I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 ,   p p .   4 3 1 9 ~ 4 3 3 1   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 14 .i 5 . p p 4 3 1 9 - 4 3 3 1           4319       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Build ing  chang detec tion v ia  clas sifica tion in  high - r eso lution  a eria l ima g ery       H a y der  M o s a   M er za ,   I ha b S beit y ,   M o ha m ed  Dbo uk ,   Z ein A l - Abid i n Ib ra h im   D e p a r t me n t   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e s (I ) ,   Le b a n e se   U n i v e r si t y ,   B e i r u t ,   L e b a n o n       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  2 2 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 1 4 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 5       Th is  re se a rc h   i n v e sti g a tes   t h e   d e tec ti o n   o f   c h a n g e s   in   b u il d i n g   stru c tu re s   with in   h i g h - re so l u ti o n   a e rial  ima g e o Ba g h d a d ,   Ira q ,   o v e two   y e a rs,  2 0 0 7   a n d   2 0 2 4 .   Emp l o y i n g   a d v a n c e d   r e m o te  se n sin g   tec h n i q u e a n d   s o p h isti c a ted   ima g e   p ro c e ss in g   a lg o rit h m s,   t h is  stu d y   a ims   to   id e n ti fy   a n d   q u a n ti fy   a lt e ra ti o n i n   th e   u rb a n   lan d s c a p e   a c c u ra tely   b y   a d d re ss in g   th e   k e y   c h a ll e n g e in h e re n in   th e   ima g e   re g istratio n   p r o c e ss ,   a we l a th e   a v a il a b il it y   a ss o c iate d   with   c h a n g e   d e tec ti o n   (CD)   tec h n i q u e s.  We ex a m in e d   th e   d a ta  c o ll e c ti o n   stra teg ies ,   e v a lu a ted   m a tch in g   m e th o d s,  a n d   c o m p a re d   CD   a p p ro a c h e s.  Ae rial  ima g e we re   a c c u ra tely   a n a ly z e d   to   d e tec c h a n g e i n   b u il d in g   f o o t p ri n ts,  c o n stru c ti o n   a c ti v it ies ,   a n d   d e stru c ti o n .   We  d e v e lo p e d   a   c o m p re h e n siv e   a n n o tat io n   m e th o d o lo g y   tail o re d   to   t h e   c o m p l e x   u rb a n   e n v iro n m e n o Ba g h d a d .   Th e se   fin d i n g e m p h a siz e   th e   ra p id l y   e v o lv i n g   n a tu re   o f   Ba g h d a d ’s  u rb a n   fa b ric  a n d   th e   c rit ica n e e d   f o r   o n g o i n g   m o n it o r in g   to   i n fo rm   u r b a n   p la n n in g   a n d   m a n a g e m e n stra teg ies .   Th e   re su lt s   d e m o n stra te  t h e   e ffica c y   o f   u ti l izin g   h i g h - re so l u ti o n   a e rial  ima g e ry   wit h   o b jec t - b a se d   CD   tec h n i q u e f o d e tailed   u rb a n   a n a ly sis.   Th is  re se a rc h   a d v a n c e th e   e x isti n g   k n o wle d g e   b y   p ro v id i n g   a   ro b u st  fra m e wo rk   fo u r b a n   CD ,   with   imp li c a ti o n s   fo r   e n h a n c in g   u rb a n   p lan n i n g   a n d   p o li c y - m a k in g   p ro c e ss e s.  F u tu re   re se a rc h   will   f o c u o n   re fin i n g   th e   a n n o tatio n   p ro c e ss e a n d   i n c o rp o ra ti n g   a d d it io n a d a ta  so u rc e to   e n h a n c e   th e   a c c u ra c y   a n d   c o m p re h e n siv e n e ss   o u r b a n   CD   m e th o d o lo g ies .   K ey w o r d s :   Aer ial  h ig h - r eso lu tio n   im ag es   C h an g d etec tio n   C las s if icatio n   alg o r ith m s   L an d   u s e/lan d   c o v er   R em o te  s en s in g   im ag es   Sift  m atch in g   alg o r ith m   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Hay d er   Mo s Me r za   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Facu lty   o f   Scien ce s   ( I ) ,   L eb an ese  Un iv er s ity   B eir u t,  L eb an o n   E m ail:  h ay d er . m er za @ u l.e d u . l b       1.   I NT RO D UCT I O N   C h an g d etec tio n   ( CD )   in   ae r ial  im ag es  p lay s   p iv o tal  r o l in   an aly zin g   an d   m o n ito r i n g   d y n a m ic  en v ir o n m en ts .   Aer ial  im ag es  ca p tu r ed   f r o m   v a r io u s   p latf o r m s ,   s u ch   as  s atell ites ,   d r o n es,  o r   air cr af t,  p r o v id a   v alu ab le  s o u r ce   o f   in f o r m atio n   f o r   d etec tin g   an d   u n d er s tan d in g   ch a n g es  o cc u r r i n g   o n   th e   E ar th s   s u r f ac e .   CD   in v o lv es  th e   id e n tific atio n   a n d   c h ar ac ter izatio n   o f   alter at io n s   b etwe en   two   o r   m o r e   i m ag es  ac q u ir e d   at   d if f er en p er io d s .   T h ese  ch a n g es  ca n   e n co m p ass   wid r an g e   o f   p h e n o m en a ,   in c lu d in g   la n d   c o v e r   tr an s f o r m atio n s ,   u r b an   g r o wt h ,   n at u r al  d is aster s ,   v eg etatio n   d y n am ics,  an d   i n f r astru ctu r d ev elo p m en t.   T h e   ab ilit y   to   d etec an d   q u an tif y   ch an g es  in   ae r ial  im ag es  h as  s ig n if ican im p licatio n s   in   m u ltip le  f ield s ,   in clu d in g   en v ir o n m e n tal  m o n ito r in g ,   s p atial  p la n n in g ,   em er g en cy   r esp o n s m an ag em e n t,  ag r icu lt u r e,   a n d   r eso u r ce   m a n ag em en t.   I en ab les  d ec is io n - m ak er s ,   r esear ch er s ,   an d   p o licy m ak er s   to   g ain   in s ig h ts   in t o   tem p o r al  a n d   s p atial  p atter n s   o f   ch a n g e,   ass ess   th im p ac ts   o f   h u m an   ac tiv ities ,   an d   m ak e   in f o r m ed   d ec is io n s   f o r   s u s tain ab le  d e v elo p m e n t.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 :   4 3 1 9 - 4 3 3 1   4320     W h en   g eo g r ap h ic  m etad ata   is   u n a v ailab le  o r   u n r eliab l e,   wh at  a r th e   in h e r en c h allen g es  an d   p er f o r m an ce   lim itatio n s   o f   co n v en tio n al  r eg is tr atio n   tech n iq u es  ( s u ch   as  s ca le  in v ar ian f ea tu r e   tr an s f o r m   ( SIFT )   c o m b in e d   w ith   B r u te  Fo r ce   Ma tch er )     I n   s ce n ar io s   lack in g   s p atial  r ef er en cin g   in f o r m atio n ,   wh at  s tr ateg ies  ca n   b em p lo y ed   t o   im p r o v t h r o b u s tn ess   an d   ac cu r ac y   o f   k e y   p o in ts   d etec tio n   an d   m atch in g ?     