صفحه محصول - دانلود مقاله تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از تصاویر ماهواره IKONOS نمونه مورد مطالعه شهر شهرکر

دانلود مقاله تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از تصاویر ماهواره IKONOS نمونه مورد مطالعه شهر شهرکر (docx) 10 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 10 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از تصاویر ماهواره IKONOS نمونه مورد مطالعه شهر شهرکرد امروزه تصاویر سنجش از دور به عنوان جدیدترین و بروز ترین اطلاعات در جهت تهیه نقشه و کاربری های اراضی شناخته شده است. این تصاویر به جهت ارائه اطلاعات به هنگام ، تنوع اشکال ، رقومی بودن و امکان پردازش در تهیه نقشه های اراضی از اهمیت بالایی برخوردارند. ازاینرو در گوشه و کنار جهان از این تصاویر برای تهیه نقشه های اراضی استفاده میشود. در صورتیکه تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از روشهای سنتی و زمینی مستلزم صرف هزینه و وقت زیاد می باشد. در این خصوص استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا در ایران جهت تهیه نقشه بطور جدی مورد توجه قرار گرفته است . لذا در این تحقیق سعی شده است که به عنوان نمونه تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از تصاویر ماهواره ای IKONOS صورت گیرد. منطقه مورد مطالعه شهرستان شهرکرد می باشد که بعد از انجام تصحیحات هندسی ، با استفاده از نقاط کنترلی که از روی نقشه کاداستر شهری شهرستان شهرکرد استخراج گردید و همچنین بارزسازی تصویر و اعمال فیلتر Edge و Sharp به تصویر IKONOS منطقه مورد مطالعه ، اقدام به Digitize کردن تصویر مورد نظر برای اراضی کشاورزی اطراف شهر گردید.مراحل انجام تصحیحات هندسی و اعمال فیلتر در این تحقیق در محیط نرم افزار Erdas9.1 و مراحل Digitize نمودن تصویر ماهواره ای در محیط نرم افزار Arc GIS9.3 صورت پذیرفته است. با توجه به اینکه تفکیک اراضی بر اساس نام مالک نیاز به پیمایش میدانی دارد و همچنین استفاده از روشهای طبقه بندی و قطعه بندی تصاویر ماهواره ای جهت جداسازی اراضی کشاورزی نتایج دقیقی ارائه نمیدهد.و ایجاد نقشه های کاداستر زراعی را تحقق نمی بخشد ، با توجه به تجربیات حاصل شده در تولید چنین نقشه های در سالهای متمادی، نهایتا" استفاده از روش رقومی سازی بصری در صورتیکه تصاویر ماهواره ای پیشنهاد شده بطور صحیح ، تصحیح هندسی گردیده باشند مناسب ترین روش به نظر میرسد و نتایج حاصله دقت بالاتری را نسبت به روشهای دیگر نشان میدهد. × کلمات کلیدی: کاداستر زراعی ، سنجش از دور، تصاویر با قدرت تفکیک بالا، . IKONOS 1 - مقدمه داده های سنجش از دور به دلیل یکپارچه و وسیع بودن،تنوع طیفی، تهیه پوشش های تکراری و ارزان بودن، درمقایسه با سایر روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیت های ویژه ای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه سطح زمین و عوامل تشکیل دهنده آن محسوب می شود. امکان رقومی بودن داده ها موجب شده است که سیستم های کامپیوتری بتوانند از این داده ها به طور مستقیم استفاده کنند وسیستم های داده ها جغرافیایی و سیستم های پردازش داده ها ماهواره ای با استفاده از این قابلیت طراحی و تهیه شده اند. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسی سریع به نقاط دور افتاده و دقت بالای آنها از امتیازات خاص این فن محسوب می شود. امروزه تصاویر سنجش از دور به عنوان جدیدترین و بروز ترین اطلاعات در جهت تهیه نقشه و کاربری های اراضی شناخته شده است. این تصاویر به جهت ارائه اطلاعات به هنگام ، تنوع اشکال ، رقومی بودن و امکان پردازش در تهیه نقشه های اراضی از اهمیت بالایی برخوردارند. ازاینرو در گوشه و کنار جهان از این تصاویر برای تهیه نقشه های اراضی استفاده میشود. در صورتیکه تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از روشهای سنتی و زمینی مستلزم صرف هزینه و وقت زیاد می باشد. در این خصوص استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا در ایران جهت تهیه نقشه بطور جدی مورد توجه قرار گرفته است . که در ذیل استفاده این تصاویر را در تهیه نقشه کاداستر زراعی مورد بررسی قرار می دهیم. - تعریف کاداستر کاداستر به نظامی اطلاق میشود که هدف آن تعیین محدوده های تعریف شده به همراه اطلاعات حقوقی محدوده ها می باشد از قبیل محدوده های املاک ، محدوده های جغرافیائی ، طبیعی و غیره . بر حسب هدف کلی که در یک نظام کاداستر تعقیب میشود آن سیستم نامگذاری می شود. لذا انواع کاداستر بسیار متنوع خواهد بود ، چون در هرنظامی هدف خاصی تعقیب میشود. - کاداستر زراعی هدف از آن تعین حدود و مرزهای مزارع و در کنار آن تهیه اطلاعات مورد نیاز کشاورزی است کـه معمـولا احتیـاج بـه دقت کمتری نسبت به کاداستر شهری است. - قدرت تفکیک مکانی و ماهواره های با تفکیک مکانی بسیار بالا قدرت تفکیک مکانی سنجنده مشخص کننده حداقل فاصله بین دو جسم روی زمین است که بر روی تصویر ماهوار های بصورت مجزا از یکدیگر تشخیص داد ه می شوند . گاهی نیز آنرا بصورت کوچکترین عارضه قابل تشخیص روی تصویر تعریف می کنند .این کمیت متناسب با اندازه زمینی هر پیکسل تصویر است .برای مثال هر پیکسل تصویر محصول سنجنده IKONOS در حالت Panchromatic معادل مساحتی برابر 1*1 مترمربع در روی زمین است. تعدادی از ماهواره های با قدرت تفکیک مکانی بسیار بالا عبارتند از : Very High Resolution IKONOS2Quickbird2Orbview3SPOT5Geo eye 2 - ماهواره IKONOS IKONOS اولین ماهواره با سنجنده قدرت تفکیک بسیار بالاست که در اواخر سال 1999 در مدار قرار گرفت . تصویر برداری با دو حالت PAN با اندازه تفکیک 1 متر و چند طیفی با اندازه تفکیک 4 متر (در خط نادیر) صورت می گیرد.باندهای طیفی چهار گانه در طول موجهای آبی ، سبز ، قرمز ، و مادون قرمزنزدیک می باشد.توان تفکیک رادیومتریک سنجنده آیکونوس 11 بیت است.عرض نوار برداشت معادل 11 کیلومتر می باشد.امکان تصویر برداری مایل در این سنجنده موجب میشود که تصویر برداری مجدد از از یک منطقه معین در فاصله زمانی 3-2 روزه میسر باشد. - تصحیح هندسی و زمین مرجع سازی (Geometric Correction and Geocoding) داده های اولیه و خام تمامی سنجنده ها دارای خطای هندسی مختلفی می باشند.هرچند که تصاویر ماهوارهای پس از دریافت از ماهواره در ایستگاه زمینی مورد تصحیحات اولیه قرار می گیرند، اما همچنان دارای خطاهایی نظیر خطای جابجایی ناشی از پستی و بلندی هستند.