基于高分二号遥感影像的树种分类方法

为推广国产高分数据在森林树种分类方面的应用,以北京市延庆区八达岭国家森林公园主要区域的6期高分二号影像为数据源,在分层分类的基础上,利用支持向量机递归特征消除、C5.0决策树、FSO 3种特征优选方法,从4种特征维度下实现面向对象的支持向量机和随机森林的森林树种分类,最终取得总体精度平均为83.65%,特定树种生产者精度介于93.75%（山杏）和38.10%（刺槐）之间,特定树种用户精度介于100%（华北落叶松）和44.74%（榆树）之间的良好结果。结果表明：C5.0决策树耗时最短（0.01 h）且其所选特征应用于分类总体精度最高（86.90%）;在不同特征维度下支持向量机分类的总体精度比随机森林平均高出3.28%;支持向量机和随机森林均对特征维度不敏感,但良好的特征优选结果仍会对支持向量机的分类效率（最高提升86.98%）和随机森林的分类精度（最高提升9.22%）产生较大影响。     

基于高分二号遥感影像的树种分类方法

为推广国产高分数据在森林树种分类方面的应用，以北京市延庆区八达岭国家森林公园主要区域的6期高分二号影像为数据源，在分层分类的基础上，利用支持向量机递归特征消除、C5.0决策树、FSO 3种特征优选方法，从4种特征维度下实现面向对象的支持向量机和随机森林的森林树种分类，最终取得总体精度平均为83.65%，特定树种生产者精度介于93.75%（山杏）和38.10%（刺槐）之间，特定树种用户精度介于100%（华北落叶松）和44.74%（榆树）之间的良好结果。结果表明：C5.0决策树耗时最短（0.01 h）且其所选特征应用于分类总体精度最高（86.90%）；在不同特征维度下支持向量机分类的总体精度比随机森林平均高出3.28%；支持向量机和随机森林均对特征维度不敏感，但良好的特征优选结果仍会对支持向量机的分类效率（最高提升86.98%）和随机森林的分类精度（最高提升9.22%）产生较大影响。     

基于随机森林的多源遥感图像特征融合方法研究

为了提高多源遥感图像在低分辨率成像环境下的检测识别能力,提出基于随机森林的多源遥感图像特征融合方法.采用增强型D-ASPP结构滤波分析的方法,建立低分辨率多源遥感图像滤波成像分析模型和三维成像模型,通过提取多源遥感图像的多分辨边缘特征信息,建立低分辨率多源遥感图像的特征分割模型,利用空间维度匹配进行遥感图像的特征匹配,...     

基于Sentinel-2A影像光谱和纹理特征的冬小麦叶面积指数估算模型研究

叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)是反映作物生长状态的重要指标,常用植被指数来反演。传统的反演模型大都是基于多变量的多元回归模型,而基于双变量的多元回归模型在LAI反演中的潜力还未被充分发掘。通过提取卫星影像的光谱特征和纹理特征,基于皮尔逊相关系数分析各个遥感特征与冬小麦LAI之间的相关性,利用简单回归模型(Simple Regression, SR)、多元线性回归模型(Multiple Linear Regression,MLR)和随机森林回归模型(Random Forest Regression,RFR)开展遥感特征与冬小麦LAI之间的关系模型构建反演研究,并结合精度指标(决定系数R²,均方根误差RMSE,相对均方根误差rRMSE)判定各反演模型的反演精度,以提出最优的反演模型。研究表明：(1)所有植被指数和部分纹理指数在反演LAI中取得了较好的反演效果(R²>0.6)。其中,通用归一化植被指数(Universal Normalized Vegetation Index, UNVI)在各植被指数中表现最好(R     

基于多时相Sentinel-2影像的黑河中游玉米种植面积提取研究

玉米是黑河中游种植面积最大的农作物,生长期需水量大、蒸散量高.准确获取玉米种植面积对该区域农作物种植结构调整、水资源合理规划有重要参考意义.基于2019年4月至9月Sentinel-2多时相影像,采用随机森林算法开展了黑河中游玉米种植面积提取研究.研究方法分为两类—直接提取法和两步提取法.进一步探讨了多时间信息量对玉米...     

