Uzaktan algılamalı görüntülerin bant çıkarımı ve matematiksel biçim bilim ön işlemleri kullanılarak sınıflandırılması

Abstract

Hiperspektral görüntüler, uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak elde edilen ve geniş bir bant aralığından alınan yüzlerce imgeyi içerir. Bu imgeler kullanılarak, görüntüyü oluşturan her bir piksel için dalga boyuna bağlı olarak kesikli olmayan bir spektrum bilgisi oluşur. Bu spektrumlardan yararlanarak, sınıflandırma için gerekli olan bilgilerde artış sağlanmaktadır. Bu da sınıflandırma aşamasında, başarımı daha yüksek sonuçlar elde edilmesini olanaklı kılar.Hiperspektral görüntülerin, çok fazla tekrar eden bilgi içermesi nedeniyle son zamanlarda birçok uygulamada özellik çıkarımı yöntemleri kullanılarak bant azaltma yapılmaktadır. Bu yöntemlerin içinden, Temel Bileşen Analizi (TBA), bu çalışmada sınıflandırma öncesi kullanılan önişlemlerin ilk adımını oluşturmaktadır.Matematiksel biçimbilim işlemeleri ise TBA sonucunda elde edilen bantlardaki uzamsal verilerin ortaya çıkarılması amacıyla kullanılmaktadır. Temel işlemlerden olan açma ve kapama işlemleri, pikseller arası komşuluk ilişkilerini arttırarak sınıflandırma öncesindeki ikinci adımı oluştururlar.Bu çalışmada, Destek Vektör Makineleri (DVM) ve İlgililik Vektör Makineleri (İVM), sınıflandırma yöntemleri kullanılmaktadır. Daha önceki çalışmalarda bahsedilen DVM ile sınıflandırma başarımının arttırılması ve İVM ile bir karşılaştırması gözlemlenmiştir. DVM ve İVM sınıflandırma performansını artırmak ve sınıflandırma hesapsal yükünü azaltmak üzere, sınıflandırma öncesi hiperspektral görüntülere Temel Bileşen Analizi (TBA) ve biçimbilimsel yöntemler uygulanması önerilmiştir. Ön işlem olarak TBA ile bant sayısı azaltılmakta, biçimbilimsel işlemler ise veri kümelerinin sahip olduğu spektral özellikteki bilgilerin yanısıra, uzamsal özelliğe sahip bilgilerin ortaya çıkması olanaklı kılınmaktadır. TBA sonucu kullanılan her bir banta, biçimbilimsel işlemler uygulanarak, elde edilen bantlar İVM ile sınıflandırmaya sokulmaktadır. Önerilen yöntem, ön-işlem uygulanarak elde edilen düşük bant miktarında İVM sınıflandırmanın, doğrudan İVM ile karşılaştırıldığında daha iyi sonuçlar verdiğini göstermektedir.