CONTRIBUTION OF THE NEW WORLDVIEW-2 SPECTRAL BANDS FOR URBAN MAPPING IN COASTAL AREAS: CASE STUDY SÃO LUÍS ( MARANHÃO STATE, BRAZIL)
- 1. National Institute for Space Research
Description
Abstract. The objective of this study is to verify the contribution of the spectral bands from the new WorldView-2 satellite for the extraction of urban targets aiming a detailed mapping from the city of São Luis, at the coastal zone of Maranhão State, Brazil. This satellite system has 3 bands in the visible portion of the spectrum and also the following 4 new bands: Coastal (400-450 nm), Yellow (585- 625 nm), Red Edge (705-745 nm), and Near Infrared 2 (860-1040 nm). As for the methodology used, initially a fusion was made among the panchromatic and the multispectral bands, combining the spectral information of the multispectral bands with the geometric information of the panchromatic band. Following the ortho-rectification of the dataset was done, using ground control points (GCPs) obtained during field survey. The classification reached high values of Kappa indices. The use of the new bands Red Edge and Near Infrared 2, allowed the improvement of discriminations at tidal flats, mangrove and other vegetation types. The Yellow band improved the discrimination of bare soils – very important information for urban planning – and ceramic roofs. The Coastal band allowed to map the tidal channels which cross the urban area of São Luis, a typical feature of this coastal area. The functionalities of software GEODMA used, allowed an efficient attribute selection which improved the land cover classification from the test sites. The new WorldView-2 bands permit the identification and extraction of the features mentioned, because these bands are positioned at important parts of the electromagnetic spectrum, such as band Red Edge, which strongly improves the discrimination of vegetation conditions. Combining both higher spatial and spectral resolutions, WorldView-2 data allows an improvement on the discrimination of physical characteristics of the targets of interest, thus permitting a higher precision of land use/land cover maps, contributing to urban planning. The test sites of this study represent the main problem areas involving the city of São Luis and the entire region of the Maranhão Island.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الخلاصة. الهدف من هذه الدراسة هو التحقق من مساهمة النطاقات الطيفية من القمر الصناعي الجديد WorldView -2 لاستخراج الأهداف الحضرية التي تهدف إلى رسم خرائط مفصلة من مدينة ساو لويس، في المنطقة الساحلية لولاية مارانهاو، البرازيل. يحتوي نظام الأقمار الصناعية هذا على 3 نطاقات في الجزء المرئي من الطيف وأيضًا النطاقات الأربعة الجديدة التالية: الساحلية (400-450 نانومتر)، والأصفر (585-625 نانومتر)، والحافة الحمراء (705-745 نانومتر)، والأشعة تحت الحمراء القريبة 2 (860-1040 نانومتر). أما بالنسبة للمنهجية المستخدمة، فقد تم في البداية إجراء اندماج بين النطاقين البانكروماتي والمتعدد الأطياف، حيث تم الجمع بين المعلومات الطيفية للنطاقات متعددة الأطياف والمعلومات الهندسية للنطاق البانكروماتي. بعد التصحيح العظمي لمجموعة البيانات، تم استخدام نقاط التحكم الأرضية (GCPs) التي تم الحصول عليها أثناء المسح الميداني. وصل التصنيف إلى قيم عالية لمؤشرات كابا. سمح استخدام النطاقين الجديدين الحافة الحمراء والأشعة تحت الحمراء القريبة 2 بتحسين التمييز في شقق المد والجزر وأشجار المانغروف وأنواع الغطاء النباتي الأخرى. أدى الشريط الأصفر إلى تحسين التمييز بين التربة العارية – وهي معلومات مهمة جدًا للتخطيط الحضري – والسقوف الخزفية. سمح الشريط الساحلي برسم خرائط لقنوات المد والجزر التي تعبر المنطقة الحضرية في ساو لويس، وهي سمة نموذجية لهذه المنطقة الساحلية. سمحت وظائف البرنامج الذي استخدمته GEODMA باختيار فعال للسمات مما أدى إلى تحسين تصنيف الغطاء الأرضي من مواقع الاختبار. تسمح نطاقات WorldView -2 الجديدة بتحديد واستخراج الميزات المذكورة، لأن هذه النطاقات يتم وضعها في أجزاء مهمة من الطيف الكهرومغناطيسي، مثل الحافة الحمراء، مما يحسن بشدة من تمييز ظروف الغطاء النباتي. تسمح بيانات WorldView -2، التي تجمع بين الدقة المكانية والطيفية الأعلى، بتحسين التمييز بين الخصائص الفيزيائية للأهداف محل الاهتمام، مما يسمح بدقة أعلى لخرائط استخدام الأراضي/الغطاء الأرضي، مما يساهم في التخطيط الحضري. تمثل مواقع الاختبار في هذه الدراسة مناطق المشاكل الرئيسية التي تشمل مدينة ساو لويس ومنطقة جزيرة مارانهاو بأكملها.Translated Description (French)
