การวิเคราะห์รูปแบบการใช้ที่ดินโดยการจาแนกประเภทข้อมูลภาพ ... · classifier

วารสารวจยรามค าแหง (วทยาศาสตรและเทคโนโลย) ปท 17 ฉบบท 2 กรกฎาคม - ธนวาคม 2557

10

การวเคราะหรปแบบการใชทดนโดยการจ าแนกประเภทขอมลภาพจากดาวเทยม ในอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม Analysis of Land Use Pattern by Satellite Image Classification in Mae Rim District, Chiang Mai Province ภาตยะ พฒนาศกด 1

บทคดยอ

การศกษาครงนมวตถประสงค 2 ประการไดแก (1) เพอวเคราะหรปแบบการใชทดนในอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม (2) เพอประเมนวธการจ าแนกประเภทขอมลภาพตามรปแบบการใชทดนในอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม โดยศกษาการจ าแนกประเภทขอมลเชงจดภาพเปรยบเทยบกบการจ าแนกขอมลเชงวตถ โดยการจ าแนกเชงจดภาพนนใชวธการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสดและความนาจะเปนไดสงสด ในการศกษาครงนใชภาพจากดาวเทยมไทยโชต ในระบบหลายชวงคลน ป พ .ศ.2554 ผลการวจยพบวาการจ าแนกประเภทขอมลภาพสามารถจ าแนกรปแบบการใชทดนไดเปน 5 ประเภท เรมจากการจ าแนกประเภทขอมลดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด ความนาจะเปนไดสงสด และวธการจ าแนกขอมลเชงวตถ ผลการวเคราะหรปแบบการใชทดนจ านวน 5 ประเภท มดงตอไปน ประเภทท 1 ไดแกพนทปาไม (รอยละ 54.50 รอยละ 45.44 และรอยละ 57.63) ประเภทท 2 ไดแกพนทชมชนผสมพนทเกษตร (รอยละ 12.48 รอยละ 17.89 และรอยละ 17.48) ประเภทท 3 ไดแกนาขาว (รอยละ 9.95 รอยละ 9.90 และรอยละ 10.34) ประเภทท 4 ไดแกพชชนดอน ๆ (รอยละ 20.48 รอยละ 26.42 และ รอยละ 14.64) และประเภทท 5 ไดแกพนท แหลงน า (รอยละ 2.59 รอยละ 0.35 และ รอยละ 0.48) การเปรยบเทยบความถกตองโดยรวมและสถต Kappa พบวา วธการจ าแนกขอมลเชงวตถมคาความถกตองสงสด (รอยละ 69.63 และ สถต Kappa รอยละ 55) ตามดวยการจ าแนกประเภทขอมลดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกประเภทขอมลภาพแบบความนาจะเปนไดสงสด (รอยละ 67.41 และสถต Kappa รอยละ 51) และล าดบสดทายไดแกกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด (รอยละ 61.11 และสถต Kappa รอยละ 39) ค ำส ำคญ : การจ าแนกประเภทขอมล ภาพจากดาวเทยมไทยโชต การจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคม การจ าแนก ขอมลเชงวตถ

1 อาจารย ภาควชาภมศาสตร คณะศกษาศาสตร มหาวทยาลยรามค าแหง


11

ABSTRACT The research had 2 objectives (1) to analyze land use pattern in Mae Rim district, Chiang Mai

province and (2) to evaluate satellite image classification from land use pattern in Mae Rim district, Chiang Mai Province. The pixel-based and object-based image classifications were compared. In particular, the pixel-based image analysis, supervised classification with decision rules from minimum distance to means classifier and maximum likelihood classifier were compared with object-based image analysis. This research analyzed data from Thaichote satellite image in multi-spectral bands during 2011. The research results indicated that image classification of land use pattern could be categorized into 5 types. When processed with minimum distance to means classifier, maximum likelihood classifier and object-based image analysis, the results respectively revealed 5 types of land use as follows: type 1, forest land (54.50%, 45.44% and 57.63%), type 2, urban and agricultural land (12.48%, 17.89%, and 17.48%), type 3, paddy field (9.95%, 9.90% and 10.34%), type 4, other vegetation (20.48%, 26.42% and 14.64%) and finally, type 5, water body (2.59%, 0.35% and 0.48%). Comparative overall accuracy and Kappa statistic revealed the highest overall accuracy of object-based image analysis (69.63%, 55% Kappa statistic), followed by maximum likelihood classifier (67.41%, 51% Kappa statistic) and minimum distance to means classifier (61.11%, 39% Kappa statistic). Keywords : classification, satellite image, supervised classification, object – based image analysis

