整合无人机和面向对象的农村居住环境信息提取

发布时间：2021-08-20 17:31

　　无人机遥感和面向对象图像分析技术在环境监测中得到越来越多的发展。然而在科学文献领域,使用无人机和面向对象制图农村居住环境的文献仍然很少。因此本研究构造一个整合框架用于提取农村居住环境中各类地物信息。首先利用尺度参数评估（ESP,Estimation of Scale Parameter）工具和专家判断来确定最优分割尺度参数;然后分别采用专家规则集和监督分类算法提取农村居住环境中各类地物;最后采用基于面的精度评价方法对分类性能进行评估。结果表明,利用ESP工具和专家判断确定最优分割尺度是可行的。总体精度为75.19%,说明基于规则的提取方法对研究区各类地物的提取效果不佳。但在农村居住环境中利用模板匹配结合阈值规则对太阳能热水器提取精度达92%。分析训练样本和特征对随机森林（RF,Random Forest）、支持向量机（SVM,Support Vector Machines）和K最近邻（KNN,K-Nearest Neighbor）分类器分类结果的影响,说明RF分类器对农村居住环境分类效果最好,总体分类精度高达91.34%。研究结果表明:该框架在农村居住环境地物提取方面是一种有价值的工具... 

【文章来源】：遥感技术与应用. 2020,35(03)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

研究区位置及其遥感影像

使用分类器进行影像分类时，其中最重要的就是训练样本和特征的选择[19]。马磊等[3]指出只有当训练集比处于低水平时分类结果才有意义。因此将训练集比设定在一个较低的水平并采用分层随机抽样的方法选择训练样本。分析eCognition软件中常用来参与分类的特征[19]，将选择的对象特征输入分类过程（图2）。其中白色部分的特征为必要特征集共有23个特征，灰色部分的特征属于可选的几何特征集共有9个特征。除自定义特征外，剩余特征为eCognition软件中内置特征[21]。为验证不同训练样本和特征集对农村居住环境分类效果的具体影响，本研究设计了A、B、C、D 4种不同的实验方案（表2）。方案A和方案D使用含有23个特征指数的必要特征集，方案B和方案C包含必要特征集和可选的几何特征集共32个特征指数（图2）。最后通过评估分类性能来确定最佳的分类集合。

利用ESP工具得到Rate of Change-Local Variance曲线（图3）。在图3中，200个分割尺度层被ESP工具自动处理。Rate of Change曲线的峰值对应的分割尺度层是30、50、62、80、103和124，说明在上述尺度参数分割只会给对象的结构带来较小的变化。根据之前实际分割的20个分割层，利用Rate of Change-Local Variance曲线确定最优的尺度分割参数（表3）。3.2 农村居住环境规则分类结果分析

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于高分二号数据的面向对象城市土地利用分类研究[J]. 宋明辉.  遥感技术与应用. 2019(03)
[3]基于激光雷达和航拍影像的城市地物分类研究[J]. 徐凡,张雪红,石玉立.  遥感技术与应用. 2019(02)
[4]基于随机森林算法的冬小麦提取研究[J]. 贺原惠子,王长林,贾慧聪,陈方.  遥感技术与应用. 2018(06)
[5]Sentinel-2A与Landsat-8影像在油菜识别中的差异性研究[J]. 韩涛,潘剑君,张培育,曹罗丹.  遥感技术与应用. 2018(05)
[6]遥感影像空间分辨率对城市建筑物高度估算精度的影响[J]. 丁哲,汪小钦,邬群勇,孙振海,张仕山,杨光辉,黄书海,黄志松.  遥感技术与应用. 2018(03)
[7]基于资源三号影像的红树林物种分类研究[J]. 李想,刘凯,朱远辉,蒙琳,于晨曦,曹晶晶.  遥感技术与应用. 2018(02)
[8]基于面向对象的遥感影像分类研究——以河北省柏乡县为例[J]. 江东,陈帅,丁方宇,付晶莹,郝蒙蒙.  遥感技术与应用. 2018(01)
[9]遥感与中国可持续发展:机遇和挑战[J]. 徐冠华,柳钦火,陈良富,刘良云.  遥感学报. 2016(05)



本文编号：3353924