遥感影像监督分类
Ⅰ 遥感影像监督分类有什么好的方法
根据已知训练区提供的样本,通过计算选择特征参数,建立判别函数以对各待分类影像进行的图像分类
监督分类 (supervised classification)又称训练场地法,是以建立统计识别函数为理论基础,依据典型样本训练方法进行分类的技术。即根据已知训练区提供的样本,通过选择特征参数,求出特征参数作为决策规则,建立判别函数以对各待分类影像进行的图像分类,是模式识别的一种方法。要求训练区域具有典型性和代表性。判别准则若满足分类精度要求,则此准则成立;反之,需重新建立分类的决策规则,直至满足分类精度要求为止。常用算法有:判别分析、最大似然分析、特征分析、序贯分析和图形识别等。
过程:
1、选择训练区(代表性,完整性,多个样区)
2、提取统计信息(进行多元统计分析,训练样本的有效评价,样本纯化)
3、选择合适的监督分类算法(平行算法,最小距离法,最大似然法(至今应用最广),波谱角分类法)
4、计算机自动分类
5、分类精度评价(非位置精度,位置精度--混淆矩阵)
优点:
1、 可充分利用分类地区的先验知识,预先确定分类的类别;
2、 可控制训练样本的选择,并可通过反复检验训练样本,以提高分类精度,避免分类中的严重错误
3、 避免了非监督分类中对光谱集群组的重新归类。
缺点:
1、人为主观因素较强;
2、训练样本的选取和评估需花费较多的人力时间;
3、只能识别训练样本中所定义的类别,从而影响分类结果。
Ⅱ 遥感中几种影像分类方法有什么不同
没什么不同。来最主要的差别源在精度。对于你的研究区域,可以多种方法尝试一下,然后看看分类精度,最后判断哪一种方法更适合你。
监督分类是利用训练样本对各类别进行规定,在基于已规定的类别进行分类。分类时有许多的算法,最大似然法是其中的一种。应用上真没什么特别的讲究,就是精度主导一切。
Ⅲ 实验十七 遥感图像监督分类处理
一、实验目的
通过使用的六种主要的遥感监督分类器——平行六面体分类、最小距离分类、马氏距离分类、最大似然分类、神经网络分类和支持向量机分类的命令,加深对遥感监督分类原理的理解,了解其技术实现过程,初步掌握其ENVI功能命令的基本使用操作。
二、实验内容
①桂林市TM 遥感影像平行六面体分类;②桂林市TM 遥感影像最小距离分类;③桂林市TM 遥感影像马氏距离分类;④桂林市TM 遥感影像最大似然分类;⑤桂林市TM 遥感影像神经网络分类;⑥桂林市TM 遥感影像支持向量机分类;⑦对6种分类结果进行比较分析。
三、实验要求
①平行六面体、最小距离、马氏距离、最大似然、神经网络和支持向量机六种分类方法在理论上比较复杂,为取得好的实验效果,要求实验前事先预习其原理,从理论上理解并掌握它们的特点和异同。②确定分类处理方法训练样本需要用到的已知地质资料,提前准备。③编写实验报告。④由于同时做六种分类处理工作量较大,可以根据实际课时情况选择做其中部分。最小距离分类为必须做的方法。
四、技术条件
①微型计算机;②灌阳地区QuickBird全色波段遥感数据;③ENVI软件;④Photoshop软件(ver.6.0以上)和ACDSee软件(ver.4.0以上)。
五、实验步骤
遥感影像监督分类可以分为四个过程:样本选择、执行监督分类、评价分类结果和分类后处理。具体操作步骤如下。
(一)定义训练
1.样本选择
(1)在ENVI主菜单中,选择“File>Open Image File”,打开灌阳地区QuickBird全色波段遥感数据,Band3、4、1合成RGB并使之显示在“Display”中,通过分析图像,选择耕地、林地、居民地和水体四种地物样本。
图17-1 ROI工具对话框
(2)在主图像窗口中,选择“Overlay>Region of Interest”,打开“ROI Tool”对话框,如图17-1所示。
(3)在“ROI Tool”对话框中,选择“Window”选项,可以在“Image”、“Scroll”或者“Zoom”窗口中绘制感兴趣区;在“ROI Name”字段输入样本的名称;在“Color”字段中,单击右键选择颜色。
(4)在“ROI Tool”对话框中,选择“ROI Type > Polygon”,在“Image”、“Scroll”或者“Zoom”窗口中绘制感兴趣区。
(5)完成一类感兴趣区的绘制后,在“ROI Tool”对话框中,选择【New Region】按钮,新建另一类样本种类,重复上述操作。
2.评价训练样本
