面向对象多层次多尺度分割的农用大棚类型信息提取

为对不同农用大棚类型信息进行识别分类和精细化提取,以内蒙古河套灌区不同大棚类型为研究对象,基于Sentinel-2A卫星数据,采用面向对象结合多层多尺度分割技术和阈值分类方法,对大棚类型信息进行提取并对最终提取结果展开精度评价和分析研究。首先利用尺度参数估计（Estimation of Scale Parameter2, ESP2）方法进行了分层分割并优选出最佳分割尺度,在各层最优分割尺度上进行光谱、指数、几何、纹理等特征的提取与优化,获取最优特征组合;然后运用多层多尺度分割阈值分类方法提取不同大棚类型信息。结果表明不同大棚类型信息总体精度达94.8%,kappa系数达0.93。其中：塑料大棚的制图精度和用户精度分别为95.3%和96.6%;单屋面温室大棚制图精度和用户精度分别为88.5%和92.6%。基于多层多尺度分割分类的信息提取方法分别考虑了不同地物最优分割尺度,在不同地物各自的最优分割尺度上提取其信息,以抑制过度分割或亚分割现象,从而降低错分或漏分。因此,高分辨率卫星数据与面向对象多层多尺度分割分类的信息提取方法能够有效提高大棚类型信息提取精度,且能为地物信息精细提取技术体系提供一定参考思路。     

基于国产GF-2遥感影像的大麻地块提取方法研究 ——以安徽省六安市苏埠镇为例

针对传统的基于像元的分类方法提取大麻地块结果存在较为破碎、精度较低的问题,以国产"高分二号"(GF-2)4m的多光谱遥感影像为数据源,在安徽省六安市苏埠镇选取了一个研究区,使用基于规则集的面向对象的方法实现了大麻地块的精确提取。首先,对研究区预处理过的GF-2遥感影像进行多尺度分割,在多尺度分割结果的基础上,确定提取大麻地块的最优分割尺度。其次,针对不同地物类型选取样本对象生成光谱曲线,分析大麻地块与其他地物类型的异同点,并基于光谱分析结果构建规则集最终实现大麻地块的提取。最后,将基于规则集的面向对象分类结果和基于像元分类(监督分类)的结果进行对比分析。结果表明,基于规则集的面向对象方法可以有效的提取出研究区内的大麻地块,精度可以达到91.09%,解决了传统基于像元分类方法提取大麻地块结果较为破碎的问题。     

面向对象的作物种植信息提取研究——以新疆奇台县为例

为快速获取农情信息与农作物种植结构,通过面向对象的识别方法,对新疆主要粮食产区之一奇台县进行作物信息提取的研究。以Landsat 8遥感影像为数据源,通过更新2016年土地利用现状图得到耕地分布信息。使用e Cognition 9. 0软件进行多尺度分割,通过ESP2插件确定研究区最佳分割尺度后进行尺度分割,结合实地调查资料,利用面向对象的Cart决策树分类器和随机森林分类器将作物分为小麦、玉米、打瓜和葵花四类主要作物,提取新疆奇台县作物种植信息。结果表明:研究区最佳分割尺度为90;对于本研究,随机森林分类器Cart树数量为80～90时分类精度较高; Cart决策树总体精度达到0. 925,Kappa系数0. 893;随机森林分类器总体精度达到0. 945,Kappa系数0. 921。表明,在县域级农作物识别时使用面向对象的识别方法对中等空间分辨率遥感影像分类是可行的。     

