استخراج نقشه گیاهان زراعی در نرم افزار MATLAB

  • مدرس: محمد کاکوئی
  • تخصص: متخصص برنامه نویسی، پردازش تصویر و سنجش از دور
  • موضوع: استخراج نقشه گیاهان زراعی
  • نرم افزار: MATLAB
  • ماهواره: تصویر سنتینل ۱ و ۲ با رزولوشن ۱۰ متر- تصویر لندست ۸ بارزولوشن ۳۰ متر
  • فرمت آموزش: ویدئوهای آموزشی MP4
  • طول آموزش: ۱ ساعت و ۱۰ دقیقه
  • کد تمرینی: دارد
  • داده تمرینی: دارد

420,000 تومان

0 افرادی که اکنون این محصول را تماشا می کنند!
 بالاترین کیفیت
عدم محدودیت زمانی
 مناسبترین قیمت
 خرید و دانلود آنی
خرید با کارت عضو شتاب

در آموزش استخراج نقشه گیاهان زراعی در نرم افزار MATLAB  مباحث مربوط به شناسایی انواع زمین­ های زراعی در محیط متلب مورد بررسی قرار می ­گیرد.

در این دوران، فضای سبز با سرعت زیادی در حال نابودی است. در نتیجه برای جلوگیری از بحران غذایی و تامین امنیت غذایی، تحلیل و بررسی زمین های زراعی دارای اهمیت فراوانی است. از جمله عوامل مهمی که زمین­ های زراعی را تهدید می ­کنند عبارتند از:

  • تبدیل مزارع به اراضی شهری
  • ار بین رفتن مزارع به دلیل فرسایش خاک
  • کاهش کیفی مزارع به دلیل شوری
  • تغییر الگوهای کشت
  • تغییرات جهانی آب و هوا

در نتیجه پایش مزارع در رزولوشن ریز دارای اهمیت ویژه ای است. تولید محصولات کشاورزی باید به طور پایدار افزایش یابد تا بتواند ضمن حفظ خدمات اکوسیستم و تنوع زیستی، میزان تقاضای رو به رشد مواد غذایی را برآورده کند. همچنین، باید در نظر داشت که جمعیت روستایی به شدت وابسته به تولید کشاورزی داخلی است و بر اقتصاد محلی تاثیر ویژه ای دارد.

استخراج نقشه گیاهان زراعی در نرم افزار MATLAB

مشکل اصلی این است که آمارهای کشاورزی غالباً منسوخ است یا از کیفیت مناسبی برخوردار نیست. در نتیجه، دانش کمی در مورد تغییرات اراضی کشاورزی وجود دارد. سنجش از دور، یک راه حل شناخته شده برای ارزیابی اراضی زراعی در مقیاس بزرگ است. پیشرفت زیادی در نقشه برداری تغییرات کاربری و پوشش زمین با استفاده از سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) و سنجش از دور انجام شده است، مانند تصویربرداری های مادیس، سری لندست و سری سنتینل. استفاده از تصاویر سری زمانی منظم و متوالی می­ تواند به تحلیل منظم زمین­ های زراعی کمک کند.

برای پیاده سازی از این آموزش از محیط برنامه نویسی Matlab بهره بردیم. در Matlab می­ توان:

  • داده را تحلیل کرد
  • الگوریتم ها را توسعه داد
  • مدل­های دلخواه را ایجاد کرد

همچنین، این نرم افزار دارای توابع تعریف شده زیادی در حوزه پردازش تصویر و یادگیری ماشین است.


استخراج نقشه گیاهان زراعی در نرم افزار MATLAB


توضیحات محصول آموزشی

در این آموزش از تصاویر سنتینل-۱، سنتینل-۲ و لندست-۸ برای استخراج زمین­ های زراعی استفاده کردیم. برای اعمال الگوریتم ­های مشابه به داده های مختلف نیازمند تعریف تابع در محیط متلب هستیم. بنابراین بعد از تعریف تابع شاخص تفاضل گیاهی، آن را به تصاویر فصلی سنتینل-۲ و لندست-۸ اعمال کردیم.

