一种基于Pauli分解和支持向量机的全极化合成孔径雷达监督分类算法

全极化合成孔径雷达(SAR)影像准确分类的一个重要前提是充分提取反映地物实际物理性质的特征。然而现有的全极化SAR特征提取算法和分类算法众多,却均存在各种各样的问题。无论极化特征提取方法还是分类算法,都会影响最终的分类精度。针对此问题,在多次实验的基础上,提出一种综合Pauli极化特征分解和支持向量机(SVM)的分类策略,简称为Pauli-SVM算法。首先通过经典的Pauli分解法提取全极化SAR影像的奇次散射、偶次散射、体散射等极化特征;并将这些信息组合成一个特征向量,然后引入高精度的SVM分类算法,选择训练样本后对全极化SAR影像进行监督分类。在江苏溧水和南京横溪镇两个研究区,以ALOS卫星的PALSAR影像为研究数据,进行监督Wishart分类算法、Freeman特征提取法结合SVM的分类算法、Yamaguchi特征提取法结合SVM的分类算法、Pauli-SVM算法的分类对比实验。结果表明,新提出的PauliSVM算法可以有效地提高分类的准确性。     

一种基于Pauli分解和SVM的全极化SAR监督分类算法

全极化SAR影像准确分类的一个重要前提是充分提取反映地物实际物理性质的特征。然而现有的全极化SAR特征提取算法和分类算法众多,却均存在各种各样的问题。无论极化特征提取方法还是分类算法,都会影响最终的分类精度。针对此问题,在多次实验的基础上,提出一种综合Pauli极化特征分解和SVM的分类策略,简称为Pauli-SVM算法。首先通过经典的Pauli分解法提取全极化SAR影像的奇次散射、偶次散射、体散射等极化特征,并将这些信息组合成一个特征向量,然后引入高精度的SVM分类算法,选择训练样本后对全极化SAR影像进行监督分类。在江苏溧水和南京横溪镇两个研究区,以ALOS卫星的PALSAR影像为研究数据,进行监督Wishart分类算法、Freeman特征提取法结合SVM的分类算法、Yamaguchi特征提取法结合SVM的分类算法、Pauli-SVM算法的分类对比实验。结果表明,新提出的Pauli-SVM算法可以有效的提高分类的准确性。     

决策树学习方法应用于生境景观分类

遥感影像分类是进行景观生态学研究以及区域景观规划的基础工作,是获取环境资源与信息的主要手段。研究选取秦岭南坡地区100km2范围为实验区域,综合遥感影像、数字高程模型等空间数据,利用C5.0决策树学习算法从750个实地调查样点中自动提取分类知识、建立规则库并实现计算机自动景观分类;同时分析根据不同数量样点得到的决策树规则以及决策树分类精度变化的趋势。分析结果表明,在样点信息充分的条件下,利用决策树学习方法能够实现高景观分类精度;随着样点数量的增加,分类精度也随之提高,该研究中景观分类精度最高达到79.0%。     

基于加权投票集成的极化SAR图像分类方法

提出了一种新的基于加权投票准则集成的极化合成孔径雷达系统(PolSAR)图像分类方法.该方法采用加权投票集成的方法根据不同个体的学习结果进行合,并从而提高极化SAR图像的分类精度.首先,输入极化图像数据并获得所需要的特征作为特征集.再从图像的每一类中选取多组像素点组成多个训练样本子集;然后,基于不同的样本子集训练学习得到不同的分类器,并对像素点进行分类得到预测标记,再由这些预测标记计算得出相应的加权系数;最后,通过加权系数将预测标记合并起来得到最终的极化SAR分类结果.实验结果证明,所提出的算法在AIRSAR和Radarsat-2数据上取得了很好的分类结果.     

基于超像素与Span-Pauli分解的SAR影像分类

针对高分辨率极化合成孔径雷达(SAR)影像解译中面向像素方法难以充分利用影像信息的问题,提出一种基于超像素与Span-Pauli分解的非监督分类方法.利用分水岭方法易于过分割的特点,将分水岭分割得到的特征相似、空间相邻的像素集合视为超像素,并作为分类算法的基本处理单元.利用极化参数Span及Pauli基对极化SAR数据进行迭代分类,以实现适用于高分辨率SAR影像的非监督分类.采用X波段高分辨率SAR数据进行实验,结果表明:基于超像素的分类方法能有效抑制分类结果中的椒盐现象,将总体精度提高到了73.81%;在准确区分水体、道路的基础上,提高了复杂的农作物类别的分类精度.     

