Evaluation of water state using combined temporal remote sensing and image processing techniques

Abstract

Uzaktan algılama (RS), çeşitli sensör tipleri tarafından elde edilen verilerin analizi yoluyla dünyadaki farklı nesneleri tespit etmek ve izlemek için önemli bir role sahiptir. Kapasite ve su kaynaklarının seviyesinin izlenmesi farklı alanlar için önemli bir konudur. Bu çalışma, Musul şehrinin kuzeybatısındaki Musul Barajı Rezervuarında (1986-2017) su durumunu izlemek için MATLAB yazılımının verimliliğini göstermiştir. Bu çalışmada çeşitli dijital görüntü işleme (DIP) algoritmaları yapılmış ve zaman içerisinde Multi Spectral (MS) zamansal Landsat verileri elde edilmiştir. İki ana adım işlendi, Landsat'ın verilerinin bilginin elde edilmesi için daha doğru olması için nasıl hazırlanacağını gösteren ön işleme ve işlem sonrası aşama, aşamada iki işleme yöntemi arasında entegrasyon ve hibridizasyon içeren çeşitli dijital görüntü işleme tekniklerini uyguladı. Bu çalışmanın hedefi yüksek performans ile. Önerilen yönteme bakılmaksızın, önerilen çalışmanın performansını ve doğruluğunu test etmek için farklı objektif fonksiyon kriterleri uygulanmıştır. Diğer bir deyişle, kıyı şeridi tespit performansının ilk aşamada elde edilmesinde Zirve Sinyal Gürültü Oranı (PSNR) ve Ortalama Kare Hatası (MSE) kullanılmıştır. Ayrıca, farklı değerlere bağlı olan Değerlendirme Doğruluğu (AC), Su Gölünün kalitesini sınıflandırmak için hibrit sınıflandırma yönteminin performansını göstermiştir. Sonuç olarak, bu çalışmanın, zamansal veri ve görüntü işleme ile ilgili birleşik uygulamalar yoluyla su durumu izlemesinin durumu için fütüristik bir görünüm verdiği sonucuna varılmıştır. Bunun yanı sıra, Musul şehrine elektriğin sağlanmasındaki önemi nedeniyle Musul şehri ve Musul Baraj Gölü'ndeki su durumu alanlarının değerlendirilmesi üzerinde yoğunlaşmıştır. Ayrıca Irak'taki en önemli turistik göllerden biri olarak kabul edilir. Bu nedenle, bu alandaki dikkat, su kaynakları ile ilgilenen çoğu araştırmacı için önemlidir.Open in Google Translate

Remote sensing (RS) has significant role for detecting and monitoring different objects on the earth through the analysis of data which acquired by various types of sensors. Monitoring capacity and level of water resources is an important matter for different fields. This work demonstrated the efficiency of MATLAB software to monitor the water state in Mosul Dam Reservoir which is located in the North West of Mosul city over the period of years between (1986-2017). In this work, various digital image processing (DIP) algorithms were performed and Multi Spectral (MS) temporal Landsat data were acquired over time period. Two main steps were processed, preprocessing which illustrated how to prepare the Landsat's data to be more accurate for extracting the information, and post processing step implement various digital image processing techniques that included integration and hybridization between two processing methods in the stage that led to gain the target of this work with high performance. Different objective functions criteria's were performed to test the performance and the accuracy of the proposed work, regarded to the adopted method. In other word, Peak Signal To Noise Ratio (PSNR) and Mean Square Error (MSE) were utilized for the obtaining the performance of coastline detection as s first stage. Furthermore, the Assessment Accuracy (AC) depending on different values had demonstrated the performance of hybrid classification method for classification the quality of Water Lake. Consequently, it is infer that this work gave a futuristic view for the status of water state monitoring through combined applications related to temporal data and image processing. As well as, its concentrated on the evaluation of water state areas in Mosul city and Mosul Dam Lake due to its importance for providing the electricity to the Mosul city. It is also considered one of the most important tourist lakes in Iraq. So the attention about this area is significant for most researchers who interested on water resources studying.