به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پهپاد بال ثابت" در نشریات گروه "آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع"

تکرار جستجوی کلیدواژه «پهپاد بال ثابت» در نشریات گروه «کشاورزی»
جستجوی پهپاد بال ثابت در مقالات مجلات علمی
  • نرگس کریمی نژاد، حمیدرضا پورقاسمی*، محسن حسینعلی زاده، وحید شفاهی
    مقدمه

    زمین لغزش ها و فروچاله ها به زیرساخت های اجتماعی، اقتصادی و طبیعی آسیب می زنند. این فرایندها تاثیرات مستقیم و غیرمستقیم بر زیرساخت های مهم، از جمله مناطق مسکونی دارند و بر تغییر کاربری اراضی و مهاجرت از روستا به شهر تاثیرگذارند. یکی از اهداف اصلی در مدیریت پایدار اراضی، شناسایی و کنترل بلایای طبیعی است که از یک سو سبب ارتقاء کمی و کیفی تولید در طولانی مدت شده و از سوی دیگر، علاوه بر حفظ کیفیت خاک از تخریب خاک جلوگیری می کند. به منظور مدیریت بهتر و پایدارتر، آگاهی از نحوه تغییر پذیری و شناسایی شکل های مختلف فرسایشی مانند فروچاله ها و زمین لغزش ها ضروری به نظر می رسد.

    مواد و روش ها

    با پیشرفت های اخیر در استفاده از تصاویر پهپاد (UAV) و روش های یادگیری عمیق (DL)، امکان ارائه روش های نیمه خودکار برای شناسایی واحدهای اراضی در مناطق مختلف با دقت مکانی بسیار خوب فراهم شده است. در این پژوهش، توانمندی دو مدل یادگیری عمیق پیشرفته، یعنی مدل U-Net و مدل U-Net با نظارت عمیق (ADSMS) که بر روی تصاویر به دست آمده از پهپاد اعمال شده است، برای نقشه برداری زمین لغزش ها و فروچاله ها در بخشی از نهشته های لسی استان گلستان مورد بررسی قرار گرفته است.

    نتایج و بحث:

    عملکرد مدل U-Net در زمینه زمین لغزش ها نشان می دهد که مدل دارای مقادیر مثبت کاذب کمتری است، اما هم زمان، بسیاری از سلول های زمین لغزش را از دست داده است. درعین حال، مدل ADSMS U-Net در تشخیص سلول های زمین لغزش عملکرد بهتری داشته، اما موارد زیادی را به پیش بینی های نادرست نسبت داد (که با امتیاز پایین دقت توضیح داده شده است). بهترین امتیاز F1  به مقدار 0.68 برای مدل ADSMS U-Net به دست آمده است. برای همه ترکیب باندها در تشخیص فروچاله ها، عملکردهای ADSMS U-Net نسبت به مدلU-Net  سنتی بهتر است. بهترین امتیازات کلی توسطADSMS U-Net  زمانی به دست آمد که بر روی داده های ALL، آموزش داده شد. در مورد اثربخشی مختلف ترکیب های ارزیابی شده در این پژوهش، می توان رفتار متناقض مدل ها را مشاهده کرد. U-Net سنتی، بهترین عملکرد را با استفاده از ترکیب نوری RGB به دست می آورد، درحالی که ADSMS U-Net  می تواند از اطلاعات مشتقات توپوگرافی و داده های نوری بهره برده و با ترکیبALL  بهترین نتایج را نشان دهد. علاوه بر این، واضح است که داده های DSHC به تنهایی برای هر دو مدل بدترین نتایج را ارائه می دهد. به طور کلی نتایج نشان داد که قابلیت ADSMS U-Net برای پیش بینی زمین لغزش ها در مقایسه با U-Net به واقعیت زمین نزدیک تر است. این مدل اغلب زمین لغزش های موجود در قسمت های آزمون را شناسایی می کند. همچنین، برای همه ترکیب باندهای فروچاله ها، عملکرد ADSMS U-Net نسبت به مدل U-Net بهتر است. بهترین امتیازات کلی توسط ADSMS U-Net زمانی به دست آمده است که بر روی داده های ALL آموزش داده شده اند.

