决策树在高分辨率影像目标为小地物的分类应用研究.pdf

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1、2014年6月韶关学院学报·自然科学Jun．2014第35卷第6JournalofShao~'uanUniversity·NaturalScienceVo1．35No．6决策树在高分辨率影像目标为小地物的分类应用研究张妤琳1'2，赵字2，刘晓南2(1．韶关学院英东农业科学与工程学院，广东韶关512005；2．广东省生态环境与土壤研究所，广东广州510650)摘要：高分辨率遥感影像的应用越来越多，但其高昂的成本让一般项目望而却步．应用软件从GoogleEarth上下栽已成为获取高空间分辨率影像的有效途径．但因无光谱信息，解译局限较大．选用C4．5算法的决策树方法，对目标为水塘研究的广州市天河区

2、的下载的快鸟数据进行解译，与最大似然分类法和面向对象分类法相比较．结果表明：决策树分类法的分类精度和kappa系数均较高，能利用多源数据，结构简单直观，易于表达和应用；提取小目标地物更有效，数据量相对小．速度较快．关键词：QuickBird遥感数据；决策树；塘；天河区中图分类号：P237．3文献标识码：A文章编号：1007—5348(2014)06—0056—04航天遥感技术经过几十年发展，已形成全天时、全天候、实时／准实时的高空间分辨率对地观测能力，更多的应用领域如土地利用、城市规划、全球变化、农业、林业、测绘制图、军事有了更便利、更详细、更具现势性的数据来源[1-2]．当图像空间分辨率突

3、破米级时，人们平常视觉所见的多数目标物个体如单株树、汽车和房屋等在图像上直接可见，能提供更多的地面目标和细节特征，提高信息提取和监测的精度，以解决更多与经济、社会和生活密切相关的问题，造福于人类及其居住环境口．快鸟(QuickBird)遥感卫星影像数据(以下简称快鸟数据)分辨率为0．61nl，具有空间分辨率高、不受地形和空域限制、数据更新快，可定时／定向／定点、费用合理等优点，广泛应用于各领域．但在加快高分辨率影像应用的同时，其局限性也逐渐显现，如高空间分辨率往往伴随低的光谱分辨率；数据量大、处理耗时、对硬件要求高；高昂的成本让一般项目望而却步等．应用相关软件从GoogleEarth上下载快

4、鸟、Ikonos等数据已成为免费获取高空间分辨率影像的有效途径[他]，但因无光谱信息，对其解译局限大．因此，研究如何充分利用易获得的高空间分辨率的优越性、提高分类精度与目标提取的可靠性有重要意义．1研究背景遥感影像必须经过处理和解译才能成为有用的信息，主流解译方法包括目视解译、人机交互式解译、RS与GIS一体化解译和影像智能解译(即自动解译)等．目前也出现了神经网络、向量机、面向对象_J0等多种新型方法，但这些方法或对分类人员者有较高的知识要求，或算法复杂、难以理解和解释，均未能得到更广的应用。高空间分辨率影像解译的局限性主要表现为：(1)同面积遥感影像因分辨率提高而数据增大，数据传输要承受

5、更大压力，解译方法须可操作性较强且计算量较低；(2)影像视角范围扩大并且光照条件趋于复杂，同一地物像点位移、反射多变、景物遮挡等现象更普遍，但自动解译分类处理时易产生错误，对传统解译方法提出严峻挑战．决策树分类方法已在各类遥感信息提取和土地利用／覆盖(LUCC)分类中被应用[11-12]．在美国“土地覆盖收稿日期：2013—12—28基金项目：韶关学院科研项目(韶学院[201331号文)；韶关学院大学生创新训练项目(Sycxcy2013-014)；广东省大学生创新训练项目(1057613-007)．作者简介：张好琳(1989—1，女，江西赣州人，韶关学院英东农业科学与工程学院助教，硕士，主要

6、从事土地资源遥感监测研究．通讯作者．6小地物的分类应率和高光谱分辨率的优点，解决两者不可兼得的矛盾；(4)决策树既是直观明了的知识表示，也是高效的分类器，易于表达和应用；(5)在对影像数据特征空间的分割上，更有效提取小目标地物，运算速度快、效率和鲁棒性高，对应用于未来使用更广泛同时数据量更大的高分辨率遥感影像上更具优势．在本文研究中，决策树的解译结果精度最高，这与辅助数据精度高息息相关，这既是该分类法的优点，也是缺点．当辅助数据较少、精度较低、与遥感影像成像日期不匹配等时。只能利用遥感数据本身获取分类信息。这时的分类精度则可能低于最大似然和面向对象两种分类方法．在以后的研究中，如何用决策树更

7、好的挖掘遥感影像本身的数据信息将是研究的一个方向．参考文献：[1]何凯涛，甘甫平，王永江．高空间分辨率卫星遥感地质微构造及蚀变信息识别[J]．国土资源遥感，2009(1)：97—99．[2]周兆叶，储少林，王志伟，等．基于NDVI的植被覆盖度的变化分析[J]．草业科学，2008，25(12)：23—29．[3]明冬萍，骆剑承，沈占锋，等．高分辨率遥感影像信息提取与目标识别技术研究[J]．测绘科学，2005，3