黄土高原露天煤矿区面向对象地貌自动分类方法研究

[目的]本文采用面向对象地貌自动分类方法研究黄土高原露天煤矿在开采前后的地形变化规律。[方法]面向对象分类方法,最早应用于遥感图像的分类,目前也仅仅在大尺度地貌类型中形成比较完善的地貌分类规则。选择1990年与2010年的2期分辨率为10m的DEM为数据源,采用面向对象分类方法,完成露天矿采矿前后原地貌黄土高原与人工地貌排土场的地貌形态自动划分。提取坡度、剖面曲率、平面曲率、相对高程4个地形因子,基于不同地形因子合成的特征影像完成原地貌与排土场的地貌自动分类。[结果]根据图像局部方差变化率曲线中的极值点,黄土高原面向对象地貌分类的最优分割尺度为14,排土场面向对象地貌分类的最优分割尺度为11;通过基于隶属度函数建立模糊规则来实现地貌斑块的分类,有效地避免了大多数自动分类方法过多受限制于地形因子的特定阈值,同时使地貌形态更具有连贯性;由于面向对象分类方法充分考虑了地物的形状、大小、邻接等几何特征,黄土高原与排土场分类总体精度分别可以达到74.47%和81.31%,排土场作为人工地貌形态,地貌的形态更为完整,分类精度高于自然地貌;利用面向对象自动分类方法得出排土场地貌类型中凸坡肩和凸背坡所占面积比例最大,分别约占了排土场总面积的30.24%、20.32%。[结论]通过面向对象分类规则构建快速、直观的地貌分类体系,可以为煤矿区排土场地貌重塑及复垦规划提供支持。     

面向对象的荒漠绿洲区高分一号遥感影像信息提取技术研究

为了更加快速、准确的提取出荒漠绿洲区土地利用类型,采用面向对象的分类方法,利用e Cognition软件对荒漠绿洲区磴口县高分一号遥感影像进行多尺度分割,并对分割尺度、颜色、形状、紧密度和光滑度等参数设置进行多次的试验,最终确定了荒漠绿洲区高分一号遥感影像信息提取的最佳分割尺度与分类规则。对研究区高分一号影像也采用最大似然法分类法进行分类,分类精度为78.65%,kappa系数为0.6984,面向对象分类方法的分类精度为92.51%、kappa系数为0.8767,荒漠绿洲区面向对象的分类方法提取精度明显优于最大似然法。     

基于面向对象的咸阳湖水体提取方法研究

以landsat8 TM影像为数据源,利用面向对象的方法对咸阳湖水体信息进行提取。首先通过图像分割的方法把图像分割成具有一定意义的对象;然后通过实地获取的样本数据对图像进行分类;最后把提取的咸阳湖面积与实际面积进行比较,提取面积比率达到91%。结果表明,基于面向对象的水体提取方法不仅保证了精度,而且提高了效率,是一种操作简单、能够广泛应用的提取方法。     

基于Segformer网络的地块尺度作物种植结构精细化识别与分类

防止耕地“非粮化”、稳定粮食生产是中国粮食安全的基石。为实现地块破碎化地区作物类型及种植结构精细化识别和分类,本研究以江苏省泰兴市为研究区,基于高分辨率遥感影像和多尺度融合特征显著的Segformer语义分割模型,实现地块尺度的耕地信息精细化提取;同时结合多源遥感数据构建主要植被类型归一化植被指数(NDVI)时序曲线及植被生长关键时间节点的光谱反射特征,开展地块尺度的作物种植结构分类。结果表明：基于Segformer模型的分割方法可有效识别耕地,F1系数达92.4%;基于主要植被类型多时相NDVI时序特征及植被生长关键时间节点光谱反射特征的作物种植结构分类方法能够实现地块尺度的种植结构分类,总体分类精度达82.38%。因此,本研究建立的方法可有效实现地块尺度耕地信息的精细化提取及种植结构识别和分类,为耕地保护提供技术支持。     

