Tópicos Avançados em Processamento Digital de Imagens

Extração de superfícies impermeáveis a partir de imagens QuickBird aplicando Classificação Orientada a Objeto

Estudos acerca de superfícies impermeáveis são cruciais para o desenvolvimento sustentável das zonas urbanas, devido ao seu forte impacto nesses ambientes. Em estudos sobre o contexto urbano, onde a alta resolução espacial é essencial, os métodos tradicionais de classificação de imagem têm apresentado limitações, face à riqueza do conteúdo informativo que as imagens produzidas pela nova geração de satélites possui.

Diversas pesquisas têm mostrado que os métodos tradicionais de classificação não são adequados para estas aplicações. Assim, torna-se necessário o uso de novos métodos de classificação que incluam dados auxiliares e conhecimentos do especialista, considerando-se que um intérprete humano facilmente identifica alvos urbanos baseando-se em seu conhecimento (usando atributos como forma, cor, padrão, textura e contexto). Entretanto, este trabalho consome tempo demasiado. Neste contexto, a utilização do sistemas baseados no conhecimento do intérprete é uma boa opção, uma vez que estes sistemas podem modelar o conhecimento do intérprete em ambiente computacional para classificar uma cena. A abordagem orientada a objeto tornou-se bastante indicada para o estudo de áreas urbanas, especialmente devido à sua capacidade de extrair objetos de interesse com a maior precisão do que os métodos baseados em pixels.

Este trabalho tem como objetivo, além de avaliar a adequabilidade do InterIMAGE, um sistema baseado em conhecimento, para classificar os tipos de regiões homogêneas em ambientes intra-urbanos utilizando imagens de alta resolução espacial, também avaliar a aplicabilidade da rede semântica desenvolvida para uma imagem incial, em outras imagens da mesma área de estudo, porém de datas distintas.

Um experimento foi realizado para identificar quatro classes de cobertura do solo, de modo a separar áreas permeáveis e impermeáveis. A área de estudo localiza-se no setor sul do município de São José dos Campos, Estado de São Paulo, Brasil. Um modelo de conhecimento foi criado para identificar as classes de cobertura do solo utilizando regras de decisão. Estas regras foram descritas e traduzidas para a estratégia de análise do InterIMAGE.

Os resultados foram bons e que demonstraram que a estratégia de análise do InterIMAGE é elegível para classificar a classes de cobertura vegetal em áreas urbanas.

Por meio de análise visual dos mapas temáticos resultantes das classificações das seis imagens, conclui-se que os resultados das classificações foram bons. Pode-se observar em alguns locais pequenas confusões entre as classes VEGETAÇÃO e SOLO EXPOSTO e entre VEGETAÇÃO e SOMBRAS.

Para melhor quantificar a acurácia das classificações, foram coletadas amostras aleatórias nos seis mapas temáticos produzidos e então foi aplicado o índice Kappa (CONGALTON e GREEN, 1999).

Analisando as matrizes de confusão e os índices Kappa dos mapas temáticos, em relação à verdade de campo, é possível verificar que as porcentagens de acerto global foram similares (de 80% a 87,5%). Estes acertos referem-se aos pixels classificados corretamente, segundo a verdade de campo. Os índices globais Kappa, para os seis mapas, são classificados como “substanciais” (0,61 a 0,80) e “quase perfeitos” (0,81 a 1,00) segundo Landis e Koch (1977).

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