Original paper

Influence of Image Filtering on Land Cover Classification when using Fractal and Multifractal Features

[Einfluss der Bildfilterung auf die Landnutzungsklassifizierung durch fraktale und multifraktale Merkmale]

Wawrzaszek, Anna; Aleksandrowicz, Sebastian; Krupiński, Michał; Drzewiecki, Wojciech

Abstract

Over the last years, many features describing satellite images have been proposed. In this paper we analyse and compare fractal and multifractal features in the context of the discrimination of the four most common land cover classes on very high resolution optical satellite images. In particular, we consider agricultural, forest, urban and water classes from WorldView-2 scenes and for their global description we propose to use the “degree of multifractality”. We focus on the verification if the image filtration prior to the calculation of fractal and multifractal parameters may improve their efficiency as image content descriptors. In order to evaluate the effectiveness of the coupling of fractal and multifractal features with the image filtration we analyse the class separability measures and the classification accuracy. Our study results indicate that the degree of multifractality improves the classification accuracy in comparison to the fractal dimension.

Kurzfassung

In den letzten Jahren wurden viele Merkmale zur Beschreibung von Satellitenbildern vorgeschlagen. In diesem Beitrag untersuchen wir fraktale und multifraktale Merkmale zur Unterscheidung der vier am meisten vorkommenden Landnutzungsklassen auf hochaufgelösten optischen Satellitenbildern. Konkret betrachten wir die Erkennbarkeit von Landwirtschaft, Wald, Stadt und Wasser in WorldView-2 Bildern und schlagen als Maß für ihre globale Beschreibung den ,,Grad der Multifraktalität“ vor. Einen Schwerpunkt bildet die Frage, welche Art der Bildfilterung vor der Bestimmung der fraktalen Parameter zu einer besseren Trennbarkeit der Klassen führt. Dieses quantifizieren wir mit verschiedenen Qualitätsmaßen. Außerdem wird gezeigt, dass ein höherer Grad der Multifraktionalität zu besseren Ergebnissen führt.

Keywords

classificationdegree of multifractalityfiltrationfractal dimensionvhr satellite images