基于最优特征空间构建的随机森林算法在WorldView-2影像分类中的适用性研究

目前面向对象的分类研究中,对于研究区影像的分割尺度问题多以试验者的多次试验以及主观推断为主,缺乏定量化的评价标准。同时,在对遥感影像分类的算法选择以及在分类过程中,有效特征空间的选取均存在一定程度的主观性。针对遥感影像面向对象分类过程中分割尺度选择盲目及分类空间构造主观性较强的问题,以World View-2遥感影像数据为例,首先利用改进的全局最优分割尺度的方法获取研究区影像的最优分割尺度,在此基础上选取了研究区分割对象的48个特征,利用OOB误分率对各个特征的重要性排序;然后按重要性顺序以5为步长讨论特征数量对分类精度的影响,构建了用于分类的最优特征空间;最后将采用最优特征空间的随机森林算法获得的最佳分类结果,与面向对象的最邻近像元、决策树以及支持向量机分类算法进行了比较。结果表明,用于分类的特征数量与分类精度之间,并不是简单的正相关关系;与面向对象的最邻近像元、决策树以及支持向量机分类算法相比,利用最优特征空间进行随机森林分类的分类精度最高,表明该方法更适合于高分辨率World View-2数据的分类。     

面向对象的多层次规则分类地物遥感信息提取方法试验分析研究

监测土地覆盖变化是目前高分辨率遥感的重要应用领域，城市覆盖地物变更速度快、地物类型复杂，使用传统方法提取监测难度较大。针对此问题，选择云南省大理白族自治州上官镇为研究区，以GF-2 PMS遥感影像为数据源；采用面向对象的方法对研究区进行最优分割尺度分割，选取最优特征组合用于构建模糊分类规则，分层次进行地物提取，最终获得研究区地物类型分布图。运用混淆矩阵方法进行精度评价，面向对象的多层次规则分类法提取分类效果良好，分类总体精度达79.95%,Kappa系数为0.74。与基于像元的分类方法和单一尺度下面向对象的提取分类法相比，面向对象的多层次规则分类法精度明显提高，说明本方法运用于复杂地物提取分类具有较好可行性。     

基于面向对象的热带林分类方法研究

【目的】为了加强热带林资源的保护,采用遥感技术对热带林植被进行分类研究。【方法】基于SPOT6高分辨率遥感影像,采用ESP多尺度分割评价模型与专家知识结合的方法确定最优分割尺度参数,在分割的基础上充分挖掘目标地物的光谱、形状及纹理信息,合理选择分类特征组合,建立分类规则,构建了一套基于面向对象的热带林多尺度分类方法。【结果】与单一尺度的分类方法相比,该方法分类精度有明显提高,分类总体精度达到84.46%,并且缩短了传统目视确定最优分割参数的时间,提高了分割效率和精度。【结论】基于面向对象的多尺度分类方法能够实现高精度的热带林植被信息提取,可为遥感分类技术在热带林的应用提供参考。     

一种面向对象的高分辨率影像最优分割尺度选择算法

近年来越来越多的高分辨率遥感卫星得到应用。传统方法已然不能满足高空间分辨率遥感影像的应用需求,面向对象的遥感影像处理方法应运而生。面向对象方法的基本处理单元是经过多尺度分割的具有较好的完整性和单一性的影像对象,相关研究表明不同目标有其最适宜的提取尺度。在分析两种最优尺度选择方法局限性的基础上。根据“类内同质性大。类闻异质性大”的最佳分类原则,提出面向对象的RMAS方法。该方法的思想是,当对象RMAS值最大时,对象内部的异质性最小、对象外部的异质性最大,此时的分割尺度为类别提取的最优分割尺度。根据最优尺度下信息提取精度最高的原理。实验验证了该方法的可行性。且能获得较好的分类结果。分析还发现RMAS折线有时会出现多个局部峰值的情况,说明最优尺度是相对的。通常是一个数值范围。对于面积较大的类别使用一种尺度不易将信息准确提取出来。需要根据应用目标选择合适的最佳尺度。     

