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A seca que assola o norte de Minas Gerais é um desencadeante de severos impactos socioambientais. Mudanças na distribuição das precipitações, ou mesmo a redução no volume de chuvas é fator suficiente para a desorganização da atividade econômica regional. Neste contexto, este trabalho analisou a distribuição espaço-temporal da seca/estiagem no norte de Minas Gerais, entre 2003 a 2014. A metodologia consistiu na elaboração de série temporal de anomalia padronizada de NDWI utilizando imagens de reflectância MOD13Q1/MODIS. Para a realização das análises utilizou-se como base: os decretos de anormalidade por motivo de seca/estiagem, dados de perdas e danos, de precipitação e de variação de água da subsuperfície das soluções GRACE. Foram realizadas correlações entre NDWI e precipitação e entre anomalia padronizada de NDWI e anomalia de precipitação, considerando dados sem e com 30 dias de defasagem. Foi aplicado teste de médias, teste t de Student, para a anomalia padronizada de NDWI e a anomalia de precipitação, em um intervalo de confiança de 95%. Os resultados demonstraram que a anomalia padronizada de NDWI identificou de forma satisfatória três períodos de seca/estiagem na região. Estes corroboram com os dados de decretos de emergência e calamidade pública, sendo observado um maior número de decretos, principalmente, nestes períodos. Dois períodos identificados como de seca/estiagem foram noticiados como de estiagem severa no norte de Minas Gerais. Esse fato corrobora os dados de anomalia padronizada de NDWI com a situação ocorrida na região. O quantitativo de áreas afetadas por seca também evidencia o mesmo período de maiores números de ocorrências de seca/estiagem e deficiência na distribuição da precipitação. No entanto, o emprego de anomalia padronizada de NDWI na identificação seca/estiagem, por si só, pode não ser suficiente para essa identificação, uma vez que, o fenômeno pode ocorrer e causar danos e prejuízos, em meio a uma paisagem verde, como constatado para 2010. As análises estatísticas mostraram que existem correlações com graus de intensidade melhores entre o NDWI e a precipitação com uma defasagem de 30 dias. Fato também observado para os dados de anomalia padronizada de NDWI e anomalia de precipitação, todavia, foram observadas correlações de fraca a moderada. O teste de médias apresentou diferenças entre as médias apenas para o ano de 2014. Apesar de em todos os outros períodos as médias não serem estatisticamente diferentes entre si, foram verificados baixos valores de p-value, com excessão do período entre 2008 e 2011, onde são verificados p-value entre 0,4 a 0,9. Ainda que os testes estatísticos não apresentaram uma ótima significância, a variação temporal dos dados de anomalia padronizada de NDWI e de anomalia de precipitação evidencia uma relação similar entre esses dados. Por fim, a comparação com dados das soluções GRACE, identificou os mesmos períodos verificados com a anomalia padronizada de NDWI, sendo então, observado que estes dados corroboram entre si na identificação de seca/estiagem no norte de Minas Gerais. / The drought that affects the north of Minas Gerais State causes severe socio-environment impacts. Changes on the precipitation distribution or even the reduction of the raining amount is enough reason for regional disorganization. In this context, this work analyzed the drought spatial-temporal distribution in the north of Minas Gerais State, between 2003 and 2014. The methodology consisted on the elaboration of time series of standardized anomaly NDWI using images of reflectance MOD13Q1/MODIS. For the analysis it was used the following basis: the abnormality decrees caused by drought, damage and losses data, precipitation and the water subsurface range on GRACE solution. Correlations were conducted between NDWI and precipitation, as well as between standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly, considering data with and without 30 days of gap. It was applied average test, the Student t-test, for the standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly, with a confidence range of 95%. Results demonstrated that standardized anomaly NDWI satisfactorily identified three seasons of drought in this region. It corroborates with emergency decrees and public calamity data, in what it was observed a higher number of decrees, especially in these periods. Two seasons identified as drought were reported as severe drought in the north of Minas Gerais State. This fact validates the standardized anomaly NDWI data with the situation occurred in the region. The quantity of affected areas drought, also evidences the same period of larger numbers of occurrences drought and disability in the distribution of precipitation. However, the use of standardized anomaly NDWI by itself on the identification of drought may not be enough evidence for this association, since the phenomenon can occur and cause damages and losses among a green landscape, as seen in 2010. Statistical analysis demonstrated that there are correlations with better intensity degrees between the NDWI and the precipitation with a gap of 30 days. This fact was also observed for the standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly data, however, mild to moderate correlations were observed. Student t-test demonstrated differences between the averages only for the year of 2014. Despite for all other periods averages were not statistically different, they were observed p-value low values, with the exception of the period between 2008 and 2011, which are verified p-value between 0.4 and 0.9. Although statistical tests did not demonstrated a great significance, the temporal variation of standardized anomaly NDWI data and precipitation anomaly evidenciate a similar relationship between these data. Lastly, the comparison with data from GRACE solutions, identified the same periods verified with the standardized anomaly NDWI, being then observed that these data corroborates between them in the identification of draught in the north of Minas Gerais State.

