Uso do classificador Support Vector Machines para o mapeamento da cobertura do solo usando imagens de Sensoriamento Remoto

Q4 Social Sciences
Juarez Antônio da Silva Júnior, Admilson Da Penha Pacheco
{"title":"Uso do classificador Support Vector Machines para o mapeamento da cobertura do solo usando imagens de Sensoriamento Remoto","authors":"Juarez Antônio da Silva Júnior, Admilson Da Penha Pacheco","doi":"10.26848/rbgf.v16.3.p1304-1319","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"O mapeamento do uso/cobertura da terra desempenha um papel vital no planejamento e supervisão da utilização dos recursos naturais com base no aumento gradual das demandas humanas no ecossistema atual. As detecções de mudanças na cobertura do solo são essenciais para entender quais vetores de degradação atuam na região, além do monitoramento do risco ambiental no entorno de reservatórios de abastecimento de água no Bioma Caatinga. O sensoriamento remoto e o classificador SVM fornecem uma plataforma consistente para estudar as transformações da paisagem em toda a superfície da Terra. Este estudo objetiva o mapeamento de uso e ocupação do solo no entorno da Barragem barra do Juá localizado no estado de Pernambuco através da comparação entre sensores orbitais, o Câmera Multiespectral Regular (MUX) e o Operational Land Instrument (OLI) dos satélites CBERS-4 e Landsat-8 respectivamente. A análises foram baseadas em Tabela de Contingência obtidas por meio de um mapa oficial de referência. Após a verificações comparativas com o produto de referência, foram obtidos uma acurácia do produtor e de usuário médio de 62,44% e 71,74% para o MUX e 60,88% e 62,38% para o OLI, respectivamente. As diferentes especificações e capacidades técnicas entre os sensores na captura bem como o comportamento espectral dos alvos foram relevantes para a variabilidade espacial e temática entre os mapas de uso do solo MUX e OLI.  Os resultados obtidos mostraram que o MUX apresentou mapas de cobertura da terra com melhor desempenho em relação aos dados OLI.       Support Vector Machines classifier for land cover mapping using CBERS-4/MUX and Landsat-8/OLI images A B S T R A C TLand use/land cover mapping plays a vital role in planning and supervising the use of natural resources based on the gradual increase in human demands on today's ecosystem. The detection of changes in land cover is essential to understand which degradation vectors act in the region, in addition to monitoring the environmental risk around water supply reservoirs in the Caatinga Biome. Remote sensing and the SVM classifier provide a consistent platform for studying landscape transformations across the Earth's surface. This study aims to map land use and occupation around the Barra do Juá dam located in the state of Pernambuco through the comparison between orbital sensors, the Regular Multispectral Camera (MUX) and the Operational Land Instrument (OLI) of the CBERS-4 satellites and Landsat-8 respectively. The analyzes were based on a Contingency Table obtained through an official reference map. After comparative verifications with the reference product, an accuracy of 62.44% and 71.74% for the MUX and 60.88% and 62.38% for the OLI were obtained for the average producer and user, respectively. The different specifications and technical capabilities between the sensors in the capture as well as the spectral behavior of the targets were relevant to the spatial and thematic variability between the MUX and OLI land use maps. The results obtained showed that the MUX presented land cover maps with better performance in relation to the OLI data","PeriodicalId":36194,"journal":{"name":"Revista Brasileira de Geografia Fisica","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-06-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Revista Brasileira de Geografia Fisica","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26848/rbgf.v16.3.p1304-1319","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"Social Sciences","Score":null,"Total":0}
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Abstract

