基于卡方自动交互检测的GF-1影像鄱阳湖湿地信息提取

快速准确地获取鄱阳湖区域湿地信息,对湿地进行动态监测具有重要价值。本文以国产高分一号(GF-1)影像和辅助地学数据作为数据源,将GF-1影像获取的归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)、基于蓝光波段的归一化差异水体指数(Normalized Difference Water Index based on Bule light,NDWI-B)以及数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)作为分类变量,采用卡方自动交互检测(CHi-squared Automatic Interaction Detection,CHAID)决策树算法构建分类规则,并进行研究区范围内的湿地信息提取。最后,采用混淆矩阵对分类结果进行精度验证,并与最大似然法监督分类结果进行比较。结果表明,分类结果的总体精度和Kappa系数分别为85.6%和0.82,较最大似然法监督分类结果分别提高了9.6%和0.12,是鄱阳湖区域湿地信息提取的有效方法。     

地理信息系统支持下的山区遥感影像决策树分类

山区遥感影像分类是遥感研究的一大难题。本文利用一种决策树生成算法（C 4.5算法）自动提取知识，基于知识建立决策树用于山区影像分类，并结合研究区土地利用类型与DEM空间统计关系的先验知识，在GIS空间分析的基础上进行影像分类的后处理。与传统的最大似然法分类结果相比，该方法极大地改善了山区地表覆被分类的精度，得到试验区较为可靠的遥感分类图像。     

基于人工蜂群算法的多角度遥感影像分类

人工蜂群(artificial bee colony,ABC)算法在最优化领域有广泛的应用,但在遥感影像分类应用中研究较少。通过使用ABC算法构建基于规则的分类系统,对塔里木河中下游多角度遥感观测数据构建的多维数据集进行分类,生成决策规则集;并与最大似然分类法(maximum likelihood classification,MLC)、C4. 5决策树法和支持向量机(support vector machine,SVM)分类结果进行比较。结果表明,ABC算法总体分类精度高于MLC和C4. 5,但低于SVM。通过对规则中分类属性的频数分析,证明使用ABC算法可有效发现多角度数据观测结果与不同土地覆被类型之间的关系。     

基于MODIS数据的决策树分类方法研究与应用

介绍了目前国际上流行的两种决策树算法———CART算法与C4·5算法,并引入了两种机器学习领域里的分类新技术———boosting和bagging技术,为探究这些决策树分类算法与新技术在遥感影像分类方面的潜力,以中国华北地区MODIS250m分辨率影像进行了土地覆盖决策树分类试验与分析。研究结果表明决策树在满足充分训练样本的条件下,相对于传统方法如最大似然法(MLC)能明显提高分类精度,而在样本量不足下决策树分类表现差于MLC;并发现在单一决策树生成中,分类回归树CART算法表现较C4·5算法具有分类精度和树结构优势,分类精度的提高取决于树结构的合理构建与剪枝处理;另外在决策树CART中引入boosting技术,能明显提高那些较难识别类别的分类准确率18·5%到25·6%。     

土地利用遥感信息提取关键技术探讨

针对传统土地利用解译技术的局限性,通过深入分析地物光谱特征,采用光谱角分类技术对一级地类进行分类,再根据光谱角影像和二级地类光谱特征构建分类规则,进行二级地类分类的分类方法。使用该方法对遥感影像进行遥感解译,并与监督分类中的最大似然法分类结果进行分类精度比较,结果表明,该方法的分类精度明显优于最大似然法分类,面积精度和空间精度都有明显提高,可以作为复杂地类的分类方法。     

