدل و پس از تایید کارآیی آن، روش پیشنهادی برای اصلاح CRBD و کاهش اثر پوشش گیاهی، روی تصویر Hyperion، اجرا شد. طبق نتایج، حضور پوشش گیاهی سالم و خشک در کانی های کایولینیت و مسکویت منجر به تخمین کمتر از مقدار واقعی می شود. میزان بهبود در صحت برآورد کانی با اعمال روش VCCD درمورد کانی های کایولینیت و مسکویت، به ترتیب، معادل 0.25 و 0.13 ضریب تعیین و میزان خطا 0.0108 و 0.0125 است.

    کلیدواژگان: هایپریون (Hyperion)، پیکسل مخلوط، کمینه کردن اثر پوشش گیاهی، کائولینیت، مسکویت
|
  • Mohammadreza Negahdarsaber *, Shohreh Didari, Mojtaba Pakparvar, Alireza Abbasi Pages 1-18

    Iranian oak has been affected by oak canopy level dieback in recent years. This phenomenon has led to damage a vast part of the oak forests in the Zagros arena. As to the suitable temporal and spacial resolution of the recent satellite images, it seems promising to detect the forest dieback by remote sensing. The spatial capabilities of Spot6 images with pan and spectral resolution of 1.5 and 6 m, respectively in detecting the drying of oak trees was investigated. The forest area was located on ​​Kuhmareh district of Shiraz in Fars province. The values of different indices such NDVI, EVI, TDVI, SAVI, RNDVI, OSAVI, DVI, MSR of each tree stocks was obtained and the corresponding quantity of dryness was determined at the filed. The best correlation was obtained between TDVI and the observed data. A non-linear function was built based on TDVI standard deviation to predict the dryness of more than 30% as y=17.92(x-0.06)-0.32 with an R2 = 82%. Monitoring forest areas to understand the decline or recovery of trees will be of great help to the forest management community. Therefore, using the results of this study can be a proof to compare the current situation with future periods.

    Keywords: Oak dieback, SPOT 6, Tree desiccation map, Vegetation index
  • Amir Hossen Nazemi *, Hamed Sabzchi, Aliashrafi Sadraddini, Abolfazl Majnooni Haris Pages 19-34

    Application of the remote sensing methods in crop area mapping on a large spatiotemporal scale serves is as an alternative to costly time-consuming field data gathering methods. So far, some methods have been developed for wheat and rice area mapping using the images from optical and radar sensors. Some of these methods are appropriate for humid climates with several cloudy days, while others use complex processes in terms of combining both optics and radar images. Meanwhile, methods based on the unique variation of the vegetation index time series belongs to each crop are relatively simple methods that can be used for crop area mapping. The objective of this study is to improve one of the proposed methods for rain-fed wheat area mapping, in which a step-by-step elimination algorithm of non-wheat pixels was applied to MODIS images. The Improved algorithm took advantage of both MODIS and Landsat Images in terms of their high temporal and high spatial resolutions, respectively. The mentioned process could detect rain-fed wheat areas from the pastures and heterogeneous areas with higher accuracy in comparison with the previous algorithm. The overall accuracy, Kapa index, and F1 score for the final rain-fed wheat map was 92.5%, 0.67, and 0.71 respectively.

    Keywords: Crop area mapping, Vegetation index, Rain-fed Wheat, MODIS, Landsat
  • Saeed Saroei *, Ali Asghar Darvishsefat, Manochehr Namiranian Pages 35-52

