Sveriges vägdiken och vägkanter är hem till många blommor och växtarter. Lupin-blomman Lupinus polyphyllus är en invasiv växtart som kom till Sverige under 1800-talet. Lupinblommans egenskaper gör att växten konkurrerar ut andra växtarter och negativt påverkar svensk biologisk mångfald. Naturvårdsverket och Trafikverket övervakar och hanterar lupinspridningen i Sverige. Det finns dock inget uppsatt digitalt system för övervakning utan myndigheterna förlitar sig mycket på inrapportering av lupinblommor. I denna studie utforskades metoder och parametrar för att med hjälp av GIS och klassificering identifiera lupinblommor med hjälp av högupplösta UAV-foton. Huvudmoment var att undersöka hur väl klassificeringsmetoderna random forest (RF) och maximum likelihood (MLC) identifierar lupiner, vilken flyghöjd för UAV och segmentering vid bildhantering som bör väljas. En tidsnotering på hur länge de olika metoderna tog att bearbeta för programmet utfördes även. Endast övervakad klassificering inom programmet ESRI ArcGIS Pro genomfördes. I studien användes rasterdata insamlad via två UAV längstseparata två vägsträckor på 200 m med flyghöjd från 10 till 120 m. Studien utfördes med segmenteringsparametrarna 1, 5, 10, 15 och 20 i spektrala detaljnivå över ett mindre testområde med 20 m flyghöjd. På dessa segmenteringar testades klassificeringsmetoderna MLC och RF. Baserat på resultaten ifrån dessa tester valdes en klassificeringsmetod ut och med denna utfördes tester på flyghöjd för att få fram var optimal flyghöjd låg. De flyghöjder som testades var 20 m, 50 m och 85 m. Vid varje processnoterades även tidsåtgången. Resultaten kontrollerades via Confusion Matrix och överklassificering för att identifiera den mest effektiva och noggranna metoden. Resultaten ifrån segmenteringen visade att metoden MLC generellt gav godast resultat med en överklassificering mellan +1 % och +3 % och noggrannhet på +90 %. RF gav resultat som låg på +1 % till +9 % överklassificering och noggrannhet var även här +90 %.Flyghöjdstesterna visade att 20m hade en noggrannhet på 97% och överklassificering på4,04 %. 50 m visade en noggrannhet 99 % och överklassificering på 8,17 %. 85 m hade noggrannhet på 53 % och överklassificering på 4,19 % Tidkontrollen visade att de objektbaserade metod var runt 33 % snabbare att utföra än pixelbaserad. Inga stora skillnader mellan klassificeringsmetoder hittades. Generellt visade resultaten att en objektbaserad MLC metod på 20 m gav godast resultat och går snabbast att utföra. Det är möjligt att 30 eller 40 m ger lika goda resultat men dessa höjder fanns ej tillgängligt att testa. Skillnaderna mellan klassificeringsnoggrannheter med RF och MLC var marginella. / Roadsides in Sweden are home to several different plant species. The lupine flower Lupinus polyphyllus is an invasive species originally from North America. Naturvårdsverket and Trafikverket are responsible for monitoring and handle lupine spread in Sweden. This study examined the use of GIS and aerial photos in lupine control and more specifically what parameters and classification methods that are suitable in identifying Lupinus polyphyllus. The two main classification methods were random forest (RF) and maximum likelihood classifiers(MLC). Other factors were the altitude of the UAV collecting the photos and what segmentation parameters were optimal for classification. Processing time when performing the different parameters and methods were also collected. The study used raster data from two drones with altitudes from 10 m to 120 m and the program used to perform these tests were ArcGIS Pro. The segmentation spectral detail levels tested were 1, 5, 10, 15 and 20, these were tested on a smaller area with a flight altitude of 20 m and both RF and MLC were tested on all detail levels. Based on these tests a classification method and segmentation parameters were chosen and tested on differing flight altitudes. These altitudes were 20, 50 and 85 m. A confusion matrix and overestimation of classes were used to determine accuracy and overclassification. Results show that supervised object-based MLC on a raster generated from a 20 m flight altitude gave generally the best results. In this case the accuracy was around 90 % and overclassification was around 1-3 %. Object-based classification was around 33 % faster than pixel-based classification but classification method did not alter the time any noticeable amount. However, it should be noted that a flight height of 30 or 40 m might give equally as good results as 20 m but those altitudes were not available for testing. It should also be pointed out that the difference between RF and MLC was not huge but the desired accuracy and over classification might be stringier depending on the needs of the user.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kau-91208 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Petersen, Pontus |
| Publisher | Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0037 seconds