基于极化SAR的城市建筑物提取

城市建筑物信息与人类的生存息息相关,建筑物信息的提取在很多社会领域和科学领域都有着非常重要的意义。全极化SAR影像比单极化SAR影像所包含的信息量丰富的多,为了保证建筑物提取精度,本文利用全极化SAR影像提取城市建筑物信息。将经典的H/α/A-Wishart分类方法引入建筑物提取的研究中,不仅快捷简便,且能保证提取精度。选择一景极化SAR影像进行实验,由于实验数据自身的质量以及研究区域建筑物分布问题都对建筑物提取造成困难,尽管如此,利用该方法仍然保证了一定的建筑物提取精度。     

高分辨率极化SAR影像KummerU分布非监督分类方法

针对高分辨率极化SAR数据特征分布不再符合同质区域假设, 进而导致基于统计分布的极化SAR影像非监督分类方法精度下降的问题, 将具有广泛适用性的KummerU分布嵌入粒子群寻优聚类算法, 提出了新的极化SAR影像非监督分类算法(PSO-KummerU方法):首先基于极化SAR统计特征对数据进行初分类, 然后采用极化SAR统计特征与粒子群优化算法进一步进行聚类中心求解, 分类准则部分采用KummerU距离改进代替传统的Wishart距离度量准则; 采用3种非监督分类方法(H/α-Wishart、PSO-Wishart、PSO-KummerU方法)进行分类对比实验.实验结果表明:基于KummerU分布的PSO-KummerU方法与采用Wishart距离的聚类方法相比, 目视效果明显改进, 整体分类精度提高14%以上.     

极化目标分解在目标分类中的应用

极化目标分解是从极化SAR数据中提取目标特征的重要方法,可以将其概括为两大类:基于S inc lair矩阵的相干目标分解和基于Mueller矩阵、相干矩阵、协方差矩阵的部分相干目标分解.利用相干目标分解中的基于Pau li矩阵分解法、Krogager分解法和Cam eron分解法,对实测极化SAR数据进行分类实验,结果表明极化目标分解对于从极化SAR数据中提取目标特征,进而对其进行分类是可行和有效的.     

基于规则的遥感影像分类方法研究——以黄山市为例

介绍了决策树C4.5算法,并利用该算法实现了对遥感数据规则的挖掘,在此基础上设计并实现了针对于C4.5规则的编辑器,通过该编辑器能够实现对规则的编辑与管理。规则编辑器的设计与实现,为在分类过程中人工的干预提供了可能。将人工干预与基于数学理论规则的自动提取相结合,尤其是在地形较复杂的地区,将有利于分类精度的提高。利用黄山市Land Sat TM影像,进行了基于C4.5算法自动提取规则的遥感影像分类实验。实验结果表明,利用C4.5算法提取的分类规则准确率高,利用提取的分类规则进行的遥感影像分类效果较好。     

利用单类分类方法提取全极化雷达影像中的建筑物

建筑物是人类赖以生存的基本场所,为人类的各种活动提供容纳空间,建筑物分布信息是当代社会非常重要的信息资源。本文引入单类分类方法,对城市建筑物进行识别提取。文章介绍了基于最小超球支持向量机的单类分类方法,并提取一景全极化SAR影像的多种极化特征,利用该方法进行了建筑物提取实验,结果表明单类分类方法能够融合多种特征快速提取建筑物,且能保证一定的提取精度。     

基于Boosting算法的C5.0决策树不平衡数据分类算法

为了改进不平衡数据的分类性能，提出一种可自动确定迭代参数trail值的集成C5.0决策树算法.首先，算法引入boosting集成框架到C5.0决策树算法中，从而生成新的集成分类器；其次，算法使用网格搜索法在一定范围内自动确定trail参数的值.实验结果表明，该算法在不平衡数据上的分类性能指标G-mean和MCC上具有优势.     

