Crop Type and Land Cover Mapping in Northern Malawi Using the Integration of Sentinel-1, Sentinel-2, and PlanetScope Satellite Data
Notice bibliographique
Résumé
Mapping crop types and land cover in smallholder farming systems in sub-Saharan Africa remains a challenge due to data costs, high cloud cover, and poor temporal resolution of satellite data. With improvement in satellite technology and image processing techniques, there is a potential for integrating data from sensors with different spectral characteristics and temporal resolutions to effectively map crop types and land cover. In our Malawi study area, it is common that there are no cloud-free images available for the entire crop growth season. The goal of this experiment is to produce detailed crop type and land cover maps in agricultural landscapes using the Sentinel-1 (S-1) radar data, Sentinel-2 (S-2) optical data, S-2 and PlanetScope data fusion, and S-1 C2 matrix and S-1 H/α polarimetric decomposition. We evaluated the ability to combine these data to map crop types and land cover in two smallholder farming locations. The random forest algorithm, trained with crop and land cover type data collected in the field, complemented with samples digitized from Google Earth Pro and DigitalGlobe, was used for the classification experiments. The results show that the S-2 and PlanetScope fused image + S-1 covariance (C2) matrix + H/α polarimetric decomposition (an entropy-based decomposition method) fusion outperformed all other image combinations, producing higher overall accuracies (OAs) (>85%) and Kappa coefficients (>0.80). These OAs represent a 13.53% and 11.7% improvement on the Sentinel-2-only (OAs < 80%) experiment for Thimalala and Edundu, respectively. The experiment also provided accurate insights into the distribution of crop and land cover types in the area. The findings suggest that in cloud-dense and resource-poor locations, fusing high temporal resolution radar data with available optical data presents an opportunity for operational mapping of crop types and land cover to support food security and environmental management decision-making.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».