A seca que assola o norte de Minas Gerais é um desencadeante de severos impactos socioambientais. Mudanças na distribuição das precipitações, ou mesmo a redução no volume de chuvas é fator suficiente para a desorganização da atividade econômica regional. Neste contexto, este trabalho analisou a distribuição espaço-temporal da seca/estiagem no norte de Minas Gerais, entre 2003 a 2014. A metodologia consistiu na elaboração de série temporal de anomalia padronizada de NDWI utilizando imagens de reflectância MOD13Q1/MODIS. Para a realização das análises utilizou-se como base: os decretos de anormalidade por motivo de seca/estiagem, dados de perdas e danos, de precipitação e de variação de água da subsuperfície das soluções GRACE. Foram realizadas correlações entre NDWI e precipitação e entre anomalia padronizada de NDWI e anomalia de precipitação, considerando dados sem e com 30 dias de defasagem. Foi aplicado teste de médias, teste t de Student, para a anomalia padronizada de NDWI e a anomalia de precipitação, em um intervalo de confiança de 95%. Os resultados demonstraram que a anomalia padronizada de NDWI identificou de forma satisfatória três períodos de seca/estiagem na região. Estes corroboram com os dados de decretos de emergência e calamidade pública, sendo observado um maior número de decretos, principalmente, nestes períodos. Dois períodos identificados como de seca/estiagem foram noticiados como de estiagem severa no norte de Minas Gerais. Esse fato corrobora os dados de anomalia padronizada de NDWI com a situação ocorrida na região. O quantitativo de áreas afetadas por seca também evidencia o mesmo período de maiores números de ocorrências de seca/estiagem e deficiência na distribuição da precipitação. No entanto, o emprego de anomalia padronizada de NDWI na identificação seca/estiagem, por si só, pode não ser suficiente para essa identificação, uma vez que, o fenômeno pode ocorrer e causar danos e prejuízos, em meio a uma paisagem verde, como constatado para 2010. As análises estatísticas mostraram que existem correlações com graus de intensidade melhores entre o NDWI e a precipitação com uma defasagem de 30 dias. Fato também observado para os dados de anomalia padronizada de NDWI e anomalia de precipitação, todavia, foram observadas correlações de fraca a moderada. O teste de médias apresentou diferenças entre as médias apenas para o ano de 2014. Apesar de em todos os outros períodos as médias não serem estatisticamente diferentes entre si, foram verificados baixos valores de p-value, com excessão do período entre 2008 e 2011, onde são verificados p-value entre 0,4 a 0,9. Ainda que os testes estatísticos não apresentaram uma ótima significância, a variação temporal dos dados de anomalia padronizada de NDWI e de anomalia de precipitação evidencia uma relação similar entre esses dados. Por fim, a comparação com dados das soluções GRACE, identificou os mesmos períodos verificados com a anomalia padronizada de NDWI, sendo então, observado que estes dados corroboram entre si na identificação de seca/estiagem no norte de Minas Gerais. / The drought that affects the north of Minas Gerais State causes severe socio-environment impacts. Changes on the precipitation distribution or even the reduction of the raining amount is enough reason for regional disorganization. In this context, this work analyzed the drought spatial-temporal distribution in the north of Minas Gerais State, between 2003 and 2014. The methodology consisted on the elaboration of time series of standardized anomaly NDWI using images of reflectance MOD13Q1/MODIS. For the analysis it was used the following basis: the abnormality decrees caused by drought, damage and losses data, precipitation and the water subsurface range on GRACE solution. Correlations were conducted between NDWI and precipitation, as well as between standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly, considering data with and without 30 days of gap. It was applied average test, the Student t-test, for the standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly, with a confidence range of 95%. Results demonstrated that standardized anomaly NDWI satisfactorily identified three seasons of drought in this region. It corroborates with emergency decrees and public calamity data, in what it was observed a higher number of decrees, especially in these periods. Two seasons identified as drought were reported as severe drought in the north of Minas Gerais State. This fact validates the standardized anomaly NDWI data with the situation occurred in the region. The quantity of affected areas drought, also evidences the same period of larger numbers of occurrences drought and disability in the distribution of precipitation. However, the use of standardized anomaly NDWI by itself on the identification of drought may not be enough evidence for this