۸ نتیجه برای تصاویر ابرطیفی
مهدی حسنلو، فرهاد صمدزادگان،
دوره ۳، شماره ۳ - ( ۱۱-۱۳۹۲ )
چکیده
با پیشرفت سنجندههای سنجش از دور طیفی با توانتفکیک طیفی بالا، تصاویر ابرطیفی ماهوارهای بطور وسیع به منظور نظارت بر سطح زمین به خدمت گرفته شدهاند. بزرگی ابعاد این تصاویر نه تنها باعث افزایش پیچیدگی محاسبات گردیده بلکه باعث کاهش دقت طبقهبندی تصویر نیز شده است. کاهش ابعاد یکی از اصلیترین روشها در تصاویر ابرطیفی برای بهبود دقت طبقهبندی است. معمولترین روش در کاهش ابعد انتخاب عارضه میباشد. بطور ایدهآل کاهش نمایندگان یک مجموعه به کاهش ابعاد ذاتی آن مرتبط میشود. روشهای مختلفی برای برآورد بعد ذاتی و نیز کاهش ابعاد در تصاویر ابرطیفی در منابع وجود دارد. در این مقاله به شرح و مقایسه پنج تکنیک برآورد بعد ذاتی پرداخته و کارایی این تکنیکها را به منظور طبقهبندی بانظارت تصاویر ابرطیفی بررسی و بحث کرده است. این تکنیکها شامل برآوردکننده مقدار ویژه(EV)، برآوردکننده بیشترین شباهت (ML)، برآوردکننده بعد همبسته (CD)، برآوردکننده عدد بستهبندی (PN) و کمترین گشترش درخت ژئودزیک (GMST) میباشد. روش طبقهبندی کننده نزدیکترین همسایگی (K-NN) به منظور طبقهبندی بانظارت مورد استفاده قرار گرفته است. تعداد زیادی از فواصل متریک در این طبقهبندی کننده مورد استفاده و مقایسه قرارگرفته است. پرکاربردترین روشهای کاهش ابعاد مانند تحلیل مولفه اصلی (PCA) و تحلیل مولفه مستقل (ICA) در خروجی روشهای برآوردهگر بکارگرفته شده است. این تحقیق نگاهی مقایسهای و مروری بر روشهای برآوردهگر داشته و نیز عارضههای باندی استخراج شده را به منظور طبقه بندی مورد استفاده قرار داده است.
سید علی سیدین، محمد جواد ولدان زوج، یاسر مقصودی، میلاد جانعلی پور،
دوره ۴، شماره ۴ - ( ۲-۱۳۹۴ )
چکیده
تصاویر ابرطیفی با قدرت تفکیک طیفی بالا باعث پیشرفتهای وسیعی در حوزههای مختلف سنجش از دور شدهاند. یکی از مهمترین کاربردهای این تصاویر در حوزه کشاورزی و جنگل میباشد. هدف از این تحقیق بهبود طبقهبندی گونههای مختلف گیاهی در منطقه Botswana با استفاده از تلفیق الگوریتمهای تشخیص هدف در تصویر ابرطیفی میباشد. در گام اول الگوریتمهای تشخیص هدف بر روی تصویر ابر طیفی پیشپردازش شده پیادهسازی شد. در گام دوم، اطلاعات الگوریتمهای تشخیص هدف با استفاده از روش پیشنهادی تلفیق گردید. نتایج حاصل از روش تلفیق پیشنهادی برای ابعاد پنجره مختلف پیادهسازی شد. بهترین دقت کلی روش تلفیق مربوط به پنجره با ابعاد ۳ در ۳ برابر ۱۶/۹۶% بود که دقت کلی نسبت به الگوریتمهای تشخیص هدف تقریباً حداقل ۸% و حداکثر ۲۰% بهبود یافته است.