Ho d o   v ar io u s   CD   m eth o d o lo g ies,  s u ch   as  alg eb r aic ,   clas s if icatio n - b ased ,   an d   tr an s f o r m atio n - b ased   ap p r o ac h es,  co m p a r in   ter m s   o f   th eir   ac c u r ac y ,   r eliab ilit y ,   a n d   co m p u tatio n al  ef f icien cy     W h en   ap p lied   to   r ea l - wo r l d   a er ial  d atasets   ( e. g . ,   im ag er y   o f   B ag h d ad ) ,   wh ic h   o f   th ese  CD   tech n iq u es  d em o n s tr ates th h ig h est lev el  o f   p er f o r m an ce   an d   p r ac tical  ap p licab ilit y   CD   tech n iq u es  p r o v id e   r esear ch er s   an d   a n aly s ts   with   ess en tial  in s ig h ts   in to   th d y n am ic   ch ar ac ter is tics   o f   th ea r th s   s u r f ac e.   I n   th f ield   o f   CD ,   n u m er o u s   tech n iq u es  ar av ailab le;  h o wev er ,   id en tify in g   an   o p tim al  an d   d e f in itiv m eth o d   r em ain s   ch all en g e.   Du to   th co m p lex ity   o f   CD ,   d ata  an aly s t s   em p lo y   v ar iety   o f   m eth o d s ,   u tili zin g   th eir   ex p er tis to   ef f ec tiv ely   d etec ch an g es.  No n eth eless ,   th e   p r o ce s s in g   o f   h ete r o g e n eo u s   d ata  is   wid ely   r ec o g n ized   as   o n o f   th m o s s ig n if ican ch allen g es  in   CD Dete ctio n   o f   ch an g es  in   r ea l - tim ap p licatio n s   p o s es  s ig n if ican ch allen g es   d u e   to   th e   n ee d   f o r   m u ltip le  p r o ce s s in g   s tep s .   T h ese  s tep s   in clu d id en tify in g   is s u es  r elate d   to   CD ,   p r ep r o ce s s in g   th im ag es,  an d   ass es s in g   th p er f o r m an ce   o f   t h ap p licatio n - s p ec if ic  alg o r it h m .   T h e   ch allen g e   is   f u r th er   c o m p o u n d ed   b y   th e   n ee d   to   d ev elo p   an   ap p r o p r iat m eth o d o lo g y   f o r   d etec tin g   c h an g es in   v e r y   h i g h - r eso lu tio n   im ag er y .     Ad v an ce m en ts   in   r em o te  s en s in g   im ag in g   tech n o lo g ies  an d   th g r o win g   av ailab ilit y   o f   h ig h - r eso lu tio n   s atellite  d ata  h av g r ea tly   f ac ilit ated   im ag a n al y s is   tech n iq u es  tailo r ed   f o r   r e m o te  s en s in g - b ased   ap p licatio n s ,   wh ich   wer p r ev io u s ly   r elian o n   lab o r io u s   f ield   s u r v e y s .   C o n d u ctin g   an   in d i v id u al  ar ea   s u r v e y   was  tim e - co n s u m in g   an d   ar d u o u s ,   b u t o d ay ,   th u tili za tio n   d er iv e d   f r o m   s atellite  o b s er v atio n s   co llected   in   r ea tim h as  s im p lifie d   th is   p r o ce s s .   R ea l - tim s atellite  d at p lay s   cr u cial  r o le  in   v ar io u s   ap p licatio n s ,   with   r em o te  s en s in g   b ein g   p r i m ar y   b e n ef iciar y .   I en ab les   ac cu r ate  d etec tio n   o f   en v ir o n m en tal  ch a n g es,  co n tr ib u tin g   to   b etter   u n d er s tan d in g   o f   h u m an - n atu r in ter ac tio n s .   T h is   u n d er s tan d in g ,   in   tu r n ,   ai d s   d ec is io n - m ak in g ,   p ar ticu la r ly   in   th co n te x t o f   u r b a n   d ev el o p m en t.        2.   RE L AT E WO RK S   I n   th f ield   o f   ag r ic u ltu r al  s tu d ies,  CD   tech n iq u es  ar e m p lo y ed   f o r   m o n ito r in g   d ef o r estatio n ,   ev alu atin g   th e   im p ac ts   o f   n at u r al  d is aster s ,   an d   an al y zin g   p atter n s   o f   s h if ti n g   cu ltiv ati o n .   I n   th m ilit ar y   d o m ain ,   th ese  m eth o d s   p lay   a   cr itical  r o le  in   in tellig en ce   g ath er in g .   T h is   in clu d es   th id e n tific atio n   o f   n ewly   estab lis h ed   m ilit ar y   in s talla ti o n s ,   th m o n ito r in g   o f   en em y   tr o o p   m o v em en ts ,   b attlef ie ld   ass es s m en t,  an d   d am ag ev al u atio n   [ 1 ]   I n   th e   civ il   co n tex t,   it  f u n ctio n s   as  r eg u lato r y   m ec h an is m   f o r   m a n ag in g   u r b a n   d e v el o p m en t   an d   g u id in g   th s p atial  ex p an s io n   o f   cities   [ 2 ] .   Alth o u g h   CD   alg o r ith m s   p r o v i d s u b s tan tial b en ef its   ac r o s s   wid r an g o f   ap p licatio n s ,   th ey   ar also   ass o ciate d   with   n o tab le   ch allen g es.  Fo r   ex am p le ,   v e g etatio n   g r o wth   an d   ch an g es  in   s u r f ac r ef lecta n c ch ar ac ter is tics ,   s u ch   as   th o s ca u s ed   b y   s o il  co n d itio n s   b ef o r an d   af ter   r ain f all,   ca n   s ig n if ica n tly   im p ac th r eliab ilit y   an d   v alid i ty   o f   th e   d etec ted   c h an g es   [ 3 ] .   Acc u r ate  im a g e   r eg is tr atio n   is   cr u cial  f o r   r eliab le  CD ,   p ar ticu lar ly   wh en   a n aly zin g   m u ltit em p o r al  o r   m u lti - s o u r ce   im ag er y .   T h p r o ce s s   in v o l v es  ex tr ac ti n g   k ey   f ea tu r es  a n d   esti m atin g   a   s p atial  tr an s f o r m atio n   t o   alig n   th e   m o v i n g   im ag with   th f ix e d   im ag e,   e n ab lin g   c o n s is ten t c o m p ar is o n   ac r o s s   tim an d   s p ac e   [ 4 ]   Featu r e - b ased   im ag e   r eg is tr at io n   m atch es  d is tin ct  f ea tu r es,   wh ile  h y b r id   m eth o d s   co m b i n r eg i o n - b ased   an d   attr ib u te - o r ien ted   m eth o d s .   T r ad itio n al  tech n iq u es  o p er ate  in   th s p atial  d o m ain   an d   ar class if ied   as  m an u al,   s em i - a u to m atic,   o r   au to m atic   [ 5 ] .   