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1、实验四 遥感图像的非监督分类与监督分类一、实验目的1 .非监督分类是对数据集中的像元依据统计数字，光谱类似度和光谱距离进行分类，在没有用户定义的条件下练习使用，在ENVI环境下的非监督分类技术有两种：迭代自组织数据分析技术（ISodata）和K均值算法（K-Means）；2 .分类过程中应注意：1）怎样确定一个最优的波段组合，从而达到最佳的分类精度，基 于OIF和相关系数，协方差矩阵以及经验的使用来完成对最适合的组合的选取，分类 效果的关键即在于此；2） K-Means的基本原理；3） Isodata的基本原理；4）分类结束 后，被分类后的图像是一个新的图像，被分类类码秘填充，从而可以获得数据
2、提取信息，统计不同类码数量，转化为实际面积，在得到后的图像上，可对不同目标的形态指标进行分析。3 .对训练区中的像元进行分类；4 .用训练数据集估计查看监督分类后的统计参数；5 .用不同方法进行监督分类，如最小距离法、马氏距离法和最大似然法。二、实验设备与材料1、软件ENVI 4.7 软件2、所需材料TM数据三、实验步骤1 .选择最优的波段组合ENVI 主工具栏中 File 一Open image file 一选择 hbtmref.img 打开一在 Basic Tools 中选择 Statistics fCompute statistics 选定原图，在 Spectral subset 中可选
3、项全部选定一 OK 一OK 一 全选一彳存一 OK,则各类统计数字均可查；OIF计算，选择分类波段：1, 2; 2, 3; 1, 3 波段标准差分别为 2.665727; 3.473308; 4.574609,和为 10.713644。Correlation Matrix中1和2波段的相关系数 0.964308,力口上2和3波段的相关系数 0.980166,再力口上1 和3波段的相关系数 0.945880,最终等于2.890354。用标准差相加的结果 10.713644比上相 关系数之和2.890354等于3.70668922。可以选择其他不同波段的数据进行同上运算，比值结 果最大的为最优波段
4、，此次选择结果为3,4,6波段。2. K-Means法进行非监督分类1） Classification f Unsupervised -K-Means,点击 hbtmref.img -点击 Spectral subset 一选3,4,6三个波段一 OK,回到上级菜单一 OK ,在Number of classes 中输15即分为15类，Change Iterations中输6,即最大迭化量为 6次， Maximum Stdev From Mean中为空，选择保存位置一OK;在原界面中选定保存结果后 New display Load Band ,双击查看 Cursor Location/Valu
5、e ,发 现Data已由原来的坐标形式转换为类码；在 K-Means窗口工具栏中点击 Tools Spatial Pixel Editor 一可将类码转换成相应的地物类型，要求进行 大量的野外调查，确定同一类码所代表的地物是什么* rile Spectral SubsetRaei左结 Rwixu|册立七叁 但*3find 15 LT1120D3B_p3S20021024_MKF FSTr（0 4787） r03d ） LHiaOOQOJJ箕QQElQ4mTJT） R1。）51 ze （Meta it an d 3 : L7112C（J3a _03C20021024 _HRF. 1ST） Q66
6、l4Jh R3；h口 加ta 峦$ ：LTiiaooa白jneao。如345RF.Tsii 而.的舵）：*（Mt Lh竺opo竺竺q02呼JTjT? (1 300)/卜瑜 .14*11陶购痘熨题即4宜.甲网.JRNuaiber i t.巾医 Eoloq-tai：Select All口品IASCH.I1K r-nr-l 门*,胃11 4III2） 合并类的操作：Classification fPost classification f Combine classes -K-Means 一 OK;在 Select Input Class 中选 Class 8, Select Output Clas
7、s 中选 Class 10（即把第 8类和第 10类合并）一点 Add combination OK fMemory 一OK;在原界面中选择保存结果一New Display Load Band;在Load后的 Display 中点击 Tools Link 一 Geographic link ,则 Display （当前）和 Display #2 （前一个）变为 on,表示2者合并一 OK,可查看变化结果。3） 如何 彳导至U 类 中的像 元量：classification - post classification - class statistics 一选择分类合并后的文件一OK 一再选合并
8、后文件一 OK ,则出现class selection,根据需要选择几类(6,7,8,9,10) 一 OK,可选项全部选定后 一 OK,即可获取类码的统计数据修改：在步骤 2完成图上右击出来一个对话框，点击Quick Stats,出现如图：“ St al isticf Ejesulltf = 21 P XTiLa (ht i o(dsS1 FlE k LL事u L&t旧r &-i 44 -/ JDMin/M ax/ Me 门：2 P B T* 1 r r I I I 1 I I1 I -+-I-D.5ia1j52jqBand NunnberFji. I* UKXV l C 、口g ，I 岳 I