association, since the phenomenon can occur and cause damages and losses among a green landscape, as seen in 2010. Statistical analysis demonstrated that there are correlations with better intensity degrees between the NDWI and the precipitation with a gap of 30 days. This fact was also observed for the standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly data, however, mild to moderate correlations were observed. Student t-test demonstrated differences between the averages only for the year of 2014. Despite for all other periods averages were not statistically different, they were observed p-value low values, with the exception of the period between 2008 and 2011, which are verified p-value between 0.4 and 0.9. Although statistical tests did not demonstrated a great significance, the temporal variation of standardized anomaly NDWI data and precipitation anomaly evidenciate a similar relationship between these data. Lastly, the comparison with data from GRACE solutions, identified the same periods verified with the standardized anomaly NDWI, being then observed that these data corroborates between them in the identification of draught in the north of Minas Gerais State.

A seca que assola o norte de Minas Gerais é um desencadeante de severos impactos socioambientais. Mudanças na distribuição das precipitações, ou mesmo a redução no volume de chuvas é fator suficiente para a desorganização da atividade econômica regional. Neste contexto, este trabalho analisou a distribuição espaço-temporal da seca/estiagem no norte de Minas Gerais, entre 2003 a 2014. A metodologia consistiu na elaboração de série temporal de anomalia padronizada de NDWI utilizando imagens de reflectância MOD13Q1/MODIS. Para a realização das análises utilizou-se como base: os decretos de anormalidade por motivo de seca/estiagem, dados de perdas e danos, de precipitação e de variação de água da subsuperfície das soluções GRACE. Foram realizadas correlações entre NDWI e precipitação e entre anomalia padronizada de NDWI e anomalia de precipitação, considerando dados sem e com 30 dias de defasagem. Foi aplicado teste de médias, teste t de Student, para a anomalia padronizada de NDWI e a anomalia de precipitação, em um intervalo de confiança de 95%. Os resultados demonstraram que a anomalia padronizada de NDWI identificou de forma satisfatória três períodos de seca/estiagem na região. Estes corroboram com os dados de decretos de emergência e calamidade pública, sendo observado um maior número de decretos, principalmente, nestes períodos. Dois períodos identificados como de seca/estiagem foram noticiados como de estiagem severa no norte de Minas Gerais. Esse fato corrobora os dados de anomalia padronizada de NDWI com a situação ocorrida na região. O quantitativo de áreas afetadas por seca também evidencia o mesmo período de maiores números de ocorrências de seca/estiagem e deficiência na distribuição da precipitação. No entanto, o emprego de anomalia padronizada de NDWI na identificação seca/estiagem, por si só, pode não ser suficiente para essa identificação, uma vez que, o fenômeno pode ocorrer e causar danos e prejuízos, em meio a uma paisagem verde, como constatado para 2010. As análises estatísticas mostraram que existem correlações com graus de intensidade melhores entre o NDWI e a precipitação com uma defasagem de 30 dias. Fato também observado para os dados de anomalia padronizada de NDWI e anomalia de precipitação, todavia, foram observadas correlações de fraca a moderada. O teste de médias apresentou diferenças entre as médias apenas para o ano de 2014. Apesar de em todos os outros períodos as médias não serem estatisticamente diferentes entre si, foram verificados baixos valores de p-value, com excessão do período entre 2008 e 2011, onde são verificados p-value entre 0,4 a 0,9. Ainda que os testes estatísticos não apresentaram uma ótima significância, a variação temporal dos dados de anomalia padronizada de NDWI e de anomalia de precipitação evidencia uma relação similar entre esses dados. Por fim, a comparação com dados das soluções GRACE, identificou os mesmos períodos verificados com a anomalia padronizada de NDWI, sendo então, observado que estes dados corroboram entre si na identificação de seca/estiagem no norte de Minas Gerais. / The drought that affects the north of Minas Gerais State causes severe socio-environment impacts. Changes on the precipitation distribution or even the reduction of the raining amount is enough reason for regional disorganization. In this context, this work analyzed the drought spatial-temporal distribution in the north of Minas Gerais State, between 2003 and 2014. The methodology consisted on the elaboration of time series of standardized anomaly NDWI using images of reflectance MOD13Q1/MODIS. For the analysis it was used the following basis: the abnormality decrees caused