Original Title: Applications of Remote Sensing and GIS Based on an Innovative Vision
Source: doi.org/10.1007/978-3-031-40447-4
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

កម្មវិធីនៃតេឡេតាមដាន និងប្រព័ន្ធព័ត៌មានភូមិសាស្ត្រ ដោយផ្អែកលើចក្ខុវិស័យប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិត

ចំណងជើងដើម៖ Applications of Remote Sensing and GIS Based on an Innovative Vision

អ្នកនិពន្ធ៖ Abd Alla Gad, Dalia Elfiky, Abdelazim Negm, Salwa Elbeih

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023 Springer Nature Switzerland AG

វិស័យសិក្សា៖ Remote Sensing and GIS

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ពិភពលោកកំពុងប្រឈមនឹងបញ្ហាបរិស្ថាន កសិកម្ម និងការគ្រប់គ្រងធនធានដ៏ស្មុគស្មាញ ដូចជាការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ វាលខ្សាច់ និងកង្វះខាតទឹក ដែលទាមទារនូវឧបករណ៍វិភាគទិន្នន័យលំហ និងឧបករណ៍តាមដានកម្រិតខ្ពស់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ សៀវភៅកំណត់ហេតុសន្និសីទនេះបង្ហាញពីការសិក្សាស្រាវជ្រាវប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតផ្សេងៗ ដោយប្រើប្រាស់រូបភាពផ្កាយរណប ការធ្វើគំរូលំហ និងការរៀនម៉ាស៊ីន (Machine Learning) ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាទាំងនេះ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Support Vector Machine (SVM)
ម៉ាស៊ីនវ៉ិចទ័រគាំទ្រ ជាក្បួនដោះស្រាយ Machine Learning សម្រាប់ចំណាត់ថ្នាក់ចំណុចទិន្នន័យ
ផ្តល់ភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ក្នុងការធ្វើចំណាត់ថ្នាក់ប្រភេទដី (LU/LC) និងមានប្រសិទ្ធភាពចំពោះទិន្នន័យដែលមានលក្ខណៈស្មុគស្មាញ។ ត្រូវការពេលវេលាច្រើនក្នុងការបង្ហាត់ (Training) និងទាមទារកម្លាំងម៉ាស៊ីនកុំព្យូទ័រខ្ពស់សម្រាប់ទិន្នន័យធំៗ។ ទទួលបានភាពត្រឹមត្រូវទូទៅ (Overall Accuracy) រហូតដល់ ៩៧.០៣% ក្នុងការតាមដានបម្រែបម្រួលគម្របដីធៀបនឹងវិធីសាស្ត្រចាស់។
Maximum Likelihood (MLH)
វិធីសាស្ត្រស្ថិតិប្រពៃណីសម្រាប់ធ្វើចំណាត់ថ្នាក់រូបភាពផ្កាយរណប