احمد ملکنژاد، حسن قاسمیان، فردین میرزاپور،
دوره ۵، شماره ۱ - ( ۵-۱۳۹۴ )
چکیده
اکثر الگوریتمهای طبقهبندی دادههای سنجش از دور بر اساس ویژگیها و اطلاعات طیفی پیکسلها عمل میکنند. این مسئله باعث نادیده گرفتن اطلاعات مکانی مفید قابل استخراج از این تصاویر، مانند؛ بافت تصاویر میشود. استفاده همزمان از بافت و اطلاعات طیفی مبحثی است که به آن کمتر پرداخته شده است. در این پژوهش تاثیر استفاده از بافت تصویر تکباند سنجنده ALI بر دقت طبقهبندی تصاویر ابرطیفی سنجنده هایپریون در محیطهای شهری بررسی شده است. اطلاعات بافت تصویر تکباند با استفاده از ماتریس رخداد همزمان (GLCM) استخراج شده است. طبقهبندی نیز با بهکارگیری روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) و در سه مرحله انجام پذیرفت: طبقهبندی اطلاعات طیفی تصویر ابرطیفی، طبقهبندی تصاویر ادغام شده به دست آمده از روش تبدیل رنگ نرمالیزه (CNT)، و نهایتا طبقهبندی با استفاده همزمان از بافت تصویر تکباند و تصاویر ابرطیفی ادغام شده. تاثیر نوع ویژگی بافت استخراجی از ماتریس رخداد همزمان و همچنین اندازه پنجره استخراج بافت در پوششهای مختلف بررسی شد. نتایج پیادهسازیها نشان داد که استفاده از ویژگیهای بافتی در کنار ویژگیهای طیفی تصاویر حاصل از ادغام، میتواند دقت طبقهبندی مناطق شهری، مانند؛ بافت مسکونی و مناطق صنعتی را به طور کلی، حدود ۵ درصد بهبود ببخشد. افزایش دقت در برخی از کلاسها تا حدود ۱۵ درصد بوده است.
شهرام شریفی هشجین، علی درویشی بلورانی، صفا خزائی،
دوره ۶، شماره ۱ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
در دهه های اخیر مطالعات بسیاری در زمینه آشکارسازی هدف در تصاویر ابرطیفی انجام شده است. این در حالیست که در زمینه آشکارسازی هدف مطالعات کمتری نسبت به حوزه طبقهبندی جهت کاهش ابعاد و انتخاب باندهای مناسب انجام شده است. از طرفی در پردازش دادههای سنجش از دور، انتخاب باند در حوزه پردازش تصاویر ابرطیفی نقش بسیار مهمی دارد. چرا که از مجموعه تمام باندهای تصویر، بهترین آنها را از لحاظ ارزش و تنوع اطلاعاتی جهت کاهش ابعاد داده و کاهش بارمحاسباتی انتخاب میشوند. این مطالعه یک روش ساده برای انتخاب باندهای مناسب به منظور آشکارسازی اهداف زیرپیکسل از طریق حذف باندهای بد ارائه مینماید. این روش بر مبنای شناسایی باندهای بد از طریق مقایسه طیف آزمایشگاهی و میدانی اهداف استوار است. در این روش با برازش یک تابع توزیع نرمال بر روی مقادیر اختلاف دو طیف آزمایشگاهی و میدانی در باندهای متناظر، باندهای بهینه شناسایی و جهت ورود به روشهای آشکارسازی هدف معرفی میشوند. جهت ارزیابی روش ارائه شده از مجموعه داده ابرطیفی TDBT، چند روش انتخاب باند دیگر و پارامتر ارزیابی هشدار اشتباه استفاده شد. روش ارائه شده توانست نتایج آشکارسازی برای اهداف مختلف را در دو روش مطرح و متداول آشکارسازی هدف به نامهای ACE و CEM بهبود ببخشد. در مجموع از میان تمام اهداف مورد ارزیابی تنها در ۱۲ درصد از موارد دقت آشکارسازی کاهش یافت. سرعت بالا، سادگی، بار محاسباتی پایین و زمان کوتاه پردازش از مزایای روش ارائه شده است.