قبل از اینکه داده ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند، باید مورد تصحیحات هندسی تکمیلی قرار گیرند و به لحاظ مختصات با یک مبانی استاندارد مطابقت داده شوند.داده های ماهواره ای را میتوان به یکی از روشهای استفاده از نقاط کنترل زمینی ، استفاده از پارامتر های مداری ماهواره ای و همبستگی مورد تصحیح هندسی نهایی قرار داد و با یک مبنا مطابقت داد. در این تحقیق برای تصحیح هندسی از نقشه 1/500 کاداستر شهری شهرکرد استفاده گردیده است.با توجه به اینکه ساختمانهای شهر شهرکرد در تصویر ماهواره ای IKONOS مشخص است ، گوشه های چندین ساختمان به عنوان نقاط کنترل در نظر گرفته شدند.(ساختمانها بطور پراکنده در اطراف شهر در نظر گرفته شد تا تصحیح هندسی با دقت بالاتری بر روی تصویر IKONOS انجام گیرد.)مختصات گوشه های ساختمانها از نقشه 1/500 کاداستر شهرکرد اتخاذ گردید.لازم به ذکر است که مختصات نقشه 1/500 کاداستر شهرکرد در سیستم مختصات جهانی UTM بوده و با بستن شبکه پوششی GPS در اطراف شهر و اتصال این شبکه به شبکه سازمان نقشه برداری بدست آمده است که بطور اجمال به فاکتورهای مهم مختصاتی نقشه 1/500 کاداستر شهر شهرکرد اشاره می کنیم. ایجاد شبکه پوششی شهر بااستفاده از گیرنده های GPS دو فرکانسه دقیق صورت گرفته است. مشاهدات شبکه پوششی به روش STATIC صورت گرفته است. شبکه پوششی به شبکه سراسری نقاط GPS سازمان نقشه برداری کشور متصل شده است. دقت نسبی (طول نیم قطر بزرگ خطا نسبی) شبکه پوششی از 1,5 سانتیمتر تجاوز نکرده است.. مختصات نقاط شبکه پوششی و تکمیلی در سیستم مختصات UTM می باشد. 3 شکل .1 نقشه 1/500 کاداستر شهری شهرکرد تصحیح هندسی در محیط نرم افزار Erdas9.1 صورت گرفت. در شکل 2 و 3 تصویر IKONOS شهرکرد قبل و بعد از تصحیح هندسی به نمایش گذاشته شده است. در جدول 3 مختصات نقاط کنترل و نتایج ارزیابی دقت با استفاده از معیار RMSE آورده شده است. شکل . 2 تصویر قبل از تصحیح هندسیشکل . 3 تصویر بعد از تصحیح هندسی 4 جدول .3 جدول مختصات نقاط کنترل تصویر و مختصات دقیق نقاط کنترل به همراه نتایج آنهاContribRSM-Y-X-Y-RefX-RefY-InputX-InputPpint-ErrorResidulResidulID1.4703.0793.0450.4593578357.03485492.003578354.045485490.603GCP10.9511.991-1.976-0.2483575861.58485689.29357586.739485689.315GCP20.4480.9380.921-0.1793576228.32489086.413576229.986489086.657GCP30.3950.8280.5620.6073577811.44488540.333577812.559488539.288GCP41.2562.631-2.553-.6403579400.4148307.653579403.421487307.271GCP5 - بسط تصویر یا بهبود کنتراست بارزسازی تصویر ، فرایند آسان سازی تفسیر چشمی و درک تصویری است . مزیت تصویر رقومی این است که امکان تغیر دهی مقادیر پبکسل در یک تصویر وجود دارد.هیچ تصحیح طیفی عمومی برای محاسبه و نمایش دامنه بهینه روشنایی تباین برای تمامی اهداف وجود ندارد.بنابراین برای هر کاربرد و هر تصویر ، تنظیم دامنه و توزیع مقادیر روشنایی ضروری است. در تصویر خام ، داده های مفید بخش کوچکی از محدوده مقادیر رقومی (اغلب 8 بیتی یا 256 سطح )را اشغال می کند.بسط تباین شامل تغییر مقادیر اصلی است تا اینکه محدوده کامل درجه روشنایی استفاده شود.، بنابراین تباین بین هدف محیط زمینه افزایش می یاید.