توسعه یک روش نیمه خودکار برپایه تحلیل شیء پایه و الگوریتم داده کاوی در شناسایی زمین لغزش (مطالعه موردی حوزه آبخیز جنگلی محمدآباد گلستان)

این منطقه به دلیل شرایط خاص توپوگرافی و دست کاری های انسانی مستعد وقوع زمین لغزش بوده و هرساله خسارات قابل توجه مالی به ساکنین و تخریب زیرساخت ها وارد می کند. در این مطالعه دو تصویر ماهواره گائوفن-۱ مربوط به خردادماه ۱۴۰۲ و اسفندماه ۱۴۰۱ مورداستفاده قرار گرفت. به علت متفاوت بودن فصول تصویربرداری، تمام پردازش ها به صورت جداگانه بر روی دو تصویر انجام شد و درنهایت برای کل منطقه موردمطالعه تلفیق گردید. به منظور افزایش وضوح تصاویر، سه روش ترکیب تصویر با عنوان Brovey، PCA و Wavelet-PCA مورد آزمون قرار گرفت. روش Wavelet-PCA با داشتن ضریب همبستگی بالای ۹۷ درصد و نزدیک ترین مقدار آنتروپی به تصویر اصلی به عنوان بهترین روش ترکیب تصویر انتخاب گردید. در مرحله بعد با بازدید صحرایی ۲۱۸ مورد زمین لغزش در منطقه ثبت شد که ۷۰ درصد آن برای آموزش مدل و ۳۰ درصد برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد. قطعه بندی تصاویر همراه با بهینه سازی پارامتر مقیاس با روش واریانس محلی و پارامترهای شکل و فشردگی به صورت آزمون وخطا صورت گرفت. پارامترهای بهینه شامل مقیاس= ۳۳، شکل= ۶/۰ و فشردگی= ۵/۰ بود. سپس انتخاب ویژگی ها از بین ویژگی های بافتی، طیفی، ارتفاعی، هندسی و لایه های کمکی با استفاده از روش جنگل تصادفی انجام شد و ۱۶ ویژگی اصلی از بین ۵۳ ویژگی استخراج شده انتخاب گردید. درنهایت، طبقه بندی تصویر منتخب با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده ماشین بردار پشتیبان صورت گرفت. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی با صحت کلی بالای ۹۲ درصد و ضریب کاپا بالای ۸۵/۰ قادر به شناسایی زمین لغزش ها با دقت بالا است.

کلیدواژه ها:

زمین لغزش ، شیء پایه ، داده کاوی ، پارامتر مقیاس ، ترکیب تصویر