تیمور سیدی، مهدی حسنلو،
دوره ۷، شماره ۲ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
سنجشازدور به دلیل پوشش وسیع، توان جداسازی بالا و هزینه کم در اخذ داده از زمین، بهعنوان ابزاری کارآمد، نقش مهمی را در حوزهی پژوهشهایِ علوم زمین و پایشِ محیطزیست داشته است. یکی از مهمترین کاربردهای سنجشازدور آشکارسازی تغییرات است؛ تشخیص به هنگام و دقیق این تغییرات، در مقیاس محلی و جهانی، برای مدیریتِ بهینهی استفاده از منابع، اهمیت زیادی دارد. این مقاله روشی نوین و بدون نظارت آشکارسازی تغییرات، کاربری اراضی با استفاده از تصاویر چند زمانهی فراطیفی را عرضه میکند. این روش بهصورت سلسله مراتبی و مبتنی بر استفاده از الگوریتمهای شباهت مبنا، فاصله مبنا و اتسو است. روش پیشنهادی در دو مرحله ارائه میشود: مرحلهی اول آن بهعنوان آشکارساز و مرحلهی دوم، بهعنوان فاز تصمیمگیری است. در مرحله اول، ابتدا دادهی تصحیحشده توسط الگوریتمهای فاصلهی مبنا و شباهت مبنا، وارد فضای محاسباتی نوینی به نام فضای شباهت میشود. در این فضا نواحی تغییریافته، بارزتر از نواحی بدون تغییر خواهد بود. در ادامه، داده وارد مرحله دوم میشود. هدف از اجرای مرحله دوم تصمیمگیری در مورد ماهیت پیکسل در فضای دودویی است که نواحی تغییریافته دارای مقدار یک و نواحی بدون تغییر، دارای مقدار صفر است. مهمترین مزیت روش پیشنهادی، نسبت به دیگر روشها: خودکار بودن؛ نداشتن پیچیدگی در روش پیشنهادی؛ حجم پایین محاسبات و دقت بالای آن است. برای ارزیابی کارایی و دقت روش پیشنهادی، از دو مجموعه دادهی چند زمانهی فراطیفی سنجندهی هایپریون، مربوط به مزارع کشاورزی اطراف شهر جیانگسو واقع در چین و مزارع کشاورزی هرمیستن واقع در آمریکا استفادهشده است. ارزیابی خروجیهای بهدستآمده نشاندهنده، دقت کلی بالا و نرخ کم هشدارهای روش پیشنهادی، در مقایسه با روشهای رایج آشکارسازیِ تغییرات، است، بهطوریکه دقت کلی برای داده چین، ۹۸,۴۸ درصد ضریب کاپا، ۰.۹۶۵ و میزان نرخ هشدارهای اشتباه آن، ۱.۵۱ درصد و همچنین برای داده آمریکا، ۹۵.۱۲ درصد ضریب کاپا، ۰.۸۷۰و میزان نرخ هشدارهای اشتباه آن، ۴.۸ درصد است.
احسان لاله زاری، علی اسماعیلی، سعید همایونی،
دوره ۸، شماره ۱ - ( ۶-۱۳۹۷ )
چکیده
تصویربرداری ابرطیفی، به عنوان یکی از فنآوریهای نوین سنجش از دوری، منبع ارزشمندی برای کاربردهای مختلف علوم زمین، از جمله تهیه نقشههای پوششی، شناسایی و اکتشاف معادن، نظارت زیستمحیطی به شمار میرود. با این وجود، به دلایل سخت افزاری و فنآوری این دادهها دارای مشکلات ذاتی هستند. از آنجایی که بهبود سیستم سخت افزاری سنجندههای ابرطیفی بسیار پرهزینه است، روشهای سنجش از دوری پردازش تصویر مانند کاهش نویز، استخراج ویژگی و غیره به دلیل هزینه کم و موثر بودن مورد توجه قرار گرفتهاند. یکی از جدیدترین و کارآمدترین این روشها، روش پیشبینی فرضیه چندگانه است. نقطه ضعف این روش عدم استفاده از روشی موثر در انتخاب باندهای با شباهت بیشتر است که هدف از این مقاله بررسی روش پیشبینی فرضیه چندگانه[۱] و اتخاذ روشی مناسب برای انتخاب باندهای طیفی بر مبنای رگرسیون خطی است. به دلیل انعطاف زیاد روش پیشبینی رگرسیونی در تعیین ضرایب شباهت بین باندی، برای انتخاب باندهای طیفی مشابه، این روش انتخاب و پیادهسازی شد. دادههای مورد استفاده در این تحقیق دادههای رایج جهت کار بر روی تصاویر ابرطیفی است که توسط دانشگاه باسک اسپانیا جمع آوری شده اند. این دادهها شامل تصویر سایت های آزمایشی مزارع ایالت ایندیانا از سنجنده AVIRIS و تصویر دانشگاه پاویا از سنجنده ROSIS است. نتایج حاصله از پیاده سازی روش پیشنهادی نشان داد که صحت کلی طبقهبندی ماشین بردار پشتیبان[۲] و k نزدیکترین همسایگی[۳] برای مجموعه دادههای ابرطیفی Indian Pines و دانشگاه Pavia به ترتیب برابر با ۸۲/۹۵، ۴۳/۹۹ و ۸۹/۹۲و۸۸/۹۸ است که در طبقهبندی SVM به ترتیب ۴/۰ و ۳/۰ و در طبقهبندی KNN به ترتیب ۲۲/۸ و ۲ درصد افزایش را نشان میدهد که نشان دهندهی کارآمدی روش پیشنهادی به طور ویژه در مورد طبقهبندی KNN است.
