فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال چهاردهم شماره 3 (پیاپی 55، پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/17
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمود بیات*، خسرو میرآخرلو، حسین صادق زاده، سحر حیدری مستعلی صفحات 1-14
    فقدان اطلاعات بهنگام، مستند و علمی از وضعیت موجود (سطح و پراکنش) صنوبرکاری های استان زنجان یکی مشکلات اصلی مدیران بخش زراعت چوب به منظور برنامه ریزی و مدیریت تامین چوب در استان است. در این پژوهش، از داده های چندزمانه ماهواره سنتینل 2 برای تهیه نقشه عرصه های صنوبرکاری استان استفاده شد. این داده ها براساس فنولوژی و دوره رویش صنوبر (نیمه دوم مارس تا پایان نوامبر) سال 2018 م.، در شش مقطع زمانی به فاصله سی تا چهل روز، انتخاب شد. تعداد 144 پلی گون نمونه تعلیمی (102 هکتار)، حاصل از برداشت میدانی محدوده صنوبرکاری، با داده های ذکرشده و طبقه بندی نظارت شده در الگوریتم ماشین بردار تصمیم گیری و نقشه پراکنش عرصه های صنوبرکاری استان استخراج شد. نقشه حاصل با ششصد نمونه (حدود 5/1%) به صورت تصادفی انتخاب و در عرصه میدانی، کنترل و ارزیابی صحت شد. نتایج نشان داد مساحت کل عرصه های صنوبرکاری استان 2744 هکتار است که 12/0% از کل مساحت استان زنجان را دربر می گیرد. در این تحقیق، موقعیت دقیق مکانی و مساحت صنوبرکاری ها با صحت کلی 96% برآورد شد. نتایج این تحقیق نشان داد که با ترکیب تصاویر ماهواره ای سنتینل 2 و داده های زمینی مناسب، می توان سطح صنوبرکاری ها و یا سطح و درصد تراکم هر نوع از جنگل را، چه طبیعی و چه دست کاشت، در سطح محلی و منطقه ای و جهانی، با دقت مورد قبولی برآورد کرد.
    کلیدواژگان: داده های ماهواره ای، صحت کلی، صنوبرکاری، نقشه پراکنش
  • امیر هدایتی، محمدحسن وحیدنیا*، حسین آقامحمدی صفحات 15-30

    در بسیاری از کشورها به ویژه ایران، برنج به یکی از اقلام اساسی به لحاظ امنیت غذایی تبدیل شده است. در این تحقیق، به منظور تهیه نقشه سطوح شالیزاری، با توجه به ویژگی های فنولوژیکی گیاه برنج و به کمک داده های سالیانه دمای سطح زمین سنجنده مادیس، ابتدا برنامه زمانی برای انتخاب تصاویر سری زمانی ماهواره لندست 8 تنظیم شد. پس از دریافت داده های ماهواره ای، به روش شیء مبنا و با بهره گیری از توابع فازی، به طبقه بندی تصاویر و در نهایت، استخراج اراضی شالیزاری در حوزه شهرستان رشت پرداخته شد. به منظور بهبود و ارتقای نتایج، در این تحقیق طی فرایند طبقه بندی تصاویر ماهواره ای، از داده های متنوعی مانند مدل رقومی زمین، داده های دمای سطح زمین و شاخص های طیفی همچون NDVI، EVI، NDBI و LSWI در کنار اطلاعاتی درباره ویژگی های خاص عوارض و اشیای داخل تصویر، استفاده شد. با توجه به خصوصیات ویژه اراضی شالیزاری، از مدل رقومی ارتفاعی 12.5متری برای تشخیص بهتر اراضی شالیزاری از دیگر پوشش های گیاهی، بهره گرفته شد. همچنین بین نتایج حاصل از طبقه بندی به روش شیء مبنا و پیکسل مبنا، مقایسه ای صورت گرفت؛ در نهایت، مشخص شد که روش طبقه بندی شیء مبنا می تواند، با ملاحظات خاصی، نتایجی بهتر از روش پیکسل مبنا دربر داشته باشد. نتیجه طبقه بندی با روش پیکسل مبنا، پس از اعتبارسنجی، دقت کلی 92% را نشان داد و ضریب کاپا در این روش 89/0 برآورد شد. طبق روش طبقه بندی شی ء مبنا، نتایجی با دقت کلی 94% به دست آمد و ضریب کاپا نیز 92/0 حاصل شد.

