استخلاص شبكات الغبار من مواقع البناء باستخدام تقنية التعرف على الأهداف الطيفية الفائقة

مقدمة معلومات أساسية

لطالما شكلت مواقع البناء، باعتبارها مواقع حيوية للتنمية الحضرية، مصدراً رئيسياً لتلوث الغبار. ومع تزايد مطالب الحكومة بجودة البيئة الحضرية في السنوات الأخيرة، بات التحكم الفعال في تلوث الغبار الناتج عن مواقع البناء محط اهتمام الرأي العام. وفي هذا السياق، تُستخدم شبكات مكافحة الغبار، كأداة فعالة وعملية، على نطاق واسع في مواقع البناء، لتصبح جزءاً لا غنى عنه من جهود مكافحة الغبار. لذا، من خلال استخراج بيانات شبكات مكافحة الغبار وتحليلها إحصائياً، يمكننا تقييم توزيع مواقع البناء وتقدمها بشكل غير مباشر، وتحديد النقاط الساخنة لأنشطة الهندسة المدنية.

الأساليب والمبادئ

تستخدم هذه الورقة البحثية صورًا طيفية فائقة الدقة لمنطقة شيآن، التقطها القمر الصناعي شيغوانغ-1 05 في 6 أبريل 2025. ونظرًا لوجود فجوات في شبكات الغبار تسمح بمرور بعض الضوء، فإن خصائص انعكاسها تختلف اختلافًا طفيفًا تبعًا للسطح الذي تغطيه. تُعدّ طرق تصنيف الصور التقليدية غير فعّالة، كما أنها تُسبب التباسًا مع بعض أسطح المباني. لذلك، واستنادًا إلى أساليب التعرّف على الأهداف، استخرجنا أطياف بكسلات شبكة الغبار كعناصر أساسية بناءً على التفسير البصري، وأنشأنا مكتبة طيفية. ثمّ تمّ استخراج شبكة الغبار باستخدام هذه المكتبة الطيفية.

الجدول 1. مقدمة البيانات

عملية

1. معايرة الإشعاع:يتم تصحيح بيانات قيمة DN الأصلية إشعاعيًا باستخدام معاملات المعايرة الإشعاعية للحصول على بيانات الإشعاع الظاهري.

2. تصحيح الغلاف الجوي:تم إجراء التصحيح الجوي باستخدام نموذج 6S للحصول على بيانات انعكاس السطح.

3. تسجيل الصورة:ثم يتم تحديد الموقع الجغرافي للبيانات المعالجة بناءً على الخريطة الأساسية.

4. استخراج المكونات النهائية:حدد عدة وحدات بكسل من شبكة مقاومة للغبار، واحسب متوسط ​​الطيف، واحفظه كعنصر نهائي.

5. تحليل البكسل الهجين:أظهرت التجارب أن خوارزمية تقدير التماسك التكيفي كانت الأفضل أداءً في هذا السيناريو، باستخدام تحديد العتبة اليدوي لتصفية وحدات البكسل القريبة من هدف شبكة الغبار.

6. تحويل البيانات إلى متجهات وإنشاء الخرائط الحرارية:يتم تحويل وحدات البكسل المستخرجة من الصورة النقطية إلى نقاط ومضلعات، ويتم إنشاء خريطة حرارية بناءً على النقاط باستخدام خوارزمية تقدير كثافة النواة.

عرض النتائج

الشكل 1. توزيع نقاط أخذ العينات الطيفية لشبكة مقاومة الغبار

الشكل 2. منحنى الطيف لأخذ عينات من شبكة مقاومة للغبار

الشكل 3. مكتبة طيفية تم إنشاؤها بناءً على متوسط ​​طيف الشبكة المقاومة للغبار.

يوضح الشكل 1 نقاط أخذ العينات للأطياف النموذجية لشبكات مكافحة الغبار. وقد تم الحصول على جميع نقاط أخذ العينات في الشكل من خلال التفسير البصري لأحدث الصور الزمنية. يوضح الشكل 2 أطياف كل نقطة من نقاط أخذ العينات؛ وتوجد اختلافات طفيفة في الحافة الحمراء ومناطق الأشعة تحت الحمراء القريبة نتيجةً لتغيرات الغطاء النباتي السطحي. تم حساب متوسط ​​الطيف في الشكل 2 وحفظه في مكتبة طيفية لتحليل البكسلات المختلطة لاحقًا (الشكل 3).

الشكل 4. خريطة حرارية توضح توزيع شبكات التحكم بالغبار في مواقع البناء في شيآن والمناطق المحيطة بها.(6 أبريل 2025)