用于农业目标识别的 sar 图像纹理分析和数字分类

Silvio Pimentel Martins
{"title":"用于农业目标识别的 sar 图像纹理分析和数字分类","authors":"Silvio Pimentel Martins","doi":"10.5016/geociencias.v43i1.17919","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"RESUMO - As imagens de sensoriamento remoto da faixa do visível e infravermelho do espectro eletromagnético apresentam grande potencial na discriminação de áreas agrícolas para fins de estimativa de safra. Contudo, a presença de nuvens impede a aquisição deste tipo de imagens, porém, as imagens SAR independem de condições meteorológicas. Neste contexto, este trabalho verificou o potencial de duas imagens SAR/Radarsat-1, banda C, polarização HH, nos modos Fine-5/ascendente (F5A) e Standard-7/descendente (S7D) na discriminação de alvos agrícolas na região de Assis-SP. Os métodos se basearam em análises visuais e na comparação das classificações digitais das imagens F5A e S7D originais, filtradas e medidas de textura destas. Os resultados indicaram que as imagens filtradas melhoraram a discriminação dos alvos em relação às imagens originais, sendo o filtro adaptativo Gamma, o mais eficiente entre os outros filtros testados. As classificações das imagens de textura foram, em geral, melhores do que as classificações das imagens filtradas, indicando que as medidas de textura podem ser atributos úteis para maximizar a discriminação de alvos agrícolas. As classes com maior potencial de discriminação em ambas as imagens F5A e S7D, com exatidão acima de 50%, foram: água, área urbana, cana-de-açúcar-2, soja e solo exposto-1. \nPalavras-chave: Radarsat-1. Máxima Verossimilhança (MAXVER). Filtros adaptativos. Sensoriamento remoto. Alvos agrícolas.\n \nABSTRACT - The remote sensing images of the visible and infrared range of the electromagnetic spectrum have great potential for discriminating agricultural areas for the purpose of estimating the yield. Nevertheless, the presence of clouds prevents the acquisition of this type of images, however, the SAR images are independent of meteorological conditions. In this context, this work verified the potential of two SAR/Radarsat-1 images, C band, HH polarization, in Fine-5/ascending (F5A) and Standard-7/descending (S7D) modes in the discrimination of agricultural targets in the region of Assis-SP. The methods were based on visual analyzes and on the comparison of the digital classifications of the original and filtered F5A and S7D images, as well as their texture measurements. The results indicated that the filtered images improved the discrimination of the targets in relation to the original images, with the Gamma adaptive filter being the most efficient among the other tested filters. Texture image classifications were generally better than filtered image classifications, indicating that texture measures can be useful attributes to maximize discrimination of agricultural targets. The classes with the greatest discrimination potential in both F5A and S7D images, with accuracy above 50%, were: water, urban area, sugarcane-2, soy and exposed soil-1.\nKeywords: Radarsat-1. Maximum Likelihood (MAXVER). Adaptive filters. Remote sensing. 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摘要