    کلیدواژگان: طبقه بندی شیء مبنا، طبقه بندی پیکسل مبنا، لندست 8، اراضی شالیزاری
  • علیرضا محمودی*، مرضیه مکرم صفحات 31-46
    امروزه از علم سنجش از دور برای مطالعات گیاهی ازجمله تعیین مواد مغذی، بیماری های گیاهی، کمبود آب یا مازاد آن، شناسایی علف های هرز استفاده می شود. گیاه، براساس ویژگی هایی که دارد، با برخورد امواج الکترومغناطیس به آن واکنش های متفاوتی در مقابل امواج (میزان جذب، انعکاس یا عبور) از خود نشان می دهد. ازجمله اطلاعاتی که علم سنجش در این زمینه می تواند به دست آورد میزان مواد مغذی موجود در گیاه است. با تعیین میزان مواد مغذی موجود در گیاه، می توان از مقدار کود مورد نیاز گیاه آگاهی یافت و از سویی، این مواد مغذی، به ویژه گیاهان مرتعی را شناسایی کرد. هدف از این مطالعه تعیین مواد مغذی موجود در گیاهان مرتعی مریم نخودی دارابی، اسفند، پنج انگشت، اسفند رومی، کنار، شکر شفا با به کارگیری دانش سنجش از دور است. برای رسیدن به این هدف، با استفاده از طیف سنج در بازه طیفی 3/0 تا 1/1 میکرومتر، واکنش گیاه به امواج الکترومغناطیس مشخص شد. سپس با تعیین مواد غذایی موجود در این گیاهان، رابطه بین میزان انعکاس های امواج الکترومغناطیس با مقدار مواد مغذی در این گیاهان تعیین شد. نتایج نشان داد که در گیاه اسفند رومی باند 1026 نانومتر، در گیاه اسفند باند 1040 نانومتر، در گیاه کنار باند 1046 نانومتر، در گیاه مریم نخودی باند 1030، در گیاه پنج انگشت باند 400 و 1038 و در شکر شفا باند 1038 موثرترین باندها در پیش بینی مقدار P موثرند. از دیگرسو، به منظور پیش بینی Zn در گیاه اسفند رومی باند 1026 نانومتر، در گیاه اسفند باند 1040، در گیاه کنار باند 1045، در گیاه مریم نخودی باند 1030، در گیاه پنج انگشت باند 1010 و در شکر شفا باند 1028 موثرترین باندها به شمار می روند. به منظور پیش بینی Cu با استفاده از مقادیر باندهای طیفی، مشخص می شود در گیاه اسفند رومی باند 402 نانومتر، در گیاه اسفند باند 410، در گیاه کنار باند 1046، در مریم نخودی باند 1030، در پنج انگشت و در شکر شفا باند 1038 موثرترین باندها محسوب می شوند.
    کلیدواژگان: گیاهان مرتعی، سنجش از دور، امواج الکترومغناطیس، روش رگرسیون خطی
  • مریم سادات احمدی، عباس مالیان* صفحات 47-74

