1. 基本概念
地物的類:具有同種特性的地物集合稱為一類。
一類地物具有同一標志,不同種類地物具有不同的光譜特性(地物反射和發射電磁波能量的能力)
分類:根據各類樣本內在的相似性,采用某種判決准則,將特征空間分割成若干集合 的過程。
2. 基本思想
區分不同地物的理論依據:不同的地物類型具有不同的光譜信息和空間信息。
3. 多光譜圖像的表示方法:
假設某個多光譜圖像包括n個波段,則對於任一位置(i , j)的像素的亮度值,可以用矢量x=(x1, x2, …, xn)來表示,其中每個分量xi代表該像素在第i個波段的亮度值。
於是這個多光譜圖像就可以用在n維特征空間的一系列點來表示。
但是,由於地物的各種狀態和成像時的各種干擾因素,導致傳感器獲得的每類地物的光譜響應特性並不完全相同。
所以同一類的地物樣本,在光譜空間中,表現為如下形式:
圍繞某一點呈概率分布或聚集於某一點周圍。

4. 基本流程
定義分類類別->特征選擇與提取->訓練數據的采樣->統計特性評估->分類->分類結果分析
光譜特征是遙感圖像分類時廣泛使用的特征。
5. 分類
{無監督分類
{基於像元的分類
{有監督分類
圖像分類
{面向對象的分類
無監督分類:沒有先驗類別信息,事先不知道分成幾類,僅依據像元間相似度的大小進行歸類合並的方法;
有監督分類:需要徐選取若干可明確辨認的地物類別的訓練區域;
在該區域中進行訓練數據的采樣;
用采樣的數據進行統計分布特性分析,獲取對象類別的統計分布特性;
根據得到的特性對其他像素進行分類處理。
下面說下個人感覺理解起來比較簡單的無監督分類的K均值算法:
步驟:
(1) 給定n個初始類的中心位置;
(2) 計算每一像素到所有類中心的距離,並將該像素重新划分到最近的類中;
(3) 更新各類中心;
(4) 重復(2)和(3),知道中心位置未發生較大變化。
特點:事先給出類別數(自己估)、局部最優、動態聚類。

6. 面向對象的遙感圖像分類
(1) 首先提一下基於像元的遙感圖像分類的缺陷:
1) 難以克服“同譜異物”與“同物異譜”等光譜信息的局限性;
2)影像上一個像元的值包含來自於鄰近像元對應地表的信號。
(2)流程:

(3)圖像的分割:
作用:將一幅圖像分成若干“有意義”的互不相交的區域,使這些特征在某一區域內表現一致或相似,在不同區域表現出明顯的不同。
原理:主要利用光譜特征和形狀特征調整對象邊界。
公式不好打這里就不打了。。。
分割函數如下:

這里有兩個判據,一個是光譜判據,一個是形狀判據。是是光譜相對於形狀的權重,是用戶自己定義的。
光譜判據通過公式計算就行了。
形狀判據是通過光滑度(smoothness)和緊致度(compactness)來計算的。
光滑度是對象的周長l與最小外包矩形周長b的比值:smooth=l/b。
緊致度是對象的周長l與對象大小(對象的像素數)的平方根的比值:cpt=l/
形狀判據的計算公式為:

其中(在0到1之間)是緊致度判據的用戶自定義權值。緊致度判據與光滑度判據根據公式計算就行了。
(4)多尺度分割
定義:從一個像素對象開始進行一個自下而上的區域合並技術。
准備工作:用戶指定光譜和形狀參數的判據和鄰域函數邏輯。
思想:根據定義的這些判據將各個像元擴展為同質區域(上面圖像分割完成的工作)。
這是一個聚集過程。每一步驟中相鄰的對象對,只要符合定義的異質的最小生長的標准就合並,如果該合並超出了尺度參數定義的閾值范圍,合並過程就停止。(好…好抽象……囧)。
7. 提高分類精度的方法
分類精度低的原因:
(1) 圖像分辨率低
(2) 分類特征單一
(3) 分類方法單一
對於分類方法單一會導致分類精度低的原因,主要是不同方法適用於不同特征的地物。對於這個問題的解決方法是:
(1) 多種分類器的融合:比如有監督和無監督的融合;
(2) 采用計算機分類新方法:如模糊分類方法,人工神經網絡方法(*),基於知識的分類方法。
對於模糊分類的方法,主要思想就是不考慮“樣本x屬於B類”,而是考慮“樣本x屬於B類的程度是多少”。