บทน ำ ปจจบนการขยายตวของเขตพนทเมองสงขน

อนเนองมาจากการเพมจ านวนประชากร เศรษฐกจเกดการขยายตวจากการพฒนา ดงนนการใชทดนในเขตเมองและพนทโดยรอบจงพบปญหาไดแก การใชประโยชนทดนไมตรงตามสมรรถนะของดน ปญหาการบกรกท าลายปา ปญหาการขาดแคลนทอยอาศย เปนตน อ าเภอแมรมเปนอ าเภอหนงในเขตปรมณฑลของนครเชยงใหม ทมการเจรญเตบโตอยางรวดเรว มความพรอมทกๆ ดาน จนเปนอ าเภอขนาดใหญของจงหวดเชยงใหม เปนทตงของศนยราชการ มการขยายตวของชมชนเมองทรองรบความเจรญเตบโตของนครเชยงใหม ท าใหอ าเภอแมรม มสถานะเทยบเทาจงหวดเชอมตอกบนครเชยงใหม ปจจบนมการขยายตวของการทองเทยวทถอวามากทสดของจงหวดเชยงใหม อกทงอ าเภอแมรมเปนอ าเภอทรองรบความเจรญของนครเชยงใหมเพอขยายไปยงศนยกลางความเจรญทางตอนเหนอของจงหวดเชยงใหม และเปนทางผานเพอไปยง

อ าเภอปาย จงหวดแมฮองสอน ท าใหอ าเภอแมรมมสภาพเศรษฐกจด มการคมนาคมทคบคง และเปนเมองทองเทยวทใกลเมองเชยงใหมมากทสด จากการขยายตวของแหลงทองเทยวและระบบโครงสรางพนฐานท าใหอ าเภอแมรมมพนทปาลดลงไปจากเดมเปนอยางมาก ดงนนการท าแผนทฐานและการท าแผนทการใชทดนจงมความส าคญและเปนประโยชนตอการวางแผนพฒนาทรพยากรในทองถนเปนอยางยง เพอใหทราบถงรปแบบการใชทดนประเภทตาง ๆ อนจะน าไปสแนวโนมการพฒนาเมองตอไปไดอยางยงยน วธการท าแผนทมหลายวธ วธทมความถกตองและรวดเรวคอการน าภาพจากดาวเทยมมาใชเปนฐานในการท าแผนทการใชทดน ซงภาพจากดาวเทยมทจะน ามาใชในการท าแผนทนนเปนภาพจากดาวเทยมส ารวจทรพยากร โดยดาวเทยมส ารวจทรพยากรมอยหลายดวง แตละดวงมคณสมบตแตกตางกนไป ดาว เทยมบางดวงมคณสมบตทา งดานการ ใหรายละเอยดทางพนดนสง (High spatial resolution)


12

ดาวเทยมบางดวงมคณสมบตใหรายละเอยดขอมลเชงคลนสง คอมการบนทกขอมลหลายชวงคลน (Multi-spectral) โดยในแตละชวงคลนมรายละเอยดแตกตางกนออกไป ดงนนในการท างานในแตละสวนจงตองค านงถงงบประมาณและวตถประสงคของการเลอกใชดาวเทยมส ารวจทรพยากรใหเหมาะสมกบลกษณะของแผนทตามมาตราสวนทผใชตองการ

ในก ารศกษ าคร ง น เ ลอ ก ใชภ าพจากดาว เทยมไทย โชต (Thaichote) หรอช อ เ ดมคอดาวเทยมธออส (THEOS) เ ปนดาวเทยมส า รวจทรพยากรของประเทศไทยทสามารถน ามาใชศกษาดานท าแผนทการใชประโยชนทดนทไมตองการความละเอยดมากนก โดยอาศยวธการจ าแนกประเภทขอมลภาพซงเปนวธการหนงทสามารถน ามาใชในการศกษาเกยวกบการใชประโยชนทดนประเภทตาง ๆ รวมถงงานวจยทางดานการจ าแนกรปแบบการใชทดนจากภาพดาวเทยมรายละเอยดปานกลาง ดงทเอกรกษ (2552) ไดศกษาการวเคราะหวธปรบเนนขอมลภาพเพอจ าแนกพนทปลกฝนบรเวณพนทสงภาคเหนอตอนบนของประเทศไทย พบวาการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคม (Supervised classification) ดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบความนาจะเปนไดสงสด (Maximum likelihood classifier) มผลการประเมนความถกตองสงกวาการใชตวจ าแนกประเภทแบบระยะหางต าสด (Minimum distance classifier) ซงในแตละวธมขอดขอเสยแตกตางกนออกไปซงสรรคใจ (2550) กลาววานกวเคราะหภาพดาวเทยมบางทาน ไดอธบายในรายละเอยดถงกรรมวธวเคราะหแบบโอกาสความนาจะเปนไดสงสดวาเปนกรรมวธทตองมการค านวณตอจดภาพมากทสดแตกมไดใหผลเลศเสมอไป

