Ανασκόπηση της μεθόδου ανίχνευσης αλλαγών και αξιολόγησης της ακρίβειας για την κάλυψη της χρήσης γης
Από RemoteSensing Wiki
A review on change detection method and accuracy assessment for land use land cover
Ali Hassan Chughtai, Habibullah Abbasi, Ismail Rakip Karas<math>Εισαγωγή τύπου εδώ</math>
πηγή: [[1]]
Μετάφραση και περίληψη:
Εισαγωγή:
Κατά την διάρκεια των τελευταίων τριών δεκαετιών, η τηλεπισκόπηση με την χρήση του Gis ανάδειξε την σημασία των αλλαγών στις καλύψεις των χρήσεων γης λόγω των πιο γρήγορων και εκτεταμένων αλλαγών που πραγματοποιήθηκαν στην επιφάνεια της γης. Στην τηλεπισκόπηση, η ανίχνευση αλλαγών είναι μια από τις πιο κύριες εφαρμογές λαμβάνοντας πληροφορίες από δορυφόρους που είναι σε τροχιά γύρω από την γη. Η ανίχνευση αλλαγών είναι η βασική τεχνική για τον εντοπισμό των καλύψεων χρήσεις γης. Η γνώση για τις συνέπιες των τάσεων αλλαγής των καλύψεων χρήσης γης είναι απαραίτητη. Οι προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται ευρέως για την ανίχνευση αλλαγών στην τηλεπισκόπηση είναι η προ-ταξινόμηση και η μετά-ταξινόμηση. Η προσέγγιση με προ-ταξινόμηση χρησιμοποιείται κυρίως για αλλαγή και μη αλλαγή, ρυθμό αλλαγής και βελτίωση εικόνας. Ενώ η μετά-ταξινόμηση χρησιμοποιείται ως επί το πλείστων για ανάλυση αλλαγής ‘από-προ’ και σύγκριση μεμονωμένων ταξινομημένων εικόνων. Η τεχνική της ανίχνευσης αλλαγών σε μια σύνθετη περιοχή μελέτης, όπως περιοχές με πολλές καλύψεις χρήσεων γης, αποφασίζει ποια μέθοδο θα εφαρμοστεί. Ο κύριος σκοπός αυτής της μελέτης είναι η ανασκόπηση και η εστίαση του τύπου των περιοχών της επιφάνειας της γης στο πλαίσιο των καλύψεων χρήσεων γης. Αυτό γίνετε για να καθοριστεί η κατάλληλη μέθοδος ανίχνευσης αλλαγών για την εξαγωγή καλύτερων πληροφοριών στις καλύψεις χρήσεων γης είτε με εφαρμογή της τεχνικής ανίχνευσης αλλαγών πριν από την ταξινόμηση είτε με την τεχνική μετά-ταξινόμησης.
Ανασκόπηση των τεχνικών ανίχνευσης αλλαγών:
Για την επιλογή των κατάλληλων μεθόδων ανίχνευσης αλλαγών, αυτή η έρευνα ανασκόπησης αξιολογεί τα χαρακτηριστικά των καλύψεων χρήσεων γης διαφορετικών περιοχών για να εντοπίσει ποια είναι η καλύτερη εκτέλεση. Έτσι, σε αυτήν την ενότητα χωρίστηκαν σε 8 κατηγορίες ανάλογα με την επιφάνεια της γης: Βλάστηση, αστικοποίηση, περιοχή δέλτα, ορεινή περιοχή, ροή ποταμού, παράκτια ζώνη, ερημοποίηση και λεκάνη απορροής. Σε αυτές τις κατηγορίες γίνετε προσπάθεια να απαντηθούν οι λόγοι που οδηγούν στης αλλαγές των καλύψεων χρήσης γης.
- Βλάστηση: Σε αυτήν την κατηγορία ανήκουν οι δασικές και γεωργικές εκτάσεις και τα προγράμματα φυτειών μεγάλης κλίμακας όπως οπωρώνες.
