Uso de la teoría de lógica difusa en la clasificación de imágenes satelitales con coberturas mixtas: un caso de área urbana, Mérida, Venezuela

Resumen

La Teoría de la Lógica Difusa es una técnica que tiene aplicación en diferentes campos de la ciencia. Esta describe propiedades que tienen una variación continua en sus valores, asociando partes de esos valores a una etiqueta semántica, por ejemplo, en el cambio que existe al pasar de un bosque denso a un bosque ralo no se pasa por el mismo de forma inmediata, existe un área de transición que no puede ser clasificada ni con una etiqueta ni con la otra, esa zona posee las características de ambos tipos de bosque. En este caso la Lógica Difusa nos sirve para asignar porcentajes de pertenencia, es decir, quizás exista en esa zona un 60 % de bosque denso y 40 % de bosque ralo. Igual sucede en zonas agrícolas y en áreas urbanas.

Cuando hacemos clasificación supervisada de imágenes satelitales, con el fin de generar mapas de uso y cobertura, se nos presentan este tipo de problema en áreas urbanas, agrícolas y ecotonos. La clasificación supervisada se ha hecho tradicionalmente con clasificadores “duros”, estos solamente nos permiten “entrenar” al sistema de manera tal que un determinado uso o cobertura es por completo de determinada clase, sea bosque, urbano, agrícola, etc. lo que en realidad no es enteramente cierto. Existen zonas de transición o usos mezclados en la superficie terrestre. Se ha propuesto el uso de la Teoría de la Lógica Difusa para solventar este problema.

En este trabajo se desarrollan dos tipos de clasificación supervisada en imágenes satelitales en un área urbana, específicamente en la Ciudad de Mérida y sus alrededores. El primero, la forma tradicional de clasificación “dura”, y el segundo utilizando la Lógica Difusa, “suave”. Se obtienen dos “imágenes resultado”, claramente diferentes en su aspecto. En la segunda se obtiene una representación mas fidedigna de la realidad de la superficie terrestre para esa zona.

Palabras claves: Clasificación supervisada, Imágenes satelitales, Lógica Difusa, Mérida, Venezuela.

Use of theory of Fuzzy Logic in the classification of satellite images with mixed covers: a case of urban area, Mérida, Venezuela.

Summary

The Theory of Fuzzy Logic is a technique that has application in different fields of science. Describes properties that have a continuous variation in their values, associating parts from those values to a semantic label, for example, in the change that exists when passing from a dense forest to a disperse forest doesn't pass in an immediate way, or crisp limit, a transition area exists that cannot be classified neither with a label neither with the other one, that area possesses the characteristics of both forest types. In this case the Fuzzy Logic theory is good to assign percentages of ownership, that is to say, maybe exist in that area 60% of dense forest and 40% of disperse forest. Equal happens in agricultural and in urban areas.

When we make supervised classification of satellite images, with the purpose of generating use and covering maps, are presented this type of problem in urban, agricultural areas and "ecotonos". The supervised classification has been made traditionally with "hard" classifiers, these only allow us "to train" the system such a way that certain use or covering is completely of certain class, be forest, urban, agricultural, etc., which in fact is not entirely true. Transition areas or mixed uses exists in the terrestrial surface. It is proposed the use of the Theory of Fuzzy Logic to cope this problem.

In this research two supervised classification types are developed with satellite images in an urban area, specifically in the City of Mérida and their surroundings. The first one, the traditional form of "hard classification”, and the second using Fuzzy Logic, "soft classification". Are obtained two "resulting images", clearly different in their aspect. In the second we got a representation trustworthy of the reality of the terrestrial surface for that area.

Keywords: supervised classification, satellite images, Fuzzy Logic, Mérida, Venezuela