9、 J lU *Jv t t LU1 Am 人UA JIH *七Diita Full Scene i 3 908 SDEI pointb口匚nibB.Md 12Max 的皿 StwvNpts &eze&2 2e-L3B2 403173 L4l32D3 6008D3 507277Total &BZ66? 9*H L347217 ittavizO 2O822S： Z955SOOFcirosn-t 1?.464710.314S13.H201 15.3705 12 -I77B105 592419 2 450374)择多滤波器(对合并后的 结果)classification post classifica
10、tion 一 Majority/Minority Analysis 一选择合并后文件一 OK ,再选择 class 10, Kernel size改成 5X5 -Memory 一OK,回到原界面一 New display Load Band, 双 击 查 看 与 原 图 的 差 异。生I.M j O i IIHi J t Jf F Hf c tesiRaa4d *a * Tl1 11 A 1X X X n JSCInncLIcuuccNimfciei- a i 七|=13 selected.：Ngl.et All 工旧i5 CO电私r *1 Ariilysi: Mtthd Maj 01 1 l
11、y Oih*d /K4fiq1 Size S户Ccik-ter Find Wei ch-t. I Ou tp-a t Eeiu!史 4 o Jj) F i 1 a C_J N an aryEnter Output Fa 1 enwie CIiqpxe 1 | CM)pi ae.eC ； %D/u所二nA: 际d 11 E31 ni atr41 r4&TSUKQtieMi aaue3. Isodata方法进行非监督分类classification - unsupervised - IsoData 选择原图OK, Spectral subset中选 3,4,7 波段一 OK 一OK ; Numbe
12、r of classes ： min 输入 10, max 输入 15, Maximum Iterations 输 6, change Threshold %（1-100）改为 3.00,其它不变一保存一 OK。在原界面中 New display fLoad Band f在 classification 中选择 post classification 一class statistics 一选定保存后文件一 OK 一再选一次一 OK,则可查看分类结果， 共被分为13类，其他数据获取方法和由类码到地物类型名的转换均与K-Means方法中一致。4.量测操作File Open image 一打开 HR
13、F.Fst 一选择 2,4,7 波段一Load Band Basic Tools 一 Measurement Tools 一选择要量测的界面，在 Units中选择单位（根据需要选择恰当单位），在Type中选择量测类型（即面积或周长等），挪动鼠标在选择量测窗口上画线（非闭合或闭合等），停止后，窗口中会自动出现量测结果。5.分类基础操作，分类前先截取南京市的小地区地形图ENVI 主工具栏中 File 一Open image file Etm (HRF)打开 一 Load Band Basic Tools 一 Region of Interest ROI Tools ,在出现界面中选择截取位置， 再
14、选截取方式， 在image上截 取需要的矩形点击右键，选择保存后，重新 Load Band.Basic Tools fRegion of Interest ROI Tools ,在 image 或 scroll 上找到目标地物类型，选择一定的选取方式(点，线等)在图上完成选取后把Region更改为已知的地物名称，回车 一继续下一目标地 物时要先点击 New Region ,以下操作 同上，点File ROIs保存。6.最小距离法Classification fsupervise fminimum distance 选择 3,4,7 波段OK, Select all Items - choose
15、选择保存位置一 OK,回到原界面窗口New display Load Band ,查看分类效果7.马氏距离法classification Mahalanobis distance 一选择 3,4,7 波段一 OK, Select all Items 一保存一 OK , 回到原界面New display Load Band,相比于最小距度法，查看差异，发现该方法精度高于 最小距离法。8 .最大似然法Classification fsupervise fmaximum likelihood 选择 3,4,7波段OK, Select all Items - 同时选择保存位置保存一 OK,回到原界面一 New display Load Band,继续查看分类效果， 精确度最高az LikeLzel) ;8国回区J Lx9 .像元统计操作Classificatio