می توان با خوشه بندی که یک روش بدون مربی (Unsupervised) است، منطقه مورد مطالعه را به خوشه­ های مختلف تقسیم کرد. در اینجا از خوشه بندی K-means و K-medoids بهره بردیم و فضای پیکسل­ های تصویر را برای اعمال خوشه بندی تغییر دادیم.

الگوریتم های با مربی (supervised) دارای دقت بالاتری هستند و در آن داده ­های آموزشی با کلاس­ های از پیش تعریف شده وجود دارند. بنابراین، با استفاده از داده های آموزشی که از قبل آماده شده ­اند به آموزش الگوریتم ­های طبقه بندی درختی و SVM پرداختیم. نتیجه­ حاصل شده را به صورت زمین مرجع ذخیره کردیم تا برای تحلیل ­های بیشتر مورد استفاده قرار بگیرد.


عناوین آموزشی

عناوین آموزش داده شده عبارت است از:

  • فراخوانی تصاویر زمین مرجع در Matlab
  • آشنایی نحوه کار با باندهای مختلف تصویر
  • فراخوانی تصاویر سنتینل-۱ و سنتینل-۲ و لندست -۸
  • کار با داده های حجیم در Matlab
  • تعریف تابع در محیط متلب
  • تشکیل داده های آموزشی از پیکسل های تصویر در محیط متلب
  • خوشه بندی به روش های K-means و K-mediods
  • فراخوانی داده­ های آموزشی و هدف با فرمت csv
  • طبقه بندی به روش درختی و svm
  • ذخیره تصویر تولید شده به صورت زمین مرجع

ویدئوی معرفی آموزش


لینک های مفید

دیدگاهها

  1. امیرحسین

    سلام خسته نباشید
    ببخشید سوال من راجع به نوع داده های آموزشی و نحوه تهیه اونها هست
    آیا از داده زمینی استفاده شده و اینکه نحوه تهیه فایل اکسل رو هم اگر امکان داره توضیح بدهید
    ممنون

    0
    0
    • mohammad kakooei

      سلام.. سلامت باشید
      فایل اکسل از یک نقشه موجود نمونه برداری شده است. گرچه شما می توانید از نمونه های زمینی استفاده کنید و یک مرجع زمینی با دقت بالا در منطقه مورد بررسی تولید کنید
      موفق باشید

  2. امیرحسین

    یک سوال دیگه هم دارم آیا میتونیم در اون منطقه با داده های تمرینی اموزش بدیم و جای دیگه توی ایران تست بکنیم

    0
    0
    • mohammad kakooei

      امکانش که هست و دقتش هم به عنوان تخمین اولیه مناسبه
      اما طبیعیه که اگر از منطقه خودتون هم نمونه داشته باشید به دقت بالاتری میرسید

  3. حدیث

    با سلام دقت این روش چقدره؟
    و ایا امکان تفکیک محصولات کشاورزی یک شهر به طور کامل وجود دارد؟

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      در اینجا از طبقه بندهای کلاسیک برای طبقه بندی Cropland استفاده شده است. این طبقه بندها در صدها و هزاران مقاله به کار گرفته شده و دقت آن ها تابعی از عوامل زیادی است که به صورت موردی در هر مقاله گزارش می شود. به عنوان نمونه، موارد زیر بر ارزیابی دقت موثر است:
      دقت داده های آموزش و تست
      ویژگی های استخراج شده از تصویرکه در آموزش استفاده می شوند
      پارامترهای قابل تنظیم در طبقه بندها
      تعداد کلاس های مد نظر و میزان جدایی پذیری آن ها
      …..
      بله، امکان تفکیک محصولات کشاورزی در سطح شهر وجود دارد

  4. طاهره کریمی

    با سلام خدمت استاد گرامی. آیا آموزشی در ادامه ی تهیه نقشه شن و رس از داده های رادار دارید که با کمک نمودار مثلث بافت خاک، درصدهای سه تصویر شن و رس و سیلت را به برنامه بدهیم و نقشه بافت خاک منطقه که شمال لومی، شنی، سیلتی، رسی، شنی رسی و غیره می باشد را استخراج نماییم؟
    اگر آموزشی در این زمینه دارید لطفا انتشار دهید.