Ad v a n ce m en t s   in   r em o te  s en s in g   tec h n o lo g ies,  s u ch   as  h ig h er   s p atial  an d   s p ec tr al  lev els  o f   d etail,   im p r o v ed   im a g ac q u is itio n   tech n iq u es,  an d   ad v an c ed   d ata  p r o ce s s in g   alg o r ith m s ,   h av r e v o lu tio n iz ed   th f ield   o f   CD   in   ae r ial  i m ag er y .   T h ese  ad v an ce m en ts   h av en h an ce d   o u r   ab ilit y   to   ex tr ac t   v alu ab le   in f o r m atio n   f r o m   im ag es   an d   d ete ct  s u b tle  o r   c o m p lex   ch a n g es  t h at  m ay   h a v b ee n   ch allen g in g   to   id e n tify   u s in g   t r ad itio n al  s u r v ey   m et h o d s   alo n e.   I n   th is   co n tex t,  th is   ar ticle  aim s   to   ex p lo r th e   f u n d am e n tal  co n ce p t,  m eth o d o lo g ies,  an d   a p p licatio n s   o f   CD   in   ae r ial  im ag es.    Ma ch in lear n i n g   al g o r ith m s   ar co m m o n ly   class if ied   in to   s u p er v is ed ,   u n s u p er v is ed ,   an d   r ein f o r ce m e n lear n in g .   Su p e r v is ed   class if ier s   p er f o r m   b e s with   wid lab ele d   d ata  a n d   ca n   b f u r th e r   ca teg o r ized   as  p ar am etr ic  o r   n o n p a r am etr ic  b ased   o n   d ata  d is tr ib u tio n   ass u m p tio n s   [ 6 ] .   E x ec u tio n   tim is   a   k ey   f ac to r   in   im p lem en tin g   a n d   o p er atio n alizin g   m ac h in e   l ea r n in g   m o d els,  r ef e r r in g   to   t h d u r atio n   n ee d ed   f o r   s in g le  in f er en ce .   Op tim i za tio n   tech n iq u es  aim   to   r ed u ce   th is   tim wh ile   p r eser v in g   ac cu r ac y ,   en h an cin g   th m o d el’ s   p r ac tical  u tili ty .   I n   th is   co n te x t,  r a n d o m   f o r est   ( R F)  is   wid ely   u s ed   b o th   f o r   b u ild in g   ac cu r ate   p r ed ictiv m o d els  an d   f o r   ev alu atin g   th r elativ im p o r ta n ce   o f   in p u t   v ar iab les   [ 7 ] CD   in   ea r th   s u r f ac e   im ag er y   h as lo n g   b ee n   r ec o g n i ze d   as a   f u n d a m en tal  ch allen g in   th f ield   o f   r em o te  s en s in g   [ 8 ] .   E f f ec tiv CD   in   r em o te  s en s in g   r eq u ir es c le ar ly   d ef in e d   r esear ch   o b jectiv es a n d   well - s p ec if ied   s tu d y   a r ea .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B u ild in g   ch a n g e   d etec tio n   vi a   cla s s ifica tio n   in   h ig h - r eso lu tio n   a eria l ima g ery  ( Ha yd er Mo s a   Mer z a )   4321   CD   en tails   th id en tific atio n   o f   alter atio n s   i n   s u r f ac f e atu r es  o v e r   tim e   u s in g   m u lt i - tem p o r al  im ag er y ,   o f f er in g   v alu a b le  in s ig h ts   in to   th tem p o r al  d y n a m ics  o f   n atu r al  an d   an th r o p o g en ic  p r o ce s s es   [ 9 ] R eliab le  CD   r eq u ir es  im ag e   p air s   to   b e   s p ec tr ally ,   s p atially ,   an d   tem p o r ally   alig n ed .   T h is   is   ac h iev ed   t h r o u g h   p r ep r o ce s s in g   s tep s   s u ch   as  co - r eg is tr atio n   o f   m u lti - tem p o r al   im ag es  o v er   th s am e   lo ca tio n   [ 1 0 ] .   Kar k e r   [ 1 1 ]   d escr ib es  im ag alig n m en as  p r o ce s s   th at  u s e s   im ag tie  p o in ts   ( I T Ps )   to   c o m p u te  g eo m etr ic   tr an s f o r m atio n s ,   en ab lin g   o n e   im ag to   b e   s p atially   alig n e d   with   an o t h er .   B y   u n d er s tan d i n g   an d   h ar n ess in g   th p o wer   o f   CD   in   ae r ial  i m ag es,  we  ca n   g ain   d ee p er   in s ig h ts   in to   th ev o lv i n g   e ar th s   s u r f ac an d   co n tr ib u te  to   m o r e   in f o r m ed   d ec is io n - m ak in g   a n d   s u s tain ab l d ev elo p m en t p r ac tices.    C h en   et  a l.  [ 1 2 ]   i n tr o d u ce s   an   s y n th etic  ap er tu r e   r ad ar   ( SAR )   r em o te  s en s in g   alg o r ith m   f o r   d etec tin g   ch an g es  in   im ag e r y   th at  u s es  ad ap tiv tech n i q u es  f o r   r ea l - ti m p ar am eter   esti m atio n   a n d   s p ar s au to m atic  en co d er   t o   d etec s ig n if ican r eg io n s   an d   r ed u ce   s p ec k le  n o is e.   Prin cip al  co m p o n en a n aly s is   an d   K - m ea n s   clu s ter in g   en h an ce   CD   b y   m in im izin g   is o lated   p ix el  im p ac t.  E x p er im e n tal  r esu lts   s h o h ig h   d etec tio n   ac cu r ac y ,   ef f ec tiv ely   h a n d lin g   en v ir o n m en tal  in ter f er en ce s   lik s ea wate r   f lu ct u atio n s   an d   s h ip   p r esen ce .   Acc o r d in g   to   B ao   et  a l.  [ 1 3 ] p atch   an d   p i x el  ch an g n etw o r k   ( PP C NE T )   f o r   d etec tin g   i n   b item p o r al  h ig h - r eso lu tio n   im ag es.  T h is   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h   in teg r ates  p atch   an d   p ix el - lev el  CD   to   ac h iev p r ec is b o u n d ar ies  o f   ch a n g ar ea s   wh ile  also   s u r p ass in g   th s p ee d   o f   p i x el - lev el - b ased   d ee p   lear n in g   m eth o d s .   E x ten s iv ex p er im en ts   co m p ar in g   PP C NE T ,   tr ad itio n al  m eth o d s ,   an d   o th er   d ee p   n etw o r k s   u s in g   s atellites   an d   ae r ial  im a g es  d em o n s tr ated   th ef f ec tiv en ess   an d   f ea s ib ilit y   o f   d etec tin g   ch an g es  in   h ig h - r eso lu tio n   r em o te  s en s in g   im ag es.    Pen g   et  a l.   [ 1 4 ]   claim ed   n e wly   p r o p o s ed   e n d - to - en d   f r am ewo r k   f o r   CD   m eth o d   u s in g   t h UNe t++   ar ch itectu r e,   wh ich   lear n s   ch a n g m ap s   d ir ec tly   f r o m   an n o t ated   d atasets .   