Distinction of lakes and rivers on satellite images using mathematical morphology

• Autorzy: Kupidura P.

Warianty tytułu

PL

Rozróżnienie rzek i jezior na zdjęciach satelitarnych, przy użyciu morfologii matematycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper concerns the application of mathematical morphology for object-oriented classification of satellite images. The example of distinguishing different bodies of water using the author-made algorithm will be presented. Different types of water bodies like lakes and rivers are easy to differentiate when visually interpreted. However, it is much more difficult to differentiate using a traditional, pixel-based classification process. Mathematical morphology operations, which take into account such import ant features of objects like shape and size, allow these two types of water bodies to be distinguished in object classification. The proposed algorithm allows one practically error-free classification. The results show, that mathematical morphology is a potent tool for object-oriented classification.

PL

Artykuł dotyczy zastosowania morfologii matematycznej do obiektowej klasyfikacji treści zdjęć satelitarnych. Działanie wybranych operacji morfologicznych przedstawione jest na przykładzie autorskiego algorytmu, którego celem jest rozróżnienie różnych typów zbiorników wód powierzchniowych, takich jak jeziora i rzeki. Ponieważ takie rozróżnienie wymaga wzięcia pod uwagę takich cech obiektów, jak rozmiar, długość, czy szerokość, kształt, tradycyjna klasyfikacja pikselowa, oparta na wartościach pikseli, jest nieskuteczna. Operacje morfologii matematycznej, ze swojej natury kontekstualne, pozwalają uwzględnić wspomniane wcześniej cechy, co z kolei umożliwia odróżnienie obiektów na podstawie ich kształtu. Klasyfikacja dokonana przy użyciu autorskiego algorytmu na zdjęciach satelitarnych przedstawiających różnego rodzaju obszary testowe, została porównana z wynikami fotointerpretacji zdjęcia, uznanej za bezbłędną. Porównanie wskazuje na dużą skuteczność prezentowanego algorytmu, a jednocześnie, na duży potencjał operacji morfologicznych w zakresie obiektowej klasyfikacji zdjęć lotniczych i satelitarnych.

Słowa kluczowe

EN

mathematical morphology; remote sensing; classification; contextual classification

PL

morfologia matematyczna; teledetekcja; klasyfikacja; klasyfikacja kontekstualna

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 62, nr 3
• Strony: 57--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il.

Twórcy

autor

Kupidura P.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Geodesy and Cartography

Bibliografia

• [1] J. Angulo, G. Flandrin, Automated detection of working area of peripheral blood smears using mathematical morphology, Analytical Cellural Pathology, 25, 2003, 37-49.
• [2] A. L. B. Candeias, Aplicacao da Morfologia Matematica a Analise de Imagens de Sensoriamento Remoto, PhD thesis, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 1997.
• [3] J. Carletta, Assessing agreement on classification tasks: The kappa statistic, Computational Linguistics, 22(2), 1996, 249-254.
• [4] F. Cheng, A. N. Venetsanopoulos, An Adaptive Morphological Filter for Image Processing, IEEE Transactions on Image Processing, 1(4), 1992, 533-539.
• [5] R. M. Haralick, S. R. Sternberg, X. Zhuang, Image Analysis using Mathematical Morphology, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 9(4), 1987, 532-550.
• [6] B. K. Jang, R. Chin, Analysis of thinning algorithms using mathematical morphology, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 12(6), 1990, 541-551.
• [7] L. Ji, J. Piper, Fast homotopy - preserving skeletons using mathematical morphology, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 14(6), 1992, 653-664.
• [8] P. Kupidura, Zastosowanie wybranych operacji morfologii matematycznej do wydzielania klas pokrycia terenu na zdjęciach satelitarnych, PhD thesis, Warsaw University of Technology, 2006.
• [9] P. Kupidura, P. Koza, J. Marciniak, Morfologia matematyczna w teledetekcji, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warsaw, 2010.
• [10] C. Lantuejoul, La squelettisation et son application aux mesures topologiques de mosaiques polycristallines, PhD thesis, Ecole des Mines de Paris, 1978.
• [11] M. Nieniewski, Morfologia matematyczna w przetwarzaniu obrazów, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ, Warsaw, 1998.
• [12] M. Nieniewski, Segmentacja obrazów cyfrowych. Metody segmentacji wododziałowej, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warsaw, 2005.
• [13] J. Serra, L’analyse des textures par la geometrie aleatoire, Comptes-Rendus du Comité Scientifique de l’IRSID , 2 Nov, 7p, 1965.
• [14] J. Serra, Image Analysis and Mathematical Morphology, Academic Press, vol. 1, London, 1982.
• [15] J. Serra (ed.), Image Analysis and Mathematical Morphology, vol. 2: Theoretical Advances, Academic Press, London, 1998.
• [16] S. R. Sternberg, Grayscale Morphology, Computer Vision Graphics and Image Processing, 35(3), 1986, 333-355.