A technique on atmospheric correction algorithm to the multi-band reflectance of Landsat TM imagery has been developed using an atmospheric radiation transfer model for eliminating the atmospheric and surface diffusion effects. Despite the fact that the technique of satellite image processing has been continually developed, there is still a difference between the radiance value registered by satellite borne detector and the true value registered at the ground surface. Such difference is caused by atmospheric attenuations of radiance energy transfer process which is mostly associated with the presence of aerosol particles in atmospheric suspension and surface irradiance characteristics. The atmospheric reflectance depend on atmospheric optical depth and aerosol concentration, and closely related to geographical and environmental surface characteristics. Therefore, when the effects of surface diffuse and aerosol reflectance are eliminated from the satellite image, it is actually corrected from atmospheric optical conditions. The objective of this study is to develop an algorithm for making atmospheric correction in satellite image. The study is processed with the correction function which is developed for eliminating the effects of atmospheric path scattering and surface adjacent pixel spectral reflectance within an atmospheric radiation model. The diffused radiance of adjacent pixel in the image obtained from accounting the average reflectance in the $7{\times}7$ neighbourhood pixels and using the land cover classification. The atmospheric correction functions are provided by a radiation transfer model of LOWTRAN 7 based on the actual atmospheric soundings over the Korean atmospheric complexity. The model produce the upward radiances of satellite spectral image for a given surface reflectance and aerosol optical thickness.
Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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v.19
no.2
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pp.98-106
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2016
Remote sensing is an efficient technology for observing and monitoring the land surfaces inaccessible to humans. This research proposes a methodology for improving the accuracy of the land cover classification using the Landsat-8 operational land imager(OLI) image. The proposed methodology consists of the following steps. First, the normalized difference vegetation index(NDVI) and normalized difference water index(NDWI) images are generated from the given Landsat-8 OLI image. Then, a new image is generated by adding both NDVI and NDWI images to the original Landsat-8 OLI image using the layer-stacking method. Finally, the maximum likelihood classification(MLC), and support vector machine(SVM) methods are separately applied to the original Landsat-8 OLI image and new image to identify the five classes namely water, forest, cropland, bare soil, and artificial structure. The comparison of the results shows that the utilization of the layer-stacking method improves the accuracy of the land cover classification by 8% for the MLC method and by 1.6% for the SVM method. This research proposes a methodology for improving the accuracy of the land cover classification by using the layer-stacking method.
In this study, land-cover classification was implemented using features extracted from multi-temporal SAR data through 3D wavelet transform and the applicability of the 3D wavelet transform as a feature extraction approach was evaluated. The feature extraction stage based on 3D wavelet transform was first carried out before the classification and the extracted features were used as input for land-cover classification. For a comparison purpose, original image data without the feature extraction stage and Principal Component Analysis (PCA) based features were also classified. Multi-temporal Radarsat-1 data acquired at Dangjin, Korea was used for this experiment and five land-cover classes including paddy fields, dry fields, forest, water, and built up areas were considered for classification. According to the discrimination capability analysis, the characteristics of dry field and forest were similar, so it was very difficult to distinguish these two classes. When using wavelet-based features, classification accuracy was generally improved except built-up class. Especially the improvement of accuracy for dry field and forest classes was achieved. This improvement may be attributed to the wavelet transform procedure decomposing multi-temporal data not only temporally but also spatially. This experiment result shows that 3D wavelet transform would be an effective tool for feature extraction from multi-temporal data although this procedure should be tested to other sensors or other areas through extensive experiments.
This study aims to produce land-cover maps of Korean peninsula using multi-temporal MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) imagery. To solve the low spatial resolution of MODIS data and enhance classification accuracy, Linear Spectral Mixture Analysis (LSMA) was employed. LSMA allowed to determine the fraction of each surface type in a pixel and develop vegetation, soil and water fraction images. To eliminate clouds, MVC (Maximum Value Composite) was utilized for vegetation fraction and MinVC (Minimum Value Composite) for soil fraction image respectively. With these images, using ISODATA unsupervised classifier, southern part of Korean peninsula was classified to low and mid level land-cover classes. The results showed that vegetation and soil fraction images reflected phenological characteristics of Korean peninsula. Paddy fields and forest could be easily detected in spring and summer data of the entire peninsula and arable land in North Korea. Secondly, in low level land-cover classification, overall accuracy was 79.94% and Kappa value was 0.70. Classification accuracy of forest (88.12%) and paddy field (85.45%) was higher than that of barren land (60.71%) and grassland (57.14%). In midlevel classification, forest class was sub-divided into deciduous and conifers and field class was sub-divided into paddy and field classes. In mid level, overall accuracy was 82.02% and Kappa value was 0.6986. Classification accuracy of deciduous (86.96%) and paddy (85.38%) were higher than that of conifers (62.50%) and field (77.08%).
Satellite images have been used to obtain land cover information that is one of important factors for hydrological analysis over a large area. In urban area, more detailed land cover data are often required for hydrological analysis because of the relatively complex land cover types. The number of land cover classes that can be classified with traditional multispectral data is usually less than the ones required by most hydrological uses. In this study, we present the capabilities of hyperspectral data (Hyperion) for the classification of hydrological land cover types in urban area. To obtain 17 classes of urban land cover defined by the USDA SCS, spectral mixture analysis was applied using eight endmembers representing both impervious and pervious surfaces. Fractional values from the spectral mixture analysis were then reclassified into 17 cover types according to the ratio of impervious and pervious materials. The classification accuracy was then assessed by aerial photo interpretation over 10 sample plots.