O mapeamento do uso/cobertura da terra desempenha um papel vital no planejamento e supervisão da utilização dos recursos naturais com base no aumento gradual das demandas humanas no ecossistema atual. As detecções de mudanças na cobertura do solo são essenciais para entender quais vetores de degradação atuam na região, além do monitoramento do risco ambiental no entorno de reservatórios de abastecimento de água no Bioma Caatinga. O sensoriamento remoto e o classificador SVM fornecem uma plataforma consistente para estudar as transformações da paisagem em toda a superfície da Terra. Este estudo objetiva o mapeamento de uso e ocupação do solo no entorno da Barragem barra do Juá localizado no estado de Pernambuco através da comparação entre sensores orbitais, o Câmera Multiespectral Regular (MUX) e o Operational Land Instrument (OLI) dos satélites CBERS-4 e Landsat-8 respectivamente. A análises foram baseadas em Tabela de Contingência obtidas por meio de um mapa oficial de referência. Após a verificações comparativas com o produto de referência, foram obtidos uma acurácia do produtor e de usuário médio de 62,44% e 71,74% para o MUX e 60,88% e 62,38% para o OLI, respectivamente. As diferentes especificações e capacidades técnicas entre os sensores na captura bem como o comportamento espectral dos alvos foram relevantes para a variabilidade espacial e temática entre os mapas de uso do solo MUX e OLI.  Os resultados obtidos mostraram que o MUX apresentou mapas de cobertura da terra com melhor desempenho em relação aos dados OLI.       Support Vector Machines classifier for land cover mapping using CBERS-4/MUX and Landsat-8/OLI images A B S T R A C TLand use/land cover mapping plays a vital role in planning and supervising the use of natural resources based on the gradual increase in human demands on today's ecosystem. The detection of changes in land cover is essential to understand which degradation vectors act in the region, in addition to monitoring the environmental risk around water supply reservoirs in the Caatinga Biome. Remote sensing and the SVM classifier provide a consistent platform for studying landscape transformations across the Earth's surface. This study aims to map land use and occupation around the Barra do Juá dam located in the state of Pernambuco through the comparison between orbital sensors, the Regular Multispectral Camera (MUX) and the Operational Land Instrument (OLI) of the CBERS-4 satellites and Landsat-8 respectively. The analyzes were based on a Contingency Table obtained through an official reference map. After comparative verifications with the reference product, an accuracy of 62.44% and 71.74% for the MUX and 60.88% and 62.38% for the OLI were obtained for the average producer and user, respectively. The different specifications and technical capabilities between the sensors in the capture as well as the spectral behavior of the targets were relevant to the spatial and thematic variability between the MUX and OLI land use maps. The results obtained showed that the MUX presented land cover maps with better performance in relation to the OLI data
利用分类器支持向量机利用遥感图像绘制土地覆盖图
根据当前生态系统中人类需求的逐渐增加,土地利用/土地覆盖测绘在规划和监测自然资源利用方面起着至关重要的作用。除了监测Caatinga生物群落供水水库周围的环境风险外,检测土地覆盖变化对于了解哪些退化媒介在该地区发挥作用至关重要。遥感和SVM分类器为研究整个地球表面的景观变化提供了一个一致的平台。本研究旨在通过比较CBERS-4和Landsat-8卫星的轨道传感器、常规多光谱相机(MUX)和操作陆地仪器(OLI),绘制位于伯南布哥州barra do jua大坝周围的土地利用和占用图。分析是基于通过官方参考地图获得的列联表。与参考产品进行比较验证后,MUX的生产者和用户平均准确率分别为62.44%和71.74%,OLI的准确率分别为60.88%和62.38%。传感器在捕获过程中不同的规格和技术能力以及目标的光谱行为与MUX和OLI土地利用图的空间和主题变异性有关。结果表明,与OLI数据相比,MUX提供了更好的土地覆盖图。利用CBERS-4/MUX和Landsat-8/OLI图像进行土地覆盖测绘的支持向量机分类器A B S T R A C土地利用/土地覆盖测绘在规划和监测自然资源利用方面发挥着至关重要的作用,这是基于当今生态系统对人类需求的逐渐增加。除了监测Caatinga生物群落供水水库周围的环境风险外,探测土地覆盖变化对于了解该区域哪些退化病媒的活动至关重要。= =地理= =根据美国人口普查,这个县的面积为。本研究的目的是通过比较CBERS-4卫星和Landsat-8卫星的轨道传感器、常规多光谱照相机(MUX)和操作陆地仪器(OLI),绘制位于伯南布哥州Barra do jua大坝周围的土地利用和占用情况。= =地理= =根据美国人口普查局的数据,该镇总面积为,其中土地和(1.)水。经过与参考产品的比较验证,平均生产者和用户的MUX准确率分别为62.44%和71.74%,OLI准确率分别为60.88%和62.38%。捕获传感器之间的规格和技术能力以及目标的光谱行为的差异与MUX和OLI土地利用图之间的空间和主题变异性有关。结果表明,与现有数据相比,MUX呈现的土地覆盖图表现较好。
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Revista Brasileira de Geografia Fisica
Revista Brasileira de Geografia Fisica Social Sciences-Geography, Planning and Development
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