T h is   ap p r o ac h   ad d r ess es  lim itatio n s   o f   ex is tin g   CD   m eth o d s   b y   r ed u cin g   er r o r   ac cu m u latio n   a n d   in ter m ed iate  p r o ce s s in g   s tep s .   I o u tp er f o r m s   o th er   m eth o d s   in   v is u al  an d   q u an titativ ev alu atio n s   b u r el ies  o n   s u b s tan tial  n u m b er   o f   tr u ch an g m a p s ,   p o ten tially   lim itin g   its   b r o ad er   ap p licatio n .   Hu an g   et  a l.  [ 1 5 ]   d ev elo p ed   a n   au to m atic  CD   m eth o d   u s in g   p lan ar - v e r tical  f ea tu r es,   o b je ct - b ased   tem p o r al  c o r r ec tio n ,   an d   a   m u lti - tem p o r al  CD   m o d el   to   id en tif y     non - c o v er e d   b u ild in g   ar ea s   ( NC B As).   T esti n g   in   B e ijin g   an d   Sh an g h ai  s h o wed   s atis f ac to r y   r esu lts ,   b u t   lim itatio n s   in clu d ed   er r o r s   in   d etec tin g   r eb u ilt  ar ea s   an d   co n s tr ain ts   f r o m   th Z Y - 3   s atellite,   wh ich   lim ited   tim e - s er ies im ag av ailab ilit y .     Vian et  a l.  [ 1 6 ]   ex am in e d   la n d   u s an d   lan d   c o v er   ( L UL C )   ch an g es  in   r u r al  r eg io n   o v er   2 1   y ea r s   ( 1 9 9 5 - 2 0 1 5 )   u s in g   L an d s at  i m ag er y .   T h ey   u s ed   o p e n - s o u r ce   L UL C   d ata  an d   K - m ea n s   clu s ter in g   to   r ef in e   s p ec tr al  s ig n atu r es  f o r   ea ch   cl ass .   B y   in teg r atin g   d ata  f r o m   th o f f icial  Po r tu g u ese  L UL C   m ap ,   C ar ta  d Uso   Ocu p ã o   d o   s o l o   ( C OS) ,   f o r   1 9 9 5 ,   2 0 0 7 ,   2 0 1 0 ,   an d   2 0 1 5 ,   th e y   g en er ated   r e p r esen tativ tr ain in g   s am p les.  T h m eth o d   ac h iev e d   an   o v e r all  ac cu r ac y   o f   7 6 %,  d em o n s tr atin g   its   ef f ec tiv en ess   an d   p r o v id i n g   v alu ab le   in s ig h ts   in to   s ig n if ican t   L UL C   ch an g es  d u r in g   th e   p er i o d .   Viv ek an a n d et   a l.   [ 1 7 ]   f o c u s ed   o n   class if y in g   L UL C   ch an g es  b etwe en   th e   y ea r s   1 9 9 9   an d   2 0 1 9 .   R esear ch er s   em p lo y e d   co m b in atio n   o f   I n d ia s   to p o g r a p h ic  m a p   s u r v e y   an d   tem p o r al  s atellite  im ag er y   to   g ath er   d ata.     R em o te  s en s in g   an d   g eo g r a p h ic  in f o r m atio n   s y s tem   ( GI S)  tech n iq u es  wer in teg r ated   t o   q u an tify   an d   co m p r e h en d   th L UL C   c h an g es  in   An an th a r am an   s p a n n in g   p e r io d   o f   4 0   y ea r s ,   f r o m   1 9 7 8   to   2 0 1 8 .     T h co n f u s io n   m atr ix   was  em p lo y ed   to   ass ess   th c lass if icatio n   ac cu r ac y ,   wh ich   was  s ati s f ac to r y .     T ewa b an d   Fen tah u n   [ 1 8 ]   an aly ze d   L UL C   ch an g es  in   th T an b asin   u s in g   L an d s at  th em atic  m ap p er   ( TM )   im ag es  f r o m   1 9 8 6 ,   2 0 0 2 ,   an d   2 0 1 8 .   T h ey   class if ied   s ix   lan d   co v e r   ty p es  an d   ass ess ed   ac cu r ac y   u s in g   t h Kap p co e f f icien t.  T h f in d in g s   r ev ea led   o v e r all  ac cu r ac ie s   o f   8 4 . 2 1 %,  8 3 . 3 2 %,   an d   9 1 . 4 0 f o r   th e   y ea r s   1 9 8 6 ,   2 0 0 2 ,   an d   2 0 1 8 ,   r esp ec t iv ely ,   with in   th b asin .   T h c o r r esp o n d in g   k a p p co e f f icien ts   wer d eter m in ed   as 7 9 . 0 2 %,  8 3 . 3 2 %,  an d   8 9 . 6 6 %.         3.   M AT E R I AL S AN M E T H O D   T h r esear ch   em p lo y ed   q u an titativ ap p r o ac h   k n o wn   as   CD .   T h is   m eth o d   in v o lv ed   class if y in g   ea ch   s atellite  im ag an d   c o m p ar in g   it  b ased   o n   p i x el - by - p ix el  m eth o d   with   t h r esu lt in g   L UL C   m ap s   in   2 0 2 4   th at  wer e   p r o v id e d   b y   th r e m o te  s en s in g   d e p ar t m en o f   th e   Un iv er s ity   o f   B ag h d ad .   O u r   f ir s m eth o d o l o g y   in   em p lo y e d   in   th s tu d y   co n s is ted   o f   th s tep s   as  illu s tr ated   in   Fig u r e   1 i c o llectin g   th d ata,   ii )   im ag p r e - p r o ce s s in g ,   iii )   im ag r eg is tr atio n   ( I R ) ,   iv )   d ata  class if icatio n ,   v )   o u tlie r   r em o v i n g   m o d el,     vi )   tim p er f o r m a n ce   m o d el  a s   in   o u r   cited   [ 1 9 ] ,   an d   f in ally ,   th v ii)  CD   s tep   will  b p r es en ted   in   th is   s tu d y .   T h s ec o n d   m eth o d o lo g y   is   p r esen ted   in   s ec tio n   4 . 1 .     3 . 1 .    Cha ng det ec t i o n m et h o ds   B ased   o n   th CD   p r o ce s s in g   as  ca n   b s ee n   in   Fig u r 2 ,   th er ar m u lti  v ar io u s   ap p r o ac h es  th at  h av b ee n   d ev elo p ed   t o   b e   u s ed   f o r ,   an d   ea ch   tailo r ed   to   its   s p ec if ic  ap p licatio n .   I n   ca s es  wh er th CD   im ag es  ar ac q u ir ed   th r o u g h   v ar io u s   s en s o r   m o d alities ,   it  b ec o m es  cr u cial  to   p er f o r m   im ag r eg is tr atio n   b ef o r a p p ly in g   th e   alg o r it h m   d esig n e d   f o r   CD .   I m a g r eg is tr atio n   e n s u r es  p r o p er   alig n m e n an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 :   4 3 1 9 - 4 3 3 1   4322   s y n ch r o n izatio n   o f   th im a g e s ,   en ab lin g   ac cu r ate  an d   m ea n in g f u c h an g a n aly s is   [ 2 0 ] .   B y   em p lo y in g   CD   tech n iq u es,  r esear ch e r s   an d   a n aly s ts   ca n   g ain   v alu ab le  i n s ig h ts   in to   th d y n a m ic  n atu r e   o f   t h E ar th s   s u r f ac e .           Fig u r e   1.   Ph ase  o n o f   th p r o p o s al  m eth o d o lo g y           Fig u r e   2.   