امكان‌سنجي تشخيص انواع فرسايش خاك از طريق اعمال ‏فيلترهاي تصويري روي تصاوير سنجنده‎‌هاي ‏ETM+‎‏ و ‏ASTER

Feasibility of detecting various soil erosion on ETM+ and ASTER ‎images by applying filters

امروزه به­‌كارگيري سنجش از دور در پروژه­‌هاي حفاظت و فرسايش خاك مرسوم شده است كه در بيشتر آن­‌ها از عكس­‌هاي هوايي استفاده مي­‌شود كه با وجود مزاياي فراوان، داراي محدوديت‌­هايي هستند. در اين پژوهش جايگزيني داده­‌هاي ماهواره­اي با قدرت تفكيك متوسط به‌جاي عكس­‌هاي هوايي، با تاكيد بر قابليت پردازش تصاوير ماهواره­‌اي و استفاده از فيلترهاي تصويري، با هدف تشخيص اشكال فرسايش خاك مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. پس از انجام فعاليت‌هاي ستادي و بررسي تصحيح‌هاي اتمسفري و هندسي و انجام پيش پردازش­‌ها و پردازش­‌هاي اوليه روي تصاوير ASTER و +ETM در نهايت تصوير پردازش شده‌­اي از منطقه و داراي بيشينه قابليت تفسير بصري عوارض مرتبط با موضوع فرسايش تهيه شد. به‌منظور بررسي كارآيي فيلترها در بارزسازي و تشخيص انواع فرسايش خاك، دو دسته مهم فيلترهاي پايين‌گذر و بالاگذر از جمله فيلترهاي ميانه،‌ ميانگين Hight Pass، Gaussian Laplacian ،Sobel و فيلترهاي خطي، روي تصاوير ASTER و +ETM قسمتي از حوضه دستكن اصفهان مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به نتايج به‌دست آمده، استفاده از فيلترهاي پايين‌گذر به‌علت كاهش وضوح تصوير در بررسي فرسايش خاك توصيه نمي‌شود. فيلترهاي بالاگذر تا حدي مي­‌توانند لبه­‌هاي موجود در تصوير را بارز ساخته و به تفسير بصري (مخصوصا در حالت تركيب با تصوير اصلي) كمك نمايند. به‌دليل وجود مشكلات ناشي از كاربرد فيلترها در تفكيك واحدهاي فرسايشي خاك، استفاده از فيلتر تنها به‌صورت تركيب با تصوير و به‌­عنوان كمك براي تفسير بصري توصيه مي­‌شود. با توجه به ابعاد عارضه­‌هاي فرسايش خاك (شياري و آبكندي) و در مقايسه با قدرت تفكيك مكاني سنجنده‌هاي مورد استفاده در اين پژوهش، عوارض مورد نظر به وضوح و تمايز در تصوير ظاهر نشده و اعمال فيلترهاي مختلف تصويري به‌منظور كشف و استخراج خودكار اين عوارض كارا نيست. قدرت تفكيك تصاوير ASTER و +ETM براي تهيه نقشه فرسايش به‌روش خودكار پاسخگو نبوده و بايد به دنبال راه‌حل‌­هاي نيمه خودكار و تفسير بصري بود. همچنين، به‌علت تشابه طيفي و هندسي بين اين دو تصوير، تفاوت عمده‌اي در نتايج به‌دست آمده مشاهده نمي­‌شود. بنابراين توصيه مي‌شود به­‌جاي توليد نقشه انواع فرسايش خاك يك منطقه،‌ نقشه احتمال حساسيت به فرسايش يا نقشه خطر فرسايش توليد شود.

Nowadays, application of remote sensing is common in soil conservation and erosion projects ‎and most of them are used aerial photogarphs and desipte of the numerous advantages, there are ‎some limitations. In this study, replacemen of moderate-resolution satellite data instead of aerial ‎photographs has been investigated with emphasis on processing of satellite images and using ‎image filters and the purpose of soil erosion figures detection. Finaly, image processing of area ‎are prepared with maximum capability vitual interpretation of effects associated with erosion, ‎after the study design, atmospheric and geometric corrections and perform pre-processing and ‎initial processing on ETM+ and ASTER images. In order to evaluate the efficiency of filters for ‎detection and identification of soil erosion were used low-pass and high-pass filters such as ‎filters, median, mean, High Pass, Gaussian, Laplacian, Sobel and linear filters on ASTER and ‎ETM images in the part of the Esfahan Dastkan basin. According to the results, using of low ‎pass filters are not recommended because of the resolution reduction of soil erosion. High-Pass ‎filters can be partialy appeard the edages of image and can be help to visual interpretation ‎‎(especially in combination with the original image). Use of filters is recommended in ‎combination with the image and as an aid to vitual interpretation, due to problems of application ‎the fiters for separate soil erosion units. Regard to the dimension of soil erosion (rill and gully) ‎and compared to the spatial resolution of the used sensor in this study, the erosions are not ‎clearly appeared in the picture and application various image filters to automatically discover ‎and exploit of these effects can not be efficiently. Resolution images of ASTER and ETM+ are ‎not responsive for mapping erosion by using automated method and should be looked for a ‎solution of semi-automated and visual interpretation. Also, because of the similarity between ‎the spectral and geometrical picture was not found a major difference in the results. Therefore, ‎it is recommended to produce a susceptibility map of erosion or erosion risk map instead the ‎variouse types of regional soil erosion.‎