城市绿地提取及动态变化监测方法

选择西安市城区三环以内作为研究区域,使用多时相LANDSAT TM影像,分别采用基于简单规则的决策树分类和支持向量机(SVM)分类法提取城市绿地信息并对其精度进行评价。针对TM影像绿地信息提取中存在的混合像元问题,将模糊C均值法(FCM)引入到绿地提取中。研究结果表明:SVM分类法相比于简单规则的决策树分类法,平均分类精度提高了15%,更有利于城市绿地信息的提取,然而对城区中心的绿化带、行道树等小面积绿地信息提取仍然不全面;引入FCM算法后,可根据像元中各类别的不同隶属度,进行更加精细和准确的分类,城市中面积较小的绿地信息都能被很好地提取出来,分类精度得到进一步提高,该算法很好地解决了绿地信息提取中的混合像元问题。     

一种结合极化分解和多尺度MRF的极化SAR数据分类方法

提出一种结合Pauli极化分解和多尺度马尔可夫随机场的极化SAR数据分类方法.该方法先将极化SAR数据进行Pauli极化分解来构造极化SAR特征数据,然后进行3层小波分解,最后进行尺度内和尺度间的迭代分类,获取极化SAR数据的分类结果.NASA/JPL数据的实验结果证明,无论是在地物轮廓保持性上还是地物细节描述性上,该方法效果都比较好.     

电能质量扰动分类的决策树方法

提出一种新颖的基于决策树方法的电能质量扰动自动分类方法.该方法首先对采集到的扰动信号进行小波多分辨率分解,扰动信号在每个小波分解尺度的能量分布构成一个特征向量;然后利用CART决策树算法从这些特征向量构成的训练样本中自动提取相应的分类规则,得到决策树分类模型,并将该模型应用到电能质量扰动测试数据中.仿真结果表明所提电能质量扰动数据分类挖掘方法的有效性和鲁棒性.     

数据挖掘中改进的C4.5决策树分类算法

针对传统C4.5决策树分类算法需要进行多次扫描,导致运行效率低的缺陷,提出一种新的改进C4.5决策树分类算法.通过优化信息增益推导算法中相关的对数运算,以减少决策树分类算法的运行时间;将传统算法中连续属性的简单分裂属性改进为最优划分点分裂处理,以提高算法效率.实验结果表明,改进的C4.5决策树分类算法相比传统的C4.5决策树分类算法极大提高了执行效率,减小了需求空间.     

分量模型和散射参数的全极化雷达图像分类

在分析了典型的极化目标分解和地物分类算法基础上,提出了融合Yamaguchi分解和H/α(H为散射熵,α为地物散射角)平面分解结果的迭代处理目标分类方法.首先,通过获取4种散射分量及地物的散射熵和散射角,结合6个参量,将极化合成孔径雷达图像中的地物初始分类;然后,利用相干散射矩阵服从Wishart分布的特性进行迭代,获得最终分类结果.实验结果证明,该算法提高了分类性能,运算量小,分类效果较好.     

决策树在配置命令相关性中的应用研究

配置命令的无关联性在进行网络设备的配置时常常容易导致错误.本文通过决策树C4.5算法构造各种配置的决策树,并从中提取有价值的配置命令的分类信息和规则.在提取规则时引入属性相关矩阵老考虑命令之间的联系,并以此进行二次化简.     

利用决策树模型的湿地提取与分类

为解决因湿地环境复杂且类型多样导致光谱混淆而难以对其自动遥感提取的问题,采用决策树模型的湿地信息提取方法,以Landsat OLI影像光谱特征和经缨帽变换后的数据为基础,结合不同类型湿地的环境特征和空间特征信息,提出先分区再分类的思想,构建决策树分类模型.对原始影像进行缨帽变换,利用变换后的湿度分量及地物的光谱特征规律,将研究区划分为水体区域、植被区域和非植被区域,然后分别对各个区域进行再分类,逐层分级,最终实现不同类型湿地的分级提取.研究结果表明:采用分区分类思想构建决策树模型,可以有效提取湿地信息,精度达87.50%.     

Cameron分解法在极化SAR图像分析中的应用

利用Cameron分解法对极化SAR图像进行分析,将目标的极化散射矩阵与8类具有特定散射机理的典型散射体匹配,根据匹配角度提出了一种分类算法,从而对地物目标进行分类;实验结果表明,该分类算法对于分类地物目标,进而分析其散射机理是十分有效的。     

一种极化合成孔径雷达图像分类的混合方法

为了更好地对极化合成孔径雷达图像进行分类,提出了一种基于神经网络的混合方法.特征集包括图像的5个H/α系数和基于灰度共生矩阵的6个参数.采用主成分分析方法压缩特征维数,利用3层BP神经网络进行分类,并将Levenberg-Marquardt法与共轭梯度算法相结合求解网络权值.利用该算法对San Francisco地面的实测数据进行分类,实验结果显示该算法能有效分辨地形,且性能优于Wishart最大似然估计方法.