ปจจบนการจ าแนกประเภทขอมลมการพฒนามากขน วธการจ าแนกขอมลเชงวตถ (Object-based image analysis) เปนวธชวยในการจ าแนกแยกแยะวตถไดดขน โดยการศกษาครงนจงเลอกศกษาเปรยบเทยบกบการจ าแนกแบบจดภาพ (Pixel– based) ดวยการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวย

กฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบความนาจะเปนไดสงสดและกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะห างต าสด โดยมการออกภาคสนามเพอตรวจสอบพนทตวอยางส าหรบใชในการวเคราะหขอมล การตรวจสอบความถกตองในการปรบปรงแผนทอางองเพอใชในการประเมนความถกตองของการจ าแนกประเภทขอมลภาพ โดยประเมนคณภาพของผลการจ าแนกประเภทขอมลภาพในแตละประเภทดวยเมทรกซความคลาดเคลอน (Confusion matrix) เพอหาคาความถกตองโดยรวม (Overall accuracy) และคาสถต Kappa (Kappa statistic) ซงเปนการประเมนตารางความคลาดเคลอนโดยใชคาสถตอธบายระดบความสอดคลองกนของขอมล 2 ชดทไดจากการจ าแนกโดยตรง วตถประสงคการวจย

1. เพอวเคราะหรปแบบการใชทดนในอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม

2. เพอประเมนวธการจ าแนกประเภทขอมลภาพตามรปแบบการใชทดนในอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม

พนทศกษาในการวจยครงน ไดแกอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม ซงอยบรเวณละตจด 18 องศา 49 ลปดาเหนอ ถงละตจด 19 องศา 4 ลปดาเหนอ และบรเวณลองจจด 98 องศา 4 ลปดาตะวนออกถงลองจจด 99 องศาตะวนออก ดงแสดงในภาพท 1

อาณาเขต ทศเหนอตดตอกบ อ าเภอแมแตง จงหวด

เชยงใหม ทศใตตดตอกบ อ าเภอเมองเชยงใหม และ

อ าเภอหางดง จงหวดเชยงใหม ทศตะวนออก ตดตอกบ อ าเภอสนทราย

จงหวดเชยงใหม ทศตะวนตกตดตอกบ อ าเภอสะเมง จงหวด

เชยงใหม อ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม แบงการปกครองออกเปน 11 ต าบล ไดแก ต าบลรมใต ต าบลรมเหนอ ต าบลสนโปง ต าบลขเหลก ต าบลสะลวง ต าบล


13

หวยทราย ต าบลแมแรม ต าบลโปงแยง ต าบลแมสา ต าบลดอนแกว และต าบลเหมองแกว สดสวนการใชทดนของอ าเภอแมรมพบวา ลกษณะการใชทดนมสดสวนมากทสดคอ ปาไม อยทางตะวนตกตอเนองไป

ถงตอนกลางของพนท รองลงมาไดแกการใชทดนเพอเกษตรกรรม อยทางทศตะวนออกของพนท และมแหลงน าอยทางตะวนออกของพนทเชนเดยวกน

ภาพท 1 พนทศกษา อ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม

ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. ท าใหทราบความถกตองของการจ าแนกประเภทขอมลภาพดวยระบบคอมพวเตอร

2. สามารถเลอกใชวธการจ าแนกประเภทขอมลภาพทเหมาะสมในดานการวเคราะหรปแบบการใชทดนจากการจ าแนกขอมลภาพจากดาวเทยมไทยโชต

3. เปนประโยชนตอการท าแผนทโดยใชภาพจากดาวเทยมทมรายละเอยดปานกลาง

4. เปนแนวทางในการประยกตการจ าแนกประเภทขอมลภาพทมการน าคาการสะทอนของสงปกคลมดนและรายละเอยดทางทตงมาพจารณา

วธด าเนนการวจย ขอมลทใชในการศกษา

1.1 ขอมลภาพจากดาวเทยมไทยโชต ระบบหลายชวงคลน จ านวน 4 ชวงคลน มรายละเอยดภาคพนดน 15 เมตร จ านวน 6 ภาพ บนทกขอมลในวนท 22 มกราคม พ.ศ.2554 จากส านกงานพฒนาเทคโนโลยอวกาศและภมสารสนเทศ (องคการมหาชน)

1.2 แผนทภมประเทศเชงเลข มาตราสวน 1:50,000 ล าดบชด L7018 ระวาง 4746 I 4747 II และ 4846 IV จากกรมแผนททหาร

1.3 ขอมลพนฐานของพนทศกษา ไดแก ขอมลการแบงเขตการปกครอง ขอมลสถตของพนท จากรายงานการวจยและเวบไซต


