Integration of UAV technology and machine learning algorithms for land cover classification using ArcGIS Pro software

Authors

1 Ho Chi Minh City University of Social Sciences and Humanities

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.17068722

Keywords:

ArcGIS Pro, Machine Learning, UAV, Land Cover, Classification
Received 2026-06-23
Published 2025-08-30

Abstract

The integration of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) technology with machine learning algorithms is opening up an effective approach for processing and analyzing spatial data. This study performs land cover classification by applying two popular machine learning algorithms, Random Forest (RF) and Support Vector Machine (SVM), using ArcGIS Pro software. High-resolution orthophotos (2.57 cm/pixel) obtained from UAV imagery over District 4, Ho Chi Minh City, were used for the classification process. Experimental results show that the SVM algorithm performs well on some challenging classes such as vehicles and boats, achieving higher user accuracy than Random Forest (RF). However, when evaluated overall based on Overall Accuracy (OA) and the Kappa coefficient, RF outperforms SVM, with OA of 86.6% and Kappa of 0.83, compared to SVM’s 77.4% and 0.71, respectively. This indicates that RF has high accuracy and more suitable for constructing land cover maps from UAV imagery. These results confirm the feasibility and effectiveness of applying UAV images combined with machine learning algorithms in spatial analysis and monitoring. This provides a crucial basis for resource management, urban planning, and environmental protection in the context of rapid urbanization in major cities.

Downloads

Download data is not yet available.

References

[1] Ivosevic, Bojana & Pajević, Nina & Brdar, Sanja & Waqar, Rana Muhammad & Khan, Maryam & Valente, João. “Comprehensive dataset from high resolution UAV land cover mapping of diverse natural environments in Serbia”. Scientific Data. Vol. 12. page 11-12, 2025

[2] Trần Ngọc Huyền Trang, Trần Thị Kim Oanh, Lê Trung Chơn. “Kết hợp thiết bị bay không người lái (UAV) và GIS xây dựng dữ liệu phục vụ quản lý cây xanh đô thị”. Tạp chí Khí tượng Thủy văn. EME4, trang 139-148, 2022

[3] Võ Quốc Tuấn, Nguyễn Tấn Lợi, Quãng Thị Dal Trương Chí Quang và Phạm Quốc Việt. “Ứng dụng công nghệ UAV (drones) theo dõi và hỗ trợ cảnh báo sớm dịch hại vùng canh tác lúa tỉnh Sóc Trăng”. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. Tập 57, 28-38, 2021

[4] Phan Nguyên Việt, Nguyễn Hữu Đức, Chung Minh Quân, Phùng Ngọc Anh. “Ứng dụng công nghệ UAV kết hợp WebGIS trong đo vẽ địa hình phục vụ khảo sát, thiết kế công trình”. Tạp chí Khí tượng Thủy văn. EME4, trang 181-192, 2022

[5] Hà Quý Quỳnh, Nguyễn Văn Sinh, Đặng Huy Phương, Nguyễn Quảng Trường. “Sử dụng máy bay không người lái (UAV) chụp ảnh phục vụ nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Tập 8, trang 30-33, 2020.

[6] Taposh Mollick, Md Golam Azam, Sabrina Karim. “Geospatial-based machine learning techniques for land use and land cover mapping using a high-resolution unmanned aerial vehicle image”. Remote Sensing Applications: Society and Environment. Vol.29, page 100859, 2023

[7] Tejendra Kumar Yadav, Polpreecha Chidburee, Nattapon Mahavik. “Land Cover Classification Based on UAV Photogrammetry and Deep Learning for Supporting Mine Reclamation: A Case Study of Mae Moh Mine in Lampang Province, Thailand”. Applied Environmental Research. Vol43(4), page 39-54, 2021

[8] Sultana S, Inayathulla M. “Precision Land Use and LandCover Classification Using GoogleEarth Engine: Integrating RandomForest and Support Vector MachineAlgorithms”. Geo-Eye. Vol.11(2), page 9-14, 2022

[9] Breiman, L. “Random Forests. Machine Learning”. Springer Nature. Vol 45(1), 5–32, 2001.

[10] Cortes, C., & Vapnik, V. “Support-vector networks”. Machine Learning”. Springer Nature. Vol. 20(3), page 273–297, 1995

[11] Xu, Saiping & Zhao, Qianjun & Yin, Kai & Zhang, Feifei & Liu, Dingbang & Guang, Yang. “Combining random forest and support vector machines for object-based rural-land-cover classification using high spatial resolution imagery”. Journal of Applied Remote Sensing. Vol.13, page 1-25, 2019

[12] Mountrakis, G., Im, J., & Ogole, C. “Support vector machines in remote sensing: A review”. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. 66(3), page 247–259, 2011

[13] Vũ Xuân Định. “Ứng dụng công nghệ UAV và WebGIS trong xây dựng bản đồ 3D trực tuyến”. Tạp chí Khí tượng Thủy văn. Tập 771, trang 1-14, 2025

[14] Cohen, J. A coefficient of agreement for nominal scales. Educational and Psychological Measurement. Vol. 20(1), page 37–46, 1960

[15] Trần Ngọc Huyền Trang. “Tích hợp ảnh UAV, Deep Learning và WebGIS phục vụ công tác quản lý cây xanh đô thị -Trường hợp nghiên cứu tại TP.HCM”. Tạp chí Xây dựng. Trang 118-123, 07/2025.

Published

2025-08-30

How to Cite

[1]
“Integration of UAV technology and machine learning algorithms for land cover classification using ArcGIS Pro software”, GeocartaGIS, vol. 11, no. 04, pp. 14–24, Aug. 2025, doi: 10.5281/zenodo.17068722.

Similar Articles

1-10 of 46

You may also start an advanced similarity search for this article.