Textural classification of land cover using support vector machines: an empirical comparison with parametric, non parametric and hybrid classifiers in the Bolivian Amazon

Land cover classification is a key research field in remote sensing and land change science as thematic maps derived from remotely sensed data have become the basis for analyzing many socio-ecological issues. However, land cover classification remains a difficult task and it is especially challenging in heterogeneous tropical landscapes where nonetheless such maps are of great importance. The present study aims to establish an efficient classification approach to accurately map all broad land cover classes in a large, heterogeneous tropical area of Bolivia, as a basis for further studies (e.g., land cover-land use change). Specifically, we compare the performance of parametric (maximum likelihood), non-parametric (k-nearest neighbour and four different support vector machines - SVM), and hybrid classifiers, using both hard and soft (fuzzy) accuracy assessments. In addition, we test whether the inclusion of a textural index (homogeneity) in the classifications improves their performance. We classified Landsat imagery for two dates corresponding to dry and wet seasons and found that non-parametric, and particularly SVM classifiers, outperformed both parametric and hybrid classifiers. We also found that the use of the homogeneity index along with reflectance bands significantly increased the overall accuracy of all the classifications, but particularly of SVM algorithms. We observed that improvements in producer’s and user’s accuracies through the inclusion of the homogeneity index were different depending on land cover classes. Earlygrowth/degraded forests, pastures, grasslands and savanna were the classes most improved, especially with the SVM radial basis function and SVM sigmoid classifiers, though with both classifiers all land cover classes were mapped with producer’s and user’s accuracies of around 90%. Our approach seems very well suited to accurately map land cover in tropical regions, thus having the potential to contribute to conservation initiatives, climate change mitigation schemes such as REDD+, and rural development policies.

Gestión en el territorio de una empresa de seguridad mediante estándares GIS e integración de datos con Google Maps.

Estudi teòric sobre els Sistemes d'Informació Geogràfica (GIS) i sobre les especificacions que està publicant el Open Geospatial Consortium (OGC) com estàndards oberts que permetin les comunicacions entre distints GIS.

Gestión en el territorio de una empresa de seguridad mediante estándares SIG e integración de datos con GOOGLE MAPS

Amb l'evolució de les noves tecnologies, els Sistemes d'Informació Geogràfica (SIG) es basen cada vegada menys en plataformes propietàries (únicament a l'abast de grans companyies). L'objectiu que persegueix el Open Geospatial Consortium (OGC) és que tot el món pugui beneficiar-se de la informació geogràfica, fent que els serveis estiguin disponibles en qualsevol xarxa, aplicació o sistema.

Desenvolupament d'edició geogràfica segons l'estàndard WFS-T sobre l'API de Google Maps

El present treball tractarà d'aprofitar Google Maps i les eines lliures disponibles, per construir unes llibreries Javascript d'ús obert que permetin afegir serveis de persistència als serveis de cartografia ja disponibles.

Representació dels jaciments arqueològics del Museu de Molins de Rei amb Google Maps

En aquest document es recull i descriuen els treballs fets al Treball de Final de Carrera, en la especialitat de Sistemes d'Informació Geogràfica (SIG). La finalitat del projecte es utilitzar les tecnologies SIG per crear una pagina web on es representin els jaciments arqueològics del Museu de Molins de Rei de forma visual fàcil e interactiva sobre el mateix mapa. Per això es farà una web que sigui un "Mash-Up" utilitzant les les funcionalitats que proporcionen les Api de Google Maps.

Representació dels Jaciments de Molins de Rei amb Google Maps

El Museu Municipal de Molins de Rei desitja posar a la disposició dels visitants, tant presencials com virtuals, el seu fons, així com disposar d'una eina que permeti visualitzar sobre un mapa la distribució dels seus jaciments.L'usuari d'aquest projecte disposarà d'una eina que li facilitarà triar els jaciments en funció del període històric que vol consultar, accedint a través d'aquests a la documentació relativa als períodes històrics del jaciment, la de les troballes corresponents a cada període històric del jaciment i a les imatges tant del jaciment com dels objectes que s'hi han trobat.També disposarà d'una eina que li donarà les indicacions adequades per tal de poder arribar des de l'adreça que desitgi fins a la seu del museu o fins als diferents jaciments.