在ROI对话框中,选择“Option>Compute ROI Separability”,打开待分类影像文件,选择所有定义的样本类型,可以计算样本的可分离性,如图17-2所示,表示各个样本类型之间的可分离性,用Jeffries-Matusita距离和转换分离度(Transformed Divergence)来表示。ENVI为每一个感兴趣区组合计算Jeffries-Matusita距离和Transformed Divergence,在对话框底部,根据可分离性值的大小,从小到大列出感兴趣区组合。这两个参数的值在0~2.0之间,大于1.9说明样本之间可分离性好,属于合格样本;小于1.8,需要重新选择样本;小于1,考虑将两类样本合成一类样本。
图17-2 样本可分离性计算报表
(二)执行监督分类
在ENVI主菜单中选择“Classificatoin>Supervisred>分类器类型”,可以根据分类的复杂度、精度需求等选择分类器。
1.平行六面体分类器
平行六面体用一条简单的判定规则对多波谱数据进行分类。判定边界在图像数据空间中形成了一个N维平行六面体。平行六面体的维数由来自每一种选择的分类平均值的标准差的阈值确定。如果像元值位于N 个被分类波段的低阈值与高阈值之间,则它归属于这一类。如果像元值落在多个类里,那么ENVI将这一像元归到最后一个匹配的类里。没有落在平行六面体的任何一类里的区域被称为无类别的。操作步骤如下:
(1)在ENVl主菜单栏中选择“Classification>Supervised>Parallelepiped”,在分类输入文件对话框中选择待分类遥感影像,打开“Parallelepiped Parameters”对话框,如图17-3所示。
图17-3 平行六面体分类器参数设置对话框
(2) Select Classes from Regions:点击【Select All Items】按钮,选择所有的训练样本。
(3) Set Max stdev from Mean:设置标准差阈值。有三种类型:不设置标准差阈值(None)、为所有类别设置一个标准差阈值(Single Value)和分别为每种类别设置一个标准差阈值(Multiple Values)。
(4)选择“Single Value”,在“Max stdev from Mean”文本框里输入标准差阈值。
(5)点击【Preview】按钮,可以预览分类结果。
(6)选择分类结果的输出路径及文件名。
(7)设置“Output Rule Images”:是否选择规则图像数据。
(8)设置完上述参数后,点击【OK】按钮执行分类处理。
2.最小距离分类器
最小距离分类用到每一个终端单元的均值矢量,计算每一个未知像元到每一类均值矢量的欧几里德距离。所有像元都被归为最近的一类,除非限定了标准差和距离的极限(这时,会出现一些像元因不满足选择的标准,而成为“无类别”),操作步骤如下:
(1)在ENVI主菜单栏中选择“Classification>Supervised>Minimum Distance”,在分类输入文件对话框中选择待分类遥感影像,打开“Minimum Distance”对话框,如图174所示。
图17-4 最小距离分类器参数设置对话框
(2) Select classes from Regions:点击【Select All Items】按钮,选择所有的训练样本。
(3) Set Max stdev from Mean:设置标准差阈值。有3种类型:不设置标准差阈值(None)、为所有类别设置一个标准差阈值(Single Value)和分别为每种类别设置一个标准差阈值(Multiple Values)。
(4)选择“Single Value”,在“Max stdev from Mean”文本框里输入标准差阈值。
(5) Set Max Distances Error:设置允许的最大距离误差,距离大于该值的像元将不被分入该类,如果不满足所有类别的最大距离误差,将会被归为未分类类型中,有3种类型:不设置最大距离误差(None)、为所有类别设置一个最大距离误差(Single Value)和分别为每种类别设置一个最大距离误差(Multiple Values)。
(6)点击【Preview】按钮,可以预览分类结果。
(7)选择分类结果的输出路径及文件名。
(8)设置“Output Rule Images”:是否选择规则图像数据。
(9)设置完上述参数后,点击【OK】按钮执行分类处理。
.3 马氏距离分类器