ងាយស្រួលក្នុងការអនុវត្ត និងមានស្រាប់នៅក្នុងកម្មវិធី GIS ជាច្រើនដោយមិនត្រូវការកូដស្មុគស្មាញ។ ភាពត្រឹមត្រូវទាបជាង Machine Learning ជាពិសេសនៅពេលមានទិន្នន័យច្រើនប្រភេទច្របូកច្របល់គ្នា។ ទទួលបានភាពត្រឹមត្រូវត្រឹមតែ ៩៣.៥១% ដែលទាបជាង SVM ក្នុងការសិក្សាតំបន់ El-Fayoum។
Fine Decision Tree (FDT)
ក្បួនដោះស្រាយមែកធាងសេចក្តីសម្រេច សម្រាប់ការប៉ាន់ស្មានជម្រៅទឹក (Regression)
អាចចាប់យកទំនាក់ទំនងមិនលីនេអ៊ែរ (Non-linear) រវាងចំណាំងផ្លាតនៃពន្លឺផ្កាយរណប និងជម្រៅទឹកបានយ៉ាងល្អ។ ងាយនឹងជួបបញ្ហា Overfitting ប្រសិនបើទិន្នន័យសម្រាប់បង្ហាត់ (Training Data) មិនមានភាពចម្រុះគ្រប់គ្រាន់។ សម្រេចបានមេគុណ R2 រហូតដល់ ០.៨០ ដែលបង្ហាញពីភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់ក្នុងការវាស់ជម្រៅទន្លេនីល (Nile River)។
Linear Regression (LR)
វិធីសាស្ត្រតំរែតំរង់លីនេអ៊ែរ
សាមញ្ញ លឿនក្នុងការគណនា និងល្អសម្រាប់ទស្សន៍ទាយសារធាតុមួយចំនួនក្នុងដី (ដូចជា ប៉ូតាស្យូម)។ បរាជ័យទាំងស្រុងក្នុងការទស្សន៍ទាយម៉ូដែលស្មុគស្មាញ (ឧទាហរណ៍៖ ជម្រៅទឹកមាន R2 ត្រឹមតែ ០.០៥ ប៉ុណ្ណោះ)។ ផ្តល់លទ្ធផលល្អសម្រាប់ការទាញយកតម្លៃប៉ូតាស្យូម (K) ក្នុងដីដោយមានតម្លៃ R2 = ០.៦៣ ប៉ុន្តែខ្សោយសម្រាប់ការវាស់ជម្រៅទឹក។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រវិភាគទិន្នន័យពីចម្ងាយកម្រិតខ្ពស់ទាំងនេះ ទាមទារធនធានកុំព្យូទ័រធុនមធ្យមទៅខ្ពស់ ព្រមទាំងប្រព័ន្ធ Cloud-based ដើម្បីដំណើរការទិន្នន័យធំៗរាប់ជីហ្គាបៃ (GBs)។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សាទាំងនេះត្រូវបានធ្វើឡើងជាចម្បងនៅក្នុងតំបន់ស្ងួតហួតហែង និងវាលខ្សាច់នៃប្រទេសអេហ្ស៊ីប និងតំបន់អាកាសធាតុត្រជាក់ក្នុងប្រទេសរុស្ស៊ី ដែលមានលក្ខណៈដី និងអាកាសធាតុខុសពីប្រទេសកម្ពុជាទាំងស្រុង។ នេះមានន័យថា គំរូ (Models) និងកម្រិតព្រំដែន (Thresholds) ដែលប្រើនៅក្នុងការសិក្សានេះ មិនអាចយកមកប្រើផ្ទាល់នៅកម្ពុជាដែលមានអាកាសធាតុត្រូពិចមូសុង និងភ្លៀងធ្លាក់ច្រើនបានទេ វាទាមទារឱ្យមានការកែតម្រូវ (Calibration) ជាមុនសិន។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាមានភាពខុសគ្នានៃអាកាសធាតុ បច្ចេកវិទ្យានិងវិធីសាស្ត្រវិភាគនៅក្នុងឯកសារនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់ណាស់ក្នុងការយកមកអនុវត្តនៅប្រទេសកម្ពុជា។

