Journals / Bartın Orman Fakültesi Dergisi / 2021 / Cilt: 23 - Sayı: 1

Comparison of Different Classification Approaches for Land Cover Classification using Multispectral and Fusion Satellite Data: A Case Study in Ören Forest Planning Unit

Multispektral ve Birleştirilmiş Uydu Görüntüleri Kullanılarak Arazi Örtüsü Sınıflandırılmasında Farklı Sınıflandırma Yaklaşımlarının Karşılaştırılması: Ören Orman İşletme Şefliği Örneği

Pages
306–322
Publication Date
2021-04-15
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The results obtained from classification methods were evaluated based on overall accuracies (OA) and kappa coefficients (KC).

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, the success of different satellite images and classification approaches in land cover (LC) classification were compared.
📊
Key Findings & Data:A total of six satellite images, including two passive (Landsat 8 OLI (L8) and Sentinel-2 (S2)) satellite images and four fused satellite images from active (Sentinel-1(S1)-VH and VV polarization) and passive satellite images (L8-S1-VH, L8-S1-VV, S2-S1-VH and S2-S1-VV) were used in the classification in the study.
💡
Conclusion & Impact:The results obtained from classification methods were evaluated based on overall accuracies (OA) and kappa coefficients (KC).
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Land cover classes · maximum likelihood classification · support vector machine

Abstract

In this study, the success of different satellite images and classification approaches in land cover (LC) classification were compared. A total of six satellite images, including two passive (Landsat 8 OLI (L8) and Sentinel-2 (S2)) satellite images and four fused satellite images from active (Sentinel-1(S1)-VH and VV polarization) and passive satellite images (L8-S1-VH, L8-S1-VV, S2-S1-VH and S2-S1-VV) were used in the classification in the study. For this purpose, L8, S2, L8-S1-VH, L8-S1-VV, S2-S1-VH and S2-S1-VV satellite images were classified according to three ((Maximum Likelihood Classification (MLC), Support Vector Machine (SVM) and Artificial Neural Networks (ANN)) different image classification approaches using the forest cover types map as gorund data. The results obtained from classification methods were evaluated based on overall accuracies (OA) and kappa coefficients (KC). When the classification successes obtained from the three classification methods are evaluated, it was observed that the KC ranged from 0.66 to 0.95 and the OA ranged from 76.82% to 96.67. The results indicated that the highest OA was displayed by MLC (ranged 85.33% to 96.67%), closely followed by SVM (ranged 80.11% to 91.93%), and finally ANN (ranged 76.82% to 89.92%). In addition, a comparison of classification performance using three utilized classification algorithms was performed. The S1-VH; S1-VV and, S2 and L8 fused images classified with an MLC algorithm produce the most accurate LC map, indicating an OA of 92.00%, 94.00%, 96.67%, 93.33% and a KC of 0.90, 0.93, 0.95, 0.92 for S2 and L8, respectively. Thus, it can be concluded that fused of satellite images improve the accuracies of LC classification.