县域尺度上基于GF-1PMS影像的冬小麦种植面积遥感监测

为探究县域尺度上基于高分一号卫星(GF-1)PMS影像进行冬小麦遥感监测的可行性及精准性,以河南省滑县为研究区,遴选2015年2月上旬GF-1 PMS影像6景,对影像进行辐射定标、FLAASH大气校正、NNDiffuse融合、几何精校正、地图投影转换等预处理后,在外业调查和样本分析的基础上构建一种新的冬小麦决策树分类模型,模型第1层决策方案中NDVI0.311的像元为冬小麦,得到冬小麦的粗分类结果;在此基础上进行第2层决策分类,以进一步提高冬小麦的分类精度,分类方案为第1波段地表反射率0.146、第2波段地表反射率0.148、第3波段地表反射率0.135、第4波段地表反射率0.250的像元为冬小麦。对分类结果进行形态学滤波处理,以消除或减少分类结果中孤立的像元。分别基于决策树分类模型与ENVI软件自带的IsoData非监督分类模型,对比分析GF-1PMS影像和同时期Landsat-8OLI影像在冬小麦面积提取上的精度。结果表明:基于新构建的决策树分类模型,2015年滑县冬小麦种植面积为115 715.81hm2,混淆矩阵检验总体精度为99.62%,Kappa系数为0.99;PMS影像提取冬小麦的混淆矩阵总体精度比OLI影像高出9个百分点。说明县域尺度上基于单时相GF-1PMS影像在冬小麦收获前提取冬小麦种植面积是可行的,提取精度较高。     

基于GF-1影像的冬小麦面积提取及年际变化动态监测

为探讨国产高分一号(GF-1)卫星影像在作物面积提取中的适用性,以冬小麦主产区山东省菏泽市为研究区域,利用GF-1卫星携带的多光谱宽幅相机(WFV)16米遥感影像为主要数据源,以菏泽市土地利用类型和野外地面调查数据作为辅助,采用决策树分类法和监督分类—最大似然分类法相结合的方法,通过分区解译方式,分别提取出菏泽市2014和2015年冬小麦种植面积和分布区域,并利用地面样方数据对分类结果进行精度验证,同时开展年际变化动态监测分析。结果表明:以GF-1/WFV 16米影像为主要数据源,将多源信息引入决策树和监督分类模型,进行种植结构复杂地区冬小麦种植面积遥感估算的方法是可行的。GF-1/WFV 16米影像在作物面积遥感监测业务运行中具有较大的开发应用潜力。2014和2015年菏泽市冬小麦位置提取精度分别达到96.5%和96.7%,面积总量提取精度分别达到96.8%和95.0%;遥感提取的两年冬小麦种植面积均略小于官方提供的统计数据,但两者呈现出的变化趋势一致,即菏泽市两年间的冬小麦种植面积呈减少趋势。     

基于无人机遥感影像的裸岩识别及早期石漠化评价

石漠化是造成喀斯特地区生态环境退化和社会经济落后的主要因素之一.石漠化现状及其空间分布的调查与评价是治理石漠化的前提.基于卫星遥感技术的石漠化调查评价方法,因受传感器性能及自然环境的限制,信息提取精度较低,适用于裸岩呈大面积连片分布的石漠化地区.无人机遥感技术为石漠化调查评价提供了新的途径,由于所获图像分辨率高,特别适用于裸岩呈小面积破碎化分布的早期石漠化地区.以重庆市北碚区槽上地区局部为研究区,基于无人机可见光影像,利用面向对象图像分析方法识别提取破碎化裸岩并完成早期石漠化调查评价.采用多尺度分割法来分割影像,先确定最优分割尺度,然后创建具有层次结构的地物对象.利用不同层次地物的光谱与形状特征建立对应的地物分类规则.将地物自动分类结果与目视解译数据比较,对基于规则的对象分类方法进行精度评价.统计研究区所提取裸岩的面积,根据所占比例,对石漠化程度进行评价.结果表明,采用面向对象的规则分类方法对试验区无人机高分辨率影像地物类型分类的总体精度为88.6%, Kappa系数为0.86;裸岩所占面积为21.2%,石漠化程度评价为微度.     

面向水源地保护的地块尺度桉树遥感识别方法研究

速生桉人工林具有生长速度快、轮伐周期短的特点,大量、单一的速生桉种植给水源地的水土保持及生物多样性带来潜在威胁。为加强饮用水水源保护区环境管理,开展了面向水源地保护的地块尺度桉树遥感识别方法研究。以广西南宁市重要饮用水保护区——大王滩水库为对象,基于高分一号16 m分辨率影像提取库区水域信息和边界,进而向外缓冲500 m获得研究区范围;然后以谷歌高分辨率影像为数据源,利用人机交互方法获取研究区内的精细地块信息;最后结合多时相中分遥感影像计算地块的多维光谱特征,并利用基于地块的面向对象分类方法提取桉树、其他林地、耕地、建设用地等土地覆盖信息。结果表明,基于地块尺度的桉树识别方法能够获得较好的提取效果,总体分类精度为90.24%,Kappa系数为0.88,其中桉树识别的用户精度及生产者精度分别达到94.87%和97.37%,能够满足应用需求。研究发现桉树种植面积高达4 960.03 hm~2,占研究区面积的35.02%,面积比例远高于其他树种,可能对水源区生态环境带来不利影响,建议有关部门加强对水源区桉树种植及砍伐的管控,确保饮用水保护区的生态环境质量。     

