A Comparison of 4 Shadow Compensation Techniques for Land Cover Classification of Shaded Areas from High Radiometric Resolution Aerial Images

Abstract Very high resolution imagery offers great possibilities for land cover/use mapping. Unfortunately, very high resolution imagery leads to significant shadowy pixels. In recent years, aerial image devices have produced high radiometric resolution data (12-bit or higher), providing more radiometric detail of potential use in classification or interpretation of land cover of shadow areas. This study evaluated ADS-40 high radiometric resolution aerial images to determine the feasibility of classifying shadow areas. We analyzed the spectral properties of land cover in shadow areas and conducted shadow-image classification comparing 4 shadow compensation methods: Method 1, no treatment, used 13-bit spectral information in shaded areas for classification; Method 2 used linear correlation correction (LCC) before the classification; Method 3 used histogram matching (HM) before the classification; and Method 4 used multisource data fusion (MSDF) to aid in classification of shadows. Subsequently, we developed a practical proposal for the processing of shadow areas. The results of the 4 shadow processing methods of image classification indicated that Method 1 and Method 2 produced good results (Method 1, overall accuracy = 90.33%; Method 2, overall accuracy = 92.33%). Therefore, the high radiometric resolution images show potential for the classification of shadow areas. Résumé. L’imagerie à très haute résolution offre de grandes possibilités pour la cartographie de la couverture terrestre ou de l’utilisation du sol. Malheureusement, les images à très haute résolution conduisent à beaucoup de pixels ombragés. Au cours des dernières années, l’instrumentation pour l’imagerie aérienne a permis la mesure de données radiométriques à haute résolution (12 bits ou plus). Ceux-ci fournissent plus de détails radiométriques potentiellement utiles dans la classification ou l’interprétation de la couverture terrestre des zones ombragées. Cette étude a évalué des images aériennes de haute résolution radiométriques ADS-40 pour déterminer la faisabilité de classification des zones ombragées. Nous avons analysé les propriétés spectrales de la couverture terrestre dans les zones ombragées et également réalisé la classification des images d’ombre en comparant 4 méthodes de compensation de l’ombre (méthode 1, aucun traitement, utilisant l’information spectrale 13-bits dans les zones ombragées pour la classification; méthode 2 utilisant la correction de corrélation linéaire «linear correlation correction» (LCC) avant la classification; méthode 3, utilisant mise en correspondance des histogrammes «histogram matching» (HM) avant la classification; et la méthode 4 utilisant la fusion de données multisources «multisource data fusion» (MSDF) pour aider à la classification des ombres). Par la suite, nous avons développé une méthode pratique pour le traitement des zones ombragées. Les résultats des 4 méthodes de traitement de l’ombre pour la classification d’image ont indiqué que la méthode 1 et la méthode 2 donnent de bons résultats (méthode 1, précision globale = 90,33 %; méthode 2, précision globale = 92,33 %). Par conséquent, les images avec une résolution radiométrique élevée permettent potentiellement la classification des zones ombragées.