Using self organizing maps on compositional data

Self-organizing maps (Kohonen 1997) is a type of artificial neural network developedto explore patterns in high-dimensional multivariate data. The conventional versionof the algorithm involves the use of Euclidean metric in the process of adaptation ofthe model vectors, thus rendering in theory a whole methodology incompatible withnon-Euclidean geometries.In this contribution we explore the two main aspects of the problem:1. Whether the conventional approach using Euclidean metric can shed valid resultswith compositional data.2. If a modification of the conventional approach replacing vectorial sum and scalarmultiplication by the canonical operators in the simplex (i.e. perturbation andpowering) can converge to an adequate solution.Preliminary tests showed that both methodologies can be used on compositional data.However, the modified version of the algorithm performs poorer than the conventionalversion, in particular, when the data is pathological. Moreover, the conventional ap-proach converges faster to a solution, when data is \well-behaved".Key words: Self Organizing Map; Artificial Neural networks; Compositional data

Fuzzy set Theory and Quantum Chemistry

Es discuteixen breument algunes consideracions sobre l'aplicació de la Teoria delsConjunts difusos a la Química quàntica. Es demostra aqui que molts conceptes químics associats a la teoria són adequats per ésser connectats amb l'estructura dels Conjunts difusos. També s'explica com algunes descripcions teoriques dels observables quàntics espotencien tractant-les amb les eines associades als esmentats Conjunts difusos. La funciódensitat es pren com a exemple de l'ús de distribucions de possibilitat al mateix temps queles distribucions de probabilitat quàntiques

Weighted Logratio Biplots, Correspondence Analysis and Spectral Maps

Starting with logratio biplots for compositional data, which are based on the principle of subcompositional coherence, and then adding weights, as in correspondence analysis, we rediscover Lewi's spectral map and many connections to analyses of two-way tables of non-negative data. Thanks to the weighting, the method also achieves the property of distributional equivalence

A Homogeneous Set-Theoretical Frame for Clustering Fuzzy Relational Data

Our purpose is to provide a set-theoretical frame to clustering fuzzy relational data basically based on cardinality of the fuzzy subsets that represent objects and their complementaries, without applying any crisp property. From this perspective we define a family of fuzzy similarity indexes which includes a set of fuzzy indexes introduced by Tolias et al, and we analyze under which conditions it is defined a fuzzy proximity relation. Following an original idea due to S. Miyamoto we evaluate the similarity between objects and features by means the same mathematical procedure. Joining these concepts and methods we establish an algorithm to clustering fuzzy relational data. Finally, we present an example to make clear all the process

Identificació de paisatges funcionals mitjançant anàlisi cluster

El terme paisatge i les seves aplicacions són cada dia més utilitzats per les administracions i altres entitats com a eina de gestió del territori. Aprofitant la gran quantitat de dades en bases compatibles amb SIG (Sistemes d’Informació Geogràfica) existents a Catalunya s’ha desenvolupat una síntesi cartogràfica on s’identifiquen els Paisatges Funcionals (PF) de Catalunya, concepte que fa referència al comportament fisico-ecològic del terreny a partir de variables topogràfiques i climàtiques convenientment transformades i agregades. S’ha utilitzat un mètode semiautomàtic i iteratiu de classificació no supervisada (clustering) que permet la creació d’una llegenda jeràrquica o nivells de generalització. S’ha obtingut com a resultat el Mapa de Paisatges Funcionals de Catalunya (MPFC) amb una llegenda de 26 categories de paisatges i 5 nivells de generalització amb una resolució espacial de 180 m. Paral·lelament, s’han realitzat validacions indirectes sobre el mapa obtingut a partir dels coneixements naturalistes i la cartografia existent, així com també d’un mapa d’incertesa (aplicant lògica difusa) que aporten informació de la fiabilitat de la classificació realitzada. Els Paisatges Funcionals obtinguts permeten relacionar zones de condicions topo-climàtiques homogènies i dividir el territori en zones caracteritzades ambientalment i no políticament amb la intenció que sigui d’utilitat a l’hora de millorar la gestió dels recursos naturals i la planificació d’actuacions humanes.

