Bagging and Boosting Ensemble Classifiers for Classification of Multispectral, Hyperspectral and PolSAR Data: A Comparative Evaluation
Notice bibliographique
Résumé
In recent years, several powerful machine learning (ML) algorithms have been developed for image classification, especially those based on ensemble learning (EL). In particular, Extreme Gradient Boosting (XGBoost) and Light Gradient Boosting Machine (LightGBM) methods have attracted researchers’ attention in data science due to their superior results compared to other commonly used ML algorithms. Despite their popularity within the computer science community, they have not yet been well examined in detail in the field of Earth Observation (EO) for satellite image classification. As such, this study investigates the capability of different EL algorithms, generally known as bagging and boosting algorithms, including Adaptive Boosting (AdaBoost), Gradient Boosting Machine (GBM), XGBoost, LightGBM, and Random Forest (RF), for the classification of Remote Sensing (RS) data. In particular, different classification scenarios were designed to compare the performance of these algorithms on three different types of RS data, namely high-resolution multispectral, hyperspectral, and Polarimetric Synthetic Aperture Radar (PolSAR) data. Moreover, the Decision Tree (DT) single classifier, as a base classifier, is considered to evaluate the classification’s accuracy. The experimental results demonstrated that the RF and XGBoost methods for the multispectral image, the LightGBM and XGBoost methods for hyperspectral data, and the XGBoost and RF algorithms for PolSAR data produced higher classification accuracies compared to other ML techniques. This demonstrates the great capability of the XGBoost method for the classification of different types of RS data.
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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 | 0,008 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».