استخراج خودکار خط مرکزی رودخانه و ارزیابی تغییرات آن با شاخصهای طیفی و یادگیری ماشین | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 56، شماره 12، اسفند 1404، صفحه 3255-3273 اصل مقاله (1.66 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.405594.670044 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم مفتاح هلقی1؛ عبدالرضا ظهیری* 2؛ امیر احمد دهقانی3؛ خلیل قربانی3 | ||
| 1دانشجوی دکترای سازههای آبی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و متابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
| 2دانشیار گروه مهندسی آب دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
| 3استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
| چکیده | ||
| پایش تغییرات مورفولوژیکی رودخانهها (بهویژه رودخانههای با عرض کم)، همواره با چالشهایی مواجه بوده است. در این مطالعه پس از تهیه تصاویر ماهواره سنتینل-2 و پیشپردازش تصاویر، کارایی دو روش یادگیری ماشین شامل طبقهبندی نظارتشده ماشین بردار پشتیبان (SVM) و خوشهبندی نظارتنشده K-means برای استخراج خط مرکزی رودخانه اترک داخلی در استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخصهای طیفی NDWI، MNDWI و AWEIsh به همراه باندهای طیفی برای آموزش مدلها استفاده شدند. دقت مدل SVM با معیارهای ضریب کاپا و IoU سنجیده شد. خط مرکزی رودخانه برای هر دو روش با کمک نرمافزار QGIS استخراج و دقت نتایج با معیارهای RMSE، درصد اختلاف طول و تطابق فضایی (با منطقه حائل ۱۰ متری) ارزیابی شد. در نهایت، از خط مرکزی استخراج شده توسط مدل برتر برای محاسبه پارامترهای هندسی و نرخ مهاجرت قوسها استفاده گردید. نتایج ارزیابی دقت، برتری روش SVM را بهوضوح نشان داد. برای این روش، دقت کلی، ضریب کاپا و IoU سالهای 2016 و 2021 بهترتیب 7/96 درصد، 9333/0، 9354/0، 95 درصد، 9/0 و 9045/0 محاسبه شد. همچنین خطای RMSE روش SVM (برای سالهای 2016 و 2021 بهترتیب 82/3 و 35/3 متر) به طور معناداری کمتر از روش K-means (بهترتیب 11/5 و 58/4 متر) بود. تحلیل تغییرات مورفولوژیکی نشاندهنده نرخ مهاجرت بسیار بالا و متفاوت رودخانه اترک در قوسهای مختلف بود، بهطوری که بیشترین نرخ مهاجرت قوسها معادل 7/39 متر در سال محاسبه شد. همچنین الگوی غالب این تغییرات، چرخش و گسترش میباشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| سنجشازدور؛ ماشین بردار پشتیبان (SVM)؛ خوشهبندی K-means؛ تغییرات مورفولوژیکی؛ محور مرکزی رودخانه | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 289 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 244 |
||