    طراحی الگوریتم های سنجش از دور و توسعه روش های گوناگون پردازش تصاویر ماهواره ای، برای شناسایی کانسارهای مس پورفیری، ازجمله موضوعات مهم مطالعات در زمینه ارزیابی منابع معدنی و بهره برداری بهینه از آنهاست. به این منظور، تعیین نواحی دگرسانی ابزار مناسبی به منظور طراحی الگوهای مورد قبول اکتشافی فراهم می آورد. در این پژوهش، با راهبردی جامع و با استفاده از تعیین حدود دگرسانی های مرتبط با کانسار مس پورفیری برمبنای مدل لوول و گیلبرت با سه نوع راهبرد متفاوت (پردازش های بصری، طیفی و آماری) و همچنین استخراج خط واره ها در منطقه مورد مطالعه، محدوده تمرکز ماده معدنی برای حفاری پیشنهاد شد. منطقه مورد مطالعه، در این مقاله، کانسار مس پورفیری مسجدداغی در شمال شرق استان آذربایجان شرقی است. در این پژوهش، از تصاویر ماهواره ای چندطیفی استر، سنجنده OLI لندست 8 و سنتینل 2 برای پردازش های گوناگون مانند ترکیبات نسبت های باندی، تحلیل مولفه اصلی و روش های پردازش طیفی پیکسل مبنا و زیرپیکسلی، ازجمله SAM و MTMF و پردازش های آماری مبتنی بر الگوریتم عملگر منطقی استفاده شد. در نهایت، با فازی سازی و تلفیق لایه های حاصل از پردازش های تصاویر ماهواره ای با ساختارهای هندسی منطقه (خط واره ها) که روی داده های سنتینل 2 به دو روش خودکار و نیمه خودکار استخراج شدند، نتایج در فضای GIS تحلیل شد و پس از مقایسه نتایج ارایه شده با تحلیل نمونه های زمینی، صحت و تطابق مناطق مورد نظر تایید شد. دقت کاربر و سازنده درمورد محدوده دارای اولویت به ترتیب 54/78% و 36/78% به دست آمد که معیار سنجش مناسب تری برای معرفی محدوده مرکز حفاری است.

    کلیدواژگان: کانسار مس پورفیری، نواحی دگرسانی، SAM، MTMF، منطق فازی
  • مرجان طاهری، محمودرضا صاحبی، مهرنوش امتی* صفحات 75-88

    سنجنده های رادار با روزنه مجازی، با داشتن ویژگی های گسترده، پتانسیل بسیاری در انواع کاربردهای سنجش از دوری دارند؛ ازجمله در قطعه بندی به هنگام پوشش و کاربری اراضی. با وجود دو رویکرد مستقل قطعه بندی ناحیه مبنا و مرزمبنا، به دست آوردن نتایج رضایت بخش در صورت استفاده از هریک از رویکردها در تصاویر SAR دشوار بوده است؛ درحالی که می توان با استفاده از اطلاعات مکمل هر دو روش، محدودیت های موجود را برطرف کرد و نتایج حاصل را بهبود بخشید. در این پژوهش، روش نوینی در قطعه بندی با استفاده از تصاویر پلاریمتری SAR و با هدف بهبود نتایج قطعه بندی مطرح شده که از ادغام هر دو رویکرد بهره گرفته است. روش پیشنهادی Felzenszwalb به منزله الگوریتم پیشنهادی ناحیه مبنا، از مجموعه روش های سوپرپیکسل، با دو روش Quickshift و SLIC مقایسه شد. نتیجه مشخص کرد که روش پیشنهادی توانسته است از قطعه بندی بیش ازحد تصویر جلوگیری کند و کارآیی آنالیز قطعه بندی را افزایش درخور توجهی بخشد. روش پیشنهادی قطعه بندی مرزمبنای آنتروپی شانون نیز، در مقایسه با دو روش گرادیان مبنای کنی و لاپلاسین، مرزهای قطعات تصویری را تا اندازه چشمگیری حفظ کرده است. مقایسه نتایج حاصل از اجرای این روش با داده های مرجع، مقادیر 39/10% و 25/11% را درمورد خطای کل، به ترتیب برای تصویر زمان اول و دوم، نشان می دهد. خطای کل، در مقایسه با عملکرد دو روش دیگر، 81/5 و 73/9% در تصویر اول و 16/11 و 86/13% در تصویر دوم بهبود داده شده است. در نهایت، ادغام دو رویکرد پیشنهادی قطعه بندی سبب شده است بهبود دقت در قطعه بندی تصویر پلاریمتری دستاورد مهم این پژوهش محسوب شود.

