Η χρήση των δεδομένων Ραντάρ Συνθετικού Ανοίγματος (SAR) σε εφαρμογές απομακρυσμένης παρακολούθησης της Γης έχει ήδη αρχίσει να πρωταγωνιστεί τις τελευταίες δεκαετίες. Τα συστήματα SAR με δυνατότητες μεταξύ άλλων συνεχούς λειτουργίας παντός καιρού, ημέρα και νύχτα, προσφέροντας μεγάλη κάλυψη εδάφους και με δυνατότητα λήψης απεικονίσεων πολλαπλών πολώσεων, έχουν αποτελέσει πηγή πολύτιμων πληροφοριών τηλεπισκόπησης. Έτσι, η χρήση των SAR δεδομένων για την ταξινόμηση κάλυψης γης προσελκύει όλο και περισσότερο την προσοχή των ερευνητών και φαίνεται να είναι πολλά υποσχόμενη.
Η παρούσα ειδική επιστημονική εργασία έχει στόχο τη μελέτη και ερμηνεία των δεδομένων SAR μέσω επιβλεπόμενης ταξινόμησης, με τη χρήση νευρωνικών δικτύων (Neural Networks). Αφού πρώτα γίνεται εκτενής αναφορά στη τεχνολογία και τα συστήματα SAR, παρουσιάζεται αναλυτικά η πειραματική διαδικασία ταξινόμησης τριών βασικών δομών κάλυψης γης. Τα δεδομένα προέρχονται από το Προηγμένο Ραντάρ Συνθετικού Ανοίγματος (ASAR) του δορυφόρου ENVISAT από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και αφορούν στην ευρύτερη περιοχή του Άμστερνταμ. Πριν την διεξαγωγή της ταξινόμησης, τα δεδομένα δέχθηκαν τις απαραίτητες διαδικασίες προ-επεξεργασίας (ραδιομετρική βαθμονόμηση, γεωαναφορά, φιλτράρισμα θορύβου, συμπροσαρμογή).
Όσον αφορά τη διαδικασία της ταξινόμησης, εξετάζεται η συμπεριφορά του ταξινομητή του νευρωνικού δικτύου για μεταβολές ποικίλων παραμέτρων, όπως η επιλογή δεδομένων διαφόρων πολώσεων, το πλήθος των νευρώνων κ.α. και ήδη από τα πρώτα πειράματα λαμβάνονται ικανοποιητικά αποτελέσματα. Στη συνέχεια εφαρμόζονται τεχνικές σύνθεσης πληροφορίας (average rule, majority rule) βελτιώνοντας τις επιδόσεις ταξινόμησης. Τέλος, ένα σημαντικό βήμα που εφαρμόζεται στη διαδικασία ταξινόμησης αποτελεί η εξαγωγή χαρακτηριστικών υφής από τις μήτρες συνεμφάνισης φωτεινοτήτων (Gray Level Co-occurrence Matrix-GLCM) και μήκους διαδρομής φωτεινότητας (Gray Level Run Length Matrix-GLRLM). Η χρήση των χαρακτηριστικών αυτών βελτιστοποιεί το σύστημα ταξινόμησης, δίνοντας εξαιρετικά αποτελέσματα. / The use of Synthetic Aperture Radar (SAR) data in remote sensing applications has become a cutting edge technology during the past few decades. The SAR systems have several capabilities, like day & night and all weather operation and they offer large ground coverage with the ability of multi-polarized imagery; therefore, they have proved to be a valuable source of remote sensing data. As a result, the use of SAR data for land cover classification increasingly attracts the attention of researchers and seems to be highly promising.
Goal of this master thesis is the study and interpretation of SAR data through supervised classification, with the use of Neural Networks method. First, there is an extensive presentation of SAR systems and technology and then follows the detailed presentation of the experimental classification process for three basic land cover structures. The available data are from the Advanced SAR (ASAR) radar of the ESA ENVISAT satellite and correspond to the Amsterdam city and suburbs. Prior to the classification process, the data have been appropriately pre-processed (radiometric calibration, geocoding, speckle filtering, co-registration).
Regarding the classification process, the response of the neural network classifier with the variation of several parameters (e.g. data polarization and number of neurons) is studied and from the initial test already the results were quite satisfactory. Further on, ensemble classifying methods (average rule, majority rule) are applied to improve the classification performance. Finally, as an essential step applied in the classification process is the textural feature extraction from Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM) and Gray Level Run Length Matrix (GLRLM). The use of these texture features optimizes the classification system, resulting to an exceptional performance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/7247 |
| Date | 30 April 2014 |
| Creators | Μουστάκα, Μαρία |
| Contributors | Οικονόμου, Γεώργιος, Moustaka, Maria, Οικονόμου, Γεώργιος, Φωτόπουλος, Σπύρος, Αναστασόπουλος, Βασίλειος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0162 seconds