基于多源多时相遥感影像的山地森林分类决策树模型研究

山地是森林重要的分布区,然而山地多样的森林类型、高度异质化的景观格局、突出的地形效应以及云、雾的干扰均不同程度地影响了山地森林类型的遥感自动制图。多源多时相遥感影像提供的季相节律信息是当前提高土地覆被遥感制图精度的重要信息源之一。以岷江上游地区为研究区,以国产环境减灾卫星多光谱CCD(简称HJ CCD)影像和美国Landsat TM影像为数据源,以决策树为分类方法,根据参与分类影像的时相差异设计了5组对比实验(生长季单时相组、非生长季单时相组、生长季多时相组、非生长季多时相组、全时相组),对比论证多源多时相遥感影像对山地森林类型自动制图的贡献和作用。对比结果表明:生长季和非生长季相结合的多时相遥感影像较单时相或单一类型(生长季或非生长季)多时相遥感影像,更能显著提高山地森林类型自动制图精度,且能降低分类决策树的复杂程度,更有利于山地森林类型的自动提取。     

基于CNN的不同空间分辨率影像土地覆被分类研究

基于卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）和5种不同空间分辨率的遥感影像,对西宁市东部一区域开展土地覆被分类研究,旨在探索CNN在不同空间分辨率下进行影像分类的差异性和对不同地物的提取能力。为提高样本的选择效率,引入了窗口滑动方法进行辅助选样。研究表明5种不同空间分辨率影像的总体分类精度均达89%以上,Kappa系数达0.86以上,分类精度较高。在所涉及的分辨率尺度范围内,空间分辨率越高,CNN分类结果越精细,并能保持较高的分类精度,表明CNN更适合高空间分辨率影像分类;但同时影像空间分辨率越高,地物表现出较高的类内变异性和低类间差异性,分类精度有降低的趋势。相比较而言,SPOT 6影像的分类精度最高,同时窗口滑动是一种有效的样本辅助选择方法。研究对今后同类工作具有一定的借鉴意义。     

基于随机森林的多源小样本数据快速集成方法

受多源小样本数据属性复杂性的影响,对其进行集成处理时,过拟合和欠拟合情况较为明显。为此,文章提出基于随机森林的多源小样本数据快速集成方法。考虑多源小样本数据自身的属性特征,在构建随机森林模型阶段,充分利用粒向量与多源小样本数据特征的贴合性,将其作为随机森林的基础结构,利用粒化层归一化多源小样本数据,并将输出的粒化结果作为决策层的节点。在集成阶段,根据多源小样本数据与决策层节点之间的距离,集成数据。在测试结果中,数据集成的过拟合情况占比仅为0.29%,欠拟合情况占比也仅为0.27%,具有良好的集成效果。     

多尺度分割的高分辨率遥感影像分类对比研究

为进一步提高高分辨率影像地物分类精度,以高分2号卫星影像为研究数据,根据高分2号卫星遥感影像光谱信息以及高空间分辨的结构特点,从遥感影像数据分割的尺寸效果及其各种地物显著特征着手,通过局部方差法寻求出各类地物的最优分割尺度,并建立尺度网络层,利用继承进行多尺寸下多特征的整体融合,在最优尺度层下根据光谱特征、形状特征对高分2号影像进行多特征融合与多尺度分割实验,并在此基础上进行了典型地物的分类对比研究。结果表明多特征融合多尺度分割能够较好利用高空谱信息提高地物分类精度。     

多特征和多分类器组合的湿地遥感影像分类

为了适应湿地遥感影像分类,选择了湿地影像的典型特征,提出了一种组合多分类器的湿地遥感分类方法。提取湿地遥感影像的独立分量、纹理、湖泊透明度、归一化水体指数、绿度指数和湿度分量特征;选择样本对最小欧氏距离、光谱夹角填图、贝叶斯和支持向量机分类器进行训练学习。根据各分类器的混淆矩阵对其赋权值,检验样本是否满足正态分布;根据权值和假设检验结果构建组合分类器决策网络。实验表明该方法较传统湿地分类方法具有更好的性能和更高的精度。     

