پاییز و زمستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
1- دانشگاه گیلان
2- دانشگاه منابع طبیعی و علوم دریایی نور
2- دانشگاه منابع طبیعی و علوم دریایی نور
چکیده: (5 مشاهده)
چکیده مبسوط
سابقه و هدف: کاهش سطح جنگل های طبیعی در نتیجه عوامل مختلف سبب شده است که جنگل‌کاری با هدف توسعه سطح جنگل و تولید چوب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شود. برآورد ویژگی‌های جنگل با استفاده از دادههای سنجش از دور به عنوان ابزاری برای مدیریت پایدار منابع طبیعی مطرح شده است. روشهای سنجش از دور و زمین‌آمار در برآورد تاج پوشش و زیتوده روی زمینی جنگل‌ها با هدف مدیریتی و حفاظتی میتواند مفید و مقرون به‌صرفه باشد. در جنگل های هیرکانی مشخصه تاج پوشش و زی توده به عنوان معیار مهمی برای مطالعه و بررسی تغییرات و پایش جنگل محسوب می گردد. این مطالعه نیز با هدف برآورد و بررسی تاج پوشش و زیتوده رویزمینی جنگلکاری‌های پیلمبرا واقع در استان گیلان با استفاده از دادههای تصاویر ماهواره لندست 9 ، روشهای سنجشازدور و زمین آمار انجام شد.
مواد و روشها: به منظور پیاده‌سازی قطعات نمونه زمینی (در تابستان 2023)، شبکه پلاتها به طور تصادفی سیستماتیک و با فاصله 300 در 300 متر انتخاب شد. تعداد 120 قطعه نمونه برداشت شد. دادههای حاصل از پیمایش میدانی و آماربرداری وارد نرم‌افزار اکسل و محاسبات مربوط به براورد تاج پوشش و زی توده روی زمینی انجام شد. همچنین شاخصهای گیاهی (شامل NDVI، EVI، DVI، GNDVI، RVI، ARVI، SAVI، OSAVI و IPVI) با استفاده از تصاویر لندست 9 محاسبه شد و سپس ارزشهای متناظر هر قطعه نمونه از هر یک از شاخص‌ها استخراج شده و تحلیل‌‌های همبستگی و رگرسیون بر روی این داده‌ها انجام شد. از تکنیک Information Gain Ratio (IGR) و شاخص میانگین شایستگی (Average Merit) جهت ارزیابی قدرت پیش‌بینی عوامل مؤثر بر میزان تاج پوشش و زی توده در جنگل کاری های منطقه پیلمبرا استفاده شد. همبستگی بین تاج‌پوشش و زی توده روی زمینی در قطعه نمونه‌های زمینی و ارزشهای طیفی متناظر آنها در دادههای ماهواره ای با استفاده از نرم‌افزار SPSS و به روش تحلیل همبستگی پیرسون بررسی و از روشهای زمین آماری درون یابی فاصله معکوس (IDW)، کریجینگ معمولی و توابع پایه ای شعاعی (RBF) به منظور تخمین درصد تاج پوشش و زی توده رو زمینی استفاده شد. همچنین از مدل‌های رگرسیون جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان برای انتخاب متغیرها و برآورد درصد تاج پوشش و زی توده روی زمینی منطقه مورد مطالعه استفاده شد که با استفاده از نرم‌افزار Weka تحلیل و ارزیابی شدند. در این مطالعه، از مجموعه ای شامل 120 قطعه‌نمونه موجود، 80 درصد آنها (تعداد 96 قطعه‌نمونه) به‌عنوان مجموعه دادههای آموزش مورد استفاده قرار گرفتند. به‌منظور بررسی عملکرد روشهای زمین آمار و سنجش از دور در مدل‌سازی، از منحنی ROC استفاده شد.