۱ Multi Hypothesis Prediction
۲ Support Vector Machine
۳ K Nearest Neighbor
سید رضا صوف باف، محمودرضا صاحبی، برات مجردی،
دوره ۸، شماره ۲ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
در این تحقیق یک روش نوین جهت آشکارسازی ناهنجاری ها در تصاویر ابرطیفی بر پایه کدگذاری تنک و با استفاده از پنجره های متحرک محلی پیشنهاد شده است. مهمترین نقطه قوت این روش فراهم نمودن شرایط و امکان قضاوت بهتر در خصوص احتمال وقوع ناهنجاری در داده های ابرطیفی با بکارگیری روشی با قابلیت تجمیع و هم افزایی اطلاعات هر پیکسل تصویری طی عبور پنجره متحرک از آن می باشد. در این روش با عبور یک پنجرهی متحرک، هر پیکسل موقعیت های مکانی مختلفی را نسبت به همسایگان مکانی خود تجربه نموده و در هر یک از موقعیت های مذکور یک دیکشنری محلی که مبین داده های پس زمینه می باشد، بصورت بهینه با استفاده از الگوریتمK-SVD تشکیل شده و بازسازی داده های موجود به روش تخمین تنک در پنجره متحرک با بگارگیری الگوریتم SOMP صورت می پذیرد. بنابراین در هر موقعیت پنجره برای هر پیکسل خطای بازسازی با روش کدگذاری تنک مورد محاسبه قرار می گیرد. با توجه به استفاده از دیکشنری پس زمینه در بازسازی کلیه داده ها، هر گاه احتمال وقوع ناهنجاری در پیکسل مورد بررسی بیشتر باشد، مقدار خطای بازسازی آن نیز بزرگتر خواهد بود. لذا با بررسی این خطا در موقعیت های مختلف هر پیکسل نسبت به پنجره متحرک، می توان به مجموعه ای از خطاهای بازسازی برای آن پیکسل دست یافت که در نهایت واریانس آنها به عنوان معیار آشکارسازی ناهنجاری در نظر گرفته می شود. مقایسه نتایج آشکارسازی با روش پیشنهادی در این تحقیق با الگوریتمهایی مانند GRX, LRX, CRD وBJSR با بکارگیری چهار نوع داده ابرطیفی اعم از واقعی و شبیه سازی شده، حاکی از کارایی بهتر آشکارساز پیشنهادی به میزان متوسط حدود ۹ درصد نسبت به آنها می باشد.
شهرام شریفی هشجین، علی درویشی بلورانی، صفا خزائی، عطاءاله عبداللهی کاکرودی،
دوره ۸، شماره ۳ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
آشکارسازی اهداف با ابعاد زیرپیکسل یکی از چالشهای اساسی در پردازش تصاویر ماهوارهای میباشد. با توجه به قدرت تفکیک طیفی بالای تصاویر ابرطیفی، آشکارسازی اهداف از اهمیت ویژهای در آنالیز این نوع دادهها برخوردار میباشد. از اینرو، انتخاب باندهای طیفی بهینه به منظور بهبود آشکارسازی اهداف زیرپیکسلی به عنوان یکی از راهکارهای مرسوم مورد توجه محققین است. نبود دادههای آموزشی یکی از اصلی ترین ضعفهای انتخاب باندهای بهینه برای آشکارسازی اهداف زیرپیکسلی میباشد. در این تحقیق بر مبنای الگوریتم بهینهسازی توده ذرات (PSO)، روشی جدید جهت انتخاب باند به منظور آشکارسازی اهداف زیر پیکسلی در تصاویر ابرطیفی معرفی شده است. در روش پیشنهادی، ابتدا طیف هدف مورد نظر به صورت تصادفی در یکسری پیکسلهای میزبان از کل تصویر ابرطیفی کاشت میشود. سپس، با هدف کمینهسازی نرخ هشدار اشتباه در آشکارسازی هدف، به روش برآوردگر همدوسیهای انطباقی (ACE)، باندهای طیفی از طریق الگوریتم PSO انتخاب میشوند. به منظور ارزیابی میزان دقت روش پیشنهادی، دو مجموعه داده ابرطیفی از سنجندههای Hymap و Hyperion استفاده شده است. نتایج تجربی به دست آمده نشان می دهند که بر اساس معیار کمترین مقدار هشدار اشتباه و مساحت زیر نمودار ROC، روش انتخاب باند پیشنهادی نسبت به حالت استفاده از تمام باندها، روش الگوریتم ژنتیک (GA)، روش ژنتیک وزندار (WG)، و همچنین روشهای متداول PSO مبنا، حداکثر نسبت زیرمجموعه (MSR) و ضریب همبستگی (CC)، از کارایی بالاتری برخوردار میباشد.