راز فهم بسط تباین ، درک مفهوم هیستو گرام تصویر است .یک هیستوگرام تصویر نمایشی ترسیمی از مقادیر روشنایی تشکیل دهنده تصویر است.مقادیر روشنایی (یعنی ( 255- 0 روی محور X نمودار نمایش داده میشوند و فراوانی هریک از این مقادیر در تصویر روی محور Y نشان داده میشود.با تغییر دامنه مقادیر رقومی در تصویر (ارائه شده به صورت ترسیمی با هیستوگرام ) بسط های متعددی روی داده ها قابل بکار گیری است. در اشکال 4 تا 7 تصویر قبل بعد از بارزسازی وهمچنین هیستوگرام های مربوط به آنها را میتوانید مشاهده بفرمائید. 5 شکل . 4 قبل از اعمال Histogram Equlizationشکل . 5 بعد از اعمال Histogram Equlization شکل . 6 هیستوگرام تصویر قبل از اعمال Histogram Equlization شکل .7 هیستوگرام تصویر بعد از اعمال Equlization Histogram - فیلتر گذاری مکانی و اعمال فیلتر تشخیص لبه و Sharp به تصویر فیلتر گذاری شامل مجموعه دیگری از پردازش های رقومی است که برای بهبود ظاهری یک تصویر به کار میرود.فیلترهای مکانی برای بارزسازی عوارض ویژه براساس توالی مکانی شان طراحی شده اند. توالی مکانی به مفهوم بافت تصویر بستگی دارد و به توالی تغیرات تن ظاهر شده در تصویر بر می گردد ، مناطق با بافت زبر در تصویر (دارای تغیرات تند در منطقه کوچک )دارای توالی مکانی بالا هستند در حالی که مناطق با تغیرات کم تن در پیکسل های متعدد دارای توالی مکانی پائین هستند. 6 فیلتر های جهت دار یا تشخیص لبه برای بارزسازی پدیده های خطی نظیر جاده ها یا مرزهای مزارع طراحی شده اند.این فیلتر همچنین برای بارزسازی پدیده هایی که در جهت خاصی آرایش یافته اند قابل طراحی اند. در شکل 9 تا 10تصویر را قبل و بعد از اعمال فیلتر تشخیص لبه می توانید مشاهده بفرمائید. شکل . 8 تصویرقبل از اعمال فیلتر شکل .9 تصویربعد از اعمال فیلتر Sharpشکل . 10 تصویر بعد از اعمال فیلتر Edge - تهیه نقشه کاداستر زراعی پس از انجام مراحل تصحیح هندسی و زمین مرجع نمودن ، بارزسازی تصویر و اعمال فیلتر تشخیص Sharp به تصویر ، اقدام به تهیه نقشه کاداستر زراعی نمودیم. که با Digitize کردن اراضی کشاورزی، نقشه کاداستر زراعی آن از تصویر ماهواره ای IKONOS تهیه گردید. مراحل Digitize نمودن تصویر IKONOS در محیط نرم افزار Arc GIS9.3 ا نجام پذیرفت. که نمونه ای از نقشهDigitize شده را در شکل 11 و12 می توانید مشاهده کنید. شکل .11 قسمتی از تصویر که Digitize شده استشکل . 12 نمونه از نقشه کاداستر زراعی تهیه 7 - نتیجه گیری و پیشنهادات همانطور که در بخش های فوق ذکر گردید،تهیه نقشه کاداستر زراعی با استفاده از تصاویر ماهواره ای با تقکیک مکانی بالا علاوه بر سرعت تهیه نقشه های کاداستر زراعی ،از دقت قابل قبولی نیز برخوردار می باشد. که در نهایت صرفه جویی در وقت و هزینه را در بر خواهد داشت. در صورتیکه دقت بالا تری مد نظر ما باشد میتوانیم از تصاویر ماهواره ای Quickbird و Geo eye که به ترتیب دارای تفکیک مکانی 61 سانتی متر و 41 سانتی متر می باشد استفاده کنیم. برای صحت از دقت نقشه تهیه شده میتوان به صورت Random مکانهای مختلف نقشه تهیه شده را کنترل نمود. و در نهایت پس ار انجام تصحیحات کارتوگرافی وارد سیستم کاداستر زراعی نمود.