lk實(shí)習(xí)四：非監(jiān)督分類

1、實(shí)習(xí)四、非監(jiān)督分類姓名：傅曉峰班級(jí)：10504班序號(hào) 6一、實(shí)習(xí)目的： 了解并掌握非監(jiān)督分類的過程和方法二、實(shí)習(xí)說明： 非監(jiān)督分類是另一種圖像分類技術(shù)。在非監(jiān)督分類方法中,圖像中的主導(dǎo)光譜反射形式被提取出來,然 后通過地面實(shí)況調(diào)查來判別這些信息類所對(duì)應(yīng)的實(shí)際地物類型。在 IDRISI for Windows 中用于非監(jiān)督分 類的兩個(gè)模塊是聚類和迭代自組織聚類。聚類使用直方圖峰值選擇技術(shù)。這相當(dāng)于在一個(gè)一維直方圖上尋找峰值（峰值是比兩側(cè)值頻率都高的 地方）。一旦峰值被確定,所有可能的值將分給離它最近的峰。兩類的分界線一般都落在兩個(gè)峰之間的中點(diǎn)。 關(guān)于什么是一個(gè)峰,這個(gè)技術(shù)有它特定的判別標(biāo)準(zhǔn),所以

2、你不需要預(yù)先估計(jì)（象一些其他技術(shù)所需要的）一 個(gè)圖像含有的類數(shù)-它會(huì)自動(dòng)確定類數(shù)。非監(jiān)督分類（聚類）中初始類別參數(shù)的選擇方法除了直方圖峰值定心法外，總體直方圖均勻定心法， 最大最小距離選心法。聚類可以直接處理3個(gè)波段的彩色合成圖像。聚類模塊評(píng)估彩色合成中提供的3個(gè)波段圖像的3維直 方圖。任何波段組合的彩色合成圖像均可用于聚類。如我們?cè)谥鞒煞址治鲋锌吹降?，近紅外、紅色和綠色 波段（標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成）含有七波段數(shù)據(jù)集中的絕大部分信息。所以在本練習(xí)中我們將使用這3個(gè)波段。三、基于聚類的非監(jiān)督分類：1、圖像處理圖像增強(qiáng)彩色合成。指定H0W87TM2作為”藍(lán)”波段，指定H0W87TM3作為”綠”波 段，指

3、定HOW87TM4作為”紅”波段。（注意，我們沒有使用藍(lán)色可見光波段。而且其他使用的波段 也被移植了。這就是為什么叫假彩色合成的原因）。選擇飽和度為2.5%的線性拉伸。選擇output type -creat 8-bit composite拉伸時(shí)不剔除0。稱結(jié)果圖像為TMFC。彩色合成處理過程較慢。結(jié)果將 被用彩色合成調(diào)色板顯示。問題1：在彩色合成圖像中，可以識(shí)別出哪幾類地物，它們?cè)趫D像上的特征分別是什么？ 答：可識(shí)別出植被：呈紅色，反射率高，面積最大；城區(qū)：有規(guī)則的分布；道路：呈線狀；湖泊：呈黑色, 反射率低，呈封閉多邊形。2、顯示顯示用戶設(shè)置，在地圖缺省下選擇標(biāo)題和圖例。確認(rèn)自動(dòng)顯示也被選

4、擇。從圖像處理硬分 類器聚類（cluster）中指定TMFC作為彩色合成圖像的名字并給結(jié)果圖像取名為BROAD。然后選 擇粗略broad）綜合化程度，選擇剔除最不顯著的聚類，給圖像輸入一個(gè)標(biāo)題：粗略非監(jiān)督分類。結(jié) 果圖像BROAD將被用非連續(xù)256調(diào)色板顯示。按住shift鍵的同時(shí)，用鼠標(biāo)左擊圖例中的各類別， 查看各類別的分布。這是一個(gè)光譜類很粗略的圖像。粗略的綜合化程度和精確的綜合化程度選項(xiàng)在 評(píng)估頻率直方圖尋找峰值時(shí)使用不同的決策規(guī)則。在粗略聚類中,一類中必須含有一個(gè)比它的非對(duì) 角鄰值都高的頻率值。問題2：粗略聚類將待分類區(qū)的地物分成幾類？請(qǐng)根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)為某些類別賦予實(shí)際類別名稱。答：六類

5、。 1：植被， 4：湖泊， 5：道路和城市。3、再運(yùn)行一次聚類模塊，輸入TMFC作為彩色合成圖像,給結(jié)果命名為FINE。這一次，使用精確(fine) 綜合程度并選擇剔除最不顯著的聚類。結(jié)果將被用非連續(xù)256調(diào)色板顯示并帶圖例。可以看出，精 確的綜合程度化產(chǎn)生了更多的類。滾動(dòng)下拉屏幕上的圖例或增大圖例框看出有多少個(gè)聚類。問題 3：精確聚類將待分類區(qū)的地物分成幾類？與粗略分類相比類別數(shù)增加了多少？請(qǐng)同樣根據(jù)你的 經(jīng)驗(yàn)為某些類別賦予實(shí)際類別名稱答：23 類。增加了17 類。 10：湖泊。Cluster 4Cluster 5Cluster 6Cluster 7Cluster 8Cluster 9Clu