ជារួម ការធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មនៃគំរូ (Model Localization) និងបច្ចេកទេសទាំងនេះ នឹងជួយរាជរដ្ឋាភិបាលកម្ពុជាក្នុងការធ្វើសេចក្តីសម្រេចចិត្តផ្អែកលើទិន្នន័យបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ ចំណាយតិច និងគាំទ្រដល់ការអភិវឌ្ឍប្រកបដោយចីរភាព។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ជំហានទី១៖ សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ GIS និង Cloud Computing: និស្សិតត្រូវចាប់ផ្តើមសិក្សាពីទ្រឹស្តីប្រព័ន្ធព័ត៌មានភូមិសាស្ត្រ និងរៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធី QGIS។ បន្ទាប់មក ត្រូវរៀនសរសេរកូដ JavaScript ឬ Python ដើម្បីប្រើប្រាស់ Google Earth Engine (GEE) សម្រាប់ការហៅទិន្នន័យផ្កាយរណបធំៗដោយមិនចាំបាច់ទាញយក។
  2. ជំហានទី២៖ ការប្រមូល និងរៀបចំទិន្នន័យផ្កាយរណប: បង្កើតគណនីដើម្បីទាញយកទិន្នន័យ Landsat 8 និង Sentinel-2 ពី USGS EarthExplorerCopernicus Open Access Hub។ សិក្សាពីរបៀបធ្វើ Atmospheric Correction និងការគណនាសូចនាករដូចជា NDVI, NDBI
  3. ជំហានទី៣៖ ការអនុវត្ត Machine Learning កម្រិតដំបូង: ប្រើប្រាស់ភាសា Python ជាមួយបណ្ណាល័យ scikit-learn ដើម្បិសាកល្បងក្បួនដោះស្រាយងាយៗដូចជា Random Forest (RF) សម្រាប់ការធ្វើចំណាត់ថ្នាក់ប្រភេទគម្របដី (Land Cover Classification)។
  4. ជំហានទី៤៖ ការចុះប្រមូលទិន្នន័យផ្ទៀងផ្ទាត់លើទីវាល (Ground-Truthing): រៀបចំការចុះកម្មសិក្សាដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ GPS ឬកម្មវិធីទូរស័ព្ទដៃ ដើម្បីប្រមូលចំណុចនិយាមកា (Coordinates) នៃប្រភេទដីជាក់ស្តែង សម្រាប់យកមកផ្ទៀងផ្ទាត់ជាមួយម៉ូដែលផ្កាយរណប។
  5. ជំហានទី៥៖ ការវាយតម្លៃភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ូដែល (Accuracy Assessment): ប្រើប្រាស់ Confusion Matrix ដើម្បីគណនា Overall Accuracy, Kappa Coefficient និង RMSE ដើម្បីបញ្ជាក់ថាគំរូ Machine Learning របស់អ្នកមានភាពត្រឹមត្រូវអាចយកជាផ្លូវការបានសម្រាប់ការបោះពុម្ពផ្សាយ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Remote Sensing គឺជាការប្រមូលទិន្នន័យ ឬព័ត៌មានអំពីផ្ទៃផែនដីពីចម្ងាយ ជាទូទៅតាមរយៈផ្កាយរណប ឬយន្តហោះគ្មានមនុស្សបើក (Drone) ដោយមិនចាំបាច់មានទំនាក់ទំនងផ្ទាល់ជាមួយទីតាំងនោះ។ ដូចជាការថតរូបពីលើអាកាសដើម្បីមើលទិដ្ឋភាពរួមនៃតំបន់ណាមួយ ដោយមិនបាច់ដើរទៅដល់កន្លែងផ្ទាល់។