CD   p r o ce s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B u ild in g   ch a n g e   d etec tio n   vi a   cla s s ifica tio n   in   h ig h - r eso lu tio n   a eria l ima g ery  ( Ha yd er Mo s a   Mer z a )   4323   3 . 1 . 1 .   Cha ng det ec t io n - ba s ed  a lg ebra   Alg eb r a - b ased   is   o n o f   th e   CD   ap p r o ac h es,  wh ich   in v o l v es  em p lo y i n g   m at h em atica o p e r atio n s   o n   in d iv id u al  im ag p ix els  to   g en er ate  d if f er en im ag e.   T h is   m eth o d   ca lcu lates  th d is cr ep an cies  b etwe en   co r r esp o n d in g   p ix els  in   two   o r   m o r im ag es,  h ig h lig h tin g   ar ea s   wh er s ig n if ican c h an g es  h av o cc u r r ed .   On wid ely   u s ed   alg eb r a - b as ed   CD   tech n iq u e   is   im ag e   d if f er en cin g   [ 2 1 ] .   T y p ically ,   th is   ap p r o ac h   i n clu d es   s ev er al  m eth o d s   lik im ag r at io in g ,   im ag d i f f er en ci n g ,   an d   ch an g v ec to r   an aly s is   ( C VA ) ,   wh ich   in v o l v es a   m ath em atica tech n iq u e   f o r   c h an g id e n tific atio n .   T h is   ty p o f   CD   h as  d is ad v an tag e,   s p ec if ically   with   n o s in g ,   wh ich   o cc u r r ed   d u r in g   p r ep r o ce s s in g .     3 . 1 . 2 .   Cha ng det ec t io n - ba s ed  t ra ns f o rm   T h is   ca teg o r y   in v o l v es  u s in g   th tr an s f o r m atio n - b ased   p ix e l.  T h p r im ar y   ad v a n tag o f   t h is   ty p is   its   ab ilit y   to   m in im ize  r ed u n d an in f o r m atio n   ac r o s s   th e   b an d s .   T h illu s tr atio n   in   Fig u r 3   p r esen ts   th s tr u ctu r o f   CD   b ased   o n   tr an s f o r m atio n .   Ma n y   s tu d ies  h av in v esti g ated   m u lti - tem p o r al  CD   b y   u s in g   s atellite  im ag f u s io n   tech n iq u es  lik d is cr ete  wav elet  tr an s f o r m   ( DW T )   an d   h o m o g e n eo u s   p ix el   tr an s f o r m atio n   ( HPT)   in   [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] ,   r esp ec tiv ely .   Ho wev e r ,   tr an s f o r m - b ased   m eth o d s   s tr u g g le  to   p r ec is ely   lab el  ch an g a r ea s   in   th tr a n s f o r m ed   im ag e   [ 2 0 ] .             Fig u r e   3.   CD - b ased   tr a n s f o r m atio n       3 . 1 . 3 .   Cha ng det ec t io n - ba s ed  cla s s if ica t io n   T h p r im a r y   b e n ef it  o f   th is   a p p r o ac h ,   as  in   Fig u r 4 ,   lies   in   its   ab ilit y   to   o f f e r   p r ec is alter atio n   d etails  th at  r em ain   lar g ely   u n i n f lu en ce d   b y   ex ter n al  elem en t s   s u ch   as  atm o s p h er ic  d is tu r b a n ce s .   I n p u im ag es  f r o m   d if f e r en tim p o in ts   u n d er g o   f ea tu r ex tr ac tio n ,   a n d   th r esu ltin g   f ea tu r m a p s   ar f ilter ed   an d   co n ca ten ated .   T h ese  ar e   th en   p r o ce s s ed   b y   CD   n etwo r k ,   t r ain ed   o n   s im u lated   s am p les  to   g en e r ate  th f in al   ch an g m ap .   I en co m p ass es  p o s t - class if icatio n   co m p r ess io n ,   CD   co n d u cted   th r o u g h   u n s u p er v is ed   m eth o d o l o g ies  an d   tech n iq u es,  an d   a p p r o ac h es  b ased   o n   a r tific ial  n eu r al  n etwo r k s .   T h e   e f f ec tiv en ess   o f   th is   ca teg o r y   is   co n tin g en t u p o n   th ca r ef u l c h o ice  o f   tr ai n in g   d ata.   T ab le  1   p r o v i d es a n   ex ten s i v o v er v iew  o f   CD   tech n iq u es c en ter e d   ar o u n d   cl ass if icatio n .             Fig u r e   4.   CD - b ased   class if icatio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 :   4 3 1 9 - 4 3 3 1   4324   T ab le   1.   C o m p r eh en s iv a n aly s is   o f   CD   s tr ateg ies em p lo y in g   class if icatio n   f r am ewo r k   A u t h o r   F e a t u r e   u s e d   C l a s si f i c a t i o n   a l g o r i t h m   R a h b a n i   a n d   P a k h i r e h z a n   [ 2 4 ]   P o si t i o n   o f   t h e   c l o ses t   c e n t r o i d   S h e p a r d   c l a ss i f i c a t i o n   Li u   e t   a l .   [ 2 3 ]   I mag e   d e e p   f e a t u r e s   b y   p r e d e f i n e d   sc a l e   D C N N   S i n g h   a n d   S i n g h   [ 2 5 ]   C l u st e r   c e n t e r s f i n d i n g   R a d i a l   b a s i t r a i n i n g   b y   g e n e t i c   a l g o r i t h m   A z z o u z i   e t   a l .   [ 2 6 ]   Te x t u r e   a t t r i b u t e s,   sp a t i a l ,   a n d   s p e c t r a l   F u n c t i o n   o f   G a u ss i a n   r a d i a l   G o n g   e t   a l .   [ 2 7 ]   I n t r a - c l u st e r   si m i l a r i t y   C N N   M o n t e si n o e t   a l .   [ 2 8 ]   A t t r i b u t e s   o f   d a t a   c o l l e c t i o n   C l a s si f i e r o f   B a y e si a n   n e t w o r k s       3 . 1 . 4 .   Cha ng det ec t io n ba s ed  a dv a nced  m o del   T h ad v a n ce d   m et h o d o lo g y   f o r   d etec tin g   ch a n g es  en co m p ass es  v ar io u s   r ef lectio n   an d   s p ec tr al  m ix in g   m o d els.  T h ese  a p p r o a ch es  in v o lv e   tr an s f o r m in g   im a g v alu es  in t o   s ig n if ican t   v ar i ab les  b y   em p lo y in g   th p r in ci p les  o f   lin ea r   p atter n   an aly s is   [ 2 9 ] .   T h au t h o r s   ar p r esen ted   with   th H o p f i eld   n eu r al   n etwo r k   ( HNN)   [ 3 0 ] .   An   alter n ativ CD   ap p r o ac h ,   k n o wn   as  th e   te m p o r al   u n - m ix in g   m eth o d ,   h a s   b ee n   in tr o d u ce d   b y   [ 3 1 ] .   T h e   an aly s es  o f   lan d s c ap im ag es  aim   to   id e n tify   c h an g es  in   th c o v er a g ar ea   o v er   tim e.   n o v el  ap p r o ac h   f o r   CD   is   in v esti g ated ,   u tili zin g   h y b r id   s p ec tr al  ch an g e - b ased   m eth o d o lo g y   b y   [ 3 2 ] .   