14

1.4 ขอมลเชงพนทและขอมลลกษณะประจ าบรเวณพนทศกษาทจ ดเกบในระบบสารสนเทศภมศาสตร ไดแก ขอบเขตการปกครอง ถนน แมน า และการใชทดน จากกรมพฒนาทดน ป พ.ศ.2552 การเตรยมขอมล

การน าเขาขอมล 1. น าเขาขอมลภาพจากดาวเทยมทใชใน

การศกษา ไดแก ภาพจากดาวเทยมไทยโชตทผานการตรวจแกเชงคลน จากส านกงานพฒนาเทคโนโลยอวกาศและภมสารสนเทศ (องคการมหาชน) จดเกบในคอมพวเตอรทใชในการศกษา

2. น าเขาแผนทภมประเทศ มาตราสวน 1: 50,000 ล าดบชด L7018 ระวาง 4746 I 4747 II และ 4846 IV ลงในคอมพวเตอรทใชในการศกษา

การตรวจแกเชงเรขาคณต เพอใหภาพจากดาวเทยมสามารถอางองพกด

ไดจรง จงตรวจแกทางต าแหนงของภาพ โดยมวธการตรวจแก ไดแก การตรวจแกเชง เรขาคณตของขอมลภาพดาวเทยมไทยโชต โดยอางองจากแผนทภมประเทศ

มาตราสวน 1:50,000 ล าดบชด L7018 ระวาง 4746 I 4747 II และ 4846 IV เปนขอมลภาพอางอง การตรวจแกใชวธการตรวจแกระหวางภาพกบแผนท (Image to map correction) โดยเลอกจดควบคมตามสมการพหนามในล าดบทสอง ไดจดควบคมจ านวนอยางนอย 6 จด (ดดแปลงจาก Gao, 2009) โดยจะตองเปนจดทอยต าแหนงเดยวกนทงในแผนทและภาพจากดาวเทยม และใหกระจายครอบคลมพนทศกษา เม อภาพดาวเทยมไทยโชตผานการตรวจแกเชงเรขาคณตแลว ภาพจะมต าแหนงตรงกบแผนทและต าแหนงในภมประเทศ ณ ต าแหนงเดยวกน การเนนรายละเอยดขอมล

1. น าภาพจากดาวเทยมไทยโชต ผสมเปนภาพสเทจ (False image color composite) โดยผสมในชวงคลน R-G-B (4-2-3)

2. เนนความคมชดของภาพดวยวธการยดตามความถของขอมล (Histogram equalization) แสดงดงภาพท 2

ภาพท 2 ภาพจากดาวเทยมไทยโชตในระบบหลายชวงคลนผสมภาพแบบสผสมเทจ (R-G-B: 4-2-3)


15

การวเคราะหขอมล การจ าแนกประเภทขอมลภาพจากดาวเทยม

ไทยโชต โดยใชวธดงตอไปน 1. จ าแนกประเภทขอมลภาพแบบควบคมดวย

กฎการตดสนใจเพ อการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด

2. จ าแนกประเภทขอมลภาพแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลแบบภาพความนาจะเปนไดสงสด

3. จ าแนกประเภทขอมลภาพดวยการจ าแนกขอมลเชงวตถ โดยพจารณาองคประกอบไดแก 3.1 ดชนพชพรรณผลตางแบบนอรมอลไลซ (Normalized Difference Vegetation Index: NDVI) 3.2 ปจจยทางดานทตงและสงแวดลอม (Environment and Association) เพอก าหนดเกณฑในการจ าแนกการใชทดนแตละประเภท

4. ตกแตงขอมลภายหลงการจ าแนกในแตละวธ (Post Classification) ดวยการใชตวกรองภาพ

5. การออกภาคสนาม ในการวจยครงนการออกสนามเปนการเกบ

ขอมลเพอตรวจสอบพนทตวอยางในการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคม และเพอใชในการปรบปรงแผนทอางองจากแผนทการใชทดนจากกรมพฒนาทดนในป พ.ศ.2552 ใหเปนปจจบน

6. การประเมนความถกตองภายหลงการจ าแนก โดยการหาคาความถกตองโดยรวม (Overall accuracy) จ ากกา รสร า ง แผนท รบ กา รประ เมน (Evaluated map) กบแผนทอางองในการประเมน (Reference map) ซงอางองจากแผนทการใชทดนของกรมพฒนาทดน ในป 2552 โดยการเปรยบเทยบจดซงไดจากการสมตวอยางแบบเปนระบบ และการหาคาสถต kappa ซงเปนการค านวณความสอดคลองของขอมล 2 ชดทไดจากการจ าแนกโดยตรง โดยมสตรค านวณไดแก (Lillesand and Kiefer, 1994)

