Χαρτογράφηση χρήσης & κάλυψης γης αγροτικής περιοχής της Πάφου με μεθόδους & τεχνικές αντικειμενοστραφούς ανάλυσης τηλεπισκοπικών δεδομένων quicbird

Abstract

Το αντικείµενο της παρούσας εργασίας, αφορούσε την εξαγωγή ενός θεµατικού χάρτη µε τις χρήσεις και κάλυψη γης, µιαs ορεινής αγροτικής περιοχής, στη πόλη της Πάφου και συγκεκριµένα στη κοινότητα Στρουµπιού, µε τη χρήση και διερεύνηση αντικειµενοστραφούς ανάλυσης Τηλεπισκοπικών δεδοµένων. Η εικόνα για την εργασία αυτή, προήλθε από το φασµατικό σαρωτή του δορυφόρου QuickBird και περιείχε τέσσερα φασµατικά κανάλια, αυτά του µπλε, του πράσινου, του κόκκινου και του εγγύς υπέρυθρου, καθώς και ένα παγχρωµατικό κανάλι υψηλής διακριτικής ικανότητας. Για την διεξαγωγή της εργασίας αυτής, ακολουθήθηκε µια συγκεκριµένη µεθοδολογία, που αφορούσε τις διάφορες τεχνικές και λειτουργίες του λογισµικού eCognition. Αφού έγινε αρχικά η κατάτµηση πέντε επιπέδων µε τις κατάλληλες επιλεγµένες τιµές παραµέτρων, ακολουθήθηκε η διαδικασία της ταξινόµησής των. Πιο συγκεκριµένα για την ταξινόµηση των δύο πρώτων επιπέδων χρησιµοποιήθηκε ο δείκτης βλάστησης NDVI για την ανίχνευση της βλάστησης. Περαιτέρω, στο δεύτερο επίπεδο χρησιµοποιήθηκαν διάφορα χαρακτηριστικά (features), που υπάρχουν ενσωµατωµένα µέσα στο λογισµικό, καθώς και άλλα που δηµιουργήθηκαν για την παρούσα διπλωµατική εργασία, ώστε να υπάρχει δυνατότητα διαχωρισµού των κατηγοριών βλάστησης, που αναγνωρίστηκαν στη διαδικασία της Φωτοερµηνείας αλλά και από επιτόπια έρευνα. Στα επόµενα τρία επίπεδα, πάλι µε τη χρήση ασαφών συναρτήσεων συµµετοχής και µε τα κατάλληλα χαρακτηριστικά κάθε φορά, ταξινοµήθηκαν οι ανθρωπογενής κατασκευές, όπως δρόµοι και σπίτια, καθώς και άλλες κατηγορίες που αφορούσαν την εδαφοκάλυψη. Στο τελευταίο επίπεδο συνδυάσθηκαν όλες οι ταξινοµήσεις µε µια λειτουργία που υπάρχει ενσωµατωµένη στο λογισµικό και δηµιουργήθηκε ο θεµατικός χάρτης χρήσεων και κάλυψης γης της περιοχής. Tέλος, για την αξιολόγηση των αποτελεσµάτων της ταξινόµησης χρησιµοποιήθηκαν δύο λειτουργίες που υπάρχουν ενσωµατωµένες µέσα στο λογισµικό όπως είναι η αξιολόγηση µε βάση τη διαφορά ανάµεσα στον πρώτο και το δεύτερο καλύτερο βαθµό συµµετοχής καθώς και µε βάση τους µεγαλύτερους βαθµούς συµµετοχής (Best Classification Result). Επίσης χρησιµοποιήθηκε ένας τρίτος, πιο αξιόπιστος τρόπος αξιολόγησης, που αφορούσε στην δηµιουργία πίνακα σύγχυσης, από τον οποίο εξάγονται σηµαντικά συµπεράσµατα για την ακρίβεια της ταξινόµησης, µέσω της στατιστικής ανάλυσης των στοιχείων του πίνακα.

The object of the present thesis was concerned with the derivation of a thematic map with the landuse and cover, of a mountainous rural region, in the city of Paphos and specifically in the community of Stroumpi, with the use and investigation of object-based image analysis and fuzzy classification with very high resolution satellite data. The image used for this work was from the Quick Bird satellite and contained four spectral bands, those of blue, green, red and near infrared, as well as a panchromatic band. For the conduct of this work, was followed a concrete methodology, that concerned the various techniques and operations of eCognition. After the initial segmentation of the image info, five levels with the suitable selected parameters, the process of classification was followed. For the classification of the two first levels was used the NDVI indicator of vegettion for the detection of vegetation. Further, in the second level various characteristics (features) were used, that existed within the software, as well as others that were created for the present work, so that to achieve segregation of categories of vegetation, that was recognized through the process of Photo interpretation but also byground truthing. In the next three levels, with the use of fuzzy membership functions and with suitable features were again categorized the manmade features, such as streets and houses, as well as other categories that concerned landcover. In the last level were combined all classifications with an operation that was available in the software and was created the thematic map of landuse and landcover of this region. In the end, for the evaluation of results of classification two operations were used the evaluation based on the difference between the first and second better fuzzy membership values as well as with the best classification Result. Also was used a third, more reliable way of evaluation, involving the creation of confusion matrix, from which important conclusions on the accuracy of classification were derived, by statistical analysis of the confusion matrix table.