برآورد درصد پوشش گیاهی ذرت با استفاده از الگوریتم‏های پردازش تصویر

Abstract

پیشرفت علم و استفاده از فناوری‏های سنجش از دور، امکان پایش سلامت،‌ بررسی وضعیت گیاه، تعیین سطح و نوع کشت، محاسبه سرعت رشد و شاخص‏های گیاهی و سایر اطلاعات ارزشمند از مزرعه و باغ را برای کشاورز فراهم آورده است. درصد پوشش گیاهی یکی از پارامترهای مهم در مدل‏های گیاهی برای تخمین عملکرد گیاه و وضعیت رشد آن محسوب می‏شود. روش‏های تعیین درصد پوشش گیاهی براساس داده‏های مشاهداتی زمینی، گران و زمان‏بر هستند. استفاده از پهپاد برای تصویربرداری هوایی و به‌کارگیری روش‏های مبتنی بر پردازش تصویر، می‏تواند پارامترهای موردنظر را در کل سطح مزرعه و با سرعت و دقت بالا به‌دست آورد. در این پژوهش برای تعیین درصد پوشش گیاهی ذرت، تعداد 441 تصویر هوایی در ارتفاع 30 متری از سطح زمین با استفاده از پهپاد شرکت DJI، مدل Mavic 2 pro در یکی از مزارع ذرت شهرستان الوند در استان قزوین، برداشت شد. از دو روش جداسازی و طبقه‏بندی به‌طور جدا برای تعیین مقدار درصد پوشش گیاهی استفاده شد. آزمون تفکیک‏پذیری و ضریب همبستگی بین داده‏های محاسباتی، تعیین و موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد اگرچه دقت هر دو روش بالا بود، اما به‌طور میانگین روش جداسازی مقدار درصد پوشش گیاهی را 10 درصد کم‌تر از الگوریتم طبقه‏بندی به‌دست آورد. هم‌چنین ضریب همبستگی بالای 97 درصد بین داده‏ها نشان داد دقت روش‏های بر مبنای پردازش تصویر مانند جداسازی پایین‏تر از روش‏های طبقه‏بندی است اما در صورت عدم دسترسی به نرم‏افزارهای موردنیاز که امکان تجزیه و تحلیل بر مبنای روش‏های هوش مصنوعی را دارند، می‏توان به‌راحتی با اجرای کد‏های برنامه‏نویسی مبتنی بر روش‏های جداسازی در زبان‏های سطح بالا و متن باز از جمله زبان پایتون به نتیجه مطلوبی رسید.

Keywords

• آستانه‌‏گذاری
• شاخص سبزینگی مازاد
• طبقه‌‏بندی
• فاصله ماهالانوبیس