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      فعلا مورد مناسبی برای نقشه بافت خاک با داده های راداری ندارم. اگر مقاله ای مد نظر هست که قابلیت پیاده سازی با GEE را دارد، لینک آن را بفرستید.
      موفق باشید

  5. Negin

    سلام من میخواهم در انوی شاخص های خشکسالی رو انجام بدم برای دوره زمانی ٢٠ ساله ایا میتوانم از این اموزش برای فراخوانی تصاویر در منلب استفادع کنم ؟

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      انوی یا متلب؟
      در ابن آموزش امکان فراخوانی تصاویر، تعریف و اعمال توابع، خوشه بندی، طبقه بندی و ذخیره نتیجه به صورت زمین مرجع وجود دارد.
      در هر حال، برای آنالیز سری زمانی توصیه میشود از گوگل ارث انجین استفاده کنید.

  6. رویا

    سلام وقت بخیر. ببخشید چطور 21 باند رو باهم ترکیب کردید؟ میشه بیشتر توضیح بدید.
    ممنونم

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      اگر منظور شما تصویر ورودی است، از گوگل ارث انجین Export شده است.
      موفق باشید

  7. رویا

    سلام. ببخشید چرا برای نمایش بهتر باندها علامت [] را در انتها داخل پرانتز قرار دادید؟

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      در واقع استفاده از براکت برای تعیین آستانه پایین و بالا در نمایش تصویر است. [low, high]
      اگر در براکت چیزی ننویسیم به صورت خودکار مقدار حداقل و حداکثر را با توجه به تصویر نمایش داده شده در نظر میگیرد.
      موفق باشید

  8. Alireza m

    سلام
    امکانش هست مقاله ای درباره با این موضوع معرفی کنید
    ممنون

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام

      مقالات زیادی برای طبقه بندی cropland وجود داره و با جستجوی ساده قابل دسترسی است. مثلا مقاله زیر
      Application of Google Earth Engine Cloud Computing Platform, Sentinel Imagery, and Neural Networks for Crop Mapping in Canada
      https://www.mdpi.com/2072-4292/12/21/3561

      موفق باشید

  9. 1684679823

    سلام وقتتون بخیر
    میخواستم بپرسم نقشه ای که در نهایت تولید میشه، میتونیم داخل gis فراخوانی کنیم؟یعنی در قالب تیف باشه؟ و اینکه میشه با کدنویسی در متلب سطح زیرکشت محصولات مختلف رو براورد کرد یا باید از گوگل ارث انجین استفاده کرد؟

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      بله، میتوانید به صورت GeoTiff ذخیره کنید و در هر نرم افزار دلخواهی فراخوانی کنید.
      برای برآورد سطح زیرکشت محصولات هم میتوانید از GEE و هم از متلب استفاده کنید. بهتر است در همان محیطی که کد اصلی طبقه بندی وجود دارد انجام شود.
      موفق باشید

  10. 1684679823

    سلام وقتتون بخیر
    شما از باندهای مخصوصی استفاده کردید. و تعداد انها ۲۱ باند هست. میخواستم بپرسم ایا نیاز هست برای منطقه خودم از باندهای دیگه ای هم استفاده کنم یا همین باندهایی که شما استفاده کردید کافیه؟ و اینکه در روشهای با مربی، از طریق جدول، فایل اکسل رو کلاس بندی کردید. اما داخل جدول،در یک کلاس، چند محصول قرار می گیره. من از کجا بفهمم کدوم یکی از اون محصولات در منطقه من وجود داره؟من هیچ اطلاعاتی از محصولات کشاورزی منطقه ندارم.

    0
    0
    • Mohammad Kakooei

      سلام
      خیر. از باندهای خاصی استفاده نشده است. بلکه باندهای ماهواره های مربوطه است!
      در بحث پیش بینی، میتوانید مدل آموزش داده شده را به منطقه مد نظر اعمال کنید و با توجه به پوشش منطقه خروجی میگیرید. اما بدون داده برای ارزیابی و بدون اطلاعات در مورد منطقه چگونه میتوانید به پیش بینی اعتماد کنید؟
      موفق باشید

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

 آموزش هــای رایــگان