Clasificacion digital de imagenes satelitales

CLASIFICACIÓN DIGITAL DE IMÁGENES POR SATÉLITE

3º ITT.SE Sistemas de Telemedida Álvaro Yébenes Gómez Álvaro Giner Sotos

ÍNDICE:
1. Introducción teórica a la clasificación digital.
1.1 – Fase de Entrenamiento.
1.1.1 1.1.2 – Método supervisado. – Método no supervisado.

1.2 – Fase de Asignación.
1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 – Clasificador de mínima distancia. – Clasificador deparalelepípedos. – Clasificador de máxima probabilidad. – Otros criterios de clasificación.

2. Realización de la práctica.
2.1 – Introducción. 2.2 – Fase de entrenamiento: Programa STAD.EXE 2.3 – Fase de clasificación: algoritmo de mínima distancia. 2.4 – Conclusiones.

Foto portada: satélite QuickSCAT de la NASA Fuente: http://www.allmetsat.com/es/

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1.- INTRODUCCIÓN TEÓRICA A LA CLASIFICACIÓNDIGITAL
La clasificación de una imagen digital consiste en categorizar una imagen multibanda. Se pasa de tener unos ND continuos medidos por los sensores a una escala nominal o categórica de manera que cada píxel pertenece a una categoría definida previamente. El ND de un píxel clasificado es, en definitiva, el identificador de la clase o categoría en la que se haya incluido. Estas clases puedendescribir distintos tipos de cubiertas (variable nominal o categórica) o bien intervalos de una misma categoría de interés (variable ordinal). Un ejemplo del primer tipo sería una clasificación de distintos tipos de cubierta vegetal, en cambio uno del segundo tipo sería un intento de clasificar distintos niveles de daño producidos por un incendio. Los primeros intentos de clasificación digital sebasaban exclusivamente en los ND de la imagen que son una traducción digital de un flujo energético recibido por un sensor para una determinada banda del espectro. Este tipo de clasificación tiene como inconveniente que no siempre permite separar cubiertas, ya que pueden existir distintas categorías temáticas que tengan un comportamiento espectral similar. En estos casos es conveniente. Laclasificación digital de imágenes es , en cierta medida , parecida a la fotointerpretación. En este método, se identifica el patrón visual asociado a cada cubierta (categoría) de acuerdo a una serie de parámetros como son el tono, la textura, la forma, el contexto, la disposición, etc. y después se identifican sobre las fotografías las superficies correspondientes a estas categorías, mediante su semejanzacon el patrón-tipo previamente identificado. Por último es necesaria una verificación de los resultados. En las técnicas digitales de clasificación de imágenes se dan estos mismos pasos. De esta forma se distingue entre las siguientes fases: 1. Definición digital de las categorías (fase de entrenamiento). 2. Agrupación de los píxeles de la imagen en una de las categorías previamente definidas (fasede asignación). 3. Comprobación y verificación de los resultados.

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1.1 – Fase de entrenamiento.
La clasificación digital comienza con la definición de las categorías que se pretenden distinguir en la imagen. Se trata de una clasificación basada en los valores numéricos. Por lo tanto se trata de obtener el rango de ND que identifica a cada categoría para todas las bandas que intervienenen la clasificación. Las distintas categorías no se definen solo por un ND sino por un conjunto de ND próximos entre sí. Existe una cierta dispersión en torno al ND medio de cada categoría. Por esto la fase de entrenamiento trata de definir con rigor cada una de las categorías que se pretenden distinguir teniendo en cuenta su dispersión en la zona de estudio. Esto se consigue seleccionando unamuestra de píxeles en la imagen que representen adecuadamente a cada categoría. A partir de estos se determina el ND medio de cada clase y el rango en el que varían, para todas las bandas que intervienen en la clasificación. Las estimaciones posteriores se basan sobre la muestra seleccionada por lo cual conviene seleccionarla adecuadamente ya que los resultados de la clasificación están mucho más...