马氏距离分类是一个方向灵敏的距离分类器,分类时用到了统计。它与最大似然分类有些类似,但是假定所有类的协方差相等,所以是一种较快的方法。所有像元都被归到最临近的ROI类,除非用户限定了一个距离阈值(这时,如果一些像元不在阈值内,就会被划为无类别),操作步骤如下:
(1)在ENVI主菜单栏中选择“Classification>Supervised>Mahalanobis Distance”,在分类输入文件对话框中选择待分类遥感影像,打开“Mahalanobis Distance”对话框,如图17-5所示。
(2) Select Classes from Regions:点击【Select All Items】按钮,选择所有的训练样本。
图17-5 马氏距离分类器参数设置对话框
(3) Set Max Distances Error:设置允许的最大距离误差,距离大于该值的像元将不被分入该类,如果不满足所有类别的最大距离误差,将会被归为未分类类型中,有3种类型:不设置最大距离误差(None)、为所有类别设置一个最大距离误差(Single Value)和分别为每种类别设置一个最大距离误差(Multiple Values)。
(4)点击【Preview】按钮,可以预览分类结果。
(5)选择分类结果的输出路径及文件名。
(6)设置“Output Rule Images”:是否选择规则图像数据。
(7)设置完上述参数后,点击【OK】按钮执行分类处理。
4.最大似然分类器
最大似然分类假定每个波段每一类统计呈均匀分布,并计算给定像元属于一特定类别的可能性。除非选择一个可能性阈值,所有像元都将参与分类。每一个像元被归到可能性最大的那一类里。操作步骤如下:
(1)在ENVI主菜单栏中选择“Classification>Supervised>Maximum Likelihood”,在分类输入文件对话框中选择待分类遥感影像,打开“Maximum Likelihood Parameters”对话框,如图17-6所示。
(2) Select Classes from Regio:n点s击【Select All Items】按钮,选择所有的训练样本。
图17-6 最大似然分类器参数设置对话框
(3)Set Probability Threshold:设置似然度的阈值,有3种类型:不设置最大似然度阈值(None)、为所有类别设置一个最大似然度阈值(Single Value)和分别为每种类别设置一个最大似然度阈值(Multiple Values),如果选择Single Value,则在Probability Threshold文本框中输入一个0~1的值。
(4) Data Scale Factor:输入一个数据比例系数,这个比例系数是一个比值系数,用于将整形反射率或者辐射率数据转换为浮点型数据。例如,对于没有经过辐射定标的8bit数据,设定比例系数为255。
(5)点击【Preview】按钮可以预览分类结果。
(6)选择分类结果的输出路径及文件名。
(7)设置“Output Rule Images”:是否选择规则图像数据。
(8)设置完上述参数后,点击【OK】按钮执行分类处理。
5.神经网络分类器
用计算机模拟入脑的结构,用许多小的处理单元模拟生物的神经元,用算法实现人脑的识别、记忆、思考过程应用于图像分类,操作步骤如下:
(1)在ENVI主菜单栏中选择“Classificantion>Supervised>Neural Net”,在分类输入文件对话框中选择待分类遥感影像,打开“Neural Net Parameters”对话框,如图17-7所示。
(2)Select Classes from Regions:点击【Select All Items】按钮,选择所有的训练样本。
图17-7 神经网络分类器参数设置对话框
(3) Activation:选择活化函数,包括对数(Logistic)和双曲线(Hyperbolic)。
(4) Training Threshold Contnbution:输入训练贡献阈值(0~1)。该参数决定了与活化节点级别相关的内部权重的贡献量,它用于调节节点内部权重的变化。训练算法交互式地调整节点间的权重和节点阈值,从而使输出层和响应误差达到最小。将该参数设置为0将不会调整节点的内部权重。适当调整节点的内部权重可以生成一幅较好的分类图像,但是如果设置的权重过大,对分类结果会产生不良影响。
(5) Training Rate:设置权重调节速度(0~1)。参数值越大则使得训练速度越快,但也增加摆动或者使训练结果不收敛。