    کلیدواژگان: قطعه بندی، تصاویر پلاریمتری SAR (POLSAR)، قطعه بندی ناحیه مبنا، قطعه بندی مرزمبنا، رویکرد ترکیبی قطعه بندی
  • مجید هاشمی تنگستانی*، مرجان کریمی صفحات 89-104

    در سال های اخیر، نظارت دریایی و هوایی برای مهار آلودگی های دریایی رایج شده است اما این روش ها، به دلیل محدودیت های شرایط آب وهوا، زمان و مکان، به تنهایی نمی توانند پایش سریع و منظمی فراهم آورند. در این زمینه، سنجش از دور ماهواره ای می تواند نقش مهمی در تشخیص اولیه و پایش مداوم نشت نفت در دریا ایفا کند. سنجنده رادار آنتن مصنوعی سیستم سنجش از دور فعالی است که می تواند، برای آشکارسازی نشت نفت همراه با سنجنده های اپتیکال مانند مادیس، با توانایی تصویربرداری هم زمان، استفاده شود. هدف از این پژوهش آشکارسازی نشت نفت پیرامون سکوهای نفتی بخش شمالی خلیج فارس، در تاریخ های پانزدهم و هفدهم ژوین 2015، با استفاده از تصاویر فروسرخ گرمایی مادیس و تصاویر راداری سنتینل 1 است. برای محاسبه دمای سطح دریا، الگوریتم پنجره مجزا روی تصویر باند 20 سنجنده مادیس اجرا شد. نتایج نشان داد که منطقه دارای نشت نفت دمایی کمتر از مناطق پیرامونی دارد. برای آشکارسازی دقیق تر لکه های نفتی و درستی سنجی نتایج پردازش های اعمال شده بر تصویر مادیس، از تصویر پلاریزاسیون VV سنتینل 1 و پردازش های حذف نوفه مانند فیلترگذاری و مولتی لوکینگ استفاده شد. در پایان، از راه مقایسه دمای بویه موج نگار سازمان بنادر و دریانوردی بوشهر و دمای حاصل از تصویر مادیس و موقعیت جغرافیایی گستره لکه های نفتی بارزشده، درستی نتایج این پژوهش و پردازش های صورت گرفته تایید شد. استفاده از باند 20 سنجنده مادیس با هدف استخراج دمای سطح دریا و باندهای فروسرخ گرمایی آن، به منظور آشکارسازی لکه های نفتی در سطح دریا، اولین بار در این پژوهش ارزیابی شده است.

    کلیدواژگان: نشت نفت، دمای سطح دریا، مادیس، سنتینل 1، خلیج فارس
  • رضا شاه حسینی*، کمال عزیزی، ارسطو زارعی، فاطمه مرادی صفحات 105-121

    نقشه های کاربری زمین، توزیع فضایی منابع طبیعی، مناظر فرهنگی و سکونتگاه های انسانی را توصیف می کنند که به منزله ابزار برنامه ریزی مهمی برای تصمیم گیرندگان عمل می کند؛ بنابراین دقت نقشه ‏های حاصل از طبقه‏ بندی تصاویر ماهواره‏ای در عدم قطعیت به منظور ‏مدیریت شهری بسیار تاثیرگذار است. با توجه به کیفیت یکنواخت تصاویر در مناطق بزرگ در مراحل زمانی منظم، تصاویر سنجش از دور ورودی ضروری در تولید نقشه های کاربری زمین شمرده می شوند. هدف اصلی از این تحقیق پیشنهاد کردن روشی به منظور ایجاد نقشه پوشش اراضی دقیق در مناطق شهری، با استفاده از تلفیق داده ‏های سنتینل 1 و سنتینل 2 است. به این منظور، ویژگی های ضریب بازپراکنش راداری VV و دو پارامتر حاصل از روش تجزیه H-α (آنتروپی، آلفا) از تصاویر راداری سنتینل 1 و ویژگی های باند آبی، سبز، قرمز، شاخص های NDVI، NDWI، MNDWI و SWI از تصاویر اپتیک سنتینل 2 استخراج و به منزله مولفه های تاثیرگذار در طبقه بندی منطقه شهری استفاده شد. در این مطالعه، با هدف جداسازی مناطق کشاورزی از سایر پوشش ها، از شاخص رطوبت SWI استفاده شد. همچنین داده های ارتفاعی برای تفکیک بهینه کلاس های پیچیده با توپوگرافی متفاوت به کار رفت. استخراج شاخص های تاثیرگذار از این دو مجموعه داده، در رویکردی شیءگرا مبتنی بر الگوریتم های ماشین بردار پشتیبان و جنگل تصادفی، برای طبقه بندی کاربری زمین ارزیابی شد. نتایج نشان داد که به کارگرفتن ویژگی های استخراج شده از تصاویر راداری و اپتیک به طور هم زمان، در روش طبقه بندی شیء گرا، می‏تواند ویژگی‏های شیء را به طور کامل در ناحیه مورد مطالعه استخراج کند. در مورد هر دو الگوریتم طبقه ‏بندی، زمانی که از داده‏های اپتیک و راداری به طور هم زمان استفاده شد، دقت کلی طبقه بندی افزایش داشت. در مورد روش جنگل تصادفی که بیشترین دقت ها را دربر داشت، دقت کلی برای رویکرد ترکیب داده های راداری و اپتیک به میزان 13 و 5%، به ترتیب به نسبت رویکرد تنها ویژگی راداری و تنها رویکرد ویژگی اپتیک، افزایش پیدا کرده است. همچنین اختلاف معنی‏داری در دقت طبقه‏بندی، در تمامی سطوح، بین الگوریتم طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان و جنگل تصادفی دیده می شود. نتایج نشان داد که دقت کلی درمورد روش طبقه بندی جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان به ترتیب برابر 3/83 و 8/79% و ضریب کاپا به ترتیب 72/0 و 68/0% بوده است.