    Estimating the biomass values in forests stands through remote sensing is important. It has been reported that the major reasons of uncertainty are the lack of concurrency in satellite data and field information as well as the use of global allometric equations for estimating the weight of biomass of forest trees inside the country. Minimizing the above problems and the investigation of data performance in developing appropriate model for estimating the forest biomass in the Bankoll region of Karazan District of Sirvan County in Ilam province using Sentinel-1 satellite data in 27th of June, 2017 was the main goal of this study. Average size of the trees crown in 53 rectangular plots related to the coppice growth form with dimensions of 30×30 mwhich during 23 may 2017 to 10 June 2017 through applying DGPS by RTK method have been implemented on the ground were entered in the process of estimation the value of biomass. The average harvested field biomass was 10.63 Mg ha-1. After extraction of radar features, those features which had the greatest correlation with the values of biomass were selected using genetic algorithm by two models including K-Nearest Neighbor (K-NN) regression and Support-Vector Regression (SVR), then the most appropriate combination was identified and the biomass values were modelled. Models were validated using 26 test plots. Correlation of features obtained from radar data and the value of biomass indicated that features of VH، Mean VV، Mean VV GLCM (Correlation) and Mean VH GLCM (Dissimilarity) had the greatest sensitivity towards the value of biomass. Using regression models indicated that SVR model (Relative RMSE of 0.08) was more precise compared with K-NN regression (relative RMSE of 0.10). The best combination in the use of K-NN regression model with a relative RMSE of almost 0.99 Mg ha-1 (equal to 10%) and the coefficient of determination (R2) of 0.22 and the best combination when using SVR model was a relative RMSE of 0.87 Mg ha-1 (equal to 8%) and the R2 of 0.14. The results indicated that the final models, obtained from the optimal features extracted from radar data in the wavelength of C band and used parametric and non-parametric regressional methods in this research, were not abled to improve the saturated effect in data for estimation of biomass in the studied forests and it was not resulted in presenting an estimating model with an acceptable accuracy.

    Keywords: Forest biomass, Sentinel-1 radar data, Genetic Algorithm (GA), K-Nearest Neighbor (K-NN), Support Vector Machine (SVM)
  • Ali Khedmatzadeh *, Mir Najaf Mousavi, Hojjat Mohammadi Torkamani Pages 53-72

    The growth of the urban population has been led to increasing of the urban spaces and growth of the city size. as a result of further construction and alteration of the land available to the benefit of its built-up spaces. Special location the city of Urmia at proximity of the Urmia lake and unfavorable condition of this lake reveals the necessity of the proper landuse planning at this city. One of the required tools for proper planning in this field is the use of remote sensing techniques. The present study aims to evaluate these changes (period 1989-2015) and predict its future trend. SVM and neural network methods are used to evaluate changes in 5 classes Due to the high accuracy of the classification of the neural network, the results of this classification have been used to predict changes for the 2045 horizon. Land constructed in 1989 is 7469.1 hectares, reaching 9217.3 and 94366.9 hectares in 2002 and 2015 respectively, and by2045, according to the prediction model, the neural network is equal to 22449.6 hectares, which is built on lands 13012.7 Shows hectares of increase. The determination coefficient (0.73) and rock curve (82.55%) also indicate the high accuracy of the neural network model to predict urban development changes. The Heldern method results shows that all of these constructions are not based on the real needs of the city And the sparse phenomenon has happened.

    Keywords: Classification, Urmia city, Neural Network, SVM, MLP
  • Zeinab Ghodsi, Mir Masoud Kheirkhah Zarkesh *, Bagher Ghermezcheshmeh Pages 73-92

    Land-cover/land-use maps are necessary for monitoring land changes and proper planning for managers in agriculture, natural resources and environment fields each year. The method of field data collection using GPS and land survey is time-consuming and costly. Therefore satellite images which have entire coverage and repetition of collection, low cost and real-time data, are usually used so that land-cover/land-use maps are produced. Accurate mapping using technique suitable for today is a key factor. Although in the past, conventional classification methods have been applied to images such as Landsat, using new satellite images and modern classifiers specially machine learning has been growing recently and their effectiveness in preparing land-cover/land-use maps has been very successful. Another advantage of satellite images is repetitious collection and according to that, vegetation changes through time can be used to differentiate land cover types. The Sentinel-2 satellite with the superiority of a pixel rating of 10 meters is one of the appropriate tools to discriminate land cover types. In the current study, Support Vector Machine and Random Forest classifiers on multi-temporal Sentinel-2 images were used to differentiate land use and crop types of Sanjabi plain in Ravansar and their accuracies were compared. To do so, after sampling, Principal Component Analysis was performed for four dates in crops’ growing season and PC1,2,3 bands of the images were combined. The two techniques were implemented on the layerstacks of PC1,2,3 bands of the images and the training samples. Results of accuracy assessments showed that Support Vector Machine, with overall accuracy of 91.36% and Kappa coefficient of 0.8927, produces a more precise land use and crop map rather than Random Forest method.