(6) Training Momentum:设置权重调节动量(0~1)。该值大于0时,在“Training Rate”文本框中输入较大值不会引起摆动。该值越大,训练的步幅越大。该参数的作用是促使权重沿当前方向改变。
(7)Training RMS Exit Criterai:指定RMS误差为何值时训练应该停止。RMS误差值在训练过程中将显示在图表中,当该值小于输入值时,即使还没有达到迭代次数,训练也会停止,然后开始进行分类。
(8) Number of Hidden Layers:输入所用隐藏层的数量。要进行线性分类,输入值为0;进行非线性分类,输入值应该大于或者等于1。
(9) Number of Training Iterations:输入用于训练的迭代次数。
(10) Min Output Activation Threshold:输入一个最小输出活化阈值。如果被分类像元的活化值小于该阈值,在输出的分类中该像元将被归入未分类中。
(11)选择分类结果的输出路径及文件名。
(12)设置“Output Rule Images”:是否选择规则图像数据。
(13)设置完上述参数后,点击【OK】按钮执行分类处理。
6.支持向量机分类器
支持向量机分类(SVM)是一种建立在统计学习理论基础上的机器学习方法。SVM可以自动寻找那些对分类有较大区分能力的支持向量,由此构造出分类器,可以将类与类之间的间隔最大化,因而有较好的推广性和较高的分类准确率,操作步骤如下:
(1)在ENVl主菜单栏中选择“Classification>Supervised>SupportVec tor Machine”,在分类输入文件对话框中选择待分类遥感影像,打开“Support Vector Machine Classification Parameters”对话框,如图17-8所示。
图17-8 支持向量机分类器参数设置对话框
(2) Select Classes From Regions:点击【Select All Items】按钮,选择所有的训练样本。
(3) Kemel Type下拉列表中的选项有:Linear、Polynomial、Radial Basis Function和Sigmoid。
若选择Polynomial,需要设置一个核心多项式(Degere of Kernel Polynomial)的次数用于SVM,最小值为1,最大值为6;使用向量机规则需要为Kernel指定“this Bias”,默认值为1;“Gamma in Kernel Function”参数设置为大于0的浮点型数据,默认值为输入图像波段数的倒数。
若选择“Radial Basis Function”,需设置“Gamma in Kernel Function”参数为大于0的浮点型数据,默认值为输入图像波段数的倒数。
若选择Sigmoid,需使用向量机规则需要为Kernel指定“this Bias”,默认值为1;设置“Gamma in Kernel Function”参数为大于0的浮点型数据,默认值为输入图像波段数的倒数。
(4) Penalty Parameter:为大于0的浮点型数据,这个参数控制了样本错误与分类刚性延伸之间的平衡,默认值为100。
(5)Pyramid Levels:设置分级处理等级,用于SVM训练和分类处理过程,如果这个值为0,将以原始分辨率处理,最大值随图像的大小改变。
(6) Pyramid Reclassification Threshold(0~1):当Pyramid Levels值大于0时,需要设置这个重分类阈值。
(7) Classification Probability Threshold(0~1):为分类设置概率阈值,如果一个像素计算得到所有的规则概率小于该值,该像素将不被分类。
(8)选择分类结果的输出路径及文件名。
(9)设置“Output Rule Images”:是否选择规则图像数据。
(10)设置完上述参数后,点击【OK】按钮执行分类处理。
(三)评价分类结果
在执行监督分类后,需要对分类结果进行评价,本次实验采用使用地表真实感兴趣区来计算混淆矩阵(Confusion Matrices)方法进行分类结果评价,操作步骤如下。
1.建立地表真实感兴趣区
可以在高分辨率图像上,通过目视解译获取各个分类的地表真实感兴趣区;也可以通过野外实地调查,根据调查数据生成地表真实感兴趣区,获取方法同“(一)定义训练”,为了同训练样本区别,我们使用“植被、城镇、河流、农田”作为地表真实感兴趣区名称。