یافته ها: نتایج IGR و شاخص میانگین شایستگی (MA) نشان داد که بیشترین همبستگی معنی دار بین درصد تاج پوشش با متغیرهای OSAVI (918/0)و NDVI (915/0) و همچنین بیشترین همبستگی معنی دار بین زیتوده روی زمینی(تن در هکتار) و متغیرهای SAVI (913/0) و NDVI (902/0) مشاهده شد. وجود یا نبود وابستگی مکانی پارامتر درصد تاج پوشش و زی توده پس از برازش چندین مدل نیم تغییرنما، بر پایه آماره مجموع مربعات باقی مانده (RSS) و ضریب تبیین (R2)، مدل نمایی برای زی توده رو زمینی(64/0 =R2) و مدل کروی برای تاج پوشش(76/0=R2) به عنوان مناسب ترین مدل انتخاب شد. نتایج اعتبارسنجی شاخص درصد تاج پوشش و زی توده با استفاده از معیار‌های RMSE و اریبی نشان داد که الگوریتم جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان نسبت به رویکرد زمین‌آمار به سبب داشتن کمترین مقدار مجذور میانگین مربعات خطا و اریبی دارای وضعیت و اعتبار بیشتری است. همچنین هر دو مدل جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان عملکرد مناسبی داشتند اما در پیش بینی درصد تاج پوشش، مدل جنگل تصادفی(92%) نسبت به مدل ماشین بردار پشتیبان(83%) دارای مقدار صحت و شاخص حساسیت بالاتری بود. . نتایج این مطالعه نشان داد که بین درصد تاج پوشش و زی توده (تن در هکتار) با بیش از 80 درصد متغیرهای مورد مطالعه ارتباط و همبستگی معنادار مشاهده شده است. به‌منظور بررسی عملکرد روشهای زمین آمار و سنجش از دور در مدل‌سازی ، از منحنی ROC استفاده شد. در این مطالعه، مقدار AUC مبتنی بر مدل‌های یادگیری ماشین برای تاج پوشش و زی توده (94/0=RF) ، (93/0=SVM) نسبت به روشهای زمین آمار برای تاج پوشش(71/0) و زی توده (76/0)در زمینه پیش بینی و مدل سازی این شاخص‌ها دارای عملکرد بهتری بود. همچنین بین مقادیر تاج پوشش و زی توده رویزمینی برآورد شده ومقدار واقعی تفاوت معنی داری در سطح احتمال 99 و 95 درصد وجود ندارد.
نتیجه گیری: آگاهی از روند تغییرات تاج پوشش و زی توده روی زمینی برای برنامه های کاربردی و مدیریت جنگل ها و نیز ارزیابی خدمات محیط زیستی بسیار مهم است. با توجه به نتایج حاصل میتوان اذعان داشت که اطلاعات به دست آمده از باند‌های اصلی و شاخصهای طیفی نقش بسزایی در برآورد تاج پوشش و زی توده روی زمینی داشتند. علاوه بر این، کارایی مدل‌های مورد استفاده در این مطالعه میتواند از انتخاب تکنیک‌های نگاشت پیش‌بینی‌کننده برای مدل‌سازی زی توده رو زمینی جنگل خبر دهد. توانایی جنگل تصادفی در برآورد متغیرهای جنگلی اشاره شده در این تحقیق میتواند زمینهساز مطالعات آینده باشد.
سابقه و هدف: کاهش سطح جنگل های طبیعی در نتیجه عوامل مختلف سبب شده است که جنگل‌کاری با هدف توسعه سطح جنگل و تولید چوب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شود. برآورد ویژگی‌های جنگل با استفاده از دادههای سنجش از دور به عنوان ابزاری برای مدیریت پایدار منابع طبیعی مطرح شده است. روشهای سنجش از دور و زمین‌آمار در برآورد تاج پوشش و زیتوده روی زمینی جنگل‌ها با هدف مدیریتی و حفاظتی میتواند مفید و مقرون به‌صرفه باشد. در جنگل های هیرکانی مشخصه تاج پوشش و زی توده به عنوان معیار مهمی برای مطالعه و بررسی تغییرات و پایش جنگل محسوب می گردد. این مطالعه نیز با هدف برآورد و بررسی تاج پوشش و زیتوده رویزمینی جنگلکاری‌های پیلمبرا واقع در استان گیلان با استفاده از دادههای تصاویر ماهواره لندست 9 ، روشهای سنجشازدور و زمین آمار انجام شد.