    کلیدواژگان: سنجش از دور، سنتینل 1، سنتینل 2، طبقه ‏بندی مبتنی بر شیء، ماشین‏ بردار‏ پشتیبان، جنگل تصادفی
|
  • Mahmoud Bayat *, Khosro Mirakhorloo, Hosein Sadeghzadeh, Sahar Heidari Masteali Pages 1-14
    Lack of up-to-date, documented and scientific information on the current situation (area and distribution) of Zanjan poplar plantation is one of the main problems of wood production managers for planning and management of wood supply in the province and the country. In this study, Sentinel-2 satellite data with spatial resolution of 10 m in spectral bands were used and the ground truth map of existing poplar fields with 600 points was plotted in all cities and villages from field surveys. From the beginning to the end of the poplar growing season (first half of March to December 2018), at least 6 time periods of 30 to 40 days were used in the SVM classifier. Post-test and calibration of SVM model based on the phenology of poplar genus and field samples were extracted, populated area distribution map of province was extracted. The results showed that the total area of ​​poplar areas is 2744 hectares which covers 0.12% of total area of ​​Zanjan province. One percent of the total polygons were randomly selected for field control and after field control, the overall mapping error was obtained and calculated. In this study, the exact location and area of ​​poplar mills were estimated with acceptable accuracy (96%). So that using extracted information (distribution map of poplars of the province) can provide studies on comprehensive planning of poplars and sustainable management of wood production from the poplars of the province.
    Keywords: Distribution map, Overall accuracy, Poplar Population, Satellite data
  • A.Hedayati, M.H.Vahidnia, H.Aghamohammadi. Pages 15-30

    Rice has become one of the most important food security items in many countries, especially Iran. In this study, a model was proposed to select Landsat-8 satellite time-series images in order to prepare a map of paddy lands. The method is based on the phenological characteristics of rice plants and annual surface temperature data from the MODIS sensor. After preprocessing satellite images, they were classified using an object-based approach and fuzzy functions. Various data such as a digital elevation model, land surface temperature, and spectral indices including NDVI, EVI, NDBI and LSWI are used to improve the classification process. In addition, information about the segmentation of the image is employed during the process of classification. Because of the different traits of paddy fields, a digital elevation model with a resolution of 12.5 meters was used to help differentiate paddy lands from other vegetation. In addition, a comparison was made between the results of classification based on object-based and pixel-based methods. The results showed that the object-based classification yields better results than the pixel-based method with special considerations. The classification result following validation using ENVI software pixel-based classification indicated an overall accuracy of 92 percent and a kappa value of 0.89. This is in contrast to the object-based classification technique in the eCognition software, which yielded an overall accuracy of 94 percent and a kappa coefficient of 0.92.

