地球信息科学学报 ›› 2016, Vol. 18 ›› Issue (3): 416-422.doi: 10.3724/SP.J.1047.2016.00416
收稿日期:
2015-08-24
修回日期:
2015-11-15
出版日期:
2016-03-10
发布日期:
2016-03-10
通讯作者:
王雪梅
E-mail:geomanyxf@sina.com;502529672@qq.com
作者简介:
作者简介:杨雪峰(1972-),男,乌鲁木齐人,硕士,讲师,研究方向为干旱区资源环境遥感技术应用研究.E-mail:
基金资助:
YANG Xuefeng1(), WANG Xuemei1,2,*(
)
Received:
2015-08-24
Revised:
2015-11-15
Online:
2016-03-10
Published:
2016-03-10
Contact:
WANG Xuemei
E-mail:geomanyxf@sina.com;502529672@qq.com
摘要:
快速准确地获取土地利用/覆被信息是遥感领域研究的一个热点课题.本文用5种决策树分类器及MISR多角度数据,对塔里木河下游地区进行土地覆被分类研究.通过对不同波段和观测角数据组合形成的6个数据集进行分类比较发现:(1)无论使用哪种分类器,相比于天底角观测方式,多角度观测都能获得更高的分类精度,特别是能显著提高灌木,林地和草地类型的分类精度,说明多角度观测能有效地反映地物的反射异质性信息,更好地区分地物.(2)与MLC分类法相比,决策树算法的分类精度更高,特别是随机森林和C 5.0方法最为突出,说明决策树的分类能力要优于MLC法.使用多角度数据集时,这种差别更明显,说明决策树能更有效地利用多角度信息.(3)4种决策树算法(J48,Random Forest,LMT,C 5.0)使用近红外波段的分类效果好于使用红光波段的分类效果,说明近红外波段能提供更多的地物反射异质性信息.
杨雪峰, 王雪梅. 基于决策树的多角度遥感影像分类[J]. 地球信息科学学报, 2016, 18(3): 416-422.DOI:10.3724/SP.J.1047.2016.00416
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表2
MISR影像全球模式下各角度影像的波段分辨率定义"
波段 | DF | CF | BF | AF | AN | AA | BA | CA | DA |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
NIR | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 275 mx275 m | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km |
Red | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m | 275 mx275 m |
Blue | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 275 mx275 m | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km |
Green | 1.1 kmx1.1 km | 1.1k mx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 275 mx275 m | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km | 1.1 kmx1.1 km |
表3
MISR多角度观测数据集"
数据集 | 描述 |
---|---|
Nadir | AN相机的蓝,绿,红和近红外波段地表反射率数据 |
Nadir plus ABCD Nir | AN相机的4个波段和A,B,C,D前后向相机的8个近红外波段地表反射率数据 |
Nadir plus ABCD Red | AN相机的4个波段和A,B,C,D前后向相机的8个红光波段地表反射率数据 |
Nadir plus ABCD Red and Nir | AN相机的4个波段和A,B,C,D前后向相机的8个红光及8个近红外波段地表反射率数据 |
Nadir Nir plus ABCD Nir | AN相机的近红外波段和A,B,C,D前后向相机的8个近红外波段地表反射率数据 |
Nadir Red plus ABCD Red | AN相机的红光波段和A,B,C,D前后向相机的8个红光波段地表反射率数据 |
表5
天顶角观测与多角度观测的红光和近红外组合数据集的分类结果比较"
分类算法 | Nadir plus ABCD Nir | Nadir plus ABCD Red | ||
---|---|---|---|---|
总体精度 | kappa系数 | 总体精度 | kappa系数 | |
MLC | 0.6706 | 0.5566 | 0.6893 | 0.5858 |
CART | 0.7323 | 0.6208 | 0.6942 | 0.5623 |
J48 | 0.7406 | 0.6300 | 0.7011 | 0.5739 |
C 5.0 | 0.8110 | 0.7301 | 0.7570 | 0.6504 |
RF | 0.8336 | 0.7617 | 0.7718 | 0.6695 |
LMT | 0.7469 | 0.6409 | 0.7483 | 0.6420 |
表7
随机森林使用Nadir数据集分类的混淆矩阵"
类型 | 灌木 | 林地 | 水体 | 未利用地 | 耕地 | 草地 | 总数 | 用户精度 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
灌木 | 505 | 82 | 0 | 27 | 1 | 8 | 623 | 0.8106 |
林地 | 156 | 208 | 0 | 8 | 0 | 6 | 378 | 0.5503 |
水体 | 1 | 0 | 34 | 0 | 0 | 0 | 35 | 0.9714 |
未利用地 | 52 | 10 | 0 | 151 | 0 | 4 | 217 | 0.6959 |
耕地 | 1 | 0 | 0 | 1 | 129 | 0 | 131 | 0.9847 |
草地 | 14 | 7 | 0 | 6 | 2 | 29 | 58 | 0.5000 |
总数 | 729 | 307 | 34 | 193 | 132 | 47 | 1442 | |
生产者精度 | 0.6927 | 0.6775 | 1.0000 | 0.7824 | 0.9773 | 0.6170 | 0.7323 |
表8
随机森林使用"Nadir plus ABCD Nir"数据集分类的混淆矩阵"
类型 | 灌木 | 林地 | 水体 | 未利用地 | 耕地 | 草地 | 总数 | 用户精度 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
灌木 | 550 | 53 | 0 | 17 | 0 | 3 | 623 | 0.8828 |
林地 | 93 | 280 | 0 | 5 | 0 | 0 | 378 | 0.7407 |
水体 | 1 | 0 | 34 | 0 | 0 | 0 | 35 | 0.9714 |
未利用地 | 44 | 2 | 0 | 170 | 0 | 1 | 217 | 0.7834 |
耕地 | 2 | 0 | 0 | 0 | 129 | 0 | 131 | 0.9847 |
草地 | 8 | 7 | 0 | 4 | 0 | 39 | 58 | 0.6724 |
总数 | 698 | 342 | 34 | 196 | 129 | 43 | 1442 | |
生产者 精度 | 0.7880 | 0.8187 | 1.0000 | 0.8673 | 1.0000 | 0.9070 | 0.8336 |
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