T h is   ap p r o ac h   d elin ea tes  d if f er e n c es  in   s p ec tr al  v alu es  an d   s h ap e,   r ely in g   s o lely   o n   s p ec tr al   f ea tu r es  to   id en tify   m o d if icatio n s   th at  ar e   n o t e asi ly   d etec tab le.       3 . 2 .     Co m pa riso n o f   i m a g e   ma t ching   a lg o rit hm s   C o m p ar ativ s tu d ies  h av ev alu ated   th p er f o r m an ce   o f   im a g m atch in g   alg o r ith m s ,   f o cu s in g   o n   th e   ch allen g o f   ac h iev in g   in v ar i an f ea tu r d etec tio n   ac r o s s   d iv er s tr an s f o r m atio n s .   T h c h o ice  o f   alg o r ith m   d ep en d s   o n   th im ag t y p a n d   v ar iatio n s   lik s ca le  an d   o r ien tatio n   [ 3 3 ] .   T h cr iter ia   f o r   ac h ie v in g   tr u in v ar ian t f ea tu r d etec tio n   u n d er   tr an s f o r m atio n s   ar as f o llo ws     C o n s is ten cy th d etec ted   p o s i tio n   m u s t r em ain   i n v ar ian t t o   v ar iatio n s   in   s ca le  an d   o r ien tat io n .       Acc u r ac y f ea tu r es  m u s t b id en tifie d   as a cc u r ately   as p o s s ib le  ab o u t t h eir   tr u l o ca tio n s .       Sp ee d th alg o r ith m   m u s t p o s s ess   s u f f icien t e f f icien cy   t o   p r o ce s s   th im ag s wif tly .     3 . 2 . 1 .   Sca le  inv a ria nt  f e a t ure   t ra ns f o rm     T h m eth o d   was  o r ig in ally   p r o p o s ed   b y   L o we  in   2 0 0 4 ,   th e   SIFT   alg o r ith m   h as  b ec o m e   s tan d ar d   in   co m p u ter   v is io n   an d   p h o t o g r am m etr y .   T h is   alg o r ith m   ex t r ac ts   d is tin ctiv f ea tu r es  f r o m   im ag es,  en ab lin g   r o b u s m atc h in g   ac r o s s   d iv e r s lan d s ca p s ce n es.  A d d itio n ally ,   it  c o m p u tes  d escr ip to r s   f o r   th ese  f ea tu r es,  f ac ilit atin g   m o r ac cu r ate  an d   ef f icien t im ag an al y s is   [ 3 4 ] .       3 . 2 . 2 .   Sp ee ded  up   ro bu s t   f ea t ure    T h s p ee d ed   u p   r o b u s f ea tu r ( SUR F )   i s   an   ac ce ler ated   v er s io n   o f   th SIFT   alg o r ith m .   I is   b o th   a   lo ca k ey - p o in d etec to r   a n d   d escr ip to r .   I g en e r ates  d escr i p to r s   with   eith er   6 4   o r   1 2 8   d im en s io n s .   I n   th e   p h ase  o f   f ea tu r d etec tio n ,   SUR u tili ze s   th L ap lacia n   o f   Gau s s ian   ( L o G) .   Ad d itio n ally ,   f o r   f ea tu r e   d escr ip tio n ,   SUR ap p lies   wav elet  r esp o n s es  in   b o th   v er tic al  an d   h o r izo n tal.   W h ile  SUR o f f er s   im p r o v ed   s p ee d   o v er   SIFT ,   it is   s till   n o id ea l f o r   r ea l - tim ap p licatio n s .   T h SUR F wa s   in tr o d u ce d   in   2 0 0 6   [ 3 5 ]     3 . 2 . 3 .   Acc eler a t io n o f   K AZ E   a lg o rit hm   Acc eler atio n   o f   KAZ E   al g o r i th m   ( AKAZ E ) ,   in tr o d u ce d   b y   Sh ar m an d   J ain   [ 3 6 ] ,   is   an   im p r o v e d   v er s io n   o f   th KAZ E   al g o r it h m .   AKAZ E   d etec ts   f ea tu r es   b y   f i n d in g   ex tr em a   o f   s ec o n d - o r d e r   d e r iv ativ es  with in   n o n lin ea r   m u lti - s ca l p y r am id   b ased   o n   im ag d if f u s io n .   AKAZ E   u tili ze s   f as ex p licit  d if f u s io n   ( FED)   with in   a   p y r am id al  f r a m ewo r k ,   o p tim izin g   th e   s p ee d   o f   f ea tu r d etec tio n   i n   a   n o n lin ea r   s ca le  s p ac e.   T h is   alg o r ith m   s ig n if ican tl y   e n h an ce s   th ef f icien cy   an d   p e r f o r m an ce   o f   th e   f ea tu r d etec tio n   p r o ce s s .     3 . 2 . 4 .   O rient ed  F AST   a nd   ro t a t ed  B RIE F     T h e   o r i en te d   FAS T   a n d   r o t at ed   B R I E F   ( OR B )   f e at u r e   e x t r a cti o n   m e th o d   w as  c h o s e n   f o r   f e at u r e   ex t r ac ti o n   i n   a er ial   i m a g es,   w h ic h   w as   i n t r o d u c ed   i n   2 0 1 1   [ 3 7 ] .   I is   a   c o m p u t ati o n al l y   ef f ic ie n t   a lte r n at iv e   t o   SIFT   a n d   S UR F,   co m b i n i n g   FAST   k e y - p o i n t   d ete cti o n   wi t h   t h e   B R I E F   d es c r i p t o r s .   D es p it e   FAS T ' s   l ac k   o f   o r ie n t ati o n   ca l c u lat io n   a n d   B R I E F' s   li m it ati o n s   wit h   r o t ati o n ,   m o d i f i ca t io n s   h a v e   e n h a n c e d   OR B ' s   p e r f o r m a n c e.   OR B   e x h ib ite d   an   is s u wit h   u n e v e n   an d   s p a r s e   d is tr ib u t io n   o f   f e at u r p o i n ts .   Des p i te  t h is   lim i tat io n ,   OR B   d e m o n s tr at es  s ig n i f ic a n ad v a n ta g es  in   te r m s   o f   co m p u tat io n a ef f i cie n c y .   W c h o s t h S I FT   alg o r it h m   f o r   o u r   s t u d y   b ase d   o n   i ts   s u p e r i o r   p e r f o r m a n c i n   o u r   c o m p ar is o n ,   as  s h o w n   in   F ig u r e s   5   a n d   6,   an d   T ab le  2 .   E ac h   p air   in   Fig u r 5   s h o ws  th o r ig in al  an d   p r o ce s s ed   s atell ite  im ag es,  with   r ed   lin es  in d icatin g   co r r esp o n d in g   k ey p o in ts   d et ec ted   an d   m atch ed   b y   th e   alg o r ith m s .   T h is   co m p ar is o n   h ig h lig h ts   th e   p er f o r m an ce   a n d   r o b u s tn ess   o f   SIFT   an d   SUR in   id en tify i n g   s p atially   co n s is ten f ea tu r es.  T h b ar   ch ar in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B u ild in g   ch a n g e   d etec tio n   vi a   cla s s ifica tio n   in   h ig h - r eso lu tio n   a eria l ima g ery  ( Ha yd er Mo s a   Mer z a )   4325   Fig u r 6   s h o ws  th at  SIFT   ac h iev ed   th e   h ig h est  n u m b er   o f   m atch es  ( 5 1 ) ,   f o llo wed   b y   SUR ( 3 0 ) ,   wh ile  AKAZ E   an d   OR B   p r o d u ce d   f ewe r   m atch es.  