    Keywords: Landsat-8, MODIS, Object-based classification, Paddy fields, pixel-base classification
  • Alireza Mahmoodi *, Marzieh Mokarramb Pages 31-46
    Today, remote sensing is used for plant studies, such as determining nutrient levels, plant diseases, water deficiency or excess, weed identification, and so on. As electromagnetic waves strike the plants, they react in different ways (absorption, reflection or passage) based on the characteristics of the plants. The quantity of nutrients in a plant can be determined through measurement science in plant studies. Since the amount of nutrients in the plant can be determined, it is possible to know how much fertilizer the plant needs. On the other hand, identified the nutrients in the plant, especially rangeland plants. A spectrometer was used to measure the plant's response to electromagnetic waves in the range of 0.3 to 1.1 m. Following that, the relationship between the amount of electromagnetic waves and the amount of nutrients in these plants was determined. The results showed that in Fagonia bruguieri b1026 nm, in Peganum harmala b1040 nm, in Ziziphus spina-christi b1046 nm, in Tecurium persicum band 1030 nm, in Vitex pesedo-negundo b400 and b1038 and in Otostegia persica band They are effective in predicting the value of P. For the prediction of Zn in F. bruguieri b1026 nm band, in P.harmala b1040 nm band, in Z. spina-christi ba1045 nm band, in T. persicum pea b1030 nm band, in V. pesedo-negundo plant b1010 nm and in O. persica band They are the most effective bands. To predict Cu, it is determined using spectral band values ​​that in F.bruguieri band is b402 nm, in P. harmala band is b410 nm, in Z. spina-christi band is b1046 nm, in T. persicum band is b1030 nm, in V.pesedo and O. persica b1038 are the most effective bands.
    Keywords: Rangeland plants, remote sensing, Electromagnetic waves, Linear regression method
  • Mayamsadat Ahmadi, Abbass Malian * Pages 47-74

    The design of Remote Sensing algorithms and the development of various methods of processing satellite images to identify porphyry copper deposits are among the important topics of studies in the field of mineral resource evaluation and their optimal exploitation. To this end, the determination of alteration zones provides a suitable tool for designing acceptable exploratory patterns. In this research with an almost comprehensive strategy and using the determination of alterations related to porphyry copper deposit based on Lowell and Gilbert model with three different strategies (visual, spectral and statistical processing) as well as the extraction of linements in the case area The study suggested the concentration range of the mineral for drilling. The study area in this article is Masjed Daghi porphyry copper deposit in the northeast of East Azerbaijan province, which consists of multispectral satellite images of ASTER, OLI of Landsat-8 and Sentinel-2 sensors for various processes including band ratio combinations, principal component analysis and pixel and subpixels basics spectral processing methods including SAM and MTMF, and statistical processing using the logical operator algorithm. Finally, by fuzzy and combining the layers of satellite image processing with geometric structures of the region (linements) which were extracted on Sentinel-2 data in two automatic and semi-automatic methods, the results were analyzed in GIS space and by comparing the presented results with the analysis of ground samples, the accuracy and conformity of the target areas were confirmed. User and producer accuracy for the area with the first priority were 78.54% and 78.36%, respectively, which are more appropriate criteria for introducing the area of ​​the drilling center.

    Keywords: Porphyry copper ore, Alteration, SAM, MTMF, Fuzzy logic
  • Marjan Teheri, Mahmodreza Sahebi, Mehrnoosh Omati * Pages 75-88