Résumé. L'objectif de cette étude est de vérifier la contribution des bandes spectrales du nouveau satellite WorldView-2 pour l'extraction de cibles urbaines visant une cartographie détaillée de la ville de São Luis, dans la zone côtière de l'État de Maranhão, au Brésil. Ce système de satellite a 3 bandes dans la partie visible du spectre et également les 4 nouvelles bandes suivantes : côtière (400-450 nm), jaune (585-625 nm), bord rouge (705-745 nm) et proche infrarouge 2 (860-1040 nm). En ce qui concerne la méthodologie utilisée, une fusion a d'abord été faite entre les bandes panchromatiques et multispectrales, combinant l'information spectrale des bandes multispectrales avec l'information géométrique de la bande panchromatique. Une fois l'ortho-rectification de l'ensemble de données effectuée, en utilisant les points de contrôle au sol (GCP) obtenus lors de l'enquête sur le terrain. La classification a atteint des valeurs élevées d'indices Kappa. L'utilisation des nouvelles bandes Red Edge et Near Infrared 2, a permis d'améliorer les discriminations aux marécages, mangroves et autres types de végétation. La bande jaune a amélioré la discrimination des sols nus – informations très importantes pour l'urbanisme – et des toits en céramique. La bande côtière a permis de cartographier les chenaux de marée qui traversent la zone urbaine de São Luis, une caractéristique typique de cette zone côtière. Les fonctionnalités du logiciel GEODMA utilisé, ont permis une sélection efficace des attributs qui a amélioré la classification de la couverture terrestre à partir des sites de test. Les nouvelles bandes WorldView-2 permettent l'identification et l'extraction des caractéristiques mentionnées, car ces bandes sont positionnées à des parties importantes du spectre électromagnétique, telles que la bande Red Edge, ce qui améliore fortement la discrimination des conditions de végétation. En combinant des résolutions spatiales et spectrales plus élevées, les données WorldView-2 permettent une amélioration de la discrimination des caractéristiques physiques des cibles d'intérêt, permettant ainsi une plus grande précision des cartes d'utilisation des terres/couverture terrestre, contribuant ainsi à l'urbanisme. Les sites d'essai de cette étude représentent les principales zones problématiques impliquant la ville de São Luis et toute la région de l'île de Maranhão.Translated Description (Spanish)
Resumen El objetivo de este estudio es verificar el aporte de las bandas espectrales del nuevo satélite WorldView-2 para la extracción de blancos urbanos con el objetivo de realizar un mapeo detallado de la ciudad de São Luis, en la zona costera del estado de Maranhão, Brasil. Este sistema satelital tiene 3 bandas en la parte visible del espectro y también las siguientes 4 bandas nuevas: costera (400-450 nm), amarilla (585-625 nm), borde rojo (705-745 nm) e infrarrojo cercano 2 (860-1040 nm). En cuanto a la metodología utilizada, inicialmente se realizó una fusión entre las bandas pancromáticas y las multiespectrales, combinando la información espectral de las bandas multiespectrales con la información geométrica de la banda pancromática. Después se realizó la orto-rectificación del conjunto de datos, utilizando puntos de control de tierra (GCP) obtenidos durante el estudio de campo. La clasificación alcanzó valores altos de índices Kappa. El uso de las nuevas bandas Red Edge y Near Infrared 2, permitió mejorar las discriminaciones en las planicies mareales, manglares y otros tipos de vegetación. La banda amarilla mejoró la discriminación de suelos desnudos -información muy importante para el urbanismo- y cubiertas cerámicas. La banda costera permitió mapear los canales de marea que atraviesan el área urbana de São Luis, una característica típica de esta zona costera. Las funcionalidades del software GEODMA utilizado permitieron una selección eficiente de atributos que mejoró la clasificación de la cubierta terrestre de los sitios de prueba. Las nuevas bandas WorldView-2 permiten la identificación y extracción de las características mencionadas, ya que estas bandas están posicionadas en partes importantes del espectro electromagnético, como la banda Red Edge, que mejora fuertemente la discriminación de las condiciones de vegetación. Combinando resoluciones espaciales y espectrales más altas, los datos de WorldView-2 permiten una mejora en la discriminación de las características físicas de los objetivos de interés, lo que permite una mayor precisión de los mapas de uso del suelo/cobertura del suelo, lo que contribuye a la planificación urbana. Los sitios de prueba de este estudio representan las principales áreas problemáticas que involucran a la ciudad de São Luis y a toda la región de la isla de Maranhão.Files
isprsarchives-XXXIX-B4-171-2012.pdf.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:85cdddab9467ca61765983dbcd5dc851
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مساهمة النطاقات الطيفية WORLDVIEW -2 الجديدة لرسم الخرائط الحضرية في المناطق الساحلية: دراسة حالة ساو لويس ( ولاية مارانهاو، البرازيل)
- Translated title (French)
- CONTRIBUTION DES NOUVELLES BANDES SPECTRALES WORLDVIEW-2 POUR LA CARTOGRAPHIE URBAINE DANS LES ZONES CÔTIÈRES : ÉTUDE DE CAS SÃO LUÍS (ÉTAT DU MARANHÃO, BRÉSIL)
- Translated title (Spanish)
- CONTRIBUCIÓN DE LAS NUEVAS BANDAS ESPECTRALES DE WORLDVIEW-2 PARA LA CARTOGRAFÍA URBANA EN ZONAS COSTERAS: ESTUDIO DE CASO SÃO LUÍS (ESTADO DE MARANHÃO, BRASIL)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1971230129
- DOI
- 10.5194/isprsarchives-xxxix-b4-171-2012
References
- https://openalex.org/W1570448133
- https://openalex.org/W2069609746
- https://openalex.org/W3016419426