基于面向对象方法的GF-2影像桉树信息提取对比分析

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.06.010

林业资源管理 ›› 2017›› Issue (6): 54-59.doi: 10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.06.010

基于面向对象方法的GF-2影像桉树信息提取对比分析

梁文海¹(), 刘吉凯²(), 陈琦¹, 陈显栋¹, 钟仕全³

1.广西林业勘测设计院,南宁 530000
2.安徽科技学院,安徽凤阳 233100
3.广西壮族自治区气象减灾研究所/国家卫星气象中心遥感应用试验基地,南宁 530022

收稿日期:2017-09-14 修回日期:2017-10-18 出版日期:2017-12-28 发布日期:2020-09-28
通讯作者: 刘吉凯
作者简介:梁文海(1985-),男,广西贵港人,硕士,主要从事遥感图像处理与应用研究。Email: lwxlwhlwy@163.com
基金资助:
安徽科技学院引进人才资助项目(ZRC2014396);安徽科技学院引进人才资助项目(ZHYJ201601);安徽科技学院引进人才资助项目(ZHYJ201603);安徽高校自然科学研究项目计划(KJ2016A173);安徽高校自然科学研究项目计划(KJ2016A168)

A Comparison of Object-oriented Methods of Extracting Eucalyptus Information Based on GF-2 Images

LIANG Wenhai¹(), LIU Jikai²(), CHEN Qi¹, CHEN Xiandong¹, ZHONG Shiquan³

1. Guangxi Forest Inventory and Planning Institute,Nanning 530000,China
2. University of Science and Technology of Anhui,Fengyang 233100,China
3. Guangxi Institute of Meteorology,Nanning/Remote Sensing Application and Test Base of National Satellite Meteorology Centre,Nanning 530022,China

Received:2017-09-14 Revised:2017-10-18 Online:2017-12-28 Published:2020-09-28
Contact: LIU Jikai

摘要/Abstract

摘要：

为研究不同面向对象分类方法对GF-2影像桉树信息提取的可靠性,以广西平朗乡为研究区,首先对GF-2影像做多尺度分割处理,然后采用贝叶斯(Bayes)、决策树(DST)、K最近邻法(KNN)、支持向量机(SVM)、随机森林(RDT)等5种分类器进行分类提取,最后对提取结果进行混淆矩阵精度分析。结果表明:在这5种分类方法中,支持向量机方法的精度最高,总体精度达86.4%,Kappa系数为0.73,贝叶斯方法的精度最差。可见GF-2影像可以作为桉树信息遥感监测的数据源之一,且支持向量机分类方法是桉树提取的较优选择。

关键词: GF-2影像, 桉树, 面向对象, 支持向量机

Abstract:

In order to explore GF-2 satellite performance in eucalyptus information extraction,this research took place in Pinglang County.After multi-scale segmentation,the research used object-oriented classification methods like Bayes(Bayes),Decision Tree(DST),K nearest neighbor(KNN),Support Vector Machine(SVM)and Random trees(RDT)to extract the Eucalyptus information.Then it evaluated the classification accuracy by Confusion Matrix.The results showed that the Support Vector Machine was the best classification method with the overall accuracy at 86.4%,and the Kappa coefficient 0.73.The Bayes classification was worst.Thus,GF-2 satellite data can provide a potential data source for remote sensing monitoring of eucalyptus information,and the Support Vector Machine would be a potential method.

Key words: GF-2 images, eucalyptus, object-oriented, support vector machine, method comparison

中图分类号:

P237
TP75

梁文海, 刘吉凯, 陈琦, 陈显栋, 钟仕全. 基于面向对象方法的GF-2影像桉树信息提取对比分析[J]. 林业资源管理, 2017,(6): 54-59.

LIANG Wenhai, LIU Jikai, CHEN Qi, CHEN Xiandong, ZHONG Shiquan. A Comparison of Object-oriented Methods of Extracting Eucalyptus Information Based on GF-2 Images[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2017,(6): 54-59.

图/表 8

表1

图1

表2

表3

图2

图3

图4

表4

参考文献 20

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序号	产品名	相机	时相
1	GF2_PMS1_E108.9_N22.6_20150809_L1A0000970338	PMS1	2015-08-09
2	GF2_PMS1_E109.0_N22.8_20150809_L1A0000970337	PMS1	2015-08-09
3	GF2_PMS2_E108.9_N22.6_20151022_L1A0001123469	PMS2	2015-10-22
4	GF2_PMS2_E108.9_N22.8_20151022_L1A0001123468	PMS2	2015-10-22

波段	信息量	百分比/%
1	8481.793	97.9
2	173.3915	2.0
3	10.618	0.1
4	1.4263	0.0

分类方法	说明	参考文献
贝叶斯(Bayes)	贝叶斯分类算法是统计学的一种分类方法,它是一类利用概率统计知识进行分类的算法。在许多场合,贝叶斯(Na?ve Bayes,NB)分类算法可以与决策树和神经网络分类算法相媲美,该算法能运用到大型数据库中,而且方法简单、分类准确率高、速度快。	[14]
决策树 (Decision Tree,DST)	决策树是在已知各种情况发生概率的基础上,通过构成决策树来求取净现值的期望值大于等于零的概率,评价项目风险,判断其可行性的决策分析方法,是直观运用概率分析的一种图解法。	[15-16]
K最近邻 (K Nearest Neighbor,KNN)	K最近邻分类算法是数据挖掘分类技术中最简单的方法之一。KNN算法的核心思想是如果一个样本在特征空间中的K个最相邻的样本中的大多数属于某一个类别,则该样本也属于这个类别,并具有这个类别上样本的特性。	[17]
随机森林 (Random Trees,RDT)	随机森林指的是利用多棵树对样本进行训练并预测的一种分类器;其输出的类别是由个别树输出的类别的众数而定。	[18-19]
支持向量机 (Support Vector Machine,SVM)	支持向量机是一种建立在统计学习理论(Statistical Learning Theory,SLT)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,可以将类于类之间的间隔最大化,因而有较好的推广性和较高的分类精准率。	[20]

评价指标	分类方法
评价指标	Bayes	DST	KNN	RDT	SVM
总体精度/%	67.1	81.4	76.4	85.7	86.4
kappa系数	0.34	0.63	0.53	0.71	0.73

基于面向对象方法的GF-2影像桉树信息提取对比分析

A Comparison of Object-oriented Methods of Extracting Eucalyptus Information Based on GF-2 Images

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