by drought, damage and losses data, precipitation and the water subsurface range on GRACE solution. Correlations were conducted between NDWI and precipitation, as well as between standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly, considering data with and without 30 days of gap. It was applied average test, the Student t-test, for the standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly, with a confidence range of 95%. Results demonstrated that standardized anomaly NDWI satisfactorily identified three seasons of drought in this region. It corroborates with emergency decrees and public calamity data, in what it was observed a higher number of decrees, especially in these periods. Two seasons identified as drought were reported as severe drought in the north of Minas Gerais State. This fact validates the standardized anomaly NDWI data with the situation occurred in the region. The quantity of affected areas drought, also evidences the same period of larger numbers of occurrences drought and disability in the distribution of precipitation. However, the use of standardized anomaly NDWI by itself on the identification of drought may not be enough evidence for this association, since the phenomenon can occur and cause damages and losses among a green landscape, as seen in 2010. Statistical analysis demonstrated that there are correlations with better intensity degrees between the NDWI and the precipitation with a gap of 30 days. This fact was also observed for the standardized anomaly NDWI and precipitation anomaly data, however, mild to moderate correlations were observed. Student t-test demonstrated differences between the averages only for the year of 2014. Despite for all other periods averages were not statistically different, they were observed p-value low values, with the exception of the period between 2008 and 2011, which are verified p-value between 0.4 and 0.9. Although statistical tests did not demonstrated a great significance, the temporal variation of standardized anomaly NDWI data and precipitation anomaly evidenciate a similar relationship between these data. Lastly, the comparison with data from GRACE solutions, identified the same periods verified with the standardized anomaly NDWI, being then observed that these data corroborates between them in the identification of draught in the north of Minas Gerais State.

Submitted by Felipe Lapenda (felipe.lapenda@ufpe.br) on 2015-03-05T12:51:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação OLIVEIRA, J.S.S. .pdf: 7463829 bytes, checksum: 579a93fb6d07f9cc3a7e9ac9964f530b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T12:51:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação OLIVEIRA, J.S.S. .pdf: 7463829 bytes, checksum: 579a93fb6d07f9cc3a7e9ac9964f530b (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / A Mata Atlântica representa para a comunidade científica nacional e internacional o bioma com a maior potencialidade biológica do território brasileiro. Tal importância caminha ao lado das constantes interferências antrópicas que ameaçam não só a existência da floresta, como também os demais ecossistemas associados a seu habitat, como exemplo: restingas, manguezais e apicuns. Estabelecer critérios que delimitem o perímetro de interferência das ações antrópicas são assegurados por lei. A criação de zonas de amortecimento é sugerida a fim de minimizar estas ações. O presente estudo tem como objetivo principal, gerar subsídios para a gestão do uso e ocupação do solo na zona de amortecimento da Reserva Biológica Saltinho Pernambuco - Brasil, por meio da criação de mapas que permitam levantar informações sobre o estado atual da vegetação fornecendo informações relevantes sobre os ecossistemas naturais existentes, usos antrópicos e possibilidades de manejo para a elaboração dos planos de utilização a serem implementados. Na realização da pesquisa foram utilizadas quatro cenas do satélite Landsat 5 Sensor TM, pré-processadas, ortorretificadas e validadas através de trabalho de campo. Para melhor identificação dos alvos foi feita uma classificação supervisionada identificando os valores de nuvem, sombra e usos múltiplos. Os valores estimados através dos índices de vegetação IVDN, . IVAS, IAF e NDWI indicaram ausência de vegetação e corpos hídricos, solo exposto, vegetação arbórea, vegetação esparsa, vegetação densa e áreas edificadas. Por meio destes índices foi possível identificar as áreas mais susceptíveis aos processos de alteração provocados pela ação antrópica, identificando os núcleos de vegetação das bordas do fragmento como mais susceptíveis à degradação, e os núcleos das Áreas de Preservação Permanente (APPs) como local mais preservado. Neste sentido, foi possível inferir que os índices de vegetação podem atuar como ferramentas na gestão e conservação de áreas de interesse ambiental.

