Fechar

@PhDThesis{Korting:2012:ToInDa,
               author = "Korting, Thales Sehn",
                title = "GeoDMA: a toolbox integrating data mining with object-based and 
                         multi-temporal analysis of satellite remotely sensed imagery",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2012",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2012-08-20",
             keywords = "minera{\c{c}}{\~a}o de dados, processamento de imagens, 
                         sensoriamento remoto, sistemas computacionais, data mining, image 
                         processing, remote sensing, computer systems.",
             abstract = "O desenvolvimento de uma nova gera{\c{c}}{\~a}o de sensores nos 
                         {\'u}ltimos 20 anos consolidou as imagens de sensoriamento remoto 
                         como uma importante fonte de dados para estudos ambientais e 
                         fen{\^o}menos geogr{\'a}ficos em larga escala. {\'E} grande a 
                         variedade de resolu{\c{c}}{\~o}es (espacial, temporal e 
                         espectral) das imagens de sensoriamento remoto, desde 
                         pancrom{\'a}ticas at{\'e} imagens polarim{\'e}tricas. Apesar da 
                         grande experi{\^e}ncia em coleta, armazenamento e 
                         distribui{\c{c}}{\~a}o de imagens e da diversidade de 
                         ferramentas computacionais para processamento e an{\'a}lise, 
                         ainda {\'e} dif{\'{\i}}cil de se encontrar sistemas que 
                         apresentem um ambiente integrado para transformar imagens 
                         multi-temporais e de diversas resolu{\c{c}}{\~o}es em 
                         informa{\c{c}}{\~a}o {\'u}til. Tendo em vista este panorama, a 
                         contribui{\c{c}}{\~a}o desta tese {\'e} dupla. Em primeiro 
                         lugar, propomos e implementamos uma nova ferramenta, seguindo os 
                         padr{\~o}es de c{\'o}digo-fonte aberto (\textit{Free and Open 
                         Source Software - FOSS}) , para integrar m{\'e}todos de 
                         an{\'a}lise de imagens com t{\'e}cnicas de minera{\c{c}}{\~a}o 
                         de dados, visando produzir um ambiente computacional 
                         extens{\'{\i}}vel e focado no usu{\'a}rio, aplicado {\`a} 
                         extra{\c{c}}{\~a}o de informa{\c{c}}{\~o}es e {\`a} 
                         descoberta de conhecimento em grandes bases de dados 
                         geom{\'e}tricos. Esta ferramenta {\'e} chamada GeoDMA - 
                         \textit{Geographic Data Mining Analyst} (minera{\c{c}}{\~a}o de 
                         dados geogr{\'a}ficos). GeoDMA integra t{\'e}cnicas de 
                         sementa{\c{c}}{\~a}o de imagens, extra{\c{c}}{\~a}o e 
                         sele{\c{c}}{\~a}o de atributos, classifica{\c{c}}{\~a}o, 
                         m{\'e}tricas da ecologia da paisagem, m{\'e}todos de 
                         an{\'a}lise multi-temporal para detec{\c{c}}{\~a}o de 
                         mudan{\c{c}}as e classifica{\c{c}}{\~a}o por m{\'e}todos de 
                         {\'a}rvores de decis{\~a}o adaptados {\`a} 
                         minera{\c{c}}{\~a}o de dados espaciais. O sistema agrega imagens 
                         de sensoriamento remoto com outros tipos de dados geogr{\'a}ficos 
                         atrav{\'e}s do acesso a bancos de dados locais ou remotos. GeoDMA 
                         tamb{\'e}m prov{\^e} m{\'e}todos de simula{\c{c}}{\~a}o para 
                         avaliar a acur{\'a}cia dos modelos, e ferramentas para 
                         an{\'a}lise espa{\c{c}}o-temporal, incluindo um esquema de 
                         visua{\c{c}}{\~a}o de perfis temporais que auxilia os 
                         usu{\'a}rios a descrever padr{\~o}es em eventos 
                         c{\'{\i}}clicos. Em segundo lugar, desenvolvemos um novo 
                         m{\'e}todo para analizar dados espa{\c{c}}o-temporais baseados 
                         na transforma{\c{c}}{\~a}o dos perfis em coordenadas polares, o 
                         que permite a gera{\c{c}}{\~a}o de um novo conjunto de atributos 
                         que aumenta a acur{\'a}cia da classifica{\c{c}}{\~a}o de 
                         imagens multi-temporais. O sistema GeoDMA foi constru{\'{\i}}do 
                         como uma extens{\~a}o do SIG Terra View, e por isso mapas 
                         tem{\'a}ticos e demais resultados s{\~a}o produzidos 
                         rapidamente, aproveitando-se das funcionalidades deste SIG. Para 
                         demonstrar as ferramentas do GeoDMA, cinco (5) casos de estudo, 
                         aplicados em diferentes contextos de detec{\c{c}}{\~a}o de uso e 