2.计算混淆矩阵
(1)打开定义验证样本的文件(即灌阳地区QuickBird全色波段)以及图像分类结果,使之显示在“Available Band”列表中。
(2)在ENVI主菜单栏中选择“Basic>Region of Interest>Restore Saved ROI File”,打开地表真实感兴趣区文件。
(3)在ENVI主菜单栏中选择“Basic>Region of Interest>Restore ROIs via Map”,打开“Reconcile ROIs via Map”对话框(图179),选择相应的地表真实感兴趣区,点击【OK】按钮。
(4)在“Select Source File where ROI was Drawn”对话框中,选择定义验证样本的文件(即灌阳地区 QuickBird 全色波段),点击【OK】按钮。
(5)在“Select Destination File to Reconcile ROIs to”对话框中,选择匹配目标文件,也就是分类结果图像。
(6)在主菜单中选择“Classification>Post Classification> Confusion Matrix> Using Ground Truth ROIs”。
图17-9“Reconcile ROIs via Map”对话框
(7)在“Classification Input File”对话框中,选择分类结果图像。地表真实感兴趣区将被自动加载到“Match Classes Parameters”对话框中。
(8)在“Match Classes Parameters”对话框中,选择所要匹配的名称,然后点击【Add Combination】按钮,将地表真实感兴趣区与最终分类结果相匹配,类别之间的匹配将显示在对话框底部的列表中,如图17-10所示,点击【OK】按钮输出混淆矩阵。
图17-10“Match Classse Parameters”对话框
(9)在混淆矩阵输出窗口的“Confusion Matrix Parameters”对话框中,选择像素(Pixels)和百分比(Percent),如图17-11所示。
(10)点击【OK】按钮,输出混淆矩阵,在输出的混淆矩阵报表中,包含了总体分类精度、Kappa系数、混淆矩阵等几项评价指标。
图17-11 混淆矩阵输出对话框
(四)分类后处理
一般情况下,使用上述分类方法得到的结果难于达到最终应用的目的,所以对获取的分类结果需要进行一些处理,才能得到最终理想的分类结果。
图17-12 编辑分类名称和颜色
1.更改分类颜色、名称
(1)打开分类结果,并使之显示在“Display”窗口中。
(2)在分类结果主图像窗口中,选择“Tools>Color Mapping>Class Color Mapping”,打开“Class Color Mapping”对话框,如图17-12所示。
(3)从“Selected Classes”列表中选择需要修改的类别,改变其颜色或者名称。
(4)完成对需要修改类别的颜色、名称的修改后,选择“Options>Save Changes”保存修改内容。
(5)选择“File>Cancel”,关闭“Class Color Mapping”对话框。
2.聚类处理
分类结果中不可避免的会产生一些面积很小的图斑,从实际应用角度有必要对这些小图斑进行剔除或重新分类。目前,常用的方法有Majority/Minority分析、聚类处理和过滤处理,本次实验选择聚类处理方法对邻近的类似分类区聚类并合并。
聚类处理首先将被选的分类用一个扩大操作合并到一起,然后用参数对话框中指定了大小的变换核对分类图像进行侵蚀操作,具体操作步骤如下:
在ENVI主菜单栏中选择“Classification> Post Classification> Clump Classes”,在“Classification Input File”对话框中,选择分类结果图像,单击【OK】按钮,打开“Clump Parameters”对话框,如图17-13所示。Clump Parameters对话框参数设置如下。
(1)选择分类类别(Select Classes):单击【Select All Items】按钮选择所有类别;
(2)输入形态学算子大小(Rows和Cols):默认为3,3;
(3)选择输出路径及文件名,单击【OK】按钮,完成聚类处理。
