Fuziunea datelor optice și SAR bazată pe Transformer pentru identificarea orezului: O analiză comparativă de la integrare timpurie la integrare tardivă

Identificarea precisă a terenurilor de orez prin teledetecție este crucială pentru monitorizarea agricolă și securitatea alimentară globală.

În timp ce datele optice și cele provenite din Radar cu Apertură Sintetică (SAR) oferă avantaje complementare pentru cartografierea culturilor — bogăția spectrală a imaginilor optice și capabilitățile de funcționare în orice condiții meteorologice ale SAR — integrarea lor rămâne dificilă din cauza caracteristicilor heterogene ale datelor și variabilității mediului.

Acest studiu evaluează în mod sistematic trei strategii de fuziune bazate pe Transformere pentru identificarea orezului: Transformatorul de fuziune timpurie (EFT), Transformatorul de fuziune a caracteristicilor (FFT) și Transformatorul de fuziune a deciziilor (DFT), concepute pentru a integra datele optice-SAR la nivelul intrării, al caracteristicilor și, respectiv, al deciziilor.

Experimentările realizate în Arkansas, SUA — o regiune principală de producție a orezului cu condiții agroclimaterice complexe — demonstrează că EFT atinge cele mai bune performanțe, cu o acuratețe generală (OA) de 98,33% și Intersection over Union (IoU_rice) specific orezului de 83,47%, depășind modelele bazate pe o singură modă (optică: IoU_rice = 75,78%; SAR: IoU_rice = 66,81%) și alte abordări de fuziune.

Modelul demonstrează o robustețe excepțională în zonele acoperite de nori și în diverse tipuri de teren, echilibrând eficient precizia (90,98%) și recall-ul (90,35%).

Aceste rezultate evidențiază superioritatea fuziunii timpurii în păstrarea informațiilor complementare spectral–structurale, precum și limitările strategiilor de integrare întârziată.

Cercetarea noastră avansează metodologiile de teledetecție multi-modală și oferă un cadru scalabil pentru monitorizarea agricolă operațională în medii dificile..