6、ster 4Cluster 5Cluster 6Cluster 7Cluster 8Cluster 9Cluster 10Cluster 11Cluster 12Cluster 13Cluster 14Cluster 15Cluster 16Cluster 17 r h i -1 sJ精確分類允許有一個(gè)非對(duì)角鄰值有較高的頻率。這就包含了另外一些真正的峰由于更大級(jí)別的峰使得兩峰之間通常出現(xiàn)的谷不明顯,這些峰被與兩峰之間的斜坡混淆。這個(gè)概念可用下圖中方圖模塊，產(chǎn)生圖像BROAD和FINE的直方圖。聚類1總是有最高頻率像元的類。它對(duì)應(yīng)于分類中發(fā) 現(xiàn)的最大地物類型。第二個(gè)聚類有較小數(shù)目的像元，依次類推

7、。我們現(xiàn)在面臨的問題是如何解釋這些類。如果你了解一個(gè)地區(qū),粗略聚類易于解譯。而對(duì)精確 聚類解譯則比較困難。通常需要借助地圖。航空像片和實(shí)況調(diào)查來確定這些精確聚類產(chǎn)生的類對(duì) 應(yīng)的地物類型。另外,我們會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)需要合并某些類以產(chǎn)生最后的分類圖。例如,我們可能發(fā)現(xiàn) 聚類中的一類代表陽(yáng)坡的森林,另一個(gè)類為同一類森林,只是分布在陰坡上。要?dú)w并這樣的類我們 可以使用賦值模塊。5、使用用戶定義的WORCWEST調(diào)色板顯示帶圖例的WORCWEST。這是一副類別合并后的賦予了實(shí)際地物 類型的圖像，我們將把精確分類得到的聚類圖像與實(shí)際地物類型（WORCWEST圖）匹配。問題4： WORCWEST中共有多少類地物？

8、它們各是什么地物？答：14類，它們分別是水，三種不同的落葉，兩類針葉樹，草地，農(nóng)田，城市住宅區(qū),，城市社區(qū)， 兩種人行道，礫石灘，荒地。6、 運(yùn)行分析統(tǒng)計(jì)交叉（CrossTab），比較WORCWEST和FINE，看FINE中的類型是如何被歸并產(chǎn)生 WORCWEST的，輸入WORCWEST作為第一個(gè)輸入圖像,FINE作為第二個(gè)輸入圖像。指定一個(gè)交叉制表表 格作為輸出，接受其余的缺省參數(shù)。待結(jié)果顯示后，滾動(dòng)頁(yè)面以查看全表，也可以打印該表使檢驗(yàn)更 為容易?，F(xiàn)在我們要搞清FINE中的23個(gè)類應(yīng)怎樣合并以與WORCWEST中的14個(gè)類匹配。注意有些聚 類被分到兩個(gè)不同的土地使用類型中。在一個(gè)聚類被分到兩

9、個(gè)土地利用類型中的情況下，選擇把整 個(gè)聚類分給包含較大數(shù)目像元的類型。實(shí)際工作中， 這種分配也將由其他考慮（如額外的地面實(shí)框 資料）來決定。問題5：寫出fine中的類別與WORCWEST中的類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系 答：對(duì)應(yīng)關(guān)系為：12，23，37，44，55，611，711，87，97，101，118，1212，139，149 ,15-9,16-12,17-10,18-6,19-10,20-13,21-14,22-10,23-107、運(yùn)行DataEntryEdit,產(chǎn)生一個(gè)用于相似歸并的數(shù)值文件，文件類型選擇：Value file，數(shù)值文 件名為：fine,確定，彈出菜單中第一列輸入fine文件的類別

10、號(hào)，第二列輸入對(duì)應(yīng)的WORCWEST中 的類別（參考問題5的回答，兩列間輸入一空格）。保存，退出。8、運(yùn)行DataEntryAssign,看你是否能產(chǎn)生一個(gè)與WORCWEST接近的新圖像。稱該圖像為REGRP2。 這樣做的目的是演示用賦值模塊進(jìn)行重新歸組的處理過程，特征定義圖像輸入fine，值文件輸入 fine。結(jié)果將被用非連續(xù)256調(diào)色板顯示。在圖層特性中，對(duì)REGRP2應(yīng)用WORCWEST調(diào)色板。問題6： REGRP2圖像看上去是否與WORCWEST圖像相似?描述并解釋對(duì)fine圖像重新歸組的實(shí)質(zhì)。（例如： 你需要產(chǎn)生的最大組是什么？，相似的類別合并等）答：是。需要產(chǎn)生的最大組是14,然后把相似的類別進(jìn)行合并。5623I5623I111111111111111111111regrp29、編輯圖例，把WORCWEST中的各土地利用類型的名字賦給fine的各聚類。步驟如下:用鼠標(biāo)指向待 編輯的圖例類別的顏色框，按下SHIFT鍵并按壓鼠標(biāo)右鈕。此時(shí)將出現(xiàn)一個(gè)圖例編輯對(duì)話框，它允許 你編輯圖例題目和修改圖例顏色。給各聚類以他們對(duì)應(yīng)的土地覆被類型的名字。如果你