基于面向对象的资源3号遥感影像森林分类研究

森林类型识别技术是遥感分类中的重点和难点,采用面向对象的遥感影像分类方法是实现森林类型分类的新方法。资源3号遥感影像可为森林类型提取提供新方向。以资源3号遥感影像作为基础研究数据,采用面向对象的分类方法,选择分形网络演化法进行多尺度分层分割,并结合典型地物的光谱特征、纹理特征、几何特征以及植被指数,构建了适用于森林类型提取的决策树模型,并与分割尺度不同的支持向量机分类方法进行比较分析。结果表明:多层分割的决策树分类方法分类精度高于单层分割的支持向量机分类方法,分类精度分别提高了6.1%和12.5%。说明建立多层分割的决策树分类方法适用于森林类型的分类研究。     

基于面向对象和随机森林模型的杭州湾滨海湿地植被信息提取

湿地植被在湿地生态系统中起着无可替代的作用,其空间分布在很大程度上反映了滨海湿地的开发利用、生态环境特征和健康状况。以杭州湾南岸为研究区,以QuickBird影像和野外调查数据为数据源,基于面向对象原理在确定最优分割尺度的基础上采用随机森林模型,对滨海土地利用分类,并精确提取湿地植被。结果表明:面向对象和随机森林相结合的方法可以有效提取杭州湾5种湿地植被类型和6种土地利用类型,分类总体精度达86.90%,Kappa系数达到0.85,5类滨海湿地植被的用户精度均达到85%以上,更有海三棱藨草Scirpus mariqueter的用户精度达到100%,充分说明了基于面向对象分割和结合随机森林模型方法适用于滨海湿地植被信息的精确提取。     

基于多时相Sentinel-2遥感影像的江汉平原夏收作物提取方法

以江汉平原潜江市为研究区,选取2017年9月至2018年7月期间12幅Sentinel-2多光谱(MSI)影像,通过分析研究区夏收作物不同生长期的光谱特征和归一化植被指数的时序变化,利用决策树算法提取2017—2018年夏收作物种植面积;将提取结果与最佳时相的多光谱数据面向对象、随机森林算法的提取结果进行对比试验,利用实测数据计算混淆矩阵评价分类精度.结果表明,基于Sentinel-2时序NDVI的面向对象决策树方法的提取精度最高,总体精度为96.47%,Kappa系数为0.951 8.基于Sentinel-2的面向对象决策树分类能够准确而有效地提取研究区农作物种植面积,并直观地反映作物的空间分布格局,为江汉平原地区调整作物种植结构提供依据,也为其他区域精细尺度作物的提取提供参考和借鉴.     

基于梯度尺度空间的遥感影像多尺度分割方法及应用研究

针对当前高空间分辨率遥感影像数据的迅速普及和面向对象影像分析技术的发展成熟等特点,引入基于梯度尺度空间的多尺度分割技术,对遥感影像自适应平滑滤波处理、梯度尺度空间的构建、多尺度分割等系列处理技术作了一些理论探讨和应用研究工作,并结合面向对象影像分析方法,用具体的影像实例验证了该方法在面向对象影像分类中的适用性和有效性。     

基于对象的CHRIS遥感图像森林类型分类方法研究

高光谱遥感森林类型分类中采用传统基于像素分类方法精度较低,本文通过高光谱遥感影像的特征,采用面向对象的最近邻监督分类方法对高光谱CHRIS影像进行分类实验,首先对影像进行多尺度分割,然后将分割对象信息、形状特征及上下文联系等特征构成特征空间进行最近邻监督分类,并与传统的基于像素的最大似然分类方法进行比较分析,结果表明,面向对象的最近邻法能够较好的识别森林类型,总精度为89.06%,kappa系数为0.82,而最大似然法分类精度为85.75%,kappa系数为0.79.其分类精度明显高于最大似然法,这表明该方法适合高光谱遥感影像分类,为今后的高光谱遥感森林类型分类能够起到技术参考和理论依据.     

