1.高分二号卫星简介
高分二号卫星由中国航天科技集团公司自主研制,于2014年8月19日由长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心成功发射入轨。
高分二号卫星是我国首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星,搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机,具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力等特点,高分二号的成功使用是我国遥感卫星进入了亚米级“高分时代”的标志。
高分二号卫星作为我国首颗分辨率达到亚米级的宽幅民用遥感卫星,其在设计上具有诸多创新特点,在产品实现上做到完全自主可控,关键单机全部自研,是部件、单机国产化程度最高的遥感卫星,国产化率达到98%以上。
高分二号卫星主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部和国家林业局等部门,同时还为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。
高分二号卫星与在轨运行的高分一号卫星相互配合,进一步完善我国高分专项建设,推动高分辨率卫星数据应用,为土地利用动态监测、矿产资源调查、城乡规划监测评价、交通路网规划、森林资源调查、荒漠化监测等行业和首都圈等区域应用提供服务支撑。
2.水体提取
GF-2 影像是应用先前方法提取水体的良好候选者。
遥感图像具有红色、绿色、蓝色(RGB)和近红外通道,包括大海、河流、湖泊、池塘和其他不同类型的水体。
湖泊、河流、溪流和稻田是遥感图像中常见的地表水形式。
湖泊和水库呈平面水体形状,湖周围的草木和漂浮的植被会导致复杂和混合的水谱。
河流水系的种类很多,水体通常呈直线状,特别细长,或汇聚成不规则的水面。
由于水体流动性极强,其空间分布、几何形态等特征受地形、地貌、水位、人为改造等多种因素的影响,同一水体的光谱信息往往是不同传感器在不同时间的遥感图像不同。
此外,由于分辨率的差异,低于图像分辨率的小水体以混合像素的形式存在较多,尤其是在水与其他物体的交界处。
水体在不同情况下表现出各种形态特征,增加了遥感图像中水体信息提取的难度。
3.具体操作
选取没有云、质量高的GF-2 图像,包含足够的信息用于辐射校正和几何校正。
数据集应分为两部分:训练图像和测试图像。
手动的参考原图绘制:
将水域边缘识别为水特征明显的水域,否则识别为非水域。
通过将水和非水的像素值分别设置为1 和 0,创建了一个手动标记的遥感图像二分类问题。
4.精度评价
在分类过程中,算法可能会误分类背景和目标对象。
分类结果有四种类型:真阳性(TP)、真阴性(TN)、假阴性(FN)和假阳性(FP)。
TP是正确分类的正样本数; TN 为正确分类的负样本数; FN 是有错误的正样本数; FP 是有错误的负样本的数量。
这四个值构成了用于评估二元分类结果的混淆矩阵。
使用四种测量方法来计算整体准确度(OA)、精确度(Precision)、F-measure 和 kappa 系数(KC)值,以评估算法的总体预测性能。
OA是最常见的评价指标之一,可用于直观、主动评估模型的性能。准确率越高,分类器越好。
但是,在正负样本不平衡的情况下(例如在评估几乎没有水的场景),可能会出现误解;
Precision表示正例在分类为正例的例子中所占的比例,可以表示算法对水体识别的效果。
但在实际情况中,准确率和召回率有时会出现矛盾;
F-measure(也称为 F-score)是精度和召回率之间的调和平均值,为了在这两个指标之间取得最佳平衡;
KC是衡量分类准确率的指标,应用KC来判断模型的结果与实际结果是否一致:
kappa=1表示结果完全一致; kappa ≥ 0.75 被认为是令人满意的; kappa < 0.4 被认为是不理想的。