    Synthetic aperture radar (SAR) sensors with various properties offer potential in various remote sensing applications, such as land cover and land use segmentation. Despite the two independent approaches of region-based segmentation and boundary-based segmentation, it isn't easy to obtain satisfactory results if either process is used in SAR images. In contrast, complementary information can be obtained using both region-based and boundary-based segmentation methods, removing existing limitations and improving results. In this research, with the help of polarimetric SAR images, a new segmentation method is presented, aiming to improve segmentation results by combining the two region-based and boundary-based approaches. From the set of superpixel methods, the Felzenszwalb method as a proposed region-based algorithm is compared with Quickshift and SLIC methods. The proposed method was able to prevent over-segmentation of the image and significantly increased the efficiency of segmentation analysis. Also, as the proposed method of boundary-based segmentation, Shannon entropy has considerably preserved the boundaries of the image segmentation compared to the two gradient-based methods, Canny and Laplacian. Comparison of the results of this method with reference data shows the total error of 10.39% and 11.25% for the first and second-time images, respectively. Compared to the performance of the other two methods, the absolute error has been decreased to 5.81% and 9.73% in the first image, and 11.16% and 13.86% in the second image, respectively. Finally, as a significant achievement of this research, integrating the two proposed segmentation algorithms improves the accuracy of polarimetric image segmentation.

    Keywords: segmentation, polarimetric synthetic aperture radar (PolSAR) images, region-based segmentation, boundary-based segmentation, integration of segmentation method
  • Majid H.Tangestani *, Marjan Karimi Pages 89-104

    In recent years, maritime and aerial surveillance have become commonplace for marine pollution control; however, these methods alone cannot provide rapid and systematic monitoring due to the limitations of weather conditions, time, and location. In this regard, satellite remote sensing can play an important role in the initial detection and continuous monitoring of oil spills at sea. The synthetic aperture radar (SAR) sensor is an active microwave sensing system that can be used for oil spill detection, along with optical sensors such as MODIS, with simultaneous imaging capability. The aim of this study was to detect the oil spills around oil platforms in the northern part of the Persian Gulf on June 15, and 17, 2015, using MODIS thermal infrared imagery and Sentinel-1 images. To estimate the sea surface temperature, the split-window algorithm was applied to band 20 of MODIS. Results showed that the sea surface covered by oil spill has lower temperature than surroundings. For accurate detection of oil slicks and accuracy assessment of the results of applied image processing method on the MODIS data, the Sentinel-1 vertical polarization image and noise removal processes such as filtering and multi-looking were used. Finally, by comparing the field temperature measured by Boushehr marine waveguide and the temperature estimated for the MODIS image, and review of the geographical location of detected oil slicks, the accuracy of the results of this study and the applied image processing methods were confirmed. Application of MODIS band 20 aiming the extraction of sea-surface temperature, and its thermal infrared bands for oil spill detection at sea surface are evaluated in this study for the first time.

    Keywords: Oil spill, Sea Surface Temperature, MODIS, Sentinel-1, Persian Gulf
  • Reza Shahhoseini *, Kamal Azizi, Arastou Zarei, Fatemeh Moradi Pages 105-121

    In recent years, maritime and aerial surveillance have become commonplace for marine pollution control; however, these methods alone cannot provide rapid and systematic monitoring due to the limitations of weather conditions, time, and location. In this regard, satellite remote sensing can play an important role in the initial detection and continuous monitoring of oil spills at sea. The synthetic aperture radar (SAR) sensor is an active microwave sensing system that can be used for oil spill detection, along with optical sensors such as MODIS, with simultaneous imaging capability. The aim of this study was to detect the oil spills around oil platforms in the northern part of the Persian Gulf on June 15, and 17, 2015, using MODIS thermal infrared imagery and Sentinel-1 images. To estimate the sea surface temperature, the split-window algorithm was applied to band 20 of MODIS. Results showed that the sea surface covered by oil spill has lower temperature than surroundings. For accurate detection of oil slicks and accuracy assessment of the results of applied image processing method on the MODIS data, the Sentinel-1 vertical polarization image and noise removal processes such as filtering and multi-looking were used. Finally, by comparing the field temperature measured by Boushehr marine waveguide and the temperature estimated for the MODIS image, and review of the geographical location of detected oil slicks, the accuracy of the results of this study and the applied image processing methods were confirmed. Application of MODIS band 20 aiming the extraction of sea-surface temperature, and its thermal infrared bands for oil spill detection at sea surface are evaluated in this study for the first time.

    Keywords: Oil spill, Sea Surface Temperature, MODIS, Sentinel-1, Persian Gulf