地块数据支持下无人机影像图斑优化分割研究

面向对象方法中,分割的质量影响分类的精度,而影响分割的关键因素是分割尺度.传统方法采用单一尺度对整景影像进行分割会忽略地物的局部特征,会造成分割结果的"顾此失彼"现象.本文提出一种基于地块数据对影像进行局部分割的方法,为每个地块选取最优的分割尺度,保证每一个地块内的优化分割,从而实现图像整体的优化分割.从目视角度看,局部分割针对每个地块达到最优分割,而整体分割会造成局部区域的过分割和欠分割现象.本文通过引入面积、周长以及形状指数来定量分析局部/整体分割结果与目视解译对象的差异,其中局部分割与目视解译对象的面积、周长以及形状指数差异分别为7.5%、65.2%和62.9%,比全局分割低,表明局部分割方法能够有效提高分割的质量.     

面向对象的遥感影像水体信息提取

基于面向对象的遥感影像分析方法,在不同尺度分割遥感影像的基础上,根据影像对象的特征,如亮度、光谱、归一化植被指数(NDVI)、面积和上下文等信息,对水体信息进行了提取和分类.结果显示:与传统的基于像元的分类方法相比,面向对象的遥感影像信息提取方法具有很好的效果,同时也提高了信息提取的精度.     

基于易康软件的QuickBird遥感影像林分类型识别——以福建省将乐林场为例

【目的】研究基于面向对象方法的林分类型识别,解决森林资源监测的核心问题。【方法】以福建省将乐林场为研究样本,采用基于QuickBird遥感影像的蓝、绿、红、近红外4个多光谱波段为面向对象分类的试验数据,借助eCognition Developer 8.7(易康)软件,设置10种分割尺度(25～250,步长为25),应用带有线性核函数支持向量机分类器(support vector machine,SVM),分别对每种分割尺度下的3组特征(单独光谱、光谱+纹理、光谱+纹理+空间)进行面向对象林分类型分类。【结果】以尺度参数150对QuickBird遥感影像进行分割质量最高(ED3_Modified=0.37)。10种尺度上,在光谱特征中加入纹理特征能够明显提高分类精度,但引入空间特征分类精度几乎无变化。基于光谱+纹理特征在分割尺度150时获得了最高分类精度(总精度达到85%,Kappa系数为0.86)。【结论】分割尺度对面向对象林分类型识别精度有着重要影响。在所有尺度(25～250)下,光谱、纹理特征分类精度均高于单独使用光谱特征分类总精度,空间特征在林分类型分类中并没有起到作用。匹配良好的分割和参考对象时能够得到更高精度的分类结果,同时,轻微的过度分割或分割不足不会明显影响分类结果。基于易康软件的面向对象方法对QuickBird多波段遥感数据进行林分类型分类能够获得比较满意的结果。     

基于最小异质性区域生长法的多尺度城市地物影像分割

遥感影像分割是面向对象影像分类中的关键技术.针对地物景观的多尺度效应与高分辨率影像的高空间分辨率特征研究了多尺度分割与多特征最小异质性准则,分析了其有效性及可行性.基于区域生长的原理与方法,采用多尺度分割与最小异质性算法,对不同分辨率遥感影像和地物类型的样区进行分割技术的应用实践,分析总结了分割参数与影像特征参数的关系和各种参数的确定方法.     