T h e   d ash ed   lin in d icate s   th m in im u m   m at ch   co u n th r esh o ld   r eq u ir ed   f o r   ac ce p tab le  p e r f o r m an ce .             Fig u r e   5.   Vis u al  co m p ar is o n   o f   f ea tu r m atc h in g   u s in g   SIFT   an d   SUR F a lg o r ith m s           Fig u r e   6.   C o m p a r is o n   o f   th n u m b er   o f   f ea tu r m atch es d ete cted   b y   f o u r   alg o r ith m s       T ab le  2.   R esu lts   o f   f o u r   m atch in g   alg o r ith m s   A l g o r i t h m   M i n i m u m   ma t c h e s   c o u n t   R e s u l t   N o t e s   S I F T   10   S I F mat c h e a r e   f o u n d   -   5 1 / 1 0   B e t t e r   mat c h e s   S U R F   10   S U R F   ma t c h e a r e   f o u n d   -   3 0 / 1 0   G o o d   m a t c h e s   A K A ZE   10   A K A ZE  mat c h e a r e   f o u n d   -   9 / 1 0   N o t   e n o u g h   mat c h e a r e   f o u n d   O R B   10   O R B   m a t c h e a r e   f o u n d   -   0 / 1 0   N o t   e n o u g h   mat c h e a r e   f o u n d       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   Firstl y ,   we  co n d u ct  co m p r e h en s iv an aly s is   an d   co m p ar i s o n   o f   r esu lts .   W v alid ate  o u r   p r o p o s ed   m eth o d   t h r o u g h   e x p er im e n ts   th r o u g h   e m p lo y e d   f i v ev al u atio n   m etr ics:   p r ec is io n ,   r e ca ll ,   F1 - s co r e,   an d   ac cu r ac y ,   s ee   ( 1 )   to   ( 4 ) ,   in s tead   o f   th ar ea   u n d e r   th r ec eiv er   o p er atin g   c h ar ac ter is tics   cu r v ( AURO C )   wh ich   is   s er v es  as  q u an titativ m ea s u r em p l o y ed   to   ass ess   th ef f ec tiv en ess   th ef f icac y   o f   class if icatio n   m o d els.  F1 - s co r e   s er v es  as   a   m ea s u r e   o f   th b in ar y   class if icatio n   m o d el’ s   ac c u r ac y .   T h f iv e   m etr ics  a r em p lo y ed   o v er   f iv class if icatio n   alg o r ith m s n v Ba y es  ( NB ) d ec is io n   tr ee   ( DT ) g r a d i en b o o s tin g   ( GB ) RF ,   an d   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   as sh o wn   in   T ab le s   3   an d   4 ,   an d   Fig u r 7 .      =    (  +  )   ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 :   4 3 1 9 - 4 3 3 1   4326    =    (  +  )   ( 2 )     1  =   2   × (    ×  ) (  +   )   ( 3 )       =                           ( 4 )       T ab le   3.   C lass if icatio n   m etr ics b ased   o n   f iv alg o r ith m s   C l a s si f i c a t i o n   a l g o r i t h m   D a t a s e t   P r e c i s i o n   R e c a l l   F1 - sc o r e   Tr u e   ( 1 )   F a l se   ( 0 )   Tr u e   ( 1 )   F a l se   ( 0 )   Tr u e   ( 1 )   F a l se   ( 0 )   Tr u e   ( 1 )   F a l se   ( 0 )   NB   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   0 . 5 2   0 . 5 1   0 . 4 8   0 . 5 5   0 . 5 0   0 . 5 3   DT   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   0 . 5 2   0 . 5 1   0 . 4 8   0 . 5 4   0 . 5 0   0 . 5 3   GB   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   0 . 5 2   0 . 5 2   0 . 4 7   0 . 5 8   0 . 4 9   0 . 5 5   RF   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   0 . 5 7   0 . 5 6   0 . 5 3   0 . 6 1   0 . 5 5   0 . 5 8   LR   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   0 . 5 2   0 . 5 2   0 . 4 8   0 . 5 5   0 . 5 0   0 . 5 3       T ab le   4.   Acc u r ac y   an d   AUROC   b ased   o n   f iv al g o r ith m s   C l a s si f i c a t i o n   a l g o r i t h m   D a t a s e t   r e c o r d s   S u p p o r t   A c c u r a c y   A U R O C   Tr u e   ( 1 )   F a l se   ( 0 )   Tr u e   ( 1 )   F a l se   ( 0 )   NB   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   4 3 3 1 6   4 3 2 5 6   0 . 5 2   0 . 5 1 9 7 9 9   DT   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   4 3 4 4 7   4 3 1 2 5   0 . 5 1   0 . 5 1 7 7 1 7   GB   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   4 3 2 5 3   4 3 3 1 9   0 . 5 2   0 . 5 3 0 9 6 5   RF   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   2 1 6 7 1   2 1 6 1 5   0 . 5 7   0 . 5 5 2 9 2 8   LR   8 6 5 7 3 K   8 6 5 7 3 K   4 3 3 1 6   4 3 2 5 6   0 . 5 2   0 . 5 2 4 9 6 8           Fig u r e   7.   R esu lts   o f   m etr ics f o r   f iv class if icatio n   alg o r ith m s       4 . 1 .     Cha ng det ec t i o n pro ce s s   Fo r   th s ec o n d   p ar o f   o u r   CD   m eth o d o lo g y ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 8 ,   k ey   ch allen g in   o u r   s tu d y   is   th u n ce r tain ty   o f   th im a g e' s   ex ac lo ca tio n   with in   th g lo b al  co o r d in ate  s y s tem ,   s o   ex tr ac tin g   b u ild i n g   f o o tp r i n ts   f r o m   ae r ial  im ag es  i s   v ital  p r ep r o ce s s in g   s tep   in   im ag an aly s is ,   en h an cin g   ac c u r ac y   in   CD   task s .   T h is   p r ep r o ce s s in g   s tep   en h a n ce s   im ag m atch in g   b y   p r ep ar in g   d atasets   to   id en tify   alter ed   f ea tu r es  in   v er y   h ig h - r eso lu tio n   im a g es,  s u ch   a s   b u ild in g s ,   r o ad s ,   o r   v eh icles   [ 3 8 ] .   Up o n   id e n tify in g   th c o r r esp o n d in g   m ask s ,   th SIFT   m atch in g   alg o r ith m   d em o n s tr ates h ig h   e f f icac y   in   f ea tu r d etec tio n   with in   th n e d ataset.     Ou r   co n tr ib u tio n   in clu d es  th p r ep a r atio n   o f   v er y   h ig h - r eso lu tio n   ae r ial  im a g er y   at  a   co n s is ten r eso lu tio n   o f   6   cm .   E ac h   im a g p air   is   ass o ciate d   with   a   co r r esp o n d i n g   m ask ,   th e r eb y   m i n im izin g   n o is an d   en s u r in g   clar ity .   Fo r   t h m ask in g   p r o ce s s ,   we  u tili ze d   s in g le  m ask   f o r   th im a g p air   o f   B ag h d ad   2 0 0 7   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       B u ild in g   ch a n g e   d etec tio n   vi a   cla s s ifica tio n   in   h ig h - r eso lu tio n   a eria l ima g ery  ( Ha yd er Mo s a   Mer z a )   4327   2 0 2 4 ,   with   a   to tal  o f   2 5   im a g p air s   in   T I f o r m at,   w h ich   g en er ated   ( 8 6 , 5 7 3   K)   r ec o r d s ,   co n s is tin g   o f   b o th   tr u an d   f alse  lab eled   d ata.   