This study was done on 86 images from Landsat 5 and 8 from the years 1990 to 2023, and emphasized the spatial change of Birendra Lake. The Otsu method was used on the normalized difference water index (NDWI), modified normalized difference water index 1 and 2 (MNDWI), and automated water extraction index (AWEI) for this study. The area of Birendra Glacial Lake area grew significantly between 1990 and 2023 (94,500 m2 to 222,300 m2) because of climate change. The mean annual temperature was increasing at a rate of 0.024 °C every year and the total precipitation was increasing at a rate of 14.531 mm every year. The increase in the snow depth from 1999 to 2007 was observed and the snow cover from 2011 to 2020 was also found to be increasing. The lake area was validated by using the KNN method. The lake area from Google Earth was found to be 246,060 m2 on 10/07/2013 while from the Otsu method, the lake area for the date 10/24/2013 was 222300 m2. A relative error of 10.69% was found when the result obtained from the Otsu method was compared with the result from the KNN method. Furthermore, a comprehensive study including a field survey of the lake is suggested for more accuracy.

Large amounts of sediment transported by rivers, coming from the erosive action of water on the basin soil, causing degradation of water bodies and significant damages to the population, to socioeconomic development and to the natural environment. The processes of sediment production and deposition along a watershed are natural phenomena, but its effects can be magnified by the man influence through the disordered deforestation, construction, mining and improper management of agricultural activities. During the sediments transport and deposition in water bodies there is a color change in the water due to the concentration of dissolved or suspended materials. The water bodies color is directly linked to their inherent optical properties of absorption and spreading. These properties change according to the concentration, nature and types of dissolved and particulate materials in the water. The Normalized Difference Water Index (NDWI) is a method developed by McFeeters (1996) with the purpose of delineates features in the water, such as Active Optical Components, highlighting their presence, and found by digital images processing. The author modified the NDVI formula reversing the variables and using the green band instead of the red band in order to obtain better results attentive on water analysis. In this sense, the work is presented in order to promote by analyzes, descriptions, maps and systematic studies, the assessment of water quality NDWI method in the reservoirs of Caçu and Barra dos Coqueiros Hydropower Plants (HPPs), in Claro river, located in the southwestern portion of Goiás state - Brazil, evaluating the determination of suspended sediments method in lentic environments by multispectral images. Analyses of NDWI indices produced visually coherent data, but could not find an index for correlations between real data or even a calibration value to help in the determination of suspended sediment concentration. The NDWI method enables visual inspection of sediment yield characteristics for a given location, but must be in the same scene from the same date to become comparable. It is possible to make notes of places with higher sediment production and flow spread. Is found in the statistical analysis a low correlation between the suspended sediments concentration obtained from field sampling and from values of NDWI processing. The visual analysis of maps with the NDWI results is valid to indicate regions of interest for field sampling, analyzing patterns of sediment behavior also in rainfall seasonality periods. / As grandes quantidades de sedimentos transportadas pelos cursos de água, provenientes da ação erosiva da água sobre o solo da bacia, provocam a degradação dos corpos d água e prejuízos significativos à população, ao desenvolvimento socioeconômico e ao ambiente natural. Os processos de produção e deposição de sedimentos ao longo de uma bacia são fenômenos naturais, mas que têm seus efeitos potencializados pela influência do homem, por meio de desmatamentos desordenados, construções, mineração e manejo inadequado das atividades agrícolas. Durante a fase de transporte e deposição dos sedimentos em corpos hídricos há a mudança da coloração da água devido à concentração do material dissolvido