Classificação Baseada em Objeto de Tipologias de Cobertura Vegetal em Área Úmida Integrando Imagens Ópticas e SAR

Q4 Social Sciences
T. F. Belloli, Laurindo Antonio Guasselli, T. Kuplich, Luís Fernando Naudi Ruiz, João Paulo Delapasse Simioni
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Abstract

Delinear com precisão os limites das Áreas Úmidas (AUs) e os padrões de cobertura vegetal é um passo essencial para a rápida avaliação e gestão destes ecossistemas. A Análise de Imagens Baseada em Objeto (Object-Based Image Analysis - OBIA) a partir de aprendizado de máquina e da integração de dados ópticos e de radar apresentam vantagens em relação a outras técnicas no mapeamento da cobertura vegetal nos ecossistemas de AUs. Este estudo tem como objetivo classificar tipologias de cobertura vegetal em áreas úmidas, integrando imagens ópticas e SAR dos satélites Sentinel-1 e 2A e o algoritmo Random Forest à classificação OBIA, utilizando como estudo de caso o Banhado Grande, localizado no Rio Grande do Sul. Como resultados, as polarizações VH e VV do Sentinel-1 obtiveram a maior relevância na classificação (18,6%). Entre as bandas ópticas as maiores relevâncias ocorreram para as bandas Borda Vermelha e Infravermelho Médio. A partir dos atributos ópticos, a classificação obteve acurácia de 86,2%. Quando inseridos os atributos SAR mais importantes, a acurácia aumentou para 91,3%. A classe Macrófitas Emergentes (ME), correspondente à espécie Scirpus giganteus, alcançou a melhor acurácia (91%), com área estimada em 1.507 ha. Concluímos que a integração de imagens aliada ao método de classificação possibilitou identificar e delimitar a extensão das tipologias vegetais e a área total do ecossistema. Os resultados acurados demostram que esta abordagem metodológica pode ser expandida para outras áreas úmidas palustres subtropicais.
基于光学图像和SAR相结合的湿地植被覆盖类型对象分类
准确划定湿地的边界和植被覆盖模式是快速评估和管理这些生态系统的重要步骤。机器学习的基于对象的图像分析(OBIA)以及光学和雷达数据的集成在绘制UA生态系统植被覆盖图方面比其他技术具有优势。本研究旨在对潮湿地区的植被覆盖类型进行分类,将Sentinel-1和2A卫星的光学图像和SAR以及随机森林算法集成到OBIA分类中,并以位于南里奥格兰德州的Banhado Grande为例进行了分类。结果,Sentinel-1的VH和VV极化在分类中获得了最高的相关性(18.6%)。在光学波段中,Borda Vermelha和Infrared Médio波段的相关性最大。根据光学属性,分类的准确率为86.2%。当插入最重要的SAR属性时,准确率提高到91.3%。新兴大型植物(ME)类,对应于巨型Scirpus giganteus物种,达到了最佳的准确率(91%),估计面积为1507公顷。我们得出的结论是,将图像与分类方法相结合,可以识别和界定植物类型的范围和生态系统的总面积。准确的结果表明,这种方法可以推广到其他亚热带沼泽湿地。
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Revista Brasileira de Cartografia
Revista Brasileira de Cartografia Earth and Planetary Sciences-Earth-Surface Processes
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