    Keywords: Support vector machine, Random forest, Multi-temporal Sentinel-2 Images, Land use, Crops
  • Alireza Bazrgar *, Morteza Tayebi Pages 93-114

    Land surface temperature (LST) monitoring has been widely used as one of the most important environmental parameters by the high temporal resolution sensors such as the MODIS sensor (daily temporal resolution capability and spatial resolution of one kilometer). One of the main problems of these sensors is their low spatial resolution, which limits the performance of these sensors for applications such as fire detection in forest areas and the study of urban thermal islands. In contrast, high spatial resolution sensors such as the ASTER sensor (90 meter spatial resolution and 16-day temporal resolution at the land surface temperature product), they have low temporal resolution, which results in application such as rapid change monitoring. In fact, due to technical limitations, there is no sensor that has a high resolution in spatial and temporal dimensions. To solve this problem, low-cost and efficient spatial-temporal fusion methods have been developed. The most important methods for fusion spatial-temporal methods are enhanced spatial and temporal adaptive reflectance fusion model (ESTARFM) and Spatial and Temporal Data Fusion Approach (STDFA). This work uses the ESTARFM and STDFA algorithms and a new method (SWT-STDFA) based on the STDFA method and the two-dimensional stationary wavelet transformation to fuse LST data spatially and temporally. The LST products of ASTER and MODIS sensors were fused for a part of Tehran city and finally, a virtual image was obtained with a spatial resolution equal to that of the ASTER sensor and a temporal resolution equal to that of the MODIS sensor. Also, based on the existence of a classification map prepared on the basis of normalized vegetation difference index (NDVI) in STDFA and SWT-STDFA algorithms, the effect of using normalized Green Difference Vegetation Indices (GNDVI) and soil adjusted vegetation Index (SAVI) on the accuracy of the synthetic image of the output is discussed. The results of the research indicate the high accuracy of the proposed method with the root mean square error of 3.03 Kelvin, standard deviation of 2. 21 Kelvin, mean absolute difference 1.72 Kelvin and correlation coefficient of 0.92 between the image of the actual land surface temperature and the predicted synthetic image Compared to the other two methods. Also, the increase of vegetation’s indices GNDVI and SAVI in the classification of both STDFA and SWT-STDFA methods did not have much effect on the accuracy of the synthetic image of the output.

    Keywords: Land Surface Temperature, ASTER Sensor thermal product, MODIS sensor thermal product, stationary wavelet transform, multi-source data
  • Ali Sadeghi *, Ali Darvishi Boloorani, Ataolah Abdolahi Kakroodi, Seyed Kazem Alaipana, Saeid Hamzeh Pages 115-131

    The presence of dry and green vegetation in pixels containing spectral information is essential in geological and mineralogical studies. Thus, retrieving sub-pixel information, including estimation of a mineral’s quantity in a single hyperspectral RS image pixel is very important. In this study, the vegetation corrected continuum depth (VCCD) method was trained and its results were validated using spectrometry, laboratory mineralogy, and Hyperion image to reduce the effect of vegetation on the estimation of minerals. The study was conducted in Oghlansar region located in northwestern Iran. SAVI and absorption depth (2102 μm) were used for the estimation of the green and dry vegetation, respectively. Meanwhile, the trained models do not have a high sensitivity to the presence of noise in the spectrum and vegetation type changes. The correction of continuum removed band depth (CRBD) analysis was possible up to 60% for maximum green vegetation cover threshold, 56-60% for dry vegetation, and 72-76% for both dry and green vegetation. Effect of noise and different vegetation types on model capability was examined and the result shows that VCCD is not highly sensitive to random noise and changes in vegetation types. After correction of the coefficients and confirmation of its efficiency, the model was used to correct CRBD and reduce the effect of vegetation on Hyperion image. In the estimation of kaolinite and muscovite, the presence of green and dry vegetation led to the underestimation of the minerals present in the study area. The results showed that VCCD was able to increase the prediction accuracy (R2) by 0.25 and 0.13 and reduce RMSE by 0.0108 and 0.125 for kaolinite and muscovite, respectively.

    Keywords: Hyperion, mixed pixel, unmixing, Vegetation cover effects minimization, kaolinite, muscovite