لازم است این نکته نیز ذکر گردد که قبل از Digitize نمودن قوانین مربوط به کاداستر زراعی و همچنین قوانین عرفی تقسیمات کشاورزان نیز مد نظر قرار گیرد تا نقشه کاداستر زراعی از نظر کمیت و کیفیت از دقت بالایی برخوردار گردد. با توجه به اینکه تفکیک بین اراضی بر اساس نام مالک نیاز به پیمایش میدانی دارد و بایستی اسامی مالکین را از این طریق بدست آورد لذا استفاده از روشهای طبقه بندی تصاویر ماهواره ای و جدا سازی اراضی به این صورت و یا با استفاده از روشهای قطعه بندی نتایج دقیقی جهت جدا سازی اراضی کشاورزی ارائه نمی دهد و ایجاد نقشه های کاداستر زراعی را تحقق نمی بخشد با استفاده از تجربیات حاصل شده از طرف نگارنده در تولید چنین نقشه های در سالهای متمادی نهایتا استفاده از روش رقومی سازی بصری در صورتی که تصاویر ماهواره ای پیشنهادی بطور صحیح تصحیح هندسی گردیده باشند مناسب ترین روش به نظر می رسد لذا در این پژوهش از این روش استفاده گردید که نتایج حاصل شده دقت بالاتری را نسبت به روشهای دیگر نشان داد. 8 مراجع -1 آ.م. چاندرا وس. ک .گوش ، علوی پناه ، سید کاظم ، لدنی ، مسلم ،1389، سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی ، انتشارات دانشگاه تهران . -2 مخدوم ، مجید ، درویش صفت ، علی اصغر ، جعفر زاده ، هورفر، مخدوم ، عبدالرضا ، ارزیابی و برنامه ریزی محیط زیست با سامانه های اطلاعات جغرافیایی GIS ، انتشارات دانشگاه تهران، . 1386 -3 رئیسی، رضا، سمینار ، نگاهی بر سیستم کاداستر و ارائه یک سیستم اطلاعات زمینی و راهکارهای برای بهبود آن ، سال . 1387 -4 مکرمی ، آیلین ، مظاهری ، حبیب، سنجش از دور :مفاهیم و کاربردها . -5 عقیقی ، حسین ، فضل اللهی ، فائزه، ابراهیمی پور، احمد رضا،تجزیه و تحلیل تصاویر ماهواره ای و داده های مکانی ، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد تربیت معلم ، چاپ اول، تابستان .1386 -6 گرهارد لارسن 1920 ، سیستم های کاداستر وثبت زمین ، چاپ اول ترجمه میترا پور کمال ، انتشارات مرکزاطلاعات جغرافیایی شهر تهران ، زمستان .1376 -7 پور کمال ، محمد، مقدمه ای برشناخت کاداستر و کاربردهای آن ، چاپ اول ، انتشارات مرکز اطلاعات جغرافیایی شهر تهران ، تابستان .1377 -8 جزوه درسی ، کاداستر ، مرکز آموزش عالی شهید مهاجر اصفهان .1381 -9 غلامعلی مجد آبادی، مهدی و یوسفی ، رامین ، مقاله ، کاداستر رقومی چند منظوره(LIS فراگیر)با نگرشی بر تقسیم وظایف سازمانی ، GIS77 -10 فرزانه ، علی، مقاله ، لزوم تهیه نقشه های کاداستر منابع طبیعی کشور و تشکیل پایگاه سامانه اطلاعات زمین((LIS ، همایش ژئوماتیک 1384 -11 کاداستر– 2014 چشم انداز آتی کاداستر، مقدمه فارسی ، دکتر عباس رجبی فرد ، معاون مرکز تحقیقات زیر ساختارهای اطلاعات مکانی و مدیریت زمین ، دانشگاه ملبورن،.1385 -14فاطمی ، سید باقر، رضائی ، یوسف ، مبانی سنجش از دور ، انتشارات آزاده،چاپ دوم،. 1389 -15پل ام.میذر، ترجمه ، نجفی دیسفانی ، محمد ، پردازش کامپیوتری تصاویر سنجش از دور، انشارات سمت،چاپ اول ،تابستان,1377 -16مباشری ، محمد رضا ،مبانی فیزیک در سنجش از دور و فناوری ماهواره ، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی ، چاپ اول ف خرداد..1389 -17 رسولی ، علی اکبر، مبانی سنجش از دور کاربردی ، انتشارات دانشگاه تبریز،چاپ اول .1387 9