Manual labeling of tree species remains a challenging task, especially in tropical regions, owing to inaccessibility and labor-intensive ground-based surveys. Hyperspectral images (HSIs), through their narrow and contiguous bands, can assist in distinguishing tree species based on their spectral properties. Therefore, automated classification algorithms on HSI images can help augment the limited labeled information and generate a real-time classification map for various tree species. Achieving high classification accuracy with a limited amount of labeled information in an image is one of the key challenges that researchers have started addressing in recent years. We propose a novel graph-regularized neural network (GRNN) algorithm that encompasses the superpixel-based segmentation for graph construction, a pixel-wise neural network classifier, and the label propagation technique to generate an accurate classification map. GRNN outperforms several state-of-the-art techniques not only for the standard Indian Pines HSI but also achieves a high classification accuracy (approx. 92%) on a new HSI data set collected over the forests of French Guiana (FG) even when less than 1% of the pixels are labeled. We show that GRNN is not only competitive with the state-of-the-art semi-supervised methods, but also exhibits lower variance in accuracy for different number of training samples and over different independent random sampling of the labeled pixels for training.


翻译:树种的手工标签仍然是一项艰巨的任务,在热带地区尤其如此,原因是无法进入和劳动密集型地面调查,因此,树种的手工标签仍然是一项艰巨的任务,在热带地区尤其如此。超光谱图像(HISI)通过其狭窄和毗连带带带,可以帮助根据光谱特性区分树种。因此,HSI图像的自动分类算法可以帮助增加有限的标签信息,为各种树种制作实时分类图。在图像中实现高分类精度,加上有限的标签信息数量,是研究人员近年来开始处理的关键挑战之一。我们建议采用新型的图表常规神经网络(GNN)算法,其中包括基于超像素的分类法,用于图形构造的超像素分解法,一个像素网络分类器,以及用于制作准确的分类图的标签传播技术。 GRONN不仅为标准的印度Pine HSI 标准取样中的一些最先进的技术,而且还在从法属吉亚纳(FGNNN)森林收集的新的HSI数据集中实现高的分类精度(aprox 92% ) 。我们仅以低于1 % 的升级的精度培训方式展示了不同GRILBIL 。

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