بررسی کارایی شاخص‌های گیاهی پرکاربرد جهت آشکارسازی تغییرات پوشش گیاهی در شرایط محیطی مختلف

شاخص‌های گیاهی، جهت تفکیک و استخراج پوشش گیاهی روی سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای توسعه‌ یافته‌اند. جهت آشکارسازی تغییرات پوشش گیاهی، معمولاً تصاویر چند زمانه به‌صورت جداگانه با استفاده از شاخص‌های گیاهی مورد آنالیز قرار می‌گیرند و یا از روش تفاضل شاخص گیاهی استفاده می‌شود. مروری بر مطالعات گذشته نشان می‌دهد، با وجود توسعه شاخص‌های متعدد گیاهی توسط محققان، جهت استخراج پوشش گیاهی یا آشکارسازی تغییرات آن به‌ طور معمول از شاخص‌های ndvi و evi استفاده می‌شود. لذا، هدف از این مطالعه، مقایسه و بررسی‌ای جامع روی کارایی و قابلیت این دو شاخص در آشکارسازی تغییرات پوشش گیاهی در شرایط محیطی و آب ‌و هوایی مختلف می‌باشد. برای این هدف، چندین منطقه نمونه با شرایط محیطی مختلف شامل گرمسیری، نیمه گرمسیری و مدیترانه‌ای واقع در مناطقی از کشورهای مالزی، ایران و ایتالیا انتخاب شدند. سپس، روش تفاضل شاخص با استفاده از چند سری تصویر ماهواره‌ای لندست-7+etm و لندست-8 oli مربوط به دو دوره زمانی مختلف در سال‌های 2001 و 2014 بکار برده شد. جهت ارزیابی دقت نقشه‌های به‌ دست ‌آمده، ماتریس در‌هم‌ ریختگی ایجاد گردید و پارامترهای دقت کلی و ضریب کاپا محاسبه شدند. سپس برای مشخص شدن ماهیت خطاها در نتایج به‌دست‌آمده، خطاهای کمیسیون و امیسیون محاسبه شدند. آنالیزهای ارزیابی دقت نشان داد هر چند نتایج حاصل از روش evi در برخی از مناطق نمونه قابل‌ قبول می‌باشد، اما در تمامی مناطق نمونه با تنوع محیطی و آب‌ و هوایی مختلف، روش ndvi نتایج بسیار بهتری را جهت آشکارسازی تغییرات پوشش گیاهی ارائه نموده است.

Investigating the applicability of conventional vegetation indices for vegetation change detection in different environmental conditions

Vegetation indices have been developed to characterize and extract the Earthchr('39')s vegetation cover from space using satellite images. For detection of vegetation changes, usually temporal images are independently analyzed or vegetation index differencing is implemented. A review on previous studies reveal that, in spite of developing several vegetation indices, to extract vegetation cover or vegetation changes usually NDVI and EVI are used. Therefore, the aim of this study is to compare and investigate the applicability of these indices in detection of vegetation changes in different climate and environmental conditions. For this purpose, several test sites in Malaysia, Iran and Italy with different environmental conditions including Tropical, Subtropical and Mediterranean were selected. Then, index differencing method using temporal Landsat7 ETM+ and Landsat8 OLI images belonging to the years of 2001 and 2014 were applied. In order to evaluating the accuracy of the output maps, confusion matrix was made to calculate overall accuracy and kappa index. Subsequently, commission and omission errors were calculated to assess nature of the errors in the results. Accuracy assessment analysis indicated that however the results of EVI in some of the test sites were acceptable, but in all of the test sites with variety of weather and environmental conditions, NDVI provided higher accuracy outcomes in detection of vegetation changes.