DESENVOLVIMENTO DE CLASSIFICADORES DE MÁXIMA VEROSSIMILHANÇA E ICM PARA IMAGENS SAR

Dissertação de Mestrado - Pedro Ronalt Vieira


    Dissertação de Mestrado em Sensoriamento Remoto, orientada pela Dra. Corina da Costa Freitas Yanasse
    e pelo Dr. Alejandro César Frery Orgambide, aprovada em 30 de agosto de 1996.

Resumo

    Este trabalho tem como objetivo implementar, testar
    e aplicar um classificador de Máxima Verossimilhança Pontual
    (Maxver) e um classificador contextual Markoviano amigável, que
    utilizam as distribuições mais apropriadas para dados de radares
    de abertura sintética (SAR). São apresentadas as principais
    distribuições para os dados SAR e como várias dessas
    distribuições surgem através do modelo multiplicativo. Para
    atingir o objetivo proposto e possibilitar aplicações futuras da
    metodologia desenvolvida, as implementações foram efetuadas na
    forma de um Sistema Integrado para Processamento, Classificação
    e Análise de Dados SAR, com uma estrutura que permite a
    incorporação de outros modelos e técnicas. O sistema
    desenvolvido baseia-se nas propriedades estatísticas dos dados
    e, além das funções básicas necessárias para a classificação,
    possibilita a determinação de estatísticas básicas das
    radiometrias das classes, a realização do teste Qui-quadrado de
    aderência para a escolha das distribuições que mais se ajustam a
    essas radiometrias, a classificação propriamente dita e a
    avaliação dos resultados com o coeficiente de concordância Kappa
    para matrizes de confusão. O classificador contextual
    implementado é o algoritmo das Modas Condicionais Iterativas
    (ICM), cuja formulação para estimação do parâmetro foi
    desenvolvida para as vizinhanças de oito e doze coordenadas.
    Testes foram realizados na discriminação de três classes em
    imagens SAR-580 e JERS-1 com diferentes números de visadas. A
    análise dos resultados indica que o uso das distribuições que
    mais se ajustam às classes leva a classificações de qualidade
    superior, quando comparadas às obtidas com uso do método
    clássico, que utiliza a distribuição Gaussiana para os dados.
    Outra conclusão importante é que o algoritmo ICM apresenta, sob
    qualquer hipótese para as radiometrias, resultados sempre
    superiores aos obtidos com a classificação Maxver. As
    classificações obtidas pelo primeiro são, em média, mais de duas
    vezes melhores do que as obtidas pelo método pontual quando
    comparadas através da estatística Kappa. O uso do algoritmo ICM
    permite, portanto, obter bons resultados na discriminação de
    classes como floresta primária, regeneração e desmatamento em
    áreas de floresta tropical, como é o caso das imagens JERS-1
    utilizadas. O sistema desenvolvido possui também algumas
    operações auxiliares à tarefa de classificação de imagens em
    geral (modificação e edição da tabela de cores, equalização do
    histograma, gerenciamento de amostras, de correlação de
    observações, operações aritméticas, etc.) e de imagens SAR em
    particular (filtros redutores de “speckle”, estimação do número
    equivalente de visadas, seleção do tipo de imagem e de
    modelagem, etc.).

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