หรอ เขยนไดดงสมการ

โดยท r หมายถง จ านวนแถวและสดมภในตารางความคลาดเคลอน Xii หมายถง จ านวนจดทตรงกนระหวางแถว i และสดมภ i Xi + หมายถง จ านวนจดทงหมดในแถว i X+ i หมายถง จ านวนจดทงหมดในสดมภ i N หมายถง จ านวนจดทงหมดจากการสมตวอยางในตารางความคลาดเคลอน ผลการวจย การจ าแนกประเภทการใชทดนและสงปกคลมดน อ า เภอแม รม จงหวดเชยงใหม จากภาพจากดาวเทยมไทยโชต การวจยในครงนไดก าหนดรปแบบการใชทดนออกเปนระดบทหนงและระดบทสองตามระบบการจ าแนกการใชทดนของประเทศไทย (กรมพฒนาทดน, 2533 อางใน สมพร, 2552) ประกอบกบการพจารณารวมกบการออกภาคสนามเบองตน ซงจ าแนกเปนระดบทหนงประกอบไปดวย พนทปาไม (Forest Land) พนทช มชนผสมพนท เ กษตร (Urban and Agricultural Land) พนทเกษตรกรรม (Agricultural Land) และพนทแหลงน า (Water Body) รายละเอยดแสดงดงตารางท 1


16

ตารางท 1 ระบบการจ าแนกการใชประโยชนทดนในพนทศกษา

ระดบ I ระดบ II A พนทการเกษตร (Agricultural Land) A1 นาขาว (Paddy Field)

A2 พชชนดอน (Other Vegetation) F ปาไม (Forest Land) ไมท าการจ าแนกตอ U and A ชมชนผสมพนทเกษตร (Urban and Agricultural Land) ไมท าการจ าแนกตอ W พนทแหลงน า (Water Body) ไมท าการจ าแนกตอ

1.1. การจ าแนกประเภทขอมลดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด

กฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสดเปนการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมทโปรแกรมจะค านวณและวดระยะหางจากแตละ

จดภาพทไมทราบคาไปยงต าแหนงทคาเฉลยความสวางของแตละประเภทขอมล ผลจากการวเคราะหขอมลและจ าแนกดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกประเภทขอมลภาพแบบระยะหางต าสด ผลการจ าแนกแสดงไดดงตารางท 2

ตารางท 2 ผลการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด

ประเภทการใชประโยชนทดน จดภาพ พนท (ตารางกโลเมตร)

รอยละ

พนทปาไม 1,110,882 249.95 54.50 พนทชมชนผสมพนทเกษตร 254,520 57.26 12.48 นาขาว 202,683 45.60 9.95 พชชนดอน ๆ 417,386 93.91 20.48 พนทแหลงน า 52,662 11.85 2.59 รวม 2,038,133 458.58 100.00

การจ าแนกประเภทขอมลดวยกฎการตดสนใจเพอการ จ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด แสดงไดดงภาพท 3

ภาพท 3 การจ าแนกประเภทขอมลดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด


17

1.2. การจ าแนกประเภทขอมลดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบความนาจะเปนไดสงสด

วธการนเปนวธทตองใชความรพนฐานทางสถต คอจะตองค านวณเวกเตอรเฉลย คาเมทรกซความแปรปรวนรวม และคาสหสมพนธ ของขอมลตวอยางจากทกชวงคลนทน ามาใชในการจ าแนกประเภท โดย

ตงอยบนพนฐานของการแจกแจงปกต แสดงไดโดยเสนโคงปกต มรปแบบขนอยกบคาเฉลยและสวนเบยงเบนมาตรฐาน ซงวธการค านวณจะใชเวลานานมากกวาวธการอน ๆ ประกอบกบขอมลจะตองมการกระจายแบบปกต แตผลการวเคราะหจะถกตองกวาวธการแบบอน ๆ (สมพร, 2552) จากการจ าแนกขอมลภาพจากดาวเทยมไทยโชต จ าแนกรายละเอยดไดดงตารางท 3

ตารางท 3 ผลการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบความนาจะ เปนไดสงสด


รอยละ

พนทปาไม 926,112 208.38 45.44 พนทชมชนผสมพนทเกษตร 364,813 82.08 17.89 นาขาว 201,718 45.39 9.90 พชชนดอน ๆ 538,383 121.13 26.42 พนทแหลงน า 7,107 1.60 0.35 รวม 2,038,133 458.58 100.00

จากการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคม

ดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบ ความนาจะเปนไดสงสด แสดงไดดงภาพท 4

ภาพท 4 การจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพ แบบความนาจะเปนไดสงสด


18

1.3 การจ าแนกประเภทการใชทดนและสงปกคลมดน อ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม จากภาพจากดาวเทยมไทยโชตดวยวธการจ าแนกขอมลเชงวตถ

