基于Sentinel-2影像红边光谱指数与特征优选的竹林提取研究

为了从Sentinel-2A影像中快速、准确提取竹林分布信息,以福建省永安市上坪乡竹林为研究区开展竹林提取研究.在影像分割的基础上,提取原始波段光谱、红边光谱指数、纹理3类共18个特征变量,利用随机森林Gini系数法进行特征变量重要性排序,设计5种不同特征变量组合方案,采用随机森林分类进行竹林分布信息提取.结果表明：原始波段光谱特征在Sentinel-2A影像竹林信息提取中具有重要作用,红边光谱指数特征次之,纹理特征未发挥显著作用.在红边光谱指数特征中,基于红边综合效应指数（MVIred1）构建的红边竹林指数3(BImvired1)具有良好的分类性能;利用随机森林Gini指标结合OOB泛化误差法有效减少了噪声数据的影响,筛选出最有利于竹林提取的特征变量子集,基于该特征子集的竹林分类总体精度（OA）达到94.58%、Kappa系数0.91、生产者精度（PA）为95.09%、用户精度（UA）85.54%.     

基于Sentinel-2光谱与地形特征的山区森林分类——以武夷山国家公园为例

为了提高山区复杂地形条件下的森林分类精度，以武夷山国家公园为研究区开展山区森林分类研究.以Sentinel-2遥感影像作为数据源，采用多尺度分割方法进行影像分割，并通过ESP2算法选取影像的最优分割尺度.首先构造了Sentinel-2光学影像的初始27维光谱特征，通过计算随机森林Gini指标对分类特征变量进行优化，最终确定17维最优特征变量，然后将提取的研究区地形特征与最优特征变量相结合，应用随机森林算法进行森林分类.结果表明：在27维光谱特征中选取重要性排名前17的特征参与分类时，精度最高值为0.911 0，其中，Sentinel-2影像的红、红边和近红外波段及其相应的光谱指数在森林分类中有较高重要性；在不同的特征参与分类时，在参考光谱特征中依次加入红边指数和地形因子，分类的总体精度分别为88.13%、89.50%、90.87%,Kappa系数分别为0.854 6、0.871 0、0.887 8.研究证明将Sentinel-2丰富的光谱特征与地形因子相结合，可有效获取各森林地物类型在不同地形特征下的不同光谱特征，此方法在森林地物信息提取中具有较高的应用价值，为今后地形复杂的山区森林进...     

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。     

基于张量局部保持投影的城市不透水面提取

针对城市不透水面提取在海绵城市建设中的迫切需求,提出将张量局部保持投影(Tensor Locality Preserving Projections,TLPP)算法应用于高分辨率光学遥感影像的城市不透水面提取中。以南昌市为研究区,以SPOT-7影像为数据源,基于TLPP算法对纹理特征和光谱指数构成的数据集进行特征提取,再采用大津法(Otsu)对获取的新特征进行阈值分割,实现城市不透水层面提取。结果表明:TLPP算法能够很好的利用张量形式的纹理特征和光谱指数以及数据的空间几何结构,获取有利于城市不透水面提取的新特征,为海绵城市建设提供有效的专题数据。     

融合纹理特征和空间关系的TM影像海岸线自动提取

针对以往研究中简单运用影像单一特征(光谱特征或者空间关系)提取海岸线的不足, 在提取过程中逐步融入区域纹理特征、空间关系和经验知识, 提出一种融合纹理特征和空间关系的海岸线自动提取方法: 首先利用影像的水体指数和纹理特征, 对影像水、陆区域进行二值分割; 然后结合空间关系和经验知识, 对分割结果进行优化和后处理, 并生成矢量海岸线; 最后, 利用基于线匹配的岸线精度评价准则, 分析岸线提取结果。将该方法运用到辽东半岛复杂背景条件下TM影像的海岸线提取实验中, 取得了良好的实验效果, 证明纹理和空间关系在海岸线提取中具有重要作用。     

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。     

Landsat影像土地利用/土地覆盖信息快速提取技术研究

遥感图像快速识别是遥感数据应用于土地利用/土地覆盖动态监测的难点问题。根据海拔高差大地区地表覆盖的垂直性特点,利用数字高程模型分割影像,分析各区域的光谱特征和纹理特征,采用植被指数和纹理组合对不同区域地表信息进行提取,并根据野外实测数据进行精度验证。结果表明,该方法能有效提高地物识别精度,有一定实用价值。     

基于RF模型的高分辨率遥感影像分类评价

以QuickBird高分辨率遥感影像为主要数据源,采用多尺度影像分割方法提取地物对象的光谱、纹理和形状特征;在此基础上,构建基于随机森林（RF）方法的遥感影像分类模型,分析和评价特征变量对模型重要性与稳定性的影响。结果表明:1研究区最优分割尺度参数为70、形状因子0.2、色彩因子0.8,同时构建研究区乔木、灌木和草地等8个景观类型的光谱、纹理和形状等32个特征变量信息;2选择5 000棵树和1个节点变量构建的RF分类模型的总体精度为0.94,Kappa系数为0.93,OOB（Out of Bag）数据泛化误差为6.01%;3通过分析特征变量的重要性发现,Ratio_la₁和Ratio_la₂等光谱特征的重要性值明显比形状特征和纹理特征的高;4基于平均下降精度,选择16个变量构建RF模型时总体精度达到0.94,Kappa系数0.93;5基于基尼指数构建的RF模型,在19个变量时总体精度和Kappa系数达到峰值。相比较而言,基于平均下降精度构建的RF较稳定。     

基于分形纹理特征的新疆罗布麻遥感分类

传统遥感影像仅利用光谱信息制约了分类精度,对基于分形提取纹理特征在罗布麻分类中的有效性进行了研究。采用分形中的双毯覆盖模型和传统的灰度共生矩阵(GLCM)方法分别提取了Worldview-2影像的纹理特征,结合光谱信息对影像进行最大似然法分类。比较了双毯覆盖模型中不同大小窗口下提取纹理特征的分类结果。结果显示:加入纹理特征后,较多光谱分类总体分类精度提高了1.21%-8.63%,结合分形纹理较GLCM总体分类精度提高了大约两倍;仅分析罗布麻的精度,引入分形的分类精度提高到99.96%,引入GLCM精度却降低了0.09%-0.12%;使用5×5滑动窗口提取纹理特征的分类效果最好。表明基于分形提取纹理特征的遥感分类能有效提高精度,对于Worldview-2影像罗布麻的识别是可行的。