برآورد سطح تاج پوشش جنگلهاي شهري با استفاده از روشهاي ناپارامتري و دادههاي GeoEye-1 )مقايسه الگوريتمهاي BRT و RF )

Estimation of Urban Forest Canopy Using Non-parametric Methods and GeoEye-1 Imagery Data (Comparison of BRT and RF Regression Algorithms)

تاج پوشش جنگل واسطهي تبادلات حركتي، تودهاي و انرژي بين اتمسفر و جنگل ميباشد. اندازهي تاج درخت معياري از ساختار تاج پوشش است كه به صورت معنيدار تحت تاثير فرايندهاي زيستي_فيزيكي در تاج پوشش است. اندازهي تاج درخت به شدت در ارتباط با ديگر پارامترهاي ساختاري مانند ارتفاع درخت، قطر بر ابر سينه و زيتوده ميباشد. اما بدست آوردن اطلاعات در ارتباط با اندازهي تاج درختان مشكل بوده و به ندرت از طريق روشهاي سنتي آمار برداري زميني در برآورد سطح تاج پوشش « قابل دسترسي است. هدف از اين مطالعه بررسي اين مسيله است كه جنگلهاي شهري ميتوان، از تصاوير ماهوارهاي GeoEye-1 با قدرت تفكيك مكاني بالا استفاده از اهداف ديگر اين مطالعه ميتوان به بررسي كارايي الگوريتم طبقهبندي و رگرسيوني درخت .» كرد تقويت شونده ( 2BRT ( و همچنين الگوريتم رندم فارست ) 3RF ( به منظور مدلسازي تاج پوشش درختان اشاره كرد. به همين منظور پس از اطمينان از تصحيح هندسي تصوير مورد نظر و پياده كردن قطعات نمونه روي تصوير و زمين، آمار برداري زميني جهت محاسبه تاج پوشش انجام شد. در اين مطالعه 111 قطعه به ابعاد 20*20 متر اندازهگيري و ميانگين سطح تاج براي هر قطعه روي زمين بدست آمد. در مرحلهي بعد مشخصههاي بافت مرتبهي اول و دوم از باندهاي اصلي توليد گرديد. سپس دادههاي رقومي متناظر با سطح تاج از باندهاي اصلي و مصنوعي مشخصههاي بافت استخراج گرديد. ميزان adj2R و RMSe براي استخراج رقومي سطح تاج پوشش، به وسيلهي فاكتورهاي آناليز بافت و باندهاي اصلي تصوير با استفاده از الگوريتم BRT ، بهترتيب 19 درصد و ) /plot2m 33/34) بدست آمد. مقادير ذكر شده براي روش RF بهترتيب 13 درصد و ) /plot2m 33/24) محاسبه شد. بهطوركلي نتايج اين مطالعه نشان داد كه تصوير GeoEye-1 ، الگوريتم BRT و RF با بهكارگيري مشخصههاي بافت تصوير داراي قابليت بالايي در محاسبهي سطح تاج پوشش جنگلهاي شهري ميباشند.

The forest canopy is the medium for energy, mass, and momentum exchanges between the forest ecosystem and the atmosphere. Tree crown size is a critical aspect of canopy structure that significantly influences these biophysical processes in the canopy. Tree crown size is also strongly related to other canopy structural parameters, such as tree height, diameter at breast height and biomass. But information about tree crown sizes is difficult to obtain and rarely available from traditional forest inventory. In this study, relationship between GeoEye-1 multispectral imagery data and urban forest canopy was investigated in region 3 of Tehran. Too, the aim of this study is evaluation the sufficiency of GeoEye-1 data and image texture features and Boosted Regression Tree method (BRT) and Random Forest algorithm (RF) to delineate the urban forest canopy. At first, we confided of geometric rectification using a road network map. By using full inventory take 100 plots with 20× 20 (m) dimension. In digital canopy extraction using texture analyze factors and main band data, BRT and RF algorithms was used for analyze and evaluation relationship between canopy area and satellite data. The BRT method estimated the canopy cover by adjustment determinate coefficient and root mean square error respectively 97%, 38.34(m2.plot-1). The mentioned values for RF are 93% and 38.24(m2.plot-1) respectively. This study presents that the strengths of the GeoEye-1 imagery data and the potentials of the image texture features and BRT and RF methods, which may help the urban planners, monitor and interpret complex urban characteristics.