تحلیل دقت دانه‌بندی رسوبات بستر با استفاده از پردازش تصاویر حاصل از دوربین‌های با قدرت تفکیک مختلف

Abstract

آگاهی از دانه‌بندی مواد بستر رودخانه‌ای نقش مهمی در انجام مطالعات مربوط به سامان­دهی و تحلیل رفتار رودخانه‌ها ایفا می‌کند. تفکیک‌های سنتی دانه‌بندی رسوبات بستر نیاز به هزینه، زمان و کار میدانی زیادی دارد. لذا استفاده از روش‌های جدید از جمله پردازش تصویر در مطالعات دانه‌بندی رسوبات بستر رودخانه امری ضروری است. از سویی، رعایت استانداردها امری لازم در نیل به اهداف متصور و همچنین، در توجیه به­‌کارگیری روش­های تفکیک‌ جدید است. بر همین اساس قدرت تفکیک دوربین‌های مورد استفاده از استانداردهای مهم در پردازش تصویر است، حال آن­‌که تاکنون اهمیت این موضوع مورد توجه قرار نگرفته است. از این‌رو، پژوهش حاضر با هدف تحلیل دقت دانه‌بندی رسوبات بستر با استفاده از پردازش تصاویر حاصل از دوربین‌های با قدرت تفکیک مختلف صورت گرفت. برای این منظور، تصویربرداری از رسوبات بستر با دوربین‌های با قدرت تفکیک متفاوت و همچنین، نمونه‌برداری مستقیم از رسوبات بستر انجام شد. در نهایت میزان دقت پردازش تصاویر هر یک از دوربین‌های مورد استفاده برای تحلیل توزیع رسوبات بستر از طریق مقایسه با نتایج حاصل از نمونه­‌برداری مستقیم و روش الک، بررسی شد. نتایج نشان داد برای رسوبات دانه‌درشت، پردازش تصاویر دوربین با قدرت تفکیک ۱۰ و ۳ مگاپیکسل به­‌ترتیب با ضریب هم‌بستگی 0.65 و 0.51- بیشترین و کمترین میزان تطابق با روش الک کردن را داشتند. همچنین، برای رسوبات ریزدانه نیز پردازش تصاویر دوربین‌های با قدرت تفکیک ۱۶ و ۱۸ مگاپیکسل به‌ترتیب با ضریب هم‌بستگی 0.88 و 0.69 به­ترتیب بیشترین و کمترین میزان تطابق با روش الک را ارائه دادند. در مجموع نتایج حاکی از آن بود که مناسب‌ترین دوربین برای تصویربرداری برای اهداف پردازش تصویر رسوبات دانه‌درشت و ریزدانه در بازه‌ی با قدرت تفکیک ۱۰ تا ۱۶ مگاپیکسل بود. بر اساس نتایج، دامنه قطری رسوبات دانه­‌درشت از ۱۰ تا ۱۰۷ میلی‌متر با بیشترین و کمترین انحراف معیار و نما به‌ترتیب 98.455، 89.7 و 21 و 14 میلی­متر، همچنین، دامنه قطری رسوبات ریزدانه از ۱۰ تا ۵۷ میلی‌متر با بیشترین و کمترین انحراف معیار و نما به‌ترتیب 33.143، 17.10 و 48 و 12 میلی­‌متر به­‌دست آمد.