پهنه‌بندي درصد سوختگي برگ تاج‌پوشش درختي با استفاده از تصاوير پهپاد و سنتينل 2 در پارك جنگلي دلند استان گلستان

سابقه و هدف: جنگل‌ها در معرض آشفتگي‌هاي فراوان قرار دارند كه سلامت آن‌ها را تحت تأثير قرار مي‌دهند. يكي از اين آشفتگي‌ها، تنش سوختگي برگ درختان است كه معمولاً در تابستان‌هاي بسيار گرم اتفاق مي‌افتد و عموما باعث ضعف و درنهايت خشك شدن درختان در درازمدت شود. بنابراين شناسايي و رصد گسترش سطح آن از اهميت بالايي برخوردار است. يكي از روش‌هاي شناسايي آن، استفاده از داده‌هاي سنجش‌ازدور به‌عنوان يكي از منابع اطلاعاتي مهم مي‌باشد. تصاوير پهپادي به دليل برداشت‌هاي سريع و در زمان‌هاي دلخواه يكي از گزينه‌هاي مناسب مي‌باشد ولي داراي محدوديت‌هايي نظير سطح برداشتي و محدوده‌هاي طيفي حس‌گرها مي‌باشند. استفاده تلفيقي از تصاوير پهپاد و تصاوير ماهواره‌اي با سطح برداشتي زياد مي‌تواند در شناسايي و تهيه نقشه وضعيت سوختگي برگ تاج‌پوشش درختان و ديگر خسارت‌ها و تهيه نقشه طبقات شدت آنها در سطح وسيع‌تر كمك زيادي نمايد. هدف از اين پژوهش بررسي و شناسايي سوختگي برگ تاج پوشش درختان با استفاده از تصاوير پهپاد در بخشي از پارك جنگلي دلند استان گلستان و تلفيق آن با تصاوير سنتينل 2 براي تهيه نقشه درصد سوختگي برگ تاج پوشش توده درختي منطقه در سطح وسيع‌تر مي‌باشد. مواد و روش‌ها: تصاوير RGB پهپاد در بخشي از پارك جنگلي دلند برداشت و مورد پيش‌پردازش و پردازش‌هاي مناسب قرار گرفتند. هم چنين تصاوير سنتينل 2 تهيه و ازنظر هندسي و راديومتري مورد بررسي قرار گرفتند. برداشت‌هاي زميني درختان داراي سوختگي برگ و درختان سالم در شهريور 1400 به‌صورت انتخابي و با دستگاه موقعيت‌ياب جهاني تفاضلي با دقت بالا (كم تر از 10 سانتيمتر) صورت گرفت. در گام اول تصاوير پهپاد با استفاده از الگوريتم ماشين بردار پشتيبان به سه‌طبقه درختان داراي سوختگي برگ، درختان سالم و روشنه طبقه‌بندي شدند. همچنين طبقه‌بندي تصاوير اصلي پهپاد به همراه شاخص‌هاي پوشش‌ حاصل از باندهاي طيفي پهپاد و با شاخص‌هاي طيفي منتخب تكرار گرديد. درنهايت نقشه‌هاي تهيه‌شده مورد ارزيابي صحت قرار گرفتند. در گام دوم به‌منظور تهيه نقشه طبقات درصد سوختگي برگ تاج پوشش توده در سطح وسيع‌تر و در كل پارك با استفاده از تصوير سنتينل 2، از نقشه طبقه‌بندي‌شده پهپاد كه داراي بالاترين صحت بوده است، به‌عنوان نمونه آموزش در مدل رگرسيوني جنگل تصادفي و كاليبره كردن آن استفاده گرديد. درنهايت با استفاده از مدل تهيه‌شده، نقشه طبقات شدت سوختگي برگي توده‌هاي كل محدوده پارك جنگلي دلند تهيه شد. يافته‌ها: نتايج حاصل از طبقه‌بندي تصوير پهپاد نشان داد كه باندهاي طيف مرئي پهپاد قادر است درختان داراي سوختگي برگي و درختان سالم را با صحت كلي 89.62 درصد و ضرب كاپاي 0.84 تفكيك نمايد. با تلفيق باندهاي اصلي و 9 شاخص پوشش‌گياهي، نتايج پژوهش اندكي كاهش يافت (صحت كلي 87.40 درصد و ضريب كاپاي 0.81)؛ اما با تلفيق باندهاي اصلي پهپاد و بهترين شاخص‌هاي گياهي (EGMRI، EGI و NDI)، نتايج طبقه‌بندي بهبود يافت (صحت كلي 91.11 درصد و ضريب كاپاي 0.86). در طبقه‌بندي درصد سوختگي برگ تاج پوشش توده جنگلي با استفاده از تلفيق تصوير سنتينل 2، بررسي مدل رگرسيون جنگل تصادفي نشان داد كه استفاده از داده‌هاي پهپاد به‌عنوان نمونه آموزش اين مدل، قادر است با مجذور ميانگين مربعات خطاي 17.4 و ضريب تبيين 0.63، ميزان درصد سوختگي برگ تاج پوشش درختان را در سطح پيكسل‌هاي تصوير سنتينل 2 برآورد نمايد. نتيجه گيري: نتايج اين پژوهش نشان داد كه تصاوير RGB پهپاد از قابليت مناسبي براي تشخيص درختان داراي تنش سوختگي برگ تاج پوشش درختان برخوردار مي باشند. هم چنين به كارگيري شاخص هايي گياهي مانند EGMRI ، EGI و NDI كه تأثير بالايي در متمايز كردن سوختگي برگ درختان دارند، مي توانند صحت نقشه هاي طبقه بندي شده را بهبود دهند. تلفيق نتايج حاصل از تصاوير پهپاد به عنوان نمونه هاي آموزش براي تهيه طبقات درصد سوختگي برگ تاج پوشش درختان در تصوير سنتينل 2 ، نتايج اميدواركننده اي را نشان داد و مي تواند به عنوان رويكردي جديد در مناطق وسيعي كه تنش سوختگي برگ درختان مشاهده مي گردد، مورداستفاده قرار گيرد.