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

Eleandro S Cruz,Daniel F Carvalho,Leonardo D B Silva,Francisco A C Pinto,Carlos A A Varella,Wanderley J Souza

doi:10.1590/s0100-69162008000200004

Eleandro S Cruz, Daniel F Carvalho + Show 4 more

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https://doi.org/10.1590/s0100-69162008000200004

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Abstract

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.

Highlights

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
Kappa coefficient values obtained in the image classification with and without shading used in the SIARCS and SEROBIN computer programs
Ainda analisando os dados apresentados na Tabela 2, fica evidente a robustez de ambos os classificadores para separar os atributos planta e solo em imagens digitais, em diferentes tipos de coberturas e condições de sombreamento

Summary

MATERIAL E MÉTODOS

A avaliação dos classificadores citados foi realizada a partir de dados obtidos em experimento com parcelas experimentais de perda de solo, conduzido no campo experimental da Embrapa Agrobiologia, localizado no Município de Seropédica - RJ, sobre um solo classificado como Argissolo Vermelho-Amarelo (EMBRAPA, 1999). Foram definidas áreas de referência nos terços superior, médio e inferior de cada uma, garantindo assim, que, durante o ciclo de crescimento das plantas, as imagens fossem adquiridas sempre no mesmo local. Para fins de avaliação das classificações realizadas, foram amostrados dez pontos representativos do atributo planta e dez pontos do atributo solo, em todas as fotografias obtidas em campo. De posse das amostras para avaliação e dos resultados da classificação, foi montada a matriz de erros ou de confusão (CONGALTON, 1991). A avaliação da classificação das imagens foi também realizada utilizando o coeficiente Kappa ( K ), conforme eq(1), proposta por HUDSON & RAMM (1987). Também para fins de comparação, foram realizadas análises para grupos de imagens com e sem sombreamento

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Findings

SIARCS SEROBIN