基于随机森林的洪河湿地遥感影像分类研究

随机森林(Random Forests)是一种最有效的分类方法之一。现阶段,它吸引了来自不同领域的研究人员,被广泛应用到不同的学科领域之中。本文采用TM影像,运用随机森林算法,对洪河湿地影像进行分类,并与最大似然监督分类方法(Maximum Likelihood Classification,MLC)和CART(Classification And Regression Tree)算法对比。结果表明,基于RF算法的分类结果的总精度和Kappa系数分别为88.31%和0.82,较MLC和CART分类方法有明显提高。从而证明RF算法可以提高遥感影像的分类精度,并可应用在湿地信息的提取研究中。     

改进最大似然遥感影像分类方法——以SAR影像为例

针对常规最大似然分类算法中类别先验概率获取困难及遥感影像分类问题,提出了一种有效的改进最大似然遥感影像分类方法.该方法能使用类别样本的统计信息,实现类别先验概率的自动和最优提取,从而很好地解决了基于统计监督分类方法中无法直接获取类别先验概率的问题.以6景Radarsat-1 精细模式SAR影像数据为例进行的分类实验证明,该算法分类效果较好,针对单波段、单极化的SAR影像,其精度可望达到80%.     

基于多纹理和支持向量机的ZY-1 02C星HR数据分类

基于国产资源一号02C星高分辨率(high resolution,HR)影像,提取了基于变差函数、灰度共生矩阵和梯度的多纹理特征,结合光谱信息构建了基于支持向量机(support vector machine,SVM)的多源信息复合模型的图像分类方法,并与传统最大似然法和决策树法的分类结果进行了比较。研究表明,变差函数纹理和梯度纹理参与的多源复合数据有效提高了图像的分类精度,总分类精度由85.14%提高到87.43%,Kappa系数由0.82提高到0.85;绝对值变差函数为纹理最佳窗口分析提供了理论依据,基于累积步长提取的纹理特征能显著提升图像分类的精度,分类准确率提高了13.94%,Kappa系数增加了0.17;基于多源复合数据的SVM高空间分辨率遥感图像分类方法能有效解决传统图像分类结果破碎的问题,比最大似然方法和决策树法的分类精度显著提高,总精度达到89.14%,Kappa系数为0.87,分别提高了6.85%和10.84%。实验表明,ZY-1 02C星HR数据在冬小麦信息提取中具有一定的稳定性和优势。     

BS-GEP算法在水利遥感图像分类中的应用

在地物环境状况较为复杂时传统基于统计学遥感分类算法难以得到较高的分类精度。针对这一问题,这里将基于分组策略的改进基因表达式编程算法(BS-GEP)应用到遥感图像分类问题中,避免传统的基因表达式编程算法由于种群多样性破坏引起局部收敛,解决地物状况复杂时难以得到较高分类精度的问题。实验结果表明:基于分组策略的基因表达式编程算法的分类器提取的分类规则能转为数学表达式形式并能获得较高的分类精度,与基因表达式编程算法(GEP)相比分类结果混淆程度相对较低,与最大似然法相比分类结果相对清楚,模型分类精度达到93%。     

以地块分类为核心的冬小麦种植面积遥感估算

以提高冬小麦种植面积估算精度为目标,选取种植结构复杂的都市农业区,采用QuickBird影像数字化农田地块边界,以多时相TM影像为核心数据源,以地块为基本分类单元,进行不同特征向量组合、不同分类器的冬小麦地块分类方法研究,并对比分析了基于地块分类和基于像元分类的冬小麦种植面积估算精度。研究结果表明,基于地块分类的冬小麦种植面积估算方法的总量精度和位置精度均高于像元分类;植被指数和纹理信息的引入有助于进一步提高地块分类精度;支持向量机与最大似然均能得到高达97%的总量精度和90%的位置精度,支持向量机地块分类所需的训练样本量远低于最大似然,因此支持向量机更加适合于冬小麦地块分类;冬小麦错分与漏分情况大多发生在细碎地块,其面积总量较小,而大地块错分和漏分较少,因此相对于像元分类,地块分类能在整个区域能得到较高的冬小麦位置精度和总量精度。     