3.分类统计
分类统计可以基于分类结果计算相关输入文件的统计信息,包括类别中的像元数、最大值、最小值、平均值以及类中每个波段的标准差等,还可以记录每类的直方图以及计算协方差矩阵、相关矩阵、特征值和特征向量,并显示所有分类的总结记录。
(1)在ENVI主菜单栏中,选择“Classification> Post Classification > Class Statistics”,在“Classification Input File”对话框中,选择分类结果图像,单击【OK】按钮。
(2)在“Statistics Input File”对话框中,选择一个用于计算统计信息的输入文件,点击【OK】按钮,打开“Class Selection”对话框(图17-14),在“Select Classes”列表中,选择想计算统计的类别名称,点击【OK】按钮,打开“Compute Statistics Parameters”对话框(图17-15),选择需要的统计项,包括以下统计类型。
图17-13 “Clump Parameters”对话框
图17-14 选择分类对话框
基本统计(Basic Stats):包括所有波段的最小值、最大值、均值和标准差,若该文件为多波段,还包括特征值。
直方图统计(Histograms):生成一个关于频率分布的统计直方图。
协方差统计(Covariance):包括协方差矩阵和相关矩阵以及特征值和特征向量。
(3)输出结果的方式包括3种:可以输出到屏幕显示、生成统计文件(.sta)和生成文本文件,其中生成的统计文件可以通过“Classification>Post Classification>View Statistics File”命令打开,选择输出路径及文件名,单击【OK】按钮,完成分类统计。
4.分类结果转矢量
(1)在ENVI主菜单栏中,选择“Classification>Post Classification>Classification to Vector”,在“Rasterto VectorInput Band”对话框中,选择分类结果图像,单击【OK】按钮,打开“Raster to Vector Parameters”对话框,如图17-16所示。
(2)选择需要被转换成矢量文件的类别,在“Output”标签中,使用箭头切换按钮选择“Single Layer”,把所有分类都输出到一个矢量层中;或者选择“One Layer per Class”,将每个所选分类输出到单独的矢量层。
(3)选择输出路径及文件名,单击【OK】按钮,完成分类结果转矢量文件。
图17-15 计算统计参数设置对话框
图17-16 栅格转为矢量参数设置
完成遥感影像监督分类后,分别利用平行六面体、最小距离、马氏距离、最大似然、神经网络和支持向量机这六种分类器对灌阳地区QuickBird遥感影像进行监督分类处理,利用混淆矩阵对六种分类结果进行评价,得出总体分类精度和Kappa系数。比较六种分类结果,用WORD文件记录,取名为《灌阳地区QuickBird遥感影像六种监督分类方法分类结果评价》,存入自己的工作文件夹。
六、实验报告
(1)简述实验过程。
(2)回答问题:①根据实验操作步骤及各步骤之间的关系,分析所做的监督分类方法在模型设计思想或算法上的共同特点。②通过目视解译,定性比较所获得的监督分类图像的图像识别效果优缺点。
实验报告格式见附录一。
Ⅳ 做监督分类时能直接用GOOGLE EARTH上的遥感影像吗
谷歌earth上的影像只有全色影像,如果做监督分类,缺少光谱信息,所以不是很适合!
而Landsat数据则具有很高的光谱信息,分辨率也适合做相应的研究
Ⅳ 遥感图像监督分类法
监督分类,又称训练分类法,即用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像专元的过程。已被属确认类别的样本像元是指那些位于训练区的像元。在这种分类中,分析者在图像上对每一种类别选取一定数量的训练区,计算机计算每种训练样区的统计或其他信息,每个像元和训练样本作比较,按照不同规则将其划分到和其最相似的样本类。
非监督分类,也称为聚类分析或点群分析。即在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群组的过程。非监督分类不需要人工选择训练样本,仅需极少的人工初始输入,计算机按一定规则自动地根据像元光谱或空间等特征组成集群组,然后分析者将每个组和参考数据比较,将其划分到某一类别中去。长期以来,已经发展了近百种不同的自然集群算法,如ISODATA、链状方法等。