Geographic Information System (GIS) គឺជាប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីប្រមូល ផ្ទុក វិភាគ និងបង្ហាញទិន្នន័យភូមិសាស្ត្ររួមបញ្ចូលគ្នា ដើម្បីជួយដល់ការធ្វើសេចក្តីសម្រេចចិត្តក្នុងការគ្រប់គ្រងធនធាន។ ដូចជាផែនទីឌីជីថលឆ្លាតវៃដែលអាចប្រាប់យើងពីទីតាំងភូមិសាស្ត្រ ទំហំដី និងព័ត៌មានអាកាសធាតុត្រួតស៊ីគ្នាលើផ្ទាំងតែមួយ។
Support Vector Machine (SVM) ជាក្បួនដោះស្រាយនៃម៉ាស៊ីនរៀន (Machine Learning) សម្រាប់ធ្វើចំណាត់ថ្នាក់ទិន្នន័យ ដោយវាស្វែងរកបន្ទាត់ ឬព្រំដែនបែងចែកដែលល្អបំផុតដើម្បីបំបែកក្រុមទិន្នន័យផ្សេងៗពីគ្នាក្នុងលំហ។ ដូចជាការគូសបន្ទាត់ព្រំដែនដ៏ត្រឹមត្រូវមួយដើម្បីញែកផ្លែប៉ោម និងផ្លែក្រូចចេញពីគ្នានៅលើតុ។
Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ជាសូចនាកររូបភាពផ្កាយរណបដែលប្រើសម្រាប់វាស់ស្ទង់កម្រិតភាពបៃតង ដង់ស៊ីតេ និងសុខភាពរបស់រុក្ខជាតិ ដោយប្រៀបធៀបចំណាំងផ្លាតនៃពន្លឺក្រហម និងពន្លឺអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។ ដូចជាទែម៉ូម៉ែត្រវាស់កម្តៅដែលគ្រូពេទ្យប្រើ តែនេះគឺជាឧបករណ៍វាស់កម្រិត "ភាពស្រស់បំព្រង" របស់រុក្ខជាតិពីលើអាកាស។
Evapotranspiration (ET) ជាដំណើរការសរុបដែលទឹករំហួតពីផ្ទៃដី លាយបញ្ចូលជាមួយនឹងការបញ្ចេញជាតិទឹកតាមរយៈរន្ធស្លឹករុក្ខជាតិចូលទៅក្នុងបរិយាកាស ដែលមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងប្រព័ន្ធធារាសាស្ត្រកសិកម្ម។ ដូចជាញើសដែលហូរចេញពីរាងកាយមនុស្សពេលក្តៅ និងការហួតទឹកពីសម្លៀកបំពាក់សើមចូលទៅក្នុងខ្យល់អញ្ចឹងដែរ។
Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) គឺជាបច្ចេកទេសរ៉ាដាដែលប្រើរូបភាពពីរឬច្រើននៃតំបន់តែមួយថតនៅពេលខុសគ្នា ដើម្បីវាស់វែងការផ្លាស់ប្តូររូបរាងផ្ទៃដី (ដូចជាការស្រុតដី) ដែលមានភាពជាក់លាក់កម្រិតខ្ពស់រហូតដល់មីលីម៉ែត្រ។ ដូចជាការប្រៀបធៀបរូបភាពផ្ទៃមុខពីរនៅពេលខុសគ្នា ដើម្បីរកមើលភាពជ្រួញសូម្បីតែបន្តិចបន្តួច។
Analytic Hierarchy Process (AHP) ជាវិធីសាស្ត្រគណិតវិទ្យាសម្រាប់វិភាគ និងធ្វើសេចក្តីសម្រេចចិត្តលើបញ្ហាស្មុគស្មាញ ដោយបំបែកវាជាកត្តាតូចៗ ហើយប្រៀបធៀបទម្ងន់នៃកត្តានីមួយៗដើម្បីជ្រើសរើសជម្រើសល្អបំផុត។ ដូចជាការដាក់ពិន្ទុលើលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យ (តម្លៃ គុណភាព កាមេរ៉ា) ដាច់ដោយឡែកពីគ្នា មុនពេលអ្នកសម្រេចចិត្តទិញទូរស័ព្ទថ្មីមួយ។
Digital Elevation Model (DEM) ជាទម្រង់គំរូទិន្នន័យ 3D តំណាងឱ្យផ្ទៃដីទទេរ (មិនគិតអគារ និងរុក្ខជាតិ) ដើម្បីវិភាគនីវ៉ូដី កម្ពស់ និងទម្រង់ជម្រាលសម្រាប់សិក្សាពីហានិភ័យទឹកជំនន់ និងសំណង់ធារាសាស្ត្រផ្សេងៗ។ ដូចជាការស្ទាបស្ទង់រូបរាងភាពគគ្រើមនៃសំបកក្រូច ដើម្បីដឹងថាកន្លែងណាខ្ពស់ កន្លែងណាទាប ដោយបកសំបកចេញពីសាច់វាសិន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