Study of coastal wetland classification based on decision rules using ALOS AVNIR-2 images and ancillary geospatial data

Wetlands play irreplaceable key roles in ecological and environmental procedures. To make effective conservation and management, it is essential to understand the wetlands’ distribution and changes. In this study, an approach based on decision rules algorithm in conjunction with maximum likelihood classification is proposed for coastal wetland mapping using multi-temporal remotely sensed imagery and ancillary geospatial data. As a case study, Multi-temporal Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type 2 images acquired by Japanese Advanced Land Observation Satellite are analysed to investigate the seasonal change pattern of coastal wetlands in Washington State, USA. Geospatial data, including Digital Elevation Model and spatial neighbourhood knowledge, are further integrated to characterize wetland features and discriminate classes within a certain elevation ranges. The final result is a refined coastal wetland map with 15 land cover categories. Preliminary evaluation of the final result shows that the proposed approach is effective in coastal wetland mapping.     

Comparing object-based and pixel-based classifications for mapping savannas

The development of robust object-based classification methods suitable for medium to high resolution satellite imagery provides a valid alternative to ‘traditional’ pixel-based methods. This paper compares the results of an object-based classification to a supervised per-pixel classification for mapping land cover in the tropical north of the Northern Territory of Australia. The object-based approach involved segmentation of image data into objects at multiple scale levels. Objects were assigned classes using training objects and the Nearest Neighbour supervised and fuzzy classification algorithm. The supervised pixel-based classification involved the selection of training areas and a classification using the maximum likelihood classifier algorithm. Site-specific accuracy assessment using confusion matrices of both classifications were undertaken based on 256 reference sites. A comparison of the results shows a statistically significant higher overall accuracy of the object-based classification over the pixel-based classification. The incorporation of a digital elevation model (DEM) layer and associated class rules into the object-based classification produced slightly higher accuracies overall and for certain classes; however this was not statistically significant over the object-based using spectral information solely. The results indicate object-based analysis has good potential for extracting land cover information from satellite imagery captured over spatially heterogeneous land covers of tropical Australia.     

兼容多源数据的森林湿地信息提取和比较分析

针对以光谱特征差异为依据,提取森林湿地信息精度低的问题,该文采用兼容多源数据的分类回归树(CART)提取方法,并以大沾河国家森林湿地进行实证研究。基于Landsat8遥感数据、Radarsat-2极化雷达数据和地形辅助数据,采用SPM软件分别构建3种特征变量组合的CART决策树模型,并获取分类规则,最后根据规则对研究区的森林湿地信息进行提取。结果表明:3种特征变量组合中,兼容光谱、纹理、雷达与地形辅助数据的CART决策树的森林湿地信息提取精度最高,用户精度和制图精度分别达到了88.46%和82.14%。研究结果体现了雷达数据与地形辅助数据有助于提取森林湿地信息。     

微粒群优化方法的遥感影像变化检测研究

针对目前多时相光谱直接变化检测方法存在训练样本分布限制和样本特征组合单一的缺陷问题,本文将微粒群优化方法引入遥感信息变化检测领域,构建了基于微粒群优化方法的遥感信息变化检测方法,在变化监测的过程中,通过变化规则的自动搜索和建立,实现了遥感影像变化信息的一次性直接提取。在方法验证过程中,选择北京为实验区,成功实现了应用微粒群优化方法对实验区2000年至2006年、2006年至2009年两个时间段的遥感影像进行了土地覆盖类型的变化信息检测,并将应用微粒群优化方法与决策树（C4.5和PART）、最大似然等方法的变化检测结果进行了对比分析。结果表明,微粒群优化方法能够自动搜索变化规则,得到的变化规则比决策树方法更简单,并能够获得更高的检测精度。     