基于面向对象的遥感影像植被信息提取

主要介绍了基于面向对象的遥感影像分类方法,借用eCognition软件通过设置不同分割尺度参数及特征值,进行了一个分割分类实例试验。结果显示,与传统的基于像元的分类方法相比,面向对象的遥感影像分类方法是具有很好的效果,提交了分类提取的精度。     

基于HJ影像的面向对象土地覆被分类方法

提出了基于HJ影像的面向对象技术土地覆被分类的一整套方法,即采用面向对象的影像分类技术,充分利用影像的光谱特征、空间特征、纹理、上下文关系,综合运用多层分割、整体分割、类内分割和局部分割模式,融入二叉树流程法,以多时相HJ影像为实验数据,对土地覆被类型进行自动提取.并以地形复杂的麻阳苗族自治县为例进行实验研究,结果表明:分类总体精度为82.88%,能够满足利用遥感影像进行土地覆被信息提取的精度要求,说明是可行的;由于中分辨率的HJ影像提供的光谱细节并不是很丰富,HJ影像面向对象土地覆被分类技术的光谱特征优势不明显,利用二叉树流程法和多种分割方法是降低误差提高分类精度的有效途径.     

基于Ecognition的高分辨率遥感影像水体提取研究

以高分辨率遥感影像为数据源,采用面向对象的影像分析软件eCognition提取水体。首先采用多尺度分割算法生成对象,然后对影像中水体的特征进行分析,最后建立对象知识库进行细分类。实验表明,相对于传统方法,面向对象方法能够得到更好的效果。     

黄土丘陵沟壑区乡村道路最优分割尺度

以黄土沟壑区甘肃天水桥子沟流域为例,研究乡村道路在高分辨率影像下的最优尺度分割和评价,基于Definiens平台面向对象的分割算法,将对象内部像素及灰度共生矩阵(GLCM)纹理的标准差的和作为衡量对象内同质性的标准,空间自相关系数为对象间的异质性度量标准,建立了一个最优分割尺度目标函数,对World View-2全色影像的2 876×3 778个像素,在1~100分割尺度范围内进行试验和循环计算。研究结果表明:三类道路对应的最优分割尺度分别为20、28、43,其中在分割尺度20、28、43下,对应的三类、二类和一类道路的差异性距离相比其他2类道路的差异性距离为最小,分别为0.031 7、0.034 4、0.016 8,此结果与最优目标函数计算结果吻合;利用目标函数法得到的分割尺度,在实际对乡村道路的最优尺度分割中是可行的,同时差异距离指数是一个较好的评价最优分割状态的指标。     

一种面向对象的遥感影像多尺度分割方法

高分辨率遥感影像中丰富的空间结构信息和地理特征信息提取需要在多种不同的尺度下进行,而传统的基于像素光谱特征的影像分割和单尺度影像信息提取方法在这方面存在明显的缺陷.基于区域的面向对象影像分析方法,为高分辨率遥感影像信息提取提供了新的思路,其关键的核心问题在于实现对高分辨率遥感影像的多尺度分割.本文提出了一种基于相邻影像区域合并异质性最小的面向对象多尺度分割算法.影像分割试验结果表明:该方法可以根据任意特定尺度下的影像分析任务或任意感兴趣尺度的地物目标,调整影像分割的尺度参数,从而获得特定尺度下感兴趣的影像区域(对象)作为后续面向对象影像分析和应用的基础.     

面向对象的遥感影像分类研究

在基于传统的遥感影像分类方法的基础上,结合面向对象分析理论与方法,提出了面向对象的遥感影像的分类方法,通过实验分析探讨了面向对象影像分类的关键技术。包括多尺度的分割,分类器的建立,包括最近邻分类和模糊聚类分类。实验表明,面向对象的分类方法较传统基于像素分类法有较高的精度,具有很大的发展潜力。     

基于面向对象方法的天津市滨海新区湿地信息提取

基于天津市滨海新区2021年的Sentinel-2遥感影像数据,针对传统遥感影像湿地分类的不确定性问题,选择了面向对象分层分类的方法。采用面向对象多尺度分割算法,依据地物光谱异质性特征将遥感影像分割为光谱相似的对象,再结合不同地物的光谱指数、空间几何特征、纹理特征构建层次模型,分层提取湿地信息。分类效果同随机森林分类方法相比较,结果表明：利用面向对象的分层分类方法总体分类精度达到91.75%,Kappa系数为0.91,分类结果“斑驳现象”减少,湿地边界清晰完整。     