Özet

Bu çalışmada, arazi örtüsünün sınıflandırılmasında farklı uydu görüntüleri ve sınıflandırma yaklaşımlarının başarıları karşılaştırılmıştır. Çalışmada iki pasif (Landsat 8 OLI (L8) ve Sentinel-2 (S2)) uydu görüntüsü ile birlikte aktif (Sentinel-1 (S1)-VH ve VV polarizasyonlu) ve pasif uydu görüntülerinin birleştirilmesiyle elde edilmiş (L8-S1-VH, L8-S1-VV, S2-S1-VH ve S2-S1-VV) dört uydu görüntüsü olmak üzere toplam altı uydu görüntüsü sınıflandırmada kullanılmıştır. Bu amaçla, L8, S2, L8-S1-VH, L8-S1-VV, S2-S1-VH ve S2-S1-VV uydu görüntüleri yersel veri olarak meşcere tipleri haritası kullanılarak üç farklı görüntü sınıflandırma ((maksimum olasılık sınıflandırması (MOS), Destek Vektör Makineleri (DVM) ve Yapay Sinir Ağları (YSA)) yaklaşımına göre sınıflandrılmıştır.Üç sınıflandırma metodundan elde edilen sınıflandırma başarıları değerlendirildiğinde, Kappa Katsayı (KK)’nın 0,66 ile 0,95, Genel Doğruluğun (GD) ise %76,82 ile 96,67 arasında değiştiği görülmüştür. En yüksek GD'nın MOS ile (%85,33 ile %96,67 arasında), sonra DVM (%80,11 ile %91,93 arasında) ve son olarak YSA (%76,82 ile %89,92 arasında) olduğunu görülmüştür. Bununla birlikte, kullanılan üç sınıflandırma yaklaşımının başarıları karşılaştırılmıştır. Birleştirilmiş S2-S1-VH, S2-S1-VV, L8-S1-VH ve L8-S1-VV uydu görüntüleri ile MOS sınıflandırma yaklaşımında sırasıyla en iyi GD (92.00%, 94.00%, 96.67%, 93.33) ve KK (0.90, 0.93, 0.95, 0.92) değerleri sırasıyla elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, birleştirilmiş uydu görüntülerinin kullanılması arazi örtüsü sınıflandırmasının başarısını artırdığı görülmüştür.

🔖

Cite This Article

GÜNLÜ, A. (2021). Comparison of Different Classification Approaches for Land Cover Classification using Multispectral and Fusion Satellite Data: A Case Study in Ören Forest Planning Unit. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, Cilt: 23 - Sayı: 1, 306–322. https://ajindex.com/articles/131227

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. Abdikan, S. (2018). Exploring image fusion of ALOS/PALSAR data and Landsat data to differentiate forest area. Geocarto International, 33(1), 21-37
  2. Anonymous (2018). Ankara Regional Directorate of Forestry, Eskipazar Forest Managemet Enterprise, Ören Forest managemet planning unit ecosystem based multiple use forest management planning. P:247
  3. Bagan, H., Kinoshita, T., Yamagata, Y. (2012). Combination of AVNIR-2, PALSAR, and polarimetric parameters for land cover classification. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50(4), 1318–1328
  4. Ban, Y., Peng, G., Giri, C. (2015). Global land cover mapping using Earth observation satellite data: Recent progresses and challenges. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 10.1016/j.isprsjprs.2015.01.001
  5. Bulut, S., Günlü, A. (2016). Comparison of different supervised classification algorithms for land use classes. Kastamonu University, Journal of Forestry Faculty, 16 (2), 528-535
  6. Burkhard, B., Kroll, F., Nedkov, S., Müller, F. (2012). Mapping ecosystem service supply, demand and budgets. Ecol. Indic. 21, 17–29
  7. Büyüksalih, İ. (2016). Landsat images classification and change analysis of land cover/use in Istanbul. International Journal of Environment and Geoinformatics, 3(2), 56-65
  8. Camargo, F.F., Sano, E.E., Almedia, M., Mura, J.C., Almedia, T. (2019). A Comparative assessment of machine-learning techniques for land use and land cover classification of the Brazilian Tropical Savanna using ALOS-2/PALSAR-2 polarimetric images. Remote Sensing, 11, 1600
  9. Clerici, N., Calderon, C.A.V., Posada, J.M. (2017). Fusion of Sentinel-1A and Sentinel-2A data for land cover mapping: a case study in the lower Magdalena region, Colombia. Journal of Maps, 13(2), 718–726
  10. Deus, D. (2016). Integration of ALOS PALSAR and Landsat data for land cover and forest mapping in Northern Tanzania. Land, 5, 43
  11. Dixon, B., Candade, N. (2008). Multispectral landuse classification using neural networks and support vector machines: one or the other, or both? International Journal of Remote Sensing, 29(4), 1185-1206
  12. Elatawneh, A., Kalaitzidis, C., Petropoulos, G.P., Schneider, T. (2014). Evaluation of diverse classification approaches for land use/cover mapping in a mediterranean region utilizing hyperion data. International Journal of Digital Earth, 7( 3),194–216
  13. Erasmi, S., Twele, A. (2009). Regional land over mapping in the humid tropics using combined optical and SAR satellite data –