Alth o u g h   th e r ar b en ch m a r k   d atasets   av ailab le   f o r   CD ,   as s e s s m en o f   ch an g es  in   th L UL C   was c o n d u cted   b y   u tili zin g   o u r   n ewly   c o llected   d ataset.             Fig u r e   8.   Ph ase  two   o f   th p r o p o s al  m eth o d o lo g y       4 . 2 .     Cha ng det ec t i o n ba s ed  o n t hree   a pp ro a ches   Fo r   th p r o b lem   o f   CD ,   we  u s ed   two   p air s   o f   im a g es  as  s am p le,   d r awn   f r o m   o u r   d atasets   o f   2 0 0 7   an d   2 0 2 4 .   Ou r   p r o p o s ed   m et h o d   was  im p lem en ted   b y   u s in g   Py th o n   an d   th J u p y ter   p l atf o r m   in   6 4 - b it   W in d o ws  s y s tem ,   eq u ip p ed   w ith   an   I n tel  I r is   C PU  an d   8   G B   o f   R AM .   Her e,   th e   CD   is   tr ain ed   an d   test ed   b y   u s in g   th r ee   CD   m eth o d s   as  s h o wn   in   Fig u r e   9 Fig u r e   9 ( a )   s h o ws  th CD - b ased   class if icatio n Fig u r e   9 ( b )   s h o ws th CD - b ased   tr an s f o r m atio n ,   an d   Fig u r 9 ( c )   s h o ws th CD - b ased   alg eb r a .   T h f ir s m eth o d   p r o d u ce d   m o r ac cu r ate  r esu lts   th an   o th er   m eth o d s ,   an d   th a r ea s   o f   c h an g e   d em o n s tr ate  h i g h   d eg r ee   o f   co n s is ten cy   with   th g r o u n d   tr u th   d ata.   As  ca n   b s ee n   clea r l y   th at  th c h an g in g   ar ea   h ig h lig h ted   in   y ello co l o r   was  p er f ec t.   Desp ite  o u r   b u ild in g ' s   co n ce r n ,   we  c o m p u ted   m u ltip le  class es  ( u r b an ,   wate r ,   v eg etatio n ,   n o n - v eg etatio n ,   an d   b a r )   in   p air s   o f   im ag es  as  s h o wn   in   T a b le  5 .   T h e   r esu lts   o f   d etec tin g   ch an g es  in   th s ec o n d   CD   ap p r o ac h   g r o u n d ed   in   o u r   d ataset,   wer t h wo r s t,  s in ce   in   th is   m eth o d ,   r ed u n d an s p ec tr al  b an d s   ar m in im ized   b y   d ec o m p o s in g   t h o b jects,  s o   it  co u ld n co v er   b o th   s m all  an d   lar g ar ea s .   R eg ar d i n g   t o   th t h ir d   CD   m eth o d ,   th e   b lu e   lin e s   in d icate d   to   t h f ea tu r es  d ete ctio n   th at  d i f f er in g   b etwe en   two   im ag es,  an d   th g r ee n   lin es  r ep r esen th b o u n d ar ies  o f   c h an g es  ar ea s   in   p air s   o f   im ag es .   T h e   CD   r esu lts   was  g o o d ,   b u t   as  a   cr u cial  asp ec t   o f   tr ad itio n al  a lg eb r m eth o d   is   to   d eter m in e   th r esh o ld   v alu e ,   as   it  d ir ec tly   in f lu e n ce s   th ab ili ty   to   id en tif y   s p ec if ic  ar ea s   o f   an   im a g f o r   ev al u atin g   th e   ex ten o f   ch a n g e.   Alth o u g h   th is   tech n iq u e   is   r elativ ely   s im p le  to   im p lem e n t,  s elec tin g   a n   a p p r o p r iate   th r esh o ld   is   o f ten   d if f icu lt.  p o o r ly   ch o s en   th r esh o ld   ca n   r esu lt  in   i n ac cu r at esti m atio n s   o f   th e   d eg r ee   o f   ch an g e.   Fin ally ,   r eg ar d in g   th m u lti - class   o f   L UL C ,   we  al s o   co m p u ted   th ch an g es  o v er   th p er io d   in   2 0 0 7 - 2 0 2 4   as  s h o wn   in   T ab le  6 ,   in   ad d itio n   to   c o m p u tin g   th p e r ce n tag o f   b u ilt - u p   an d   n o n - b u ilt - u p   th r o u g h   u s in g   th n o r m alize d   d if f er en ce   b u ilt - u p   in d e x   ( ND B I )   as r ep r esen ted   in   T a b le  7 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 4 ,   No .   5 ,   Octo b er   2 0 2 5 :   4 3 1 9 - 4 3 3 1   4328       ( a)     ( b )       ( c)     Fig u r e   9.   Me th o d s   o f   CD   b ase d   o n   ( a)   c lass if icatio n ,   ( b )   t r an s f o r m atio n ,   a n d   ( c )   alg eb r a       T ab le   5.   Ar ea s   CD   in   2 0 0 7 - 2 0 2 4   Ty p e   2 0 0 7   A r e a   ( %)   2 0 2 4   A r e a   ( %)   U r b a n   1 1 0 7 . 4 9 8 1   2 1 . 7 3   1 2 4 3 . 8 4 5 1   2 4 . 4 1   W a t e r   1 8 4 . 7 5 3 7   3 . 6 2   1 7 0 . 2 1 3 2   3 . 3 5   V e g e t a t i o n   8 9 9 . 1 2 9 6   1 7 . 6 4   1 0 3 3 . 6 6 5   2 0 . 2 8   N o n - v e g e t a t i o n   8 7 8 . 0 7 7 2   1 7 . 2 4   8 0 1 . 5 1 5 2   1 5 . 7 2   B a r e   2 0 2 6 . 9 3 5 4   3 9 . 7 7   1 8 4 7 . 1 5 4 7   3 6 . 2 4       T ab le  6.   C h an g es o f   class es in   2 0 0 7 - 2 0 2 4   Ty p e   2 0 0 7   2 0 2 4   C h a n g e   2 0 0 7 - 2 0 2 4   U r b a n   1 1 0 7 . 4 9 8 1   1 2 4 3 . 8 4 5 1   1 3 6 . 3 4 7   W a t e r   1 8 4 . 7 5 3 7   1 7 0 . 2 1 3 2   - 1 4 . 5 4 0 5   V e g e t a t i o n   8 9 9 . 1 2 9 6   1 0 3 3 . 6 6 5   1 3 4 . 5 3 6   N o n - v e g e t a t i o n   8 7 8 . 0 7 7 2   8 0 1 . 5 1 5 2   - 7 6 . 5 6 2   B a r e   2 0 2 6 . 9 3 5 4   1 8 4 7 . 1 5 4 7   - 1 7 9 . 7 8 0 7       T ab le   7.   B u ilt - u p   a n d   n o n - b u il t - u p   in   2 0 0 7 - 2 0 2 4   Ty p e   2 0 0 7   A r e a   ( %)   2 0 2 4   A r e a   ( %)   B u i l t - up   9 9 8 . 1 2 7   1 9 . 5 8   1 1 8 1 . 5 8 4   2 3 . 1 8   N o n - b u i l t - up   4 0 9 8 . 2 6 7   8 0 . 4 2   3 9 1 4 . 8 1   7 6 . 8 2       5.   CO NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ted   th CD   ap p r o ac h   in   m u lti - h ig h - r eso lu tio n   ae r ial  im ag es  in   2 0 0 7   an d   2 0 2 4   at   th s tu d y   a r ea   in   th ca p ital  o f   I r aq   ( B ag h d a d ) .   T o   h ig h lig h s ig n if ican t   ch an g f ea tu r es  an d   s u p p r ess   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.