Clasificación de especies en un ecosistema alpino tropical utilizando imágenes RGB e hiperespectrales obtenidas por UAV
Autores: Garzon-Lopez, Carol X.; Lasso, Eloisa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Clasificación de especies en un ecosistema alpino tropical utilizando imágenes RGB e hiperespectrales obtenidas por UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Albergan más de 3500 especies de plantas vasculares
Proveedores de agua
Andes del norte
Prioridad de conservación
Cambios climáticos
Presión antropogénica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los páramos albergan más de 3500 especies de plantas vasculares y son proveedores de agua cruciales para millones de personas en los Andes del norte. Monitorear la distribución de especies a gran escala es una prioridad urgente de conservación ante los cambios climáticos en curso y la creciente presión antropogénica sobre este ecosistema. Por primera vez en este ecosistema, exploramos el potencial de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) que utilizan longitudes de onda roja, verde y azul (RGB) e imágenes hiperespectrales para la clasificación de especies de páramo, recolectando ambos tipos de imágenes en un área de 10 ha y datos de cobertura de vegetación terrestre de 10 parcelas dentro de esta área. Se utilizaron cinco parcelas para calibración y las otras cinco para validación. Con los datos hiperespectrales, probamos nuestra capacidad para detectar cinco especies representativas de páramo con diferentes formas de crecimiento utilizando máquinas de soporte vectorial (SVM) y clasificadores de bosque aleatorio (RF) en combinación con tres métodos de selección de características y dos grupos de clases. Usando imágenes RGB, pudimos clasificar 21 especies con una precisión superior al 97%. A partir de la imagen hiperespectral, la mayor precisión (89%) se encontró utilizando modelos construidos con clasificadores RF o SVM combinados con un método de agrupamiento binario y la selección secuencial hacia adelante de características. Nuestros resultados demuestran que las especies de páramo pueden ser mapeadas con precisión utilizando tanto imágenes RGB como hiperespectrales.
Descripción
Los páramos albergan más de 3500 especies de plantas vasculares y son proveedores de agua cruciales para millones de personas en los Andes del norte. Monitorear la distribución de especies a gran escala es una prioridad urgente de conservación ante los cambios climáticos en curso y la creciente presión antropogénica sobre este ecosistema. Por primera vez en este ecosistema, exploramos el potencial de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) que utilizan longitudes de onda roja, verde y azul (RGB) e imágenes hiperespectrales para la clasificación de especies de páramo, recolectando ambos tipos de imágenes en un área de 10 ha y datos de cobertura de vegetación terrestre de 10 parcelas dentro de esta área. Se utilizaron cinco parcelas para calibración y las otras cinco para validación. Con los datos hiperespectrales, probamos nuestra capacidad para detectar cinco especies representativas de páramo con diferentes formas de crecimiento utilizando máquinas de soporte vectorial (SVM) y clasificadores de bosque aleatorio (RF) en combinación con tres métodos de selección de características y dos grupos de clases. Usando imágenes RGB, pudimos clasificar 21 especies con una precisión superior al 97%. A partir de la imagen hiperespectral, la mayor precisión (89%) se encontró utilizando modelos construidos con clasificadores RF o SVM combinados con un método de agrupamiento binario y la selección secuencial hacia adelante de características. Nuestros resultados demuestran que las especies de páramo pueden ser mapeadas con precisión utilizando tanto imágenes RGB como hiperespectrales.