Comparação de classificadores de imagens digitais na determinação da cobertura do solo

Abstract

RESUMO:Com o objetivo de comparar dois classificadores de imagens para a estimativa da cobertura vegetal do solo, foram avaliadas as coberturas proporcionadas pela semeadura de leguminosas e de gramíneas, sob diferentes espaçamentos, preparo do solo e condições de céu com e sem nuvens. O experimento foi conduzido em quatro parcelas experimentais de perda de solo, com 22 m x 3,5 m, instaladas em um Argissolo Vermelho-Amarelo. Os tratamentos consistiram: a) mucuna-cinza (Mucuna pruriens) em nível; b) crotalária (Crotalaria juncea) em sulcos dispostos em nível; c) milho (Zea mays L.) em sulcos dispostos em nível, e d) milho semeado no sentido do declive. Foram tomadas fotografias das parcelas dos 15 aos 85 dias após a semeadura para posterior análise, utilizando o Sistema Integrado para Análise de Raízes e Cobertura do Solo (SIARCS) e um algoritmo baseado na emissividade das bandas do verde e do vermelho (SEROBIN). A maior cobertura do solo foi obtida na parcela cultivada com crotálaria (85,8%), a qual também foi alcançada em menor tempo (56 dias após semeadura). Por outro lado, as menores coberturas foram proporcionadas pelos tratamentos milho em nível e milho morro abaixo (38,6 e 35,2%, respectivamente). As exatidões globais foram de 0,96 e 0,92, para as classificações realizadas com os programas SIARCS e SEROBIN, respectivamente, não havendo, no entanto, diferença estatística entre os dois classificadores utilizados, de acordo com o teste Z aplicado, a 5% de probabilidade. PALAVRAS-CHAVE:erosão do solo, plantas de cobertura, manejo do solo, processamento de imagens. COMPARISON OF DIGITAL IMAGE CLASSIFIERS FOR SOIL COVER DETERMINATIONABSTRACT: In order to compare two image classifiers for soil cover estimation under both clear sky conditions and sky with clouds, it was evaluated the soil cover by grass and bean crops cultivated in different densities and tillage systems. The experiment was conducted in four soil loss experimental plots of 22.0 m by 3.5 m, in a Red-yellow argil soil. The four treatments consisted of sowing the velvet bean (Mucuna pruriens), sun hemp (Crotalaria juncea) and corn (Zea mays L.), all three following the contour lines, and corn following the slope line. The plot images were acquired from 15 to 85 days after sowing. The soil cover was estimated by off-shelf software (SIARCS) and a proposed algorithm based on green and red bad reflectance (SEROBIN). The highest soil cover was obtained in the sun hemp plot (85.8%), which was also obtained sooner (56 days after sowing). On the other hand, the lowest soil covers were obtained in both corn plots, following the contour lines and the slope line (38.6 and 35.2%, respectively). The overall classification accuracies were 0.96 for SIARCS and 0.92 for SEROBIN. There was no statistical difference between the classifiers using the Z test at the 5% significance level.

ANÁLISE COMPARATIVA DE TÉCNICAS DE ESTIMATIVA DE FRAÇÃO DE COBERTURA VEGETAL POR Urochloa ruziziensis E Urochloa spp.

“…O menor valor obtido na estimativa por imagem fotográfica pode estar relacionado à frutificação diferenciada das espécies presentes, uma vez que a técnica de análise digital tende a subestimar a fração de cobertura em plantas com paní-culas maduras, pois os órgãos das plantas se tornam mais claros (refletivos), o que dificulta a análise das imagens em lote. Para Cruz et al (2008), os programas computacionais utilizados no processamento de imagens fotográficas são adequados para separar solo de planta, independentemente do tipo de planta usada como cobertura do solo.…”

“…A técnica adotada deve ser definida de acordo com a finalidade da pesquisa e o grau de exatidão requerido (Cruz et al, 2008). Segundo estes autores, entre as técnicas de medida da fração de cobertura do solo, podem-se citar as estimativas baseadas em inspeções visuais, as quais apresentam a vantagem de serem práticas e de baixo custo.…”

Erosão hídrica em diferentes sistemas de cultivo e níveis de cobertura do solo

“…A aquisição das imagens ocorreu no período do dia entre 11 e 12 h, à altura de 1,50 m em relação à superfície do solo, com foco na área de 0,70 m 2 e zoom de 1.4x. A estimativa da cobertura do solo, denominada índice de cobertura vegetal (ICV), foi realizada por meio do algoritmo Serobin, implementado no programa computacional Matlab (Cruz et al, 2008). Para a utilização do algoritmo, as imagens foram recortadas e, em seguida, identificaram-se 10 pontos representativos do atributo planta e 10 pontos do atributo solo, em uma imagem-base para cada tratamento, que foi utilizada para a classificação das demais imagens.…”

Methods of performance evaluation for the supervised classification of satellite imagery in determining land cover classes

“…Visual interpretation has largely the same characteristics as traditional photo interpretation (aerial photographs), while digital classification involves the use of classifier algorithms, statistical equations implemented in specific programs designed to minimize interpretation errors (Cruz, 2008).…”