Whiteside and Ahman (2011) ไดอธบายถงการจ าแนกขอมลเชงวตถวาเปนวธทเกยวของกบการแยกออกเปนสวนของภาพตามลกษณะวตถทมเนอเดยวกน ประโยชนของการจ าแนกขอมลเชงวตถคอเพอแสดงสงปกคลมดน โดยแสดงคาการสะทอนทระดบจดภาพและจะสามารถขจดสงปะปนในภาพ ซงเกดจากการจ าแนกขอมลภาพ นอกจากนนการจ าแนกขอมลเชงวตถยงสามารถอธบายลกษณะของภมประเทศไดดกวาการจ าแนกเชงจดภาพ แตการจ าแนกขอมลเชงวตถกมขอเสยคอ การระบลกษณะของวตถนนจ าเปนตองใชความรเกยวกบพนทศกษาและประเภท สงปกคลมดนของผแปลตความ และตองใชเนอทในคอมพวเตอรในการจดเกบขอมลเปนจ านวนมาก ในการวจยครงนมข นตอนการด าเนนงานไดแก

1.3.1 การแบงขอมลภาพออกเปนสวน (Segmentation)

การแบงขอมลภาพออกเปนสวน เปนการจ าแนกขอมลภาพดวยโปรแกรมทจะท าการค านวณกลมของวตถตามลกษณะของแตละวตถ ซงขนาดของวตถนน สามารถก าหนดใหเหมาะสมตามพารามเตอร ไดแก ขนาด รปราง ส ความราบเรยบและการเกาะกลมของขอมลทไดจากภาพจากดาวเทยม ในการศกษาครงนการแบงขอมลภาพออกเปนสวน จะใชวธการแบงขอมลภาพแบบการแบงวตถออกเปนหลายขนาด (Multi

– resolution segmentation) โดยก าหนดมาตราสวน (Scale parameter) ซงเปนการก าหนดขนาดการสรางวตถภาพโดยมอทธพลตอขนาดของวตถในภาพ เทากบ 60 รปราง (Shape) ซงเปนคาขอบเขตขอมล เทากบ 0.1 และความเรยบและเกาะกลม (Compactness) เทากบ 0.5 1.3.2 การจ าแนกสวนทเปนพชพรรณธรรมชาต (Vegetation) ออกจากสวนทไมใชพชพรรณ (Not vegetation) ดวยดชนพชพรรณผลตางแบบนอรมอลไลซ

ดชนพชพรรณผลตางแบบนอรมอลไลซ เปนการท าสดสวนระหวางชวงคลน 2 ชวงคลนทปรบใหมลกษณะเ ปนการกระจายปกต คอ น าช วงคล นอนฟราเรดใกลลบดวยชวงคลนตามองเหนไดในชวงคลนสแดง หารดวยชวงคลนอนฟราเรดบวกดวยชวงคลนตามองเหนไดในชวงคลนสแดง ซงผลลพธทไดจะมคาตงแต -1 ถง 1 โดยก าหนดสวนทเปนพชพรรณธรรมชาต ไดแก พนทปาไมมคา NDVI มากกวา 0.15 (Threshold ≥ 0.15) นาขาวมคา NDVI อยระหวาง 0.02 – 0.15 สวนพชชนดอน ๆ และแหลงน าในนาขาว ใชวธการจ าแนกดวยสายตา สวนทไมเปนพชพรรณธรรมชาต ไดแก พนทชมชนผสมพนทเกษตรใชวธการแปลดวยสายตา สวนพนทแหลงน าก าหนดใหคา NDVI นอยกวา - 0.04 (Threshold < - 0.04) ผลการจ าแนกประเภทขอมลภาพดาวเทยมไทยโชต บรเวณอ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม ดวยวธการจ าแนกขอมลภาพเชงวตถ สามารถจ าแนกรายละเอยดไดดงตารางท 4

ตารางท 4 ผลการจ าแนกประเภทการใชประโยชนทดน วธการจ าแนกขอมลเชงวตถป พ.ศ.2554


รอยละ

พนทปาไม 1,174,669 264.30 57.63 พนทชมชนผสมพนทเกษตร 356,319 80.17 17.48 นาขาว 210,815 47.43 10.34 พชชนดอน ๆ 286,465 64.45 14.06 พนทแหลงน า 9,865 2.22 0.48 รวม 2,038,133 458.58 100.00


19

การจ าแนกขอมลเชงวตถ จากภาพจากดาวเทยมไทยโชต แสดงไดดงภาพท 5

ภาพท 5 การจ าแนกขอมลเชงวตถ

การประเมนความถกตองภายหลงการจ าแนก

การประเมนความถกตองภายหลงการจ าแนกท าไดโดยการเปรยบเทยบผลทไดจ ากการจ าแนกประเภท สงปกคลมดนและการใชทดนบนภาพจากดาวเทยม ซงเรยกวา แผนทรบการประเมนกบแผนทอางองในการประเมนซงอางองจากแผนทการใชทดนของกรมพฒนาทดน ในป 2552 แลวน าผลการเปรยบเทยบไปสรางเมทรกซความคลาดเคลอนหรอ