- Αστικοποίηση: Αυτή η κατηγορία βασίζεται σε έρευνες που έγιναν για τις πόλεις και την αστική εξάπλωση
- Περιοχή δέλτα: Σε αυτήν την ενότητα ανήκουν οι εκβολές ποταμών και οι περιοχές με δέλτα ποταμών
- Ορεινές περιοχές: Εδώ αναφέρονται ψηλές και χαμηλές απότομες ορεινές και λοφώδεις περιοχές
- Ροές ποταμού: Εδώ συμπεριλαμβάνονται περιοχές που έχουν πληγεί από πλημμύρες και τα ποτάμια
- Παράκτιες ζώνες: Στην κατηγορία αυτή είναι οι ακτογραμμές, οι θαλάσσιες περιοχές και οι γύρω περιοχές που εμπίπτουν σε αυτές
- Ερημοποίηση: Εδώ εξετάζονται οι περιοχές με ξηρασία και η ξηρασία
- Λεκάνες απορροής: Εδώ αναλογούν οι περιοχές με λεκάνη απορροής
Στις εικόνες 1 και 2 αποτυπώνονται όλες οι μελέτες σε κάθε μια κατηγορία που έγιναν το τι τεχνική ταξινόμηση χρησιμοποίησαν, η ακρίβεια, οι χρονολογία που έγινε η μελέτη και το αποτέλεσμα
Ανάλυση την βιβλιογραφικής ανασκόπησης:
Στην προηγούμενη ενότητα εξετάστηκαν 8 περιοχές με πολλές διαφορετικές τεχνικές ανίχνευσης αλλαγών. Σε αυτήν την ενότητα γίνετε αξιολόγηση της πιο συχνά χρησιμοποιούμενης μεθόδου ανίχνευσης αλλαγών. Αυτή η μέθοδος είναι η ταξινόμηση με την εποπτευόμενη ταξινόμηση μέγιστης πιθανότητας. Ενώ κάποιες άλλες μελέτες έχουν εφαρμογή ανίχνευση αλλαγών μετά την ταξινόμηση με εποπτευόμενη ταξινόμηση ελάχιστης απόστασης και με μηχανή υποστήριξης διανυσμάτων. Σε λίγες μελέτες παρατηρείται να έχει εφαρμοστεί τεχνική ανίχνευσης αλλαγών πριν από την ταξινόμηση για ένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό γης. Η συγκριτική ανάλυση των μεθόδων ανίχνευσης αλλαγών προσαρμόζεται για να δικαιολογεί την καλύτερη μέθοδο αποτελεσμάτων αξιολογικής ακρίβειας όπως προτείνεται σε κάποιες μεθόδους. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης ποικίλλουν πάντα σε χωρικές, ραδιομετρικές, φασματικές, χρονικές αναλύσεις και διαφορετικούς τύπους αισθητήρων που μπορεί να προκαλέσουν σφάλματα στην ταξινόμηση εικόνας, επομένως η επιλογή των κατάλληλων μεθόδων ανίχνευσης αλλαγών είναι πολύ απαραίτητη. Όπως συμπεραίνεται σε αυτή τη βιβλιογραφία τα ταξινομημένα δεδομένα τηλεπισκόπησης είτε εποπτευόμενης είτε χωρίς επίβλεψη στην προ-ταξινόμηση είναι η καλύτερη μέθοδος για την ανίχνευση αλλαγών σε καλύψεις χρήσεων γης.
