多源遙感影像土地覆蓋分類結(jié)果一致性評(píng)價(jià)與集成應(yīng)用

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1、第25卷第4期地理與地理信息科學(xué)V0I_25No．42009年7月GeographyandGeo—InformationScienceJuly2009多源遙感影像土地覆蓋分類結(jié)果一致性評(píng)價(jià)與集成應(yīng)用李光麗，杜培軍，王小美，袁林山(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)測(cè)繪與空間信息工程研究所，江蘇徐州221116)摘要：針對(duì)多源遙感影像土地覆蓋分類結(jié)果一致性與分類精度改進(jìn)的要求，對(duì)兩組中等空間分辨率的光學(xué)影像進(jìn)行土地覆蓋分類，以支持向量機(jī)分類結(jié)果為基礎(chǔ)，采用Kappa統(tǒng)計(jì)量、雙錯(cuò)誤測(cè)量、Q統(tǒng)計(jì)量、相同錯(cuò)誤率從不同角度評(píng)價(jià)了不同分類結(jié)果的一致性。實(shí)驗(yàn)表明，多源遙感數(shù)據(jù)分類

2、結(jié)果總體上常規(guī)一致性程度較好，二值先驗(yàn)一致性程度尚可，錯(cuò)誤一致性程度較??；不同土地覆蓋類別的一致性程度并不相同，有的類別甚至出現(xiàn)不一致現(xiàn)象。提出組合法和替換法兩種策略以綜合數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)集成應(yīng)用，能夠有效提高分類精度。關(guān)鍵詞：一致性評(píng)價(jià)；土地覆蓋分類；支持向量機(jī)；Kappa統(tǒng)計(jì)量；Q統(tǒng)計(jì)量中圖分類號(hào)：TP751文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—0504(2009)04—0068—04多源遙感影像在土地覆蓋分類中得到廣泛應(yīng)像元屬于各類別的程度。鑒于分類結(jié)果輸出類型不用，但是同一時(shí)期、同一區(qū)域不同影像的分類結(jié)果通同，本文一致性評(píng)價(jià)分為常

3、規(guī)一致性評(píng)價(jià)、二值先常會(huì)存在差異。為了將多源遙感數(shù)據(jù)用于同一土地驗(yàn)一致性評(píng)價(jià)和錯(cuò)誤一致性評(píng)價(jià)。覆蓋分類，有必要對(duì)不同遙感數(shù)據(jù)的土地覆蓋分類1．1常規(guī)一致性評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果一致性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出有效的多源數(shù)據(jù)綜合常規(guī)一致性評(píng)價(jià)不需要通過測(cè)試樣本評(píng)估分類應(yīng)用策略。一致性是度量測(cè)量值之間接近程度的指結(jié)果的正確性，它僅僅評(píng)價(jià)基于類別標(biāo)簽的分類輸標(biāo)，一致性評(píng)價(jià)多用于評(píng)價(jià)研究者(或方法)間的一出的一致性[3]，本文采用Kappa統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行常規(guī)一致性口I，常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法主要包括配對(duì)Y檢驗(yàn)、致性評(píng)價(jià)。四格表精確檢驗(yàn)、Kappa檢驗(yàn)、加權(quán)Kappa檢驗(yàn)、Kappa

4、統(tǒng)計(jì)量是一種校正機(jī)遇之后衡量?jī)煞N檢Friedman檢驗(yàn)、Kendall協(xié)同系數(shù)檢驗(yàn)、配對(duì)t檢驗(yàn)、測(cè)方法一致性的指標(biāo)，Kappa值介于一1～+1之間，t檢驗(yàn)+回歸分析、組內(nèi)相關(guān)系數(shù)法、一致性界限法、Kappa一一1，說明兩種檢測(cè)方法檢測(cè)的結(jié)果完全不回歸技術(shù)法和借用生存分析等[1]。本文從常規(guī)一致一致；Kappa=0，說明觀察一致性完全由偶然誤差造性、二值先驗(yàn)一致性、錯(cuò)誤一致性3個(gè)層次對(duì)兩組遙成；Kappa=1，說明完全排除機(jī)遇一致性后的真正一感數(shù)據(jù)分別進(jìn)行土地覆蓋分類一致性評(píng)價(jià)，主要采致性，但實(shí)際出現(xiàn)的可能性較小l1]。用的評(píng)價(jià)指標(biāo)有Kappa統(tǒng)

5、計(jì)量、雙錯(cuò)誤測(cè)量、Q統(tǒng)計(jì)遙感數(shù)據(jù)分類后常基于混淆矩陣計(jì)算Kappa統(tǒng)量、相同錯(cuò)誤率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，多源遙感數(shù)據(jù)分類結(jié)果計(jì)量評(píng)估分類精度_4]，這實(shí)際上是計(jì)算分類結(jié)果和并不完全一致。為了有效應(yīng)用多源遙感數(shù)據(jù)，需采參考數(shù)據(jù)之間的一致性程度

6、5]。本研究則是考察不用可行的方法減小數(shù)據(jù)分類結(jié)果之問的差異性，提同遙感影像對(duì)同一時(shí)期某一區(qū)域土地覆蓋分類結(jié)果高多源遙感影像土地覆蓋分類的精度。通過對(duì)組合間的一致性。法和替換法兩種策略的實(shí)驗(yàn)，表明其能夠提高分類首先計(jì)算R×C列聯(lián)表，即一致性表。在此基精度。礎(chǔ)上計(jì)算Kappa(~)值，公式如下_6]：一(戶。一P)／(

7、1一)(1)1一致性評(píng)價(jià)指標(biāo)式中：P。、P分別為兩次調(diào)查或測(cè)定方法結(jié)果的實(shí)際土地覆蓋分類可能的輸出結(jié)果有3種[2]：1)類一致率和期望一致率。別標(biāo)簽；2)正確／錯(cuò)誤決策，即“1／o”輸出，需用測(cè)試表1是對(duì)Kappa在0～1的區(qū)間分類以及相應(yīng)樣本判斷像元分類結(jié)果的正確性，像元分類正確，則的一致性高低的評(píng)價(jià)原則，這也是實(shí)際研究常使用分類結(jié)果輸出為“1”，否則輸出為“o”；3)概率值，即的參考標(biāo)準(zhǔn)。Kappa~O時(shí)兩種檢測(cè)方法不一致。收稿日期：2O08—12—13；修訂日期：20O9—O3—25基金項(xiàng)目：國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2007AA12Z162)

8、；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(NCET-06-0476)；江蘇省高等學(xué)?！扒嗨{(lán)工程”中青年學(xué)術(shù)帶頭人培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介：李光麗(1984一)，女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)檫b感圖像處理及應(yīng)用。E—mail：doris253@126．corn第4期李光麗等：多源遙感影像土地覆蓋分類結(jié)果一致性評(píng)價(jià)與集成應(yīng)用第69頁表1Kappa值的評(píng)價(jià)。結(jié)果均為“0”，即分類錯(cuò)誤，但是可能其實(shí)際的類別Table1EvaluationofKappavalue標(biāo)簽并不相同。設(shè)O0為兩幅影像均分類錯(cuò)誤，并且實(shí)際類別標(biāo)簽也相同的像元數(shù)目。采用相同錯(cuò)誤率(s

9、F)[3]指標(biāo)評(píng)價(jià)出現(xiàn)相同錯(cuò)誤的概率。公式如下：1．2二值先驗(yàn)一致性評(píng)價(jià)指標(biāo)SF=／n(5)二值先驗(yàn)一致性評(píng)價(jià)是基于輸出類型為“1／0”的分類結(jié)果，它