เมทรกซความสบสนเพอทจะประเมนความถกตองของการจ าแนก โดยก าหนดจ านวนจดภาพดวยวธการสมแบบเปนระบบ ไดจ านวนทงสน 270 จดภาพผลการประเมนความถกตองจากการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสดโดยมความถกตองโดยรวมคดเปน รอยละ 61.11 และ สถต Kappa เทากบ 0.39 แสดงไดดงตารางท 5

ตารางท 5 ความถกตองของการจ าแนกประเภทการใชทดนดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบ ระยะหางต าสด

ประเภทการใชทดน ความคลาดเคลอน ทละไว (รอยละ)

ความคลาดเคลอน ทรวมไว (รอยละ)

ความถกตอง โดยรวม (รอยละ)

พนทปาไม 18.37 15.49 81.63 นาขาว 58.6 57.14 41.38 พชชนดอน ๆ 68.09 70.00 31.91 พนทชมชนผสมพนทเกษตร 60.87 58.14 39.13 พนทแหลงน า 100.00 100.00 0.00 ความถกตองโดยรวม 61.11


20

ผลการประเมนความถกตองจากการจ าแนกประเภทขอมลแบบควบคมดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบความนาจะเปนไดสงสดโดยม

ความถกตองโดยรวมคดเปนรอยละ 67.41 และ สถต Kappa เทากบ 0.51 แสดงไดดงตารางท 6

ตารางท 6 ความถกตองของการจ าแนกประเภทการใชทดนดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบ ความนาจะเปนไดสงสด





ผลการประเมนความถกตองจากการจ าแนก

ประเภทขอมลภาพดวยวธการจ าแนกขอมลเชงวตถโดยมความถกตองโดยรวมมคา รอยละ 69.63 และ สถต Kappa เทากบ 0.55 แสดงไดดงตารางท 7

ตารางท 7 ความถกตองของการจ าแนกประเภทการใชทดนดวยการจ าแนกขอมลเชงวตถ





สรปและวจารณผล

ในการวจยครงนไดวเคราะหรปแบบการใชทดนจากภาพจากดาวเทยมไทยโชต อ าเภอแมรม จงหวดเชยงใหม โดยใชวธการจ าแนกตามรปแบบของกรมพฒนาทดน เปรยบเทยบการวเคราะหรปแบบการใชทดน คาความถกตองโดยรวมและสถต Kappa ระหวางกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลภาพแบบระยะหางต าสด กฎการตดสนใจเพ อการจ าแนกขอมลภาพแบบความนาจะเปนไดสงสด และวธการจ าแนกขอมลเชงวตถ จากการศกษาพบวา วธการ

จ าแนกขอมลภาพแบบการจ าแนกขอมลเชงวตถนนใหความถกตองโดยรวมสงสด (รอยละ 69.63) สวนวธการจ าแนกขอมลแบบจดภาพดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลแบบความนาจะเปนไดสงสดมความถกตองรองลงไป (รอยละ 67.41) และกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลแบบระยะหางต าสดมความถกตองนอยทสด (รอยละ 61.11) ซงสอดคลองกบงานวจยของ Matinfar et al. (2007) Oruc et al. (2001) ตรตาภรณและวชย (2556) และเพญพรรณและวชย (2555) ซงจะเหนวาคาความถกตองโดยรวมของการจ าแนกขอมลเชงวตถกบการจ าแนกขอมลเชงจดภาพ


21

นนมคาความถกตองทใกลเคยงกน แตเมอแยกมาดทละชนขอมลพบวาวธการจ าแนกขอมลเชงวตถใหความถกตองดกวาวธการจ าแนกเชงจดภาพในพนทปาไม สวนพนทนาขาวและพนทชมชนผสมพนทเกษตรมความถกตองรองลงไปจากวธการจ าแนกขอมลแบบจดภาพดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลแบบความนาจะเปนไดสงสด สวนพชชนด อน ๆ ซงหมายรวมถง พชไร ไมยนตน พชสวน ไรหมนเวยน ไมผล และทงหญาเลยงสตว วธการจ าแนกขอมลเชงวตถใหความถกตองนอยกวาวธการจ าแนกแบบจดภาพเนองจากขนาดของวตถทสรางมผลตอการจ าแนกและความถกตองของแตละชนขอมล โดยชนขอมลของพชชนดอน ๆ นนมการปะปนกนของขอมลสง ท าใหมผลตอการจ าแนกขอมลเชงวตถ