Ⅵ 遥感图像分类法
图像分类是与图像信息提取和增强不同的遥感图像处理中另一重要的方面,与图像增强后仍需人为解译不同,它企图用计算机做出定量的决定来代替人为视觉判译步骤。因此,分类处理后输出的是一幅专题图像。在此图像中,原来图像中的每一个象元依据不同的统计决定准则被划归为不同的地表覆盖类,由于是一种统计决定,必然伴随着某种错误的概率。因此,在逻辑上的合理要求是,对每一个象元所做的决定,应是使整个被分类面积即对大量单个象元的分类的某个错误判据为最小。
以下是几种常用的遥感图像分类方法:
1.最大似然分类(maximum likelihood classification)
最大似然分类是一种基于贝叶斯判别准则的非线性监督分类方法,需要知道已知的或确定的训练样区典型标准的先验概率P(wi)和条件概率密度函数P(wi,x)。P(wi)通常根据各种先验知识给出或假定它们相等:P(wix)则是首先确定其分布形式,然后利用训练样本估计其参数。一般假设为正态分布,或通过数学方法化为正态分布。其判别函数集为:
Di(x)=P(wix),i=1,2,…,m (2-2)
如果Di(x)≥ Dj(x),则x属于wi类。其中,j≠i,j=1,2,…,m。m为类别数。
从上述最大似然分类的说明看,其关键就在于已知类别的定义,先验概率的确定,参与分类的变量的好坏和结果误差评价。直到现在,最大似然分类至少还有两个缺点:一是事先大量人力已知光谱类的选择和定义:二是需要长时间的计算机分类计算时间。实际上这也使得最大似然分类法遥感应用受到了限制,因此许多人专门研究改进算法以便解决和缩减图像分类的时间,提高分类的精度。Solst和Lillesand(1991)为了解决已知类别定义消耗大量人力的缺点,发展了半自动训练法进行已知光谱类的定义。Fabio Maselli等(1992)利用Skidmore和Tumer提出的非参数分类器计算出各已知类训练集的先验概率,然后将它们插入常规的最大似然分类过程中进行分类。该方法融合了非参数和参数分类过程的优点,提高了分类的精度。
通常情况下,地形会影响到训练集数据,这样训练集光谱数据就偏离了最大似然分类的假设条件正态分布,从而常规的最大似然分类法在地形起伏较大的地区效果并不太好。为了解决这一问题,C.Conese和G.Maracchi和F.Maselli(1993)提出了一种改进的最大似然分类算法,即去掉每一类数据集中与第一主成分相关的信息(地形信息)然后再进行分类。通过试验,这种方法是有效的,分类精度得到了提高。
K.Arai(1993)用光谱和空间信息进行分类改进了最大似然分类方法。该方法简单易行,大大提高了正确分类的概率。C.Conese和Fabio Maselli(1992)用误差矩阵提高最大似然分类面积估计的精度。Irina Kerl(1996)加最大似然分类精度的一种方法,即多概率比较法。他对同一遥感数据的原始波段、主成分和植被指数的22种组合进行了最大似然分类,发现没有一种波段组合的分类能给出图像中所有土地利用类型的精确分类,每一波段组合仅对图像中的一两类土地利用类型分类有效。因此他提出将能有效区分出所要决定的土地利用类型的几个波段组合的分类结果进行组合来进行图像分类,并称这种方法为多概率比较法,这种方法的基础就是图像数据不同波段组合的分类结果之间分类概率大小的比较。应用这种方法提高了分类的精度。
2.最小距离分类(minimum distance classification)
最小距离分类是一种线性判别监督分类方法,也需要对训练区模式样本进行统计分析,是大似然分类法中的一种极为重要的特殊情况。最小距离分类在算法上比较简单,首先需选出要区分类别的训练样区,并且从图像数据中求出各类训练样区各个波段的均值和标准差,然后再计算图像中其他各个象元的灰度值向量到各已知类训练样区均值向量之间的距离。如果距离小于指定的阈值(一般取标准差的倍数),且与某一类的距离最近,就将该象元划归为某类。因此称为最小距离分类。该方法的精度主要取决于已知类训练样区的多少和样本区的统计精度。另外,距离度量的方法不同,分类的结果也不相同,常见的有:
(1)明氏距离(minkowski distance)
中亚地区高光谱遥感地物蚀变信息识别与提取
式中Tij=-Tij。
③经过①②步后,随机象元X被划归为正确的类。