Discovering similarities in the time use patterns of the Spanish Autonomous Communities by Fuzzy techniques

In 2000 the European Statistical Office published the guidelines for developing theHarmonized European Time Use Surveys system. Under such a unified framework,the first Time Use Survey of national scope was conducted in Spain during 2002–03. The aim of these surveys is to understand human behavior and the lifestyle ofpeople. Time allocation data are of compositional nature in origin, that is, they aresubject to non-negativity and constant-sum constraints. Thus, standard multivariatetechniques cannot be directly applied to analyze them. The goal of this work is toidentify homogeneous Spanish Autonomous Communities with regard to the typicalactivity pattern of their respective populations. To this end, fuzzy clustering approachis followed. Rather than the hard partitioning of classical clustering, where objects areallocated to only a single group, fuzzy method identify overlapping groups of objectsby allowing them to belong to more than one group. Concretely, the probabilistic fuzzyc-means algorithm is conveniently adapted to deal with the Spanish Time Use Surveymicrodata. As a result, a map distinguishing Autonomous Communities with similaractivity pattern is drawn.Key words: Time use data, Fuzzy clustering; FCM; simplex space; Aitchison distance

Statistical evidences of cyclic changes in volcanic gas chemistry composition by inverse modelling

The identification of compositional changes in fumarolic gases of active and quiescent volcanoes is one of the mostimportant targets in monitoring programs. From a general point of view, many systematic (often cyclic) and randomprocesses control the chemistry of gas discharges, making difficult to produce a convincing mathematical-statisticalmodelling.Changes in the chemical composition of volcanic gases sampled at Vulcano Island (Aeolian Arc, Sicily, Italy) fromeight different fumaroles located in the northern sector of the summit crater (La Fossa) have been analysed byconsidering their dependence from time in the period 2000-2007. Each intermediate chemical composition has beenconsidered as potentially derived from the contribution of the two temporal extremes represented by the 2000 and 2007samples, respectively, by using inverse modelling methodologies for compositional data. Data pertaining to fumarolesF5 and F27, located on the rim and in the inner part of La Fossa crater, respectively, have been used to achieve theproposed aim. The statistical approach has allowed us to highlight the presence of random and not random fluctuations,features useful to understand how the volcanic system works, opening new perspectives in sampling strategies and inthe evaluation of the natural risk related to a quiescent volcano

Holomorphic maps between moduli spaces

We prove that every non-constant holomorphic map&em&M&/em&&sub&g,p&/sub&→ &em&M&/em&&sub& g',p'&/sub& between moduli spaces of Riemann surfaces is a forgetful map, provided that g ≥ 6 and g' ≤ 2g-2.

The Molecular Basis for Antimicrobial Activity of Pore-Forming Cyclic Peptides

The mechanism of action of antimicrobial peptides is, to our knowledge, still poorly understood. To probe the biophysical characteristics that confer activity, we present here a molecular-dynamics and biophysical study of a cyclic antimicrobial peptide and its inactive linear analog. In the simulations, the cyclic peptide caused large perturbations in the bilayer and cooperatively opened a disordered toroidal pore, 1–2 nm in diameter. Electrophysiology measurements confirm discrete poration events of comparable size. We also show that lysine residues aligning parallel to each other in the cyclic but not linear peptide are crucial for function. By employing dual-color fluorescence burst analysis, we show that both peptides are able to fuse/aggregate liposomes but only the cyclic peptide is able to porate them. The results provide detailed insight on the molecular basis of activity of cyclic antimicrobial peptides