จงกลาวไดวาวธการจ าแนกขอมลเชงวตถจากภาพจากดาวเทยมไทยโชตใหความถกตองสงสดแตตองใชโปรแกรมเฉพาะและตองใชเทคนควเคราะหภาพจากดาวเทยมหลายชวงคลน และใชประสบการณของผแปลและตความการใชทดนในพนทศกษา เพอน ามาวเคราะหรวมกน สวนการจ าแนกขอมลเชงจดภาพดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลแบบความนาจะเปนไดสงสด ใหความถกตองโดยรวมนอยกวาแตไมแตกตางกนมากนก ดงนนการจ าแนกขอมลจากภาพจากดาวเทยมไทยโชต ซงมรายละเอยดเชงจดภาพทมความละเอยดระดบปานกลาง และมชวงคลนเพยง 4 ชวงคลนนน วธการจ าแนกขอมลเชงจดภาพดวยกฎการตดสนใจเพอการจ าแนกขอมลแบบความนาจะเปนไดสงสดสามารถน ามาใช ในการจ าแนกขอมลไดดเชนเดยวกน ทงนเนองจากกรรมวธของการจ าแนกไมซบซอนเทากบการจ าแนกขอมลเชงวตถ

กตตกรรมประกาศ ข อ ข อ บ ค ณ ส ถ า บ น ว จ ย แ ล ะ พฒ น า

มหาวทยาลยรามค าแหง ทไดใหทนอดหนนการวจย ขอขอบคณผชวยศาสตราจารยเสนห โรจนดษฐ อาจารยทปรกษางานวจย ขอขอบคณอาจารย ดร .นครนทร ชยแกว ผชวยศาสตราจารย ดร.มานกา วเศษสาธร อาจารยฐตนนท ธรเวชเจรญชย คณชลธชา จตรไพบลย และคณณฐชยาน ชมกลน ทชวยเหลอในดาน

การใชโปรแกรมเฉพาะทาง การตรวจสอบและแกไขงานวจยเปนอยางด และขอกราบขอบพระคณครอบครวทใหการสนบสนนการท าวจยใหส าเรจลลวง

เอกสารอางอง ตรตาภรณ ไชยนรา และวชย เยยงวระชน. 2556. การ

จ าแนกเชงวตถของภาพถายดาวเทยม THEOS โดยใชเทคนคการแบงสวนเชงล าดบ [ออนไลน]. คนเมอ 8 กมภาพนธ 2557, จาก http://sites.google.com/site/ ajarnvichai/bthkhwam.

เพญพรรณ บญเดม และวชย เยยงวระชน. 2555. การเปรยบเทยบกระบวนการจ าแนกขอมลดวยวธเชงจดภาพและ เชงวตถ โดยใชภาพถายดาวเทยม SPOT 5 [ออนไลน]. คนเมอ 8 กมภาพนธ 2557 ,จาก http://sites.google.com/ site/ajarnvichai/bthkhwam.

สมพร สงาวงศ. 2552. การส ารวจจากระยะไกลในดานการใชประโยชนทดน/สงปกคลมดนและการประยกต. กรงเทพฯ: บรษท ว.พรน (1998) จ ากด.

สรรคใจ กลนดาว. 2550. การส ารวจระยะไกล: การประมวลภาพเชงเลขเบองตน. กรงเทพฯ: โอเดยนสโตร.

เอกรกษ สงหพงษ. 2552. การวเคราะหวธปรบเนนคณภาพขอมลจากดาวเทยมเพอจ าแนกพนทปลก ฝนบรเวณพนทสงภาคเหนอตอนบนของประเทศไทย. วทยานพนธ วทยาศาสตรมหาบณฑต . เชยง ใหม . มหาวทยาลยเชยงใหม.

Gao, J. 2009. Remotely sensed imagery. New York: McGraw-Hill Companies.

Lillesand T. M., and Kiefer R. W. 1994. Remote Sensing and Image Interpretation. New York: John Wiley and Sons.


22

Matinfar, H. R., Sarmandian. F., Alavi panich, S.K., Heck, R.J. 2007. Comparisons of object-oriented and pixel-based classification of land use/land cover types based on Lansadsat7etm+ spectral bands (case study: arid region of Iran) [online]. Retrieved August 24, 2011, from http:// www.idosi.org/aejaes/jaes2(4)/22.pdf

Oruc, M., Marangoz A. W. and Buyuksalih, G. 2001. Comparison of pixel-based and object oriented classification approaches using Landsat-7 etm spectral bands [online]. Retrieved December 9, 2011, from http://www.isprs.org/proceedings/ XXXV/congress/ comm4/papers/510.pdf

Whiteside, T., and Ahman, W. 2011. Comparing object- oriented and pixel-based classification method for mapping land cover in northern Australia [online]. Retrieved July 1, 2013, from http://www.ecognition.com/ sites/default/files/273_0168.pdf.

http://www.isprs.org/proceedings/

http://www.ecognition.com/

Documents

การวิเคราะห์รูปแบบการใช้ที่ดินโดยการจาแนกประเภทข้อมูลภาพ ... · classifier