另外,通过对参与计算变量的排序和部分一总和逻辑的考虑,可大大降低该算法计算的时间。与最小距离(欧氏距离)和最大似然分类器相比,整体平均分类器所用时间最少,分类精度与最小距离大致相同,对像农田面积和森林这样的名义类型的分类十分有效。
Haluk Cetin(1996)提出了一种分类方法:类间距离频率分布法(interclass distance frequency dis-tribution),这是多光谱数据非参数分类方法的一种。类间距离频率分布过程简单,是一种有力的可视化技术,它图形地显示多光谱数据和类分布。首先选择感兴趣的类,这些类的统计信息从典型的训练样区可获得。利用类的平均测量矢量计算多光谱数据中每个象元的距离,并存放在一个两维数据分布数组中。选择其他类的训练区,训练区数据的分布通过距离计算可获得。通过可视化地检查结果,建立分类查询表(look-up table),然后利用分类查询表进行多光谱图像数据的分类,具体细节请参见原文。
H.N.Srikanta Prakash等(1996)改进了遥感数据凝聚聚类分析,这是一种基于相互近邻概念,用来进行多光谱数据分类的非参数、层次、凝聚聚类分析算法。该方法定义了围绕象元的感兴趣区域(area of interest around each pixel),然后在它内部寻找分类时初始合并操作需要的k最近邻,将象元的特征值、波段值和象元的相对位置值一起考虑,提出了改进的距离量度,这样,大大减少了计算的时间和内存的需求,降低了分类的误差概率。
Steven E.Franklin和Bradley A.Wilson(1992)设计了3阶段分类器进行遥感图像的分类,它由一个基于四叉树的分割算子、一个高斯最小距离均值测试和一个包括辅助地理网数据和光谱曲线测量的最终测试构成。与最大似然分类技术相比,3阶段分类器的总体分类精度得到了提高,减少计算时间,另外仅需最少的训练样区数据(它们在复杂地形区很难获得)。
Ⅶ 遥感:监督分类与非监督分类的区别
非监督分类运用1SODATA(Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique )算法,完全按照像元的光谱特性进行统计分类,常常用于对分类区没有什么了解的情况。使用该方法时。原始图像的所有波段都参于分类运算,分类结果往往是各类像元数大体等比例。由于人为干预较少,非监督分类过程的自动化程度较高。非监督分类一般要经过以下几个步骤:初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。
监督分类比非监督分类更多地要求用户来控制,常用于对研究区域比较了解的情况。在监督分类过程中,首先选择可以识别或者借助其它信息可以断定其类型的像元建立模板,然后基于该模板使计算机系统自动识别具有相同特性的像元。对分类结果进行评价后再对模板进行修改,多次反复后建立一个比较准确的模板,并在此基础上最终进行分类。监督分类一般要经过以下几个步骤:建立模板(训练样本)、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换。
上面的这段话是我们遥感实验手册上的话, 我自我感觉在用ERDAS 8.6 时候 ,对监督分类和非监督分类的区别才有了深刻点的理解,简单的说监督分类是我们人为地选择好样本区 比如水体,植被 ,就像是告诉计算机“我圈起来的这种像素就代表水体噢”,这个对个人经验要求很高,很容易把有的颜色混淆,以至于少分几类,而非监督分类就是计算机自己将图像上的像元按像素分几类,一般如果你最后是要分成水体,植被,土地等几类,但是你设置的起码最初要分它的两倍,因为计算机识别的时候有可能有的最终可以归到一类,但是计算机不会知道它分类每一类代表什么,这个就要人为地输入每一类地物的名称。
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Ⅷ 遥感影像处理问题:怎样将一幅监督分类后的遥感图像中的某一类的范围转变成ROI
ENVI的话,分类后处理,segmentation,把某一类单独提出来!
Ⅸ envi中监督分类和非监督分类有什么区别各是怎么定义的
监督分类是需要学习训练的分类方法,如最大似然分类,人工神经网络分类,即是需要事先为每类地物在遥感图像上采集样本数据,之后通过学习训练过程才来分类;非监督分类不需要人工采集地物样本点数据,多是通过聚类的方法来自动分类,主要有isodata,k均值等.总体来说,监督分类的效果要优于非监督分类.