基于面向对象的多尺度山地城市土地覆盖信息提取——以重庆市大学城城区为例

以重庆市大学城区的Quick Bird高分辨率遥感影像为数据源,基于多尺度分割算法获得内部异质性较小的对象,构建典型地物影像特征库,实现不同地类特征的针对性描述,采用级联方式综合最邻近分类算法和模糊分类算法优点,实现山地城市土地覆盖信息的面向对象提取,并把提取结果与传统监督分类方法进行对比分析;结果表明:综合使用地物的光谱、纹理、几何等特征的面向对象分类法提取结果稳定性好,分类效率高;面向对象分类能够有效避免"椒盐"噪声,分类结果具有很好的区域性和连贯性;面向对象分类法对于山地城市中光谱特征特别相近或相同的耕地和草地、建筑用地和道路的分类,精度分别提高了28.67%、9.24%、10.38%和8.79%,有效地克服了同谱异物和同物异谱现象;根据对比分析结果得知,面向对象分类法在山地城市土地覆盖信息提取中具有较高的可行性和一定的应用价值,同时由于研究区域的复杂性和研究对象的普适性,算法研究成果可以推广应用到其他山地城市区域。     

基于多因子对象的高空间分辨率遥感影像道路提取

利用面向对象思想,综合应用光谱值、光滑度、紧凑度及长宽比等因子,分割道路对象,构建规则知识库,探讨一种基于多因子对象的高空间分辨率遥感影像道路提取方法,并以厦门市局部区域的QuickBird影像为例进行实证.结果表明:影像分割尺度为75时,道路对象被较完整分割;与传统基于单个像元光谱信息的监督分类法相比,该方法的提取精度较高.     

矢量-栅格叠置分析的影像分割精度评价方法

影像分割是面向对象影像分析工作流程的第一个环节,影像的分割精度对影像分类以及分类结果的精度有决定性的影响.使用基于矢量-栅格叠置分析的分割精度评价方法,可以有效避免两者因数据源的不同而引起的面积计算误差.使用该方法与传统方法分别对分割质量指数QR、过分割指数OR、欠分割指数UR与综合测量指数ED 4个评价指标进行计算并对比,表明该方法能更准确地计算分割数据与参考数据的面积差异,提高各评价指标的计算精度,从而可以更准确地对分割精度进行评价.     

基于索贝尔算子的高分辨率遥感影像分割技术研究

目前,基于面向对象的影像分析方法已经广泛应用,这种方法的基础是对影像进行分割得到同质对象,那么,分割结果的好坏就直接影响到后续分类的精度,所以,有必要对分割进行研究。本文提出了一种基于索贝尔算子的影像分割方法,并采用高分辨率的SPOT5影像进行实验,实验证明这种方法能有效提高影像分割的准确性。     

LiDAR与航空影像的融合分类与精度分析

为了弥补单一数据源在地物分类时的不足,提出将机载激光扫描(LiDAR)数据与航空影像融合进行地物分类的思想,实现基于面向对象和单像元的复杂城区多级地物分类.将真彩色航空影像与机载激光扫描距离影像融合,采用光谱特征和空间特征将影像分割成若干同质区域;利用多源数据产生的各种信息建立分类规则并实现基于面向对象的地物分类,将植被信息和高差信息与分类结果叠加,实现基于单像元的分类结果纠正,然后再以对象内包含的建筑物直线段数量为约束条件对分类结果中的建筑物进行三级精化分类.实验表明该方法能够有效地自动分离建筑物、树木、草地和道路,其中建筑物的制图精度和用户精度分别是92.53%和95.79%,整个区域的分类精度为89.62%,该方法在复杂城区可行有效.