摘要--电磁共振远距离感应图像在判别农业区以进行安全评估方面具有巨大潜力。不过,由于存在飓风,获取这类图像会受到阻碍,因此,SAR 图像与气象条件无关。在此背景下,本研究验证了 SAR/Radarsat-1、C 波段、HH 偏振、精细-5/上升模式(F5A)和标准-7/下降模式(S7D)这两种图像在阿西斯-南太平洋地区农田分辨方面的潜力。这些方法以直观分析为基础,并比较了 F5A 和 S7D 图像的原始数字分类、滤光片和纹理度。结果表明,与原始图像相比,过滤图像能更好地分辨藻类,因此伽马滤波器是测试的其他滤波器中最有效的。总体而言,纹理图像的分类优于过滤图像的分类,这表明纹理指标可能是最大限度地鉴别农作物的关键因素。在 F5A 和 S7D 两种图像中,鉴别潜力最大的类别是:水、城市地区、大豆-2、大豆和单独暴露-1。Palavras-chave:雷达卫星-1。Máxima Verossimilhança (MAXVER)。自适应滤波器。遥感。Alvos agrícolas.摘要--电磁波谱可见光和红外线范围的遥感图像在判别农业地区以估算产量方面具有巨大潜力。然而,云层的存在阻碍了这类图像的获取,但是合成孔径雷达图像不受气象条件的影响。在这种情况下,这项工作验证了两幅合成孔径雷达/雷达卫星-1 图像(C 波段,HH 偏振,精细-5/上升(F5A)和标准-7/下降(S7D)模式)在区分阿西斯-南太平洋地区农业目标方面的潜力。这些方法基于视觉分析、原始和滤波 F5A 和 S7D 图像的数字分类比较以及纹理测量。结果表明,与原始图像相比,滤波图像提高了目标的辨别能力,其中伽马自适应滤波器是其他测试滤波器中最有效的。纹理图像的分类效果普遍优于滤波图像的分类效果,这表明纹理测量可以作为有用的属性,最大限度地辨别农业目标。在 F5A 和 S7D 图像中,辨别潜力最大的类别(准确率超过 50%)是:水、城市区域、甘蔗-2、大豆和裸露土壤-1:雷达卫星-1最大似然法(MAXVER)。自适应滤波器遥感农业目标
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ANÁLISE TEXTURAL E CLASSIFICAÇÃO DIGITAL DE IMAGENS SAR PARA DISCRIMINAÇÃO DE ALVOS AGRÍCOLAS
RESUMO - As imagens de sensoriamento remoto da faixa do visível e infravermelho do espectro eletromagnético apresentam grande potencial na discriminação de áreas agrícolas para fins de estimativa de safra. Contudo, a presença de nuvens impede a aquisição deste tipo de imagens, porém, as imagens SAR independem de condições meteorológicas. Neste contexto, este trabalho verificou o potencial de duas imagens SAR/Radarsat-1, banda C, polarização HH, nos modos Fine-5/ascendente (F5A) e Standard-7/descendente (S7D) na discriminação de alvos agrícolas na região de Assis-SP. Os métodos se basearam em análises visuais e na comparação das classificações digitais das imagens F5A e S7D originais, filtradas e medidas de textura destas. Os resultados indicaram que as imagens filtradas melhoraram a discriminação dos alvos em relação às imagens originais, sendo o filtro adaptativo Gamma, o mais eficiente entre os outros filtros testados. As classificações das imagens de textura foram, em geral, melhores do que as classificações das imagens filtradas, indicando que as medidas de textura podem ser atributos úteis para maximizar a discriminação de alvos agrícolas. As classes com maior potencial de discriminação em ambas as imagens F5A e S7D, com exatidão acima de 50%, foram: água, área urbana, cana-de-açúcar-2, soja e solo exposto-1.  Palavras-chave: Radarsat-1. Máxima Verossimilhança (MAXVER). Filtros adaptativos. Sensoriamento remoto. Alvos agrícolas.   ABSTRACT - The remote sensing images of the visible and infrared range of the electromagnetic spectrum have great potential for discriminating agricultural areas for the purpose of estimating the yield. Nevertheless, the presence of clouds prevents the acquisition of this type of images, however, the SAR images are independent of meteorological conditions. In this context, this work verified the potential of two SAR/Radarsat-1 images, C band, HH polarization, in Fine-5/ascending (F5A) and Standard-7/descending (S7D) modes in the discrimination of agricultural targets in the region of Assis-SP. The methods were based on visual analyzes and on the comparison of the digital classifications of the original and filtered F5A and S7D images, as well as their texture measurements. The results indicated that the filtered images improved the discrimination of the targets in relation to the original images, with the Gamma adaptive filter being the most efficient among the other tested filters. Texture image classifications were generally better than filtered image classifications, indicating that texture measures can be useful attributes to maximize discrimination of agricultural targets. The classes with the greatest discrimination potential in both F5A and S7D images, with accuracy above 50%, were: water, urban area, sugarcane-2, soy and exposed soil-1. Keywords: Radarsat-1. Maximum Likelihood (MAXVER). Adaptive filters. Remote sensing. Agricultural targets.
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