    نتیجه گیری

    از آنجایی که فروچاله ها منشا اصلی برخی از فرسایش های عمده دیگر ازجمله شروع و گسترش آبکند محسوب می شوند، استفاده از ابزارها و فناوری جدید نظیر پهپاد و یادگیری عمیق، بسیار مهم است. با استفاده از مدل های مورداستفاده در این پژوهش، زمین لغزش ها با امتیاز قابل قبول ٪69=F1 نقشه برداری شدند. همچنین، مشتقات توپوگرافیکی به دست آمده از مدل رقومی ارتفاع مبتنی بر پهپاد، توانایی نقشه برداری فروچاله ها و زمین لغزش ها با داده های موجود را دارا هستند. تحقیقات بعدی می توانند استفاده از چنین رویکردی را برای نقشه برداری از زمین لغزش ها و فروچاله ها در طول زمان مورد بررسی قرار داده تا تغییرات مبتنی بر زمان بر روی شکل گیری و گسترش مخاطرات طبیعی را ارزیابی کنند.

    کلید واژگان: پهپاد بال ثابت, توپوگرافیکی, فتوگرامتری, مدل ADSMS U-Net, مدل U-Net
    Naeges Kariminejad, Hamid Reza Pourghasemi *, Mohsen Hoseinalizadeh, Vahid Shafaie
    Introduction

    Landslides and sinkholes damage social, economic, and natural infrastructure. These processes have direct and indirect impacts on important infrastructure, including residential areas, and influence land use change and migration from rural to urban areas. Sinkholes and landslides occur when parts of a soil collapse mainly in more gentle or steeper slopes, which are often triggered by intensive rainfall. One of the main goals in sustainable land management is the identification and control of natural disasters, which on the one hand leads to the quantitative and qualitative improvement of production in the long term, and on the other hand, maintains the quality of the soil and prevents soil degradation. In order to manage better and more stable, it seems necessary to know how to change and identify different forms of erosion such as sinkholes and landslides. Sinkholes and landslides occur when parts of a soil collapse mainly in more gentle or steeper slopes, which are often triggered by intensive rainfall. 

    Materials and methods

    Recent advances in acquiring images from unmanned aerial vehicles (UAV) (UAV) and deep learning (DL) methods inherited from computer vision have made it feasible to propose semi-automated soil landform detection methodologies for large areas at an unprecedented spatial resolution. In this study, we evaluate the potential of two cutting-edge DL deep learning segmentation models, the vanilla U-Net model, and the Attention Deep Supervision Multi-Scale U-Net model, applied to UAV-derived products, to map landslides and sinkholes in a semi-arid environment, the “Golestan Province” (north-east Iran).

    Results and discussion

    Landslides: The performance of the U-Net model shows that it has fewer false positives, but at the same time, it has missed many landslide cells. Meanwhile, the ADSMS U-Net model has performed better in detecting landslide cells, but it attributed many cases to incorrect predictions (which is explained by the low accuracy score). The best F1 score achieved for the ADSMS U-Net model is 0.68. Sinkholes: For all band combinations, the performances of ADSMS U-Net are better than those of the traditional U-Net model. The best overall scores by ADSMS U-Net were obtained when trained on the ALL data. Regarding the effectiveness of the various combinations evaluated in this study, we can observe the contradictory behaviors of the models. The traditional U-Net achieves the best performance using the RGB optical combination, while the ADSMS U-Net can leverage topographic derivative information and optical data, showing the best results with the ALL combination. Moreover, it is evident that the DSHC data alone provides the worst results for both models. In overall, the results show that the ability of ADSMS U-Net to predict landslides is closer to the ground reality compared to U-Net. This model identifies most of the landslides in the test sections. Also, for all combinations of sinkhole bands, ADSMS U-Net performs better than the U-Net model. The best overall scores were obtained by ADSMS U-Net when trained on ALL data.

    Conclusions

    Since this kind of soil erosion is the main origin of some major soil erosion including gully initiation and extension, applying new technology namely, UAV and deep learning is highly important and recommended. Our framework can successfully map landslides in a challenging environment (with an F1-score of 69 %), and topographical derivates from UAV-derived DSM decrease the capacity of mapping sinkholes and landslides of the models calibrated with optical data. Future research could explore the use of such an approach to map landslides and sinkholes over time to assess time-based changes in the formation and spread of natural hazards.

    Keywords: ADSMS U-Net Model, Fixed-Wing Drones, Photogrammetry, Topography, U-Net Model
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال