امکان‌سنجی تشخیص انواع فرسایش خاک از طریق اعمال فیلترهای تصویری روی تصاویر سنجنده‌های ETM+ و ASTER

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان

2 مربی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

3 مربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان

چکیده

امروزه به­کارگیری سنجش از دور در پروژه­های حفاظت و فرسایش خاک مرسوم شده است که در بیشتر آن­ها از عکس­های هوایی استفاده می­شود که با وجود مزایای فراوان، دارای محدودیت­هایی هستند. در این پژوهش جایگزینی داده­های ماهواره­ای با قدرت تفکیک متوسط به‌جای عکس­های هوایی، با تأکید بر قابلیت پردازش تصاویر ماهواره­ای و استفاده از فیلترهای تصویری، با هدف تشخیص اشکال فرسایش خاک مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. پس از انجام فعالیت‌های ستادی و بررسی تصحیح‌های اتمسفری و هندسی و انجام پیش پردازش­ها و پردازش­های اولیه روی تصاویر ASTER و ETM+، در نهایت تصویر پردازش شده­ای از منطقه و دارای بیشینه قابلیت تفسیر بصری عوارض مرتبط با موضوع فرسایش تهیه شد. به‌منظور بررسی کارآیی فیلترها در بارزسازی و تشخیص انواع فرسایش خاک، دو دسته مهم فیلترهای پایین‌گذر و بالاگذر از جمله فیلترهای میانه،‌ میانگین، High Pass، Gaussian، Laplacian، Sobel و فیلترهای خطی، روی تصاویر ASTER و ETM+ قسمتی از حوضه دستکن اصفهان مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به نتایج به‌دست آمده، استفاده از فیلترهای پایین‌گذر به‌علت کاهش وضوح تصویر در بررسی فرسایش خاک توصیه نمی‌شود. فیلترهای بالاگذر تا حدی می­توانند لبه­های موجود در تصویر را بارز ساخته و به تفسیر بصری (مخصوصا در حالت ترکیب با تصویر اصلی) کمک نمایند. به‌دلیل وجود مشکلات ناشی از کاربرد فیلترها در تفکیک واحدهای فرسایشی خاک، استفاده از فیلتر تنها به‌صورت ترکیب با تصویر و به­عنوان کمک برای تفسیر بصری توصیه می­شود. با توجه به ابعاد عارضه­های فرسایش خاک (شیاری و آبکندی) و در مقایسه با قدرت تفکیک مکانی سنجنده‌های مورد استفاده در این پژوهش، عوارض مورد نظر به وضوح و تمایز در تصویر ظاهر نشده و اعمال فیلترهای مختلف تصویری به‌منظور کشف و استخراج خودکار این عوارض کارا نیست. قدرت تفکیک تصاویر ASTER و ETM+ برای تهیه نقشه فرسایش به‌روش خودکار پاسخگو نبوده و باید به دنبال راه‌حل­های نیمه خودکار و تفسیر بصری بود. همچنین، به‌علت تشابه طیفی و هندسی بین این دو تصویر، تفاوت عمده‌ای در نتایج به‌دست آمده مشاهده نمی­شود. بنابراین توصیه می‌شود به­جای تولید نقشه انواع فرسایش خاک یک منطقه،‌ نقشه احتمال حساسیت به فرسایش یا نقشه خطر فرسایش تولید شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Feasibility of detecting various soil erosion on ETM+ and ASTER images by applying filters

نویسندگان [English]

  • Vahid Chitsaz 1
  • Seyed Bagher Fatemi 2
  • Zabihollah Eskandari 3
1 MSc, Agricultural and Natural Resources Research Center, Esfahan, Iran,
2 Scientific Board, Najaf abad Unit, Islamic Azad University, Iran,
3 Scientific Board, Agricultural and Natural Resources Research Center, Esfahan, Iran
چکیده [English]

Nowadays, application of remote sensing is common in soil conservation and erosion projects and most of them are used aerial photogarphs and desipte of the numerous advantages, there are some limitations. In this study, replacemen of moderate-resolution satellite data instead of aerial photographs has been investigated with emphasis on processing of satellite images and using image filters and the purpose of soil erosion figures detection. Finaly, image processing of area are prepared with maximum capability vitual interpretation of effects associated with erosion, after the study design, atmospheric and geometric corrections and perform pre-processing and initial processing on ETM+ and ASTER images. In order to evaluate the efficiency of filters for detection and identification of soil erosion were used low-pass and high-pass filters such as filters, median, mean, High Pass, Gaussian, Laplacian, Sobel and linear filters on ASTER and ETM images in the part of the Esfahan Dastkan basin. According to the results, using of low pass filters are not recommended because of the resolution reduction of soil erosion. High-Pass filters can be partialy appeard the edages of image and can be help to visual interpretation (especially in combination with the original image). Use of filters is recommended in combination with the image and as an aid to vitual interpretation, due to problems of application the fiters for separate soil erosion units. Regard to the dimension of soil erosion (rill and gully) and compared to the spatial resolution of the used sensor in this study, the erosions are not clearly appeared in the picture and application various image filters to automatically discover and exploit of these effects can not be efficiently. Resolution images of ASTER and ETM+ are not responsive for mapping erosion by using automated method and should be looked for a solution of semi-automated and visual interpretation. Also, because of the similarity between the spectral and geometrical picture was not found a major difference in the results. Therefore, it is recommended to produce a susceptibility map of erosion or erosion risk map instead the variouse types of regional soil erosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arial photo
  • Dastkan area
  • image processing
  • Remote Sensing
  • Soil erosion types