Coffee crop detection by automatic classification using spectral and textural attributes and illumination factor

Authors

  • Rennan de Freitas Bezerra Marujo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
  • Maurício Alves Moreira Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
  • Margarete Marin Lordelo Volpato EPAMIG
  • Helena Maria Ramos Alves EMBRAPA CAFÉ

DOI:

https://doi.org/10.25186/cs.v12i2.1176

Keywords:

Remote sensing, SRTM, Landsat-8

Abstract

Coffee, an important product in Brazilian exports, needs constant monitoring, so that systems and forecasting of existing crops can be reliable. Orbital imagery of medium spatial resolution are tools with great potential for land use mapping and identification of agricultural crops. This research evaluated the performance of the object based classification, applied in OLI/Landsat-8 images, with the purpose of mapping of coffee crops. Three analyzes were made, the first one using exclusively spectral attribute, the second one including textural attributes and the third also considering illumination classes. Six OLI/Landsat-8 multispectral images were used, representing three different coffee phenological stages: fructification, graining and rest. The validation of the classifications was performed by the Monte Carlo method using reference images obtained by visual interpretation. The classification using exclusively spectral attributes resulted an accuracy of 57% for coffee class. There was no phenological stage that provided greater accuracy to the coffee class in the automatic classification of OLI/Landsat-8 images. The results demonstrate that texture is important for coffee detection, thus visual interpretation remains an important step to minimize classification errors.

Author Biographies

Rennan de Freitas Bezerra Marujo, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Formado em Ciência da Computação pela Universidade Federal de Lavras (UFLA);

Mestre em Sensoriamento Remoto pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

 

Doutorando em Computação Aplicada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Maurício Alves Moreira, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Pesquisador Titular III

Doutorado: Solos e Nutrição de Plantas 
Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" , 1997

Mestrado: Sensoriamento Remoto 
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE , 1983

Graduação: Agronomia 
Universidade Federal de Viçosa- UFV , 1977

Margarete Marin Lordelo Volpato, EPAMIG

possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Lavras (1990), mestrado em Ciências Florestal pela Universidade Federal de Viçosa (1993) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Estadual de Campinas (2002). Atualmente é pesquisadora da Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais - EPAMIG, atuando principalmente nas seguintes áreas de conhecimento: Sistema de informações geográficas, Sensoriamento remoto e Agrometeorologia. Bolsista FAPEMIG (Incentivo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Tecnológico)

Helena Maria Ramos Alves, EMBRAPA CAFÉ

Possui graduação em Agronomia pela Escola Superior de Agricultura de Lavras (1979), Mestrado em Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas) pela Universidade Federal de Lavras (1981) e Doutorado em Soil Science And Land Evaluation pela University of Reading, UK (1993). Atualmente é pesquisadora da EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) e pesquisadora colaboradora da EPAMIG (Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais) e da UFLA (Universidade Federal de Lavras). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Ciência do Solo e, atualmente, trabalha nas áreas de geoprocessamento, sensoriamento remoto, uso da terra, caracterização ambiental e cafeicultura.

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Published

2017-06-04

How to Cite

MARUJO, R. DE F. B.; MOREIRA, M. A.; VOLPATO, M. M. L.; ALVES, H. M. R. Coffee crop detection by automatic classification using spectral and textural attributes and illumination factor. Coffee Science - ISSN 1984-3909, v. 12, n. 2, p. 164-175, 4 Jun. 2017.

Issue

Section

Articles