Classification of Picea crassifolia and Sabina przewalskii based on Multi-source Remote Sensing Images

Picea crassifolia and Sabina przewalskii are the dominant species in Liancheng Nature Reserve. Extracting the spatial distribution of two types of trees is of great significance for the management and monitoring of forest resources in the reserve. Based on the method of random forest,22 feature variables in eight combinations from Sentinel-2A (S2),Sentinel-1A (S1),Landsat-8 (L8) three remote sensing images and digital elevation model of SRTM DEM to classify Picea crassifolia and Sabina przewalskii in Liancheng Nature Reserve of Gansu Province.The results demonstrated that the accuracy of integrating VV and VH backscattering information of sentinels-1A (S1) was the highest，reaching 92.85%,which is 11.64% higher than that of single image Landsat-8. Experiments showed that combining different bands of multi-source remote sensing images is an effective means to improve the classification accuracy of forest types,which is beneficial to forest resource survey and vegetation information extraction in complex mountainous areas.     

基于客观阈值与随机森林Gini指标的水体遥感指数对比

利用福建福州、西藏尼玛和澳大利亚弗伦奇3地代表不同水体类型的Sentinel-2A MSI和Landsat-8 OLI数据,采用客观阈值法（0阈值）和随机森林重要性评估法,比较和分析了改进型归一化差值水体指数（Modified Normalized Difference Water Index, MNDWI）、自动水体提取指数（Automated Water Extraction Index, AWEI）和水体指数2015 （Water Index 2015, WI2015） 这3种世界常用的水体指数之间的差异。从水体增强的效果来看,MNDWI增强的水体不仅具有丰富的信息还具有鲜明的对比度,AWEI和WI2015增强的水体信息的对比度相对偏弱。精度验证表明：3种指数提取的水体精度都较高,但MNDWI在3个地区的平均总精度略高于WI2015和AWEI,3者的平均总精度分别为91.83 %、91.16 %和90.07 %。在提取细小水体方面,MNDWI的能力强于其他2种指数,在阴影较为明显的高原山地区域,MNDWI提取水体的效果优于AWEI和WI2015。进一步采用随机森林的Gini指标进行的重要性评估表明,MNDWI在区分水体和非水体的分类中表现出了很强的重要性,尤其在Sentinel-2A MSI数据中表现得更为突出,而WI2015和AWEI的重要性则相对较弱。     

高光谱遥感图像分类算法中的应用研究

针对高光谱遥感图像数据量大、维数高、数据之间冗余量大的特点,提出一种基于决策边界特征提取(Decision Bounda-ry Feature Extraction,DBFE)的SVM高光谱遥感图像分类算法。首先采用DBFE对高光谱遥感图像进行特征提取,消除特征之间相关性,并降低特征维数,然后采用GA对SVM参数进行优化,找到最优分类模型参数,最后采用最优分类模型对待分类的高光谱遥感图像进行分类。仿真结果表明,高光谱遥感图像分类算法提高了高光谱遥感图像分类的效率和分类正确率,说明分类方法是有效、可行的。     

基于面向对象的多源卫星遥感影像玉米倒伏面积提取

风灾引起的玉米倒伏可能导致玉米大量减产,利用遥感技术准确监测玉米倒伏面积与空间分布信息对灾情的评估非常重要。利用Planet和Sentinel-2影像分别结合面向对象与基于像元方法提取研究区玉米倒伏,同时评估了不同影像特征（光谱特征、植被指数和纹理特征）与不同分类方法（支持向量机法SVM、随机森林法RF和最大似然法MLC）对玉米倒伏提取精度的影响。结果表明：(1)使用高空间分辨率的Planet影像进行玉米倒伏提取的精度普遍高于Sentinel-2影像;(2)从分类精度和面积精度来看,Planet影像的光谱特征+植被指数+均值特征结合面向对象RF分类,总体精度和Kappa系数分别为93.77%和0.87,面积的平均误差最低为4.76%;(3)采用Planet和Sentinel-2影像结合面向对象分类提取玉米倒伏精度高于基于像元分类。研究不仅分析了面向对象方法的优势,还评估了使用不用影像数据结合面向对象方法的适用性,可以为遥感提取作物倒伏相关研究提供一定的借鉴。     