ou em suspensão. A cor dos corpos d água está diretamente ligada às suas propriedades ópticas inerentes, de absorção e espalhamento. Estas propriedades variam conforme a concentração, natureza e tipos de materiais dissolvidos e particulados presentes na água. O Índice da Diferença Normalizada de Água (Normalized Difference Water Index NDWI) é um método desenvolvido por McFeeters (1996) com o intuito de delinear feições na água, como os Componentes Opticamente Ativos, e realçar a presença destes, sendo obtido por meio de processamentos em imagens digitais. O autor modificou a fórmula do NDVI invertendo as variáveis e usando a banda verde ao invés da banda vermelha, a fim de obter melhores resultados voltados à análise da água. Nesse sentido, o trabalho se apresenta no intuito de promover por meio de análises, descrições, mapeamentos e estudos sistematizados, a avaliação do método do NDWI da qualidade da água dos reservatórios das Usinas Hidrelétricas (UHEs) Caçu e Barra dos Coqueiros, no Rio Claro, localizadas na porção sudoeste do estado de Goiás, avaliando o método de determinação de sedimentos em suspensão em ambientes lênticos por meio de imagens multiespectrais. As análises dos índices de NDWI geraram informações visualmente coerentes, porém não foi possível encontrar um índice para correlações entre dados reais ou mesmo um valor de calibração para auxílio na determinação da concentração de sedimentos em suspensão. O método NDWI possibilita inspeções visuais das características de produção de sedimentos de um dado local, porém devem estar em uma mesma cena de uma mesma data para se tornarem comparáveis. É possível estabelecer apontamentos dos locais com maior aporte de sedimentos e avanço do fluxo. Nas análises estatísticas encontrou-se uma correlação baixa entre a concentração de sedimentos em suspensão obtidos de coletas de campo e os valores do processamento NDWI. A análise visual de mapas com os resultados do NDWI é valida para apontar áreas de interesse para coletas de campo, analisando padrões de comportamento dos sedimentos também em períodos de sazonalidade pluviométricas. / Mestre em Geografia

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Detecting water under vegetation is critical to tracking the status of geological ecosystems like wetlands. Researchers use different methods to estimate water presence, avoiding costly on-site measurements. Optical satellite imagery allows the automatic delineation of water using the concept of the Normalised Difference Water Index (NDWI). Still, optical imagery is subject to visibility conditions and cannot detect water under the vegetation, a typical situation for wetlands. Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery works under all visibility conditions. It can detect water under vegetation but requires deep network algorithms to segment water presence, and manual annotation work is required to train the deep models. This project uses DEEPAQUA, a cross-modal knowledge distillation method, to eliminate the manual annotation needed to extract water presence from SAR imagery with deep neural networks. In this method, a deep student model (e.g., UNET) is trained to segment water in SAR imagery. The student model uses the NDWI algorithm as the non-parametric, cross-modal teacher. The key prerequisite is that NDWI works on the optical imagery taken from the exact location and simultaneously as the SAR. Three different deep architectures are tested in this project: UNET, SegNet, and UNET++, and the Otsu method is used as the baseline. Experiments on imagery from Swedish wetlands in 2020-2022 show that cross-modal distillation consistently achieved better segmentation performances across architectures than the baseline. Additionally, the UNET family of algorithms performed better than SegNet with a confidence of 95%. The UNET++ model achieved the highest Intersection Over Union (IOU) performance. However, no statistical evidence emerged that UNET++ performs better than UNET, with a confidence of 95%. In conclusion, this project shows that cross-modal knowledge distillation works well across architectures and removes tedious and expensive manual work hours when detecting water from SAR imagery. Further research could evaluate performances on other datasets and student architectures. / Att upptäcka vatten under vegetation är avgörande för att hålla koll på statusen på geologiska ekosystem som våtmarker. Forskare