Αξιολόγηση της επίδρασης της Ραδιομετρικής Ανάλυσης στην Ακρίβεια Ταξινόμησης Δορυφορικών Εικόνων
Creators: name: Βερδέ, Ναταλία Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Ραδιομετρική ανάλυση δορυφορικών εικόνων
Ακρίβεια ταξινόμησης
Εντροπία
Satellite image radiometric resolution
Classification accuracy
Entropy

description: Έχουν γίνει εκτεταμένες μελέτες σχετικές με την καταλληλότητα και την επίπτωση της χωρικής, φασματικής και διαχρονικής ανάλυσης των δορυφορικών δεδομένων, όμως λίγη προσοχή έχει δοθεί στο αντίκτυπο που έχει η ραδιομετρική ανάλυση. Τα δυνητικά πλεονεκτήματα της υψηλότερης ραδιομετρίας των δορυφορικών δεδομένων έχουν εξετασθεί μόνο εν μέρει στη βιβλιογραφία. Η παρούσα μελέτη είναι επικεντρωμένη στο θέμα της επίδρασης της ραδιομετρικής ανάλυσης, το οποίο δεν εξετάζεται ως δευτερεύον ζήτημα, όπως στην πλειονότητα των μελετών, αλλά ως πρωταρχικό και διερευνά καινούρια ζητήματα τα οποία έως τώρα δεν έχουν διερευνηθεί. Αξιολογήθηκε η επίδραση της ραδιομετρικής ανάλυσης, μέσα από την ακρίβεια ταξινόμησης, στην αλλαγή της χωρικής ανάλυσης δορυφορικών εικόνων, στην αλλαγή της ραδιομετρικής ανάλυσης των ενδιάμεσων δεδομένων, κατά την διάρκεια των σταδίων επεξεργασίας των εικόνων, στον εντοπισμό μεταβολών, στους δείκτες υφής δορυφορικών εικόνων, στους δείκτες πολυφασματικών δορυφορικών εικόνων, στην διαεποχιακή ανάλυση δορυφορικών δεδομένων, και στα απλά πολυφασματικά δεδομένα δορυφορικών εικόνων. Επιπλέον, εξετάστηκαν κι άλλα ζητήματα όπως η περιεχόμενη πληροφορία των αρχικών δορυφορικών εικόνων, μέσα από τον υπολογισμό της εντροπίας τους, και η επίδραση που έχει η ραδιομετρική ανάλυση μίας εικόνας στον χρόνο εκτέλεσης των ταξινομήσεων. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν αμφισβητούν σε πολλές περιπτώσεις την ανάγκη αποθήκευσης δεδομένων με υψηλή ραδιομετρική ανάλυση. Γενικά, όπως προέκυψε από τη μελέτη, μεγαλύτερη ραδιομετρική ανάλυση δεν επιφέρει απαραίτητα μεγαλύτερη ακρίβεια ταξινόμησης, αλλά μία ενδεχόμενη αύξηση ακρίβειας 1-8%. Επίσης, όσο μειώνεται η χωρική ανάλυση, μειώνεται και η επίδραση της ραδιομετρικής ανάλυσης στην ταξινόμση. Ένα ακόμα συμπέρασμα ήταν, πως η ακρίβεια των πολυφασματικών δεικτών και των δεικτών υφής δεν επηρεάζεται από τη ραδιομετρική ανάλυση των εικόνων από τις οποίες υπολογίστηκαν. Επιπλέον, όσον αφορά τους δείκτες, οι αλλαγές στη ραδιομετρία της εικόνας λόγω ενδιάμεσης επεξεργασίας είναι πιο σημαντικές από τη ραδιομετρική ανάλυση των αρχικών εικόνων, όμως όχι αρκετά σημαντικές για να δικαιολογούν την ανάγκη υψηλής ραδιομετρίας στις τελικές εικόνες. Επίσης, από την ανάλυση της εντροπίας φάνηκε πως, η διαφορά στην περιεχόμενη πληροφορία των αρχικών δεδομένων υψηλής ραδιομετρικής ανάλυσης και των αντίστοιχων υποβαθμισμένης ραδιομετρίας σε 8bits, είναι αμελητέα. Τέλος, η υψηλή ραδιομετρική ανάλυση φάνηκε να βελτιώνει σημαντικά τα αποτελέσματα για εντοπισμό μεταβολών.
description: This Thesis entitled “Impact of radiometric resolution on the accuracy of satellite image classification” was written according to the Geoinformatics postgraduate degree program of the School of Rural and Surveying Engineering, in the Faculty of Engineering, at the Aristotle University of Thessaloniki. Extensive studies have been conducted on the relevance and impact of spatial, spectral and temporal resolution of satellite data, but little attention has been paid to the impact of radiometric resolution. The potential benefits of higher radiometry of satellite data have only been partially examined in literature. This study focuses on the impact of radiometric resolution, which is not considered as a secondary issue, as in the majority of studies, but as a primary issue, and it explores new elements that have not yet been investigated. The impact of radiometric resolution in satellite images was examined through classification accuracy in: a) spatial resolution changes, b) radiometric resolution changes of intermediate data, during the processing stages, c) change detection, d) texture metrics, e) multispectral indices, f) multiseasonal analysis, and g) multispectral images. In addition, other issues were examined, such as information content in original satellite images, through entropy calculation, and finally, the impact of radiometric resolution of an image on classification time. The resulting conclusions question in many cases the need for data storage in high radiometric resolution. Generally, as has been demonstrated in the study, higher radiometric resolution does not necessarily imply greater classification accuracy, but a possible increase in accuracy of 1-8%. Also, as spatial resolution decreases, the effect of the radiometric resolution on image classification is also reduced. A further conclusion was that the accuracy of multispectral indices and texture metrics is not affected by the radiometric resolution of the images from which they were calculated. As for multispectral indices more specifically, changes in image radiometry due to intermediate processing are more important than the radiometric resolution of the original images, but not significant enough to justify the need for high radiometry. In addition, the entropy analysis showed that the difference in information content in the original images and the corresponding images degraded to 8bits, is negligible. Finally, high radiometric resolution seemed to significantly improve change detection results.