This paper introduces a novel approach for automated mapping of a map feature that is vinyl green house in high spatial resolution imagery Some map features have their unique spatial patterns. These patterns are normally detected in high spatial resolution remotely sensed data by human recognition system. When spatial patterns can be applied to map feature identification, it will improve image classification accuracy and will be contributed a lot to feature identification. In this study, an automated feature identification approach using spatial aucorrelation is developed, specifically for the vinyl green house that has distinctive spatial pattern in its array. The algorithm aimed to develop the method without any human intervention such as digitizing. The method can investigate the characteristics of repeated spatial pattern of vinyl green house. The repeated spatial pattern comes from the orderly array of vinyl green house. For this, object-based approaches are essential because the pattern is recognized when the shapes that are consists of the groups of pixels are involved. The experimental result shows very effective vinyl house extraction. The targeted three vinyl green houses were exactly identified in the IKONOS image for a part of Jeju area.
Compact Advanced Satellite 500 (CAS500) can be used for various purposes, including vegetation, forestry, and agriculture fields. It is expected that it will be possible to acquire satellite images of various areas quickly. In order to use satellite images acquired through CAS500 in the agricultural field, it is necessary to develop a satellite image-based extraction technique for crop-cultivated areas.In particular, as research in the field of deep learning has become active in recent years, research on developing a deep learning model for extracting crop cultivation areas and generating training data is necessary. This manuscript classified the onion and garlic cultivation areas in Hapcheon-gun using PlanetScope satellite images and farm maps. In particular, for effective model learning, the model performance was analyzed according to the proportion of crop-cultivated areas. For the deep learning model used in the experiment, Fully Convolutional Densely Connected Convolutional Network (FC-DenseNet) was reconstructed to fit the purpose of crop cultivation area classification and utilized. As a result of the experiment, the ratio of crop cultivation areas in the training data affected the performance of the deep learning model.
Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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v.5
no.2
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pp.16-24
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2002
Classification of the land cover characteristics is a major application of remote sensing. The goal of this study is to propose an optimal classification process for electro-optical camera(EOC) of Korea Multi-Purpose Satellite(KOMPSAT). The study was carried out on Landsat TM, high spectral resolution image and KOMPSAT EOC, high spatial resolution image of Miho river basin, Korea. The study was conducted in two stages: one was image fusion of TM and EOC to gain high spectral and spatial resolution image, the other was land cover classification on fused image. Four fusion techniques were applied and compared for its topographic interpretation such as IHS, HPF, CN and wavelet transform. The fused images were classified by radial basis function neural network(RBF-NN) and artificial neural network(ANN) classification model. The proposed RBF-NN was validated for the study area and the optimal model structure and parameter were respectively identified for different input band combinations. The results of the study propose an optimal classification process of KOMPSAT EOC to improve the thematic mapping and extraction of environmental information.
Images from satellites will have 1 to 3 meter ground resolution and will be very useful for analyzing current status of earth surface. An image processing system named GeoWatch with more intelligent image processing algorithms has been designed and implemented to support the detailed analysis of the land surface using high-resolution satellite imagery. The GeoWatch is a valuable tool for satellite image processing such as digitizing, geometric correction using ground control points, interactive enhancement, various transforms, arithmetic operations, calculating vegetation indices. It can be used for investigating various facts such as the change detection, land cover classification, capacity estimation of the industrial complex, urban information extraction, etc. using more intelligent analysis method with a variety of visual techniques. The strong points of this system are flexible algorithm-save-method for efficient handling of large size images (e.g. full scenes), automatic menu generation and powerful visual programming environment. Most of the existing image processing systems use general graphic user interfaces. In this paper we adopted visual program language for remotely sensed image processing for its powerful programmability and ease of use. This system is an integrated raster/vector analysis system and equipped with many useful functions such as vector overlay, flight simulation, 3D display, and object modeling techniques, etc. In addition to the modules for image and digital signal processing, the system provides many other utilities such as a toolbox and an interactive image editor. This paper also presents several cases of image analysis methods with AI (Artificial Intelligent) technique and design concept for visual programming environment.
In the middle-resolution remote sensing, the Ground Sampled Distance (GSD) that the detector senses and samples is generally larger than the actual size of the objects (or materials) of interest, and so several objects are embedded in a single pixel. In this case, as it is impossible to detect these objects by the conventional spatial-based image processing techniques, it has to be carried out at sub-pixel level through spectral properties. In this paper, we explain the sub-pixel analysis algorithm, also known as the Linear Spectral Mixing (LSM) model, which has been experimented using the Hyperion data. To find Endmembers used as the prior knowledge for LSM model, we applied the concept of the convex geometry on the two-dimensional scatter plot. The Atmospheric Correction and Minimum Noise Fraction techniques are presented for the pre-processing of Hyperion data. As LSM model is the simplest approach in sub-pixel analysis, the results of our experiment is not good. But we intend to say that the sub-pixel analysis shows much more information in comparison with the image classification.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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