基于RS的冬小麦种植面积提取及最佳时相选择

为探求冬小麦种植面积提取的方法,本研究通过多种图像处理方法对TM数据进行处理,结合实地调查和研究区主要种植作物的物候历,利用TM数据提取了冬小麦的种植面积。同时为了提高解译精度,结合GIS进行了两次目视解译过程,消除了分类器分类会出现的多分和漏分现象。结果表明:通过分类后计算混淆矩阵与地面真实感兴趣区(ROI)进行比较,发现Mahalanobis Distance分类法阈值(最大误差距离)为2.9时分类效果最佳。得到2007年研究区域冬小麦遥感监测面积为560 650 hm2,提取精度达到了95.23%。三个地区以临汾地区提取精度最高,而晋中地区最低。因此利用该方法提取冬小麦种植面积是可行的。     

基于NDVI分割与面向对象的东洞庭湖湿地植被信息提取技术

针对东洞庭湖湿地植被的分布现状,为提高湿地植被信息提取的精度和效率,应用高分辨率的SPOT-5影像数据,在完成图像预处理的基础上,将NDVI应用到多尺度分割中,结合基于隶属度函数和阈值的面向对象的分类方法对东洞庭湖湿地植被信息进行提取;与此同时,以相同分类方法对未辅以NDVI分割的图像进行植被提取,并与最大似然监督分类法提取的结果进行对比.结果显示,辅以NDVI分割的面向对象信息提取的总分类精度达到了87.69％,Kappa系数达到0.86;未辅以NDVI的总分类精度为82.69％,Kappa系数为0.80;最大似然监督分类总分类精度71.92％,Kappa系数0.67;其总分类精度分别提高了5.00％、15.77％,Kappa系数分别提高了0.06、0.19.可见,该方法可以有效提高湿地植被的提取精度,为湿地植被资源进一步的监测和保护奠定了基础.     

应用可见光遥感影像的林区植被分割方法

为快速准确提取可见光遥感图像中的林区植被,降低林区复杂地物与不均匀的光照对提取效果的影响。采用无人机获取的林区可见光遥感图像,利用ArcGIS软件根据植被与裸地、道路以及光照均匀程度的不同占比进行裁剪,获得5个试验样区,分别利用多尺度分割、光谱差异分割和多尺度结合光谱差异分割方法对样区影像进行分割,应用最近邻分类方法分类并分析3种分割方法对分类精度的影响。研究结果表明：基于多尺度分割的分类精度整体优于光谱差异分割和多尺度结合光谱差异分割,植被分类总体精度分别为90.0%、93.0%、92.0%、89.0%、94.0%,Kappa系数分别为0.801、0.855、0.839、0.781、0.880。使用多尺度分割在林区植被提取时受环境影响小,可以有效提取林区植被信息。     

SPOT5遥感影像土地利用信息提取方法研究

【目的】探讨高分辨率遥感影像土地利用信息提取方法的优劣,为研究土地利用/覆盖动态变化提供参考。【方法】以结合纹理特征的支持向量机(Support vector machine,SVM)分类和多尺度分割的面向对象分类为主要技术,对陕西佛坪长角坝乡遥感影像的土地利用信息进行提取,并将分类结果与基于传统像元的最大似然法分类结果进行比较分析。【结果】面向对象分类法的总精度达到90.67%,较结合纹理特征的SVM法提高了8.34%,而与最大似然分类法相比提高了近20.32%,克服了其他分类方法存在的同谱异物现象及分类结果中地物破碎等缺点,取得了较好的分类结果。【结论】利用面向对象分类法不仅达到了提取土地利用信息的目的,而且精度高、速度快。