基于光谱聚类的高分影像复杂地块特征提取方法研究

高空间分辨率遥感技术为大范围判识农用地利用类型提供了丰富的数据源.农用地类型多样性和复杂性给高效应用高分影像识别农用地类型带来很大挑战.地块矢量的引入可以帮助更好综合利用多元影像特征,进而提高农用地类型判识精度.但是,传统地块特征提取方法将地块视为一个整体,通过对地块内部像元特征平均实现地块特征表达,不能很好适用于地块...     

基于不同分辨率遥感影像自动提取切沟的精度分析和转换模型

黄土高原地貌类型独特而复杂,切沟侵蚀是塑造该区地貌的主要动力之一。研究不同分辨率遥感影像提取切沟的适用性和自动提取方法,可为切沟侵蚀遥感监测和沟蚀防治等提供有效手段。以黄土高原南部山西吉县残塬沟壑区为研究区,使用面向对象分析方法和随机森林分类算法分别从0.5 m Google影像、2 m GF-1融合影像和8 m GF-1多光谱影像中自动提取切沟,分析提取精度,并构建转换模型,提高低分辨率遥感影像提取的切沟沟长、面积参数的精度。结果表明：(1)依据特征类别,特征变量对于切沟识别的重要性排序如下：光谱特征>纹理特征>几何特征。(2)0.5 m和2 m分辨率影像切沟分类精度较高,生产者精度和用户精度均达90%以上,8 m GF-1影像切沟分类的生产者精度和用户精度为85%左右。(3)0.5 m和2 m分辨率影像提取的切沟沟长和沟宽的百分误差分别为5%和13%左右;8 m分辨率影像提取的切沟沟长、面积和沟宽的平均百分误差为18.82%、27.62%和18.93%。(4)基于0.5 m分辨率Google影像提取的切沟形态特征参数,建立8 m分辨率GF-1影像提取的切沟沟长转换模型（...     

多源遥感数据小麦识别及长势监测比较研究

小麦是我国主要的农作物之一,对于我国的经济发展有着重要意义.遥感技术经过不断发展,已成为提取小麦及长势研究的重要手段.利用高光谱珠海一号OHS-2A卫星、多光谱Sentinel-2A卫星以及MODIS等多源遥感数据,以雄安为研究区,采用支持向量机的方法进行小麦提取,结合野外实测数据利用混淆矩阵进行精度评价分析;分别对比...     

基于多季相Sentinel-2影像的白洋淀湿地信息提取

白洋淀湿地是华北平原上重要的浅水湖泊湿地,对雄安新区绿色发展具有重要的生态价值。对白洋淀高度异质化的景观格局进行分类,能够为白洋淀湿地资源的遥感监测提供指导意义。针对湿地季节变化的特点,对白洋淀每个季节选取一期具有代表性的Sentinel-2影像,采用分类与回归树（CART）、支持向量机（SVM）、随机森林（RF）3种常用的机器学习分类器对15种季相组合实验方案进行分类,分析不同季相遥感影像及其组合对白洋淀湿地信息提取的优劣。结果表明：相较于使用单一季相影像分类,多季相影像的组合能够显著提高分类精度,春&夏季相组合能够得到最优的分类效果,相对单季影像总体分类精度提高了10.9%~25.5%,Kappa系数提高了0.09~0.29;SVM分类器的分类表现较为稳定,能够得到最高的平均分类精度,CART分类器在处理高维特征的能力不如随机森林和SVM;不同特征类型对湿地信息提取的贡献度从高到底依次是红边光谱特征、传统光谱特征、缨帽变换特征、主成分分析特征、纹理特征。实验成果能为湿地信息的遥感识别提供依据。