مواد و روشها: به منظور پیاده‌سازی قطعات نمونه زمینی (در تابستان 2023)، شبکه پلاتها به طور تصادفی سیستماتیک و با فاصله 300 در 300 متر انتخاب شد. تعداد 120 قطعه نمونه برداشت شد. دادههای حاصل از پیمایش میدانی و آماربرداری وارد نرم‌افزار اکسل و محاسبات مربوط به براورد تاج پوشش و زی توده روی زمینی انجام شد. همچنین شاخصهای گیاهی (شامل NDVI، EVI، DVI، GNDVI، RVI، ARVI، SAVI، OSAVI و IPVI) با استفاده از تصاویر لندست 9 محاسبه شد و سپس ارزشهای متناظر هر قطعه نمونه از هر یک از شاخص‌ها استخراج شده و تحلیل‌‌های همبستگی و رگرسیون بر روی این داده‌ها انجام شد. از تکنیک Information Gain Ratio (IGR) و شاخص میانگین شایستگی (Average Merit) جهت ارزیابی قدرت پیش‌بینی عوامل مؤثر بر میزان تاج پوشش و زی توده در جنگل کاری های منطقه پیلمبرا استفاده شد. همبستگی بین تاج‌پوشش و زی توده روی زمینی در قطعه نمونه‌های زمینی و ارزشهای طیفی متناظر آنها در دادههای ماهواره ای با استفاده از نرم‌افزار SPSS و به روش تحلیل همبستگی پیرسون بررسی و از روشهای زمین آماری درون یابی فاصله معکوس (IDW)، کریجینگ معمولی و توابع پایه ای شعاعی (RBF) به منظور تخمین درصد تاج پوشش و زی توده رو زمینی استفاده شد. همچنین از مدل‌های رگرسیون جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان برای انتخاب متغیرها و برآورد درصد تاج پوشش و زی توده روی زمینی منطقه مورد مطالعه استفاده شد که با استفاده از نرم‌افزار Weka تحلیل و ارزیابی شدند. در این مطالعه، از مجموعه ای شامل 120 قطعه‌نمونه موجود، 80 درصد آنها (تعداد 96 قطعه‌نمونه) به‌عنوان مجموعه دادههای آموزش مورد استفاده قرار گرفتند. به‌منظور بررسی عملکرد روشهای زمین آمار و سنجش از دور در مدل‌سازی، از منحنی ROC استفاده شد.
یافته ها: نتایج IGR و شاخص میانگین شایستگی (MA) نشان داد که بیشترین همبستگی معنی دار بین درصد تاج پوشش با متغیرهای OSAVI (918/0)و NDVI (915/0) و همچنین بیشترین همبستگی معنی دار بین زیتوده روی زمینی(تن در هکتار) و متغیرهای SAVI (913/0) و NDVI (902/0) مشاهده شد. وجود یا نبود وابستگی مکانی پارامتر درصد تاج پوشش و زی توده پس از برازش چندین مدل نیم تغییرنما، بر پایه آماره مجموع مربعات باقی مانده (RSS) و ضریب تبیین (R2)، مدل نمایی برای زی توده رو زمینی(64/0 =R2) و مدل کروی برای تاج پوشش(76/0=R2) به عنوان مناسب ترین مدل انتخاب شد. نتایج اعتبارسنجی شاخص درصد تاج پوشش و زی توده با استفاده از معیار‌های RMSE و اریبی نشان داد که الگوریتم جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان نسبت به رویکرد زمین‌آمار به سبب داشتن کمترین مقدار مجذور میانگین مربعات خطا و اریبی دارای وضعیت و اعتبار بیشتری است. همچنین هر دو مدل جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان عملکرد مناسبی داشتند اما در پیش بینی درصد تاج پوشش، مدل جنگل تصادفی(92%) نسبت به مدل ماشین بردار پشتیبان(83%) دارای مقدار صحت و شاخص حساسیت بالاتری بود. . نتایج این مطالعه نشان داد که بین درصد تاج پوشش و زی توده (تن در هکتار) با بیش از 80 درصد متغیرهای مورد مطالعه ارتباط و همبستگی معنادار مشاهده شده است. به‌منظور بررسی عملکرد روشهای زمین آمار و سنجش از دور در مدل‌سازی ، از منحنی ROC استفاده شد. در این مطالعه، مقدار AUC مبتنی بر مدل‌های یادگیری ماشین برای تاج پوشش و زی توده (94/0=RF) ، (93/0=SVM) نسبت به روشهای زمین آمار برای تاج پوشش(71/0) و زی توده (76/0)در زمینه پیش بینی و مدل سازی این شاخص‌ها دارای عملکرد بهتری بود. همچنین بین مقادیر تاج پوشش و زی توده رویزمینی برآورد شده ومقدار واقعی تفاوت معنی داری در سطح احتمال 99 و 95 درصد وجود ندارد.
نتیجه گیری: آگاهی از روند تغییرات تاج پوشش و زی توده روی زمینی برای برنامه های کاربردی و مدیریت جنگل ها و نیز ارزیابی خدمات محیط زیستی بسیار مهم است. با توجه به نتایج حاصل میتوان اذعان داشت که اطلاعات به دست آمده از باند‌های اصلی و شاخصهای طیفی نقش بسزایی در برآورد تاج پوشش و زی توده روی زمینی داشتند. علاوه بر این، کارایی مدل‌های مورد استفاده در این مطالعه میتواند از انتخاب تکنیک‌های نگاشت پیش‌بینی‌کننده برای مدل‌سازی زی توده رو زمینی جنگل خبر دهد. توانایی جنگل تصادفی در برآورد متغیرهای جنگلی اشاره شده در این تحقیق میتواند زمینهساز مطالعات آینده باشد.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