använder olika metoder för att uppskatta vattennärvaro vilket undviker kostsamma mätningar på plats. Optiska satellitbilder tillåter automatisk avgränsning av vatten med hjälp av konceptet Normalised Difference Water Index (NDWI). Optiska bilder fortfarande beroende av siktförhållanden och kan inte upptäcka vatten under vegetationen, en typisk situation för våtmarker. Synthetic Aperture Radar (SAR)-bilder fungerar under alla siktförhållanden. Den kan detektera vatten under vegetation men kräver djupa nätverksalgoritmer för att segmentera vattennärvaro, och manuellt anteckningsarbete krävs för att träna de djupa modellerna. Detta projekt använder DEEPAQUA, en cross-modal kunskapsdestillationsmetod, för att eliminera det manuella annoteringsarbete som behövs för att extrahera vattennärvaro från SAR-bilder med djupa neurala nätverk. I denna metod tränas en djup studentmodell (t.ex. UNET) att segmentera vatten i SAR-bilder semantiskt. Elevmodellen använder NDWI, som fungerar på de optiska bilderna tagna från den exakta platsen och samtidigt som SAR, som den icke-parametriska, cross-modal lärarmodellen. Tre olika djupa arkitekturer testas i detta examensarbete: UNET, SegNet och UNET++, och Otsu-metoden används som baslinje. Experiment på bilder tagna på svenska våtmarker 2020-2022 visar att cross-modal destillation konsekvent uppnådde bättre segmenteringsprestanda över olika arkitekturer jämfört med baslinjen. Dessutom presterade UNET-familjen av algoritmer bättre än SegNet med en konfidens på 95%. UNET++-modellen uppnådde högsta prestanda för Intersection Over Union (IOU). Det framkom dock inga statistiska bevis för att UNET++ presterar bättre än UNET, med en konfidens på 95%. Sammanfattningsvis visar detta projekt att cross-modal kunskapsdestillation fungerar bra över olika arkitekturer och tar bort tidskrävande och kostsamma manuella arbetstimmar vid detektering av vatten från SAR-bilder. Ytterligare forskning skulle kunna utvärdera prestanda på andra datamängder och studentarkitekturer.

There has been rapid change in the landcover/landuse in the Mekong delta, Viet Nam. The landcover/landuse has changed very fast due to intense population pressure, agriculture/aquaculture farming and timber collection in the coastal areas of the delta. The changing landuse pattern in the coastal areas of the delta is threatened to be flooded by sea level rise; sea level is expected to rise 33 cm until 2050; 45 cm until 2070 and 1 m until 2100. The coastline along the eastern Mekong delta has never been static, but the loss of mangrove forests along the coast has intensified coastline change. The objective of the present study is to map the changes in landcover/landuse along the eastern coast of the Mekong delta; and to detect the changes in position of the eastern coastline over the time period from 1989 to 2002.To detect changes in landuse, two satellite images of the same season, acquired by the TM sensor of Landsat 5 and the ETM+ sensor of Landsat 7 were used. The TM image was acquired on January 16, 1989 and ETM+ image was acquired on February 13, 2002. The landcover/landuse classes selected for the study are water, forest, open vegetation, soil and shrimp farms. Image differencing and post classification comparison are used to detect the changes between two time periods. Image to image correction technique is used to align satellite images. Maximum likelihood supervised classification technique is used to classify images. The result of the classification consists of five classes for 1989 and 2002, respectively. Overall accuracies of 87.5% and 86.8%, with kappa values of 0.85 and 0.84 are obtained for landuse 1989 and landuse 2002, respectively. The overall accuracy for the change map is 82% with kappa value 0.80. Post classification comparison is carried out in this study based on the supervised classification results. According to the results obtained from the post classification comparison, a significant decrease of 48% in forest and a significant increase of 74% in open vegetation and 21% in shrimp farms area observed over the entire study area. The coastline obtained by the combination of histogram thresholding and band ratio showed an overall advancement towards the South China Sea. The results showed that new land patches emerged along the eastern coast. The amount of new land patches appeared along the coast of the Mekong delta is approximately 2% of the entire study area.