                         cobertura da terra, foram realizados usando dados de diferentes 
                         dom{\'{\i}}nios. A avalia{\c{c}}{\~a}o destes experimentos, do 
                         ponto de vista do usu{\'a}rio, mostrou que a ferramenta obteve os 
                         resultados com um n{\'{\i}}vel de integra{\c{c}}{\~a}o 
                         n{\~a}o encontrado em sistemas semelhantes. ABSTRACT: The 
                         deployment of a new generation of sensors over the last 20 years 
                         has made satellite remotely sensed imagery a very important source 
                         of spatial data available for environmental studies of large-scale 
                         geographic phenomena. The variety of spatial, temporal and 
                         spectral resolutions for remote sensing images is large, ranging 
                         from panchromatic images to polarimetric radar images. Despite the 
                         great experience in image data gathering and distribution and a 
                         diversity of image processing and analysis toolboxes, it is still 
                         difficult to find image analysis systems that provide a 
                         straightforward fully integrated environment to transform 
                         multi-temporal and multiresolution satellite image data into 
                         meaningful information. Taking this into account, the contribution 
                         of this thesis is two-fold. Firstly, we propose and implement a 
                         new toolbox, developed under the Free and Open Source Software 
                         (FOSS) foundation, for integrating remote sensing imagery analysis 
                         methods with data mining techniques producing a user-centered, 
                         extensible, rich computational environment for information 
                         extraction and knowledge discovery over large geographic 
                         databases. The toolbox is called GeoDMA - Geographic Data Mining 
                         Analyst. It integrates techniques of segmentation, feature 
                         extraction, feature selection, classification, landscape metrics 
                         and multi-temporal methods for change detection and analysis with 
                         decision-tree based strategies adapted for spatial data mining. It 
                         gathers remotely sensed imagery with other geographic data types 
                         using access to local or remote databases. GeoDMA provides 
                         simulation methods to assess the accuracy of process mo dels as 
                         well as tools for spatio-temporal analysis, including a 
                         visualization scheme for temporal profiles that helps users to 
                         describe patterns in cyclic events. Secondly, we develop a new 
                         approach for analyzing spatio-temporal data based on a polar 
                         coordinates transformation that allows creating a new set of 
                         features which improves the classification accuracy of 
                         multi-temporal image databases. As GeoDMA was built on top of 
                         Terra View GIS, thematic maps and other results can be produced 
                         rapidly, taking advantage of the basic GIS functionalities. To 
                         demonstrate the features of GeoDMA toolbox, five (5) case studies, 
                         applied in contexts of land use and land cover change, were 
                         carried out in different application domains. Evaluations of these 
                         experiments pointed out that the GeoDMA toolbox achieved results 
                         with a level of integration, from a user perspective, that could 
                         not be found elsewhere.",
            committee = "Almeida, Claudia Maria de (presidente) and Fonseca, Leila Maria 
                         Garcia (orientadora) and C{\^a}mara, Gilberto (orientador) and 
                         Escada, Maria Isabel Sobral and Feitosa, Raul Queiroz and Papa, 
                         Jo{\~a}o Paulo and Noma, Alexandre",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "GeoDMA: uma ferramenta para integrar minera{\c{c}}{\~a}o de 
                         dados com an{\'a}lise multi-temporal e orientada a objetos de 
                         imagens de sensoriamento remoto",
             language = "en",
                pages = "119",
                  ibi = "8JMKD3MGP7W/3CCH86S",
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        urlaccessdate = "16 jun. 2024"
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