Επιβλεπόμενη ταξινόμηση επικαλυπτόμενων εικόνων Landsat-8 και Sentinel-2

Abstract

Η παρακολούθηση της γης από το διάστημα αποτελεί σημαντικό αλλά και απαραίτητο εργαλείο τα τελευταία χρόνια. Μία από τις δημοφιλέστερες μεθόδους εξαγωγής πληροφοριών από τηλεπισκοπικά δεδομένα, είναι η ταξινόμηση ψηφιακών εικόνων. Η διαδικασία αυτή, έχει ως σκοπό την αντικατάσταση της υποκειμενικής φωτοερμηνείας εικόνων, με στατιστικές ή ποσοτικές τεχνικές για την αυτόματη αναγνώριση θεματικών χαρτών κάλυψης γης. Κύριος στόχος ήταν η αξιολόγηση ταξινόμηση μίας δορυφορικής εικόνας Sentinel-2 βάση των περιοχών εκπαίδευσης όπως αυτές είχαν εξαχθεί από την ταξινόμηση της εικόνας Landsat-8. Στη παρούσα μελέτη, πάρθηκαν δύο δορυφορικές εικόνες, μία Landsat-8 όπου απεικονίζει σχεδόν όλη την Κύπρο και μία Sentinel-2 όπου απεικονίζει μόνο το νοτιοανατολικό μέρος της. Συγκεκριμένα, για την υλοποίηση της εργασία, αρχικά έγινε η επιλογή των κατηγοριών κάλυψης γης. Επιλέχθηκαν οι περιοχές εκπαίδευσης για την εικόνα Landsat-8 και αφού αξιολογήθηκαν, εκτελέστηκε η ταξινόμηση με τρεις διαφορετικούς αλγόριθμους επιβλεπόμενης ταξινόμησης: τον αλγόριθμο μέγιστης πιθανοφάνειας, ελάχιστης απόστασης και φασματικής γωνιάς. Ακολούθως, βάση της οπτικής αναγνώρισης επιλέχθηκε η ταξινόμηση ενός από τους τρεις αλγορίθμους, πιο συγκεκριμένα αυτού της φασματικής γωνιάς, και στη συνέχεια έγινε η αξιολόγηση των στατιστικών αποτελεσμάτων τα οποία παρουσίασαν υψηλά ποσοστά ολικής ακρίβειας (86 %) και δείκτη Kappa (0.8460). Στη συνέχεια, για την ταξινόμηση της δορυφορικής εικόνας Sentinel-2, η εικόνα τοποθετήθηκε κάτω από την ταξινομημένη Landsat-8 και βάση των περιοχών εκπαίδευσης που είχαν εξαχθεί, έγινε η επιλογή των περιοχών εκπαίδευσης της Sentinel-2. Αφού αξιολογήθηκαν, εκτελέστηκε επιβλεπόμενη ταξινόμηση με τον αλγόριθμο φασματικής γωνίας, όπως και στην εικόνα Landsat-8 και έγινε η αξιολόγηση των στατιστικών αποτελεσμάτων με το ποσοστό την ολικής ακρίβειας να είναι στο (94 %) και ο δείκτης Kappa (0.9322). Βάση των καλών στατιστικών αποτελεσμάτων και των δύο εικόνων συμπεραίνεται ότι η ταξινόμηση βάση των περιοχών εκπαίδευσης μίας ήδη ταξινομημένης εικόνας, μπορεί να γίνει, δίνοντας όμως την απαραίτητη προσοχή.