基于对象直方图G统计量的遥感影像道路提取

提出了一种基于对象直方图G统计量的遥感影像道路提取方法。首先基于标记分水岭算法分割高分辨率遥感影像获取对象像斑,提取对象光谱特征并利用SVM从影像中分离出光谱相似的建成区（道路、建筑物等）;然后从建成区选择合适的对象作为训练样本,采用G统计量度量测试样本与训练样本的LBP纹理直方图距离,以表达对象纹理特征的异质性,并利用最小距离分类器完成建成区内道路与建筑物等的分离;最后结合几何形状特征和数学形态学处理对提取的道路进行优化,获得最终的道路提取结果。试验结果表明：该方法能较好地提取出道路信息。     

Classification of CBERS-2 Imagery with Fuzzy ARTMAP Classifier

A fuzzy ARTMAP classifier is adopted for a classification experiment of CBERS-2 imagery. The fundamental theory and processing about the algorithm are first introduced, followed with a land-use classification experiment in Shihezi County on CBERS-2 high resolution imagery. Three classifiers are compared: maximum likelihood classifier (MLC), error back propagation (BP) classifier, and fuzzy ARTMAP classifier. The comparison shows comparably better results for the fuzzy ARTMAP classifier, with overall classification accuracy of 9.9% and 4.6% higher than that of MLC and BP. The results also prove that the fuzzy ARTMAP classifier has better discernment in identifying bare soil on CBERS-2 imagery.     

Classification of CBERS-2 imagery with fuzzy ARTMAP classifier

A fuzzy ARTMAP classifier is adopted for a classification experiment of CBERS-2 imagery. The fundamental theory and processing about the algorithm are first introduced, followed with a land-use classification experiment in Shihezi County on CBERS-2 high resolution imagery. Three classifiers are compared: maximum likelihood classifier (MLC), error back propagation (BP) classifier, and fuzzy ARTMAP classifier. The comparison shows comparably better results for the fuzzy ARTMAP classifier, with overall classification accuracy of 9.9% and 4.6% higher than that of MLC and BP. The results also prove that the fuzzy ARTMAP classifier has better discernment in identifying bare soil on CBERS-2 imagery.     

用模糊ARTMAP算法对CBERS-2数据进行分类

用模糊ARTMAP（fuzzy adaptive resonance theorymap）神经网络算法对CBERS-2数据进行了分类实践。首先介绍了模糊ARTMAP神经网络的算法原理和具体训练分类过程；然后用2004年9月新疆石河子地区的影像数据进行土地利用分类试验，并将分类结果与基于统计的最大似然法（MLC）、反向传播神经网络（BP）的分类结果作比较，总分类精度比MLC和BP算法分别提高9．9％和4．6％。结果表明，模糊ARTMAP对试验区CBERS-2影像上的裸地识别能力很强，对高分辨率的CBERS-2影像可获得很好的分类结果。     

基于遗传算法优化决策树的多光谱影像分类研究

决策树C4.5算法采用局部贪婪搜索的策略,会增加局部最优解的风险;在样本有限的情况下,所产生的分类规则会过于依靠样本,往往造成决策树不能有效地挖掘出有价值的分类规则和形式。本文将决策树算法用到基于像斑的多光谱分类研究中,尝试引入遗传算法,对决策树分类规则进行优化。试验结果表明,在样本有限的情况下,该方法比单个决策树具有更高的分类精度。     

一种改进的多基线相位展开方法

针对最大似然估计的多基线InSAR相位解缠算法对噪声比较敏感且难以解缠低信噪比干涉图的缺点,该文提出一种多基线迭代与最大似然估计相结合的多基线相位展开方法。首先利用多基线迭代法得到最长基线干涉图粗略的干涉相位;然后在以此粗略相位为中心的相位区间里,利用多基线最大似然估计得到最长基线干涉图的干涉相位精确估计值。该文采用仿真的金字塔场景、多山场景以及城市场景干涉图进行相位解缠实验。实验表明,该方法的相位展开精度比多基线迭代法和最大似然估计法都有了不同程度的提高。