Επιλογής της κατάλληλης μεθόδου ανίχνευσης αλλαγών:
Στον τομέα της τηλεπισκόπησης, η ανάλυση μια εικόνας ράστερ για την επιλογή της κατάλληλης μεθόδου ανίχνευσης αλλαγών είναι σημαντική για την εξαγωγή χρήσιμων πληροφοριών αλλαγής των καλύψεων χρήσης γης. Τα ακατέργαστα δεδομένα της δορυφορικής εικόνας μπορεί να οδηγήσουν σε σφάλματα κατά την ταξινόμηση. Επομένος πριν από την ταξινόμηση πρέπει να αφαιρεθούν οι παραμορφώσεις. Γενικά, η οπτική ερμηνεία είναι το πρώτο βήμα στην τηλεπισκόπηση το οποίο πρέπει να ακολουθείται για την επιλογή των κατάλληλων μεθόδων ανίχνευσης αλλαγών με βάση τις ερευνητικές ανάγκες. Μέσω της οπτικής παρατήρησης μπορεί να γίνει αντιληπτό αν μια περιοχή είναι ένα ενιαίο χαρακτηριστικό η πολλαπλά χαρακτηριστικά. Για αυτό οι τεχνικές ανίχνευσης αλλαγών χωρίζονται περαιτέρω σε προσεγγίσεις πριν και μετά την ταξινόμηση. Οι τεχνικές μετά-ταξινόμησης για την ανίχνευση αλλαγών είναι συνήθως πιο δύσκολες και χρονοβόρες αλλά παράγουν καλύτερα και πιο ποιοτικά αποτελέσματα μαζί με μια σειρά αλλαγών. Σύμφωνα και με την εικόνα 2, η υποστήριξη διανυσματικής μηχανής, η μέγιστη πιθανότητα, το νευρωτικό δίκτυο και η απόσταση Mahalanobis υπερείχαν με υψηλή ακρίβεια και έπειτα έρχονται οι άλλες μελέτες. Έτσι, η καλύτερη επιλογή τεχνικής ανίχνευσης αλλαγών μετά την ταξινόμηση είναι η μέγιστη πιθανότητα.
Θεματική αξιολόγηση ακρίβειας:
Μέθοδοι αξιολόγησης ακρίβειας χρησιμοποιούνται για την επικύρωση των διαδικασιών ταξινόμησης χαρτών καλύψεων χρήσεων γης. Αυτές οι αξιολογήσεις μπορούν να προκύψουν ποιοτικά, που σημαίνει σύγκριση του ταξινομημένου χάρτη με την επιτόπια κατάσταση η μπορεί να γίνει ποσοτικά για τον προσδιορισμό και την ποσοτικοποίηση συγκρίνοντας δεδομένα ταξινόμησης των χαρτών με δεδομένα αναφοράς. Γενικά η αξιολόγηση της ακρίβειας ανίχνευσης αλλαγών καλύψεων χρήσεων γης στα δεδομένα τηλεπισκόπησης παίζει μεγάλο ρόλο στην τηλεπισκόπηση.
Συμπεράσματα:
Οι πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες με τον ίδιο αισθητήρα αποτελούν προϋπόθεση για τον προσδιορισμό της αλλαγής και την επιλογή των κατάλληλων αλγορίθμων ανίχνευσης αλλαγών για να επιτευχθούν καλά αποτελέσματα. Η ανάλυση για την επιλογή της κατάλληλης ανίχνευσης αλλαγών είναι ένα θέμα που ασχολούνται πολλοί ερευνητές. Σε αυτήν την μελέτη υπάρχει μια λεπτομερή ανασκόπηση των μεθόδων ανίχνευσης αλλαγών που εφαρμόζονται σε διάφορες περιοχές μελέτης, αλλά δεν υπάρχει καμία μέθοδος ανίχνευσης μεμονωμένων αλλαγών που εφαρμόζεται σε όλες τις περιπτώσεις εκτός από την προσέγγιση μετά την ταξινόμηση. Οι τεχνικές μετά την ταξινόμηση χρησιμοποιούνται ευρέως και έχουν μεγάλη συνολική ακρίβεια. Σε αυτήν την μελέτη πολλές μέθοδοι ανίχνευσης αλλαγών έχουν εφαρμοστεί για την αξιολόγηση, την παρακολούθηση και την ταξινόμηση των αλλαγών στις καλύψεις χρήσεων γης. Κατά την διάρκεια της έρευνας καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι η μέγιστη πιθανότητα είναι η καλύτερη μέθοδος ανίχνευσης αλλαγών μετά την ταξινόμηση. Το κύριο εύρημα της μελέτης είναι ότι όλες οι μέθοδοι δεν είναι 100% ακριβείς, αλλά η μετά-ταξινόμηση παρέχει χρήσιμές πληροφορίες και θα πρέπει να θεωρείται ως συμπληρωματικό στοιχείο σε σύγκριση με άλλα. Για αυτό προτείνεται να εφαρμόζεται αυτή η μέθοδος για να λάβουν τα αξιοσημείωτα αποτελέσματα που θα βοηθήσουν στην υψηλή θεματική ακρίβεια και τα αποδεκτά αποτελέσματα για την αποφυγή περαιτέρω απωλειών.
